KR101755551B1 - 함몰형 가스 저장용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내부에 액화가스가 저장되는 탱크로서, 상기 탱크를 횡단면에서 바라볼 때 네 변 각각의 중앙이 내측으로 함몰된 함몰부가 형성되고 각 모서리 부분이 외측으로 볼록한 곡선으로 형성되는 폐곡선 형상으로 이루어지며, 종단면에서 바라볼때 길이방향 양단의 중앙이 내측으로 함몰된 함몰점이 형성되는 형상으로 이루어지는 외벽과, 상기 외벽의 함몰된 4개의 함몰부의 연장방향을 따라 각각 연장되며 양단이 상기 함몰점까지 이르는 4개의 종방향 보강재와, 상기 외벽의 내측면에 상기 외벽의 길이방향에 대하여 가로지르는 방향으로 설치되고, 이웃하는 종방향 보강재사이에 배치되어 상기 종방향 보강재와 연결되는 웹 프레임을 포함하며, 상기 선박의 내부 용기부를 횡단면에서 바라볼 때, 상기 종방향 보강재를 사이에 두고 외벽이 각각 배치되되, 상기 종방향 보강재는 상기 함몰부에서 상기 외벽으로부터 외측으로 돌출되고, 상기 종방향 보강재를 사이에 두고 서로 이웃하는 각각의 외벽은 상기 종방향 보강재와 이루는 각도를 이용하여 상호 필렛 용접을 통해 고정되며, 상기 종방향 보강재의 내측 단부에는 T자형 단면의 플랜지가 형성되고, 상기 웹 프레임의 내측 단부도 T자형 단면의 플랜지가 형성되되, 상기 웹 프레임의 플랜지로부터 연장되어 상기 종방향 보강재의 플랜지에 부착되는 보강 브라켓이 구비되는 내부 용기부; 및 상기 내부 용기부를 내부에 수용기 위한 탱크로서, 슬로싱 현상의 영향을 감소시키는 동시에 상부 구조물의 하중을 지지할 수 있도록 상기 탱크의 내부 공간을 종방향으로 분할하는 종방향 코퍼 댐과 횡방향으로 분할하는 횡방향 코퍼댐을 포함하며, 상기 종방향 코퍼 댐의 상단 및 하단 중 적어도 한쪽에는 챔퍼가 형성되지 않으며, 2열로 배치된 상기 탱크 사이에서 LNG의 이동이 가능하도록 상기 종방향 코퍼 댐의 하부에 관통 형성되는 하부 유체 통로를 포함하고, 상기 하부 유체 통로는 상기 탱크의 외부로부터의 열전달을 방지할 수 있도록 단열박스에 의해 단열되되 상기 챔퍼가 형성되지 않은 상기 종방향 코퍼 댐의 하단에 마련되는 외부 용기부를 포함하는 함몰형 가스 저장용기를 제공한다.
따라서, 예기치 않은 외부의 충격에 대해서 안정성을 담보하는 동시에, 한도 이상의 충격으로 가스가 유출되는 경우에도, 별도의 조치를 최소화하거나 생략할 수 있다.

Description

함몰형 가스 저장용기 {Subside Type Container For Storing Liquefied Gas}

본 발명은, 함몰형 가스 저장용기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부의 충격에 효과적으로 대비할 수 있으며, 가스 누출 시에도 효과적인 대응이 가능한 함몰형 가스 저장용기에 관한 것이다.

LNG 가스를 이송 저장 저장수단은 크게 분류하여 MEMBRANE방식과 독립 TANK방식의 MOSS형 두 TYPE으로 나눌수 있다. 이들 방식중 MEMBRANE방식에는 GAZ TRANSPORT방식과 TECHNIGAZ방식이, 독립 TANK방식에는 구형 TANK방식이 신뢰성 있는 화물격납장치로서 확립되어 현재 해상운송을 위한 LNG선에 채용되고 있다.

이들 방식은 기능별로 장단점을 가지고 있어 모두 널리 사용되고 있다. 그러나, 이러한 양자 모두 회두성능, 방열기능, 하중 등에 관한 부분에서의 차이점이 존재할 뿐 근본적으로 외부의 충격에 대해서는 상대적으로 안정성이 확보되지 못하고 있는 문제점이 있다.

LNG(액화천연가스) 공기보다 가벼운 성질을 가지고 있어 저장수단에 충격이 가해질 경우, 공중으로 빠르게 확산되어, 이에 대한 추후 조치를 취하기에는 그 시간이 매우 촉박하며, 결국 경제적 손해가 막대하게 되는 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-1481159호

본 발명은, 함몰형 구조를 통해 외부의 충격에 효과적으로 대비할 수 있으며, 가스 누출 시에도 효과적인 대응이 가능한 함몰형 가스 저장용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 내부에 액화가스가 저장되는 탱크로서, 상기 탱크를 횡단면에서 바라볼 때 네 변 각각의 중앙이 내측으로 함몰된 함몰부가 형성되고 각 모서리 부분이 외측으로 볼록한 곡선으로 형성되는 폐곡선 형상으로 이루어지며, 종단면에서 바라볼때 길이방향 양단의 중앙이 내측으로 함몰된 함몰점이 형성되는 형상으로 이루어지는 외벽과, 상기 외벽의 함몰된 4개의 함몰부의 연장방향을 따라 각각 연장되며 양단이 상기 함몰점까지 이르는 4개의 종방향 보강재와, 상기 외벽의 내측면에 상기 외벽의 길이방향에 대하여 가로지르는 방향으로 설치되고, 이웃하는 종방향 보강재사이에 배치되어 상기 종방향 보강재와 연결되는 웹 프레임을 포함하며, 상기 선박의 내부 용기부를 횡단면에서 바라볼 때, 상기 종방향 보강재를 사이에 두고 외벽이 각각 배치되되, 상기 종방향 보강재는 상기 함몰부에서 상기 외벽으로부터 외측으로 돌출되고, 상기 종방향 보강재를 사이에 두고 서로 이웃하는 각각의 외벽은 상기 종방향 보강재와 이루는 각도를 이용하여 상호 필렛 용접을 통해 고정되며, 상기 종방향 보강재의 내측 단부에는 T자형 단면의 플랜지가 형성되고, 상기 웹 프레임의 내측 단부도 T자형 단면의 플랜지가 형성되되, 상기 웹 프레임의 플랜지로부터 연장되어 상기 종방향 보강재의 플랜지에 부착되는 보강 브라켓이 구비되는 내부 용기부; 및 상기 내부 용기부를 내부에 수용기 위한 탱크로서, 슬로싱 현상의 영향을 감소시키는 동시에 상부 구조물의 하중을 지지할 수 있도록 상기 탱크의 내부 공간을 종방향으로 분할하는 종방향 코퍼 댐과 횡방향으로 분할하는 횡방향 코퍼댐을 포함하며, 상기 종방향 코퍼 댐의 상단 및 하단 중 적어도 한쪽에는 챔퍼가 형성되지 않으며, 2열로 배치된 상기 탱크 사이에서 LNG의 이동이 가능하도록 상기 종방향 코퍼 댐의 하부에 관통 형성되는 하부 유체 통로를 포함하고, 상기 하부 유체 통로는 상기 탱크의 외부로부터의 열전달을 방지할 수 있도록 단열박스에 의해 단열되되 상기 챔퍼가 형성되지 않은 상기 종방향 코퍼 댐의 하단에 마련되는 외부 용기부를 포함하는 함몰형 가스 저장용기를 제공한다.

본 발명에 따른 함몰형 가스 저장용기에 의하면, 예기치 않은 외부의 충격에 대해서 안정성을 담보하는 동시에, 한도 이상의 충격으로 가스가 유출되는 경우에도, 별도의 조치를 최소화하거나 생략할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 함몰형 가스저장용기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 가스저장용기를 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 8은 도 1에 따른 구성들 중 내부 용기부를 도시한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스저장용기를 도시한 단면도이다.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스저장용기에 설치하기 위한 부유모듈을 도시한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스저장용기를 도시한 도면이다.
도 12 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스저장용기를 도시한 도면이다.
도 13은 도 12에 따른 구성들 중 일부를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시F예에 따른 함몰형 가스저장용기는 내부 용기부와 외부 용기부를 포함한다. 먼저, 도면을 참조하여, 상기 외부 용기부를 설명한다.

도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 함몰형 가스저장용기는 내부 용기부와 외부 용기부를 포함한다. 상기 외부 용기부(230)는, 수용된 LNG의 슬로싱 현상으로 인한 영향을 감소시키는 동시에 상부 구조물의 하중을 지지하기 위해서 부유식 해상 구조물의 내부 공간을 종방향을 따라 구분하도록 설치되는 종방향 코퍼 댐(235)을 포함한다. 본 발명에 있어서 코퍼 댐은 내부에 공간부(void space)가 마련되는 격자 형태의 구조물로서, 부유식 해상 구조물의 내부 공간을 종횡으로 구획하여 각각의 구획에 멤브레인형 저장탱크를 설치할 수 있도록 하는 구조물이다.

코퍼 댐은 종방향 코퍼 댐(235)과 횡방향 코퍼 댐으로 크게 나눠질 수 있다. 횡방향 코퍼 댐은 부유식 해상 구조물의 선체 내부 공간을 가로로 구획하여 길이방향을 따라 멤브레인형 외부 용기부가 배치될 수 있도록 하는 구조물이고, 종방향 코퍼 댐(235)은 부유식 해상 구조물의 선체 내부 공간을 세로로 구획하여 폭방향을 따라 멤브레인형 외부 용기부가 배치될 수 있도록 하는 구조물이다. 횡방향 코퍼 댐은 외부 용기부의 전방 벽부와 후방 벽부를 형성할 수 있고, 종방향 코퍼 댐(235)은 외부 용기부의 좌측 혹은 우측 벽부를 형성할 수 있다.

본 발명은 멤브레인형 저장탱크에 의해 2열 배치 구조를 형성함에 있어서, 부유식 해상구조물의 선체 내부에 종방향으로 연장되는 종방향 코퍼 댐(235)과 횡방향으로 연장되는 횡방향 코퍼 댐을 설치하여, 실질적으로 부유식 해상구조물의 폭방향으로 2개의 외부 용기부들이 길이방향을 따라 2열로 배치되는 구조를 제안한다. 2열로 배치된 저장탱크들의 사이에는 종방향 코퍼 댐(235), 즉 공간부(2void space)가 형성되며, 이 공간부를 사이에 두고 양쪽에 2열로 배치되도록 형성되는 저장탱크는 각각 멤브레인 구조에 의해 완벽하게 밀봉된 별도의 저장공간을 확보할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 부유식 해상구조물의 횡방향으로 볼 때, 멤브레인형 저장탱크, 코퍼 댐, 그리고 또 다른 멤브레인형 저장탱크가 연달아 배치되는 구조가 이루어짐으로써, 기존의 멤브레인형 저장탱크의 검증된 제조 기술(횡방향 코퍼 댐)을 적용하여 2열 배치 구조를 형성할 수 있고, 중간의 종방향 코퍼 댐(235)은 상부 구조물의 하중을 지지하는 역할을 동시에 수행하게 된다.

본 발명은 멤브레인형 저장탱크뿐만 아니라 SPB 타입 저장탱크에도 적용될 수 있다. 본 발명이 SPB 타입 저장탱크에 적용될 경우에는, SPB 타입 저장탱크의 내부에 단순히 격벽을 설치하는 대신에, 도 3에 도시된 바와 같이 SPB 타입 저장탱크의 내부에 코퍼 댐을 설치하도록 구성할 수 있다. 저장탱크(230)를 2열로 배치함으로써 저장탱크에 가해지는 슬로싱에 의한 충격력은 급격히 감소될 수 있다.

LNG FPSO 등의 해상구조물은 상부 구조물의 무게가 증가하기 때문에 이러한 무거운 하중을 견딜 수 있는 저장탱크가 요구되는데, 본 발명과 같은 2열 배치 구조의 저장탱크(230)의 경우 얇은 격벽으로 단순히 탱크를 반으로 나누는 것이 아니고 종방향 코퍼 댐(235)을 멤브레인형 저장탱크들(230)의 사이에 설치함으로써 코퍼 댐(235)이 상부하중을 지지 및 분산하는 역할을 수행할 수 있다.

이렇게 중앙부에 코퍼 댐(235)을 설치해서 상부하중을 지지하는 설계는 기존의 멤브레인형 탱크나, 모스타입 탱크, SPB 타입 탱크 등에서도 적용하지 못한 개념이다. 상술한 바와 같이 SPB의 경우 중앙 격벽이 존재하는 경우가 있지만, 이 중앙 격벽이 상부하중을 지지하기 위해서는 격벽이 상당히 두꺼워져야 하며, 이 경우에 가격이 급격히 증가하기 때문에 중앙 격벽을 상부 구조물의 무게를 지지하는데 사용하는 것은 비현실적이다.

본 발명에 따르면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 코퍼 댐(235) 측의 하부에 챔퍼를 형성하지 않는다. 상술한 바와 같은 수치해석결과에 따라 코퍼 댐(235) 측의 하부에 챔퍼를 형성하지 않더라도, 2열 배치 구조를 가지는 저장탱크(230)는 슬로싱 충격력을 지지하는 것이 가능하다.

이와 같이 본 발명에서는 코퍼 댐(235)을 사이에 두고 멤브레인형 저장탱크(230)를 2열로 배치하면서 종방향 코퍼댐(235)에 인접한 모서리는 종래의 멤브레인형 저장탱크와는 달리 대략 직각으로 형성함으로써 저장용량을 증대시킬 수 있다. 이는 멤브레인형 저장탱크가 부분적재 및 상부 구조물을 지지하는 부유식 해상구조물을 제작하기에 적합하지 않다는 기존의 개념을 깨뜨리고 멤브레인형 저장탱크의 시장진입을 가능하게 하는 중요한 개념의 변화이다.

도 6에는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 외부 용기부(230)의 내부구조를 설명하기 위하여 일부를 절단해 낸 사시도가 도시되어 있다. 제2 실시형태의 외부 용기부(230)는 제1 실시형태의 외부 용기부(230)에 비해 코퍼 댐(235)의 하부에 유체 통로(238)가 형성되어 있다는 점만이 상이하다. 즉, 제2 실시형태의 외부 용기부(230)는, 부유식 해상구조물의 횡방향 단면을 기준으로 내측방향 상단, 즉 코퍼 댐(235)의 상단과 외측방향 상단에는 상부 챔퍼(231)가 각각 형성되고, 내측방향 하단, 즉 코퍼 댐(235)의 하단을 제외한 외측방향 하단에는 하부 챔퍼(232)가 형성된다.

제2 실시형태에 따르면, 코퍼 댐(235)의 하부에는 하나 이상의 하부 유체 통로(238)가 관통 형성된다. 이 하부유체 통로(238)는 2열 배치된 외부 용기부(230) 사이를 서로 연통시켜 LNG가 이동할 수 있도록 하기 위한 것이다.

외부 용기부(230) 내에 저장된 LNG를 외부로 배출할 수 있는 펌프(도시생략), 배관(도시생략) 및 펌프 타워(도시생략)와 같은 설비가 외부 용기부(230) 내에 하나만 설치되더라도, 외부 용기부(230) 내의 모든 LNG를 배출시킬수 있다. 이를 위해, 하부 유체 통로(238)는 코퍼 댐(235)의 최하단 부분에, 즉 외부 용기부(230)의 바닥에 인접하도록 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 코퍼 댐(235)에 하부 유체 통로(238)를 형성함에 있어서, 본 발명에 따르면 코퍼 댐(235)의 하단에 챔퍼가 형성되지 않은 채 저장탱크의 바닥면과 대략 직각을 이루고 있기 때문에, 다음과 같은 이유로 인하여 챔퍼가 형성되는 경우에 비해 하부 유체 통로(238)를 형성하기 유리하다.

본 발명에서 제안된 바와 같이 코퍼 댐(235)의 하단 부분에 챔퍼가 형성되지 않고 저장탱크의 바닥과의 연결부위가 대략 직각인 형태를 가지도록 코퍼 댐(235)을 형성할 경우, 챔퍼가 형성된 경우에 비해 상대적으로 그 형상이 단순하고 경사면이 존재하지 않기 때문에 기존에 사용하던 단열박스의 제조방법이나 작업도구 및 기술을 그대로 활용할 수 있어 생산성이 향상될 수 있게 된다. 한편, 도시하지는 않았지만, 펌프 및 배관은 하부 유체 통로(238)의 상부에 배치되는 것이 바람직하다. 하부 유체 통로(238)의 설치 개수나 형태는 본 발명을 한정하지 않으며, 외부 용기부(230)의 크기 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다.

또한, 하부 유체 통로(238)는 외부 용기부(230)의 외부로부터의 열전달을 방지할 수 있도록 단열되는 것이 바람직하며, 단열 방법으로는 멤브레인형(membrane type) 저장탱크나 독립형(2independent type) 저장탱크에 적용되고 있는 어떠한 단열 기술이 활용되어도 좋다. 하부 유체 통로(238) 이외에도, 코퍼 댐(235)의 상단에는 LNG의 수송중 자연적으로 발생하는 증발가스(Boil-OffGas, BOG)가 이동할 수 있도록 하기 위한 상부 유체 통로가 형성될 수 있다. 즉, 부유식 해상구조물의 내부 공간이 분할되도록, 슬로싱 현상을 억제하고 상부 구조물의 하중을 지지하기 위한 종방향 코퍼 댐이 설치되어 멤브레인형 외부 용기부(230)가 2열 배치되는 경우에도, 적재된 LNG(2또는 BOG)를 외부로 배출시키기 위한 펌프, 배관, 펌프 타워 및 가스 돔등의 설비를 2열 배치된 2개의 외부 용기부(230) 당 하나씩 설치하는 것만으로도 외부 용기부(230)를 원활하게 운영할 수 있게 된다. 그에 따라 외부 용기부(230)의 제조원가를 절감하고 운영 및 관리가 용이하게 될 수 있다.

이하에서는 상기 내부 용기부에 대해서 설명하기로 한다. 도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 내부 용기부는 외형을 이루는 외벽(1100), 내부 용기부(1T) 내부에 구성되어 외벽(1100)의 변형을 방지하기 위한 종방향 보강재(1200) 및, 웹 프레임(1web frame,400) 등을 포함하여 구성된다.

상기 내부 용기부를 횡단면에서 바라볼 때, 상기 외벽(1100)은 네변 각각의 중앙이 내측으로 함몰된 함몰부(1120)가 형성되고 각 모서리 부분이 외측으로 볼록한 곡선으로 형성되는 폐곡선 형상으로 이루어진다. 상기 내부 용기부를 종단면에서 바라볼 때, 길이방향 양단의 중앙이 내측으로 함몰된 함몰점(1130)이 형성되는 형상으로 이루어진다. 외부로부터의 열전달을 방지하기 위하여 상기 외벽(1100)에 단열재(1미도시)가 둘러싸여 있다. 이와 같은 형상은, 화물창과 내부 용기부(1T) 사이의 공간을 최소화시켜 화물을 실을 수 있는 적재 용량을 증대시킬 수 있게 된다.

상기 4개의 종방향 보강재(1200)는 상기 외벽(1100)의 함몰된 4개의 함몰부(1120)의 연장방향을 따라 각각 연장되며 양단이 상기 함몰점(1130)까지 이른다. 상기 종방향 보강재(1200)는 외벽(1100)의 내부에 길이방향을 따라 연장되며 상하좌우로 각각 이격 설치되는 단판으로 이루어진 거더(1girder)이다. 이와 같이 구성되는 상기 종방향 보강재(1200)는 내부 용기부(1T)의 강도에 기여하는 강도부재의 역할을 담당하게 된다. 상기 종방향 보강재(1200)는 내부 용기부(1T)의 외벽(1100)을 폐곡면으로 구성하기 위하여 상기 외벽(1100)과 용접되며, 이를 위해, 상기 종방향 보강재(1200)는 외벽(1100)의 함몰부(1120)로부터 외측방향으로 소정길이 돌출된다(구성부호 500 참조).

상기 내부 용기부를 횡단면에서 바라볼 때, 상기 종방향 보강재(1200)를 사이에 두고 외벽(1100)이 각각 배치되되, 상기 종방향 보강재(1200)는 상기 함몰부(1120)에서 상기 외벽(1100)으로부터 외측으로 돌출되고, 상기 종방향 보강재(1200)를 사이에 두고 서로 이웃하는 각각의 외벽(1100)은 상기 종방향 보강재(1200)와 이루는 각도를 이용하여 상호 필렛 용접을 통해 고정된다. 이와 같이, 상기 외벽(1100)의 함몰부(1120)로부터 돌출되는 부분(1500)을 따라 필렛 용접이 이루어지는바, 외벽(1100)을 구성하는 쉘 플레이트(1shell plate)들의 개수를 최소화한 상태로 용이하게 접합하여 상기 내부 용기부(1T)의 외벽(1100)을 이루게 된다.

이때, 상기 외벽(1100) 면으로부터 돌출되는 부분(1500)의 연장 길이는, 필렛 용접 공정을 충분히 수행할 수 있는 용접 공간이 확보되는 최소한의 길이로 이루어진 것이 바람직하다. 여기서, 상기 필렛 용접은 상기 외벽(1100)과 연장부재(1500)가 서로 만나게 되는 부위, 특히 응력이 집중하는 부위에 수행되는 용접이다.

상기 종방향 보강재(1200)를 거더 등으로 조립 구성하는 경우에 단판 구조의 연속성과 응력 보강성을 위하여 보강 브라켓(1600)을 설치하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 보강 브라켓(1600)은 상기 종방향 보강재(1200)와 상기 웹 프레임(1400)이 서로 수직으로 만나는 부위에 설치되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 종방향 보강재(1100)의 내측 단부에는 T자형 단면의 플랜지가 형성되고, 상기 웹 프레임(1400)의 내측 단부도 T자형 단면의 플랜지가 형성되며, 상기 웹 프레임(1400)의 플랜지로부터 연장되는 보강 브라켓(1600)이 상기 종방향 보강재(1200)의 플랜지에 부착되도록 하는 것이 좋다. 이때, 상기 보강 브라켓(1600)은 응력이 많이 걸리는 쪽의 사이즈를 증대시키는 것이 당연하다. 상기 웹 프레임(1400)은 격벽 형상으로, 탱크 지지용 서포트(1S)에 대한 지지 강도 보강을 위해 필요하며, 단면 구조에 대한 전반적인 강도 보강을 위해 필요한 구성으로, 상기 웹 프레임(1400)의 개수는 내부 용기부(1T)의 중량과 강도 등을 고려하여 정하는 것이 바람직하다.

상기 웹 프레임(1400)은, 내부 용기부(1T)의 길이방향에 대하여 가로 지르는 방향으로 외벽(1100)의 내측면에 다수 설치된다. 이때, 상기 웹 프레임(1400)의 폭은 외벽(1100)을 따라 동일하게 형성되어 있으며, 상기 종방향 보강재(1200)의 폭보다 작은 폭으로 이루어져 있다. 이는 상기 종방향 보강재(1200)의 본래 기능, 즉 보강 기능 등을 저하시키지 않도록 하면서 웹 프레임(1400)의 기능을 원활하게 수행하기 위함이다.
도 9를 참조하면, 상기 내부 용기부(T)의 외주면 상에는 길이방향을 따라 외부로 돌출되도록 형성되는 하나 이상의 완충돌기부(2410)가 구비되며, 상기 외부 용기부(230)의 내벽에는 상기 완충돌기부(2410)와 대응되는 함입홈(H)이 형성되며, 상기 내부 용기부(T)는 상기 완충돌기부(2410)가 상기 함입홈(H)에 형합되어 맞물리도록 상기 탱크의 내벽에 위치된다.

도 10 내지 도 11 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스저장용기에 설치하기 위한 부유모듈을 도시한 도면들이다. 상기 메인부유체(1100)는 이후 설명될 동요억제수단(1200)을 설치한 상태로 외부 용기부(230)에 둘레부 적어도 일부에 설치되는 구조물이다. 즉, 상기 외부 용기부(230)를 해상에 부유시키기 위한 것으로서, 상기 메인부유체(1100)는 상기 해상에서 부유하도록 부력을 가진다. 일실시예에서는 중앙부를 상하방향으로 관통시킨 원형의 링 구조물로 도시하였으나 이에 한정하지 않고 사각형 링 또는 그 외의 다양한 링 형상을 가지도록 형성될 수도 있음은 물론이다. 그리고, 상기 메인부유체(1100)의 둘레로는 복수의 통공(1110)이 내외측을 관통하도록 형성될 수 있다. 이러한, 상기 통공(1110)은 상기 메인부유체(1100)을 상기 해상에 부유 배치시킨 상태에서 수선면과 접촉면적이 감소되게 함으로서, 상기 메인부유체(1100)에 가해지는 조파저항이 최소화되면서 상기 메인부유체(1100)의 운동성능이 향상됨과 더불어 상기 해상의 파랑운동에너지가 상기 메인부유체(1100)에 전달시 전달력을 감소되게 한다.

상기 동요억제수단(1200)은 상기 메인부유체(1100)로 전달되는 상기 해상의 파랑운동에너지를 흡수하여 상기 메인부유체(1100)가 상기 해상에서 안정적으로 평형상태를 유지할 수 있게 한다. 즉, 상기 동요억제수단(1200)은 상기 메인부유체(1100)에 연결된 상태로 상기 해상에 부유하도록 배치되어, 상기 해상에서 발생되는 파랑운동에너지가

상기 메인부유체(1100)의 외측벽 방향으로 전달시, 상기 파랑운동에너지에 의해 상하방향으로 왕복 이동하며 운동에너지를 생성되게 하는 바 상기 해상에서 발생된 파랑운동에너지를 흡수하게 된다. 이러한, 상기 동요억제수단(1200)은 상기 메인부유체(1100)의 하단 외측면 둘레로 상호 이격되게 복수개가 설치된다. 상기 동요억제수단(1200)은 제1흡수판(1210), 제2흡수판(1220)을 포함한다. 여기서, 상기 제1흡수판(1210) 및 상기 제2흡수판(1220)은 상기 메인부유체(1100)의 하단에 연결 설치된 상태에서 상기 해상에 부유하도록 부력을 가지도록 형성된다. 상기 제1흡수판(1210)은 상기 메인부유체(1100)의 하단 외측 둘레방향을 따라 복수개를 상호 일정 간격으로 이격 배치되며, 상기 제1흡수판(1210)의 일단은 각각 상기 메인부유체(1100) 하단 외측에 연결 결합되는 판 형상의 부재이다. 이러한, 상기 제1흡수판(1210)의 일단은 상기 메인부유체(1100) 외측에 상하방향으로 회전 가능하게 힌지(1240)로서 연결 결합된다. 상기 제2흡수판(1220)은 상기 제1흡수판(1210)에 연결 결합되는 판 형상의 부재이다. 여기서, 상기 제2흡수판(1220)은 앞서 설명한 상기 제1흡수판(1210)과 마찬가지로 상기 메인부유체(1100)의 하단 외측 둘레방향을 따라 복수개를 상호 일정간격 이격 배치되게 한다. 즉, 상기 제2흡수판(1220)의 일단은 상기 제1흡수판(1210)의 타단에 상하방향으로 회전 가능하게 힌지(1240)로서 연결 결합된다. 이같이, 상기 제1흡수판(1210)과 상기 제2흡수판(1220)은 상호 상하방향으로 회전 가능한 상태로 연결되고, 상기 제1흡수판(1210)은 상기 메인부유체(1100)에 다시 상하방향으로 회전 가능하게 연결 설치되는 바, 상기 제1흡수판(1210) 및 상기 제2흡수판(1220)은 상기 해상에서 발생된 파랑운동에너지의 영향을 받아 상하방향으로 회전운동하며 운동에너지를 생성하면서 상기 메인부유체(1100) 방향으로 전달되는 상기 파랑운동에너지를 흡수하며, 상기 메인부유체(1100)가 파도의 영향을 받아 요동되는 것을 방지하면서 평형상태를 유지할 수 있게 한다. 그리고, 상기 제1흡수판(1210)의 상기 해상에 부유하는 면적은 상기 제2흡수판(1220)의 상기 해상에 부유하는 면적보다 크게 형성하여, 상기 파랑운동에너지에 의한 최초 상기 제2흡수판(1220)에서의 상하방향으로의 왕복 운동이 상기 제1흡수판(1210)으로 전달 시, 상기 제1흡수판(1210) 자체가 일차적으로 운동에너지를 흡수한 후 상하방향 왕복 운동될 때 상기 해상 표면과의 접촉면적이 증대되면서 상기 해상으로의 운동에너지 전달효율이 증대되면서 상기 메인부유체(1100) 방향으로의 상기 파랑운동에너지 전달이 억제된다.

또한, 상기 동요억제수단(1200)에는 상기 메인부유체(1100)의 둘레방향으로 상호 이격되게 배치된 상기 제2흡수판(1220)을 상호 연결시키는 링 구조의 연결와이어(1230)를 설치할 수 있다. 즉, 상기 연결와이어(1230)는 상호 인접하는 상기 제2흡수판(1220)을 연결되게 한다. 이러한, 상기 연결와이어(1230)는 파도의 영향을 받아 상하방향으로의 운동에너지가 생성된 해당 위치의 상기 제1흡수판(1210)과 상기 제2흡수판(1220)에서의 상하방향으로 회전운동을 다른 상기 제1흡수판(1210)과 상기 제2흡수판(1220)으로 분산 전달되게 함으로서, 상기 메인부유체(1100)로 파도의 영향이 전달되는 것을 최대한 억제시킬 수 있게 된다. 여기서, 상기 연결와이어(1230)는 연성을 가지는 고무나 합성수지로 형성되나 이에 한정하지 않고 부식에 강한 금속으로 형성되거나 금속 와이어에 고무나 합성수지를 코팅하여 사용할 수도 있음은 물론이다. 더불어, 상기 연결와이어(1230)는 상호 인접하는 상기 제1흡수판(1210)을 연결하도록 추가로 설치될 수도 있음은 물론이다. 상기 부유체(1100)가 상기 해상에 부유한 상태로 배치된 상태에서 상기 메인부유체(1100) 방향으로 발생된 파도는 상기 동요억제수단(1200)에 의해 운동에너지가 흡수되면서 안정적인 평형상태를 유지하게 된다. 즉, 상기 해상의 파도에 의해 상기 동요억제수단(1200)의 제1흡수판(1210) 및 제2흡수판(1220)이 상하방향으로 회전운동하며 상기 파랑운동에너지를 상하방향으로의 왕복 운동에너지로 생성 흡수하면서 파도에 의한 상기 파랑운동에너지가 상기 메인부유체(1100)로 전달되는 것을 억제시키면서 상기 메인부유체(1100)가 상기 해상에서 안정적인 평형상태를 유지할 수 있게 된다. 이와 같이, 일실시예의 상기 부유식 해상 구조물은, 상기 메인부유체(1100)를 상기 해상에 부유하도록 설치한 상태에서 상기 해상에서 상기 메인부유체(1100) 방향으로 발생되는 파랑운동에너지는 상기 동요억제수단(1200)에 의해 발생되는 상하방향으로의 왕복 운동에너지에 의해 흡수된다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스저장용기를 도시한 도면이다. 도 13은 도 12에 따른 구성들 중 일부를 도시한 도면이다.

도 12 내지 도 13을 참조하면, 외부 용기부(230)는 전면부 및 후면부 중 적어도 어느 한곳에 내부 개폐를 위한 개폐부(2311)가 구비되며, 내부 용기부(T)는 상기 개폐부(2311)가 열린 상태에서, 완충돌기부(2410)를 함입홈(H) 상에 슬라이딩 방식으로 삽입함으로써 상기 외부 용기부(230)에 수용된다. 상기 외부 용기부(230) 상에는 상기 개폐부(2311)의 개폐를 위한 구동수단(예: 모터, 유압수단 등)(미도시)이 구비되며, 상기 개폐부(2311)는 상기 구동수단을 통해 수평방향으로부터 수직방향을 향해 여닫이가 가능하다. 한편, 부유모듈(2000)은 상기 외부 용기부(230) 둘레부 적어도 일부를 감싸며 상기 외부 용기부(230)를 해상에서 부유시킨다. 상기 부유모듈(2000)은, 해상 부유를 위한 메인부유체(2100)와, 상기 메인부유체(2100)에 연결 설치되어, 상기 메인부유체(2100) 방향으로 전달되는 상기 해상의 파랑을 흡수하여 상기 메인부유체(2100)가 평형상태로 유지되게 하는 동요억제수단(2200)을 포함한다. 상기 메인부유체(2100)는 중앙부를 상하방향으로 관통시킨 링 형상을 가지면서, 상기 메인부유체(2100) 둘레로는 복수의 통공이 관통 형성되어, 해상에서 상기 메인부유체(2100)에 가해지는 조파저항이 최소화되면서 상기 메인부유체(2100)의 운동성능이 향상됨과 더불어 상기 해상의 파랑운동에너지가 상기 메인부유체(2100)에 전달시 전달력을 감소시키며, 상기 동요억제수단(2200)은, 상기 메인부유체(2100)의 둘레방향을 따라 상호 이격 배치된 상태로 일단이 상기 메인부유체(2100)에 상하방향으로 회전 가능하게 힌지모듈(2320)에 의하여 힌지 결합되는 복수의 제1흡수판(2210)과, 각 상기 제1흡수판(2210)의 타단에 상하방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되는 제2흡수판(2220)을 포함한다. 상기 메인부유체(2100) 상에는 상기 힌지모듈(2320)을 수용하기 위한 수용홈(KH)이 형성되며, 상기 힌지모듈(2320)은 상기 수용홈(KH) 상에서 수평방향을 따라 슬라이딩 방식으로 일정간격 유동 가능하도록 구비된다.

상기 제1흡수판(2210)은, 상기 힌지모듈(2320)과 결속되는 제1-1마디부(2211)와, 상기 제1-1마디부(2211)로부터 수평방향을 따라 슬라이딩 방식으로 일정간격 유동 가능하도록 구비되는 제1-2마디부(2212)를 포함하며, 상기 제1-2마디부(2212)는, 일단부에 소정의 걸림돌기(T1)가 형성되며, 상기 걸림돌기(T1)는 상기 제1-1마디부(2211)로부터 슬라이딩 방식으로 유동 가능하도록 상기 제1-1마디부(2211) 내부에 적어도 일부가 수용된다. 내부에 수용된 상기 걸림돌기(T1)는 보조적으로 탄성수단(미도시)에 의하여 상기 제1-1마디부(2211) 내부에서 수평방향에 대한 탄성복원력을 가지게 하는 것이 바람직하다.

상기 제2흡수판(2220)은 상기 제1-2마디부(2212)와 결속되는 제2-1마디부(2221)와, 상기 제2-1마디부(2221)로부터 수평방향을 따라 슬라이딩 방식으로 일정간격 유동 가능하도록 구비되는 제2-2마디부(2222)를 포함하며, 상기 제2-2마디부(2222)는, 일단부에 소정의 제2걸림돌기(T2)가 형성되며, 상기 제2걸림돌기(T2)는 상기 제2-1마디부(2221)로부터 슬라이딩 방식으로 유동 가능하도록 상기 제2-1마디부(2221) 내부에 수용된다. 상기 외부 용기부(230) 상에는 상기 외부 용기부(230) 내부 기체를 흡입하여 특정 위치로 배출시키기 위한 흡입모듈(2313)이 구비된다.

상기 흡입모듈(2313)은 흡기수단(2313a)와, 이송관(2313b)(예: 주름관 등) 상기 외부 용기부(230)부의 하단 측면부로는 상기 외부 용기부(230)부의 해상에서의 이송을 위한 추진유닛(2314)이 복수로 구비된다. 상기 추진유닛들(2314)은 ‘ㄴ’자 형태로 절곡되며, 선단의 상기 추진유닛(2314)에서 후단의 상기 추진유닛(2314)으로 갈수록 순차적으로 그 위치가 내측으로 위치되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 상기 추진유닛(2314)는 회동을 통해 상기 외부 용기부(230)의 이동방향을 변경하는 것이 가능하며, 상기 추진유닛(2314)은 수소, 메탄올 등을 연료로 사용가능하다. 물론 이는 예시적인 것으로 이에 한정되지 않음은 물론이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

230, 240 : 외부 용기부
231, 241 : 상부 챔퍼
232, 242 : 하부 챔퍼
235 : 코퍼 댐
238 : 하부 유체 통로

Claims (9)

1. 내부에 액화가스가 저장되는 탱크로서, 상기 탱크를 횡단면에서 바라볼 때 네 변 각각의 중앙이 내측으로 함몰된 함몰부가 형성되고 각 모서리 부분이 외측으로 볼록한 곡선으로 형성되는 폐곡선 형상으로 이루어지며, 종단면에서 바라볼때 길이방향 양단의 중앙이 내측으로 함몰된 함몰점이 형성되는 형상으로 이루어지는 외벽과, 상기 외벽의 함몰된 4개의 함몰부의 연장방향을 따라 각각 연장되며 양단이 상기 함몰점까지 이르는 4개의 종방향 보강재와, 상기 외벽의 내측면에 상기 외벽의 길이방향에 대하여 가로지르는 방향으로 설치되고, 이웃하는 종방향 보강재사이에 배치되어 상기 종방향 보강재와 연결되는 웹 프레임을 포함하며, 상기 종방향 보강재를 사이에 두고 외벽이 각각 배치되되, 상기 종방향 보강재는 상기 함몰부에서 상기 외벽으로부터 외측으로 돌출되고, 상기 종방향 보강재를 사이에 두고 서로 이웃하는 각각의 외벽은 상기 종방향 보강재와 이루는 각도를 이용하여 상호 필렛 용접을 통해 고정되며, 상기 종방향 보강재의 내측 단부에는 T자형 단면의 플랜지가 형성되고, 상기 웹 프레임의 내측 단부도 T자형 단면의 플랜지가 형성되되, 상기 웹 프레임의 플랜지로부터 연장되어 상기 종방향 보강재의 플랜지에 부착되는 보강 브라켓이 구비되는 내부 용기부(T); 및 상기 내부 용기부(T)를 내부에 수용하기 위한 탱크로서, 슬로싱 현상의 영향을 감소시키는 동시에 상부 구조물의 하중을 지지할 수 있도록 상기 탱크의 내부 공간을 종방향으로 분할하는 종방향 코퍼 댐과 횡방향으로 분할하는 횡방향 코퍼댐을 포함하며, 상기 종방향 코퍼 댐의 상단 및 하단 중 적어도 한쪽에는 챔퍼가 형성되지 않으며, 2열로 배치된 상기 탱크 사이에서 LNG의 이동이 가능하도록 상기 종방향 코퍼 댐의 하부에 관통 형성되는 하부 유체 통로를 포함하고, 상기 하부 유체 통로는 상기 탱크의 외부로부터의 열전달을 방지할 수 있도록 단열박스에 의해 단열되되 상기 챔퍼가 형성되지 않은 상기 종방향 코퍼 댐의 하단에 마련되는 외부 용기부(230)를 포함하며,
   상기 내부 용기부(T)의 외주면 상에는 길이방향을 따라 외부로 돌출되도록 형성되는 하나 이상의 완충돌기부(2410)가 구비되며,
   상기 외부 용기부(230)의 내벽에는 상기 완충돌기부(2410)와 대응되는 함입홈(H)이 형성되며,
   상기 내부 용기부(T)는 상기 완충돌기부(2410)가 상기 함입홈(H)에 형합되어 맞물리도록 상기 탱크의 내벽에 위치되며,
   상기 외부 용기부(230)는 전면부 및 후면부 중 적어도 어느 한곳에 내부 개폐를 위한 개폐부가 구비되며, 상기 내부 용기부(T)는 상기 개폐부가 열린 상태에서, 상기 완충돌기부(2410)를 상기 함입홈(H) 상에 슬라이딩 방식으로 삽입함으로써 상기 외부 용기부(230)에 수용되며, 상기 외부 용기부(230) 상에는 상기 개폐부의 개폐를 위한 구동수단이 구비되며, 상기 개폐부는 상기 구동수단을 통해 수평방향으로부터 수직방향을 향해 여닫이 되는 함몰형 가스 저장용기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 외부 용기부(230)의 둘레부 적어도 일부를 감싸며 상기 외부 용기부(230)를 해상에서 부유시키기 위한 부유모듈을 더 포함하는 함몰형 가스 저장용기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 부유모듈은,
   해상 부유를 위한 메인부유체와,
   상기 메인부유체에 연결 설치되어, 상기 메인부유체 방향으로 전달되는 상기 해상의 파랑을 흡수하여 상기 메인부유체가 평형상태로 유지되게 하는 동요억제수단을 포함하며,
   상기 메인부유체는 중앙부를 상하방향으로 관통시킨 링 형상을 가지면서, 상기 메인부유체 둘레로는 복수의 통공이 관통 형성되어, 해상에서 상기 메인부유체에 가해지는 조파저항이 최소화되면서 상기 메인부유체의 운동성능이 향상됨과 더불어 상기 해상의 파랑운동에너지가 상기 메인부유체에 전달시 전달력을 감소시키며,
   상기 동요억제수단은, 상기 메인부유체의 둘레방향을 따라 상호 이격 배치된 상태로 일단이 상기 메인부유체에 상하방향으로 회전 가능하게 힌지모듈에 의하여 힌지 결합되는 복수의 제1흡수판과,
   각 상기 제1흡수판의 타단에 상하방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되는 제2흡수판을 포함하는 함몰형 가스 저장용기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 메인부유체 상에는 상기 힌지모듈을 수용하기 위한 수용홈이 형성되며, 상기 힌지모듈은 상기 수용홈 상에서 수평방향을 따라 슬라이딩 방식으로 일정간격 유동 가능하도록 구비되는 함몰형 가스 저장용기.
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