KR101532035B1 - 일체형 벤트 마스트 구조 - Google Patents

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Abstract

일체형 벤트 마스트 구조가 개시된다. 일체형 벤트 마스트 구조는, 복수의 가스 배출구가 형성된 벤트 마스트 헤드; 저온고압용 배출관을 내부에 수납하고, 상기 벤트 마스트 헤드를 지지하기 위한 지주로 기능하는 고온저압용 배출관을 포함한다.

Description

일체형 벤트 마스트 구조{Unified vent mast structure}
본 발명은 일체형 벤트 마스트 구조에 관한 것이다.
천연가스는 육상, 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화천연가스(LNG) 또는 액화석유가스(LPG)의 상태로 LNG 수송선에 저장되어 원거리의 소비처로 운반된다.
LNG 이송을 위한 선박으로는 LNG 수송선(LNG CARRIER), LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit), F(Floating)-LNG 플랜트 등이 있다.
이와 같이 LNG와 같은 액체 화물을 해상에서 수송하는 LNG 수송선 또는 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 카고 탱크가 설치되고, 각각의 카고 탱크에 상응하는 벤트 마스트(vent mast)가 설치되어 필요시 벤트 마스트를 통해 카고 탱크 내에 발생되는 각종 가스가 대기중으로 방출된다.
일반적으로 벤트 마스트는 도 1에 도시된 바와 같이 LNG 저장 탱크(110), LNG 저장 탱크(110)와 기화기(120) 연결 라인에서 발생되는 저온의 기화 가스를 대기중으로 방출하기 위한 저온고압용 벤트 마스트(160)와, 메인 엔진(140), 가스 밸브 유닛(GVU)(150), 기화기(120)와 열교환기(130) 연결 라인에서 발생하는 상온의 기화 가스를 대기중으로 방출하기 위한 고온저압용 벤트 마스트(170)를 포함한다. 본 명세서에서 저압은 약 5 barg 이하의 압력을 의미하고, 고압은 약 6 내지 9 barg 또는 그 이상의 압력을 의미하는 것으로 정의한다.
그리고, 저온고압용 벤트 마스트(160) 및 고온저압용 벤트 마스트(170)는 각각 별도의 기화 가스 운송 라인과 연결되고 또한 별도의 구조물로 개별 설치된다. 이는, 상온의 기화 가스를 저온고압용 벤트 라인(160)을 통해 대기중에 방출하고자 하는 경우 LNG 저장 탱크(110)측으로 역류할 가능성이 있어 고온저압용 벤트 라인(170)을 별도로 구비하여야 하기 때문이다.
그러나 저온고압용 벤트 마스트(160)와 고온저압용 벤트 마스트(170)를 독립된 구조물로 개별 설치하는 경우 많은 설치 공간을 차지할 뿐 아니라 제작비 및 설치비가 많이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 하나의 구조물 내에 저온고압용 벤트 마스트와 고온저압용 벤트 마스트를 함께 설치하여 제작비 및 설치비를 절감할 수 있는 일체형 벤트 마스트 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일체형 벤트 마스트 구조에 있어서, 복수의 가스 배출구가 형성된 벤트 마스트 헤드; 저온고압용 배출관을 내부에 수납하고, 상기 벤트 마스트 헤드를 지지하기 위한 지주(支柱)로서 기능하는 고온저압용 배출관을 포함하는 일체형 벤트 마스트 구조가 제공된다.
상기 벤트 마스트 헤드는 상기 저온고압용 배출관을 통해 이동되는 기화 가스를 배출하기 위해 상기 저온고압용 배출관에 연결되는 제1 가스 배출구 및 상기 고온저압용 배출관을 통해 이동되는 기화 가스를 배출하기 위한 제2 가스 배출구를 구비할 수 있다.
상기 벤트 마스트 헤드 내의 하부 공간에는 절연체가 배치될 수 있다.
상기 절연체는 프레임 어레스터(flame arrestor)와 일체화될 수 있다.
상기 절연체의 내측 영역에는 상기 저온고압용 배출관이 상기 벤트 마스트 헤드의 내부 공간으로 연장되고, 상기 상기 고온저압용 배출관을 통해 이동되는 기화 가스가 상기 벤트 마스트 헤드의 내부 공간으로 유입되도록 하는 관통 영역이 형성될 수 있다.
상기 벤트 마스트 헤드의 상부 표면에는 헤드 커버 플레이트가 배치되고, 상기 제2 가스 배출구는 상기 헤드 커버 플레이트의 하부 영역에 형성될 수 있다.
상기 고온저압용 배출관을 통해 이동될 기화 가스는 상기 고온저압용 배출관의 일측을 관통하여 삽관된 가스 배출관을 통해 유입될 수 있다.
상기 저온고압용 배출관은 상기 제1 가스 배출구와 연결되기 위해 상기 벤트 마스트 헤드 내에서 만곡된 형상을 가질 수 있다.
상기 저온고압용 배출관과 상기 고온저압용 배출관은 상이한 재질로 형성될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 구조물 내에 저온고압용 벤트 마스트와 고온저압용 벤트 마스트를 함께 설치하여 제작비 및 설치비를 절감할 수 있으며, 설치 공간을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 저온고압용 벤트 마스트와 고온저압용 벤트 마스트에 각각 연결되는 벤트 라인을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 벤트 마스트 구조를 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 벤트 마스트 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 일체형 벤트 마스트 구조는 벤트 마스트 헤드(210)와 벤트 마스트 헤드(210)를 지지하고 기화 가스의 배출 경로를 제공하는 배출관을 포함한다.
배출관은 저온의 기화 가스의 배출 경로를 제공하는 저온고압용 배출관(230)과 저온고압용 배출관(230)을 내부에 수납하는 고온저압용 배출관(220)을 포함한다.
저온고압용 배출관(230)은 예를 들어 서스(SUS) 파이프로 구성될 수 있고, 고온저압용 배출관(220)은 후술되는 바와 같이 예를 들어 저가로 구현할 수 있는 카본(carbon) 파이프로 구성될 수 있으나, 그 재질이 이에 제한되지 않음은 당연하다.
고온저압용 배출관(220)의 내측 표면과 저온고압용 배출관(230)의 외측 표면간의 간격이 유지되도록 하기 위해 복수의 개소에 고정 부재(도시되지 않음)가 설치될 수 있으며, 고정 부재는 크랙(crack) 발생을 방지하기 위해 저온측으로의 열전달을 방지할 수 있는, 예를 들어 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE), 폴리 클로로 트리 플루오로에틸렌(PCTFE) 등의 플루오로수지(fluororesin) 재질로 형성될 수 있다.
저온고압용 배출관(230)은 저온의 기화 가스를 배출하는 선박 내의 장치와 직간접적으로 연결되어 저온의 기화 가스를 유입받는다.
이에 비해, 고온의 기화 가스를 배출하는 선박 내의 장치와 직간접적으로 연결된 가스 배출관(270)이 고온저압용 배출관(220)의 일측을 관통하도록 삽관되고, 가스 배출관(270)의 단부에서 방출되는 고온의 기화 가스가 고온저압용 배출관(220) 내로 유입된다. 이때, 가스 배출관(270)이 고온저압용 배출관(220)의 일측을 관통하는 영역은 밀폐 처리될 수 있다.
따라서, 저온고압용 배출관(230)을 내부에 수납하는 고온저압용 배출관(220)은 벤트 마스트 헤드(210)를 지지하는 지주(支柱)의 기능을 수행함과 아울러 고온의 기화 가스의 배출 경로를 제공하는 기능도 수행할 수 있다. 고온저압용 배출관(220)은 도시된 바와 같이 두 방향 이상에서 고정되는 와이어 로프(280)에 의해 안정적으로 지지될 수 있다.
벤트 마스트 헤드(210)의 하부에는 절연체부(240)가 구비된다.
종래의 벤트 마스트는 일반적으로 탄소 함유량이 낮은 스테인레스강인 SUS316L 재질을 이용하였으나, 본 실시예에 따른 벤트 마스트 헤드(210)에 절연체부(240)가 구비되어 벤트 마스트 헤드(210)를 지지하는 고온저압용 배출관(220)을 예를 들어 카본 스틸(carbon steel) 등의 저가형 재질로 구현할 수 있다.
즉, 저온고압용 배출관(230)에서 기화 가스가 방출되는 경우 벤트 마스트 헤드(210) 주변의 온도가 약 영하 100도 정도로 저하되지만 절연체부(240)가 구비됨으로 인해 절연체부(240) 하부로는 전술한 온도 저하가 영향을 미치지 않거나 영향이 최소화되기 때문이다.
절연체부(240)에는 절연체(245)가 구비되고, 절연체(245)의 하부 표면과 상부 표면 각각에는 개스킷(gasket)이 부착되며, 상부 표면에 부착된 개스킷의 상부에는 절연체부(240)의 상부 공간으로부터의 이물질 유입을 방지하기 위한 와이어 메시(wire mesh)가 부착된다. 또한 절연체(245)는 프레임 어레스터(flame arrestor)와 일체화되어 구현될 수도 있다.
절연체부(240)의 내측 영역에는 저온고압용 배출관(230)이 관통되어 벤트 마스트 헤드(210) 내부 공간으로 연장되고 또한 고온저압용 배출관(220)을 통해 이동(즉, 상승)하는 고온의 기화 가스가 벤트 마스트 헤드(210)의 내부 공간으로 유입되기 위한 관통 공간이 형성된다.
절연체부(240)를 관통하여 연장된 저온고압용 배출관(230)은 절연체부(240)의 상부 공간에서 만곡되어 벤트 마스트 헤드(210)의 임의 위치에 형성된 제1 배출구에 그 단부가 연결되고, 제1 배출구를 통해 저온고압용 배출관(230)을 통해 이동된 기화 가스가 대기중으로 방출된다.
또한 고온저압용 배출관(220)을 통해 이동된 고온의 기화 가스는 절연체부(240)에 형성된 관통 공간을 통해 벤트 마스트 헤드(210)의 내부 공간으로 이동되고, 또한 공기보다 가벼운 특성에 의해 벤트 마스트 헤드(210)의 상측에 형성된 제2 배출구를 통해 대기중으로 방출된다.
참고로 벤트 마스트 헤드(210)의 상부 표면에는 빗물 유입 방지를 위해 헤드 커버 플레이트(250)가 배치된다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
210 : 벤트 마스트 헤드 220 : 고온저압용 배출관
230 : 저온고압용 배출관 240 : 절연체부
245 : 절연체 250 : 헤드 커버 플레이트
270 : 가스 배출관 280 : 와이어 로프

Claims (9)

  1. 일체형 벤트 마스트 구조로서,
    복수의 가스 배출구가 형성된 벤트 마스트 헤드;
    상기 벤트 마스트 헤드를 지지하기 위한 지주(支柱)로서 기능하는 고온저압용 배출관; 및
    상기 고온저압용 배출관의 내부 공간에 설치되는 저온고압용 배출관을 포함하되,
    상기 저온고압용 배출관은 LNG 저장탱크, 상기 LNG 저장 탱크와 기화기 연결 라인 중 하나 이상에서 발생되는 기화 가스를 대기중으로 방출하기 위한 배출관이고,
    상기 고온저압용 배출관은 메인 엔진, 가스 밸브 유닛(GVU), 기화기와 열교환기 연결 라인 중 하나 이상에서 발생되는 기화 가스를 대기중으로 방출하기 위한 배출관인, 일체형 벤트 마스트 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벤트 마스트 헤드는 상기 저온고압용 배출관을 통해 이동되는 기화 가스를 배출하기 위해 상기 저온고압용 배출관에 연결되는 제1 가스 배출구 및 상기 고온저압용 배출관을 통해 이동되는 기화 가스를 배출하기 위한 제2 가스 배출구를 구비하는, 일체형 벤트 마스트 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 벤트 마스트 헤드 내의 하부 공간에는 절연체가 배치되는, 일체형 벤트 마스트 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절연체는 프레임 어레스터(flame arrestor)와 일체화되는, 일체형 벤트 마스트 구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 절연체의 내측 영역에는 상기 저온고압용 배출관이 상기 벤트 마스트 헤드의 내부 공간으로 연장되고, 상기 고온저압용 배출관을 통해 이동되는 기화 가스가 상기 벤트 마스트 헤드의 내부 공간으로 유입되도록 하는 관통 영역이 형성되는, 일체형 벤트 마스트 구조.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 벤트 마스트 헤드의 상부 표면에는 헤드 커버 플레이트가 배치되고, 상기 제2 가스 배출구는 상기 헤드 커버 플레이트의 하부 영역에 형성되는, 일체형 벤트 마스트 구조.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 고온저압용 배출관을 통해 이동될 기화 가스는 상기 고온저압용 배출관의 일측을 관통하여 삽관된 가스 배출관을 통해 유입되는, 일체형 벤트 마스트 구조.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 저온고압용 배출관은 상기 제1 가스 배출구와 연결되기 위해 상기 벤트 마스트 헤드 내에서 만곡된 형상을 가지는, 일체형 벤트 마스트 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 저온고압용 배출관과 상기 고온저압용 배출관은 상이한 재질로 형성되는, 일체형 벤트 마스트 구조.
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