KR101681717B1 - 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템 - Google Patents

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Abstract

액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템이 개시된다.
상기 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템은, 선체 위에 설치되는 2차 단열층; 상기 2차 단열층 위에 설치되는 2차 밀봉벽; 상기 2차 밀봉벽 위에 설치되는 1차 단열층; 및 상기 1차 단열층 위에 설치되는 1차 밀봉벽;을 포함하고, 상기 2차 밀봉벽의 양 단부에는 상기 2차 밀봉벽과 수직으로 고정 바가 각각 설치되고, 상기 1차 단열층은 상기 고정 바 사이에 위치하며, 상기 1차 단열층은 상기 고정 바에 의해 고정되어 열 수축에 의하여 움직이지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템{Corner Part Retaining System for LNG CCS}
본 발명은 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 금속 재질의 2차 밀봉벽을 가지는 액화천연가스 화물창의 1차 단열층을 고정시키도록 구성된 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템에 관한 것이다.
세계적으로 친환경 사업에 대한 관심이 증가하고 있는 가운데 석유, 석탄 등과 같은 기존의 에너지원을 대체할 수 있는 청정연료의 수요가 점차 증가하고 있다. 이러한 상황에서 천연가스는 청정성, 안정성, 편리성을 두루 갖춘 주요 에너지원으로 다양한 분야에서 사용되고 있다. 우리나라는 배관을 통해 천연가스를 직접 공급받는 미국이나 유럽과 달리 천연가스를 초저온으로 액화시킨 액화천연가스(Liquified Natural Gas)를 도입하여 소비자에게 공급하고 있다. 따라서, 국내의 천연 가스의 수요증가와 함께 액화천연가스를 저장하기 위한 화물창의 수요 역시 증가하고 있다.
액화천연가스는 천연가스를 대략 -163℃의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다. 액화천연가스 운반선은, 액화천연가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 액화천연가스를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 화물창를 포함한다.
액화천연가스 화물창는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 그 중 멤브레인형은 GTT NO 96형과 Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립탱크형은 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다. GTT NO 96형과 GTT Mark Ⅲ형은 종래 GT형과 TGZ형으로 불리던 것인데, 1995년 Gaz Transport(GT)사와 Technigaz(TGZ)사가 GTT(Gaztransport & Technigaz)사로 명칭이 변경되면서 각각 GT형은 GTT NO 96형으로, TGZ형은 GTT Mark Ⅲ형으로 개칭되어 사용되고 있다.
액화천연가스 화물창은 액화천연가스가 다시 기화되지 않도록 외부의 열을 차단시키는 단열 시스템과 액화천연가스의 누출이 일어나지 않도록 하는 밀봉 시스템이 매우 중요하다. 액화천연가스의 누출을 이중으로 방지하기 위하여 일반적으로 액화천연가스 화물창은 1차 밀봉벽 및 2차 밀봉벽을 포함하고, 1차 밀봉벽 하부에는 1차 단열층이 설치되고, 1차 단열층 하부에는 2차 밀봉벽이 설치되며, 2차 밀봉벽 하부에는 2차 단열층이 설치된다.
단열층의 경우에는, 각 단열층은 다수개의 단열박스가 연결되어 형성되는데, 단열박스가 서로 분리되어 있기 때문에 열 수축이 일어나도 큰 힘이 발생하지 않는다. 반면, 밀봉벽의 경우에는, 각 밀봉벽을 이루는 다수개의 멤브레인 패널 전체가 연결되기 때문에 열 수축이 일어나면 큰 힘이 발생된다. 액화천연가스의 극저온에 의한 열수축에 대비하면서도 단열 및 밀봉 기능을 충실히 수행할 수 있도록, 각 밀봉벽 및 단열층은 견고하게 결합되어야 하고, 특히 코너부에서의 결합은 더욱 유의하여야 할 부분이다.
도 1은 액화천연가스 화물창의 열 수축에 의한 힘 전달을 개략적으로 나타낸 개념도이고, 도 2는 종래의 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템의 개략도이다. 도 1의 화살표는 열 수축에 의해 단열층이 받는 힘의 방향을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 코너부가 아닌 부분에 평평하게 설치되는 단열층(1)은 열 수축이 일어나더라도 양쪽에서 거의 비슷한 크기의 힘이 반대 방향으로 작용하기 때문에 열 수축에 의해 가해지는 힘이 상쇄되어, 단열층(1)을 연결하는 시큐어링 장치(3, Securing Device)에 별다른 영향을 주지 않게 된다. 그러나, 코너부에 설치되는 단열층(2)은 열 수축에 의한 좌우방향의 힘과 상하방향의 힘이 상쇄되지 않기 때문에, 시큐어링 장치(3)에 큰 영향을 주게 된다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템(100)에 의하면 코너부에는 평평한 부분과는 달리 추가적인 고정 장치(110)가 필요하였다.
복합재인 Triplex 소재의 2차 밀봉벽을 사용하는 경우에는, 2차 밀봉벽을 1차 단열층 및 2차 단열층과 본딩(Bonding)으로 결합시키는 것이 가능하다. 본딩(Bonding)의 경우 모든 면이 서로 붙어 있기 때문에 힘이 집중되지 않고 구속력이 크기 때문에 코너부에도 추가적인 고정 장치(110)를 설치하지 않아도 장점이 있다.
그러나, Triplex 소재는 액화천연가스의 누출의 위험성이 크다는 문제가 있어 금속 재질의 2차 밀봉벽을 사용하게 되었는데, 금속 재질의 2차 밀봉벽은 1차 단열층 및 2차 단열층과 본딩으로 결합할 수 없어, 시큐어링 장치(3)를 이용하여 밀봉벽과 단열층을 연결하게 된다. 그런데, 시큐어링 장치(3)를 이용하는 경우에는 전체 면을 모두 결합시키는것이 아니라 특정 포인트만 결합시키는 방식으로 밀봉벽과 단열층을 연결하므로 구속력이 약해진다는 단점이 있다.
즉, 금속 재질의 2차 밀봉벽을 결합시키기 위해서는, 본딩이 아닌 구속력이 약한 시큐어링 장치(3)를 이용한 방법을 사용하여야 하는데, 위에서 설명한 바와 같이, 화물창의 평평한 부분(1)에서는 열 수축에 의한 힘이 상쇄되어 시큐어링 장치(3)를 사용해도 문제가 없는 반면, 화물창의 코너부(2)에서 시큐어링 장치(3)를 사용하여 밀봉벽 및 단열층을 연결하는 경우에는 코너부에 추가적인 고정 장치(110)를 설치하여야 했던 것이다.
2차 단열층의 경우에는 선체에 견고하게 결합되므로 별도의 고정 장치가 필요하지 않지만, 1차 단열층의 경우에는 1차 밀봉벽과 2차 밀봉벽 사이에 위치하여 열 수축이 일어나는 경우에 1차 단열층을 고정시킬 수 있는 방법이 요구되었는데, 종래의 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템에 의하면, 구속력의 강도를 높이기 위하여 추가적인 고정 장치를 많이 설치하거나 고정 장치의 면적을 넓히는 방법을 사용하여야 했는데, 고정 장치를 많이 설치하는 경우에는 시공 효율이 떨어지고, 고정 장치의 면적을 넓히는 경우에는 공간이 충분하지 않다는 문제점이 있었다.
밀봉벽의 열수축에 의한 힘을 견딜 수 있고 용접이 가능하도록 하는 인바 튜브(Invar Tube)를 코너부에 설치할 수도 있는데, 인바 튜브를 설치하는 방법은 인바 튜브에 의한 열 손실이 크고 인바 튜브의 가격이 비싸다는 단점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열 수축에 의해 1차 단열층이 움직이지 않도록 고정시키는 고정 바(Retaining Bar)를 포함하는 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체 위에 설치되는 2차 단열층; 상기 2차 단열층 위에 설치되는 2차 밀봉벽; 상기 2차 밀봉벽 위에 설치되는 1차 단열층; 및 상기 1차 단열층 위에 설치되는 1차 밀봉벽;을 포함하고, 상기 2차 밀봉벽의 양 단부에는 상기 2차 밀봉벽과 수직으로 고정 바가 각각 설치되고, 상기 1차 단열층은 상기 고정 바 사이에 위치하며, 상기 1차 단열층은 상기 고정 바에 의해 고정되어 열 수축에 의하여 움직이지 않는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템이 제공된다.
상기 고정 바의 폭은 상기 1차 단열층의 두께보다 좁게 형성될 수 있다.
상기 고정 바의 길이는 상기 2차 밀봉벽의 폭과 같은 치수를 가질 수 있다.
상기 고정 바는 상기 2차 밀봉벽과 같은 재질을 포함하고 상기 2차 밀봉벽과 같은 두께를 가질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 열 수축에 의한 1차 단열층의 움직임을 방지하는 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 방법에 있어서, 2차 밀봉벽과 수직이 되고 상기 1차 단열층 쪽으로 돌출되도록 상기 2차 밀봉벽의 일측 단부에 제 1 고정 바를 설치하고, 상기 2차 밀봉벽과 수직이 되고 상기 1차 단열층 쪽으로 돌출되도록 상기 2차 밀봉벽의 타측 단부에 제 2 고정 바를 설치하고, 상기 제 1 고정 바와 상기 제 2 고정 바 사이에 상기 1차 단열층이 위치하는, 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 방법이 제공된다.
본 발명의 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템에 의하면, 코너부에 설치되는 2차 밀봉벽에 2차 밀봉벽과 수직이 되도록 설치되는 고정 바를 포함하므로, 고정 장치의 개수를 늘리거나 크기를 변경시키지 않고도 간단하게 코너부의 1차 단열층을 고정시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템에 의하면, 인바 튜브의 추가적인 설치 없이도 효율적으로 코너부의 1차 단열층을 고정시킬 수 있으므로, 열 손실 및 경제성의 측면에서도 유리한 결과를 얻을 수 있다.
도 1은 액화천연가스 화물창의 열 수축에 의한 힘 전달을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 종래의 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템의 개략도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템의 개략도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템(200)은, 단부에 고정 바(250, 260)가 설치되는 2차 밀봉벽(220)을 포함한다.
본 실시예의 2차 밀봉벽(220)은 2차 단열층(210) 위에 설치되고, 2차 밀봉벽(220) 위에는 1차 단열층(230)이 설치되며, 1차 단열층(230) 위에는 1차 밀봉벽(240)이 설치된다. 또한, 2차 밀봉벽(220) 및 1차 밀봉벽(240)은, 액화천연가스 화물창의 코너부에 설치될 수 있도록 구부러진 형상을 가진다.
도 3에서는 90도로 구부러진 형상을 도시하였으나, 본 실시예의 2차 밀봉벽(220)은 액화천연가스 화물창의 형상에 따른 코너부의 각도에 맞는 각도로 구부러질 수 있으며, 90도로 구부러지도록 한정되는 것은 아니다.
본 실시예의 2차 밀봉벽(220)은 화물창의 각 코너부에 모두 설치될 수 있으므로, 구부러진 방향이 코너부의 방향에 따라 여러가지 일 수 있으나, 이하, 도 3에 도시된 바와 같이, 바닥면과 평행한 수평부의 좌측 단부로부터 바닥면과 수직인 수직부가 연장되는 경우를 예를 들어 설명한다.
본 실시예의 2차 밀봉벽(220)의 수직부의 상단부와 수평부의 우측 단부에 각각 고정 바(250, 260)가 설치된다.
고정 바(250, 260)는 폭이 좁고 폭에 비하여 길이가 긴 형태의 얇은 판 부재인데, 고정 바(250, 260)의 폭은 1차 단열층(230)의 두께보다 좁게 형성되고, 고정 바(250, 260)의 길이는 2차 밀봉벽(220)의 폭과 같은 치수를 가지는 것이 바람직하다. 고정 바(250, 260)는, 열 수축이 일어나는 경우에 1차 단열층(230)을 고정시키는 역할을 수행할 수 있으면 족하고, 고정 바(250, 260)의 폭이나 길이가 한정되는 것은 아니다. 다만, 설치에 필요한 시간 및 재료의 절감 등을 고려하여 고정 바(250, 260)의 넓이는 최소한이 되는 것이 바람직하다.
각 고정 바(250, 260)는 2차 밀봉벽(220)과 수직이 되고 1차 단열층(230) 쪽으로 돌출되도록 설치되므로, 2차 밀봉벽(220)의 수직부의 상단부에 설치되는 고정 바(250, 이하, '제 1 고정 바'라고 한다.)는 바닥면과 평행하고, 2차 밀봉벽(220)의 수평부의 우측 단부에 설치되는 고정 바(260, 이하, '제 2 고정 바'라고 한다.)는 바닥면과 수직이 된다.
즉, 제 1 고정 바(250)의 하면은 제 1 단열층(230)의 상단면과 접하고, 제 2 고정 바(260)의 좌측면은 제 1 단열층(230)의 우측 단면과 접하므로, 제 1 단열층(230)은 제 1 고정 바(250) 및 제 2 고정 바(260) 사이에 고정되어 열 수축이 일어나도 움직이지 않게 된다.
고정 바는 2차 밀봉벽과 같은 재질로 구성될 수 있고, 2차 밀봉벽과 같은 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템(200)에 의하면, 2차 밀봉벽(220)과 수직이 되도록 설치되는 고정 바(250, 260)를 포함하므로, 간단하고 효율적으로 코너부의 1차 단열층(230)을 고정시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100, 200 : 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템
110 : 고정 장치 210 : 2차 단열층
220 : 2차 밀봉벽 230 : 1차 단열층
240 : 1차 밀봉벽 250, 260 : 고정 바

Claims (5)

  1. 선체 위에 설치되는 2차 단열층;
    상기 2차 단열층 위에 설치되며, 코너부의 형상에 대응하는 각도로 구부러진 금속 재질의 2차 밀봉벽;
    상기 2차 밀봉벽 위에 설치되는 1차 단열층; 및
    상기 1차 단열층 위에 설치되며, 코너부의 형상에 대응하는 각도로 구부러진 1차 밀봉벽;을 포함하고,
    상기 2차 밀봉벽의 양 단부에는, 상기 2차 밀봉벽과 수직하며 상기 1차 단열층 쪽으로 돌출하는 각각의 고정 바가 상기 2차 밀봉벽과 일체로 형성되며,
    상기 1차 단열층은 상기 고정 바에 의해 고정되어 열 수축에 의하여 움직이지 않는 것을 특징으로 하는, 액화 천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정 바의 폭은 상기 1차 단열층의 두께보다 좁게 형성되는, 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정 바의 길이는 상기 2차 밀봉벽의 폭과 같은 치수를 가지는, 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정 바는 상기 2차 밀봉벽과 같은 재질을 포함하고 상기 2차 밀봉벽과 같은 두께를 가지는, 액화천연가스 화물창의 코너부 고정 시스템.
  5. 삭제
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