KR100785478B1 - 액화가스수송선의 화물창 상부 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에 관한 것으로, 특히 화물창 내부의 슬로싱 하중을 최소화하면서도 선체 종강도를 높일 수 있으며, 각종 의장품 및 이동통로를 용이하게 설치할 수 있는 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에 관한 것이다.
본 발명인 액화가스수송선의 화물창 상부 구조는 측면 내판으로부터 연장 형성된 경사면내판의 상단부에서 양단이 연결되는 이너데크; 상기 이너데크의 상방에 이격 배치되고, 상기 이너데크보다 좌우로 적정 길이만큼 더 연장 형성된 트렁크데크; 일단은 상기 트렁크데크의 양단과 연결되고, 타단은 상기 이너데크의 좌우 수평연장선 상에 위치하는 트렁크경사부; 상기 이너데크의 양단으로부터 상기 트렁크경사부까지 연장되어 연결된 이너데크연장부를 포함하되, 상기 이너데크는 배관 및 화물시스템 설치를 위한 최소요구범위의 폭을 가지며, 상기 이너데크, 상기 트렁크데크, 상기 트렁크경사부 및 상기 이너데크연장부는 사각박스구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에 따르면 화물창 내부의 슬로싱 하중을 감소시킴과 동시에, 배관, 케이블을 비롯한 각종 의장품 및 이동통로를 설치할 수 있는 공간의 확보가 용이하며, 선체의 종강도를 키워 선체 구조 안정성을 향상시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.
액화가스수송선, 화물창, 사각박스구조, 슬로싱 하중, 의장품 배치, 이동통로 배치, 리퀴드돔오프닝

Description

액화가스수송선의 화물창 상부 구조{Upper structure of cargo tank in LNGC}
도 1은 종래의 액화가스수송선의 화물창을 도시한 개념도이다.
도 2는 종래의 액화가스수송선의 화물창 상부 구조를 도시한 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에 설치된 리퀴드돔오프닝의 위치를 도시한 배치도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액화가스수송선의 화물창 상부 구조의 일실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 도 4에 도시된 실시예에 설치된 리퀴드돔오프닝의 위치를 도시한 배치도이다.
도 6은 본 발명에 따른 액화가스수송선의 화물창 상부 구조 중 이너데크와 종래의 액화가스수송선의 화물창 상부 구조 중 이너데크의 폭을 비교하기 위해 도시한 비교개념도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
50: 리퀴드돔오프닝(Liquid Dome Opening)
102: 트렁크데크 104: 트렁크경사부
106: 이너데크연장부 108: 이너데크
110: 이동통로조립체 112: 단층 구조
본 발명은 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화물창 내부의 슬로싱 하중을 최소화하면서도 선체 종강도를 높일 수 있으며, 각종 의장품 및 이동통로를 용이하게 설치할 수 있는 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스는 그 수송비용을 고려하여 액화가스수송선으로 운반된다. 그러나 기체상태로 운반되는 경우보다 액체상태로 운반되는 것이 더욱 많은 양을 일시에 운반할 수 있기 때문에 천연가스를 극저온상태에서 액화시켜 운반한다. 이렇게 액화된 천연가스를 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)라 한다.
이러한 액화천연가스를 액화가스수송선으로 운반하는 경우, 화물창 내에선 선체에 치명적인 영향을 끼치는 슬로싱(Sloshing) 하중 문제가 발생된다. 슬로싱이란 용기 내에서 자유표면을 갖는 유체의 액면이 용기의 진동을 여진원으로 하여 동요되어서, 결과적으론 용기 벽면에 충격을 가하는 현상을 말한다.
이러한 슬로싱 하중은 선체의 구조적 안정성에 치명적인 영향을 끼치게 되는 데, 이러한 슬로싱 현상을 최소화할 수 있는 개선된 형태의 액화가스수송선의 화물창 구조에 대한 필요성이 대두되어왔다.
도 1은 종래의 액화가스수송선의 화물창을 도시한 개념도이다. 도 1을 참조하면, 멤브레인(Memberane) 타입 화물창의 횡단면이 개략적으로 도시되어 있다. 먼저, 화물창의 바닥부를 이루는 이중바닥판(3)과, 상기 이중바닥판(3)의 외측 상방으로 경사지게 연장된 이중경사부(5)와, 상기 이중경사부(5)로부터 수직 상방으로 연장되어 화물창의 측벽부를 이루는 측면내판(7) 및 측면외판(9)과, 상기 측면내판(7) 및 상기 측면외판(9)으로부터 내측 상방으로 경사지게 연장된 경사면내판(11) 및 경사면외판(13)과, 상기 경사면내판(11) 및 상기 경사면외판(13)에 각각 연결되어 형성된 화물창 상부 구조(A)를 포함하는 이중창 형태의 화물창이 제공되었다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 액화가스수송선의 화물창 상부 구조를 도시한 개념도이다. 도 2를 참조하여 종래의 화물창 상부 구조에 대해 상세히 살펴보면, 먼저, 경사면내판(11)의 사이에서 양단이 수평으로 연결되는 종래의 이너데크(15)와, 종래의 이너데크(15)에서 상방으로 이격 배치되고 경사면외판(13)의 사이에서 양단이 수평으로 연결되는 트렁크데크(17)가 존재한다.
이와 같은 종래의 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에선 슬로싱 하중을 감소시키기 위한 유일한 방법이 화물창의 크기(예를 들면 화물창의 폭이나 길이)를 제한하는 것인데, 이로 인하여 더 많은 액화가스를 수송하기 위해선 화물창의 개수를 증가시키는 불편을 감수해야만 하였다.
또한, 종래의 액화가스수송선의 화물창의 경사면내판(11)과 상기 경사면외판(13) 사이에는 각종 배관, 배관서포트, 케이블, 케이블웨이 및 이동통로(60)가 설치되어야 하는데, 이러한 설치 공간이 대체적으로 비좁고, 경사진 형태를 띠고 있어 다양한 지지부재(62)들을 부가적으로 이용해야 하는 불편도 따랐다.
아울러 종래의 액화가스수송선의 화물창에 형성된 트렁크데크(17)는 그 상부면적이 부족하여, 필요한 파이프를 복층식 구조(70)로 배열해야 하였는데, 이로 인하여 유지, 보수 및 기밀 테스트(예를 들면 Hydro Test) 등의 작업을 수행하는데 많은 어려움이 따랐다.
이 외에도, 종래의 액화가스수송선의 화물창에는 선체 종강도 상의 문제점도 있었다. 도 3은 종래의 액화가스 수송선의 화물창 상부 구조에 설치된 리퀴드돔오프닝(Liquid Dome Opening)의 위치를 도시한 배치도이다. 도 3을 참조하면, 종래의 트렁크데크 상에 배치된 리퀴드돔오프닝(50)이 도시되어 있다. 이때, 리퀴드돔오프닝(50)이란 화물창으로 액화가스를 저장하거나 또는 화물창으로부터 액화가스를 인출해내기 위한 일종의 화물 출입구 역할을 하는 설비로서, 각종 파이프들이 결속된 형태로 되어 있다.
흔히, 트렁크데크(17)의 종방향 중심선에는 센터거더(Center Girder)가 설치되고, 상기 센터거더를 기준으로 좌우 이격된 위치 상에는 상기 센터거더와 나란하게 각각의 사이드거더(Side Girder)가 설치되는데, 이들 센터거드 및 사이드거더는 선체 종강도를 유지하기 위해 설치된 보강부재들이다.
그런데, 종래의 트렁크데크(17)에 배치된 리퀴드돔오프닝(50)은 상기 센터거 더의 일부를 침범하여 배치되므로, 선체 종강도 상의 문제점으로 작용하였다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여, 화물창 내부에서 발생될 수 있는 슬로싱 하중을 감소시키고, 각종 의장품 및 이동통로를 용이하게 설치할 수 있으며, 트렁크데크 상에 설치된 센터거더의 연속성을 유지시킬 수 있는 보다 효과적인 액화가스수송선의 화물창 상부 구조를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명인 액화가스수송선의 화물창 상부 구조는 측면 내판으로부터 연장 형성된 경사면내판의 상단부에서 양단이 연결되는 이너데크; 상기 이너데크의 상방에 이격 배치되고, 상기 이너데크보다 좌우로 적정 길이만큼 더 연장 형성된 트렁크데크; 일단은 상기 트렁크데크의 양단과 연결되고, 타단은 상기 이너데크의 좌우 수평연장선 상에 위치하는 트렁크경사부; 상기 이너데크의 양단으로부터 상기 트렁크경사부까지 연장되어 연결된 이너데크연장부를 포함하되, 상기 이너데크의 폭은 상기 이너데크의 상하면에 장착되거나 또는 상기 이너데크를 관통하여 장착될 수 있는 배관 및 화물시스템이 요구하는 최소요구 폭 범위까지 감소되며, 상기 이너데크, 상기 트렁크데크, 상기 트렁크경사부 및 상기 이너데크연장부는 사각박스구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 트렁크경사부의 경사각은 상기 트렁크데크를 기준으로 하방 90도 인 것이 좋다.
이때, 상기 이너데크연장부의 상부면에는 별도의 지지부재 없이 배관, 배관서포트, 케이블, 케이블웨이 및 이동통로를 포함하는 이동통로조립체가 안착 배치될 수 있다.
그리고 상기 트렁크데크의 상부면에는 리퀴드돔오프닝(Liquid Dome Opening)이 종방향 중심선을 벗어나 일측으로 편향 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 배치형태는 상기 트렁크데크의 종방향 중심선에 설치된 센터거더의 연속성이 유지될 수 있도록 해주어 선체 종강도 향상에 유익하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 4는 본 발명에 따른 액화가스수송선의 화물창 상부 구조의 일실시예를 도시한 개념도이며, 도 5는 도 4에 도시된 실시예에 설치된 리퀴드돔오프닝의 위치를 도시한 배치도이다.
도 4 및 도 5를 병행 참조하여 본 실시예에 따른 액화가스수송선의 화물창 상부 구조를 설명하면, 앞서 도 1에서 설명하였던 멤브레인 타입 화물창의 중하부 구조 즉, 화물창 바닥부를 이루는 이중바닥판(3)과, 상기 이중바닥판(3)의 외측 상방으로 양측으로 경사지게 연장된 이중경사부(5)와, 상기 이중경사부(5)로부터 수직 상방으로 연장되어 화물창 측벽부를 이루는 측면내판(7) 및 측면외판(9)이 생략 된 액화가스수송선의 화물창 상부 구조만이 도시되어 있다.
상기 측면내판(7)으로부터 연장 형성된 경사면내판(11)의 상단부 양단에는 본 실시예에 따른 이너데크(108)가 연결되고, 상기 이너데크(108)의 상부에는 상기 이너데크(108)보다 좌우로 더 연장된 트렁크데크(102)가 위치한다. 그리고 상기 트렁크데크(102)의 좌우 양단에서 상기 이너데크(108)의 좌우 수평연장선까지 경사지게 트렁크경사부(104)가 연결된다.
본 실시예에서는 상기 트렁크경사부(104)의 경사각이 상기 트렁크데크(102)를 기준으로 하방 90도로 되어 있다. 이로써, 상기 트렁크경사부(104)의 상하단에는 각각 하나씩의 너클포인트(114, Knuckle Point)가 형성되어 의장품 설치를 위한 공간 확보가 보다 용이해질 수 있다. 이러한 트렁크경사부(104)의 경사각은 상기 경사면내판(11) 또는 상기 경사면외판(13)의 경사각 보다 더 큰 경사각을 가지는 범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
또한, 상기 이너데크(108)의 양단에서 상기 트렁크경사부(104)의 하단까지 수평 방향으로 이너데크연장부(106)가 연결된다. 본 실시예에서는 상기 트렁크데크(102), 상기 트렁크경사부(104), 상기 이너데크연장부(106) 및 상기 이너데크(108)가 서로 연결되어 직사각박스형태의 화물창 상부 구조를 형성하고, 이는 다시 상기 경사면내판(11) 및 상기 경사면외판(13)의 상단에 결합될 수 있다.
이때, 상기 이너데크(108)의 폭은 상기 이너데크(108)의 상하면에 장착되거나 또는 상기 이너데크(108)를 관통하여 장착될 수 있는 배관 및 화물시스템이 요구하는 최소요구 폭 범위(이를 "최소요구범위"라고도 한다)까지 감소시키는 것이 바람직하다. 이는 화물창 내 액화가스의 자유표면을 줄여서 슬로싱 하중을 최소화하기 위함이다. 도 6에는 본 발명에 따른 이너데크(의 폭을 종래의 이너데크의 폭과 비교해 둔 비교개념도가 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 종래의 트렁크데크(17)와 본 발명에 따른 트렁크데크(102)가 동일한 폭을 지니는 것으로 가정해 볼 때, 종래의 이너데크(15)의 폭(W1, W1= W2 + 2 x W3)은 본 발명에 따른 이너데크(108)의 폭(W2)에 비해 더 큰 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 화물창 내 액화가스의 자유표면이 줄게 되므로, 슬로싱 하중이 최소화될 수 있다.
그리고 상기 이너데크연장부(106)의 평평한 상부면에는 이동통로조립체(110)가 안착 배치된다. 이동통로조립체(110)란 배관과, 상기 배관을 지지하는 배관서포트와, 케이블과, 상기 케이블을 정돈할 수 있는 케이블웨이 및 작업자용 이동통로 등을 포함하여 구성되는 통로구조물을 말한다.
본 실시예에 따른 화물창 상부 구조는 도 2에서 설명하였던 종래의 화물창 상부 구조에 비해 넓은 내부 공간을 가질 수 있으며, 그 내부 공간 상에서도 평평한 바닥면을 보유할 수 있기 때문에, 종래의 지지부재(62)를 설치하여 사용하지 않아도 상기 이동통로조립체(110)를 용이하게 안착시켜 배치할 수 있다. 아울러 상기 이너데크연장부(106)의 상부면이 평평하므로 이동통로의 바닥창으로 사용되었던 철의장 그레이팅(Grating)을 제작하지 않아도 무방하다.
또한, 본 실시예의 트렁크데크(102)는 상기 이너데크연장부(106)가 추가된 직사각박스구조의 기하학적 특성에 따라 도 2에서 설명하였던 종래의 트렁크데크(17)에 비해 넓은 상부면적(Uppermost Area)를 가지게 된다. 다시 말해서, 상기 트렁크데크(102)의 폭 길이는 상기 이너데크(108)의 폭 길이에 두 개의 이너데크연장부(106)의 폭 길이가 더해진 값을 가진다. 이로 인하여, 도 2에 도시된 종래의 복층 구조(70)가 아닌 단층 구조(112)로 파이프를 배열할 수 있다. 이러한 배열 구조는 파이프의 유지, 보수 및 하이드로 테스트(Hydro Test)와 같은 기밀 테스트 작업을 수행함에 있어서 편리성을 제공한다.
아울러 본 실시예에서는 상기 트렁크데크(102)의 상부면적이 종래에 비해 확장됨에 따라, 상기 트렁크데크(102) 상에서 리퀴드돔오프닝(50)을 최적배치 할 수 있다. 이때, 리퀴드돔오프닝(50)이란 화물창으로 액화가스를 적재하거나 또는 화물창으로부터 액화가스를 인출하기 위한 화물 출입구와 동일한 설비물을 말한다.
상기 트렁크데크(102)에는 선체 종강도 유지를 목적으로 복수개의 보강부재가 사용될 수 있는데, 이를 통칭하여 거더(Girder)라 하고, 이러한 거더에는 상기 트렁크데크(102)의 종방향 중심선에 일치하여 설치되는 센터거더(Center Girder)와, 상기 센터거더의 양측에 나란히 설치되는 사이드거더(Side Girder)가 포함된다. 이들 센터거더 및 사이드거더는 선체 종강도 향상을 위해 설치되는 부재이다.
앞서 도 2 및 도 3에서 설명하였던 종래의 트렁크데크(17)는 그 상부면적이 좁아서, 종래의 트렁크데크(17)의 센터거더를 침범하도록 리퀴드돔오프닝(50)이 배치되었는데, 이로 인하여 센터거더의 연속성이 일부 중단되어 선체 종강도가 감소하였다. 하지만, 도 4 및 도 5에 도시된 본 실시예의 트렁크데크(102)는 종래의 트렁크데크(17)에 비해 비교적 넓은 상부면적을 보유할 수 있으므로, 리퀴드돔오프닝(50)이 종방향 중심선으로부터 벗어나 센터거더와 일측 사이드거더 사이에 배치 될 수 있다. 이는 센터거더의 연속성을 유지시키므로, 결과적으로 선체 종강도를 증가시켜주는 작용을 한다. 부가적으로 선체의 비틀림 강성(Torsional Rigidity) 역시 증가시켜주는 작용을 한다.
이상에서 본 발명에 따른 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에 대해 설명하였다.
이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한적적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명인 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에 따르면 이너데크의 폭을 최소요구범위까지 감소시킴으로써 화물창 내 슬로싱 하중을 최소화시킬 수 있으며, 사각박스구조의 기하학적 특징으로 인해 비교적 넉넉한 트렁크데크 상부면적 및 수평한 트렁크데크 하부 공간이 제공되어, 배관, 케이 블, 이동통로를 포함하는 이동통로조립체를 비롯한 각종 의장품을 용이하게 배치할 수 있으며, 리퀴드돔오프닝을 센터거더로부터 편향되게 배치하여 선체 종강도를 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한, 본 발명인 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에 따르면 평평한 이너데크연장부의 상부면에 이동통로조립체를 간단히 안착 배치할 수 있어, 종래 경사진 공간 상에 설치 시 사용되었던 별도의 지지부재를 절감할 수 있으며, 아울러 이동통로의 바닥면으로 이용되었던 철의장 그레이팅(약 200M 정도)을 절감할 수 있어, 작업시간 단축 및 작업비용 절감에 따른 선박생산비용을 절감할 수 있게 해주는 효과가 있다.
또한, 본 발명인 액화가스수송선의 화물창 상부 구조에 따르면 종래에 비해 넓은 트렁크데크 상부면적을 제공하기 때문에 단층 구조로 파이프를 배열할 수 있어, 이의 설치, 유지, 보수 및 각종 테스트(예, Hydro Test) 작업 수행하는데 편리성을 제공하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 측면 내판으로부터 연장 형성된 경사면내판의 상단부에서 양단이 연결되는 이너데크;
    상기 이너데크의 상방에 이격 배치되고, 상기 이너데크보다 좌우로 적정 길이만큼 더 연장 형성된 트렁크데크;
    일단은 상기 트렁크데크의 양단과 연결되고, 타단은 상기 이너데크의 좌우 수평연장선 상에 위치하는 트렁크경사부;
    상기 이너데크의 양단으로부터 상기 트렁크경사부까지 연장되어 연결된 이너데크연장부를 포함하되,
    상기 이너데크의 폭은 상기 이너데크의 상하면에 장착되거나 또는 상기 이너데크를 관통하여 장착될 수 있는 배관 및 화물시스템이 요구하는 최소요구 폭 범위까지 감소되며, 상기 이너데크, 상기 트렁크데크, 상기 트렁크경사부 및 상기 이너데크연장부는 사각박스구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 액화가스수송선의 화물창 상부 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 트렁크경사부의 경사각은 상기 트렁크데크를 기준으로 하방 90도 인 것을 특징으로 하는 액화가스수송선의 화물창 상부 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이너데크연장부의 상부면에는 별도의 지지부재 없이 배관, 배관서포트, 케이블, 케이블웨이 및 이동통로를 포함하는 이동통로조립체가 안착 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스수송선의 화물창 상부 구조.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트렁크데크의 상부면에는 리퀴드돔오프닝(Liquid Dome Opening)이 종방향 중심선을 벗어나 일측으로 편향 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스수송선의 화물창 상부 구조.
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