KR-20260060992-A - SHIP

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박은, 선체에서 갑판의 하방에 마련되며, 추진기관 및 복수의 발전기관을 수용하는 엔진룸, 상기 추진기관 및 적어도 일부의 상기 발전기관에 마련되며, 상기 엔진룸의 내부 공기를 흡입하는 흡기부 및 적어도 어느 하나의 상기 발전기관에 마련되며, 상기 엔진룸과 격리되는 별도의 공간에서 공기를 흡입하는 보조 흡기부를 포함한다.

Inventors

신정훈
박근준

Assignees

에이치디한국조선해양 주식회사
에이치디현대중공업 주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20250630
Priority Date: 20241025

Claims (10)

선체에서 갑판의 하방에 마련되며, 추진기관 및 복수의 발전기관을 수용하는 엔진룸; 상기 추진기관 및 적어도 일부의 상기 발전기관에 마련되며, 상기 엔진룸의 내부 공기를 흡입하는 흡기부; 및 적어도 어느 하나의 상기 발전기관에 마련되며, 상기 엔진룸과 격리되는 별도의 공간에서 공기를 흡입하는 보조 흡기부;를 포함하는, 선박.
제1항에 있어서, 상기 갑판 상에서 상기 엔진룸의 상방에 마련되고, 상기 추진기관 및 상기 복수의 발전기관의 배기를 배출하는 엔진 케이싱;을 더 포함하며, 상기 보조 흡기부의 유입구는, 상기 엔진 케이싱의 측방 또는 후방에서 상기 갑판 상에 마련되는, 선박.
제2항에 있어서, 상기 보조 흡기부는, 상기 복수의 발전기관 중 상기 선체에서 좌현 또는 우현으로 치우쳐 배치된 적어도 어느 하나의 발전기관에 연결되며, 상기 적어도 어느 하나의 발전기관의 상방으로 연장되는, 선박.
제2항에 있어서, 상기 갑판 상에서 상기 엔진 케이싱의 전방에 마련되는 선실;을 더 포함하며, 상기 보조 흡기부의 유입구는, 상기 선실로부터 후방으로 이격된 위치에 마련되는, 선박.
제2항에 있어서, 상기 선체 내부에 마련되는 복수의 카고탱크; 및 상기 엔진 케이싱의 전방에 마련되고, 상기 복수의 카고탱크에 저장된 카고를 처리하는 카고 처리룸;을 더 포함하며, 상기 보조 흡기부의 유입구는, 상기 카고 처리룸으로부터 후방으로 이격된 위치에 마련되는, 선박.
제5항에 있어서, 상기 선체에 마련되며 독성의 연료를 저장하는 연료탱크; 및 상기 카고 처리룸의 후방에 일체로 마련되며, 상기 연료탱크에 저장된 연료를 수요처로 공급하는 연료 공급룸;을 더 포함하며, 상기 보조 흡기부의 유입구는, 상기 연료 공급룸으로부터 후방으로 이격된 위치에 마련되는, 선박.
제5항에 있어서, 상기 복수의 카고탱크 및 상기 카고 처리룸에 할당되고, 액화가스를 대기 중으로 배출하는 복수의 벤트 마스트;를 더 포함하며, 상기 보조 흡기부의 유입구는, 상기 카고 처리룸으로부터 후방으로 이격된 위치에 마련되는, 선박.
제1항에 있어서, 상기 선체는, 상기 갑판의 하방에 마련되는 제1 데크; 상기 제1 데크의 하방에 마련되는 제2 데크;를 더 포함하며, 상기 추진기관은, 상기 제2 데크 하방의 파셜 데크 상에 배치되고, 상기 복수의 발전기관은, 상기 제2 데크 상에 배치되며, 상기 보조 흡기부는, 상기 복수의 발전기관 중 적어도 어느 하나의 상단에 연결되고, 상기 제1 데크의 상방으로 연장되어 상기 갑판을 관통하도록 마련되는, 선박.
제1항에 있어서, 상기 별도의 공간은, 상기 선체의 외부로서 개방된 공간인, 선박.
제1항에 있어서, 상기 흡기부 및 상기 보조 흡기부는, 공기를 흡입하여 상기 추진기관 및 상기 복수의 발전기관의 연소실로 전달하는, 선박.

Description

선박{SHIP} 본 발명은 선박에 관한 것이다. 전 세계적으로 대기오염이 심각해지고 대기오염으로 기후변화가 일어나고 있다. 선박에서 배출되는 오염물질이 대기오염에 미치는 영향이 크기 때문에, 대기오염을 줄이기 위해 국제해사기구(IMO:International Maritime Organization), 유럽연합, 미국 등은 선박으로부터 배출되는 오염물질에 대한 규제를 강화하고 있다. 향후 선박의 온실가스 배출 규제가 2050년까지 주요 기점마다 단계적으로 강화됨에 따라, 기존의 엔진 및 연료만으로는 오염물질에 대한 규제를 준수하기 어려울 것으로 전망된다. 따라서 강화된 선박 온실가스의 배출 규제가 적용됨에 따라, 현재 사용되는 기존 화석연료의 사용이 어려울 것으로 예상되며, 앞으로 강화될 규제를 만족시킬 수 있는 대체연료의 발굴이 매우 시급하다. 대체연료로서, 암모니아(NH3), 바이오연료(Biofuel), 태양에너지, 풍력에너지 등과 같은 비화석연료가 고려되고 있는 실정이다. 그 중에서 암모니아는 생산, 저장, 운송 및 공급이 가능한 화학물질로서, 암모니아를 연료로 사용하는 암모니아 선박이 개발되고 있다. 기존 암모니아 선박은 암모니아 연료를 액체로 저장하는데, 암모니아는 상온보다 낮은 끓는점(대기압 기준, -33℃)을 가지므로, 암모니아를 액체로 저장하기 위해서는 암모니아 저장탱크도 일정 사양을 갖춰야 한다. 또한, 암모니아를 액체 상태로 유지하기 위해 탱크 내부를 저온 상태로 유지해야 하므로, 저장탱크를 냉각해야 하고 냉각하는 과정에서 많은 에너지가 소비된다. 또한, 액체 암모니아의 저장탱크는 탱크 내에서 증발 기체가 발생할 수 있어, 상기 증발 기체로 인해 저장탱크 내부 압력이 상승하여 탱크가 폭발할 위험이 있으며, 액체 암모니아가 탱크 외부로 유출될 경우에 폭발이 일어날 수 있고, 암모니아의 독성으로 인한 인명피해의 위험이 있다. 이와 같이 기존 암모니아 선박은 액체 암모니아 연료의 저장, 암모니아 연료의 엔진 공급, 폐암모니아의 배출 등에 있어서 설비 비용과 운영 비용 등을 개선해야 하는 문제가 있고, 특히 확실한 안전성을 확보해야 하는 문제가 있다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 처리 시스템의 개념도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 처리 시스템에서 연료 중화부의 개념도이다. 도 3은 본 발명의 제2-1 실시예에 따른 연료 처리 시스템의 개념도이다. 도 4는 본 발명의 제2-2 실시예에 따른 연료 처리 시스템의 개념도이다. 도 5는 본 발명의 제2-3 실시예에 따른 연료 처리 시스템의 개념도이다. 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연료 처리 시스템의 개념도이다. 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박의 측면도이다. 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박의 평면도이다. 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박의 엔진룸 부분을 확대한 측면도이다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명에서 (가스)연료는 대기압을 기준으로 비등점이 상온보다 낮은 물질이면서 에너지로 치환 가능한 물질일 수 있다. 일례로 연료는 유독성을 갖는 암모니아, 액화석유가스, 액화천연가스, 에탄 등을 포함할 수 있지만 이로 한정하는 것은 아니다. 다만 이하에서 편의상 연료는 암모니아인 것으로 한정하여 설명한다. 본 발명의 도면에서 직선은 연료나 냉매, 열매, 퍼징가스 등의 다양한 유체가 이동하는 유로를 나타나는 것으로서, 파이프 라인으로 해석될 수 있다. 또한 본 발명은 압력센서(PT), 온도센서(TT), 유량센서(FT) 등이 제한없이 적절한 위치에 구비될 수 있으며, 각 센서에 의한 측정값은 이하에서 설명하는 구성들의 작동에 제한없이 다양하게 사용될 수 있다. 또한 본 발명은 이하에서 설명하는 연료 처리 시스템이 구비되는 선박을 포함한다. 이때 선박은 가스운반선, 각종 화물이나 사람을 운반하는 상선, FSRU, FPSO, Bunkering vessel, 해양플랜트 등을 모두 포함하는 개념이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 처리 시스템(1)의 개념도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 처리 시스템에서 연료 중화부의 개념도이다. 참고로 도 1 내지 도 2는 하나의 실시예에 포함된 구성들 중 적어도 일부분을 각각 개념도로 도시한 것이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 처리 시스템(1)은, 저장부(10), 연료 공급부(20), 연료 배출부(30), 연료 중화부(40) 등을 포함한다. 저장부(10)는, 연료를 저장한다. 이때 연료는 암모니아 등의 독성 연료일 수 있지만, 이로 한정하지 않음은 앞서 언급한 바와 같고, 다만 이하에서는 편의상 연료가 독성 연료로서 암모니아인 것을 선택하여 설명한다. 저장부(10)는 엔진(E)이나 보일러 등의 수요처에 의해 소비되는 연료를 저장할 수 있다. 이때 엔진(E)은 암모니아 전용 엔진(E)이거나 암모니아 혼소 엔진(E) 등일 수 있다. 물론 본 명세서에서 엔진(E)은 암모니아를 소비하여 에너지를 얻는 기관으로서, 터빈, 연료전지 등을 모두 포괄할 수 있다. 저장부(10)는 연료탱크(11)를 포함하며, 연료탱크(11)는 연료를 액상으로 저장할 수 있다. 연료는 비등점이 상온 이하인 물질로서 저온 액화될 수 있고, 저장부(10)는 연료를 액상으로 저장하기 위해 내부 및 외부 중 적어도 일측에 단열이 적용될 수 있다. 또는 연료탱크(11)는 연료를 고압으로 저장함으로써 연료의 기화를 방지할 수 있다. 이 경우 연료탱크(11)의 압력으로 인해 후술할 연료 공급부(20)의 가압 수단이 축소 또는 생략될 수 있다. 연료탱크(11)는 선박의 내부에 화물창을 이루도록 마련될 수 있다. 또는 연료탱크(11)는 선박의 내부 또는 갑판 상에 별도로 마련되는 독립형의 탱크일 수 있다. 이러한 연료탱크(11)는 하나 이상으로 마련되며, 복수의 연료탱크(11)가 마련될 경우 연료는 택일적으로 또는 동시에 소비될 수 있다. 즉 연료탱크(11)는 타입 A, 타입 B 또는 타입 C 등으로 이루어질 수 있으며, 이러한 독립형 탱크 외에도 연료탱크(11)는 멤브레인형 탱크로도 마련될 수 있다. 연료탱크(11)의 내부에는 연료펌프(부호 도시하지 않음)가 마련될 수 있다. 물론 연료펌프는 연료탱크(11)의 외부에 마련되는 것도 가능하며, 연료탱크(11)의 내부 및 외부에 각각 구비될 수도 있다. 연료펌프는 연료탱크(11)에 저장된 연료를 연료 공급부(20)로 전달할 수 있다. 연료탱크(11)에는 벙커링부(12)로부터 연료가 공급될 수 있다. 벙커링부(12)는 선체의 갑판 등에 마련되는 매니폴드, 로딩암 등의 구성을 포함하며, 이를 통해 외부로부터 연료를 전달받고, 연료탱크(11)에 연료를 로딩할 수 있다. 벙커링부(12)에서 연료탱크(11)로는 로딩라인(L10)이 마련될 수 있으며, 로딩라인(L10)은 연료탱크(11)의 내부로 유입되는 액상 연료의 기화를 방지하기 위해 단열 처리될 수 있다. 연료탱크(11)는 선체의 카고 영역에 탑재되는 화물탱크일 수 있고, 또는 화물탱크와 별도로 마련되는 탱크일 수 있다. 후자의 경우 벙커링부(12)는 화물탱크로부터 연료탱크(11)로 연료를 전달하는 것일 수 있다. 또한 필요에 따라 벙커링부(12)는 연료탱크(11)에서 화물탱크로 연료를 리턴할 수도 있다. 연료 공급부(20)는, 저장부(10)에 저장된 연료를 수요처로 공급한다. 연료 공급부(20)는 연료탱크(11)에 저장되어 있는 연료 중 적어도 액상의 연료를 엔진(E) 등에 공급할 수 있다. 특히 연료 공급부(20)는 연료를 액상으로 엔진(E)에 공급할 수 있으며, 연료 공급부(20)는 엔진(E) 제원의 변경 등에 대응하여 공급되는 연료의 상태를 다양하게 조절할 수 있다. 연료 공급부(20)는 공급 열교환기(21), 공급펌프(22), 필터부(23), 리턴 열교환기를 포함한다. 공급 열교환기(21)는 연료탱크(11)에서 배출되는 연료의 온도가 엔진(E) 등이 요구하는 온도에 대응될 수 있도록 연료를 가열 또는 냉각할 수 있다. 공급 열교환기(21)는 연료펌프와 후술할 공급펌프(22) 사이에 마련될 수 있으며, 공급펌프(22)에 의해 연료가 가압될 때 일부 승온이 일어남을 고려하여, 공급 열교환기(21)의 가열/냉각이 제어될 수 있다. 공급펌프(22)는, 연료탱크(11)에서 연료펌프에 의해 배출되는 연료를 가압한다. 공급펌프(22)는 연료를 엔진(E)의 요구 압력에 대응하여 가압할 수 있다. 공급펌프(22)는 공급 열교환기(21)의 하류에 마련될 수 있으며, 비등점 이상의 온도를 갖는 연료를 전달받을 수 있다. 다만 연료는 연료펌프에 의해 충분히 가압됨에 따라, 공급 열교환기(21)에서 가열되더라도 기화되지 않을 수 있다. 따라서 공급펌프(22)는 공급 열교환기(21)로부터 액상의 연료를 전달받아 가압한 후 엔진(E)에 공급할 수 있다. 물론 공급펌프(22)의 배치는 앞선 경우와 달라질 수 있다. 공급펌프(22)는 공급 열교환기(21)의 상류에 마련될 수도 있다. 또는 공급 열교환기(21)의 상류 및 하류에 각각 공급펌프(22)가 마련되는 것도 가능하다. 필터부(23)는, 공급펌프(22)의 하류에 마련되며 연료에 포함되는 이물질을 걸러낼 수 있다. 이때 이물질이라 함은 엔진(E)의 가동에 영향을 미칠 수 있는 모든 물질을 의미할 수 있고, 더 나아가 엔진(E)에 공급되는 유체에서 연료를 제외한 모든 물질을 포함할 수 있다. 연료탱크(11) 내에 마련된 연료펌프로부터 연료 공급라인(L20)이 연장되며, 연료 공급라인(L20) 상에 공급 열교환기(21), 공급펌프(