KR101247764B1 - 액상 화물 화물창의 단열구조물 - Google Patents

Abstract

액상 화물 화물창의 단열구조물이 개시된다. 본 실시예에 따른 액상 화물 화물창의 단열구조물은, 하부 단열패널; 판상의 2차 방벽을 사이로 하부 단열패널 위에 층을 이루며 설치되는 상부 단열패널; 및 하부 단열패널에 매설되는 진공배관;을 포함하며, 진공배관은 이웃하는 다른 하부 단열패널에 매설된 다른 진공배관과 상호 연결되고, 상호 연결된 진공배관은 하나의 진공펌프로서 그 내부 진공압이 일률적으로 컨트롤 되는 것을 구성의 요지로 한다.

Description

액상 화물 화물창의 단열구조물{Insulation structure of Cargo hold in LNG carrier}

본 발명은 액상 화물 화물창의 단열구조물에 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 얻어진다.

LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 화물창이 설치되어 있다. 이 화물창은 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립 탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류될 수 있다.

그 중 멤브레인형 화물창은 다시 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 구분되며, 독립 탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 구분된다.

도 1은 종래 멤브레인형 화물창 중 TGZ Mark Ⅲ형 화물창의구조를 개략적으로 나타낸 사시도 이다.

도 1을 참조하면, 상기 TGZ Mark Ⅲ형의 화물창은, 1.2㎜ 두께의 스테인리스강 멤브레인(Membrane)으로 이루어지는 1차 방벽(20) 및 트리플렉스(triplex)로 이루어지는 2차 방벽(25)과, 폴리우레탄 폼(polyurethane foam) 등으로 이루어지는 1차 단열패널(21) 및 2차 단열패널(26)이 선체의 내부표면(1, 2)으로부터 번갈아 적층 설치된 구조로 이루어진다.

이처럼 종래 일반적인 화물창은 외부로부터 열이 유입되는 것을 최소화 하기 위해 일정 두께의 단열패널을 이용해 단열구조물를 형성하고 있다. 상기 단열패널에 의한 단열성능은 화물창에 수용되는 액상 화물 즉, LNG의 손실량과 아주 밀접한 관계가 있다.

다시 말해 도 1과 같이 단열패널을 이용하여 단열구조물를 형성하더라도 100% 단열은 불가능 하며, 따라서 외부로부터 유입되는 열에 의해 화물창에 수용된 액상 화물 예컨대, LNG가 기화되는 손실은 불가피 하다.

단열성능 향상을 위한 방안으로서 단열패널의 두께를 증가시키는 방안이 고려될 수 있다. 그러나 이처럼 단열패널의 두께를 증가시키는 경우에는, 상대적으로 화물창의 내부 공간의 부피가 감소되어 화물적재 용량에 그 만큼 손실이 발생하게 되고, 단열패널 두께 증가에 비례하는 화물창의 전반적인 무게 증가로 인하여 선박의 운항비용 또한 증가하는 문제가 있다.

따라서 보다 효과적인 단열을 통해 액상 화물의 기화 손실을 최소화할 수 있는 단열구조가 요구된다.

본 발명의 실시예는, 단열패널에 진공층을 형성시키기 위한 진공배관을 매설함으로써, 단열층의 두께를 늘리지 않고도 화물창의 단열성능을 보다 효과적으로 향상시키고, 결국 화물창에 수용되는 액상 화물의 기화 손실을 최소화 하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액상 화물 화물창의 단열구조물에 있어서, 하부 단열패널; 판상의 2차 방벽을 사이에 두고 상기 하부 단열패널 위에 층을 이루며 설치되는 상부 단열패널; 및 상기 하부 단열패널에 매설되는 진공배관;을 포함하며, 상기 진공배관은 이웃하는 다른 하부 단열패널에 매설된 다른 진공배관과 상호 연결되고, 상호 연결된 진공배관은 하나의 진공펌프에 의해 그 내부 진공압이 일률적으로 컨트롤 되는 것을 특징으로 하는 액상 화물 화물창의 단열구조물이 제공될 수 있다.

또한, 상기 진공배관은, 상기 하부 단열패널 내부에 연속된 직선 또는 곡선 상의 파형으로 매설될 수 있다.

또한, 상기 하부 단열패널은 상·하 두께 방향으로 2등분 되며, 2등분 된 면 사이로 진공 형성을 위한 상기 진공배관이 매설될 수 있다.

또한, 2등분 된 상기 하부 단열패널 중 어느 하나 또는 모두의 하부 단열패널 일면에는 상기 진공배관 매설을 위한 매설 경로가 요입 형성될 수 있다.

또한, 상기 2등분 된 하부 단열패널은, 진공배관 매설 후 접착제를 통해 상호 접착되는 구성일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 단열패널에 진공층을 형성시키기 위한 진공배관이 매설됨으로써, 단열층의 두께를 늘리지 않고도 화물창의 단열성능을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 화물창에 수용되는 액상 화물의 기화 손실을 최소화 할 수 있다.

또한, 단열층의 두께를 늘리지 않고도 화물창의 단열성능을 향상시킬 수 있게 됨으로써, 단열성능 향상을 위해 단열패널의 두께를 증가시키는 종래 기술과 비교하여 보다 큰 화물창 내부 공간을 확보할 수 있다. 결과적으로, 화물적재 용량은 늘리면서도 BOR(Boil-Off Rate) 성능을 향상시킬 수 있는 화물창을 구현할 수 있다.

도 1은 종래 화물창 구조 중 멤브레인 타입 화물창의 요부 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액상 화물 화물창 단열구조물의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 측 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액상 화물 화물창 단열구조물의 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 화물창 단열구조물에 적용되는 단열패널의 분해 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액상 화물 화물창 단열구조물의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 측 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액상 화물 화물창 단열구조물의 분해 사시도이다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화물창 단열구조물은, 하부 플라이우드(13) 상에 설치되는 하부 단열패널(14)을 포함한다. 상기 하부 단열패널(14) 위에는 상부 단열 패널(12)이 층을 이루면서 설치되고, 하부 단열패널(14)과 상부 단열패널(12) 사이에는 판상의 2차 방벽(16)이 설치된다.

상기 하부 단열패널(14) 및 상부 단열패널(12) 사이에 2차 방벽(16)을 설치함에 있어 상기 2차 방벽(16)은, 에폭시 수지 또는 폴리우레탄 글루를 소재로 한 접착제(부호생략)를 매개로 접착 고정될 수 있으며, 상기 상부 단열패널(12) 상면에는 화물 하중을 지탱하기 위한 상부 플라이우드(미도시)가 설치될 수 있다.

본 실시예에서 상기 하부 플라이우드(13)는 목재일 수 있으며, 상기 상부, 하부 단열패널(12)(14)은 폴리에테르계 소재에 기포를 형성한 폴리우레탄 폼이 소재로 이용될 수 있다. 또한 판상의 2차 방벽(16)은 밀봉을 위해 채택되며 알루미늄 박판을 사이로 글라스 클로스(Glass cloth)가 양면에 접착된 구성의 트리플렉스(Triplex)라는 소재일 수 있다.

상기 하부 단열패널(14)에는 본 실시예에 따른 구성의 핵심인 진공배관(18)이 매설된다. 이 진공배관(18)은 상기 단열패널(12)(14)을 통한 열 교환을 최소화시켜 화물창의 전반적인 단열성능 향상을 목적으로 설치된다. 본 실시예에서 상기 진공배관(18)은 위와 같이 하부 단열패널(14)에 매설되는 형태로 설치될 수 있다.

하부 단열패널(14)에 매설된 상기 진공배관(18)은 도 3에서 파선으로 도시 한 것과 같이, 이웃하는 다른 하부 단열패널(14)에 매설된 다른 진공배관(18)과 연통 가능하도록 상호 연결되며, 상호 연결된 진공배관은 도면에는 도시하지 않았으나 하나의 진공펌프에 의해 그 내부 진공압이 일률적으로 컨트롤 될 수 있다.

인접한 패널 간 진공 파이프를 연결시킴에 있어서는, 두 개의 파이프를 상호 연결시킴에 있어 주로 이용되는 니플과 같은 관 이음쇠를 이용할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 두 개의 파이프를 틈새 발생 없이 상호 견고히 연결시킬 수만 있다면, 그 구성에 특별한 제한은 없다.

하부 단열패널(14)에 진공배관(18)이 매설됨에 있어 상기 진공배관(18)은, 상기 하부 단열패널(14) 내부에 연속된 직선 또는 도면의 도시와 같이 곡선 상의 파형으로 매설될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 하부 단열패널(14) 내에서 보다 광범위한 면적에 걸쳐 효율적으로 진공면을 형성할 수 있는 구조이면 특정한 형태 및 형상, 구조에 구애됨이 없이 적용 가능하다.

도면상 미설명 부호 17은 화물창 내에서 실제 액상 화물과 접하는 1차 방벽 즉, 멤브레인 시트를 가리킨다.

도 4는 본 발명에 따른 화물창 단열구조물에 적용되는 하부 단열패널의 분해 사시도를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 진공배관(18) 매설을 위해 상기 하부 단열패널(14)은, 이 하부 단열패널(14)의 상·하 두께 방향으로 2등분된 구조의 단열패널이 채택될 수 있다. 이 경우 2등분 된 하부 단열패널(14a)(14b) 사이로 진공 형성을 위한 상기 진공배관(18)을 매설한 후 접착제를 이용해 분리된 하부 단열패널(14a)(14b)을 상호 접착시킴으로써 진공배관(18)을 매설할 수 있다.

이때 분리 형성된 하부 단열패널(14a)(14b) 중 어느 하나 또는 두 개모두에 상기 진공배관(18) 매설을 위한 매설 경로(140)가 요입 형성될 수 있다. 이처럼 매설 경로(140)가 요입 형성되면, 진공배관(18) 매설 후 2등분 된 상기 하부 단열패널(14a)(14b)을 접착제를 이용해 상호 접착시킴에 있어 그 접착부위가 들뜨거나 하는 것 없이 진공배관(18)을 보다 효과적으로 매설할 수 있다.

상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 단열패널에 진공층을 형성시키기 위한 진공배관이 매설된다. 이에 따라, 종래와 같이 단열층의 두께를 늘리는 방법을 채택하지 않고도 화물창의 단열성능을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 결과적으로는 화물창에 수용되는 액상 화물의 기화 손실을 최소화 할 수 있다.

또한, 단열층의 두께를 늘리지 않고도 화물창의 단열성능을 향상시킬 수 있게 됨으로써, 화물창의 내부 공간 부피 변화에 전혀 영향을 끼치지 않는다. 즉, 화물적재 용량 손실 없이 BOR(Boil-Off Rate) 성능을 향상시킬 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

12 : 상부 단열패널
13 : 하부 플라이우드
14 : 상부 단열패널
16 : 2차 방벽
18 : 진공배관
140 : 매설 경로

Claims (5)

1. 액상 화물 화물창의 단열구조물에 있어서,
   하부 단열패널;
   판상의 2차 방벽을 사이에 두고 상기 하부 단열패널 위에 층을 이루며 설치되는 상부 단열패널; 및
   상기 하부 단열패널에 매설되는 진공배관;을 포함하며,
   상기 진공배관은 이웃하는 다른 하부 단열패널에 매설된 다른 진공배관과 상호 연결되고,
   상호 연결된 진공배관은 하나의 진공펌프에 의해 그 내부 진공압이 일률적으로 컨트롤 되는 것을 특징으로 하는 액상 화물 화물창의 단열구조물.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 진공배관은,
   상기 하부 단열패널 내부에 연속된 직선 또는 곡선 상의 파형으로 매설되는 것을 특징으로 하는 액상 화물 화물창의 단열구조물.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 하부 단열패널은 상·하 두께 방향으로 2등분 되며,
   2등분 된 면 사이로 진공 형성을 위한 상기 진공배관이 매설되는 것을 특징으로 하는 액상 화물 화물창의 단열구조물.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   2등분 된 상기 하부 단열패널 중 어느 하나 또는 모두의 하부 단열패널 일면에는 상기 진공배관 매설을 위한 매설 경로가 요입 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 화물 화물창의 단열구조물.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 2등분 된 하부 단열패널은, 진공배관 매설 후 접착제를 통해 상호 접착되는 것을 특징으로 하는 액상 화물 화물창의 단열구조물.

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