KR101003983B1 - 독립형 ｌｎｇ 저장탱크의 지지구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지지구조의 개선을 통하여 조립작업이 간단하고 전단력에 유리하게 대응할 수 있어 안전성이 향상된 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 독립형 저장탱크를 선체의 바닥에 얹어놓을 수 있는 지지구조로서, 상기 저장탱크의 하부에 위치되어 상기 저장탱크를 지지하는 바닥 지지목과; 상기 바닥 지지목을 상기 저장탱크의 하부에 고정시키기 위한 상부 고정수단과; 상기 바닥 지지목을 상기 선체의 바닥에 고정시키기 위한 하부 고정수단; 을 포함하며, 상기 바닥 지지목은 측면에 계단식으로 단차가 형성되는 단차부를 가지며, 상기 단차부는 상기 저장탱크의 외부에 부착되는 단열부재의 하부표면과 동일평면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조가 제공된다.
LNG, 저장탱크, 독립형, 지지구조, 바닥 지지목, 스토퍼, 상부 시트, 스툴

Description

독립형 ＬＮＧ 저장탱크의 지지구조{SUPPORT STRUCTURE FOR AN INDEPENDENCE TYPE LNG STORAGE TANK}
본 발명은 LNG를 운반하는 LNG 운반선 내에 설치되는 독립형 저장탱크의 지지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지지구조의 개선을 통하여 조립작업이 간단하고 전단력에 유리하게 대응할 수 있어 안전성이 향상된 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조에 관한 것이다.
천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 포함한 다.
최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.
LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.
이 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 하기 표 1에서 나타난 바와 같이, 통상 멤브레인형 저장탱크는 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립형 저장탱크는 MOSS형과 SPB형으로 나눠진다.
전술된 GT형 및 TGZ형 탱크구조는 미국 특허 제 6,035,795 호, 제 6,378,722 호, 제 5,586,513 호 및 미국 특허공개 제 2003-0000949 호 등과, 대한민국 특허공개 제 10-2000-0011347 호 및 제 10-2000-0011346 호 등에 기재되어 있다. 또한, 독립형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제 10-15063 호 및 제 10-305513 호 등에 기재되어 있다.
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독립형 저장탱크는 그 구조상 저장탱크를 선박이나 구조물 내의 선체 바닥에 얹어놓을 수 있는 지지구조가 요구된다. 종래기술에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조는, 저장탱크의 하부에 위치되어 이 저장탱크를 지지하는 바닥 지지목과, 이 바닥 지지목을 저장탱크의 하부에 고정시키기 위한 상부 고정수단과, 이 바닥 지지목을 선체의 바닥에 고정시키기 위한 하부 고정수단을 포함한다.
그런데, 저장탱크로부터 LNG가 누출될 경우 이를 밀봉하기 위해서 저장탱크의 외부에 부착된 단열부재와 바닥 지지목과의 사이에는 밀봉 테이프가 부착되어야 하므로, 이와 같이 밀봉 테이프를 부착하기 위하여 바닥 지지목은 측면에 볼록부 혹은 오목부가 형성된 복잡한 형상을 갖는다.
볼록부 혹은 오목부가 형성된 복잡한 형상의 바닥 지지목은 가공에 많은 시간과 노력이 소요될 뿐만 아니라 조립 작업을 불편하게 할 수 있다는 문제가 있었다.
또한, 상부 고정수단은, 저장탱크의 바닥에 형성된 스토퍼와 바닥 지지목과의 사이를 연결하기 위해서, 여러개의 복잡한 형상을 갖는 고정 보조부재를 볼트 및 너트로 체결해야 하였기 때문에 조립 작업이 번거롭다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 바닥 지지목의 형상과 상부 및 하부 고정수단을 개선함으로써 조립작업이 간단하고 전단력에 유리하게 대응할 수 있어 안전성이 향상된 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 독립형 저장탱크를 선체의 바닥에 얹어놓을 수 있는 지지구조로서, 상기 저장탱크의 하부에 위치되어 상기 저장탱크를 지지하는 바닥 지지목과; 상기 바닥 지지목을 상기 저장탱크의 하부에 고정시키기 위한 상부 고정수단과; 상기 바닥 지지목을 상기 선체의 바닥에 고정시키기 위한 하부 고정수단; 을 포함하며, 상기 바닥 지지목은 측면에 계단식으로 단차가 형성되는 단차부를 가지며, 상기 단차부는 상기 저장탱크의 외부에 부착되는 단열부재의 하부표면과 동일평면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조가 제공된다.
상기 상부 고정수단은, 상기 저장탱크의 바닥표면에 돌출 형성되는 스토퍼와, 상기 스토퍼에 설치되는 상부 시트를 포함하며, 상기 스토퍼 및 상기 상부 시트는 상기 바닥 지지목과의 조립 전에 상기 저장탱크 측에 고정 설치되는 것이 바람직하다.
상기 상부 시트와 상기 바닥 지지목 사이의 결합은, 상기 상부 시트로부터 아래쪽으로 연장되는 연장부를 관통하여 체결수단을 체결함으로써 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 단차부의 위치는 상기 단열부재의 두께에 상응하도록 정해지며, 상기 단차부와 상기 단열부재 사이에는 밀봉 테이프가 부착되어 LNG의 누출을 방지하는 것이 바람직하다.
상기 바닥 지지목은 하나 이상의 단차부를 가지며, 상기 복수의 단차부 중 적어도 하나의 단차부는 밀봉 테이프를 부착할 수 있도록 상기 단열부재의 하부표면과 동일 평면을 이루는 것이 바람직하다.
상기 하부 고정수단은, 상기 선체의 바닥에 설치되어 상기 바닥 지지목을 떠받치는 스툴과, 상기 바닥 지지목의 하부표면에 밀착되는 슬라이딩 플레이트와, 상기 스툴의 상부표면과 상기 슬라이딩 플레이트의 하부표면 사이에 개재되는 수지층을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 하부 고정수단은, 상기 수지층의 외측 가장자리를 둘러싸도록 설치되는 댐 부재을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 바닥 지지목의 형상과 상부 및 하부 고정수단을 개선함으로써 조립작업이 간단하고 전단력에 유리하게 대응할 수 있어 안전성이 향상된 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조가 제공될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조가 도시되어 있고, 도 2 내지 도 4에는 다양한 변형예에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조가 도시되어 있다. 그리고 도 5에는 본 발명에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조의 바닥 지지목과 상부 시트 사이의 결합상태를 확대하여 도시한 일부 확대도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조는, 저장탱크(10)의 하부에 위치되어 이 저장탱크(10)를 지지하는 바닥 지지목(20)과, 이 바닥 지지목(20)을 저장탱크(10)의 하부에 고정시키기 위한 상부 고정수단과, 이 바닥 지지목(20)을 선체의 바닥(11)에 고정시키기 위한 하부 고정수단을 포함한다.
바닥 지지목(20)은, 측면에 계단식으로 단차가 형성되는 단차부(21)를 가진다. 이 단차부(21)가 형성되는 위치, 즉 바닥 지지목(20)의 상하방향에 있어서의 단차부(21)의 위치는 단열부재(12)(즉, 단열박스)의 두께에 따라 달라질 수 있다.
독립형 저장탱크(10)의 단열을 위해 저장탱크의 외부에 부착되는 단열부재(12)와 바닥 지지목(20) 사이에는, 저장탱크로부터 LNG가 누출될 경우 이를 밀봉하기 위해서 밀봉 테이프(13)가 부착되는데, 이를 위해 단열부재(12)의 하부표면과 단차부(21)가 서로 동일 평면을 이룰 수 있도록 단열부재(12)의 두께에 따라 단차부(21)의 형성위치를 조절한다.
본 발명에 따르면, 종래의 볼록부나 오목부와는 달리 바닥 지지목(20)의 측 면에 단순한 계단 형태의 단차부(21)를 형성하는 것만으로 밀봉 테이프(13)를 부착할 수 있도록 함으로써, 바닥 지지목(20)의 가공이 용이해질 수 있다. 또한, 바닥 지지목(20)의 측면에 형성되는 단차부(21)는 아래로 내려갈수록 바닥 지지목(20)의 폭이 감소되도록 형성되어 있기 때문에 바닥 지지목(20)의 상부에 배치되는 상부 고정수단의 조립작업을 방해하지 않는다. 아울러, 단열부재(12)의 설치 및 밀봉 테이프의 부착 작업을 더욱 용이하게 수행할 수 있게 된다.
바닥 지지목(20)을 저장탱크(10)의 하부에 고정시키기 위한 상부 고정수단은, 저장탱크(10)의 바닥표면에 돌출 형성되는 스토퍼(31)와, 이 스토퍼(31)에 용접 등의 방법으로 설치되는 상부 시트(seat)(32)를 포함한다.
스토퍼(31)는 종래와 같이 저장탱크(10)의 소정 위치, 즉 바닥 지지목(20)이 설치되는 위치에 미리 저장탱크(10)와 일체로 형성된다. 나아가서, 본 발명에 따르면, 스토퍼(31)와 바닥 지지목(20)과의 사이에 개재되어 이들을 서로 연결하는 상부 시트(32)가 저장탱크(10) 측에 직접 고정되어 있기 때문에, 종래에 비해 바닥 지지목(20)과 저장탱크(10) 사이의 연결 작업이 더욱 용이하고 신속하게 이루어질 수 있다.
도 1에 도시된 상부 시트(32)는 그 단면 형상이, 좌우로 긴 수평부와, 이 수평부의 양쪽 말단 근처에 아래쪽으로 연장된 연장부가 형성된 형태를 가지지만, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 변형된 형태를 가질 수도 있음은 물론이다. 도 2에 도시된 상부 시트(32)는, 수평부와, 이 수평부의 말단에 격자형으로 꺾인 연장부가 합체된 형태를 가진다. 또한 도 3에 도시된 상부 시트(32)는, 수평부와, 이 수평 부의 말단이 아래쪽으로 절곡되어 연장된 연장부가 형성된 형태를 가진다.
상부 시트(32)는 스토퍼(31)와 함께 사전에 저장탱크(10)의 바닥에 설치되어 있으므로, 상부 시트(32)와 바닥 지지목(20) 사이의 결합은, 도 5에 도시된 바와 같이 상부 시트(32)의 연장부(32a)를 관통하여 볼트(33)를 체결하는 것만으로 완료될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바닥 지지목(20)은 하나 이상의 단차부(21)를 가지도록 변형될 수 있다. 이와 같이 바닥 지지목(20)의 측면에 복수의 단차부(21)가 형성될 경우, 이들 복수의 단차부(21) 중 적어도 하나의 단차부(21)는 상술한 바와 같이 밀봉 테이프(13)를 부착할 수 있도록 단열부재(12)의 하부표면과 동일 평면을 이루는 것이 바람직하다.
다시 도 1을 참조하면, 바닥 지지목(20)의 하부에는 바닥 지지목(20)을 선체의 바닥(11)에 고정시키기 위한 하부 고정수단이 설치되어 있다. 본 발명에 따른 하부 고정수단은, 선체의 바닥(11)에 설치되어 바닥 지지목(20)을 떠받치는 스툴(stool)(41)과, 바닥 지지목(20)의 하부표면에 밀착되는 슬라이딩 플레이트(42)와, 스툴(41)의 상부표면과 슬라이딩 플레이트(42)의 하부표면 사이에 개재되는 수지층(43)과, 이 수지층(43)의 외측 가장자리를 둘러싸도록 설치되는 댐 부재(dam plate)(44)를 포함한다.
본 발명에 따르면, 바닥 지지목(20)과 스툴(41)과의 사이에 슬라이딩 플레이트(42) 및 수지층(43)이 적층되어 개재되므로, 바닥 지지목(20)에 의해 지지된 저장탱크(10)과 선체의 바닥(11) 사이의 힘의 전달이 원활하게 이루어질 수 있는 동 시에 응력의 집중을 회피할 수 있으며 스툴(41)과 바닥 지지목(20) 사이의 접촉면적이 최대로 유지될 수 있다.
또한, 수지층(43)의 가장자리는 댐 부재(44)에 의해 둘러싸여 있으므로, 바닥 지지목(20)으로부터 전달되는 전단 하중이 댐 부재(44)의 저항에 의해 지지될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조를 도시하는 측면도,
도 2 내지 도 4는 다양한 변형예에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조를 도시하는 측면도, 그리고
도 5는 본 발명에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조의 바닥 지지목과 상부 시트 사이의 결합상태를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 저장탱크 11 : 선체 바닥
12 : 단열부재 13 : 밀봉 테이프
20 : 바닥 지지목 21 : 단차부
31 : 스토퍼 32 : 상부 시트
32a : 연장부 33 : 볼트
41 : 스툴 42 : 슬라이딩 플레이트
43 : 수지층 44 : 댐 부재

Claims (7)

  1. 독립형 저장탱크를 선체의 바닥에 얹어놓을 수 있는 지지구조로서,
    상기 저장탱크의 하부에 위치되어 상기 저장탱크를 지지하는 바닥 지지목과;
    상기 바닥 지지목을 상기 저장탱크의 하부에 고정시키기 위한 상부 고정수단과;
    상기 바닥 지지목을 상기 선체의 바닥에 고정시키기 위한 하부 고정수단; 을 포함하며,
    상기 바닥 지지목은 측면에 계단식으로 단차가 형성되는 단차부를 가지며, 상기 단차부는 상기 저장탱크의 외부에 부착되는 단열부재의 하부표면과 동일평면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 고정수단은, 상기 저장탱크의 바닥표면에 돌출 형성되는 스토퍼와, 상기 스토퍼에 설치되는 상부 시트를 포함하며,
    상기 스토퍼 및 상기 상부 시트는 상기 바닥 지지목과의 조립 전에 상기 저장탱크 측에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상부 시트와 상기 바닥 지지목 사이의 결합은, 상기 상부 시트로부터 아래쪽으로 연장되는 연장부를 관통하여 체결수단을 체결함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단차부의 위치는 상기 단열부재의 두께에 상응하도록 정해지며, 상기 단차부와 상기 단열부재 사이에는 밀봉 테이프가 부착되어 LNG의 누출을 방지하는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 바닥 지지목은 하나 이상의 단차부를 가지며, 상기 복수의 단차부 중 적어도 하나의 단차부는 밀봉 테이프를 부착할 수 있도록 상기 단열부재의 하부표면과 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 고정수단은, 상기 선체의 바닥에 설치되어 상기 바닥 지지목을 떠받치는 스툴과, 상기 바닥 지지목의 하부표면에 밀착되는 슬라이딩 플레이트와, 상기 스툴의 상부표면과 상기 슬라이딩 플레이트의 하부표면 사이에 개재되는 수지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 하부 고정수단은, 상기 수지층의 외측 가장자리를 둘러싸도록 설치되는 댐 부재을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 지지구조.
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