KR102083474B1 - 액화가스 저장탱크 구조체 - Google Patents

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Abstract

액화가스 저장탱크 구조체가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체는, 내부에 저장공간이 형성되는 탱크본체; 상기 저장공간에 저장된 액화가스를 상기 저장공간 외부로 배출시키는 액화가스배출부; 상기 저장된 액화가스 중 상기 액화가스배출부를 통해 배출되지 않고 상기 저장공간에 잔류하는 잔류액화가스를 가열하여 기화시키는 가열부; 및 상기 가열부에 의해 기화된 잔류액화가스를 상기 저장공간 외부로 배출시키는 기화가스배출부를 포함한다.

Description

액화가스 저장탱크 구조체{Structure for liquefied gas storage tank}
본 발명은 액화가스 저장탱크 구조체에 관한 것이다.
액화천연가스(LNG), 액화질소(LN2)와 같은 극저온의 액화가스는 액체상태로 저장탱크 내부에 저장되어 운반될 수 있다. 저장탱크에 저장된 액화가스는 목적지 또는 사용처에서 저장탱크 외부로 배출된다.
이 경우, 저장된 액화가스는 저장탱크에 설치되는 펌프타워를 통해 배출될 수 있다. 이때, 저장된 액화가스 중 일부는 펌프타워를 통해 배출되지 않고 저장탱크 내부에 잔류액화가스로 잔류할 수 있다.
한편, 저장탱크에는 서로 다른 액화가스가 교차하여 저장될 수 있다. 예컨대, 저장탱크에는 액화천연가스 및 액화질소가 서로 교차하여 저장될 수 있다.
이때, 저장탱크에는 폭발 등의 사고를 방지하기 위해 선행 저장된 액화가스의 잔류액화가스가 모두 배출된 후, 새로운 액화가스가 유입되어야 한다.
종래의 저장탱크는 잔류액화가스의 배출에 많을 시간이 소비되고 있고, 나아가 새로운 액화가스가 저장되기까지 많은 시간이 소비되고 있는 실정이다. 따라서 잔류액화가스를 신속하게 배출할 수 있는 장치의 개발이 필요하다.
본 발명의 실시예는, 내부에 잔류하는 잔류액화가스를 신속하게 배출할 수 있는 액화가스 저장탱크 구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 저장공간이 형성되는 탱크본체; 상기 저장공간에 저장된 액화가스를 상기 저장공간 외부로 배출시키는 액화가스배출부; 상기 저장된 액화가스 중 상기 액화가스배출부를 통해 배출되지 않고 상기 저장공간에 잔류하는 잔류액화가스를 가열하여 기화시키는 가열부; 및 상기 가열부에 의해 기화된 잔류액화가스를 상기 저장공간 외부로 배출시키는 기화가스배출부를 포함하는, 액화가스 저장탱크 구조체가 제공될 수 있다.
상기 가열부는, 상기 저장공간 외부의 열매체가 상기 저장공간으로 이동하는 경로를 제공하는 유입라인; 및 상기 유입라인과 연결되며, 상기 저장공간의 바닥부에 배치되는 가열라인을 포함할 수 있다.
상기 액화가스배출부의 액화가스배출라인의 하단부는 상기 저장공간의 바닥부에 배치될 수 있다.
상기 저장된 액화가스가 설정시간 동안 상기 액화가스배출부를 통해 배출되지 않는 경우 상기 가열부를 작동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 기화가스배출부를 통해 배출되는 상기 기화된 잔류액화가스를 상기 저장공간으로 회수하여 상기 잔류액화가스를 가열하여 기화시키는 보조가열부를 더 포함할 수 있다.
상기 보조가열부는, 상기 기화된 잔류액화가스가 상기 기화가스배출부에서 상기 저장공간으로 회수되는 경로를 제공하는 회수라인; 상기 회수라인 상에 설치되는 회수펌프; 및 상기 회수라인과 연결되며, 상기 저장공간의 바닥부에 배치되고, 상기 기화된 잔류액화가스가 상기 저장공간으로 분사되는 분사노즐이 형성되는 보조가열라인을 포함할 수 있다.
상기 저장된 액화가스가 설정시간 동안 상기 액화가스배출부를 통해 배출되지 않는 경우 상기 가열부 및 상기 보조가열부를 작동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 탱크본체에는 상기 탱크본체의 바닥면에서 아래로 오목한 섬프부가 형성될 수 있다.
상기 가열부는, 상기 저장공간 외부의 열매체가 상기 저장공간으로 이동하는 경로를 제공하는 유입라인; 및 상기 유입라인과 연결되며, 상기 섬프부 내부에 배치되는 가열라인을 포함할 수 있다.
상기 액화가스배출부의 액화가스배출라인의 하단부는 상기 섬프부 내부에 배치될 수 있다.
상기 기화가스배출부를 통해 배출되는 상기 기화된 잔류액화가스를 상기 저장공간으로 회수하여 상기 잔류액화가스를 가열하여 기화시키는 보조가열부를 더 포함할 수 있다.
상기 보조가열부는, 상기 기화된 잔류액화가스가 상기 기화가스배출부에서 상기 저장공간으로 회수되는 경로를 제공하는 회수라인; 상기 회수라인 상에 설치되는 회수펌프; 및 상기 회수라인과 연결되며, 상기 섬프부 내부에 배치되고, 상기 기화된 잔류액화가스가 상기 섬프부 내부로 분사되는 분사노즐이 형성되는 보조가열라인을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 저장공간에 형성되는 가열부를 통해 저장공간에 잔류하는 잔류액화가스를 신속하며 효과적으로 기화시켜 저장공간 외부로 배출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 AA선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 액화가스배출부 및 가열부의 배치구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 섬프부, 액화가스배출부 및 가열부의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 BB선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 6의 액화가스배출부, 가열부 및 보조가열부의 배치구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 AA선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 액화가스배출부 및 가열부의 배치구조를 설명하기 위한 도면이다.
참고로, 도 1 내지 도 3에서 +X축방향은 탱크본체(110)의 전방을 나타내고, 도 1에서는 도 2에 도시된 액화가스배출라인(121)이 생략되어 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체(100)는 탱크본체(110), 액화가스배출부(120), 가열부(130) 및 기화가스배출부(140)를 포함한다.
본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 극저온의 액화가스를 저장한다. 예컨대, 액화가스는 액화천연가스(LNG), 액화질소(LN2), 액화수소(LH2) 등을 포함할 수 있다. 이러한 액화가스는 액화 및 기화가 용이할 수 있다.
본 실시예에서, 저장탱크 구조체(100)는 액화가스 운반선과 같은 해양구조물의 선체(미도시)에 설치될 수 있다. 이 경우, 본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 액화가스를 저장하고, 사용처 등으로 운반될 수 있다.
다른 실시예에서, 도시되지 않았지만, 저장탱크 구조체는 육상구조물 등 다양한 구조물에 설치될 수 있다.
탱크본체(110)는 도 1 및 도 2와 같이 내부에 저장공간(111)이 형성된다. 저장공간(111)은 도 1과 같이 탱크본체(110)의 측벽으로 둘러싸인 내부 공간일 수 있다.
탱크본체(110)의 측벽은 단열을 위하여 이중방벽 구조로 형성될 수 있다. 다시 말해, 탱크본체(110)의 측벽은 저장공간(111)을 향해 설치되는 1차단열방벽(미도시) 및 1차단열방벽의 외측면에 설치되는 2차단열방벽(미도시)으로 구성될 수 있다. 이와 같은 탱크본체(110)의 이중방벽 구조는 공지된 다양한 형태로 형성될 수 있고, 그 상세한 설명을 생략한다.
저장공간(111)에는 액화가스가 저장된다. 이 경우, 탱크본체(110)의 측벽에는 액화가스가 탱크본체(110) 외부에서 저장공간(111)으로 유입되는 유입구(미도시)가 형성될 수 있다.
액화가스배출부(120)는 저장공간(111)에 저장된 액화가스를 저장공간(111) 외부로 배출시킨다. 다시 말해, 액화가스배출부(120)는 탱크본체(110) 내부에 저장된 액화가스를 탱크본체(110) 외부로 배출시킨다.
예컨대, 저장공간(111)에 저장된 액화가스는 선체(미도시)가 사용처에 도착한 경우, 사용처로 이송될 수 있다. 이 경우, 저장된 액화가스는 액화가스배출부(120)를 통해 사용처로 이송될 수 있다.
본 실시예에서, 액화가스배출부(120)는 도 1 내지 도 3과 같이 액화가스배출라인(121, 122, 123)을 포함할 수 있다.
액화가스배출라인(121, 122, 123)은 저장된 액화가스가 저장공간(111) 외부로 배출되는 경로를 제공할 수 있다.
액화가스배출라인(121, 122, 123)은 저장공간(111)에서, 즉 탱크본체(110) 내부에서 상하방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 액화가스배출라인(121, 122, 123)의 상단부는 탱크본체(110)의 상측벽을 관통하여 탱크본체(110) 외부로 연장될 수 있다. 그리고 액화가스배출라인(121, 122, 123)의 하단부는 저장공간(111)의 바닥부에 배치될 수 있다. 이때, 액화가스배출라인(121, 122, 123)의 하단은 탱크본체(110)의 바닥면을 마주 볼 수 있다.
예컨대, 액화가스배출라인(121, 122, 123)은 도 1 내지 도 3과 같이 3개가 제공될 수 있다. 3개의 액화가스배출라인(121, 122, 123)은 트러스 구조로 서로 연결될 수 있다.
이 경우, 3개의 액화가스배출라인(121, 122, 123) 중 2개의 액화가스배출라인(121, 122)은 평상시 사용되고, 나머지 1개의 액화가스배출라인(123)은 상기 2개의 액화가스배출라인(121, 122) 중 어느 하나가 작동하지 않는 경우와 같이 비상시 사용될 수 있다.
이외에도, 액화가스배출라인은 도시되지 않았지만, 탱크본체의 크기 등을 고려하여 다양한 구조로 제공될 수 있다.
액화가스배출라인(121, 122, 123)의 하단부에는 배출펌프(미도시)가 형성될 수 있다. 이 경우, 저장된 액화가스는 배출펌프의 펌핑동작에 의해 저장공간(111)에서 액화가스배출라인(121, 122, 123)으로 유입되어 저장공간(111) 외부로 이동할 수 있다.
이때, 액화가스배출라인(121, 122, 123)은 도 1 및 도 2와 같이 하단이 탱크본체(110)의 바닥면에 대해 이격되게 배치될 수 있다. 이 경우, 저장된 액화가스는 배출펌프의 펌핑동작에 의해 액화가스배출라인(121, 122, 123)으로 용이하게 유입될 수 있다.
저장된 액화가스 중 일부는 액화가스배출부(120)를 통해 저장공간(111) 외부로 배출되지 않고 저장공간(111)에 잔류하는 잔류액화가스가 될 수 있다.
보다 상세히, 저장된 액화가스의 일부는 저장된 액화가스가 액화가스배출부(120)를 통해 배출되는 과정에서 저장된 액화가스의 액위가 액화가스배출라인(121, 122, 123)의 하단보다 낮아지게 되어 액화가스배출라인(121, 122, 123)으로 유입되지 못할 수 있다. 또는, 저장된 액화가스 중 일부는 선체(미도시)의 기울어짐에 따라 저장공간(111)이 기울어질 때, 액화가스배출라인(121, 122, 123)에서 멀어지는 방향으로 쏠리게 되어 액화가스배출라인(121, 122, 123)으로 유입되지 못할 수 있다.
이와 같이 저장된 액화가스 중 일부는 다양한 원인에 의해 액화가스배출라인(121, 122, 123)으로 유입되지 못하고 저장공간(111)에 잔류할 수 있다. 이러한 잔류액화가스는 저장공간(111)의 바닥부에 잔류할 수 있다.
가열부(130)는 잔류액화가스를 가열하여 기화시킨다. 이와 같이 기화된 잔류액화가스는 후술하는 기화가스배출부(140)를 통해 저장공간(111) 외부로 배출된다.
이때, 가열부(130)는 저장공간(111), 즉 탱크본체(110) 내부에 형성될 수 있다. 이 경우, 가열부(130)는 저장공간(111)에 잔류하는 잔류액화가스를 신속하게 기화시킬 수 있다.
본 실시예에서, 가열부(130)는 저장공간(111) 외부에서 제공되는 열매체를 이용하여 잔류액화가스를 기화시킬 수 있다. 여기서, 열매체는 잔류액화가스보다 상대적으로 고온인 온수, 수증기 또는 고온의 가스(예를 들어, N2가스) 등을 포함할 수 있다.
예컨대, 가열부(130)는 도 1 내지 도 3과 같이 유입라인(131) 및 가열라인(135)을 포함할 수 있다.
유입라인(131)은 저장공간(111) 외부의 열매체가 저장공간(111)으로 이동하는 경로를 제공한다. 이 경우, 유입라인(131)은 저장공간(111) 외부의 열매체 공급원(미도시)으로부터 열매체를 공급받을 수 있다.
유입라인(131)은 저장공간(111)에서 상하방향으로 연장될 수 있다. 이때, 유입라인(131)의 상단부는 탱크본체(110)의 상측벽을 관통하여 탱크본체(110) 외부로 연장되고, 탱크본체(110) 외부에 마련되는 열매체 공급원과 연결될 수 있다. 그리고 유입라인(131)의 하단부는 저장공간(111)의 바닥부, 즉 탱크본체(110)의 바닥면을 향해 연장될 수 있다.
유입라인(131)은 도 2 및 도 3과 같이 저장공간(111)에서 액화가스배출라인(121)에 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 유입라인(131)은 도 2와 같이 액화가스배출라인(121)의 전방측에 위치할 수 있다. 또는, 유입라인은 도시되지 않았지만, 액화가스배출라인의 후방측에 위치할 수 있다.
유입라인(131) 상에는 도 2와 같이 제1개폐밸브(132)가 형성될 수 있다. 이때, 제1개폐밸브(132)는 평상시 열매체가 저장공간(111)으로 이동하는 것이 중지되도록 유입라인(131)을 폐쇄하는 폐쇄동작한다. 또는, 제1개폐밸브(132)는 잔류액화가스를 기화시킬 때 열매체가 저장공간(111)으로 이동하도록 유입라인(131)을 개방하는 개방동작한다.
가열라인(135)은 유입라인(131)과 연결된다. 이때, 유입라인(131)으로 유입된 열매체는 가열라인(135)을 따라 이동하며 잔류액화가스를 가열하여 기화시킬 수 있다.
가열라인(135)은 저장공간(111)의 바닥부에 배치된다. 이 경우, 가열라인(135)은 저장공간(111)의 바닥부에 잔류하는 잔류액화가스를 신속하며 효과적으로 기화시킬 수 있다.
일례로, 가열라인(135)은 도 1과 같이 저장공간(111)의 바닥부에서 좌우방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 가열라인(135)은 탱크본체(110)의 바닥면에 나란하게 연장될 수 있다.
이때, 가열라인(135)은 중앙부가 유입라인(131)의 하단부와 연결되고, 양단부가 저장공간(111) 외부로 연장될 수 있다. 이 경우, 가열라인(135)으로 유입된 열매체는 잔류액화가스를 기화시키고, 저장공간(111) 외부로 이동할 수 있다.
대안적으로, 가열라인은 도시되지 않았지만, 저장공간의 바닥부 가장자리, 즉 탱크본체 내측벽의 둘레를 따라 연장될 수 있다.
한편, 가열라인은 도시되지 않았지만, 일부 영역이 주름관 형태로 제공될 수 있다. 주름관 형태로 제공되는 영역은 저장공간에 저장되는 극저온의 액화가스와 접촉하거나 열매체가 유입될 때 온도변화에 따라 신축할 수 있다. 이 경우, 가열라인은 온도변화에 따른 손상이 방지될 수 있다.
한편, 다른 실시예에서는 도시되지 않았지만, 가열부가 전기를 이용하는 열선과 같이 잔류액화가스를 기화시킬 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있음은 물론이다.
기화가스배출부(140)는 가열부(130)에 의해 기화된 잔류액화가스를 저장공간(111) 외부로 배출시킨다.
본 실시예에서, 기화가스배출부(140)는 도 2와 같이 기화가스배출라인(141)을 포함할 수 있다. 이때, 기화배출라인은 저장공간(111)에서 가열부(130)에 의해 기화된 잔류액화가스가 저장공간(111) 외부로 이동하는 경로를 제공한다.
기화가스배출라인(141)은 일단부가 저장공간(111)과 연통하도록 탱크본체(110)의 측벽에 관통 형성되는 배출구(112)에 연결되고, 타단부가 탱크본체(110) 외부로 연장된다. 이 경우, 기화된 잔류액화가스는 저장공간(111)에서 배출구(112)를 통해 기화가스배출라인(141)으로 유입되어 탱크본체(110) 외부로 이동할 수 있다.
기화가스배출라인(141)에는 도 2와 같이 제2개폐밸브(142)가 형성될 수 있다. 이 경우, 제2개폐밸브(142)는 평상시 기화가스배출라인(141)을 폐쇄하는 폐쇄동작한다. 또는, 제2개폐밸브(142)는 잔류액화가스를 기화시킬 때, 기화된 잔류액화가스가 저장공간(111) 외부로 배출되도록 기화가스배출라인(141)을 개방하는 개방동작한다.
한편, 기화가스배출라인(141)에는 별도의 펌프(미도시)가 형성될 수 있다. 이 경우, 기화된 잔류액화가스는 펌프의 펌핑동작에 의해 저장공간(111)에서 기화가스배출라인(141)으로 용이하게 이동할 수 있다.
본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제어부는 저장된 액화가스가 설정시간 동안 액화가스배출부(120)를 통해 배출되지 않는 경우 가열부(130)를 작동시킨다.
설정시간은 저장탱크 구조체가 설계 또는 제작되는 과정에서 임의로 결정될 수 있다. 예컨대, 설정시간은 5초 또는 10초로 결정될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
다만, 본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)가 해양구조물(미도시)의 선체에 설치되는 경우, 설정시간은 선체의 동요주기를 기초로 결정될 수 있다.
보다 상세히, 선체에는 주기적으로 횡동요 또는 종동요가 발생할 수 있다. 이때, 액화가스배출라인(121, 122, 123)의 하단은 선체의 동요주기에 따라 저장공간(111)의 액화가스에 주기적으로 잠기거나 잠기지 않을 수 있다. 이 경우, 저장공간(111)의 액화가스는 선체의 동요주기에 따라 액화가스배출라인(121, 122, 123)을 통해 배출되거나 배출되지 않을 수 있다.
저장공간(111)에 잔류액화가스가 발생하는 경우, 액화가스배출라인(121, 122, 123)의 하단은 선체가 동요하는 과정에 잔류액화가스에 잠기지 않는다. 이 경우, 잔류액화가스는 선체의 동요주기에 따라 액화가스배출라인(121, 122, 123)을 통해 배출되지 않는다.
이때, 설정시간은 선체의 동요주기를 기초로 결정될 수 있다. 이 경우, 제어부는 액화가스가 설정시간 동안 액화가스배출라인(121, 122, 123)을 통해 배출되지 않을 때 저장공간(111)에 잔류액화가스가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 선체의 동요주기는 선체의 운항조건(예를 들어, 해상상태조건, 흘수조건, 선속조건 등)에 따라 달라질 수 있다. 이 경우, 설정시간은 선체가 가장 빈번하게 운항하는 운항조건의 동요주기에 따라 결정될 수 있다.
예컨대, 액화가스배출라인(121, 122, 123)에는 유량계(미도시)가 설치될 수 있다. 이때, 설정시간은 유량계의 작동을 통해 측정될 수 있다.
유량계는 저장된 액화가스가 액화가스배출라인(121, 122, 123)을 통해 배출될 때 작동한다. 또는, 유량계는 저장된 액화가스가 액화가스배출라인(121, 122, 123)을 통해 배출되지 않을 때 작동하지 않는다.
제어부는 유량계가 설정시간 동안 작동하지 않는 경우 가열부(130)를 작동시킬 수 있다. 이 경우, 제어부는 유입라인(131)에 형성된 제1개폐밸브(132)를 개방동작시킬 수 있다.
한편, 제어부는 가열부(130)를 작동시킬 때, 기화가스배출라인(141)에 형성된 제2개폐밸브(142)를 함께 개방동작시킬 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 저장공간(111)에 형성되는 가열부(130)를 통해 저장공간(111)에 잔류하는 잔류액화가스를 신속하며 효과적으로 기화시켜 저장공간(111) 외부로 배출할 수 있다.
나아가, 잔류액화가스를 신속하게 저장공간(111) 외부로 배출함으로써, 저장공간(111)에 새로운 액화가스를 저장하는데 걸리는 시간을 절감할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 섬프부, 액화가스배출부 및 가열부의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
참고로, 도 4에서 +X축방향은 탱크본체(210)의 전방을 나타내고, 도 4에서는 도 5에 도시된 액화가스배출라인(221)이 생략되어 도시되어 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체(200)는 탱크본체(210), 액화가스배출부(220), 가열부(230), 기화가스배출부(미도시)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 액화가스배출부(220), 가열부(230) 및 기화가스배출부는 앞선 실시예에 따른 액화가스배출부(도 1의 120), 가열부(도 1의 130) 및 기화가스배출부(도 2의 140)와 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(200)는 탱크본체(210)에 섬프부(215)가 형성되는 점에서 앞선 실시예와 차이가 있다. 이하 본 실시예를 설명함에 있어 앞선 실시예와 차이가 있는 점에 대해 설명한다.
섬프부(215)는 도 4와 같이 탱크본체(210)의 바닥면에 아래로 오목하게 형성된다. 이 경우, 섬프부(215)의 측벽은 탱크본체(210)의 내측벽 중 일부일 수 있다.
섬프부(215)의 내부에는 액화가스가 수용되는 수용공간(215a)이 형성된다. 이때, 섬프부(215)의 상측면, 즉 수용공간(215a)의 상측면은 탱크본체(210)의 저장공간(211)을 향해 개방되게 형성된다. 다시 말해, 섬프부(215)는 저장공간(211)과 연통 가능하게 형성될 수 있다. 이 경우, 수용공간(215a)에는 저장공간(211)에 저장된 액화가스가 이동하여 수용될 수 있다.
탱크본체(210)의 바닥면은 도 4와 같이 섬프부(215)의 상측면을 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다. 이 경우, 저장된 액화가스는 수용공간(215a)으로 용이하게 이동할 수 있다.
본 실시예에서, 액화가스배출부(220)의 액화가스배출라인(221, 222, 223)의 하단부는 도 4 및 도 5와 같이 섬프부(215) 내부, 즉 수용공간(215a)에 배치될 수 있다. 이때, 액화가스배출라인(221, 222, 223)은 하단이 섬프부(215)의 바닥면에 대해 이격되게 배치될 수 있다. 이 경우, 액화가스배출라인(221, 222, 223)은 수용공간(215a)에 수용된 저장된 액화가스를 저장공간(211) 외부로 배출시킬 수 있다.
잔류액화가스는 수용공간(215a)에 잔류할 수 있다. 다시 말해, 잔류액화가스는 탱크본체(210) 중 섬프부(215) 내부에 한정되어 잔류할 수 있다. 이 경우, 잔류액화가스의 양이 최소화될 수 있다.
본 실시예에서, 가열부(230)의 가열라인(235)은 도 4 및 도 5와 같이 섬프부(215)의 내부, 즉 수용공간(215a)에 배치될 수 있다. 이 경우, 가열라인(235)이 설치되는 공간이 절약될 수 있다.
이때, 가열라인(235)은 수용공간(215a)의 바닥부에 배치될 수 있다.
예컨대, 가열라인(235)은 도 5와 같이 수용공간(215a)의 가장자리, 즉 섬프부(215)의 측벽 둘레를 따라 연장될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6의 BB선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 8은 도 6의 액화가스배출부, 가열부 및 보조가열부의 배치구조를 설명하기 위한 도면이다.
참고로, 도 6 내지 도 8에서 +X축방향은 탱크본체(310)의 전방을 나타내고, 도 6에서는 도 7에 도시된 액화가스배출라인(321)이 생략되어 도시되어 있다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 구조체(300)는 탱크본체(310), 액화가스배출부(320), 가열부(330), 기화가스배출부(340) 및 보조가열부(350)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 탱크본체(310), 액화가스배출부(320), 가열부(330), 기화가스배출부(340)는 앞선 실시예의 탱크본체(도 1의 110), 액화가스배출부(도 1의 120), 가열부(도 1의 130), 기화가스배출부(도 2의 140)와 실질적으로 동일하고, 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(300)는 보조가열부(350)를 더 포함하는 점에서 앞선 실시예와 차이가 있다. 이하, 본 실시예를 설명함에 있어 앞선 실시예와 차이가 있는 점에 대해 설명한다.
보조가열부(350)는 기화가스배출부(340)를 통해 배출되는 기화된 잔류액화가스를 탱크본체(310)의 저장공간(311)으로 회수하여 저장공간(311)에 잔류하는 잔류액화가스를 가열하여 기화시킨다. 다시 말해, 보조가열부(350)는 저장공간(311)에 잔류하는 잔류액화가스를 기화시키기 위해 기화가스배출부(340)를 통해 저장공간(311) 외부로 배출되는 기화된 잔류액화가스를 사용한다.
이때, 기화된 잔류액화가스는 저장공간(311)에 잔류하는 잔류액화가스보다 상대적으로 고온일 수 있다. 이 경우, 저장공간(311)에 잔류하는 잔류액화가스는 기화된 잔류액화가스와 열교환하여 기화될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(300)는 가열부(330) 및 보조가열부(350)를 통해 잔류액화가스를 기화시켜 배출함으로써, 잔류액화가스를 보다 신속하고 효과적으로 배출시킬 수 있다. 나아가, 기화된 잔류액화가스를 회수하여 사용함으로써, 잔류액화가스를 기화시키기 위해 저장공간(311) 외부에서 저장공간(311)으로 공급되는 열매체를 절약할 수 있다.
본 실시예에서, 보조가열부(350)는 도 6 내지 도 8과 같이 회수라인(351), 회수펌프(353) 및 보조가열라인(355)을 포함할 수 있다.
회수라인(351)은 기화된 잔류액화가스가 기화가스배출부(340)에서 저장공간(311)으로 회수되는 경로를 제공한다. 이때, 회수라인(351)은 저장공간(311) 외부에서 저장공간(311)으로 연장될 수 있다.
이 경우, 회수라인(351)의 일단부는 도 6 및 도 7과 같이 탱크본체(310) 외부에서 기화가스배출부(340)의 기화가스배출라인(341)과 연결될 수 있다. 이때, 기화된 잔류액화가스는 기화가스배출라인(341)에서 회수라인(351)으로 유입될 수 있다.
그리고 회수라인(351)의 타단부는 도 6 및 도 7과 같이 저장공간(311)으로 연장되어 저장공간(311)의 바닥부에 배치될 수 있다. 이 경우, 회수라인(351)의 저장공간(311)에 배치되는 영역은 상하방향으로 연장될 수 있다.
회수라인(351)의 저장공간(311)에 배치되는 영역은 도 7 및 도 8과 같이 저장공간(311)에서 가열부(330)의 유입라인(331)에 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 회수라인(351)은 도 7과 같이 유입라인(331)의 전방측에 위치할 수 있다. 또는, 회수라인은 도시되지 않았지만, 유입라인의 후방측에 위치할 수 있다.
회수라인(351) 상에는 도 7과 같이 제3개폐밸브(352)가 설치될 수 있다. 이때, 제3개폐밸브(352)는 평상시 회수라인(351)을 폐쇄하는 폐쇄동작한다. 또는, 제3개폐밸브(352)는 잔류액화가스를 기화시킬 때 기화된 잔류액화가스가 회수라인(351)으로 이동하도록 회수라인(351)을 개방하는 개방동작한다.
회수라인(351) 상에는 회수펌프(353)가 설치된다. 이 경우, 기화된 잔류액화가스는 회수펌프(353)의 펌핑동작에 의해 기화가스배출라인(341)에서 회수라인(351)으로 유입될 수 있다.
보조가열라인(355)은 회수라인(351)과 연결된다. 보조가열라인(355)에는 도 8과 같이 저장공간(311)을 향한 분사노즐(357)이 형성된다. 이 경우, 기화된 잔류액화가스는 회수라인(351)에 보조가열라인(355)으로 이동하고, 보조가열라인(355)에서 분사노즐(357)을 통해 저장공간(311)으로 분사될 수 있다.
이때, 분사노즐(357)은 도 8과 같이 복수로 제공될 수 있다. 복수의 분사노즐(357)은 보조가열라인(355)의 연장방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
보조가열라인(355)은 저장공간(311)의 바닥부에 배치된다. 이 경우, 보조가열라인(355)에서 분사되는 기화된 잔류액화가스는 저장공간(311)의 바닥부에 잔류하는 잔류액화가스를 보다 신속하고 효과적으로 기화시킬 수 있다.
보조가열라인(355)은 저장공간(311)의 바닥부에 배치될 수 있다. 이 경우, 기화된 잔류액화가스는 저장공간(311)의 바닥부에 잔류하는 잔류액화가스를 향해 분사되어 잔류액화가스를 효과적으로 기화시킬 수 있다.
일례로, 보조가열라인(355) 도 6과 같이 저장공간(311)의 바닥부에서 좌우방향으로 연장될 수 있다. 다시 말해, 보조가열라인(355)은 탱크본체(310)의 바닥면에 나란하게 연장될 수 있다.
이 경우, 보조가열라인(355)은 도 7과 같이 회수라인(351)이 가열부(330)의 유입라인(331)의 전방측에 위치할 때, 가열부(330)의 가열라인(335)의 전방측에 위치할 수 있다. 또는, 보조가열라인은 도시되지 않았지만, 회수라인이 유입라인의 후방측에 위치할 때, 가열라인의 후방측에 위치할 있다.
대안적으로, 보조가열라인은 도시되지 않았지만, 저장공간의 바닥부 가장자리, 즉 탱크본체의 내측벽 둘레를 따라 연장될 수 있다.
한편, 다른 실시예에서는 도시되지 않았지만, 탱크본체에는 탱크본체의 바닥면에서 아래로 오목한 섬프부가 형성되고, 보조가열라인이 섬프부 내부에 배치될 수 있다. 이 경우, 보조가열라인은 기화된 잔류액화가스를 섬프부 내부를 향해 분사할 수 있다.
본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(300)는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제어부는 저장된 액화가스가 설정시간 동안 액화가스배출부(320)를 통해 배출되지 않는 경우 가열부(330) 및 보조가열부(350)를 작동시킨다.
예컨대, 액화가스배출라인(321, 322, 323)에는 유량계(미도시)가 설치될 수 있다. 이때, 설정시간은 유량계의 작동을 통해 측정될 수 있다.
유량계는 저장된 액화가스가 액화가스배출라인(321, 322, 323)을 통해 배출될 때 작동한다. 또는, 유량계는 저장된 액화가스가 액화가스배출라인(321, 322, 323)을 통해 배출되지 않을 때 작동하지 않는다.
제어부는 유량계가 설정시간 동안 작동하지 않는 경우 가열부(330) 및 보조가열부(350)을 작동시킬 수 있다. 이 경우, 제어부는 가열부(330)의 유입라인(331)에 형성된 제1개폐밸브(332)를 개방동작시킬 수 있다. 그리고 제어부는 보조가열부(350)의 회수라인(351)에 형성된 제3개폐밸브(352)를 개방동작시키고, 보조가열부(350)의 회수펌프(353)가 펌핑동작하도록 작동시킬 수 있다.
제어부는 가열부(330) 및 보조가열부(350)를 동시에 작동시킬 수 있다. 또는, 제어부는 가열부(330)를 먼저 작동시키고, 가열부(350)에 의해 기화된 잔류액화가스가 저장공간(311)에서 기화가스배출부(340)로 이동하는 소정이 시간이 경과된 후 보조가열부(350)를 작동시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100, 200, 300: 액화가스 저장탱크 구조체
110, 210, 310: 탱크본체
111, 211, 311: 저장공간
215: 섬프부
120, 220, 320: 액화가스배출부
121, 122, 123, 221, 222, 223, 321, 322, 323: 액화가스배출라인
130, 230, 330: 가열부
131, 231, 331: 유입라인
135, 235, 335: 가열라인
140, 340: 기화가스배출부
141, 341: 기화가스배출라인
350: 보조가열부
351: 회수라인
353: 회수펌프
355: 보조가열라인
357: 분사노즐

Claims (12)

  1. 선체에 설치되는 저장탱크 구조체로서,
    내부에 저장공간이 형성되는 탱크본체;
    상기 저장공간에 저장된 액화가스를 상기 저장공간 외부로 배출시키는 액화가스배출부;
    상기 저장된 액화가스 중 상기 액화가스배출부를 통해 배출되지 않고 상기 저장공간에 잔류하는 잔류액화가스를 가열하여 기화시키는 가열부;
    상기 가열부에 의해 기화된 잔류액화가스를 상기 저장공간 외부로 배출시키는 기화가스배출부; 및
    상기 저장된 액화가스가 상기 선체의 동요주기를 기초로 결정되는 설정시간 동안 상기 액화가스배출부를 통해 배출되지 않는 경우 상기 가열부를 작동시키는 제어부를 포함하는, 액화가스 저장탱크 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 저장공간 외부의 열매체가 상기 저장공간으로 이동하는 경로를 제공하는 유입라인; 및
    상기 유입라인과 연결되며, 상기 저장공간의 바닥부에 배치되는 가열라인을 포함하는, 액화가스 저장탱크 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액화가스배출부의 액화가스배출라인의 하단부는 상기 저장공간의 바닥부에 배치되는, 액화가스 저장탱크 구조체.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기화가스배출부를 통해 배출되는 상기 기화된 잔류액화가스를 상기 저장공간으로 회수하여 상기 잔류액화가스를 가열하여 기화시키는 보조가열부를 더 포함하는, 액화가스 저장탱크 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보조가열부는,
    상기 기화된 잔류액화가스가 상기 기화가스배출부에서 상기 저장공간으로 회수되는 경로를 제공하는 회수라인;
    상기 회수라인 상에 설치되는 회수펌프; 및
    상기 회수라인과 연결되며, 상기 저장공간의 바닥부에 배치되고, 상기 기화된 잔류액화가스가 상기 저장공간으로 분사되는 분사노즐이 형성되는 보조가열라인을 포함하는, 액화가스 저장탱크 구조체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 저장된 액화가스가 상기 설정시간 동안 상기 액화가스배출부를 통해 배출되지 않는 경우 상기 가열부 및 상기 보조가열부를 작동시키는, 액화가스 저장탱크 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탱크본체에는 상기 탱크본체의 바닥면에서 아래로 오목한 섬프부가 형성되는, 액화가스 저장탱크 구조체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 저장공간 외부의 열매체가 상기 저장공간으로 이동하는 경로를 제공하는 유입라인; 및
    상기 유입라인과 연결되며, 상기 섬프부 내부에 배치되는 가열라인을 포함하는, 액화가스 저장탱크 구조체.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 액화가스배출부의 액화가스배출라인의 하단부는 상기 섬프부 내부에 배치되는, 액화가스 저장탱크 구조체.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 기화가스배출부를 통해 배출되는 상기 기화된 잔류액화가스를 상기 저장공간으로 회수하여 상기 잔류액화가스를 가열하여 기화시키는 보조가열부를 더 포함하는, 액화가스 저장탱크 구조체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보조가열부는,
    상기 기화된 잔류액화가스가 상기 기화가스배출부에서 상기 저장공간으로 회수되는 경로를 제공하는 회수라인;
    상기 회수라인 상에 설치되는 회수펌프; 및
    상기 회수라인과 연결되며, 상기 섬프부 내부에 배치되고, 상기 기화된 잔류액화가스가 상기 섬프부 내부로 분사되는 분사노즐이 형성되는 보조가열라인을 포함하는, 액화가스 저장탱크 구조체.
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