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과제명 LPG 추진선박 도입 타당성 및 안전성에 대한 연구
기관명 해양수산부
담당부서 해사안전국 해사산업기술과
전화번호 044-200-5836
연구기간 2017-12-28 ~ 2018-04-26
연구분야 항만운영 및 해상운송
개요 1. LPG 추진선박의 개발 타당성 및 경제성 연구

  ㅇ 외국의 LPG 추진선박 건조실적 및 동향조사

  ㅇ LPG의 경제성, 인프라 및 법률상 선박연료 가능여부 조사

  ㅇ LNG 추진선박 등 다른 분야와의 비교 연구 

2. LPG 추진선박 구조 및 설비의 안전성에 대한 연구

  ㅇ LPG 추진선박 구조·설비의 위험요소 분석자료 검토

  ㅇ LPG 추진선박에 적용가능 하기 위한 IGF Code 요건 분석

  ㅇ LPG 추진선박 도입시 문제점 해결방안 연구

3. LPG 추진선박 관련 국내법령 개정초안 검증

 ㅇ  가스연료추진선박 기준 등 관계법령 개정초안에 대한 수정의견 제출

계약정보

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수행기관 한국선급 [기타]
수행연구원 최우석 수석연구원
계약일자 2017-12-28
계약방식 일반경쟁입찰에 의한 계약
계약금액 40,000,000원

연구결과 정보

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제목 LPG 추진선박 도입 타당성 및 안전성에 대한 연구
연구보고서
목차
1 과업 개요 1 1.1 연구배경 및 연구목적 1 1.1.1 연구배경 1 1.1.2 연구목적 2 1.2 연구용역의 목표 및 내용 4 1.2.1 목표 4 1.2.2 연구내용 4 2. LPG 추진선박 도입 동향 5 2.1 소형선박에의 적용 사례 5 2.1.1 이탈리아 베니스의 도입 정책 5 2.1.2 독일 민간기업의 도입 사례 6 2.1.3 보트용 LPG엔진 엔진 개발 현황 7 2.2 대형선박에의 적용 동향 8 2.2.1 일본의 LPG추진선 도입 움직임 8 2.2.2 벨기에의 LPG추진선 도입 움직임 8 2.2.3 LPG 수송선 선대 현황 9 2.3 LPG벙커링 인프라 11 2.3.1 LPG 벙커링 방식 11 2.3.2 LPG Tank/Bulk Lorry현황 12 2.3.3 LPG 인수기지 설비 현황 14 2.4 LNG 추진선박 도입 현황 17 2.4.1 LNG추진선박 건조현황 17 2.4.2 LNG 추진선박 메인엔진 현황 18 2.4.3 LNG 추진선박 운항지역 19 2.4.4 LNG 벙커링 터미널 현황 20 3. LPG 추진선박의 경제성 21 3.1 LPG추진선의 주요 제원 21 3.2 건조가격 검토 23 3.2.1 Car Ferry 선가 현황 23 3.2.2 LPG연료 추진 엔진 24 3.3 선박유 판매 동향 27 3.3.1 선박유의 명칭 구분 27 3.3.2 LNG, MGO 및 HFO의 판매 현황 28 3.4 선박연료유 가격 분석 30 3.4.1 국제유가 전망 30 3.4.2 Natural Gas 가격 전망 31 3.4.3 LNG 유통 구조 및 국내도입가격 추정 32 3.4.4 LPG 도입 현황 및 도입 가격 구조 35 3.4.5 MGO, HFO, LPG와 원유가격의 변동 특성 37 3.4.6 원유가격 변동에 따른 선박연료 변동 분석 43 3.5 선박연료 가격 추정 43 4 구조 및 설비의 안전성에 대한 연구 45 4.1 일반사항 45 4.2 LPG의 특성 46 4.2.1 일반사항 46 4.2.2 액화 46 4.2.3 기화 47 4.2.4 증기압 47 4.2.5 비등점 47 4.2.6 탱크의 가열 48 4.2.7 기화와 액체온도 48 4.2.8 비중 49 4.2.9 연소 49 4.3 LPG의 위험성 50 4.3.1 일반사항 50 4.3.2 가스의 비중 51 4.3.3 가스의 비등점 52 4.3.4 임계온도 52 4.3.5 가스의 증기압 53 4.3.5 가스의 자연발화 온도 53 4.3.6 구성성분의 다양성 53 4.3.7 기타 특성에 따른 위험성 54 4.4 LPG 육상 장치의 안전장치 55 4.4.1 일반사항 55 4.4.2 LPG 육상 저장탱크 55 4.4.3 LPG 자동차 57 4.4.4 선박의 안전장치와의 비교 59 4.5 기관 및 연료공급시스템 분석 65 4.5.1 일반사항 65 4.5.2 GE, LM2500 (가스터빈) 65 4.5.3 MAN D&T, ME-LGIP (2행정 디젤사이클 기관) 70 4.6 COGES LPG Fuelled Ro-Pax Vessel HAZID 연구 보고서 분석 74 4.6.1 목적 74 4.6.2 일반사항 74 4.6.3 HAZID 개요 74 4.6.4 HAZID 보고서 분석 75 4.6.5 Node: 1. LPG 연료탱크 75 4.6.6 Node: 2. LPG FGSS(연료 공급 시스템) 80 4.6.7 Node: 3. LPG Bunkering Station Port Side 83 4.6.8 Node: 4. 가스밸브유닛부터 가스터빈까지의 관장치, LPG연료수급장소부터 연료탱크지의 관장치, 연료탱크 및 연료공급장치의 벤트라인, 벙커링지역 및 연료공급장치의 압력도출밸브의 벤트라인 및 가스밸브 유닛의 블리드라인 86 4.6.9 HAZID 보고서 결과의 요건 반영사항 검토 87 4.7 CFD 해석결과 91 4.7.1 수치해석 방법 91 4.7.2 결과 및 논의 96 4.7.3 결론 115 4.8 IGF Code 요건의 분석 117 4.8.1 일반사항 117 4.8.2 IGF Code 요건의 개요 117 4.8.3 LPG에 적용하기 위하여 수정이 필요한 상세요건 124 4.8.4 LPG연료에 대한 위험도 평가의 적용 131 4.8.5 LPG에 적용하기 위한 대체 요건 및 추가 요건 제안 133 4.8 안전성에 대한 추가 검토 사항 139 4.8.1 LPG연료 추진선박의 실용화 절차 139 4.8.2 벙커링 설비 139 4.8.3 벙커링 작업 140 4.8.4 선원 교육 140 5 안전성에 대한 결론 142 5.1 일반사항 142 5.2 LPG의 선박의 연료로서의 위험성 및 문제점 해결방안 142 5.3 LPG연료 추진선박에 적용하기 위한 가스연료 추진선박기준(고시)의 개정 143
 

1 과업 개요 1
1.1 연구배경 및 연구목적 1
1.1.1 연구배경 1
1.1.2 연구목적 2
1.2 연구용역의 목표 및 내용 4
1.2.1 목표 4
1.2.2 연구내용 4

2. LPG 추진선박 도입 동향 5
2.1 소형선박에의 적용 사례   5
2.1.1 이탈리아 베니스의 도입 정책  5
2.1.2 독일 민간기업의 도입 사례  6
2.1.3 보트용 LPG엔진 엔진 개발 현황  7
2.2 대형선박에의 적용 동향 8
2.2.1 일본의 LPG추진선 도입 움직임  8
2.2.2 벨기에의 LPG추진선 도입 움직임 8
2.2.3 LPG 수송선 선대 현황  9
2.3 LPG벙커링 인프라 11
2.3.1 LPG 벙커링 방식  11
2.3.2 LPG Tank/Bulk Lorry현황  12
2.3.3 LPG 인수기지 설비 현황  14
2.4 LNG 추진선박 도입 현황  17
2.4.1 LNG추진선박 건조현황  17
2.4.2 LNG 추진선박 메인엔진 현황  18
2.4.3 LNG 추진선박 운항지역  19
2.4.4 LNG 벙커링 터미널 현황  20

3. LPG 추진선박의 경제성 21
3.1 LPG추진선의 주요 제원  21
3.2 건조가격 검토  23
3.2.1 Car Ferry 선가 현황  23
3.2.2 LPG연료 추진 엔진  24
3.3 선박유 판매 동향  27
3.3.1 선박유의 명칭 구분 27
3.3.2 LNG, MGO 및 HFO의 판매 현황  28
3.4 선박연료유 가격 분석  30
3.4.1 국제유가 전망  30
3.4.2 Natural Gas 가격 전망  31
3.4.3 LNG 유통 구조 및 국내도입가격 추정 32
3.4.4 LPG 도입 현황 및 도입 가격 구조 35
3.4.5 MGO, HFO, LPG와 원유가격의 변동 특성 37
3.4.6 원유가격 변동에 따른 선박연료 변동 분석 43
3.5 선박연료 가격 추정  43

4 구조 및 설비의 안전성에 대한 연구 45
4.1 일반사항 45
4.2 LPG의 특성  46
4.2.1 일반사항 46
4.2.2 액화  46
4.2.3 기화 47
4.2.4 증기압 47
4.2.5 비등점 47
4.2.6 탱크의 가열 48
4.2.7 기화와 액체온도 48
4.2.8 비중 49
4.2.9 연소 49
4.3 LPG의 위험성 50
4.3.1 일반사항 50
4.3.2 가스의 비중  51
4.3.3 가스의 비등점 52
4.3.4 임계온도 52
4.3.5 가스의 증기압 53
4.3.5 가스의 자연발화 온도 53
4.3.6 구성성분의 다양성 53
4.3.7 기타 특성에 따른 위험성 54
4.4 LPG 육상 장치의 안전장치 55
4.4.1 일반사항 55
4.4.2 LPG 육상 저장탱크  55
4.4.3 LPG 자동차 57
4.4.4 선박의 안전장치와의 비교 59
4.5 기관 및 연료공급시스템 분석  65
4.5.1 일반사항 65
4.5.2 GE, LM2500 (가스터빈) 65
4.5.3 MAN D&T, ME-LGIP (2행정 디젤사이클 기관) 70
4.6 COGES LPG Fuelled Ro-Pax Vessel HAZID 연구 보고서 분석  74
4.6.1 목적 74
4.6.2 일반사항 74
4.6.3 HAZID 개요 74
4.6.4 HAZID 보고서 분석 75
4.6.5 Node: 1. LPG 연료탱크 75
4.6.6 Node: 2. LPG FGSS(연료 공급 시스템) 80
4.6.7 Node: 3. LPG Bunkering Station Port Side 83
4.6.8 Node: 4. 가스밸브유닛부터 가스터빈까지의 관장치,  LPG연료수급장소부터 연료탱크지의 관장치, 연료탱크 및 연료공급장치의 벤트라인,   벙커링지역 및 연료공급장치의 압력도출밸브의 벤트라인 및 가스밸브 유닛의 블리드라인 86
4.6.9 HAZID 보고서 결과의 요건 반영사항 검토 87
4.7 CFD 해석결과 91
4.7.1 수치해석 방법 91
4.7.2 결과 및 논의 96
4.7.3 결론 115
4.8 IGF Code 요건의 분석  117
4.8.1 일반사항 117
4.8.2 IGF Code 요건의 개요 117
4.8.3 LPG에 적용하기 위하여 수정이 필요한 상세요건 124
4.8.4 LPG연료에 대한 위험도 평가의 적용 131
4.8.5 LPG에 적용하기 위한 대체 요건 및 추가 요건 제안 133
4.8 안전성에 대한 추가 검토 사항 139
4.8.1 LPG연료 추진선박의 실용화 절차 139
4.8.2 벙커링 설비 139
4.8.3 벙커링 작업 140
4.8.4 선원 교육 140

5 안전성에 대한 결론 142
5.1 일반사항 142
5.2 LPG의 선박의 연료로서의 위험성 및 문제점 해결방안 142
5.3 LPG연료 추진선박에 적용하기 위한 가스연료 추진선박기준(고시)의 개정 143
주제어 LPG 추진선박 도입 타당성 및 안전성에 대한 연구
발행년도 2018년

연구결과 평가 및 활용보고서

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