천연가스(LNG) 운반선 - DFDE 1

LNG 운반선 초기에는 화물창에서 자연 발생 하는 BOG(Boil Off Gas)를 처리하기 위해 기관실에 메인 보일러 두 대가 설치되어 BOG를 Fuel Oil과 함께 연료로 사용되었습니다. 보일러에서 생산된 스팀으로 Main turbine을 기동하여 추진력을 얻어 배를 운항하는 구조였습니다. 하지만 이러한 방법의 가장 큰 단점은 효율이 아주 낮다는 것입니다. 그래서 개선 방안으로 나온 것이 Diesel engine을 이용하여 직/간접적으로 선박을 추진하는 방식입니다.

DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 추진 선박은 4대의 대형 발전기가 설치되어 있고, 기존의 보일러와 마찬가지로 BOG와 Fuel Oil을 연료로 사용하여 운전합니다. 이렇게 발전기 운전에 의해 생성된 전기를 대형 모터에 공급하여 모터 구동에 의해 추진력을 얻는 방식입니다.

 

모든 엔진은 diesel mode(HFO or MDO) or gas mode로 운전합니다. 운전 모드는 IAS에서 선택할 수 있습니다.

엔진은 turbocharger 및 intercooler 가 설치된 4행정 Dual fuel engine입니다.

 

1. Engine Block

 

engine block은 여러 구성품이 설치되는 frame 역할을 합니다. engine block은 한 조각으로 주조됩니다. crankshaft는 engine block에 설치됩니다. 메인 베어링 캡은 두 개의 hydraulically tensioned main bearing screws와 두 개의 horizontal side screws에 의해서 지지됩니다.

 

2. Crankshaft

 

Crankshaft는 단조 된 일체의 구성요소입니다. crankshaft는 main bearing oil bore에 의해서 윤활되고, big end bearing을 통해서 connecting rod와 piston에 오일을 공급합니다. crankshaft oil bores의 설계는 connecting rod로 오일이 간헐적으로 흐르도록 해줍니다. 이 영향으로 oil은 한 방향으로 흐르게 됩니다.

 

crankshaft는 flywheel에 설치된 turning  device로 정비 작업 시 회전할 수 있습니다.

 

3. Bearings

 

Main Bearings

 

Main bearing shells은 crankshaft journals가 잘 회전할 수 있도록 미끄러지기 좋은 표면을 제공합니다. Main bearing은 trimetal bearing이고 main bearing cap을 아래로 내려서 분리 가능합니다. hydraulic jack은 Main bearing cap을 내리거나 올리기 위해 모든 Main bearing에 사용됩니다.

 

Thrust Bearings

 

일반적으로 '0' bearing (zero-bearing)을 지시하는 flywheel/thrust bearing 결합은 엔진의 부하 측에 위치합니다. '0' bearing cap과 bearing shells는 main bearings caps와 shells와 같은 디자인이지만, 크기가 조금 다릅니다. 두 쌍의 thrust washers는 crankshaft를 축 방향으로 안내합니다. 하부 thrust washers는 locating pin에 의해서 제 자리에 위치하도록 고정되어 있습니다.

 

4. Connecting Rod

 

connecting rod는 피스톤의 왕복운동을 crankshaft의 회전운동으로 전환하는 역할을 합니다.

 

5. Piston

피스톤은 steel crown과 nodular cast iron skirt의 혼합타입입니다. piston skirt의 groove에 네 개의 윤활용 bores가 있고, piston skirt와 실린더 라이너를 윤활합니다. 피스톤 상부는 "the shaker effect"에 의해서 오일 냉각이 됩니다.

 

Piston Ring Set

  

피스톤 링 세트는 크롬으로 된 두 개의 압축 링과 스프링이 결합된 크롬 재질의 한 개의 오일 스크랩퍼 링으로 구성되어 있습니다.

 

6. Cylinder Liners

 

실린더 라이너는 특수 합금 주철을 사용하여 원형으로 주조되었다. 실린더 라이너의 상부 collar에는 라이너 온도를 효율적으로 조절할 수 있도록 bore cooling이 설치됩니다.

 

7. Cylinder Heads

 

실린더 헤드의 flame plate는 연소실의 한 부분이다. 연소 중에 flame plate는 고온/고압에 노출됩니다. 소기에어는 터보차저를 거쳐 air receiver에 공급된 다음 각 실린더 헤드로 공급됩니다. 공기의 흐름은 flame plate 내부 두 개의 소기 밸브로 조절됩니다.

 

비슷하게, 배기가스는 실린더 헤드 배기 통로를 통해 배기 매니 폴더로 전달됩니다. 배기가스 흐름은 두 개의 밸브로 조절됩니다.

 

fuel injector, injector sleeve는 실린더 헤드의 중간에 설치됩니다. injector sleeve는 injector를 제자리에 잡아주고, 냉각수로부터 injector를 분리합니다.

 

각 실린더 헤드는 실린더 자켓에서 실린더 헤드로 유입되는 냉각수로 냉각이 됩니다. 냉각수 통로가 배기 밸브 시트로 구멍이 나 있습니다. 

 

냉각수에 유입될 수 있는 공기나 가스는 collecting pipe를 지나 venting box의 상부에서 배출됩니다.

 

valve mechanism은 윤활유 시스템에 의해서 윤활 됩니다. 윤활유는 rocker arm bracket을 통해 rocker arm bearings, yokes, valve rotators에 공급됩니다. 오일 일부는 밸브와 밸브 가이드 윤활에 사용됩니다. fuel injector 또한 윤활유를 사용합니다. 사용된 윤활유는 push rods, camshaft, engine oil sump로 흐릅니다.