KR101890012B1 - 액체 천연 가스〔lng〕의 격납을 위한 배열체 - Google Patents

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Abstract

본원 발명은 해양 구조물의 선체 격납체에서 액체 천연 가스(LNG)를 격납하기 위한 배열과 관련된 것으로서, 자가-지지형 일차적인 배리어, 상기 자가-지지형 일차적인 배리어를 둘러싸는 이차적인 배리어, 및 상기 자가-지지형 일차적인 배리어와 상기 이차적인 배리어 사이의 접근 공간을 포함하고, 상기 자가-지지형 일차적인 배리어가 액밀형 자가-지지형 LNG 탱크이고 상기 이차적인 배리어를 관통하는 지지 장치에 의해서 선체 격납체와 연결되고, 상기 이차적인 배리어가 상기 선체의 내부 표면과 연결된 액밀 단열체이고 가요성 액밀 밀봉부에 의해서 상기 지지 장치에 대해서 밀봉되고, 그에 따라 상기 자가-지지형 일차적인 배리어 및 이차적인 배리어가 상기 선체 격납체와 분리적으로 연결되어 상기 일차적인 배리어와 상기 이차적인 배리어 사이의 힘 전달을 방지한다.

Description

액체 천연 가스〔LNG〕의 격납을 위한 배열체{ARRANGEMENT FOR CONTAINMENT OF LIQUID NATURAL GAS〔LNG〕}
본원 발명은 선박과 같은 해양 구조물의 선체(hull) 격납체 내에서 액체 천연 가스(LNG)를 격납하기 위한 배열체에 관한 것으로서, 자가-지지형 일차적인(primary) 배리어, 상기 자가-지지형 일차적인 배리어를 둘러싸는 이차적인 배리어, 및 상기 자가-지지형 일차적인 배리어와 상기 이차적인 배리어 사이의 접근 공간을 포함한다.
여기에서 언급된 모든 관련 격납체는 액체 가스를 위한 것이다. LNG를 포함하는, 본원 발명과 관련된 모든 액체 가스에 대해서 공통적으로, 그러한 액체 가스가 상온 보다 상당히 낮은 온도에서 저장된다.
해양 LNG 격납 시스템은 단열된 액밀(液密) 격납체이다. LNG는 격납체 내에서 매우 저온으로 유지되고, 단열 목적은 LNG를 열의 유입으로부터 절연시키기 위한 것이고 LNG 선박의 선체 구조물을 LNG의 매우 낮은 온도로부터 보호하기 위한 것이다.
해양 LNG 격납 시스템은 국제 해양 기구(International Maritime Organization; IMO)에 의해서, IGC 코드로서 일반적으로 공지된, 액화 가스를 벌크로 운송하기 위한 선박의 구조 및 장비에 관한 국제 코드로 분류된다. IGC 코드는 현재의 LNG 화물 격납 시스템을 멤브레인(membrane) 및 독립적인 탱크 유형 A, B 및 C로서 분류한다.
멤브레인 LNG 격납 시스템은 얇은 LNG 배리어(일차적인 배리어) 및 LNG 배리어 외부의 수집 배리어(이차적인 배리어)를 기초로 한다. 양 배리어는 인접하는 선박 선체 구조물에 대한 단열체를 통해서 지지된다. 그러한 LNG 격납체는, 선박 선체가 하중 지탱(bearing) 구조물을 형성한다는 점에서, 자가-지지형이 아니다. 멤브레인 LNG 격납 시스템은, 일차적인 배리어 누설의 경우에 전체 시스템의 무결성(integrity)을 보장하기 위한 이차적인 배리어를 구비한다.
액체 가스를 위한 독립적인 탱크 유형 A, B 및 C 는, 선박 선체 구조의 일부를 형성하지 않는 완전히 자가-지지되는 일차적인 배리어이다. 자가-지지는, 탱크 내부의 액체로부터의 하중이 탱크 구조물 및 플레이팅(plating)에 의해서 취해진다는 것 그리고 탱크가 지지부를 통해서 하중을 선체 구조물로 전달한다는 것을 의미한다.
IMO 독립형 탱크 유형 A는, 주로 전통적인 선박-구조 분석 과정을 이용하여 설계된 탱크이다. 만약 대기압에서 화물 온도가 -10 ℃ 이하라면, 유형 A 탱크 주위의 완전한 이차적인 배리어가 요구된다. 이차적인 배리어는 일차적인 배리어의 완전한 붕괴를 견디도록 구성된다.
IMO 독립형 탱크 유형 A는, 또한 LPG라고도 지칭되는, 액체 석유 가스를 위한 선박에서 통상적으로 이용되고 있다. LPG의 가장 낮은 온도는 -55 ℃이고, IMO 독립형 탱크 유형 A의 LPG용 선박에서, 탱크(일차적인 배리어)의 붕괴의 경우에 LPG를 수집하도록, 선체 격납체가 저온 강으로 제조된다. 그에 따라, 선체 구조물은 IMO 독립형 탱크 유형 A의 LPG용 선박에 대해서 이차적인 배리어로서 작용한다. 선박 선체가 LNG에 대한 이차적인 배리어로서 작용하는 것은 IGC 코드가 허용하지 않는데, 이는 LNG의 매우 낮은 온도 때문이다.
유형 B 및 C 탱크는 선박에서 LNG를 위해서 이용되는 공지된 탱크 유형이다. 그러한 유형 B 및 C 탱크는, 탱크(일차적인 배리어)의 완전한 붕괴가 가능하지 않도록, 그리고 결과적으로 완전한 이차적인 배리어가 요구되지 않도록 유형 B 및 C 탱크가 구축된다는 점에서, 유형 A와 상이하다.
유형 B 및 유형 C LNG 탱크는 지지부를 통해서 선체 구조물로 하중을 전달하고, 단열체가 탱크(일차적인 배리어)에 부착된다. 이는 LPG에 대한 유형 A 탱크와 유사하다.
Conch LNG 회사가 LNG의 벌크 운송 개념, 및 LNG 격납 시스템을 개척하였다. Conch 개념은 하중 지탱 단열체에 배치되는 LNG 일차적인 배리어를 기초로 하였다. Conch 설계안은 현재 LNG 격납체로서 이용되지 않는다.
Conch 설계안에서, US 특허 3 974 935(Conch)에 개시된 바와 같이, 일차적인 LNG 탱크는, 외부 절연체의 일부인 이격된 목재 지탱부(bearer) 부재(예를 들어, 발사(balsa) 목재) 상에서 지지된다. 하중 지탱 재료의 지탱부 부재를 포함하는 탱크의 기저부를 지지하는 절연 층이 일차적인 배리어와 직접적으로 접촉하고 탱크의 하중 중량을 지지한다. 힘이 일차적인 배리어로부터 이차적인 배리어로 직접적으로 전달되고, 일차적인 배리어에 대한 충격이 이차적인 배리어로 직접적으로 전달될 수 있고, 또는 그 반대가 될 수 있을 것이다.
본원 발명에서, 일차적인 배리어와 이차적인 배리어 사이의 힘 전달을 방지하기 위해서, 자가-지지형 일차적 배리어 및 이차적인 배리어가 선체 격납체와 분리되어 연결된다는 점에서, 본원 발명은 Conch 특허와 상이하다.
본원 발명에서, 일차적인 배리어와 이차적인 배리어 사이의 모든 측부(side)(위쪽, 아래쪽 및 모든 측부)에 대한 접근 공간이 존재한다는 점에서, 본원 발명은 또한 Conch 특허와 상이하다.
본원 발명은, 멤브레인 격납체에서, 일차적인 배리어가 강성의 자가-지지형 탱크가 아니고, LNG로부터 일차적인 배리어 및 이차적인 배리어 모두를 통해서 선체 구조물로 하중을 전달하는 얇은 멤브레인이라는 점에서, 멤브레인 LNG 격납체와 상이하다.
본원 발명이 완전한 이차적인 배리어를 가진다는 점에서, 본원 발명은 IMO 유형 B 및 IMO 유형 C LNG 격납체와 상이하다. 본원 발명에서, IGC 코드에서의 일차적인 배리어로서 규정된 LNG 탱크, 및 IGC 코드에서 이차적인 배리어로서 규정된 단열체가 직접적인 구조적 연결을 가지지 않고 그들 사이에서 어떠한 직접적인 하중도 전달하지 않는다는 점에서, 본원 발명은 IMO 유형 B 및 IMO 유형 C LNG 격납체와 상이하다. 배리어 중 하나 상으로 가해지는 충격력이 다른 배리어로 전달되지 않을 것이다. 한편으로, 유형 B 및 C 탱크에서 단열체가 탱크에 직접적으로 부착된다. LPG를 위한 본 IMO 유형 A 격납체에서, 일차적인 배리어를 위한 지지부가 하중을 인접한 이차적인 배리어 구조물로 전달한다는 점에서, 본원 발명은 IMO 유형 A 격납체와 상이하다. 본원 발명은, 일차적인 배리어를 위한 지지부가 하중을 인접한 구조물로 전달하고 그에 따라 이차적인 배리어로의 하중 전달을 방지하도록 배열된 LNG의 격납체를 위한 배열체이다.
본원 발명은 해양 구조물의 선체 격납체에서 액체 천연 가스(LNG)를 격납하기 위한 배열체와 관련된 것으로서, 자가-지지형 일차적인 배리어, 상기 자가-지지형 일차적인 배리어를 둘러싸는 이차적인 배리어, 및 상기 자가-지지형 일차적인 배리어와 상기 이차적인 배리어 사이의 접근 공간을 포함하고, 상기 자가-지지형 일차적인 배리어가 액밀형 자가-지지형 LNG 탱크이고 상기 이차적인 배리어를 관통하는 지지 장치에 의해서 선체 격납체와 연결되고, 상기 이차적인 배리어가 상기 선체 격납체의 내부 표면과 연결된 액밀 단열체이고 가요성 액밀 밀봉부에 의해서 상기 지지 장치에 대해서 밀봉되고, 그에 따라 상기 자가-지지형 일차적인 배리어 및 이차적인 배리어가 상기 선체 격납체와 분리적으로 연결되어 상기 일차적인 배리어와 상기 이차적인 배리어 사이의 힘 전달을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 배열체의 실시예에서, 이차적인 배리어가 연결 장치에 의해서 선체 격납체 플레이팅과 연결된다.
격납체를 위한 상기 배열체의 추가적인 실시예에서, 이차적인 배리어가 상기 선체 격납체의 내부 표면 상으로 분무(spray)된다.
격납체를 위한 상기 배열체의 추가적인 실시예에서, 자가-지지형 일차적인 배리어를 위한 지지 장치가 상기 선체 구조물 거더(girder)에 위치된다.
격납체를 위한 상기 배열체의 추가적인 실시예에서, 액밀 자가-지지형 LNG 탱크가 IMO 독립형 탱크 유형 A이다.
격납체를 위한 상기 배열체의 추가적인 실시예에서, 상기 해양 구조물이 선박이다.
격납체를 위한 상기 배열체의 추가적인 실시예에서, 상기 해양 구조물이 바지 또는 다른 부유 유닛이다.
도 1은 해양 구조물의 선체 격납체 내에서 액체 천연 가스(LNG)를 격납하기 위한 본원 발명에 따른 배열체를 도시한다.
도 2는 자가-지지형 LNG 탱크 일차적인 배리어를 위한 지지 장치와 관련한 상세 부분을 도시한 도면이다.
도 1은 해양 구조물의 선체 격납체(8)에서 액체 천연 가스(LNG)의 격납을 위한 본원 발명에 따른 배열체를 도시하고, 상기 배열체는 액밀 자가-지지형 LNG 탱크 일차적인 배리어(1), 상기 일차적인 배리어(1)를 둘러싸는 이차적인 배리어(3), 및 상기 일차적인 배리어(1)와 상기 이차적인 배리어(3) 사이의 접근 공간(6)을 포함한다. 상기 액밀 자가-지지형 LNG 탱크 일차적인 배리어(1)가 상기 이차적인 배리어(3)를 관통하는 지지 장치(2)에 의해서 선체 격납체(8)와 연결된다. 상기 액밀 단열 이차적인 배리어(3)는 상기 선체 격납체(8)의 내부 표면과 연결되고 가요성 액밀 밀봉부(4)에 의해서 상기 지지 장치(2)에 대해서 밀봉된다.
도 2에서, 액밀 자가-지지형 LNG 탱크 일차적인 배리어(1), 지지 장치(2), 액밀 단열 이차적인 배리어(3), 가요성 액밀 밀봉부(4), 접근 공간(6), 및 선체 격납체(8)가 더 구체적으로 도시되어 있다. 또한, 도 2는 선체 구조물 거더(7), 및 상기 이차적인 배리어(3)를 상기 선체 격납체 플레이팅과 연결하기 위한 연결 장치(5)를 도시한다.
상기 해양 구조물이 바람직하게 선박이다. 상기 해양 구조물이 또한 바지나 다른 부유 유닛과 같은 다른 해양 구조물일 수 있을 것이다.
본원 발명은 LNG 저장 및 운송을 위한 선박 및 기타 해양 구조물 내에서 액체 천연 가스(LNG)를 격납하기 위한 배열체이다. 그러한 배열체는 선체 격납체(8) 내부의 지지 장치(2)와 함께 일차적인 배리어(1)로서 자가-지지형 독립형 LNG 탱크, 상기 선체 격납체(8)에 연결된 이차적인 배리어(3), 및 상기 배리어들과 상기 지지 장치(2) 사이의 접근 공간(6)을 포함한다. 상기 일차적인 배리어와 상기 이차적인 배리어 사이의 힘 전달이 방지된다는 점에서, 상기 일차적인 배리어와 이차적인 배리어가 서로 독립적으로 배열된다.
LNG 일차적인 배리어(1)는 LNG를 수용하도록 구성된, 강성 자가-지지형 탱크, 바람직하게 IMO 독립형 탱크 유형 A이다. 상기 탱크는 탱크 지지 장치(2)에 의해서 선박 또는 해양 구조물 격납체 내의 제 위치에서 유지된다. 상기 탱크 지지 장치(2)가 선체 구조물에 고정되고 하중을 선체 구조물 내의 거더(7)로 전달한다. 전형적으로, 탱크 지지 장치는 경질(hard) 목재 또는 다른 단열 지지 재료로 제조된다. 일차적인 배리어의 열적 수축 및 팽창을 허용하기 위해서, 지지 장치가 일차적인 배리어에 대한 슬라이딩 표면을 가진다. 탱크의 길이방향 중심선 및 횡단방향 횡단면을 따른 특정 지지 장치가 횡단방향 및 길이방향 각각으로 고정되어 탱크를 제 위치에서 유지한다. 이는, 해양 액체 가스 탱크를 위해서 이용되는 공지된 방법이다.
LNG 이차적인 배리어(3)는 선체 격납체 표면 플레이팅(8)에 연결된 액밀 표면을 가지는 단열체이다. 이차적인 배리어는 LNG 탱크 일차적인 배리어(1)로부터의 LNG 누설을 견디도록 구성되고, 그에 따라 선박의 선체 및 구조물이 매우 낮은 온도의 LNG에 노출되지 않는다. 절연 표면은, LNG 일차적인 배리어 외부의, 선박의 선체 격납체 내부 표면 상에 액밀 단열 층을 형성하는 것 자체이다.
절연 배열체는 LNG 일차적인 배리어와 선박 격실체 표면 사이의 완전한 열적 및 액체 배리어로서 구성되고, 연결 장치(5)와 같은 적절한 연결 방법에 의해서 선체 격납체(8)에 직접적으로 연결된다. LNG가 탱크 내로 충진될 때, 온난(warm) 측부와 관련하여 저온 측부 상에 절연 표면이 크림핑(crimping)된다. 액밀 단열 배열체는 바람직하게 스터드 볼트로 선체 격납체 플레이팅에 연결되고, 스터드 볼트들 사이의 열적 이동을 위한 수단이 존재하도록 구성된다.
본원 발명은 독립적인 강성 내측 LNG 탱크 일차적인 배리어(1) 및 이차적인 배리어(3)로서 구성된 외측 절연 배열체를 포함하는 LNG의 격납을 위한 배열체이다. 절연체는 액밀형이고 정상 동작 중에 그리고 발생가능한 LNG 누설 중에 내측 측부에서 LNG 온도를 가질 것이고 외측 측부에서 상온에 가까운 온도를 가질 것이다. 선체 구조물에 대한 일차적인 배리어 지지 장치(2)가 이차적인 배리어(3)를 가지는 단열체를 관통하는 곳에서, 지지 장치(2)와 이차적인 배리어(3) 사이의 계면이 가요성의 액밀 밀봉부(4)에 의해서 만들어진다. 밀봉부(4)는 지지 장치(2) 주위의 중단 없는 슬리브로서 제조된다. 이차적인 배리어(3)와 지지 장치(2) 사이의 상호작용이 배리어들 사이의 힘 전달을 방지한다. 이차적인 배리어(3)의 일부인 가요성 액밀 밀봉부(4)가, 바람직하게 가능한 부가적인 기계적 체결부와 함께 접착제(glue) 접착에 의해서 지지 장치(2)에 체결된다.
일차적인 배리어(1)와 선체 구조물 사이의 지지 장치(2)는 액밀 밀봉부(4)에 대해서 가요성의 상호작용을 가지고, 그에 따라 일차적인 LNG 배리어(1)에 대한 충격이 LNG 이차적인 배리어(3)를 손상시키지 않을 것이다.
절연체를 가지는 이차적인 배리어(3)가 일차적인 배리어로부터 독립적인 스터드 볼트 또는 유사 장치(5)에 의해서 선체 격납체(8)에 연결되고, 그에 따라 이차적인 배리어(3)에 대한 충격이 일차적인 배리어(1)로 직접적으로 전달되지 않을 것이다.
본원 발명은 LNG의 격납을 위한 동일한 선체 격납체 내의 2개의 독립적인 배리어의 배열체이다. 일차적인 배리어(1)는 지지 장치(2)를 통해서 하중을 구조물의 거더(7)로 전달한다. 이차적인 배리어(3)가 스터드 볼트 또는 유사한 장치(5)를 통해서 선체 격납체 표면 플레이팅(8)에 연결된다. 지지 장치(2)와 이차적인 배리어(3) 사이의 상호작용은, 가요성 액밀 밀봉부(4)에 의해서, 힘이 하나의 배리어로부터 다른 배리어로 직접적으로 전달되는 것을 방지하도록 보장한다.
본원 발명에서, 이차적인 배리어는, 일차적인 배리어 붕괴의 경우에, LNG로부터 인접한 유지 공간 구조물로 하중을 전달한다. 이차적인 배리어 붕괴는, 선체 격납체 플레이팅 붕괴, 예를 들어 선박 충돌 또는 선박 좌초(grounding)의 경우에 발생하기 쉽다. LNG 탱크(일차적인 배리어)는 선체 구조물 상에서 자유롭게 직립하고(free standing) 그리고 지지 장치와는 단지 슬라이딩 접촉한다. 선체 격납체 플레이팅의 붕괴가 LNG 일차적인 배리어의 붕괴를 유발하지 쉽지 않을 것이다.
LNG 탱크와 선체 구조물 사이의 지지 장치가 이차적인 배리어를 관통하는 곳에서, 가요성의 액밀 밀봉부에 의해서 상호 작용이 이루어지도록, 각각의 개별적인 LNG 배리어와 선체 구조물 사이의 지지부 및 연결부가 배열된다. 충격력 및 발생가능한 손상이 하나의 배리어로부터 다른 배리어로 직접적으로 전달되지 않을 것이다.
LNG 격납 일차적인 배리어(1) 및 이차적인 배리어(3)가 그러한 배리어들 사이에 거리를 두고 배열되고, 그에 따라 양 배리어의 검사 및 수리를 위한 사람 및/또는 장비의 접근이 접근 공간(6) 내에서 이루어질 수 있다. 접근 공간(6)에 대한 접근이 다른 방식으로 배열될 수 있을 것이다. 예를 들어, 기존 접근 배열을 통해서, 또는 접근 공간(6) 내로의 홀을 컷팅하는 것에 의해서, 접근 공간(6)으로 접근할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 해양 구조물의 선체 격납체(8)에서 액체 가스를 격납하기 위한 배열체로서, 자가-지지형 일차적인 배리어(1), 자가-지지형 일차적인 배리어(1)를 둘러싸는 이차적인 배리어(3), 및 자가-지지형 일차적인 배리어(1)와 이차적인 배리어(3) 사이의 접근 공간(6)을 포함하는, 액체 가스를 격납하기 위한 배열체에 있어서,
    자가-지지형 일차적인 배리어(1)는 액밀 자가-지지형 액체 가스 탱크이고 이차적인 배리어(3)를 관통하는 지지 장치(2)에 의해서 선체 격납체(8)와 연결되고,
    이차적인 배리어(3)는 선체 격납체(8)의 내부 표면과 연결된 액밀 단열체이고 지지 장치(2) 주위의 중단 없는 슬리브로서 제조되는 가요성 액밀 밀봉부(4)에 의해서 지지 장치(2)에 대해서 밀봉되고,
    그에 따라, 자가-지지형 일차적인 배리어(1) 및 이차적인 배리어(3)가 선체 격납체(8)와 분리적으로 연결되고, 일차적인 배리어(1)와 이차적인 배리어(3) 사이의 힘 전달이 가요성 액밀 밀봉부(4)에 의해 방지되는 것을 특징으로 하는, 액체 가스를 격납하기 위한 배열체.
  2. 제1항에 있어서,
    이차적인 배리어(3)는 연결 장치(5)에 의해서 선체 격납체 플레이팅과 연결되는, 액체 가스를 격납하기 위한 배열체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    이차적인 배리어(3)는 선체 격납체의 내부 표면 상으로 분무되는, 액체 가스를 격납하기 위한 배열체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    자가-지지형 일차적인 배리어(1)를 위한 지지 장치(2)는 선체 구조물 거더(7)에 위치되는, 액체 가스를 격납하기 위한 배열체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    액밀 자가-지지형 액체 가스 탱크는 IMO 독립형 탱크 유형 A인, 액체 가스를 격납하기 위한 배열체.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    해양 구조물은 선박인, 액체 가스를 격납하기 위한 배열체.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    해양 구조물은 바지 또는 다른 부유 유닛인, 액체 가스를 격납하기 위한 배열체.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    액체 가스는 액체 천연 가스(LNG)인, 액체 가스를 격납하기 위한 배열체.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    액밀 자가-지지형 액체 가스 탱크는 액밀 자가-지지형 액체 천연 가스(LNG) 탱크인, 액체 가스를 격납하기 위한 배열체.
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