KR101766263B1 - 해양구조물용 인데크 탱크 - Google Patents

Abstract

해양구조물용 인데크 탱크에 관한 것으로, 해양구조물에 일정한 간격으로 배치되는 구조물, 상기 구조물의 외면을 따라 일정 공간을 갖도록 설치되는 측면판, 상기 구조물의 하면에 설치되는 바닥판, 상기 구조물의 상면에 설치되는 상면판이 구비된 해양구조물용 인데크 탱크로서, 상기 인데크 탱크의 내측 상부에 일정 간격으로 배치되어 다수의 구획된 공간을 형성하는 구조부재, 상기 인데크 탱크의 압력이 배출되도록 상기 구조부재에 형성되는 압력배출수단을를 마련하여 인데크 탱크의 구조부재에 압력배출수단이 형성되어 유체의 높이를 동일하게 유지할 수 있고, 유체와 구조부재가 부딪히면서 발생되는 기포의 생성을 방지할 수 있으며, 탱크 내부에 발생되는 과압(over pressure)을 방지할 수 있고, 인데크 탱크 내부에 채워지는 유량을 최대 유량을 저장할 수 있으며, 인데크 탱크의 높이를 줄일 수 있어 인데크 탱크의 제작에 따른 자재 및 비용을 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

해양구조물용 인데크 탱크{Indeck Tank for Offshore}

본 발명은 해양구조물용 인데크 탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인데크 탱크 내부에서 발생되는 진공 공간이 형성되지 않도록 하여 인데크 탱크 내부의 공간 활용도를 높일 수 있는 해양구조물용 인데크 탱크에 관한 것이다.

일반적으로 벌크 화물선, 컨테이너선, 여객선 등의 각종 선박에서는 추진 연료로서 액체연료인 벙커C유 등의 중유(HFO)(혹은 MDO)를 사용하는 연료 공급 시스템을 채용하고 있다.

이러한 종래의 연료 공급 시스템에서 연료로써 사용하는 중유 등을 연소시킬 경우 배기가스에 포함된 각종 유해물질로 인한 환경오염이 심각하다는 문제가 있다.

환경오염 방지를 위한 요구는 범세계적으로 점차 강화되고 있으므로, 중유를 연료유로 사용하는 추진장치에 대한 규제 역시 강화되고 있으며, 이러한 규제를 만족시키기 위한 비용이 점차 증가하고 있다.

또한 화석연료 고갈이나 국지적인 정세불안 등의 요인으로 유가가 상승할 경우 중유를 연료로서 사용하는 선박의 연료비가 급증하는 문제가 있는 등 여러 가지 운영상의 문제점이 존재한다.

한편 해상구조물은 탑사이드와 헐사이드로 구분되며, 탑사이드에는 채굴된 원유의 정제 또는 처리 등에 필요한 전원을 얻기 위하여 발전기가 설치되고 있으며, 발전기에 연료를 공급하기 위하여 연료탱크가 설치되고 있다.

상기 연료탱크는 통상 일정 공간을 갖는 통 또는 박스 형태의 구조로 이루어지며, 그 내부에는 연료 또는 유체 등을 일정량만큼 저장할 수 있게 된다.

이러한 해양구조물의 연료탱크는 통 또는 박스 형태의 연료탱크를 사용할 수도 있으나, 대량의 연료 또는 유체 등을 저장하기 위하여 해양구조물에 일정 공간을 갖는 인데크 탱크(indeck tank)를 형성할 수 있다.

도 1은 종래의 인데크 탱크를 보인 개략도이다.

상기 인데크 탱크(1, indeck)는 탑사이드의 데크 등에 마련되는데, 탑사이드의 구조물을 이용하여 형성하고자 하는 크기의 공간을 갖도록 플레이트를 고정하게 된다. 이러한 인데크 탱크(1)는 일정 간격으로 설치된 H-빔 등의 구조물(또는 구조부재) 사이에 일정 두께를 갖는 플레이트를 용접으로 고정하게 된다.

또 인데크 탱크는 그 크기 또는 용량 등에 따라 인데크 탱크의 바닥면 또는 상면을 이루는 플레이트를 고정하게 된다. 이들 인데크 탱크의 측면, 상면과 바닥면을 이루는 플레이트는 해양구조물의 구조물에 용접 등으로 틈새없이 고정됨은 물론이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 인데크 탱크(1)는 구조물 사이에 설치되는 플레이트에 의해 인데크 탱크(1)의 측면을 이루는 측면판(2), 인데크 탱크(1)의 바닥면을 이루는 바닥판(3), 인데크 탱크(1)의 상면을 이루는 상면판(4)을 포함할 수 있다.

이와 같은 인데크 탱크(1)는 용량 또는 크기에 따라 그 내부에 구조부재(5)가 배치될 수 있으며, 구조부재(5)는 인데크 탱크(1)의 내부의 공간을 다수의 공간으로 구획하는 격판으로 작용하게 된다.

아울러 인데크 탱크(1)에는 유체를 공급하기 위한 인렛 배관(6)이 연결 설치되며, 인데크 탱크(1)에 채워진 유체를 배출할 수 있는 오버플로우(overflow) 배관(7)이 연결 설치될 수 있다.

또한 인데크 탱크(1)에는 비활성 가스(inert gas)가 배출될 수 있는 벤트(vent)가 마련될 수 있다.

상기 인데크 탱크(1)의 상부에는 각종 장비가 설치되거나 작업자가 왕래하므로 인데크 탱크(1)의 상면(또는 상부)을 보호하기 위하여 인데크 탱크(1)의 상면 하부에 구조부재(5)가 설치되고 있다.

이러한 인데크 탱크(1)의 크기가 큰 경우에는 구조적인 문제점이 발생되지 않으나, 인데크 탱크(1)의 크기가 작으면 인데크 탱크(1)에 적재되는 유체가 인데크 탱크(1)의 구조부재(5)에 닿게 되어 기포(pocket)가 생기게 되며, 각 구조부재들(5) 사이에는 유체의 높낮이가 달라지게 되는 문제점이 발생하게 된다.

즉, 인데크 탱크(1)의 크기가 큰 경우, 필요로 하는 유체를 충분히 저장할 수 있으나, 인데크 탱크(1)의 크기가 작은 경우, 필요로 하는 유체를 충분히 저장할 수 없는 문제점이 있다.

또한 인데크 탱크(1)의 크기가 작은 경우, 인렛 배관(6)으로 유입된 유체는 인데크 탱크(1) 내부에 채워지면서 비활성 가스 등이 채워지게 되며, 이러한 비활성 가스 등에 의해 인데크 탱크(1)의 수용 공간이 줄어들게 된다.

이러한 인데크 탱크(1)에 채워지는 유체의 최대 높이는 화살표로 표시한 높이까지만 제한적으로 채워지는 문제점이 있으며, 구조부재(5)는 인데크 탱크(1) 내부를 다른 공간으로 구획시킴으로써 유체가 구조부재의 높이 이상으로 채워지게 됨에 따라 증기 기포(vapor pocket)가 생기게 되고, 유체 수두에 의한 과압(overpressure)이 발생될 수 있으며, 탱크의 위치마다 유체의 높낮이가 달라지게 되어 유체의 높이 측정 시 오류가 발생되는 문제점이 있었다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '착탈 가능한 연료탱크를 가지는 부유식 구조물'이 개시되어 있다.

하기 특허문헌 1에 따른 착탈 가능한 연료탱크를 가지는 부유식 구조물에는 연료를 저장하는 연료탱크를 가지며 해상에서 부유된 채 사용되는 부유식 구조물로서, 상기 부유식 구조물의 선체 내부에 형성되는 공간과; 상기 공간에 착탈 가능하게 장착되는 상기 연료탱크; 를 포함하며, 상기 공간으로부터 상기 연료탱크가 이탈된 경우에 상기 공간에는 화물을 적재할 수 있도록 형성되고 있다.

하기 특허문헌 2에는 '증발가스 처리장치 및 방법'이 개시되어 있다.

하기 특허문헌 2에 따른 증발가스 처리장치에는 해상 구조물에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 증발가스 처리장치로서, 상기 해상 구조물 내에서 발생하는 증발가스를 액화 장치용 가스터빈에 공급하는 제1 공급 라인과; 상기 제1 공급 라인에 설치되어 증발가스를 압축시키는 압축기와; 상기 압축기의 하류측에서 상기 제1 공급 라인으로부터 분기되어, 상기 BOG 압축기에서 압축된 BOG를 가스터빈에 공급하는 제2 공급 라인이 개시되어 있다.

하기 특허문헌 3에는 '슬로싱 억제수단을 갖는 액화가스 저장탱크'가 개시되어 있다.

하기 특허문헌 3에 따른 슬로싱 억제수단을 갖는 액화가스 저장탱크에는 해상에서 운항하거나 부유 상태로 사용되는 부유식 해상 구조물 내에 설치되어 액체 상태의 화물인 액화가스를 저장할 수 있는 액화가스 저장탱크로서, 상기 저장탱크의 상부에 배열되어 상기 저장탱크 내에 수용된 액체화물의 유동을 감소시킬 수 있는 슬로싱 억제수단이 마련되며, 상기 슬로싱 억제수단은 상기 저장탱크의 종방향으로 연장되는 종방향 억제수단과, 상기 저장탱크의 횡방향으로 연장되는 횡방향 억제수단을 포함하며, 상기 종방향 억제수단과 상기 횡방향 억제수단이 격자형태로 배열되고 있다.

대한민국 특허 공개번호 제10-2011-0046944호(2011년 5월 6일 공개) 대한민국 특허 공개번호 제10-2011-0087464호(2011년 8월 3일 공개) 대한민국 실용신안 공개번호 제20-2010-0003614호(2010년 4월 5일 공개)

그러나 종래기술에 따른 인데크 탱크는 유체의 최대 높이가 구조부재의 하부로 제한되는 문제점이 있으며, 인데크 탱크 내부가 구조부재에 의해 다른 공간으로 구획됨으로써 유체가 구조부재의 높이 이상으로 채워지게 됨에 따라 증기 기포(vapor pocket)가 생기게 되고, 유체 수두에 의한 과압(overpressure)이 발생될 수 있으며, 탱크의 위치마다 유체의 높낮이가 달라지게 되어 유체의 높이 측정 시 오류가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인데크 탱크의 내부를 하나의 공간으로 연통시켜 필요로 하는 유체를 저장할 수 있는 해양구조물용 인데크 탱크를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인데크 탱크에 저장되는 유체의 저장 용량을 인데크 탱크를 확장하지 않고서도 저장 용량을 증대시킬 수 있는 해양구조물용 인데크 탱크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인데크 탱크 내부에 증기 기포가 발생되지 않는 해양구조물용 인데크 탱크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인데크 탱크의 내부 수위를 동일하게 유지할 수 있는 해양구조물용 인데크 탱크를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 해양구조물용 인데크 탱크는 해양구조물에 일정한 간격으로 배치되는 구조물, 상기 구조물의 외면을 따라 일정 공간을 갖도록 설치되는 측면판, 상기 구조물의 하면에 설치되는 바닥판, 상기 구조물의 상면에 설치되는 상면판이 구비된 해양구조물용 인데크 탱크로서, 상기 인데크 탱크의 내측 상부에 일정 간격으로 배치되어 다수의 구획된 공간을 형성하는 구조부재, 상기 인데크 탱크의 압력이 배출되도록 상기 구조부재에 형성되는 압력배출수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 압력배출수단은 상기 구조부재에 형성되는 유로인 것을 특징으로 한다.

상기 유로는 상기 구조부재의 수직 방향 및 수평 방향을 따라 일정 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 유로는 상기 인데크 탱크의 내부에 채워진 유체에 의해 점화가 발생하지 않도록 유입된 비활성 가스가 관통되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 해양구조물용 인데크 탱크에 의하면, 인데크 탱크의 구조부재에 압력배출수단이 형성되어 유체의 높이를 동일하게 유지할 수 있고, 유체와 구조부재가 부딪히면서 발생되는 기포의 생성을 방지할 수 있으며, 탱크 내부에 발생되는 과압(over pressure)을 방지할 수 있고, 인데크 탱크 내부에 채워지는 유량을 최대 유량을 저장할 수 있으며, 인데크 탱크의 높이를 줄일 수 있어 인데크 탱크의 제작에 따른 자재 및 비용을 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 종래의 해양구조물에 설치되는 인데크 탱크를 보인 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물용 인데크 탱크를 보인 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물용 인데크 탱크를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물용 인데크 탱크를 보인 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물용 인데크 탱크는 해양구조물에 일정한 간격으로 배치되는 구조물, 상기 구조물의 외면을 따라 일정 공간을 갖도록 설치되는 측면판(21), 상기 구조물의 하면에 설치되는 바닥판(22), 상기 구조물의 상면에 설치되는 상면판(23)이 구비된 해양구조물용 인데크 탱크(20)로서, 상기 인데크 탱크(20)의 내측 상부에 일정 간격으로 배치되어 다수의 구획된 공간을 형성하는 구조부재(30), 상기 인데크 탱크(20)의 압력이 배출되도록 상기 구조부재(30)에 형성되는 압력배출수단(40)을 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물용 인데크 탱크는 해양구조물의 탑사이드에 설치되어 저장하고자 하는 유체를 필요한 양 만큼 저장할 수 있도록 한다.

이때 인데크 탱크(20)는 유체를 저장하고자 하는 저장량을 충분히 저장할 수 있는 공간(체적)으로 마련될 수 있으며, 증기압력에 따른 여유 공간의 고려 없이 수용하고자 하는 용량의 크기로 제작할 수 있도록 한다.

한편 본 발명에서 '구조물'은 해양구조물에 수직으로 세워진 H-빔 또는 기둥 등을 일컫는 것이고, 구조부재(30)는 인데크 탱크(20) 내부에 상면판(23)을 안정되게 지지할 수 있도록 설치된 것이다.

이러한 구조물과 구조부재(30)는 해양구조물의 탑사이드에 설치된 것으로, 인데크 탱크(20)를 형성하기 위하여 플레이트가 설치되는 구조물(H-빔, 철골 기둥 등)을 지칭하며, 구조부재(30)는 인데크 탱크(20) 내부에 위치하는 구조물(H-빔, 철골 기둥 등)을 지칭하기로 한다.

상기 해양구조물에는 발전기에 사용하고자 하는 디젤유 등을 저장하기 위한 연료탱크 등이 배치될 수 있다. 이러한 연료탱크 등으로 사용되는 인데크 탱크(20)는 필요로 하는 저장용량에 따라 그 크기가 달라질 수 있으며, 그 저장용량에 따라 적정 크기로 형성될 수 있다.

이러한 인데크 탱크(20)는 해양구조물(미도시)에 설치되어 있는 H-빔 또는 기둥 등의 구조물(미도시)을 이용하여 설치될 수 있으며, 구조물과 구조물 사이에는 용접 등에 의해 밀폐된 공간을 갖도록 측면판(21)이 고정될 수 있다.

상기 측면판(21)은 적정 크기의 내부 공간을 갖도록 구조물과 구조물 사이에 일정 크기를 갖는 플레이트로 이루어질 수 있으며, 측면판(21)은 구조물의 양측에 용접 등으로 고정될 수 있다.

상기 측면판(21)은 구조물 사이에 설치됨에 따라 측면판(21)끼리 서로 맞대어 용접할 수 있다.

아울러 인데크 탱크(20)의 바닥면에는 측면판(21)의 저면에 바닥판(22)이 설치될 수 있으며, 측면판(21)의 상면에는 상면판(23)이 설치될 수 있다.

이들 측면판(21), 바닥판(22) 및 상면판(23)은 동일한 크기를 갖는 플레이트로써, 다수의 플레이트를 서로 연결하여 측면판(21), 바닥판(22) 및 상면판(23)을 설치할 수 있다.

또한 인데크 탱크(20)에는 디젤유 등을 공급할 수 있는 인렛 배관(25)이 연결 설치될 수 있으며, 인데크 탱크(20) 내부에 과압이 발생되지 않도록 오버플로우(26)가 연결될 수 있다.

상기 인데크 탱크(20) 내부에는 상면판(23)을 지지하기 위한 구조부재(30)가 설치될 수 있으며, 구조부재(30)는 상면판(23)의 하부로 연장 설치되어 있고, 구조부재(30)는 소정의 간격으로 이격된 상태를 유지하게 된다.

상기 구조부재(30)에는 인데크 탱크(20) 내부의 증기압을 배출시킬 수 있는 압력배출수단(40)이 마련될 수 있다.

상기 압력배출수단(40)은 구조부재(30)에 의해 구획된 공간을 서로 연통되도록 유로로 형성될 수 있다. 즉, 압력배출수단(40)은 일정 직경을 갖는 구멍으로 이루어질 수 있다.

또한 압력배출수단(40)인 유로는 구조부재(30)의 수평 및 수직 방향을 따라 일정 간격으로 다수 형성될 수 있다.

아울러 압력배출수단(40)은 인데크 탱크(20) 내부에 채워진 유체의 점화 등을 방지하기 위한 비활성 가스가 유입되는 관로(27)가 연결될 수 있고, 비활성 가스가 배출되는 벤트홀(28)과 연결될 수 있다.
도 2를 통하여 관로(27)와 벤트홀(28)에 대해 설명하도록 하겠다. 관로(27)와 벤트홀(28)은 상면판(23)에 형성되는데 복수의 구조부재(30)가 이격된 간격보다 더 큰 간격을 두고 형성된다.
관로(27)는 비활성가스가 유입되는 통로이고, 벤트홀(28)은 비활성 가스 및 증발된 유체의 가스(증발가스)가 배출되는 통로이다. 관로(27)로 비활성 가스가 유입되면 구조부재(30)에 형성된 구멍(40)을 통하여 증발가스와 함께 벤트홀(28) 측으로 이동되어 최종적으로 벤트홀(28)에서 비활성가스와 증발가스가 배출된다.
이를 통하여 유체가 증발된 증발가스에 점화가 되어 폭발되는 사고를 미연에 방지한다.

이러한 인데크 탱크(20) 내부로 유입된 비활성 가스는 구조부재(30)에 형성된 압력배출수단(40)을 통해 서로 이동할 수 있게 된다.

삭제

다음 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물용 인데크 탱크의 작동방법을 상세하게 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인데크 탱크(20)는 해양구조물의 탑사이드에 설치될 수 있으며, 탑사이드에 설치되어 있는 구조물을 이용하여 해양구조물 자체에 탱크를 형성하게 된다.

즉, 인데크 탱크(20)는 해양구조물에 수직으로 설치되어 있는 구조물과 구조물 사이에 측면판(21)을 용접 등으로 고정 설치하며, 인데크 탱크(20)의 바닥면을 이루는 바닥판(22)을 용접 등으로 고정 설치하게 된다.

아울러 측면판(21)의 상면에는 바닥판(22)과 동일하게 고정 설치한다. 이와 함께 인데크 탱크(20)에는 저장하고자 하는 유체를 공급할 수 있는 인렛 배관(25)이 연결 설치되며, 유체의 과압으로 인하여 유체가 배출될 수 있는 오버플로우(26)가 연결 설치된다.

또한 인데크 탱크(20)의 상측 내부에는 상면판(23)을 안정적으로 지지할 수 있는 구조부재(30)가 일정 간격으로 설치되며, 구조부재(30)에는 인렛 배관(25)으로부터 유입된 유체에 의하여 발생되는 압력을 배출시킬 수 있는 압력배출수단(40)이 마련된다.

상기 압력배출수단(40)은 구조부재(30)에 일정 크기로 유로(구멍)를 형성하게 되며, 유로는 구조부재(30)의 수평 및 수직 방향을 따라 일정 간격으로 다수 형성된다.

상기 인데크 탱크(20)에는 인렛 배관(25)을 통해 유체가 유입되며, 유체는 인데크 탱크(20) 내부에 채워지면서 유체의 수위가 높아지게 된다.

이렇게 수위가 높아짐에 따라 유체는 구조부재(30)의 하단에서부터 상부를 향해 상승하게 되며, 상승되는 유체는 오버플로우(26)을 통하여 일부 유체가 다른 공간으로 이동하게 된다. 또한, 안전을 이유로 관로(27)에 비활성 가스가 유입되고, 이 유입된 비활성 가스는 구조부재(30)에 형성된 구멍(40)을 관통하고 최종적으로 유체가 증발된 증발가스와 함께 벤트홀(28)로 배출된다. 위와 같은 과정을 통하여 안전이 도모될 수 있다.

이와 같이 유체가 구조부재(30)에 의해 구획된 공간에 구애됨이 없이 이동할 수 있게 되어 증기압이 발생하지 않게 되며, 유체가 인데크 탱크(20)의 상면판(23)에 근접하게 저장될 수 있어 필요로 하는 유체를 충분히 저장할 수 있게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

20: 인데크 탱크 21: 측면판
22: 바닥판 23: 상면판
25: 인렛 배관 26: 오버플로우
27: 관로 28: 벤트홀
30: 구조부재 40: 압력배출수단

Claims (4)

1. 해양구조물에 일정한 간격으로 배치되는 구조물, 상기 구조물의 외면을 따라 일정 공간을 갖도록 설치되는 측면판, 상기 구조물의 하면에 설치되는 바닥판, 상기 구조물의 상면에 설치되는 상면판이 구비된 해양구조물용 인데크 탱크로서,
   상기 상면판에서 하면판 방향으로 연장되며 일정 간격으로 배치되어 다수의 구획된 공간을 형성하는 구조부재,
   상기 구조부재에 복수개로 형성되며 가스 또는 유체가 상기 구조부재를 관통하여 이동될 수 있도록 일정 직경을 가지는 구멍으로 이루어진 압력배출수단
   상기 상면판에 형성되어 비활성 가스를 공급하는 관로와 상기 상면판에서 상기 관로와 이격된 위치에 형성되며 상기 관로로 유입된 비활성 가스와 유체가 증발된 가스가 상기 구멍을 통하여 이동된 후 배출되는 벤트홀
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양구조물용 인데크 탱크.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 구멍은 상기 구조부재의 수직 방향 및 수평 방향을 따라 일정 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해양구조물용 인데크 탱크.
4. 삭제

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