KR101687976B1 - 선박용 수직형 저장탱크 설치수단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 바닥면과 내부 바닥면 사이에 설치된 다수의 종강력재와 횡강력재에 의해 선체를 지지하도록 형성된 이중 바닥면을 갖는 선박의 화물창에 수직형 저장탱크를 설치하는 설치수단에 있어서, 상기 설치수단은 상기 선박의 바닥면에 대하여 수직으로 배치된 상기 저장탱크의 하부 외측면을 감싸도록 설치된 스커트부재와, 상기 스커트부재의 하측에 연장되게 설치되되, 상기 선박의 내부 바닥면에 설치된 다수개의 지지부재가 포함되고, 상기 지지부재는 상기 내부 바닥면에 설치되되, 상기 종강력재나 횡강력재가 설치된 위치의 상면에 설치된 것을 특징으로 하는 선박용 수직형 저장탱크 설치수단에 관한 것이다.
이에, 본 발명은 본 발명은 선박용 수직형 저장탱크의 하부를 감싸도록 설치된 스커트부재와 화물창 바닥면에 직접 설치되는 지지부재로 분리하여 저장탱크를 설치함에 따라 수직형으로 설치된 저장탱크로 인해 발생하는 횡하중과 동적하중을 최소화할 수 있으므로 선박에 가해지는 하중을 줄여 저장탱크를 수직형으로 설치할 수 있어 선박의 용적효율이 증대되는 효과가 있다.

Description

선박용 수직형 저장탱크 설치수단 { Vertical type storage tank attachment mean for vessel }

본 발명은 저장탱크 설치수단에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박의 한정된 공간에 설치되는 저장탱크를 수직형으로 설치하여 용적효율을 증가시키되, 선박이 운행됨에 따라, 수직으로 설치된 저장탱크에 가해지는 동적하중을 저감시키는 선박용 수직형 저장탱크 설치수단에 관한 것이다.

천연가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스상태로 운반되거나 액화된 액화천연가스 상태로 LNG캐리어(특히, LNG 수송선)에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략-160℃)으로 압축 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

또한, 화석 연료의 사용이 증가됨에 따라 대량으로 배출되는 이산화탄소는 지구온난화 현상을 야기하는 온실가스(Greenhouse Gas, GHG)중 하나로 지정되어 있다.

그러므로 근자에는 배출가스에서 이산화탄소를 분리하여 해양, 지중, 지표 등의 지하장소에 주입하여 저장하는 CCS(Carbon Capture and Storange)기술과 이를 운송하는 기술이 대두되고 있다.

이에, 선박이 운송하는 화물의 종류가 다양해지고 그 운송양도 점점 증가하면서 대용량의 저장탱크를 설치한 선박이 요구되고 있다.

이러한 선박에 전술한 바와 같은 천연가스나 이산화탄소가 저장된 저장탱크를 설치할 때, 대용량의 저장탱크를 수평으로 설치하는 것이 일반적이다. 그런데, 운송해야할 화물수송량이 많아질 경우 선박이라는 제한된 공간에 수평으로 설치된 저장탱크에 많은 양의 화물을 선적할 수 없는 문제점이 있다.

이에, 화물을 적재하는 저장탱크를 수직으로 설치하는 시도가 있었으나, 저장탱크를 수직으로 설치할 경우, 선박이 이동함에 따라 저장탱크의 길이가 길어질수록 저장탱크에 가해지는 동적하중이 증가되어 안정적으로 설치될 수 없는 문제점이 있다.

또한, 이동하는 선박에 저장탱크를 수직으로 설치할 경우, 저장탱크가 설치되는 선박의 바닥면에 횡방향으로 가해지는 횡하중에 의해 선박의 피로도가 증가되는 문제점이 있다.

그리고, 저장탱크에 적재된 화물이 저온일 경우 외부에서 저장탱크에서 가해지는 열침입에 의해 저장탱크에 저장된 화물을 안정적으로 보관할 수 없는 문제점이 있다.

예를 들면, 저장탱크에 저장된 화물이 액화이산화탄소일 경우, 액화이산화탄소는 액체 상태의 이산화탄소의 밀도가 높아야 하므로 삼중점과 근접한 온도와 압력 즉, 고온 저압으로 냉각시켜 액화된다.

이산화탄소의 삼중점이 대략 -56.3℃, 5.17bar에서 형성되고, 이산화탄소는 저장탱크에 저장될 때, 이산화탄소의 삼중점 부근에 위치하는 액화이산화탄소이므로 삼중점보다 낮은 온도와 높은 압력으로써, 대략 -55~-20℃ 정도의 온도와 6~7bar 정도의 압력 조건에서 저장된다. 이때, 전술한 바와 같은 액화이산화탄소가 저장된 저장탱크가 외부온도의 영향을 받아 온도가 상승될 경우, 액화이산화탄소는 기화되어 상변화가 일어나는 문제점이 발생하는 것이다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소시키고자 도출된 것으로서, 본 발명의 선박용 수직형 저장탱크 설치수단은 화물창에 수직으로 설치되는 저장탱크의 하부를 지지하되, 저장탱크의 횡하중 및 동적하중을 최소화하도록 하는 목적을 갖는다.

또한, 본 발명은 선박의 바닥면에 가해지는 저장탱크의 횡하중과 동적하중을 지지하도록 하는 목적을 갖는다.

또한, 본 발명은 선박의 바닥면으로부터 저장탱크에 가해지는 열침입을 최소화하도록 하는 목적을 갖는다.

또한, 본 발명은 선박의 이동에 따른 저장탱크의 동적하중을 최소화하는 목적을 갖는다.

또한, 본 발명은 선박의 상부면으로부터 저장탱크에 가해지는 열침입을 최소화하도록 하는 목적을 갖는다.

상술한 바와 같이 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박용 수직형 저장탱크 설치수단은 외부 바닥면과 내부 바닥면 사이에 설치된 다수의 종강력재와 횡강력재에 의해 선체를 지지하도록 형성된 이중 바닥면을 갖는 선박의 화물창에 수직형 저장탱크를 설치하는 설치수단에 있어서, 상기 설치수단은 상기 선박의 바닥면에 대하여 수직으로 배치된 상기 저장탱크의 하부 외측면을 감싸도록 설치된 스커트부재와, 상기 스커트부재의 하측에 연장되게 설치되되, 상기 선박의 내부 바닥면에 설치된 다수개의 지지부재가 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 지지부재는 상기 내부 바닥면에 설치되되, 상기 종강력재나 횡강력재가 설치된 위치의 상면에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 스커트부재와 상기 지지부재 사이에는 절연성 물질로 형성된 절연부재가 더 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 스커트부재와 지지부재에는 상기 하부 단열재가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 설치수단에는 상기 저장탱크의 상면에 설치된 키부재와, 상기 화물창의 천정면에 설치되어 상기 상기 키부재가 삽입되는 키삽입부재가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 키삽입부재의 내부에는 상기 키부재와 접하도록 절연부재가 더 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 키부재와 키삽입부재에는 상부 단열재가 설치된 것을 특징으로 한다.

이에, 본 발명은 선박용 수직형 저장탱크의 하부를 감싸도록 설치된 스커트부재와 화물창 바닥면에 직접 설치되는 지지부재로 분리하여 저장탱크를 설치함에 따라 수직형으로 설치된 저장탱크로 인해 발생하는 횡하중을 최소화할 수 있으므로 선박에 가해지는 하중을 줄여 저장탱크를 수직형으로 설치할 수 있으므로 선박의 용적효율이 증대되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 지지부재를 선박의 바닥면을 지지하기 위해 설치된 거더나 프레임과 같이 종강력재나 횡강력재가 설치된 곳에 설치함에 따라, 수직으로 저장탱크를 설치하면서 발생하는 횡하중 뿐만 아니라 선박이 이동할 때 발생하는 동적하중이 선박에 가해지는 것을 줄이는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 선박의 스커트부재와 지지부재 사이에 절연부재를 설치함에 따라, 저장탱크에 외부 열이 침입하는 것을 방지하여 저장탱크에 저장된 수화물이 열에 의해 변형되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수직으로 설치되는 저장탱크의 하부 뿐만 아니라, 상부도 고정시킴에 따라, 저장탱크의 길이와 선박의 이동에 의해 발생하는 저장탱크의 동적하중을 최소화하여 선박에 가해지는 하중을 최소할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 저장탱크와 직접 접촉되는 키부재와 키삽입부재 사이에 절연부재 및 단열재가 더 설치됨에 따라, 저장탱크에 외부 열이 침입하는 것을 최소화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 수직형 저장탱크 설치수단에 의해 선박에 저장탱크가 수직으로 설치된 것을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 선박용 수직형 저장탱크 설치수단에 의해 저장탱크가 수직으로 설치된 화물창을 개략적으로 도시한 도면.
도 3a,3b는 본 발명에 따른 선박용 수직형 저장탱크 설치수단에 의해 설치된 저장탱크의 하부를 도시한 도면.
도 4a,4b는 본 발명에 따른 선박용 수직형 저장탱크 설치수단에 의해 설치된 저장탱크의 상부를 도시한 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 수직형 저장탱크 설치수단에 의해 선박에 저장탱크가 수직으로 설치된 것을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 선박용 수직형 저장탱크 설치수단에 의해 저장탱크가 수직으로 설치된 화물창을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3a,3b는 본 발명에 따른 선박용 수직형 저장탱크 설치수단에 의해 설치된 저장탱크의 하부를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 선박(S)에 저장탱크(T)를 수직으로 설치하는 경우, 선박(S)의 용적효율이 증대되어 많은 양의 저장탱크(T)를 설치할 수 있다. 이러한 저장탱크(T)는 선박(S)의 하부에 설치되어 해수를 인출입시키면서 선박(S)의 균형을 유지하는 워터 밸러스트(S)의 상측에 위치되는 화물창(10)의 내부에 설치된다.

상세하게 설명하면, 화물창(10)은 상부에 형성된 해치라고 하는 개구(開口)를 통해 화물을 출납하고, 항해중에는 튼튼한 강제창구판(鋼製艙口板)으로 밀폐되도록 이루어지며, 내부에 저장탱크(T)가 수직으로 설치된다.

저장탱크(T)는 수송하고자 하는 화물이 천연가스이거나 액화이산화탄소 등 온도와 압력에 민감하게 영향을 받는 경우 압력용기가 될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 선박(S)의 화물창(10)에 저장탱크(T)를 설치하되 저장탱크(T)를 화물창(10)의 바닥면에 대하여 수직으로 설치하는 경우, 저장탱크(T)의 수직 설치수단(20)으로서, 저장탱크(T)의 하부를 감싸도록 설치된 스커트 부재(21)와, 스커트 부재(21)의 하측에 설치되어 선박(S)의 바닥면에 설치된 다수개의 지지부재(23)가 포함된다.

스커트 부재(21)는 선박(S)의 바닥면에 대하여 수직으로 배치된 저장탱크(T)의 하부 외측면을 감싸도록 설치된다. 상세하게 설명하면, 스커트부재(21)는 저장탱크(T)의 외면에서 하측으로 연장되게 형성되어 저장탱크(T)에 가해지는 하중을 지지하도록 이루어진다.

지지부재(23)는 도 3a,3b에 도시된 바와 같이, 스커트 부재(21)의 하부에 연장되게 설치되어 화물창(10)의 바닥면에 고정되도록 형성된다. 이때, 지지부재(23)는 다수개가 설치되며, 화물창(10)의 바닥면에서도 그 하부에 종강력재(11)이나 횡강력재(13)가 설치된 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

상세하게 설명하면, 보통화물선에서는 배의 수미부(首尾部)를 제외하고, 선박바닥은 이중 바닥구조로 견고하게 공작되는데, 그 가운데서도 선수·선미·기관실은 특히 튼튼하게 만들어진다. 선체의 종강력재에는 용골, 중심선 거더, 사이드 거더, 선측종통재, 갑판 거더, 내저판, 끝판 종격벽(縱隔壁) 등이 있고, 횡강력재에는, 프레임, 늑골, 늑판, 보, 빔브래킷, 횡격벽 등이 있다. 이 두 강력재를 연결하는 것은 외판·갑판·선수재·선미골재·보 기둥이고, 이것들을 서로 짜맞추어 견고한 선각(船殼)을 만들고 있다.

또한, 이중 바닥구조에서 바다와 직접 접하는 외부 바닥면과 화물창(10)의 바닥면이 되는 내부 바닥면 사이에는 좌초했을 경우에 해수가 금방 선내에 침수되는 것을 막을 수 있도록 함과 동시에, 연료탱크·청수탱크·워터 밸러스트 등이 설치되어 있다.

그리고, 도면에 도시되지는 않았으나 2중 바닥의 상부는 상갑판까지 횡격벽을 적당한 간격으로 세워 화물창의 내부를 구획함으로써 선박 내부에 화재가 일어나거나, 침수된다 하여도 횡격벽에 의해 1구획 내에 그치게 할 수 있다.

이에, 지지부재(23)는 스커트 부재(21)와 연장되게 설치되지만, 그 하부가 다수개로 나누어져 이중 바닥구조에서도 화물창(10)의 바닥면이 되는 선박(S)의 내부 바닥면에 설치되되, 외부 바닥면과 내부 바닥면 사이에 설치되어 선체를 지지하는 종강력재(11)나 횡강력재(13)가 설치된 위치의 상부가 되는 내부 바닥면에 설치되어 수직으로 설치된 저장탱크(T)에 가해지는 횡하중을 지지할 수 있도록 설치된다.

한편, 스커트 부재(21)와 지지부재(23) 사이에는 절연성 물질로 형성된 절연부재(25)가 더 설치되어 저장탱크(T)와 직접 연결되는 스커트 부재(21)로 열전달이 이루어지는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.

상세하게 설명하면, 절연부재(25)는 우든블럭(Wooden block)이 될 수 있으며, 우든블럭으로 형성된 절연부재(25)는 스커트 부재(21)와 지지부재(23) 사이에 설치되어 선박(S)의 바닥면과 저장탱크(T)가 직접 접촉되는 것을 방지하여, 저장탱크(T) 외부의 열이 저장탱크(T)로 침입하는 것이 방지되도록 할 수 있다.

이에 따라, 화물창(10)이나 선박(S)에서 발생된 열이 저장탱크(T)로 전달되어 침입되는 것이 방지되므로 저장탱크(T)에 저장된 화물은 열에 민감한 화물일지라도 안전하게 적재되고 운송될 수 있다.

여기서, 스커트 부재(21)와 지지부재(23) 사이에는 도시되지는 않았으나 볼트와 너트 같이 별도의 결합수단이 구비되어 안정적으로 결합될 수 있다.

또한, 화물창(10)의 바닥면이 되는 선박(S)의 내부 바닥면에 직접 설치되는 지지부재(23)와 저장탱크(T)와 직접 연결되는 스커트 부재(21)에는 하부단열재(도시 생략)가 설치되어 선박(S)에서 발생된 열이 화물창(10)의 바닥면에서 지지부재(23) 및 스커트 부재(21)로 전달되고, 저장탱크(T)로 전달되는 것을 방지하도록 이루어진다.

이러한 단열재는 저장탱크(T)에도 사용될 수 있으며 고밀도 강화 폴리우레탄폼이 될 수 있다.

그리고, 스커트 부재(21)와 지지부재(23)에는 절연부재(25)와 접하는 부분에 다수의 지지블럭(21a,23a)이 설치된다. 지지블럭(21a,23a)은 스커트 부재(21)와 지지부재(23)가 절연부재(25)와 직각을 이루도록 설치되어 지지되는 면적을 확장하여 스커트 부재(21)이 횡하중이 절연부재(25)로 집중되는 것을 방지함은 물론, 절연부재(25)에 가해진 하중이 지지부재(23)로 전달되도록 절연부재(25)를 지지하도록 한다.

도 4a,4b는 본 발명에 따른 선박용 수직형 저장탱크 설치수단에 의해 설치된 저장탱크의 상부를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 저장탱크(T)의 설치수단에는 저장탱크(T)의 상부를 화물창(10)의 상부에 고정하도록 저장탱크(T)의 상면에 설치된 키부재(27)와 화물창(10)의 천정면에 설치된 키삽입부재(29)가 더 포함된다.

상세하게 설명하면, 키 부재(27)는 저장탱크(T)의 상면에 설치되어 저장탱크(T)의 상측으로 돌출되게 형성되고, 키삽입부재(29)는 키부재(27)가 삽입될 수 있도록 키부재(27)의 형상과 대응되게 형성된 홈이 형성된다.

이때, 키부재(27)와 키삽입부재(29)에는 스커트 부재(21)와 지지부재(23)에서와 같이 각각 저장탱크(T)의 상면과 화물창(10)의 천정면과 직각을 이루도록 지지블럭(27a,29a) 더 설치되어 지지면적을 확장하도록 이루어져 저장탱크(T)의 하중이 분산되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 키삽입부재(29)의 내부에는 키부재(27)와 접촉되도록 절연부재(28)로서 우든블럭이 더 삽입설치되어 스커트 부재(21)와 지지부재(23)와 같이, 키부재(27)와 화물창(10)의 천정면이 직접 접촉되는 것을 방지하여 화물창(10)의 열이 저장탱크(T)로 전달되는 것이 방지되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 키부재(27)와 키삽입부재(29)에도 전술한 하부 단열재와 같은 상부 단열재(도시 생략)가 더 설치되어 전술한 바와 같이 외부의 열 즉, 화물창(10)의 상부열이 저장탱크(T)로 전달되는 것이 방지되도록 한다.

이에 따라, 저장탱크(T)는 키부재(27)가 키삽입부재(29)에 삽입되어 그 상부가 화물창(10)의 천정면에 고정됨에 따라, 수직으로 설치된 저장탱크(T)의 횡하중을 줄여줄 뿐만 아니라, 선박(S)이 운행되면서 저장탱크(T)에 가해지는 동적하중도 줄여줄 수 있는 효과가 있다.

S : 선박 T : 저장탱크
10 : 화물창 11 : 종강력재
13 : 횡강력재 20 : 설치수단
21 : 스커트부재 23 : 지지부재
25 : 절연부재 27 : 키부재
29 : 키삽입부재

Claims (7)

1. 외부 바닥면과 내부 바닥면 사이에 설치된 다수의 종강력재와 횡강력재에 의해 선체를 지지하도록 형성된 이중 바닥면을 갖는 선박의 화물창에 수직형 저장탱크를 설치하는 설치수단에 있어서,
   상기 설치수단은 상기 선박의 바닥면에 대하여 수직으로 배치된 상기 저장탱크의 하부 외측면을 감싸도록 설치된 스커트부재;
   상기 스커트부재의 하측에 연장되게 설치되되, 상기 선박의 내부 바닥면에 설치된 다수개의 지지부재;
   상기 스커트부재와 상기 지지부재 사이에 배치되며, 절연성 물질로 형성된 절연부재;
   상기 스커트부재와 상기 지지부재 사이에 배치된 하부 단열재;
   상기 저장탱크의 상면에 설치된 키부재;
   상기 화물창의 천정면에 설치되어 상기 키부재가 삽입되는 키삽입부재;
   상기 키삽입부재와 상기 키부재의 사이에 배치된 절연부재; 및
   상기 키부재와 상기 키삽입부재의 사이에 배치된 상부 단열재;를 포함하며,
   상기 절연부재는 우든 블럭을 포함하고,
   상기 상부 단열재 및 상기 하부 단열재는 고밀도 강화 폴리우레탄을 포함하며,
   상기 스커트부재는 상기 저장탱크의 외주면으로부터 상기 저장탱크의 반경 방향으로 연장되며,
   상기 지지부재는 상기 저장탱크의 외주면으로부터 상기 저장탱크의 반경 방향으로 이격되어 상기 스커트부재와 결합되는 선박용 수직형 저장탱크 설치수단.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 지지부재는 상기 내부 바닥면에 설치되되, 상기 종강력재나 횡강력재가 설치된 위치의 상면에 설치된 것을 특징으로 하는 선박용 수직형 저장탱크 설치수단.
   
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