최근 LNG 연료 시장의 호황에 힘입어 LNG선들이 점차 대형화 추세에 있고, LNG선의 추진 기판 또한 경제성, 환경 영향 등의 주어진 요구 환경에 따라 다양화 되고 있다. 기존의 Steam Turbine Propulsion 외에 Conventional 2-stroke Diesel Engine 및 Dual-fuel 4-stroke Diesel Engine 이 LNG선의 주 기관으로 각광받고 있다. 이에 따라 Dual fuel electric propulsion LNGC의 기본 개념, 작동 원리 주요 보조 기기, 타 추진 시스템과의 비교 능에 대해 고찰하였다.
해양 및 대기 오염 방지를 위한 친환경선박에 대한 관심이 고조되고 있고 특히 LNG를 연료로 하는 LNG 연료추진선이 확대되고 있다. 그리고 국내에서도 LNG Bunkering 선박 건조에 지속적으로 추진되고 있다. LNG Bunkering의 안전한 운용을 위해서는 여러 위험요소를 분석해야한다. 그 중에도 LNG Bunkering 작업 중 주변 선박 통항에 따른 안전한 이격거리의 확보 또한 중요한 사항이지만 이에 대한 연구는 미진한 형태이다. 이에 안전한 이격거리에 대해서 외국 및 국내규정을 검토하였으나 명확한 규정이 없어 이에 대한 분석을 통한 안전하고, 경제적인 이격거리에 대한 연구가 필요하다. 안전한 이격거리에 대해 분석하기 위한 우선적으로 안전한 이격거리에 영향을 미칠 요소에 대해 검토한다.
본 연구는 가스추진 174K급 LNG 운반선의 가스 압축기실에서 발생하는 가스누출 모사를 통해 가스탐지기의 최적 위치를 분석하였으며, 새로 개정된 IGC 코드에 명시된 안전규정을 만족하는 합리적인 방법도 함께 제안하였다. 가스압축기실에서의 LNG 가스누출 수치해석을 위해, 실제 ME-GI 엔진이 장착된 174K급 LNG 운반선의 압축기실 형상과 장비, 배관의 배치와 같은 치수로 3D 설계되었다. 가스누설에 대한 시나리오는 305 bar의 높은 압력과 1 bar의 낮은 압력을 적용하여 진행하였다. 고압용 핀홀의 크기는 4.5, 5.0, 5.6 mm이고 저압용은 100, 140 mm이다. 해석 결과, 5.6 mm 핀홀(고압)과 100, 140 mm 핀홀(저압) 상태의 누출에 대한 환기평가에서 가연성 가스농도는 심각한 위험이 없음을 확인하였다. 그러나 개정된 IGC 코드에 따라 설치된 압축기실의 가스 감지 센서의 실제 위치는 다른 지점으로 이동해야 하고, 측정 지점이 현 규정에서 요구하는 것보다 더 추가되어야 함을 확인하였다.
환경오염에 따른 기후변화의 심각성이 대두됨에 따라 전 세계적으로 환경규제가 강화되고 있으며, 국제해사기구(IMO)에서도 선박연료유의 황함유량 제한 및 배출제한지역 설정 등 해운분야의 환경규제를 강화하고 있다. 이러한 환경규제 강화로 선박 연료유 교체에 대한 검토가 이루어져 왔으며, 가장 경쟁력 있는 대안으로써 LNG가 부각되고 있다. LNG는 기존 연료유 대비 유해가스 배출량을 대폭 줄일 수 있으며, 비용도 저렴하다. 따라서 해운에서는 LNG 추진선박의 건조가 확대되고 있고, 항만에서는 LNG 벙커링을 위한 터미널의 구축과 시범사업 등이 추진되어 있다. 부산항도 이러한 변화에 대응하기 위해 LNG 벙커링 터미널 개발을 준비하고 있다. 그러나 터미널 개발 이후 성공적인 사업운영을 위해 핵심적인 가격경쟁력 확보방안에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 기존 선행연구들도 대부분 LNG 벙커링 터미널의 설계, 안전과 LNG 추진선 도입의 타당성을 중심으로 수행되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 향후 부산항에 LNG 벙커링 터미널이 개발된다면 어떻게 가격경쟁력을 확보할 수 있을지에 대한 검토를 수행하였다. 이를 위해 본 연구에서는 우선, 해외 주요 항만의 사례를 기반으로 LNG 벙커링 공급구조와 가격구조를 분석하였다. 또한 벙커링 시장의 가격특성과 우리나라 LNG의 도입비용에 대해서도 분석 하였다. 연구 결과 부산항의 경우 해외 항만과 동일한 사업 구조 및 벙커링 방식으로는 경쟁항만인 싱가포르항 대비 가격경쟁력을 확보하기 어려울 것으로 나타났다. 또한 우리나라는 싱가포르에 비해 LNG 를 수입할 경우 톤당 약 50$이 더 높은 프리미엄이 책정되어 있다. 따라서 부산항은 LNG 벙커링 사업 구조를 LNG를 수입하고 벙커링용으로 판매하는 구조가 아닌 중개 방식의 사업구조를 도입함으로써 우리나라의 높은 '프리미엄'을 배제시켜 도입비용에서 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 판단된다. 또한 벙커링 방식도 하부시설 건설 시 공동구가 설치되어 있는 부산항 신항의 물리적인 장점을 활용하여 파이프라인을 이용한 벙커링을 함으로써 서비스 비용을 최소화할 수 있고, 초기 투자비의 최소화하는 관점에서 최적입지 선정도 중요하다.
The objective of this study is to investigate tank container to be used as fuel tank for LNG fueled ship. Feasibility of tank container to the fuel tank of LNG fueled ship is addressed and the advantage of tank container as fuel tank of ship is investigated. Conceptual configuration of the tank container is designed as well as structural analyses based on finite element method are carried out to meet the design regulation suggested by shipping register. Static loading is considered by structural analysis and impact test is performed. It is necessary to require SRS(shock response spectrum) in order to investigate structural safety which can meet.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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