KR101177819B1 - 액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치와 이를 포함하는 액화천연가스 운반선 및 부유식 해상구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 액화천연가스 화물창은 화물창을 제 1 공간과 제 2 공간으로 분할하도록 설치되는 격벽의 코퍼댐과, 코퍼댐의 내부에 설치되는 주배관과, 주배관으로부터 분기되어 제 1 공간과 상기 제 2 공간으로 연장되는 제 1, 2 부배관과, 제 1, 2 부배관 각각에 마련되어 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 내부 화물을 양하역 관리할 수 있는 양, 하역수단을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 액화천연가스 운반선 및 부유식 해상구조물은 이러한 액화천연가스 화물창을 포함한다.

Description

액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치와 이를 포함하는 액화천연가스 운반선 및 부유식 해상구조물{LNG CARGO PUMPING SYSTEM IN 2-ROW TYPE LNG CARGO CONTAINMENT SYSTEM}
본 발명은 액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치와 이를 포함하는 액화천연가스 운반선 및 부유식 해상구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코퍼댐에 의하여 내부 공간이 분할되는 화물창에 있어서 분할된 화물창 각각의 공간을 효율적으로 관리 및 조절할 수 있도록 한 액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치와 이를 포함하는 액화천연가스 운반선 및 부유식 해상구조물 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(LNG)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 영하 163℃로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.
이러한 액화천연가스가 에너지 자원으로 활용됨에 따라 이 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지 내지 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송방안이 검토되어 왔으며, 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스를 해상으로 수송 또는 처리 할 수 있는 액화천연가스 운반선 내지 부유식 해상구조물이 나타나게 되었다.
액화천연가스 운반선에는 초 저온상태로 액화시킨 액화천연가스의 보관 및 운송을 위하여 액화천연가스 화물창이 마련되어 있는데, 이러한 화물창은 액화천연가스의 누설이 존재하지 않아야 할 뿐만 아니라, 외부와 완전히 단열되어야 하여 선박 기술상 고수준의 기술을 요한다. 이 뿐만 아니라, 내부에 초저온 상태의 화물이 저장되며 온도의 변화에 따른 수축 및/또는 팽창이 발생하는 바, 그 안정성 내지 안전성도 고려하여야 한다.
이러한 이유 때문에 액화천연가스 화물창의 모든 격납 시스템은 극도로 낮은 온도에 견딜 수 있는 물질로 형성되어야 하며, 주변 조건으로부터 현장 조건에 이르는 광범위한 온도 변화에도 순응하도록 제작되어야 한다. 이를 위하여, 액화천연가스 화물창은 열 유입은 방지하면서 선박의 기본적인 선체 구조물의 냉각 또한 막아주는 효과적인 온도 절연물로 설계된다.
더욱이, 액화천연가스 저장선에 적용되는 액화천연가스 화물창의 경우에는 선박이 해양 상태에서 운동할 때 화물창 내에 수용된 액체 상태의 물질, 즉 LNG가 유동되어 화물창 벽면을 가격하는 슬로싱(sloshing) 현상이 발생하는 문제점이 있다.
또한, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하면서, 이러한 부유식 해상 구조물에 설치된 액화천연가스 화물창의 경우에 있어서도 이러한 슬로싱 현상의 해결이 요구되고 있다. 하지만, 이러한 부유식 해상 구조물은 슬로싱에 의한 하중이 가장 크게 발생하는 부분 적재 상태를 피할 수 없는 바, 이러한 슬로싱 문제가 더욱 이슈화되고 있다.
이러한 슬로싱에 의한 하중을 어느 정도 감소시킬 수 있도록 화물창 내에 격벽 형태의 코퍼댐이 설치된다. 이러한 코퍼댐의 설치로 인하여 화물창은 2열 또는 그 이상의 공간으로 분할될 수 있다.
그러나, 코퍼댐의 설치로 슬로싱에 의한 하중을 어느 정도 분산시킬 수 있었으나, 화물창 내부에 적재된 LNG를 외부로 배출시키기 위한 펌프 및 배관과 이들 펌프 및 배관의 설치 상태를 유지하고 보강하기 위한 펌프타워 등의 설비가 각각의 분할 공간에 설치되어야 하는 문제점이 있었다.
이를 해결하고자 하는 종래의 기술은, 도 1에 도시된 바와 같이, 화물창(20)의 내부 공간을 제 1 공간(21)과 제 2 공간(22)으로 분할하도록 중앙에 보강 구조물(25)을 설치하고, LNG의 이동이 가능하도록 보강 구조물(25)의 하부에 하부 유체 통로(28)를 관통 형성한다. 또한, 저장된 LNG를 외부로 배출시키기 위하여 하부 유체 통로(28)의 상부에 설치되는 펌프(23)와 흡입파이프(23a) 및 배관(24)을 구비하여, 내부 공간이 분할된 LNG 화물창(20)의 내부에 저장된 LNG를 펌프(23) 및 배관(24)에 의해 모두 배출시킬 수 있도록 한다.
그러나, 종래의 기술에 따르면, 화물창(20) 중간부 보강 구조물(25)의 하부중 일부가 제 1 공간(21)과 제 2 공간(22)으로 연통되는 구조로 되어 있어, 필요에 따라 한 쪽 화물창(20) 내부의 화물만을 양, 하역하는 등의 관리 및 조절이 불가능하였고, 더욱이 화물창(20)의 내부 공간 연통 구조는 전체의 구조적 강도를 저하시키는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 화물창의 내부 공간이 분할되도록 설치되는 코퍼댐에 주배관을 설치하고, 이 주배관으로 부터 각각의 내부 공간으로 분기되는 제 1, 2 배관과 제 1, 2 배관 각각에 양, 하역수단을 설치함으로써, 화물창의 분할된 내부 공간을 개별적으로 양하역 가능함과 동시에 분할된 내부 공간 사이로 LNG의 이동이 가능하도록 한 액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치와 이를 포함하는 액화천연가스 운반선 및 부유식 해상구조물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따르면, 화물창을 제 1 공간과 제 2 공간으로 분할하도록 설치되는 코퍼댐의 내부에 설치되는 주배관과, 주배관으로부터 분기되어 제 1 공간과 상기 제 2 공간으로 연장되는 제 1, 2 부배관과, 제 1, 2 부배관 각각에 설치되어 제 1 공간과 제 2 공간의 내부 화물을 개별적으로 양하역 관리할 수 있는 양, 하역수단을 포함한다.
또한, 제 1 부배관과 제 2 부배관은 서로 연통되어 있을 수 있다.
그리고, 주배관으로부터 제 1, 2 부배관으로 분기되는 지점에는 방향제어밸브가 설치될 수 있다.
또한, 주배관으로부터 분기되어 제 1, 2 공간을 향하는 코퍼댐에는 기밀확보를 위하여 용접으로 밀봉 처리될 수 있다.
또한, 제 1, 2 주배관에는 외주연으로 냉열 차단을 위하여 단열재가 설치될 수 있다.
그리고 양, 하역수단은, 펌프와, 펌프가 안착되며 냉열 차단을 위하여 단열재가 설치되는 하부지지부를 포함할 수 있다.
또한, 하부 지지부는 2개 이상 마련되고, 펌프의 흡입구는 펌프로부터 하부 지지부 사이로 돌출되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액화천연가스 운반선은 상기의 화물 양하역 장치를 포함하며, 본 발명에 따른 부유식 해상구조물은 상기의 화물 양하역 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치와 이를 포함하는 액화천연가스 운반선 및 부유식 해상구조물에 의하면, 화물창의 내부 공간이 분할되도록 설치되는 코퍼댐에 주배관을 설치하고, 이 주배관으로부터 각각의 내부 공간으로 분기되는 제 1, 2 부배관과 제 1, 2 부배관 각각에 양, 하역수단을 설치함으로써, 화물창의 분할된 내부 공간을 개별적으로 양, 하역 관리가 가능할 수 있다.
또한, 화물이 제 1, 2 부배관을 통하여 코퍼댐으로 분할되는 화물창의 내부 공간 사이를 이동할 수 있게 됨으로써, 화물창의 안정적이고 효율적인 운영 및 관리가 가능한 효과가 있다.
도 1에서는 종래의 화물창을 보여주는 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 단면도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 하지만, 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물 양하역 장치가 설치된 액화천연가스 화물창의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서 액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치는, 화물창(100)의 내부 공간을 분할하도록 설치되는 코퍼댐(110) 에 설치되는 주배관(120)과, 주배관(120)으로부터 분기되고 코퍼댐(110)에 의하여 분할된 공간으로 연장되는 제 1, 2 부배관(140)(150)과, 제 1, 2 부배관(140)(150)에 설치되는 양, 하역수단을 포함할 수 있다.
여기서, 이러한 액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치는 액화천연가스 운반선 및 LNG FPSO 또는 LNG FSRU 등과 같은 부유식 해상구조물에 적용될 수 있다.
이러한 액화천연가스 운반선 또는 부유식 해상구조물에는 LNG와 같은 화물을 실을 수 있도록 복수의 화물창(100)이 설치되며, 각 화물창(100) 내에는 격벽 형태의 코퍼댐(110)이 설치될 수 있다.
이러한 코퍼댐(110)에 의하여 화물창(100)은 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104)으로 분할될 수 있으며, 이로 인하여 선박이 해양에서 운동할 때 화물창 내에 수용된 액체 상태의 물질, 즉 LNG가 유동되어 발생할 수 있는 슬로싱(sloshing)에 의한 하중을 감소시킬 수 있다.
그리고, 코퍼댐(110)에는 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104)에 화물을 양, 하역할 수 있도록 화물창(100)의 외부로 이어지도록 주배관(120)이 수직하게 설치될 수 있다.
또한, 주배관(120)의 하단부측에서 제 1, 2 부배관(140, 150)이 양측 소정 각도 방향으로 각각 분기될 수 있으며, 제 1 공간(102)에 제 1 부배관(140)이 설치되고, 제 2 공간(104)에는 제 2 부배관(150)이 설치될 수 있다. 여기서, 소정 각도란 제 1, 2 공간(102, 104)에서 제 1, 2 부배관(140, 150)이 위치하는 위치설계와 관련하여 당업자가 적절히 선택할 수 있다.
여기서, 주배관(120)으로부터 제 1, 2 부배관(140)(150)으로 분기되는 교차지점에는 방향제어밸브(130)가 설치될 수 있으며, 방향제어밸브(130)는 제어부(도시되지 않음)에 의하여 제어되어, 제 1 공간(102)의 화물 또는 제 2 공간(104)의 화물을 선택적으로 양, 하역 할 수 있다.
또한, 제 1 부배관(140)과 제 2 부배관(150)은 서로 연통되어, 제 1 공간(102)의 화물을 제 2 공간(104)으로 이동시키거나 제 2 공간(104)의 화물을 제 1 공간(102)으로 이동시킬 수 있다. 이에 의하여 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104)의 어느 하나의 공간에 화물이 편중되어 있지 않도록 할 수 있어 화물의 안정적이고 효율적인 관리가 가능하게 된다. 이 뿐만 아니라, 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104) 중 어느 일 공간에만 화물이 적재되도록 할 수 있어, 목적 내지 필요에 따른 능동적이고 효율적인 관리가 가능하다.
나아가 주배관(120)으로부터 분기되어 제 1, 2 공간(102)(104)을 향하는 제 1, 2 부배관(140)(150)은 기밀확보를 위하여 코퍼댐(110)과의 용접 등을 통해 밀봉 처리될 수 있다. 또한, 제 1 부배관(140)과 제 2 부배관(150)에는 외주연으로 냉열 차단을 위하여 단열재(180)가 설치될 수 있다.
단열재(180)는 글래스울, 폴리우레탄폼, 스티로폼 등의 형태로 형성될 수 있으며 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등으로 마감되어 기타 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 구조로 설계될 수 있다.
또한, 제 1, 2 부배관(140)(150)의 각각에는, 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104)의 내부 화물을 개별적으로 양하역 관리하거나 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104)의 내부 화물이 상호 이동될 수 있도록 할 수 있는 양, 하역수단을 포함할 수 있다.
양, 하역수단은, LNG을 양, 하역할 수 있는 펌프(160)와, 이 펌프(160)를 지지할 수 있는 하부지지부(170)를 포함할 수 있으며, 하부지지부(170)에는 냉열을 차단하여 펌프(160)를 보호할 수 있는 단열재(190)가 설치될 수 있다. 단열재(190)는 글래스울, 폴리우레탄폼, 스티로폼 등의 형태로 형성될 수 있으며, 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등으로 마감되어 제작될 수 있다.
여기서, 하부 지지부(170)는 각각의 펌프(160)에 대하여 2개 이상 마련될 수 있으며, 이 경우, 하나의 펌프(160)에 마련된 2개 이상의 하부 지지부(170) 사이로 펌프(160)의 흡입구(미도시)가 돌출되어 있을 수 있다. 펌프(160)의 흡입구는 펌프(160)로부터 돌출되어 제 1 공간(102) 및 제 2 공간(104)의 내부 바닥면의 상측 10cm 위치까지 연장될 수 있다. 이로써, 제 1 공간(102) 및 제 2 공간(104)으로부터 화물, 즉 LNG의 잔여량 없이 펌핑(pumping)하는 것이 가능하다.
또한, 펌프(160)의 흡입구에 대응하는 화물창(100) 바닥면에 홈을 마련하여, 이러한 홈에 LNG가 모이도록 할 수 있으며, 또한, 펌프(160)의 흡입구는 이러한 홈의 바닥면으로부터 10cm 위치까지 연장될 수 있다. 여기서, 홈의 깊이가 10cm 이상인 경우에는, 펌프(160)의 흡입구는 이러한 홈 외의 바닥면 이하로 연장될 수 있다. 이로써, 잔여량 없는 LNG 펌핑이 가능하다.
물론, 도면으로 도시하지는 않았으나, 잔여량 없는 LNG 펌핑을 위하여, 주배관(120)으로부터 분기되는 별도의 분기관(미도시)과 그 말단에 스트리핑 펌프(stripping pump)를 구비할 수도 있다.
이와 같은 구조를 포함하는 액화천연가스 화물창 화물 양하역 장치는 다음과 같이 사용 내지 작동된다.
다시 도 2를 참조하여 설명하면, 액화천연가스 화물창(100)에 채워져 있는 LNG와 같은 화물을 하역하고자 하는 경우, 코퍼댐(110)에 의하여 분할된 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104)으로부터 화물을 동시에 하역할 수도 있을 뿐만 아니라, 어느 하나의 공간으로부터 하역할 수도 있다.
즉, 제 1 공간(102)에 설치된 양, 하역수단의 펌프(160)가 작동되면, 이에 따라 제어부에 의한 방향제어밸브(130)의 제어로 제 1 공간(102)의 화물이 제 1 부배관(140)과 주배관(120)을 통해 외부로 배출될 수 있으며, 방향제어밸브(130)의 방향 전환에 따라 제 2 공간(104)의 화물이 제 2 부배관(150)과 주배관(120)을 따라 배출될 수 있다.
이에 따라 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104)의 화물을 각각 개별적으로 하역할 수 있으며, 이와 반대로 선적시에도 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104)에 동시에 화물을 선적할 수도 있고, 제 1 공간(102) 또는 제 2 공간(104)을 선택적으로 선택하여 선적할 수 있다.
더욱이 연통된 제 1 부배관(140)과 제 2 부배관(150)을 통하여 방향제어밸브(130)의 제어에 따라, 제 1 공간(102)의 화물이 제 2 공간(104)으로 이동하거나 제 2 공간(104)의 화물이 제 1 공간(102)으로 이동할 수 있다.
여기서 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104)에 위치하는 제 1, 2 부배관(140)(150)과 펌프(160)를 지지하는 하부지지부(170)에는 단열재(180)(190)가 설치되어 초저온 액체의 LNG로부터 보호될 수 있다.
상술한 바에 따르면, 화물창(100)의 내부 공간이 분할되도록 설치되는 코퍼댐(110)에 주배관(120)을 설치하고, 이 주배관(120)으로부터 각각의 내부 공간으로 분기되는 제 1, 2 부배관(140)(150)과 제 1, 2 부배관(140)(150) 각각에 양, 하역수단을 설치함으로써, 화물창의 분할된 내부 공간을 개별적으로 양, 하역 관리가 가능할 수 있음은 물론, 제 1 공간(102)과 제 2 공간(104)간 화물 이동이 가능하여 보다 효율적인 관리가 가능하다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 화물창 화물 양하역 장치의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 용이하게 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
100 : 화물창 102, 104 : 제 1, 2 공간
110 : 코퍼댐 120 : 주배관
130 : 방향제어밸브 140, 150 : 제 1, 2 부배관
160 : 펌프 170 : 하부지지부
180, 190 : 단열재

Claims (11)

  1. 화물창을 제 1 공간과 제 2 공간으로 분할하는 코퍼댐의 내부에 설치되는 주배관과,
    상기 주배관으로부터 분기되어 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간으로 연장되는 제 1, 2 부배관과,
    상기 제 1, 2 부배관 각각에 마련되어 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 내부 화물을 양하역 관리할 수 있는 양, 하역수단을 포함하고,
    상기 양, 하역수단은,
    펌프와,
    상기 펌프가 안착되며 냉열 차단을 위하여 단열재가 설치되는 하부 지지부를 포함하며,
    상기 하부 지지부는 2개 이상 마련되고, 상기 펌프의 흡입구는 상기 2개 이상의 하부 지지부 사이로 돌출되는 것을 특징으로 하는
    액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 부배관은 서로 연통되어 있는
    액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주배관으로부터 상기 제 1, 2 부배관으로 분기되는 지점에는 방향제어밸브가 설치되는
    액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주배관으로부터 분기되어 상기 제 1, 2 공간을 향하는 상기 제 1, 2 부배관은 기밀확보를 위하여 상기 코퍼댐에 밀봉 처리되는
    액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 밀봉은 용접에 의하는
    액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 부배관에는 외주연으로 냉열 차단을 위한 단열재가 설치되는
    액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 지지부 사이의 상기 화물창 바닥에는 홈이 마련되는
    액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 6항 및 제 9 항 중 어느 하나에 기재되어 있는 액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치를 포함하는
    액화천연가스 운반선.
  11. 제 1 항 내지 제 6항 및 제 9 항 중 어느 하나에 기재되어 있는 액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치를 포함하는
    부유식 해상구조물.
KR20100051049A 2010-05-31 2010-05-31 액화천연가스 화물창의 화물 양하역 장치와 이를 포함하는 액화천연가스 운반선 및 부유식 해상구조물 KR101177819B1 (ko)

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KR101707179B1 (ko) * 2016-09-07 2017-02-27 이강민 다중형 가스 저장용기
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