KR100961863B1

KR100961863B1 - 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 ｌｎｇ 저장탱크 구조

Info

Publication number: KR100961863B1
Application number: KR1020080036016A
Authority: KR
Inventors: 황상욱; 박재형; 우제혁
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2010-06-09
Also published as: KR20090110490A

Abstract

본 발명은 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조에 관한 것으로, 선박용 LNG 저장탱크에서 안티 슬로싱 벌크헤드의 설치가 용이하게 하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 LNG를 운반하거나 재기화하기 위한 선박에서 내부에 LNG를 저장하는 선박용 LNG 저장탱크 구조로서, 상기 LNG 저장탱크 내에서 유동하는 LNG에 의한 슬러싱을 감소시키기 위해 상기 LNG 저장탱크를 구획하는 안티 슬로싱 벌크헤드가 연결 수단에 의해 상기 LNG 저장탱크의 내벽면에 지지된다.

LNG 저장탱크, 슬러싱, 안티 슬로싱 벌크헤드, 연결 수단

Description

슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 ＬＮＧ 저장탱크 구조 {LNG STORAGE TANK STRUCTURE OF VESSEL WITH SLOSHING DECREASING FUNCTION}

본 발명은 선박용 LNG 저장탱크 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LNG 저장탱크를 구비하고 LNG를 운반하거나 재기화하기 위한 선박의 LNG 저장탱크에서 LNG에 의한 슬러싱을 감소시키는 기능을 갖는 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 운반된다. LNG는 천연가스를 상압에서 약 -163℃의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로서 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG 운반선은, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, LNG의 극저온에 견딜 수 있도록 설계된 LNG 저장탱크를 포함하고 있다.

이러한 LNG 운반선 외에, 해상에서 LNG를 재기화하여 천연가스를 육상터미널로 공급할 수 있도록 하기 위해, LNG 운반선에 LNG 재기화 시스템을 설치한 LNG 재 기화 선박(LNG RV; LNG Regasification Vessel) 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit)가 있으며, 이러한 LNG 재기화 선박 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비도 또한 LNG 저장탱크를 구비하고 있다.

이러한 선박에서는 LNG의 극저온에 의한 선체의 취성 파괴 등을 고려하여 선체 또는 LNG 저장탱크의 구조재를 극저온의 LNG와 단열 및 차단시키기 위한 구조로 제작하였으며, 선체의 구조재 내부에 내저온성이 강한 방벽과 이러한 방벽 사이에 단열재를 개재한 멤브레인(Membrane)형 LNG 저장탱크가 많이 사용되고 있다.

상세하게는, 이러한 멤브레인형 LNG 저장탱크는 내부에 수용된 LNG가 직접 닿는 부분인 1차 방벽과, 이 1차 방벽의 바깥쪽에 설치되는 제1 단열패드와, 이 제1 단열 패드의 바깥쪽에 설치되는 2차 방벽과, 이 2차 방벽의 바깥쪽에 설치되는 제2 단열패드로 구성되어 있다. 제2 단열패드는 선체 내벽에 접촉한다.

그런데, 해상에서 운용되는 LNG 운반선 및 LNG 재기화선 또는 한 곳에 정박되어 운용되는 부유식 LNG 저장 및 기화 설비(FSRU)와 같은 해상구조물은 해상 상태 즉, 파도나 해풍에 의해 전체 구조물이 동요를 받게 되며, 이러한 구조물 자체의 동요에 의해서 LNG 저장탱크 내에 저장된 LNG가 함께 유동하게 된다. 이때, 유동하는 LNG는 LNG 저장탱크의 내부를 강타하게 되는데, 이러한 현상을 슬러싱(Sloshing Impact)이라고 한다.

이러한 슬러싱으로 인한 LNG 저장탱크의 내부 손상은 LNG 저장탱크의 크기가 커질수록 증가하는 경향이 있어, 이러한 LNG 저장탱크의 크기를 대형으로 결정하는 데 많은 제약으로 작용한다. 특히, 특정해역에서 장기간 정박하여 운용되는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비의 경우 또는 해상환경이 나쁜 지역을 운항하는 LNG 운반선의 경우에는 이러한 슬러싱으로 인한 제약이 매우 중요한 설계인자가 되고 있다.

따라서, LNG를 저장하고 운용하는 LNG 운반선 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비의 대형 LNG 저장탱크에서 LNG에 의한 슬러싱 감소 기능을 갖는 구조에 대한 필요성이 요구된다.

이러한 필요성을 충족시키기 위해, LNG 저장탱크의 내부를 좌우로 이분하는 안티 슬로싱 벌크헤드(Anti-Sloshing Bulkhead)를 스툴부를 이용하여 LNG 저장탱크 내에 설치한 LNG 저장탱크가 개발되었다. 이러한 구조의 LNG 저장탱크는 대한민국 공개특허 제10-2007-0115240호에 개시되어 있다. 그러나, 이렇게 스툴부를 이용하여 안티 슬로싱 벌크헤드를 선체 내벽에 접합시키는 구조는 LNG 저장탱크의 1차 방벽과 2차 방벽에 스툴부를 설치해야 되므로 제작 및 설치가 매우 어려운 문제가 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선박용 LNG 저장탱크에서 안티 슬로싱 벌크헤드의 설치가 용이하게 하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, LNG를 운반하거나 재기화하기 위한 선박에서 내부에 LNG를 저장하는 선박용 LNG 저장탱크 구조로서, 상기 LNG 저장탱크 내에서 유동하는 LNG에 의한 슬러싱을 감소시키기 위해 상기 LNG 저장탱크를 구획하는 안티 슬로싱 벌크헤드가 연결 수단에 의해 상기 LNG 저장탱크의 내벽면에 지지된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조에 의하면, 안티 슬로싱 벌크헤드가 단지 와이어와 댐퍼 등의 연결 수단에 의해 LNG 저장탱크의 내벽면에 지지되므로, 선박용 LNG 저장탱크에서 안티 슬로싱 벌크헤드의 설치가 용이하게 되는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 기본적인 선박용 LNG 저장탱크를 도시하고 있다. 본 발명이 적용되는 LNG 저장탱크(3)는 LNG를 운반하거나 재기화하기 위한 선박에서 내부에 LNG를 저장하는 것으로서, 선체 내벽(10)의 내측에 설치되는 단열방벽혼합층(20)으로 이루어진 멤브레인형 LNG 저장탱크이다. 이 단열방벽혼합층(20)은, 내부에 수용된 LNG가 직접 닿는 부분인 1차 방벽(22)과, 이 1차 방벽(22)의 바깥쪽에 설치되는 제1 단열패드(24)와, 이 제1 단열 패드(24)의 바깥쪽에 설치되는 2차 방벽(26)과, 이 2차 방벽(26)의 바깥쪽에 설치되는 제2 단열패드(28)로 구성되어 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조는 안티 슬로싱 벌크헤드(30)를 포함한다. 안티 슬로싱 벌크헤드(30, Anti-Sloshing Bulkhead)는, LNG 저장탱크(3) 내에서 유동하는 LNG에 의한 슬러싱을 감소시키기 위해 LNG 저장탱크(3)를 구획하는 격벽으로서, 바람직하게는 지그재그 형상의 주름 격벽이다. 이러한 주름 격벽은 구조적으로 좌굴 및 비틀림에 대해서 강성을 가질 수 있는 구조이다.

도 2에서는 안티 슬로싱 벌크헤드(30)가 LNG 저장탱크(3)의 길이방향으로 설치되어 있다.

본 발명에서는 안티 슬로싱 벌크헤드(30)가 연결 수단인 와이어(40) 또는 댐퍼(50)에 의해 LNG 저장탱크(3)의 내벽면, 즉 1차 방벽(22)에 지지된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 안티 슬로싱 벌크헤드(30)의 상부는 와이어(40)에 의해 LNG 저장탱크(3)의 상부 내벽면, 즉 상부 1차 방벽(22)에 지지된다. 와이어(40)는 여러 개의 가느다란 철사를 비틀어 꼬아 놓은 형태인 것이 바람직하다.

그리고, 와이어(40)를 안티 슬로싱 벌크헤드(30) 및 LNG 저장탱크(3)의 1차 방벽(22)에 고정하는 기술은 당해 기술분야에서 공지된 기술이므로, 본 명세서에서는 이에 대하여 상세하게 설명하지 않기로 한다. 이에 대하여 도면에 도시하지는 않았지만, 예를 들어, 와이어(40)를 용접 등에 의해 안티 슬로싱 벌크헤드(30) 및 LNG 저장탱크(3)의 1차 방벽(22)에 직접 고정하거나, 안티 슬로싱 벌크헤드(30)의 상부에 고정공을 형성하고 LNG 저장탱크(3)의 1차 방벽(22)에 고리를 형성하고 또한 와이어(40)의 양단부에 후크를 형성하여 와이어(40)의 후크를 안티 슬로싱 벌크헤드(30)의 고정공 및 LNG 저장탱크(3)의 1차 방벽(22)의 고리에 끼움으로써 고정할 수 있다.

안티 슬로싱 벌크헤드(30)의 하부는 댐퍼(50)에 의해 LNG 저장탱크(3)의 하부 내벽면, 즉 하부 1차 방벽(22)에 지지된다.

도 3에 상세하게 도시한 바와 같이, 댐퍼(50)는 한 쌍의 지지벽(51)과 한 쌍의 코일 스프링(53)으로 이루어진다. 한 쌍의 지지벽(51)은 LNG 저장탱크(3)의 하부 내벽면, 즉 하부 1차 방벽(22)에 고정되고, 한 쌍의 코일 스프링(53)은 일단이 한 쌍의 지지벽(51)에 각각 고정되고 타단이 안티 슬로싱 벌크헤드(30)의 하부의 양측벽에 각각 고정된다.

한편, 전술한 코일 스프링 대신 웨이브 스프링을 사용하여 댐퍼를 구성할 수도 있다. 도 4는 웨이브 스프링(54)을 사용하여 구성된 댐퍼(50)를 상세하게 도시하고 있다. 도 4에 예시된 댐퍼(50)에서, 한 쌍의 웨이브 스프링(54)은 일단이 한 쌍의 지지벽(51)에 각각 고정되고 타단이 안티 슬로싱 벌크헤드(30)의 하부의 양측벽에 각각 고정된다. 여기에서, 안티 슬로싱 벌크헤드(30)의 하부의 양측벽에는 스프링 지지판(55)이 추가적으로 설치될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조를 도시하고 있다. 도 4에서는 안티 슬로싱 벌크헤드(30)가 LNG 저장탱크(3)의 폭방향으로 설치되어 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조를 도시하고 있다. 도 6에서는 안티 슬로싱 벌크헤드(30)가 여러 개의 작은 부분들, 예를 들어, 4개의 작은 부분들(30a, 30b, 30c, 30d)로 분할되어 구성되어 있다. 여기에서, 안티 슬로싱 벌크헤드(30)의 분할된 작은 부분들은 복수의 와이어(40)에 의해 서로 연결된다.

본 실시예에서는 본 발명이 멤브레인형 LNG 저장탱크에 적용된 것으로서 예시되었지만 다른 형태의 LNG 저장탱크에 대해서도도 본 발명이 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

본 발명에서는 안티 슬로싱 벌크헤드가 단지 와이어와 댐퍼 등의 연결 수단에 의해 LNG 저장탱크의 내벽면에 지지되므로, 선박용 LNG 저장탱크에서 안티 슬로싱 벌크헤드의 설치가 용이하게 된다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 기본적인 선박용 LNG 저장탱크의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조의 개략도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조의 일부 상세도이다.

도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조의 일부 상세도이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조의 개략도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조의 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

3 : LNG 저장탱크 10 : 선체 내벽

22 : 1차 방벽 30 : 안티 슬로싱 벌크헤드

40 : 와이어 50 : 댐퍼

51 : 지지벽 53 : 코일 스프링

Claims

LNG를 운반하거나 재기화하기 위한 선박에서 내부에 LNG를 저장하는 선박용 LNG 저장탱크 구조로서,

상기 LNG 저장탱크 내에서 유동하는 LNG에 의한 슬러싱을 감소시키기 위해 상기 LNG 저장탱크를 구획하는 안티 슬로싱 벌크헤드가 연결 수단에 의해 상기 LNG 저장탱크의 내벽면에 지지되고,

상기 연결 수단은 복수의 와이어와 복수의 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 안티 슬로싱 벌크헤드의 상부는 상기 와이어에 의해 상기 LNG 저장탱크의 상부 내벽면에 지지되는 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,

상기 와이어는 여러 개의 가느다란 철사를 비틀어 꼬아 놓은 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 안티 슬로싱 벌크헤드의 하부는 상기 댐퍼에 의해 상기 LNG 저장탱크의 하부 내벽면에 지지되는 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,

상기 댐퍼는, 상기 LNG 저장탱크의 하부 내벽면에 고정된 한 쌍의 지지벽과, 일단이 상기 한 쌍의 지지벽에 각각 고정되고 타단이 상기 안티 슬로싱 벌크헤드의 하부에 각각 고정되는 한 쌍의 코일 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,

상기 댐퍼는, 상기 LNG 저장탱크의 하부 내벽면에 고정된 한 쌍의 지지벽과, 일단이 상기 한 쌍의 지지벽에 각각 고정되고 타단이 상기 안티 슬로싱 벌크헤드의 하부에 각각 고정되는 한 쌍의 웨이브 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 안티 슬로싱 벌크헤드는 상기 LNG 저장탱크의 길이방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 안티 슬로싱 벌크헤드는 상기 LNG 저장탱크의 폭방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 안티 슬로싱 벌크헤드는 여러 개의 작은 부분들로 분할되어 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 10에 있어서,

상기 안티 슬로싱 벌크헤드의 분할된 작은 부분들은 복수의 와이어에 의해 서로 연결된 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 안티 슬로싱 벌크헤드는 지그재그 형상의 주름 격벽인 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 LNG 저장탱크는, 내부에 수용된 LNG가 직접 닿는 부분인 1차 방벽과, 이 1차 방벽의 바깥쪽에 설치되는 제1 단열패드와, 이 제1 단열 패드의 바깥쪽에 설치되는 2차 방벽과, 이 2차 방벽의 바깥쪽에 설치되는 제2 단열패드로 구성된 멤브레인형인 것을 특징으로 하는 슬러싱 저감 기능을 갖는 선박용 LNG 저장탱크 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 선박은 LNG 운반선, LNG 재기화 선박 또는 부유식 LNG 저장 및 재기화 설비인 것을 특징으로 하는 선박용 LNG 저장탱크 구조.