KR101884850B1 - 액화천연가스 운반선 - Google Patents

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Abstract

액화천연가스 운반선이 제공된다. 액화천연가스 운반선은, 선체의 종방향으로 나열되며, 방벽으로 둘러싸여 이루어진 복수의 카고 탱크; 상기 복수의 카고 탱크 사이의 이격 공간에 배치된 코퍼댐; 및 상기 코퍼댐을 지나 상기 복수의 카고 탱크의 하부에서 상기 종방향으로 연장하며 상기 각각의 카고 탱크의 하부에서 상기 방벽의 복수의 지점에 연결되어 상기 방벽 내부로 질소 가스를 공급하는 질소 가스 공급 라인을 포함한다.

Description

액화천연가스 운반선{A LNG carrier ship}
본 발명을 액화천연가스 운반선에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스 즉, LNG(Liquified Petroleum Gas)는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스(NG; Natural Gas)를 영하 162의 초저온 상태로 냉각하여 그 부피를 대략 1/600정도로 감소시킨 것이다. 상기한 액화천연가스를 에너지원으로 사용하기 위해서는 액화천연가스(LNG)의 생산기지로부터 수요자까지 대량 이송하는 것이 필요하게 되는 바, 이를 위해 액화천연가스 운반선이 필요하게 된다. 상기한 액화천연가스 운반선에는 극저온 상태인 액화천연가스를 저장하기 위한 카고탱크(LNG를 싣고 다니는 탱크) 및 상기 카고탱크의 외부를 감싸고 있는 단열상자와 같은 단열구역(Cargo Containment System)이 필요하게 되는 바, 상기한 단열구역은 예를 들어, 내측면은 스테인리스 스틸을 사용하고 외부에는 폴리우레탄 폼을 사용 하여 보온성능을 극대화시킨 것을 사용하게 된다. 또한, 상기한 단열구역에는 액화천연가스의 온도 유지를 위해 질소(N2) 가스를 공급하게 된다.
(선행기술문헌)
한국공개특허 KR 10-2012-0058485
상기한 질소 가스는 카고 탱크를 이루는 방벽 구조의 IS 공간(Insulation Space) 또는 IBS 공간(Inner Barrier Spcae)에 공급될 수 있고, 삽입된 질소 가스는 일반적으로 불화성 기체에 가까운 화학특성을 보임으로써 IS 공간 또는 IBS 공간 내부의 수분 발생을 억제하며, 발생한 오염물 및 수분의 배출을 도움은 물론, 단열 공간을 형성하는 방벽 구조 내부의 온도를 유지하는 기능을 수행할 수 있다.
다만, IS 공간 또는 IBS 공간에는 예를 들어, 단열재가 채워져 있어, 그 공간이 좁고 넓게 퍼져 있으므로, 방벽 내부의 IS 공간 또는 IBS 공간으로 공급되는 질소 가스가 원활하게 방벽 구조의 내부를 순환하여 널리 확산되는 것에 어려움이 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 질소 가스를 방벽 구조의 골고루 골고루 확산할 수 있는 액화천연가스 운반선을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따른 액화천연가스 운반선은, 선체의 종방향으로 나열되며, 방벽으로 둘러싸여 이루어진 복수의 카고 탱크; 상기 복수의 카고 탱크 사이의 이격 공간에 배치된 코퍼댐; 및 상기 코퍼댐을 지나 상기 복수의 카고 탱크의 하부에서 상기 종방향으로 연장하며 상기 각각의 카고 탱크의 하부에서 상기 방벽의 복수의 지점에 연결되어 상기 방벽 내부로 질소 가스를 공급하는 질소 가스 공급 라인을 포함한다.
한편, 상기 카고 탱크의 하부에서 상기 선체의 종방향으로 연장하는 덕트킬을 더 포함하고, 상기 질소 가스 공급 라인의 적어도 일부는 상기 덕트킬을 통해 상기 카고 탱크의 하부에서 상기 종방향으로 연장한다.
한편, 상기 질소 공급 라인은 상기 카고 탱크의 상부에서 상기 선체의 종방향을 따라 연장하는 메인 질소 공급 라인 및 상기 코퍼 댐을 지나 상기 복수의 카고 탱크의 하부에서 상기 종방향으로 연장하는 개별 질소 공급 라인을 포함하고, 상기 질소 공급 라인은 복수의 연결 라인을 통해 상기 카고 탱크를 이루는 방벽 내부로 연결된다.
한편, 상기 연결 라인은 상기 방벽의 IS 공간으로 연결된다.
한편, 상기 방벽의 내벽에 보스 연결 구조로 결합된 보스 슬리브 또는 상기 방벽의 내벽에 더블링 연결 구조로 결합된 더블링 슬리브를 더 포함하되, 상기 연결 라인은 상기 보스 슬리브의 하부 또는 상기 더블링 슬리브의 하부에 연결된다.
한편, 상기 보스 슬리브의 상부 또는 상기 더블링 슬리브의 상부에 연결되는 연장 라인을 더 포함하되, 상기 연장 라인은 상기 방벽의 IBS 공간으로 연결된다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 운반선의 예시적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 운반선의 하나의 카고 탱크 및 이에 연결되는 질소 공급 라인을 함께 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III' 라인을 따라 절개한 본 발명의 일 실시예에 따른 카고 탱크의 단면도이다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대 도시한 확대 단면도이다.
도 5는 도 2의 V-V' 라인을 따라 절개한 본 발명의 일 실시예에 다른 카고 탱크의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크의 단면도이다.
도 7은 도 6에서 카고 탱크와 개별 질소 공급 라인의 연결 구조를 확대한 확대 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 운반선의 예시적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 운반선의 하나의 카고 탱크 및 이에 연결되는 질소 공급 라인을 함께 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에에 따른 LNG 운반선(10)은 복수의 카고 탱크(200), 코퍼댐(300), 질소 가스 공급 라인을 포함한다.
복수의 카고 탱크(200)는 선박의 종방향을 따라 복수 개가 나열될 수 있고, 예시적으로 적어도 제1 카고 탱크(200a) 및 제2 카고 탱크(200b)를 포함할 수 있다.
카고 탱크(200)는 내부에 단열재가 채워져 예를 들어 2차 방벽 구조로 이루어진 방벽에 의해 둘러싸인 공간으로서, 그 내부에 액화천연가스가 단열 보관되는 공간에 대응될 수 있다.
코퍼댐(300)은 나열된 복수의 카고 탱크(200) 사이의 이격 공간으로서, 독립된 격벽을 이루는 공간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 하나의 카고 탱크(200)가 손상되는 경우에, 코퍼댐(300)은 일종의 완충구역으로 작용할 수 이쏙, 손상된 하나의 카고 탱크(200) 및 이로 인하여 유출된 액화천연가스를 안전하게 처리하는 역할을 수행할 수 있다.
질소 가스 공급 라인은 메인 질소 공급 라인(100) 및 개별 질소 공급 라인(110)을 포함할 수 있다.
메인 질소 공급 라인(100)은 예를 들어, 카고 탱크(200)의 상부에서 선체의 종방향을 따라 연장하며 질소 가스 공급원(20)으로부터 공급된 질소 가스를 개별 질소 라인으로 전달할 수 있다.
개별 질소 공급 라인(110)은 메인 질소 공급 라인(100)으로부터 코퍼댐(300)을 통과하여 복수의 카고 탱크(200)의 하부로 연장할 수 있다. 개별 질소 공급 라인(110)은 하나의 카고 탱크(200)의 하부에서 선박의 종방향으로 연장할 수 있다. 카고 탱크(200)의 하부에서 연장하는 개별 질소 공급 라인(110)은 복수의 연결 라인(120)을 통하여 카고 탱크(200)를 이루는 방벽의 복수의 복수의 지점에서 연결될 수 있다. 이에, 하나의 카고 탱크(200)를 이루는 방벽 또는 방벽 구조의 복수의 지점으로 질소 가스가 공급될 수 있고, 방벽 내부의 IS 공간 또는 IBS 공간에 골고루 질소 가스를 공급할 수 있다.
도시되지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 운반선은 이중선체탱크(Dobule Bottom Tank) 구조를 가질 수 있고, 선체 하부의 중앙부에서, 즉, 카고 탱크(200) 하부의 중앙부에서, 이중 선체 구간을 종방향으로 통과하는 덕트킬을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 개별 질소 공급 라인(110)은 코퍼댐(300)을 지나 덕트킬을 통해 카고 탱크(200)의 하부에서 종방향으로 연장될 수 있다.
도 3은 도 2의 III-III' 라인을 따라 절개한 본 발명의 일 실시예에 따른 카고 탱크(200)의 단면도이다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대 도시한 확대 단면도이다.
도 5는 도 2의 V-V' 라인을 따라 절개한 본 발명의 일 실시예에 다른 카고 탱크(200)의 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크(200)의 방벽은, 상부 인슐레이션보드(210)와, 하부 인슐레이션 보드(220)를 포함한다.
상기 상부 인슐레이션 보드(210)는 1차 방벽부(230)와 2차 방벽부(240) 사이의 공간인 이너 베리어 스페이스(IBS: Inner Barrier Space: S1)에 수용되어 설치될 수 있으며, 상기 하부 인슐레이션 보드(220)는 선박의 내벽(250)과 2차 방벽부(240) 사이의 공간인 인슐레이션 스페이스(IS: Insulation Space: S2)에 수용되어 설치될 수 있다.
또한, 상기 상부 인슐레이션 보드(210) 및 하부 인슐레이션 보드(220)는 상기 이너 베리어 스페이스(S1) 및 인슐레이션 스페이스(S2)에 모서리가 상호 대향되게 배열 설치되어 카고 탱크(200)를 단열시키기 위해 단열 성능이 우수한 폴리우레탄 폼(211, 221)과 같은 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 상부 인슐레이션 보드(210) 및 하부 인슐레이션 보드(220)에는 액화천연가스(G)의 하중을 고르게 분산시키기 위해 플라이우드(Plywood: 212, 222)와 같은 압축 강도가 큰 목재 재질의 합판이 형성될 수 있다.
상기 1차 방벽부(230)는, 액화천연가스(G)를 저장하기 위한 저장공간을 기밀시키기 위한 것으로, 주름부(231)가 형성되어 슬로싱을 저감시키는 기능을 할 수 있다.
상기 2차 방벽부(240)는, 상기 상부 인슐레이션 보드(210)와 하부 인슐레이션 보드(220)의 사이에 형성되어 상기 1차 방벽부(230)의 보조 밀폐 기능을 갖는 것으로, 메인 2차 방벽(241)과, 보조 2차 방벽(242)으로 구성될 수 있다.
상기 메인 2차 방벽(241)은 상기 상부 인슐레이션 보드(210)와 상기 하부 인슐레이션 보드(220) 사이에 형성되고, 상기 보조 2차 방벽(242)은 배열 설치되는 상기 하부 인슐레이션 보드(220) 사이에 형성된 갭의 상부에 형성되어 상기 메인 2차 방벽(241)의 연결 및 상기 인슐레이션 스페이스(S2)가 밀폐되도록 할 수 있다. 이때, 상기 보조 2차 방벽(242)은 상기 메인 2차 방벽(241)과 동일한 재질일 수 있고 단지 규격만 상이한 형태의 구조로 형성될 수 있다.
한편, 배열 설치된 상기 하부 인슐레이션 보드(220)의 사이에 형성된 상기 갭에는 글라스 울(glass wool)과 같은 충진제(260)가 채워질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 개별 질소 공급 라인(110)은 하나의 카고 탱크(200) 하부에서 복수의 연결 라인(120)을 통해 내벽(250)을 관통하여 IS 공간 내부로 연결될 수 있다. 연결 라인(120)이의 개수 및 설치 위치는 카고 탱크(200)를 이루는 방벽 구조의 설계 프로퍼티에 따라 상이할 수 있고, IS 공간이 협소하여 질소 가스의 순환이 어려운 구조일수록 더 많은 연결 라인(120)을 형성할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 연결 라인(120)은 보스 연결 구조(Boss connection)를 통해 내벽(250)을 관통하여 IS 공간으로 연결될 수 있다. 보스 연결 구조는 내벽(250)을 관통하여 용접 설치되는 보스 슬리브(130)를 포함할 수 있고 연결 라인(120)은 보스 슬리브(130) 내부에 삽입될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크(200)의 단면도이다.
도 7은 도 6에서 카고 탱크(200)와 개별 질소 공급 라인(110)의 연결 구조를 확대한 확대 단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크(200) 및 개별 질소 공급 라인(110)의 연결 구조에 대하여, 도 3을 통해 설명된 연결 구조와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대하여 동일한 식별 부호를 사용하며 반복되는 설명은 생략된다.
도 6 및 도 7을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 개별 질소 공급 라인(110)은 카고 탱크(200)의 하부의 복수의 지점에서 카고 탱크(200)의 방벽 내부의 IBS 공간에 연결될 수 있다.
더욱 구체적으로, 개별 질소 공급 라인(110)은 연결 라인(120)을 통해 보스 연결 구조를 이루는 보스 슬리브(132)에 연결될 수 있다. 보스 슬리브(132)는 이어 연장 라인(140)을 통해 IBS 공간으로 연결될 수 있다.
보스 슬리브(132)는 내벽(250)을 관통하여, 내벽(250) 용접되어 설치될 수 있다. 연결 라인(120)은 보스 슬리브(132)의 하부에 삽입 연결될 수 있고, 연장 라인(140)은 보스 슬리브(130)의 상부에 삽입 연결될 수 있다. 연장 라인(140)은, 예를 들어, 2차 방벽(240)의 하부에서 단열재, 즉, 폴리우레탄 폼(221) 사이의 이격 공간을 통해 상부로 연장할 수 있고, 보조 2차 방벽(242)를 관통하여 IBS 공간으로 연결될 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 연장 라인(140)은 폴리우레탄 폼(221)을 관통하여 상부로 연장될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크(200)의 단면도이다.
도 8에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크(200) 및 개별 질소 공급 라인(110)의 연결 구조에 대하여, 도 3을 통해 설명된 연결 구조와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대하여 동일한 식별 부호를 사용하며 반복되는 설명은 생략된다.
도 8을 참조하면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 개별 질소 공급 라인(110)은 카고 탱크(200)의 하부의 복수의 지점에서 카고 탱크(200)에 더블링 연결 구조(Double ring connection)에 의하여 연결될 수 있다.
즉, 도 8에 도시된 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 액화천연가스 운반선은 그 카고 탱크(200)와 개별 질소 공급 라인(110)이 연결 라인(120)을 통해 더블링 연결 구조에 의해 연결되는 점에서 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조와 차이가 있다.
더블링 연결 구조는 내부에 중공이 형성되며 외면으로부터 돌출한 환형 링을 포함하는 더블링 슬리브(134)를 포함할 수 있다. 더블링 슬리브(134)의 환형 링은 방벽을 이루는 내벽(250)의 하면에 용접되어 연결 부위의 강도를 보강할 수 있다. 연결 라인(120)은 더블링 슬리브(134)의 하부에서 삽입되어 연결될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크(200)의 단면도이다.
도 9에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크(200) 및 개별 질소 공급 라인(110)의 연결 구조는, 도 6 및 도 7로 도시된 IBS로 연결되는 연결 구조에 비하여, 보스 연결 구조가 아닌 도 8의 실시예와 같은 더블링 연결 구조가 사용되는 점에서 차이가 있다. 즉, 도 9에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시예에서, 연결 라인(120)은 더블링 슬리브(136)의 하부에 결합되고 연장 라인(140)은 더블링 슬리브(136)의 상부에 결합될 수 이다. 간결 성을 위하여, 도 6 및 7에 도시된 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대하여 동일한 식별 부호를 사용하며 반복되는 설명은 생략된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 메인 질소 공급 라인 110: 개별 질소 공급 라인
120: 연결 라인 200: 카고 탱크
300: 코퍼댐

Claims (6)

  1. 선체의 종방향으로 나열되며, 방벽으로 둘러싸여 이루어진 복수의 카고 탱크;
    상기 복수의 카고 탱크 사이의 이격 공간에 배치된 코퍼댐; 및
    상기 코퍼댐을 지나 상기 복수의 카고 탱크의 하부에서 상기 종방향으로 연장하며 상기 각각의 카고 탱크의 하부에서 상기 방벽의 복수의 지점에 연결되어 상기 방벽 내부로 질소 가스를 공급하는 질소 가스 공급 라인을 포함하며,
    상기 질소 가스 공급 라인은 상기 카고 탱크의 상부에서 상기 선체의 종방향을 따라 연장하는 메인 질소 공급 라인 및 상기 코퍼댐을 지나 상기 복수의 카고 탱크의 하부에서 상기 선체의 종방향으로 연장하는 개별 질소 공급 라인을 포함하고,
    상기 질소 가스 공급 라인은 복수의 연결 라인을 통해 상기 카고 탱크를 이루는 방벽 내부로 연결되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 카고 탱크의 하부에서 상기 선체의 종방향으로 연장하는 덕트킬을 더 포함하고, 상기 질소 가스 공급 라인의 적어도 일부는 상기 덕트킬을 통해 상기 카고 탱크의 하부에서 상기 종방향으로 연장하는, 액화천연가스 운반선.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 연결 라인은 상기 방벽의 IS 공간으로 연결되는, 액화천연가스 운반선.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 방벽의 내벽에 보스 연결 구조로 결합된 보스 슬리브 또는 상기 방벽의 내벽에 더블링 연결 구조로 결합된 더블링 슬리브를 더 포함하되, 상기 연결 라인은 상기 보스 슬리브의 하부 또는 상기 더블링 슬리브의 하부에 연결되는, 액화천연가스 운반선.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 보스 슬리브의 상부 또는 상기 더블링 슬리브의 상부에 연결되는 연장 라인을 더 포함하되, 상기 연장 라인은 상기 방벽의 IBS 공간으로 연결되는, 액화천연가스 운반선.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100110090A (ko) * 2009-04-02 2010-10-12 대우조선해양 주식회사 질소를 이용한 액화가스 저장탱크의 치환장치
KR20110130135A (ko) * 2010-05-27 2011-12-05 삼성중공업 주식회사 액화천연가스 저장탱크를 구비한 선박 및 부유식 해상 구조물

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