KR101523902B1 - 펌프타워 파이프구조물 - Google Patents

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Abstract

펌프타워 파이프구조물이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 펌프타워 파이프구조물은 화물창 내부로 액화천연가스를 유입시키기 위한 충전파이프와, 화물창 외부로 액화천연가스를 유출시키기 위한 방출파이프 및 비상시에 사용되는 응급파이프를 포함하는 펌프타워 파이프구조물에 있어서, 충전파이프는 방출파이프 사이에 배치되고, 공동부와 공동부로부터 연장 형성된 복수의 삽입관을 포함하는 조인트부재를 포함하되, 삽입관은 충전파이프의 외면에 형성된 돌출부가 삽입되는 제1삽입관과, 방출파이프에 각각 연결된 연결부재의 단부가 삽입되는 제2삽입관 및 제3삽입관을 포함한다.

Description

펌프타워 파이프구조물{PUMP TOWER PIPE STRUCTURE}
본 발명은 펌프타워 파이프구조물에 관한 것이다.
액화천연가스(LNG)를 수송하는 선박에는 대략 -163℃의 극저온 상태로 액화시킨 액화천연가스(액체화물)를 저장하기 위한 화물창과, 액화천연가스의 하역(荷役)을 위한 펌프타워가 구비된다. 펌프타워의 파이프구조물은 액화천연가스가 액화되는 대략 -163℃의 극저온에 노출되어 있다.
도 1은 종래의 펌프타워 파이프구조물의 파이프 배치형태를 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 펌프타워의 파이프구조물(1)은 로딩장치에 연결되어 화물창 내부로 액화천연가스를 유입시키기 위한 충전파이프(filling pipe)(P1), 언로딩장치에 연결되어 화물창 외부로 액화천연가스를 유출시키기 위한 방출파이프(discharge pipe)(P2,P3), 비상시에 사용되는 응급파이프(emergency pipe)(P4) 및 이들 파이프(P1~P4)를 서로 연결시키는 연결부재(4)를 포함한다. 펌프타워의 파이프구조물(1)은 트러스(truss) 구조로 제작될 수 있다.
펌프타워의 파이프구조물(1)에는 화물창 내 액화천연가스(액체화물)의 운동주기와 외부 파랑하중의 운동주기가 일치하여 발생하는 슬로싱 하중, 외부 파랑하중으로 인해 선체가 운동하여 발생하는 관성력이 작용한다. 또 선체의 온도를 대략 20℃라고 가정할 때, -163℃와 20℃간의 온도 차에 의해 펌프타워의 최상단 파이프구조물(1)에는 큰 인장력이 작용한다.
펌프타워는 통상적으로 선미 쪽의 격벽(bulkhead)에 가깝게 설치되고, 리퀴드돔(liquid dome)(미도시)에 고정된 상태에서 화물창 내측 바닥에 마련된 베이스서포트(base support)(미도시)에 의해 지지된다. 여기서, 방출파이프(P2,P3)는 응급파이프(P4)에 비해 격벽 쪽에 형성된 단열방벽의 내벽(2)에 가깝게 배치된다.
이때, 2개의 방출파이프(P2,P3)와 1개의 응급파이프(P4)는 삼각형 형태로 비교적 안정되게 배치된 반면, 응급파이프(P4) 바깥쪽 옆에 배치된 충전파이프(P1)는 다른 파이프(P2~P4)보다 더 큰 슬로싱 하중(sloshing load)을 받을 수 있다. 이는, 펌프타워의 구조적 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 이와 관련하여, 한국공개특허 제2012-0013255호(2012.02.14 공개)는 펌프타워의 파이프 연결구조에 대한 기술을 공개한 바 있다.
한국공개실용신안 제20-2010-0001512호(2010.02.10 공개)
본 발명의 실시 예는 펌프타워의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 펌프타워 파이프구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 화물창 내부로 액화천연가스를 유입시키기 위한 충전파이프와, 상기 화물창 외부로 상기 액화천연가스를 유출시키기 위한 방출파이프 및 비상시에 사용되는 응급파이프를 포함하는 펌프타워 파이프구조물에 있어서, 상기 충전파이프는 상기 방출파이프 사이에 배치되고, 공동부와 상기 공동부로부터 연장 형성된 복수의 삽입관을 포함하는 조인트부재를 포함하되, 상기 삽입관은 상기 충전파이프의 외면에 형성된 돌출부가 삽입되는 제1삽입관과, 상기 방출파이프에 각각 연결된 연결부재의 단부가 삽입되는 제2삽입관 및 제3삽입관을 포함하는 펌프타워 파이프구조물이 제공될 수 있다.
상기 돌출부가 상기 제1삽입관에 삽입된 상태에서 상기 충전파이프가 상기 방출파이프 사이에 나란하게 배치되도록 상기 제2삽입관과 상기 제3삽입관은 일정 각도로 꺾여져 형성될 수 있다.
상기 방출파이프에 각각 연결된 상기 연결부재의 단부는 상기 제2삽입관 및 상기 제3삽입관에 각각 삽입된 상태에서 체결부재에 의해 고정되고, 상기 돌출부는 상기 제1삽입관에 슬라이딩 가능하게 삽입될 수 있다.
상기 충전파이프, 상기 방출파이프 및 상기 응급파이프는 삼각형 형상의 영역을 형성하도록 서로 연결되고, 상기 조인트부재는 상기 영역 내측에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 펌프타워 파이프구조물은 펌프타워의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
또, 방출파이프 사이에 충전파이프를 배치함으로써, 충전파이프에 영향을 미치는 슬로싱 하중을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또, 조인트부재의 삽입관에 충전파이프에 돌출되게 형성된 돌출부가 슬라이딩 가능하게 삽입되도록 함으로써, 슬로싱 하중 등을 비롯한 외력에 대해 효과적으로 대응할 수 있다.
도 1은 종래의 펌프타워 파이프구조물의 파이프 배치형태를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 펌프타워의 파이프구조물을 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 파이프구조물을 평면 단면도로 나타낸 것이다.
도 4는 도 2에 도시된 파이프구조물에 설치되어 방출파이프에 연결된 각 연결부재의 단부와 충전파이프의 돌출부가 삽입되는 복수의 삽입관을 형성한 조인트부재를 도시한 것이다.
도 5는 도 4에 도시된 연결부재와 돌출부가 조인트부재의 삽입관에 결합된 형태를 단면도로 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 펌프타워의 파이프구조물(100)은 화물창 내부로 액화천연가스를 유입시키기 위한 충전파이프(101)와, 화물창 외부로 액화천연가스를 유출시키기 위한 방출파이프(102,103), 비상시에 사용되는 응급파이프(104), 조인트부재(120) 및 각 파이프(101~103)를 서로 연결시키는 연결부재(130)를 포함한다.
충전파이프(101)는 방출파이프(102,103) 사이에 배치되고, 외면에 돌출부(101a)를 형성한다. 충전파이프(101)는 방출파이프(102,103) 사이에 방출파이프(102,103)와 나란히 배치될 수 있다. 충전파이프(101)의 돌출부(101a)는 충전파이프(101)의 길이 방향으로 일정 간격을 두고 형성될 수 있다.
펌프타워는 통상적으로 선미 쪽의 격벽에 가깝게 설치되고, 리퀴드돔 (미도시)에 고정된 상태에서 화물창 내측 바닥에 마련된 베이스서포트(미도시)에 의해 지지된다. 여기서, 방출파이프(102,103)는 응급파이프(104)에 비해 격벽 쪽에 형성된 단열방벽의 내벽(2)에 가깝게 배치된다.
이때 충전파이프(101)가 방출파이프(102,103) 사이에 배치됨으로써, 슬로싱 하중을 비롯한 외력으로부터 받는 충격을 감소시킬 수 있다. 이는 충전파이프(101) 양쪽에 배치된 방출파이프(102,103)가 슬로싱 하중(sloshing load)을 어느 정도 방어하여 감소시키기 때문이다. 또, 응급파이프(104)와 단열방벽의 내벽(2)이 충전파이프(101)의 전후 방향의 슬로싱 하중을 방어하여 감소시키기 때문이다.
이러한 충전파이프(101), 방출파이프(102,103) 및 응급파이프(104)의 배치구조는 각 파이프(101~104)의 중심점(C1~C4)을 연결할 경우, 삼각형 형상의 영역(S)을 형성하는 구조일 수 있다.
도 3과 도 4를 참조하면, 조인트부재(120)는 공동부(120a)와 공동부(120a)로부터 연장 형성된 복수의 삽입관(121~123)을 포함한다. 조인트부재(120)는 충전파이프(101)가 방출파이프(102,103) 사이에 나란하게 배치되고, 파이프구조물(100)의 안정성을 높이기 위해 상술한 삼각형 형상의 영역(S) 내측에 배치될 수 있다.
복수의 삽입관(121~123)은 충전파이프(101)의 돌출부(101a)가 삽입되는 제1삽입관(121)과, 방출파이프(102,103)에 연결된 각 연결부재(131,132)의 단부가 삽입되는 제2삽입관(122) 및 제3삽입관(123)을 포함한다. 이때, 도 4에 도시한 바와 같이, 돌출부(101a)가 제1삽입관(121)에 삽입된 상태에서 충전파이프(101)가 방출파이프(102,103) 사이에 나란하게 배치되도록 제2삽입관(122)과 제3삽입관(123)은 공동부(120a)로부터 일정 각도(θ)로 꺾이도록 형성될 수 있다.
또, 돌출부(101a)가 방출파이프(102,103)에 연결된 각 연결부재(131,132)의 직경보다 크게 형성된 경우, 그에 대응되게 제1삽입관(121)의 직경(D1)은 제2삽입관(122) 및 제3삽입관(123)의 직경(D2,D3)보다 크게 형성될 수 있다.
종래에는 통상적으로 충전파이프가 방출파이프에 용접 접합되는 방식으로 직접 연결되었다. 반면, 본 발명의 실시 예에서는 조인트부재(120)를 통해 충전파이프(101)가 방출파이프(102,103)에 간접적으로 연결됨으로써 슬로싱 하중에 대해 유연하게 대응할 수 있다. 이는 결과적으로 펌프타워의 구조적 안전성을 향상시킬 수 있다. 방출파이프(102,103)와 응급파이프(104)는 도2와 도 3에 도시한 바와 같이 해당 연결부재(133,134)에 의해 직접 연결될 수 이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 상술한 방출파이프(102,103)에 연결된 각 연결부재(131,132)의 단부는 제2삽입관(122) 및 제3삽입관(123)에 삽입된 상태에서 체결부재(125)에 의해 고정될 수 있다. 체결부재(125)는 예컨대, 핀 형태로 제작될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 볼트, 너트 등을 이용하여 제2삽입관(122) 및 제3삽입관(123)에 삽입된 연결부재(131,132)를 고정시킬 수도 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 상술한 충전파이프(101)의 돌출부(101a)는 제1삽입관(121)에 슬라이딩 가능하게 삽입될 수 있다. 이를 통해 슬로싱 하중 등을 비롯한 외력에 대해 효과적으로 대응할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
101: 충전파이프 101a: 돌출부
102,103: 방출파이프 104: 응급파이프
120: 조인트부재 120a: 공동부
121~123: 삽입관

Claims (4)

  1. 화물창 내부로 액화천연가스를 유입시키기 위한 충전파이프와, 상기 화물창 외부로 상기 액화천연가스를 유출시키기 위한 방출파이프 및 비상시에 사용되는 응급파이프를 포함하는 펌프타워 파이프구조물에 있어서,
    상기 충전파이프는 상기 방출파이프 사이에 배치되고,
    공동부와 상기 공동부로부터 연장 형성된 복수의 삽입관을 포함하는 조인트부재를 포함하되,
    상기 삽입관은 상기 충전파이프의 외면에 형성된 돌출부가 삽입되는 제1삽입관과,
    상기 방출파이프에 각각 연결된 연결부재의 단부가 삽입되는 제2삽입관 및 제3삽입관을 포함하고,
    상기 돌출부가 상기 제1삽입관에 삽입된 상태에서 상기 충전파이프가 상기 방출파이프 사이에 나란하게 배치되도록, 상기 제2삽입관과 상기 제3삽입관은 일정 각도로 꺾여져 형성된 펌프타워 파이프구조물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방출파이프에 각각 연결된 상기 연결부재의 단부는 상기 제2삽입관 및 상기 제3삽입관에 각각 삽입된 상태에서 체결부재에 의해 고정되고, 상기 돌출부는 상기 제1삽입관에 슬라이딩 가능하게 삽입된 펌프타워 파이프구조물.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 충전파이프, 상기 방출파이프 및 상기 응급파이프는 삼각형 형상의 영역을 형성하도록 서로 연결되고,
    상기 조인트부재는 상기 영역 내측에 배치된 펌프타워 파이프구조물.
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