KR101291659B1 - 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체 - Google Patents
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Abstract
액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체가 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체는, 서로 평행한 상태로 간격을 띄우고 연결부재들에 의해 연결 고정된 2개의 파이프를 구비하고, 상기 2개의 파이프는 선박에 설치된 액화천연가스 저장 탱크 내에서 선체의 폭 방향으로 간격을 띄우고 세워진 상태로 배치된다.
본 발명의 일 측면에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체는, 서로 평행한 상태로 간격을 띄우고 연결부재들에 의해 연결 고정된 2개의 파이프를 구비하고, 상기 2개의 파이프는 선박에 설치된 액화천연가스 저장 탱크 내에서 선체의 폭 방향으로 간격을 띄우고 세워진 상태로 배치된다.
Description
본 발명은 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체에 관한 것이다.
액화천연가스(LNG)를 수송하는 운반선에는 대략 -163℃의 초저온 상태로 액화시킨 액체 화물(액화천연가스)의 보관 및 저장을 위한 저장 탱크(storage tank)가 구비된다.
그리고, 상기 저장 탱크 측에는 펌프타워가 설치되며, 상기 펌프타워는 액화천연가스의 하역(荷役)을 위한 통로 역할이 가능하도록 대형의 파이프 구조물 형태로 제공된다.
상기 펌프타워는 일반적으로 2개의 방출 파이프(discharge pipe) 및 1개의 응급 파이프(emergency pipe)를 구비하고, 상기 파이프들이 서로 연결 고정된 구조로 이루어진다.
즉, 상기 펌프타워는 3개의 파이프들이 대부분 트라이포드(tripod) 배열을 가지며 서로 평행한 상태로 간격을 띄우고 연결 부재들로 연결 고정된 구조로 형성된다.
이러한 펌프타워는 파이프들이 서로 안정적으로 연결 고정된 상태를 유지할 수 있어야 하고, 특히 저장 탱크 내에 설치될 때 점유 공간을 줄여서 저장 탱크의 공간 효율성을 높일 수 있는 구조를 갖도록 형성하는 것이 중요하다.
이러한 구조와 부합하는 펌프타워로는 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0123642호(선행문헌 1)가 있다.
상기 선행문헌 1에 개시된 펌프타워의 구조에 의하면, 펌프타워의 파이프 군(群)을 형성하는 배출 파이프, 충전 파이프 및 응급 파이프들을 LNG선의 화물창(이하 "저장 탱크" 라고 함.)들 사이의 격벽 공간 내에 설치하여 공간 활용성을 높일 수 있는 구조를 제공할 수 있도록 형성된다.
특히, 상기 파이프들은 저장 탱크의 격벽 공간 내에서 세워진 상태로 간격을 띄우고 각각 슬리브 측에 끼워져서 대략 1열 상의 배열을 이루는 상태로 설치된다.
즉, 상기한 선행문헌 1의 펌프타워는, 각 파이프들이 격벽 공간 내에서 단순하게 슬리브들 측에 각각 끼워진 상태로 고정 설치된 이른바, 비(非) 트러스(truss) 연결 구조를 갖는 파이프 군을 제공하는 것이다.
그러나, 상기 선행문헌 1에서와 같이, 비(非) 트러스 연결 구조로 펌프타워의 파이프 군을 형성하면, 특히 내구성 측면에서 여러 가지의 문제점들이 발생할 수 있다.
즉, 펌프타워의 파이프들을 슬리브들로 각각 단순하게 잡아주는 구조는, 길이가 긴 대형의 파이프들의 길이 방향 전체를 안정적인 상태로 고정하기 어려울 뿐만 아니라, 파이프들 간의 안정적인 연결 고정력도 확보하기 어렵다.
그러므로, LNG선의 선체 측에 상기와 같은 구조의 파이프 군으로 형성된 펌프타워를 설치하면, 만족할 만한 시공 안정성을 기대할 수 없다.
특히, 상기와 같은 파이프들의 고정 및 연결 구조는 선체 측에 빈번하게 발생하는 관성 부하(inertia load) 및 슬로싱 부하(sloshing load)와 같은 각종 하중이나 압력 등을 견디기에는 구조적으로 한계가 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
선행문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0123642호
본 발명의 일 실시예는 펌프타워를 형성하는 파이프 군(群)의 구조가 간단할 뿐만 아니라, 만족할 만한 내구성 및 시공성도 확보할 수 있는 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 서로 평행한 상태로 간격을 띄우고 연결부재들에 의해 연결 고정된 2개의 파이프를 구비하고, 상기 2개의 파이프는 선박에 설치된 액화천연가스 저장 탱크 내에서 선체의 폭 방향으로 간격을 띄우고 세워진 상태로 배치되는 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체가 제공된다.
이때, 상기 2개의 파이프는 1개의 방출 파이프 및 1개의 응급 파이프로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 2개의 파이프는 상기 연결 부재들에 의해 트러스(truss) 구조로 연결 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 액체 화물의 방출을 위한 1개의 파이프와, 응급 방출을 위한 1개의 파이프를 구비하고, 이 파이프들 사이를 연결부재들로 연결 고정하여 펌프타워의 파이프 군(群)을 형성하는 구조이므로 예를 들어, 3개의 파이프(방출 파이프 2개, 응급 파이프 1개)를 트라이포드(tripod) 배열로 연결 고정하여 파이프 군(群)을 형성한 종래의 펌프타워들과 비교하면, 파이프들 간의 연결 고정 구조가 간단할 뿐만 아니라, 부피 및 무게를 대폭 줄여서 장치의 소형화 및 경량화를 실현할 수 있고, 한층 향상된 시공성도 확보할 수 있다.
특히, 2개의 파이프는 LNG선의 선체 폭 방향 및 길이 방향 중에서 폭 방향으로 간격을 띄우고 세워진 상태로 저장 탱크와 대응하도록 설치되므로 선체의 폭 방향으로 대부분 작용하는 각종 하중(관성 부하, 슬로싱 부하)들에 대한 내성을 용이하게 확보하여 만족할 만한 내구성 및 시공 안전성을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체의 설치예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체의 설치예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
그리고, 도면에 나타낸 각 구성의 크기 및 두께 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면들이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체의 설치예를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 파이프(1, 2)를 구비하고, 이 2개의 파이프(1, 2) 간을 연결 고정하기 위한 연결 부재(110)들을 포함한다.
상기 2개의 파이프(1, 2)들 중에서 1개의 파이프(1)는 액화천연가스의 방출을 위한 통로를 제공하는 파이프(이하 "방출 파이프"라고 함.)로 사용하고, 다른 1개의 파이프(2)는 액화천연가스의 응급 방출을 위한 비상용 통로를 제공하는 파이프(이하 "응급 파이프"라고 함.)로 사용한다.
이때, 상기 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2)는 서로 평행한 상태로 간격을 띄우고 배치된다.
즉, 상기 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2)는 도 1 및 도 2에서와 같이 서로 평행한 상태로 간격을 띄우고 배치된 비(非) 트라이포드 구조로 제공된다.
이때, 상기 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2)는 내구성 및 내부식성이 우수한 금속 재질의 관체를 사용할 수 있다.
그리고, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2)들 측에는 펌핑 구동에 의해 액화천연가스의 방출이 가능하도록 통상의 펌프들이 설치된다.
한편, 상기 연결 부재(110)들은, 상기 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2)들 사이를 안정적으로 연결 고정할 수 있도록 설치된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2) 사이를 서로 연결하는 방향으로 복수 개의 연결 부재(110)들을 설치할 수 있다.
이때, 상기 연결 부재(110)들은 튜블러(tubular)형의 구조를 갖는 금속 관체를 사용할 수 있다.
한편, 상기 연결 부재(110)들은, 트러스 구조(truss structure)로 상기 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2) 사이를 서로 연결 고정하는 상태로 설치할 수 있다.
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 연결 부재(110)들의 양쪽 단부(112) 중에서 일측 단부는 상기 방출 파이프(1)의 외부면 상에 고정하고, 타측 단부는 상기 응급 파이프(2)의 외부면 상에 고정하면서 트러스 구조를 갖도록 복수 개를 설치할 수 있다.
이때, 상기 연결 부재(110)들의 단부(112)들은 도면에는 나타내지 않았지만 상기 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2)의 외부면 상에 통상의 용접 접합 작업으로 연결 고정할 수 있다.
상기 연결 부재(110)들은 용접 접합 이외에도 예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 통상의 볼트 및 너트 체결 방식으로 연결 고정할 수도 있다.
상기와 같이 1개의 방출 파이프(1) 및 1개의 응급 파이프(2)를 연결 부재(110)들로 연결 고정하여 비(非) 트라이포드(tripod) 배열로 파이프 군(群)을 형성하면, 예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 종래의 펌프타워들과 같이 대부분 3개의 파이프(2개의 방출 파이프, 1개의 응급 파이프)들이 트라이포드(tripod) 배열을 갖도록 연결 고정된 상태로 파이프 군(群)을 형성하는 구조와 비교할 때, 연결 부재(110)들의 연결 구조가 간단할 뿐만 아니라, 무게를 대폭 줄일 수 있으므로 경량화를 구현할 수 있고, 시공성도 한층 높일 수 있다.
또한, 상기와 같이 1개의 방출 파이프(1) 및 1개의 응급 파이프(2)로 파이프 군을 형성하면, 전체 부피를 대폭 줄일 수 있으므로 점유 공간을 최소화하여 한층 향상된 공간 효율성도 확보할 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체는, 각종 하중에 대한 내성(耐性)을 용이하게 확보할 수 있는 배치 구조를 갖도록 설치된다.
일반적으로 펌프타워는 주로 3가지의 하중 즉, 열 부하(thermal load), 관성 부하(inertia load) 및 슬로싱 부하(sloshing load)가 작용하는 환경에서 사용된다.
상기 열 부하는 파이프 자체의 열팽창 계수에 의해 주로 발생하는 것이므로 본 발명과 같이 1개의 방출파이프(1) 및 1개의 응급 파이프(2)를 연결 부재(110)들로 연결한 구조에서는 상기한 3가지의 하중 중에서 관성 부하 및 슬로싱 부하와 대응하여 내성을 용이하게 확보할 수 있는 배치 구조를 갖도록 설치할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체의 설치예를 설명하기 위한 도면으로서, 위쪽에서 선체(120)를 바라본 상태를 도시한 평면도이다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체(100)는, 선체(120)의 저장 탱크(122)와 대응하도록 세워진 상태로 설치될 때 도 3에서와 같이 선체(120)의 길이 방향(X) 및 폭 방향(Y) 중에서 폭 방향(Y) 쪽으로 상기 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2)가 간격을 띄우고 이격 배치되도록 설치할 수 있다.
이러한 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2)의 배치 구조에 의하면, 특히 관성 부하 및 슬로싱 부하에 대한 내성을 용이하게 확보할 수 있다.
즉, 관성 부하의 하중은 선체(120)의 폭 방향(Y)보다 길이 방향(X)으로 대략 5배 내지 10배가 작게 작용하고, 슬로싱 부하의 하중은 관성 부하와 마찬가지로 선체(120)의 롤링에 의해 폭 방향(Y)으로 대부분 발생하는 것으로 알려져 있다.
그러므로, 상기와 같이 방출 파이프(1) 및 응급 파이프(2)가 연결 부재(110)들에 의해 서로 평행한 상태로 연결 고정되어 선체(120)의 폭 방향(Y) 쪽으로 이격 배치된 상태로 저장 탱크(122) 측에 설치된 구조를 제공하면, 특히 선체(120)의 폭 방향(Y)으로 주로 작용하는 관성 부하 및 슬로싱 부하에 대한 내성을 용이하게 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체(100)는, 1개의 방출 파이프(1) 및 1개의 응급 파이프(2)가 비(非) 트라이포드 배열을 갖도록 연결 고정된 상태의 파이프 군(群)을 형성함으로써, 장치의 소형화 및 경량화를 이룰 수 있고, 시공성도 한층 높일 수 있는 구조를 제공하면서 각종 하중에 대한 내성도 용이하게 확보할 수 있는 펌프타워 구조를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체는, 자항 능력을 가지고 추진 가능한 LNG 운반선이나 LNG RV(Regasification Vessel) 선박 뿐만 아니라, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU (Floating Storage Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에도 적용될 수 있다. 본 명세서에서는 이와 같은 선박 및 부유식 해상 구조물을 모두 선박으로 통칭한다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있는 것이나, 이 또한 본 발명의 사상 범위 내에 든다고 할 것이다.
1 방출 파이프 2 응급 파이프
100 펌프타워 구조체 110 연결 부재
112 연결 부재의 단부 120 선체
122 저장 탱크
100 펌프타워 구조체 110 연결 부재
112 연결 부재의 단부 120 선체
122 저장 탱크
Claims (3)
- 서로 평행한 상태로 간격을 띄우고 연결부재들에 의해 연결 고정된 2개의 파이프를 구비하고,
상기 2개의 파이프는 선박에 설치된 액화천연가스 저장 탱크 내에서 선체의 폭 방향으로 간격을 띄우고 세워진 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체.
- 제 1 항에 있어서,
상기 2개의 파이프는 1개의 방출 파이프 및 1개의 응급 파이프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 2개의 파이프는 상기 연결 부재들에 의해 트러스(truss) 구조로 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 펌프타워 구조체.
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