KR102014041B1 - 바이로브 또는 멀티로브 탱크 - Google Patents

바이로브 또는 멀티로브 탱크 Download PDF

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Abstract

액화 천연 가스를 저장하기 위한 바이로브 또는 멀티로브 탱크 (1) 는 적어도 두개의 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 를 포함하고, 각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 만곡된 상부 표면 및 만곡된 바닥 표면을 갖고, 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 서로 결합되어 탱크 (1) 는 물결형의 상부 표면 (12) 및 물결형의 하부 표면 (11) 을 갖는다. 각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 적어도 하나의 수평의 연결 덕트 (17, 18) 로 인접한 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 에 연결되어 수평 유동 경로가 인접한 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 최하부 지점들 (13) 사이에서 또는 인접한 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 최상부 지점들 (16) 사이에서 형성된다.

Description

바이로브 또는 멀티로브 탱크
본 발명은 청구항 1 의 서문에 따른 액화 천연 가스를 저장하기 위한 바이로브 또는 멀티로브 탱크에 관한 것이다.
천연 가스, 또는 일반적으로 그 혼합물을 실온에서 가스 형태로 만들기에 충분히 휘발성인 탄화수소들의 혼합물들은 내연 엔진들의 연료로서 연료 오일에 대한 유리한 대체물로 여겨진다. 연료로서 천연 가스를 사용하는 원양 항로용의 베슬들에서, 천연 가스는 전형적으로 액체 형태로 선상에 저장되고, 이는 일반적으로 머리 글자만을 사용하는 LNG (액화 천연 가스) 로 나타낸다. 천연 가스는 거의 섭씨 -162 도인 비등점 아래에서 그 온도를 유지함으로써 액체 형태로 유지될 수 있다. LNG 는 일반적으로 대기 압력에 가까운 압력으로 저장되지만, LNG 를 저장하기 위해 사용되는 대형 탱크들은 현저한 정수 압력들 및 소정 과압력을 견딜 필요성이 있다. 양호한 기계적 강도를 달성하기 위해, LNG 탱크들은 전형적으로 원통형 또는 구형 컨테이너들로서 구성된다. 그러나, 실제적인 이유로는, 대형 LNG 탱크들은 때때로 원통형 탱크들 대신에 바이로브 또는 멀티로브 탱크들로서 설계된다. 바이로브 탱크는 두개의 정합하는 만곡된 반부들, 예를 들면 두개의 구형 캡들 또는 두개의 원통형 세그먼트들을 포함한다. 멀티로브 탱크는 서로 결합되는 적어도 세개의 만곡된 섹션들을 포함한다. 섹션들은 부분적인 실린더들 또는 구체들일 수 있다.
수평의 실린더의 형상을 갖는 LNG 탱크는 실린더의 바닥에서 라인을 따라 진행하는 바닥 레벨을 갖는다. 유사하게, 그것은 실린더의 상단에서 라인을 따라 진행하는 상단 레벨을 갖는다. 액화 가스를 배출하기 위한 유출구는 바닥 레벨을 따라 어디든 위치될 수 있고 압력 릴리브 밸브는 상단 레벨을 따라 어디든 위치될 수 있다. 멀티로브 탱크는 몇개의 평행한 원통형 또는 구형 세그먼트들을 포함할 수 있기 때문에, 바닥 레벨은 단일한 라인에 의해서가 아니라 상승된 섹션들에 의해 서로로부터 분리된 몇개의 라인에 의해 규정된다. 유사하게, 상단 레벨은 하강된 섹션들에 의해 서로로부터 분리된 몇개의 라인에 의해 규정된다. 멀티로브 탱크를 완전히 비울 수 있도록, 몇개의 유출구들이 따라서 요구된다. 안전성의 이유로, 가스 상으로 유체를 유지하는 모든 그러한 공간들은 압력 릴리프 밸브에 직접 연결되는 것이 중요하다. 그렇지 않다면, 과압력은 탱크로부터 액체 상으로 존재하는 유체가 쏟아져 나올 수 있다. 이는 멀티로브 탱크에서 최대 유체 레벨을 제한한다.
본 발명의 목적은 액화 천연 가스를 저장하기 위한 개선된 바이로브 또는 멀티로브 탱크를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 탱크 배열체의 독특한 특징들은 청구항 1 의 특징 부분에서 주어진다.
본 발명에 따른 탱크는 적어도 두개의 탱크 섹션들을 포함하고, 각각의 탱크 섹션은 만곡된 상부 표면 및 만곡된 바닥 표면을 갖고, 탱크 섹션들은 서로 결합되어 탱크는 물결형의 상부 표면 및 물결형의 하부 표면을 갖는다. 각각의 탱크 섹션은 적어도 하나의 수평의 연결 덕트로 인접한 탱크 섹션에서 연결되어 수평 유동 경로가 인접한 탱크 섹션들의 최하부 지점들 사이에 또는 인접한 탱크 섹션들의 최상부 지점들 사이에 형성된다.
탱크 섹션들의 최하부 지점들을 연결함으로써, 단일한 유출구는 바이로브 또는 멀티로브 탱크를 비우는 데 충분하다. 탱크 섹션들의 최상부 지점들을 연결함으로써, 탱크 섹션들 사이에 가스 유동은 탱크 내측에서 액체 레벨에 관계없이 허용되고, 이는 안정성을 증가시킨다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 탱크는 두개의 인접한 탱크 섹션들의 최하부 지점들을 연결하기 위한 적어도 하나의 하부 연결 덕트 및 두개의 인접한 탱크 섹션들의 최상부 지점들을 연결하기 위한 적어도 하나의 상부 연결 덕트를 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 연결 덕트들은 탱크의 종축에 수직하고 탱크의 외측에서 탱크의 벽들에 결합되는 벌지들이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 각각의 탱크 섹션은 수평의 실린더의 세그먼트의 형상을 갖는다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 압력 릴리프 밸브를 위한 유입구는 탱크의 최상부 지점에 배열된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 탱크에는 탱크의 최하부 지점에 배열되는 유출구가 제공된다.
본 발명에 따른 원양 항로용의 베슬은 상기 설명된 바이로브 또는 멀티로브 탱크를 포함한다.
본 발명의 실시형태들은 첨부된 도면을 참조하여 아래에 보다 상세하게 설명된다.
도 1 은 LNG 탱크 배열체를 포함하는 선박의 횡단면도를 도시하고,
도 2 은 도 1 의 탱크 배열체의 평면도를 도시하고,
도 3 은 탱크 배열체의 측면도를 도시한다.
도 4 는 본 발명의 실시형태에 따른 멀티로브 탱크의 단부도를 도시하고,
도 5 는 도 4 의 멀티로브 탱크의 사시도를 도시한다.
도 1 내지 도 3 은 선박 (2) 의 LNG 탱크 배열체를 도시한다. 배열체는 LNG 탱크 (1) 를 포함한다. LNG 탱크 (1) 는 액화 천연 가스를 저장하도록 구성된 컨테이너이다. 천연 가스는 거의 섭씨 -162 도인 비등점 아래의 그 온도로 유지됨으로써 액체 형태로 유지된다. LNG 탱크 (1) 는 선박 (2) 의 종방향 중앙 라인 주위에 위치되는 탱크 홀드 (3) 에 위치된다. LNG 탱크 (1) 는 선박 (2) 의 하나 이상의 엔진들에 연료로서 서용되는 액화 가스를 저장한다.
LNG 탱크 (1) 는 단일한 쉘 구조를 갖는다. LNG 를 유지하는 공간은 내한 재료로 제조된 쉘 (6) 에 의해 형성된다. 표현“내한 재료”는 액화 천연 가스의 온도를 견딜 수 있는 재료를 칭한다. 재료의 최소 설계 온도는 최대 -165 ℃ 이어야 한다. 재료는 예를 들면, 스테인레스 강이다. 적절한 재료들은, 예를 들면, 9 % 니켈 강, 낮은 망간 강, 오스테나이트계 강들, 예를 들면 타입들 304, 304L, 316, 316L, 321 및 347 및 오스테나이트계 Fe-Ni 합금 (36 % 니켈) 이다. 절연 층 (7) 은 쉘 (6) 주위에 배열된다. 절연 층 (7) 은 예를 들면, 폴리우레탄으로 제조될 수 있다.
LNG 탱크 (1) 는 멀티로브 탱크이다. 표현 “멀티로브 탱크”는 여기서 만곡된 횡단면 프로파일을 갖고 서로 결합되어 탱크 (1) 의 쉘 (6) 이 적어도 두개의 측들에서 물결형의 형상을 갖는 적어도 세개의 탱크 섹션들을 포함하는 탱크를 칭한다. 도면들의 실시형태에서, LNG 탱크 (1) 는 부분적인 실린더의 형상을 각각 갖는 다섯개의 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 을 포함한다. 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 종방향 중앙 라인들은 서로 평행하다. 최중앙 탱크 섹션 (1c) 은 두개의 수직인 평면들에 의해 수평의 실린더로부터 세그먼트 형태를 커팅함으로써 형성된 형상을 갖는다. 다른 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1d, 1e) 은 하나의 수직인 평면에 의해 수평의 실린더로부터 세그먼트를 커팅함으로써 형성된 형상을 각각 갖는다. 탱크 (1) 의 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 수평인 평면에서 열을 지어 배열된다. 최외부 탱크 섹션들 (1a, 1e) 은 LNG 탱크 (1) 의 중간에서 세개의 섹션들 (1b, 1c, 1d) 보다 짧다. 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 단부들은 단부 캡들 (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e) 에 의해 폐쇄된다. 단부 캡들은 구형 캡 또는 부분적인 구형 캡의 형상을 가질 수 있다.
도 4 및 도 5 는 본 발명의 실시형태에 따른 멀티로브 탱크 (1) 를 도시한다. 탱크 (1) 는 도 1 내지 도 3 의 탱크 배열체에서 사용될 수 있다. 도 4 및 도 5 에서, 탱크 (1) 는 차폐부 없이 도시된다. 탱크 (1) 는 수평인 위치에 배열되도록 구성된다. 탱크 (1) 는 바닥 (11) 및 상단 (12) 을 갖는다. 사용될 때에, 상단 (12) 은 상향을 향하고 바닥 (11) 은 하향을 향한다. 탱크 (1) 를 형성하는 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 이 수평의 실린더들의 세그먼트들이기 때문에, 양쪽 바닥 표면 및 상단 표면은 물결형의 형상을 갖는다. 표면들의 각각은 따라서 트로프들 (13, 15) 및 크레스트들 (14, 16) 이 교번하는 웨이브의 횡단면 형상을 갖는다. 탱크 (1) 내측에, 탱크 (1) 의 최상부 지점들은 상단 (12) 의 크레스트들 (16) 의 영역들에 위치되고 최하부 지점들은 바닥 (11) 의 트로프들 (13) 의 영역들에 위치된다. 바닥 (11) 의 트로프들 (13) 사이에는 상승된 섹션들이 존재한다. 상단 (12) 의 크레스트들 (16) 사이에는 하강된 섹션들이 존재한다. 탱크 (1) 내측에 액체 레벨이 바닥의 크레스트들 (14) 미만일 때에, 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 사이에 액체의 직접적인 유동은 허용되지 않는다. 탱크 (1) 내측에서 액체 레벨이 상단 (12) 의 트로프들 (15) 초과라면, 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 사이에 직접적인 가스 유동은 허용되지 않는다. 모든 액체 레벨들에 있어서 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 사이에서 유동을 허용하기 위해, 탱크 (1) 에는 수평의 연결 덕트들 (17, 18) 이 제공된다. 탱크 (1) 의 상부 부분은 상부 연결 덕트들 (18) 을 포함하고 탱크의 하부 부분은 하부 연결 덕트들 (17) 을 포함한다
각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 적어도 하나의 상부 연결 덕트 (18) 로 인접한 탱크 섹션에서 연결된다. 상부 연결 덕트 (18) 는 인접한 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 최상부 지점들 사이에서 수평 유동 경로를 형성하도록 구성된다. 이는 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 사이에 가스 유동이 탱크 (1) 에서 액체 레벨에 관계없이 허용되는 것을 보장한다. 도면들의 실시형태에서, 각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 상부 연결 덕트들 (18) 로 양쪽 측들에서 인접한 탱크 섹션들에서 연결된다. 압력 릴리프 밸브를 위한 유입구는 임의의 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 최상부 지점에 배열될 수 있다. 탱크 (1) 에는 유입구 파이프를 포함하는 압력 릴리프 밸브가 제공될 수 있고 압력 릴리프 밸브는 따라서 탱크 (1) 의 최상부 지점에 위치될 필요는 없지만, 유입구 파이프는 최상부 지점으로 개방되고 압력 릴리프 밸브로의 가스 유동을 허용하는 데 충분하다.
각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 또한 적어도 하나의 하부 연결 덕트 (17) 로 인접한 탱크 섹션에서 연결된다. 하부 연결 덕트 (17) 는 인접한 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 최하부 지점들 사이에서 수평 유동 경로를 형성하도록 구성된다. 이는 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 사이의 액체 유동이 탱크 (1) 에서 액체 레벨에 관계없이 허용되는 것을 보장한다. 도면들의 실시형태에서, 각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 하부 연결 덕트들 (17) 로 양쪽 측들에서 인접한 탱크 섹션들에 연결된다. 탱크 (1) 로부터 LNG 를 배출하기 위한 유출구는 임의의 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 최하부 지점에 배열될 수 있다.
도면들의 실시형태에서, 상부 및 하부 연결 덕트들 (17, 18) 은 탱크 (1) 의 종축 (19) 에 수직한 벌지들이다. 벌지들은 탱크 (1) 외측에서 탱크 (1) 의 벽들에 결합된다. 연결 덕트들 (17, 18) 은 용접에 의해 탱크 (1) 에 결합된다. 탱크 (1) 의 상부 표면에서, 상부 연결 덕트들 (18) 의 상부 에지들은 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 최상부 지점들과 동일한 레벨에서 종축 (19) 에 수직인 방향에 존재한다. 탱크 (1) 의 하부 표면에서, 하부 연결 덕트들 (17) 의 하부 에지들은 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 최하부 지점들과 동일한 레벨로 종축 (19) 에 수직인 방향에 존재한다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 하나보다 많은 하부 연결 덕트 (17) 로 인접한 탱크 섹션에서 연결될 수 있다. 도 5 에서, 각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 두개의 하부 연결 덕트들 (17) 로 좌측에서 인접한 탱크 섹션에 그리고 두개의 하부 연결 덕트들 (17) 과 우측에서 탱크 섹션에 연결된다. 연속되는 연결 덕트들 (17) 은 탱크 (1) 의 종축 (19) 의 방향으로 서로로부터 거리를 갖고 배열된다. 상부 연결 덕트들 (18) 은 도 5 에서 하부 연결 덕트들 (17) 와 동일한 방식으로 배열될 수 있다.
본 기술 분야의 당업자는 본 발명이 상기 설명된 실시형태들에 제한되지 않고 첨부된 청구항들의 범위 내에서 변할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 멀티로브 탱크 대신에, LNG 탱크는 단지 두개의 섹션들을 갖는 바이로브 탱크일 수 있다.

Claims (7)

  1. 액화 천연 가스를 저장하기 위한 탱크 (1) 로서,
    상기 탱크는 적어도 두개의 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 을 포함하고, 각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 만곡된 상부 표면 및 만곡된 바닥 표면을 갖고, 상기 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 서로 결합되어 상기 탱크 (1) 가 물결형의 (undulating) 상부 표면 (12) 및 물결형의 하부 표면 (11) 을 갖고,
    각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 적어도 하나의 수평의 연결 덕트 (17, 18) 로 인접한 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 에 연결되어 수평 유동 경로가 상기 연결 덕트들 (17) 의 하부 에지들이 상기 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 최하부 지점들 (13) 과 동일한 레벨에서 종축 (19) 에 수직인 방향이 되도록 상기 인접한 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 상기 최하부 지점들 (13) 사이에 형성되거나 또는 상기 연결 덕트들 (18) 의 상부 에지들이 상기 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 최상부 지점들 (16) 과 동일한 레벨에서 종축 (19) 에 수직인 방향이 되도록 상기 인접한 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 상기 최상부 지점들 (16) 사이에 형성되고,
    상기 연결 덕트 (17, 18) 는 상기 탱크 (1) 의 종축 (19) 에 수직이고, 상기 탱크 (1) 외측에서 상기 탱크 (1) 의 벽들에 결합되고 용접에 의해 상기 탱크 (1) 에 결합되는 돌출부이고,
    상기 탱크 (1) 는 두개의 인접한 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 상기 최하부 지점들 (13) 을 연결하기 위한 적어도 하나의 하부 연결 덕트 (17) 및 두개의 인접한 탱크 섹션들 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 의 상기 최상부 지점들 (16) 을 연결하기 위한 적어도 하나의 상부 연결 덕트 (18) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 탱크 (1).
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    각각의 탱크 섹션 (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 은 수평의 실린더의 세그먼트의 형상을 갖는, 탱크 (1).
  4. 제 1 항에 있어서,
    압력 릴리프 밸브를 위한 유입구는 상기 탱크 (1) 의 최상부 지점 (16) 에 배열되는, 탱크 (1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 탱크 (1) 에는 상기 탱크 (1) 의 상기 최하부 지점 (13) 에 배열된 유출구가 제공되는, 탱크 (1).
  6. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 탱크 (1) 를 포함하는 원양 항로용의 베슬 (2).
  7. 삭제
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