aalto1 untyped-item.component.html
Passenger ship alternative fuel system design for Safe Return to Port compliancy
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Language
en
Pages
116
Series
Abstract
The need for broader use of alternative fuel types in marine industry has been increasing in the past decade and the further implementation of the technology allowing the use of them has shown rapid development in recent years. Following the International Maritime Organization’s greenhouse gas strategy and the current developmental state of related technology, the use of alternative fuel types is seen as a promising approach in cutting emissions in shipping. The current Safe Return to Port (SRtP) -requirements for ships’ system functions allowing safe operation in limited damage scenarios does not address the use of alternative fuels, but will be updated in near future.
This thesis aims to study, if the alternative fuel types require changes to the commonly used general- and system arrangements and to ensure SRtP compliancy when using said fuels.
Due to the upcoming update to the regulation, the principle requirements for a set of chosen fuel types were conducted along with arranging the most essential systems. After determining the design factors of systems, the extents of their operational properties were simulated, utilizing a representative system model. The requirements were identified by utilizing study materials accompanied by official (IMO) regulations and classification societies’ guidelines. Based on the findings, a set of principle system arrangements were modelled and simulated using a sophisticated software used in SRtP compliancy assessment in the field. The results were then analysed according to the mentioned regulation and common practices, with a utilization of different analysis methods, such as Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) -approach for result visualization.
The obtained simulation results highly indicate that the compliancy can be reached with certain design approaches. As the method was mainly theoretical and basing on a set of assumptions, for example regarding systems outside of the built system model, further need for research was also found.
Vaihtoehtoiset polttoainetyypit ovat olleet yleinen keskustelunaihe meritekniikassa niiden käyttötarpeen kasvettua ja käyttöönottojen yleistyttyä viime vuosikymmenen aikana. Lisäksi, IMO:n kasvihuonekaasujen vähentämiseen tähtäävä strategia sekä teknologian nopea kehitys ovat kasvattaneet vaihtoehtoisten polttoaineiden markkinaosuutta sekä lisänneet niiden käyttöönoton tarvetta meriliikenteessä. Nykyinen Safe Return to Port (SRtP) -säännöstö ei huomioi, eikä myöskään salli kyseisten polttoainetyyppien käyttöä, jonka takia sääntöä tullaan tulevien vuosien aikana muokkaamaan vastaamaan paremmin ilmastonmuutoksen asettamiin haasteisiin. Tässä diplomityössä pyritään kartoittamaan vaihtoehtoisten polttoainetyyppien asettamia erityisvaatimuksia järjestelmäsuunnittelun ja etenkin SRtP-säännön täyttymisen näkökulmasta ja lopulta selvittämään, onko suora vaihtoehtoisten polttoaineiden käyttöönotto sääntöjen näkökulmasta mahdollista.
Sääntömuutoksen takia periaatteelliset polttoainekohtaiset vaatimukset kartoitettiin ja niitä hyödynnettiin vaihtoehtoisia yleisjärjestely-, sekä koneistojärjestelyratkaisuja pohtiessa. Näiden ratkaisuiden pohjalta rakennettiin simulointimalli, jossa selvitettiin, vaarantuuko koko laivan operatiivinen turvallisuus, mikäli yksittäinen järjestelmän osa menetetään rajatun onnettomuustilanteen seurauksena. Haettu tutkimusmateriaali, etupäässä tutkimusaineisto sekä viralliset säännöt, ohjasivat prosessia, jonka lopputuote oli myös alan yleisiä käytäntöjä tarkasti seurannut valmis SRtP-analyysi. Simulaation tuloksia analysoitiin niin ikään olemassa olevan säännöstön sekä aiemmin mainittujen käytäntöjen perusteella, samalla hyödyntäen esimerkiksi FMEA-analyysiä, joka selvensi eri onnettomuusskenaarioiden sisältöä, vaikutuksia sekä seurauksia.
Simulaatiotulosten perusteella kyettiin toteamaan, että vaihtoehtoisia polttoaineita voidaan teoriassa hyödyntää ilman, että SRtP-säännöstön viitekehyksestä tarvitsee poiketa, kunhan ehdotettuja järjestelyratkaisuja hyödynnetään periaatetasolla. Tulokset myös osoittivat tarpeen lisätutkimukselle aiheen tiimoilta.