KR101477839B1 - 국제해사기구 규정 Ｔｙｐｅ Ａ방식 독립형 ＬＮＧ운반선의 화물창 - Google Patents

Abstract

본 발명은 -163℃의 LNG를 운반하는 LNG운반선에 관한 것으로서, 극저온 상태의 LNG가 저장된 탱크의 안전성을 확보할 수 있게 구성한 LNG운반선의 화물창을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 LNG운반선의 화물창은 내부에 LNG가 저장되는 1차방벽과, 상기 1차방벽과 간격을 두고 1차방벽의 외측을 감싸는 2차방벽과, 상기 1차방벽과 간격을 두고 상기 1차방벽과 상기 2차방벽 외측면에 위치하는 단열재를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

국제해사기구 규정 Ｔｙｐｅ Ａ방식 독립형 ＬＮＧ운반선의 화물창{IMO Type A Independent Cargo Containment System of the LNG Carrier}

본 발명은 -163℃의 액화천연가스(LNG)를 운반하는 LNG운반선에 관한 것으로서, 특히 극저온 상태의 LNG가 저장된 탱크의 안전성을 확보할 수 있게 구성한 것이다.

국제해사기구(IMO)에서 규정하는 독립형 탱크는 Type A, Type B, Type C 로 정의 된다. Type A는 일반 액체탱크 규정에 따름으로 액화 화물의 유출 가능성이 있다고 가정되면 만일의 대량 유출에 대비하여 완전 2차방벽이 요구된다. Type B는 광범위한 구조해석에 의해 탱크의 신뢰성을 확인하므로 작은 크랙(Crack) 발생을 가정하여 파괴해석을 통해 누출량을 산정하여 이를 적재할 수 있을 만큼의 부분 2차 방벽을 요구한다. Type C는 압력용기로 안전성과 신뢰성이 확보되어 있어 누출의 우려가 없으므로 2차방벽이 불필요하다.

저온식 액화가스선의 충분한 신뢰성과 중요한 안전 대책으로 2차방벽이 요구되는데, 이는 예측이 되지 않은 상태에서 액화가스가 탱크에서 누출되는 상태를 가정하여 이 경우에도 선체 강재가 과냉각되어 취성파괴로 인해 선체가 손상되지 않도록 15일간 액화 화물을 격납 가능하도록 하는 것이 2차 방벽이다.

액화가스 운반선은 크게 LPG운반선과 LNG운반선으로 구분된다. LPG는 약 -50℃ 정도이며 LNG는 약 -163℃ 정도로서, 극저온 상태의 LNG를 운반하기 위한 LNG탱크와 LPG탱크는 구조적으로 차이가 있다.

가스 코드(Gas Code)에 따라, 통상적으로 LPG탱크는 Type A로 분류되는 완전 2차방벽 탱크 구조이며, 탱크의 재질은 저온강이며 2차 방벽이 되는 선체의 재질도 탱크와 동등한 재질을 적용한다.

극저온 상태의 LNG탱크 건조는 대체로 독립형 Type A, Type B 및 멤브레인형을 채택하고 있다. 종래의 LNG탱크 건조에 Type A는 몇 척의 건조 실적은 있으나 높은 제작비와 탱크 균열등으로 더 이상 채택되지 않고 현재는 Type B 및 멤브레인형이 대부분이다

Type B 및 멤브레인 형은 특정 국가의 특허기술로 후발 업체의 과도한 기술료 지불에 대한 부담을 가중시키고 있으며, 특히 Type B는 제작/건조 비용이 엄청나다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 부분 2중방벽 탱크 구조를 채택한 Type B 보다 경제적이며 구조적으로 안전한 완전 2중방벽 탱크를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 Type A방식 독립형 LNG운반선의 화물창은 선체 내부에 LNG가 저장되는 1차방벽과, 상기 1차방벽과 간격을 두고 1차방벽의 외측을 감싸는 2차방벽과, 상기 1차방벽과 간격을 두고 상기 1차방벽과 상기 2차방벽 외측에 위치하는 단열재를 포함를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 2차방벽은 복합소재이며 상기 2차방벽의 외측면에는 단위 패널형태의 단열재들이 밀착 배치되어 고정된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 1차방벽은 알루미늄, 니켈합금강 및 스테인레스 강 재질 중 어느 하나이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복합소재는 PMC(Polymer Matrix Composite)인 FRP(Fiber-glass Reinforced Plastic)이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복합소재는 GMT(Glassfiber Mat-reinforced Thermoplastics)이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복합소재는 트리플렉스이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 트리플렉스는 알루미늄 호일의 양측면에 글래스 매트가 부착된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 2차방벽의 외측면 하단에 위치한 단열재는 제1서포트에 의해 받쳐 고정된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 2차방벽을 관통한 제2서포트가 상기 1차방벽을 받쳐준다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2서포트를 단열재가 감싸며 상기 단열재의 둘레에 보호판이 고정된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 국제해사기구 규정 Type A방식 독립형 LNG운반선의 화물창은 1차방벽에서 누출된 LNG가 어느 방향으로 흘러가더라도 완전 2차방벽이 전체를 보호함으로써, 부분 2차방벽탱크보다 안전하게 선체를 보호할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 완전 2중방벽탱크를 나타낸 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 단열재의 한 예인 GMT의 단면도이며,
도 3은 도 1에 도시된 단열재의 한 예인 트리플렉스의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 단열재를 받쳐주는 서포트를 단열처리한 상태를 나타낸 상세도이고,
도 5a 내지 도 5d는 도 1에 도시된 완전 2중방벽 탱크의 측면을 보강한 선체의 횡단면이다.

아래에서는 본 발명에 따른 국제해사기구 규정 Type A방식 독립형 LNG운반선의 화물창의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 1은 본 발명에 따른 1차방벽과 완전 2중방벽 탱크를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 단열재의 한 예인 GMT의 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 단열재의 한 예인 트리플렉스의 단면도이다. 그리고 도 4는 도 1에 도시된 단열재를 받쳐주는 서포트를 단열처리한 상태를 나타낸 상세도이고, 도 5a 내지 도 5d는 도 1에 도시된 완전 2중방벽 탱크의 측면을 보강한 선체의 횡단면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, LNG를 저장하는 완전 2중방벽 탱크는 내측에 1차방벽(111)이 형성되고, 1차방벽(111)의 바깥쪽에 2차방벽(112)이 형성되며, 2차방벽(112)의 외측면에는 단위 패널형태의 단열재(120)들이 밀착 배치되어 고정된다.

아래에서는 이와 같이 구성된 국제해사기구 규정 Type A방식 독립형 LNG운반선의 화물창에 대해 구체적으로 설명한다.

선체(100)의 내부에는 2차방벽(112)이 형성된다. 2차방벽(112)은 복합소재 재질이다.

그리고 2차방벽(112)의 외측에는 단열재(120)가 배치되는데, 도 1에 보이듯이, 2차방벽(112)의 외측 하단에는 단열재(120)를 받치는 제1서포트(131)들이 고정된다. 즉 단열재(120)의 하단은 제1서포트(131)들에 의해 받쳐지며 단열재(120)의 상부는 2차방벽(112)에 밀착 고정된다.

한편, 제1서포트(131)의 사이에는 제2서포트(132)가 위치하며 제2서포트(132)는 2차방벽(112)의 내측에 위치하는 1차방벽(111)을 받쳐준다. 이와 같이 1차방벽(111)을 받쳐주는 제2서포트(132)를 1차방벽(111)에서 누출된 LNG로부터 보호하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이 제2서포트(132)의 둘레는 스프레이 방식 또는 주입방식의 단열재(120)를 충진하여 제2서포트(132)가 노출되지 않도록 한다. 그리고 제2서포트(132)의 둘레에 충진된 단열재(120)를 보호판(135)으로 감싸 LNG로부터 보호한다. 여기에서 보호판(135)은 스테인리스 강 또는 알루미늄 재질인 것이 바람직하다.

한편, 제2서포트(132)에 의해 지지된 1차방벽(111)은 알루미늄(Al)재질, 니켈합금강 또는 스테인레스 강 재질이며, 1차방벽(111)의 내부에 LNG가 채워진다.

아래에서는 2차방벽(112)의 외측면에 밀착 고정된 단열재(120)에 대해 구체적으로 설명한다.

2차방벽(112)은 복합소재(Polymer Matrix Composite) 재질인 FRP(Fiber-glass Reinforced Plastic)이며, 2차방벽(112)은 도 2에 도시된 바와 같은 복합소재의 GMT(Glassfiber Mat-reinforced Thermoplastics)(121)가 고정되거나 도 3에 도시된 바와 같은 트리플렉스(Triplex)(122)가 고정된다. 또한 도면에 도시하지는 않았으나 복합소재인 GRE(Glassfiber Reinforce Epoxy) 또는 GRP이다.

복합소재인 상기 GMT(121)는 글래스 파이버를 부직포 형태로 직조하여 PP수지에 함침시켜 제조한 열가소성 수지이며, 복수의 글래스 매트(125)들 사이에 PP수지(127)가 함침된 재질이다.

또한 복합소재인 상기 트리플렉스(122)는 알루미늄 호일(129)의 양측에 글래스 매트(125)가 접착된 재질이다.

이와 같이 단열재(120)의 내측면에 복합소재인 2차방벽(112)을 밀착 고정됨으로써, 1차방벽(111)에서 누출된 LNG에 의해 단열재(120)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 아래에서는 완전 2중방벽탱크를 구비한 선체의 변형 예를 설명한다.

도 5a에 도시된 선체(100)에는 제2서포트(132)가 1차방벽(111)의 둘레 전체에 균일하게 분포하여 1차방벽(111)을 지지하는 구조이고, 도 5b에 도시된 선체(100)는 데크에 형성된 스티프너(101)들을 데크 상부로 올리고 1차방벽(111)의 체적 즉 탱크의 체적을 최대화 시킨 구조이다. 그리고 도 5c에 도시된 선체(100)에서는 선체(100)의 측부를 보강하기 위해서 선체(100) 측벽에 대응하는 보강측벽(103)을 구성하여 충돌 및 좌초에 대비한 선체이며, 도 5d에 도시된 선체는 선체(100)에 격실(105)을 형성하여 충돌 및 좌초에 대비한 선체 구조이다.

100 : 선체
101 : 스티프너
103 : 보강측벽
105 : 격실
110 : 2중방벽탱크
111 : 1차방벽
112 : 2차방벽
120 : 단열재
121 : GMT(Glassfiber Mat-reinforced Thermoplastics)
122 : 트리플렉스
125 : 글래스 매트
127 : PP수지
129 : 알루미늄 호일
131 : 제1서포트
132 : 제2서포트
135 : 보호판

Claims (10)

1. 선체 내부에 LNG가 저장되는 1차방벽과,
   상기 1차방벽과 간격을 두고 1차방벽의 외측을 감싸는 2차방벽과,
   상기 2차방벽의 외측에 고정되는 단열재를 포함하며,
   상기 2차방벽은 복합소재이며 상기 2차방벽의 외측면에는 단위 패널형태의 단열재들이 밀착 배치되어 고정되고, 상기 복합소재는 PMC(Polymer Matrix Composite)인 FRP(Fiber-glass Reinforced Plastic), GMT(Glassfiber Mat-reinforced Thermoplastics), 알루미늄 호일의 양측면에 글래스 매트가 부착된 트리플렉스 중 어느 하나이며,
   상기 1차방벽은 알루미늄, 니켈합금강 및 스테인레스 강 재질 중 어느 하나이고,
   상기 2차방벽의 외측면 하단에 위치한 단열재는 제1서포트에 의해 받쳐 고정되고, 상기 2차방벽을 관통한 제2서포트가 상기 1차방벽을 받쳐주며, 상기 제2서포트를 단열재가 감싸고, 1차방벽에서 누출된 LNG가 상기 단열재에 접하지 않도록 단열재의 둘레에 보호판이 고정된 것을 특징으로 하는 LNG운반선의 화물창.
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