KR101690929B1 - 액체 화물 저장장치 - Google Patents

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Abstract

액체 화물 저장장치 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 액체 화물 저장장치는 상하방향으로 배치되는 다수의 저장공간들이 마련된 탱크; 상기 저장공간들 중 최상측에 위치하는 저장공간에 액체 화물을 공급하기 위한 공급라인; 상기 저장공간들 중 이웃하는 저장공간들 사이를 연결하는 통로부; 및 상기 통로부를 개폐하는 개폐수단을 포함한다.

Description

액체 화물 저장장치{Apparatus and method for storing liquid cargo}
본 발명은 액체 화물 저장장치에 관한 것이다.
엘앤지(LNG)를 생산, 저장하는 설비인 에프엘앤지(FLNG)와 엘앤지를 운반하는 엘앤지 캐리어(LNG CARRIER)는 엘앤지 저장탱크를 포함한다.
통상적으로 에프엘앤지에 저장된 엘앤지를 엘앤지 운반선으로 적재하는 과정에서 에프엘앤지 또는 엘앤지 캐리어의 측면에 설치된 로딩 암(loading arm)이 사용된다.
이와 같은 로딩 암을 사용하여 엘앤지를 적재하는 과정에서 에프엘앤지와 엘앤지 운반선 상호 간의 상대 운동이 일정 수준 이하로 유지되어야 한다. 만약 상대 운동이 일정 수준 이상이 되면, 로딩 암의 구조적 안정성을 보장할 수 없어 적재 작업이 중단된다. 따라서 엘앤지 적재 과정에서 선박 상호 간의 상대 운동이 일정 수준으로 유지되는 것이 중요하다.
본 발명의 실시예는, 액체 화물의 안정적인 적재가 수행되도록 구성된 액체 화물 저장장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상하방향으로 배치되는 다수의 저장공간들이 마련된 탱크; 상기 저장공간들 중 최상측에 위치하는 저장공간에 액체 화물을 공급하기 위한 공급라인; 상기 저장공간들 중 이웃하는 저장공간들 사이를 연결하는 통로부; 및 상기 통로부를 개폐하는 개폐수단을 포함하는, 액체 화물 저장장치가 제공될 수 있다.
상기 저장공간들은, 최상측에 위치하는 저장공간에서 최하측에 위치하는 저장공간 방향으로 순차적으로 채워질 수 있다.
상기 저장공간들은, 1차적으로 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워질 수 있다.
상기 적재율은 70% 이상 100% 미만의 범위를 가질 수 있다.
상기 저장공간들은, 2차적으로 100% 적재율을 갖도록 모두 채워질 수 있다.
상기 저장공간들 내부로 공급된 액체 화물의 양을 측정하는 센서; 및 상기 센서에서 측정된 측정값을 기초로 상기 저장공간들에 대한 액체 화물의 공급을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 탱크를 상하방향으로 배치되는 다수의 저장공간들로 구획하고, 최상측에 위치하는 저장공간에서 최하측에 위치하는 저장공간 방향으로 순차적으로 채움으로써, 선박의 동요가 상대적으로 작아지고, 안정적인 액체 화물의 하역이 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장장치를 나타낸 도면이고,
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장장치에 액체 화물이 적재되어 저장되는 과정을 설명하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장장치를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 액체 화물 저장장치(100)는 탱크(110)와 공급라인(130)과 통로부(150)와 개폐수단(160)을 포함한다. 액체 화물 저장장치(100)는, 일례로 액체 화물을 운반하기 위한 선박(10)에 제공 또는 탑재된다. 액체 화물 저장장치(100)는 외부에서 액체 화물을 공급받아 저장한다.
예컨대 액체 화물은 엘앤지(LNG), 원유(crude oil), 엘피지(LPG) 등을 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
탱크(110)는 액체 화물을 저장한다. 탱크(110)에는 상하방향으로 배치되는 저장공간들(121, 122, 123, 124)이 마련된다. 저장공간들(121, 122, 123, 124)은 독립적으로 액체 화물을 저장한다.
탱크(110)는 선체(11) 내부에 배치된다. 이때, 탱크(110)는 도 1과 같이 멤브레인(Membrane) 타입을 가질 수 있다. 또는 도시되지 않았으나 탱크는 모스(Moss) 타입을 가질 수 있고, 이외에도 다양한 형태를 가질 수 있다.
저장공간들(121, 122, 123, 124)은 탱크(110)를 수평방향으로 가로지르는 수평 격벽(126, 127, 128)에 의해 구획될 수 있다. 이러한 수평 격벽(126, 127, 128)은 저장공간들(121, 122, 123, 124)을 구획하는 기능 외에 탱크(110)의 구조적 안정성을 향상시킨다.
공급라인(130)은 저장공간들(121, 122, 123, 124) 중 최상측에 위치하는 저장공간(121)에 액체 화물을 공급한다.
저장공간들(121, 122, 123, 124) 중 이웃하는 저장공간들(121, 122, 123, 124) 사이는 통로부(150)에 의해 연결된다.
일례로 통로부(150)는 도 1과 같이 저장공간들(121, 122, 123, 124)을 구획하는 수평 격벽(126, 127, 128)에 형성된 관통홀(151, 152, 153)을 포함할 수 있다. 또는 통로부(150)는 도시되지 않았으나 수평 격벽(126, 127, 128)을 가로질러 이웃하는 저장공간들(121, 122, 123, 124) 사이를 연결하는 파이프(미도시)를 포함할 수 있다.
통로부(150)는 개폐수단(160)에 의해 개폐된다. 일례로, 개폐수단(160)은 도 1에 도시된 바와 같이 관통홀(151, 152, 153)에 배치된 밸브(161, 162, 163)를 포함할 수 있다. 대안적으로 개폐수단(160)은 도시되지 않았으나 관통홀(151, 152, 153)에 배치된 도어(미도시)를 포함할 수 있으며 이에 국한되지 않는다.
본 실시예에 따르면, 저장공간들(121, 122, 123, 124)은 최상측에 위치하는 저장공간(121)에서 최하측에 위치하는 저장공간(124) 방향으로 순차적으로 채워진다.
이 경우, 액체 화물을 탱크(110)로 적재하는 과정에서 선박(10)의 무게중심이 상대적으로 높게 위치할 수 있다. 선박(10)의 무게중심이 높게 위치하면 선박(10)의 메타센터와 무게중심 간의 거리가 가까워져 선박(10)의 동요주기가 길어지기 때문에 선박(10)의 동요가 상대적으로 작아진다.
선박(10)의 동요가 작아지면 액체 화물 저장장치(100)가 탑재된 선박(10)과 액체 화물 저장장치(100)로 액체 화물을 공급하는 선박과의 상대 운동이 작아져 안정적인 하역이 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 저장공간들(121, 122, 123, 124)은 1차적으로 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워진다. 여기서 적재율이란 저장공간의 총용적에 대한 저장되는 액체 화물의 용적의 비를 의미한다.
본 실시에에서 적재율은 70% 이상 100% 미만의 범위를 가질 수 있다.
만약, 적재율이 70% 미만인 경우 액체 화물의 슬로싱 현상이 현저하게 나타나 저장공간의 내벽이 손상될 가능성이 크다.
그리고 적재율이 100% 미만으로 저장공간이 부분적으로 채워지는 경우 저장공간 내 액체 화물의 자유표면이 존재한다. 자유표면이 출렁이는 과정에서 자유표면의 면적 관성 모멘트가 발생하여 선박(10)의 무게 중심을 높인다. 선박(10)의 무게 중심이 높아지면 액체 화물을 공급하는 선박(10)과의 상대 운동이 작아져 안정적인 하역이 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 액체 화물 저장장치(100)는 센서(170) 및 제어부(180)를 더 포함할 수 있다.
센서(170)는 저장공간(121, 122, 123, 124) 내부로 공급된 액체 화물의 양을 측정한다.
센서(170)는 도 1에 도시된 바와 같이 저장공간(121, 122, 123, 124) 내에 채워진 액체 화물의 수준을 측정하는 수준 센서(171, 172, 173, 174)를 포함할 수 있다. 저장공간(121, 122, 123, 124) 내에 채워진 액체 화물의 수준을 알면 저장공간(171, 172, 173, 174)에 공급된 액체 화물의 양을 알 수 있다.
또는 센서(170)는 도시되지 않았으나 수평 격벽(126, 127, 128)에 형성된 관통홀(126, 127, 128)에서 유입되는 액체 화물의 유량을 측정하는 유량 센서(미도시)일 수 있다.
센서(170)에서 측정된 측정값은 제어부(180)로 보내진다. 제어부(180)는 센서의 측정값을 기초로 저장공간들(121, 122, 123, 124)에 대한 액체 화물의 공급을 제어한다.
예컨대 제어부(180)는 최상측에 위치하는 저장공간이 채워지면, 최상측에 위치하는 저장공간에 대한 액체 화물의 공급을 중단하고, 바로 아래의 저장공간에 액체 화물을 공급한다. 이와 같은 방식으로 제어부(180)는 저장공간들(121, 122, 123, 124)을 순차적으로 채워나간다.
위 과정에서 제어부(180)는, 저장공간(121, 122, 123, 124)이 소정의 적재율로 부분적으로 채워지도록 액체 화물의 공급을 제어할 수 있다.
제어부(170)는 수평 격벽(126, 127, 128)에 형성된 관통홀(151, 152, 153)에 배치된 밸브(161, 162, 163)를 제어하는 방식으로 저장탱크(121, 122, 123, 124)에 대한 액체 화물의 공급을 제어할 수 있다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장장치에 액체 화물이 적재되어 저장되는 과정을 설명하는 도면이다. 참고로 도 2 내지 도 5는 편의상 도 1에 도시된 센서(150)서 및 제어부(170)에 대한 내용을 생략하여 도시하였다.
이하 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장장치에 액체 화물이 적재되어 저장되는 과정을 설명한다.
먼저 도 2를 참조하면, 공급라인(130)을 통해 최상측에 위치하는 저장공간(121)에 액체 화물이 공급된다. 이때, 저장공간(121)은 액체 화물에 대해 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워진다. 여기서 적재율은 70% 이상 100 % 미만의 범위를 가진다.
저장공간(121)이 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워지면, 도 3과 같이 최상측에 위치하는 저장공간(121)의 바로 아래에 위치하는 저장공간(122)으로 액체 화물이 공급된다.
이때, 저장공간(121)의 저면을 구성하는 수평 격벽(121)에 배치되는 밸브(161)가 개방된다. 밸브(161)가 개방되면 수평 격벽(121)에 형성된 관통홀(151)을 통해 저장공간(121)에 저장된 액체 화물이 아래 저장공간(121)으로 공급된다.
이때, 공급라인(130)을 통해 저장공간(121)으로 공급되는 액체 화물의 양과 관통홀(151)을 통해 저장공간(121)에서 아래 저장공간(122)으로 공급되는 액체 화물의 양이 동일하도록 밸브(161)가 작동한다.
이후, 도 4와 같이 아래에 위치하는 저장공간들(123, 124)이 순차적으로 채워진다. 이때, 저장공간들(123, 124)은 각각 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워진다.
위와 같이 저장공간들(121, 122, 123, 124)이 최상측에 위치하는 것부터 아래로 순차적으로 채워지는 경우, 액체 화물을 적재하는 과정에서 선박(10)의 무게중심이 상대적으로 높게 형성된다.
선박(10)의 무게중심이 상대적으로 높게 형성되면, 선박(10)의 동요가 저감되고, 액체 화물을 공급하는 선박(10)과의 상대 운동이 저감되어 액체 화물의 안정적인 적재가 가능하다.
또한, 1차적으로 저장공간들(121, 122, 123, 124)이 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워지는 경우, 액체 화물의 슬로싱에 의해 저장공간들(121, 122, 123, 124)의 내벽이 손상되는 것이 방지된다.
그리고 액체 화물의 자유표면의 면적 관성 모멘트가 발생하여 선박(10)의 무게 중심을 높여 선박(10)의 무게중심을 높인다. 따라서 선박(10)의 동요가 저감되고, 액체 화물을 공급하는 선박(10)과의 상대 운동이 저감되어 액체 화물의 안정적인 하역이 이루어질 수 있다.
이후, 도 5를 참조하면, 최상측에 위치하는 저장공간(121)은 2차적으로 100% 적재율을 갖도록 모두 채워질 수 있다. 이후, 아래에 위치하는 저장공간들(122, 123, 124)도 100% 적재율을 갖도록 모두 채워질 수 있다. 이때, 저장공간들(121, 122, 123, 124)이 2차적으로 채워지는 과정도 최상측에 위치하는 저장공간(121)에서 최하측에 위치하는 저장공간(124) 방향으로 순차적으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 2차적으로 저장공간들(121, 122, 123, 124)이 모두 채워지면 액체 화물의 하역 작업이 종료될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10 : 선박
11 : 선체
100 : 액체 화물 저장장치
110 : 탱크
121, 122, 123, 124 : 내부공간
126, 127, 128 : 수평 격벽
130 : 공급 라인
150 : 통로로
151, 152, 153 : 관통홀
160 : 개폐수단
161, 162, 163 : 밸브
170 : 센서
180 : 제어부

Claims (5)

  1. 상하방향으로 배치되는 다수의 저장공간들이 마련된 탱크;
    상기 저장공간들 중 최상측에 위치하는 저장공간에 액체 화물을 공급하기 위한 공급라인;
    상기 저장공간들 중 이웃하는 저장공간들 사이를 연결하는 통로부; 및
    상기 통로부를 개폐하는 개폐수단을 포함하고,
    상기 저장공간들은,
    1차적으로 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워지되,
    상기 적재율은 70% 이상 100% 미만의 범위를 가지는, 액체 화물 저장장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저장공간들은,
    2차적으로 100% 적재율을 갖도록 모두 채워지는, 액체 화물 저장장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저장공간들 내부로 공급된 액체 화물의 양을 측정하는 센서; 및
    상기 센서에서 측정된 측정값을 기초로 상기 저장공간들에 대한 액체 화물의 공급을 제어하는 제어부를 포함하는, 액체 화물 저장장치.
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