KR102160872B1 - 액화가스 저장탱크 및 이를 구비하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크는, 멤브레인 탱크 타입으로 이루어지는 액화가스 저장탱크에 있어서, 액화가스를 저장하기 위한 공간을 형성하는 탱크 본체를 포함하고, 상기 탱크 본체는, 경사면이 서로 연결되는 형태이며, 연결 부위는 절곡 또는 휘어지는 형태를 가지되, 수직벽이 생략되는 것을 특징으로 한다.

Description

액화가스 저장탱크 및 이를 구비하는 선박{LIQUEFIED GAS STORAGE TANK AND SHIP HAVING THE SAME}
본 발명은 액화가스 저장탱크 및 이를 구비하는 선박에 관한 것이다.
이중연료 또는 가스연료 선박에 적용되는 액화가스 저장탱크(가스연료 저장탱크) 중 멤버레인 타입의 탱크는 그 하중에 있어 정압 이외에 선박의 동적 거동에 의해 발생되는 슬로싱에 의한 충격압을 받는다.
여기서 멤브레인 타입의 탱크는, LNG, LPG 등의 초저온 액체를 저장하기 위한 공간을 형성하고, 멤브레인과 단열부로 구성되어 보강된 금속 평판(Stiffened flat steel plate)으로 이루어진 선체에 부착되어 구조적으로 지지되고, 멤브레인형 탱크는 선체와 일체형으로 형성되는 것이 일반적이다.
특히 멤브레인 타입 탱크는, 충격하중을 분산시키기 위하여 8각형으로 시공되는 것이 일반적이며, 각 모서리는 135도를 가진다. 여기서 멤브레인 타입 탱크는, 외벽, 2차 단열벽, 2차 방벽, 1차 단열벽, 주름진 1차 방벽 순으로 적층되는 복잡한 구조를 가지면서 135도 등의 각도를 이루는 코너에서 연결구조가 복잡하게 형성된다.
이러한 액화가스 저장탱크는, 멤브레인 패널 시공에 있어 횡격벽과 이루는 각도를 포함하면 복잡한 각도를 형성하므로, 시공의 어려움과 많은 시공 시수 및 상대적 구조 결함 가능성이 커지는 우려가 있다.
또한, 수직으로 시공되는 종방향 부재의 경우 경사구조에 비해 슬로싱 하중이 상대적으로 크게 발생되어, 해당 하중을 전달받는 선체의 구조강도 보강을 수직의 벽면 구조에 이웃한 경사 구조에 대비하여 크게 보강하여야 하는 어려움이 있어 개선이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 시공이 용이하며, 슬로싱 하중이 감소될 수 있는 액화가스 저장탱크 및 이를 구비하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크는, 멤브레인 탱크 타입으로 이루어지는 액화가스 저장탱크에 있어서, 액화가스를 저장하기 위한 공간을 형성하는 탱크 본체를 포함하고, 상기 탱크 본체는, 경사면이 서로 연결되는 형태이며, 연결 부위는 절곡 또는 휘어지는 형태를 가지되, 수직벽이 생략되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 선박은, 상기 액화가스 저장탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 탱크 본체는, 상하 및 좌우에 꼭짓점이 형성되는 다면체 구조일 수 있다.
구체적으로, 상기 탱크 본체는, 마름모 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 탱크 본체를 지지하기 위한 지지부를 더 포함하고, 상기 지지부는, 상기 탱크 본체의 외측 둘레를 두르는 둘레부재; 상기 탱크 본체의 외측 양단 각각에서 하부로 연장되는 수직부재; 및 상기 수직부재로부터 상기 탱크 본체의 외측 하부로 연장되는 하부부재를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 지지부는, 상기 탱크 본체의 길이를 따라 일렬로 복수 개가 마련되고, 상기 하부부재의 양단에 단면적이 점차 감소되는 형태를 가지는 보강부재를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 탱크 본체는, 서로 이웃한 경사면이 직각을 이룰 수 있다.
본 발명에 따른 액화가스 저장탱크 및 이를 구비하는 선박은, 슬로싱 하중에 취약한 수직벽이 마련되지 않아 슬로싱 하중이 감소될 수 있고, 액화가스 저장탱크 내부 액체의 수위(Filling level)에 따라 자유수면이 변경 시, 중간을 기준으로 상부방향의 수위에서는 자유수면 길이가 줄어들어 출렁거림이 감소되므로 슬로싱 하중이 완화될 수 있다.
또한, 본 발명은, 액화가스 저장탱크의 제작에 있어 90도 각도만 존재하므로 여러 각도로 구성된 종래의 멤브레인 패널시공에 대비하여 제작의 난이도가 줄어 작업이 용이하고 비용이 절감될 수 있다.
더불어 본 발명은, 지지부 전체가 고정형으로 이루어지면서 선체와 탱크 본체의 상대적 변형시 변형의 전달을 개별의 지지부가 변형되면서 흡수하므로, 탱크 지지가 안정적이면서도 슬라이딩을 위한 복잡한 구조가 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크가 구비되는 선박을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 내부가 나타나도록 도시한 도면이다.
도 4는 액화가스 저장탱크의 단열 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크가 구비되는 선박을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 내부가 나타나도록 도시한 도면이고, 도 4는 액화가스 저장탱크의 단열 구조를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(10)은, 엔진 시스템(ES)이 위치하는 엔진룸(ER), 엔진룸(ER) 상에 위치하는 엔진 케이싱(부호 미도시), 연돌(부호 미도시), 데크 하우스(부호 미도시), 액화가스 처리부(50) 및 액화가스 저장탱크(100)를 포함할 수 있다.
그리고 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있다. 또한 액화가스는, 액체 상태 또는 자연기화되거나 강제기화된 기체 상태 등을 모두 포괄하는 용어로 사용될 수 있다.
더불어 엔진 시스템 내지 액화가스 처리부(50)는, 공지된 기술에 갈음하여 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 다만 액화가스 처리부(50)는, 액화가스 저장탱크(100)에서 공급되는 액화가스를 처리하여 엔진 시스템(ES)으로 공급함을 언급하여 둔다.
액화가스 저장탱크(100)는, 도 4를 참조하는 바와 같이, 단열재에 의해 단열벽(insulation panel)이 형성되는 GTT Mark III type의 LNG 탱크일 수 있지만, 단열재를 통한 단열이 요구되는 LNG, LPG, 에탄, 액화질소, 암모니아 등의 액화가스를 저장하는 모든 타입/형태의 탱크를 포괄할 수 있고, 특히 멤브레인 탱크 타입으로 이루어질 수 있으며, 탱크 본체(110), 지지부(120)를 포함하며, 선박(10)이 컨테이너운반선 등의 경우, 갑판 상에 마련될 수 있다.
탱크 본체(110)는, 액화가스를 저장하기 위한 공간을 형성하도록 복수 개의 경사면이 서로 연결되는 형태이며, 연결 부위는 절곡 또는 휘어지는 형태를 가지되, 수직벽이 생략된다.
도 2 및 도 3을 참조하는 바와 같이, 탱크 본체(110)는, 복수 개의 경사면이 서로 연결되어(4개의 경사면이 연결) 상하 및 좌우에 꼭짓점이 형성되는 다면체 구조일 수 있고, 예를 들어 탱크 본체(110)는, 마름모 구조로 형성될 수 있으며, 서로 대향하는 경사면은 길이가 동일할 수 있고, 이웃한 경사면은 길이가 동일하거나 상이할 수 있어, 마름모의 꼭지점을 돌리면 정사각 또는 직사각의 단면을 가지는 탱크 본체(110)를 이룰 수 있다.
이러한 탱크 본체(110)는, 수직벽이 생략된 구조를 형성할 수 있으며, 이때 서로 이웃한 경사면은 직각을 이루고, 모든 경사면이 서로 이웃한 경사면과 90도를 이루도록 코너에서 만나므로, 멤브레인 타입으로 이루어지면서도 구조가 최대한 단순화될 수 있어 제조가 용이할 수 있다.
즉 경사면으로 이루어지는 탱크 본체(110)의 제작에 있어, 90도 각도만 존재하므로 여러 각도로 구성된 종래의 멤브레인 패널시공에 대비하여 제작의 난이도가 줄어 작업이 용이하고 비용이 절감될 수 있다.
더불어 탱크 본체(110)는, 종래의 멤브레인 패널 및 보온재가 적용될 수 있어, 앞서 언급한 바와 같이 도 4에 도시된 구조가 탱크 본체(110)에 적용될 수 있다.
지지부(120)는, 도 1을 참조하는 바와 같이, 갑판 상에 마련되어 탱크 본체(110)를 지지할 수 있고, 둘레부재(121), 수직부재(122), 하부부재(123), 보강부재(124)를 포함할 수 있다.
둘레부재(121)는, 탱크 본체(110)의 외측 둘레를 두르는 프레임 구조를 가질 수 있으며, 탱크 본체(110)의 단면에 대응되는 형태를 가질 수 있으므로 마름모 구조로 이루어질 수 있다.
더불어 도면에 도시하지는 않았으나 둘레부재(121)는, 탱크 본체(110)의 길이방향 변형 이외에 둘레 방향 변형에 대응되어 내측 둘레면이 확장될 수 있도록 주름진 구조를 가질 수 있다.
둘레부재(121)의 주름진 구조는, 'S, W'자 등과 같이 구조 사이에 홈이 형성되는 형태가 반복적으로 이루어지고, 구조 사이의 홈 간격이 가감될 수 있다. 예를 들어, 탱크 본체(110)와 맞닿는 둘레부재(121)의 일부분은 고정되고, 홈의 간격이 조절될 수 있도록(탱크 본체(110)의 둘레 방향 변형에 대응하여 확장이 가능하도록) 둘레부재(121)의 나머지 부분은 탱크 본체(110)와의 연결이 생략되도록 이루어질 수 있다.
수직부재(122)는, 마름모를 이루는 탱크 본체(110)의 외측 양단을 지지하기 위한 구성으로서, 탱크 본체(110)의 외측 양단 각각에서 하부로 연장될 수 있고, 바(bar) 또는 봉으로 이루어질 수 있으며, 둘레부재(121)로부터 연장되어 둘레부재(121)와 일체로 이루어질 수 있다.
하부부재(123)는, 탱크 본체(110)를 지지하는 지지력 및 수직부재(122)로 전달되는 하중이 분산되는 구성으로서, 한 쌍의 수직부재(122)로부터 탱크 본체(110)의 외측 하부로 연장될 수 있다.
보강부재(124)는, 하부부재(123)의 양단에 단면적이 점차 감소되는 형태를 가질 수 있으며, 갑판에 연결되는 단면적을 증가시켜 고정력을 향상시킬 수 있고, 하부부재(123)와 일체로 이루어질 수 있다.
이러한 지지부(120)는, 탱크 본체(110)의 외측을 따라 일렬로 복수 개가 마련될 수 있고, 복수개의 지지부(120) 각각은 개별로 탱크 본체(110)에 의해 형성되는 탱크 본체(110)를 지지할 수 있어, 액화가스의 유무에 의한 탱크 본체(110)의 부피 변화에 용이하게 대응할 수 있다.
특히 선체와 탱크 본체(110)의 상대적 변형 시 이에 대응되어야 하는 지지부(120)는, 종래의 지지구조가 일측은 고정되고 타측은 슬라이딩되는 구조로 이루어지는 것과 달리, 지지부(120) 전체가 고정형으로 이루어지면서 선체와 탱크 본체(110)의 상대적 변형 시 변형의 전달을 개별의 지지부(120)가 변형되면서 흡수하므로, 탱크 지지가 안정적이면서도 슬라이딩을 위한 복잡한 구조가 생략될 수 있다.
여기서 변형 전달은, 복수 개의 지지부(120) 각각이 갑판에 연결되도록 하는 하부부재(123)가 갑판에 연결되고, 선체에 대한 탱크 본체(110)의 상대적 변형 시(탱크 본체(110)의 전후 방향으로의 길이 가감) 하부부재(123)를 기준으로 수직부재(122)가 탱크 본체(110)의 길이방향을 따라 변형됨으로써 이루어질 수 있다.
본 발명은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 실시예와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.
이와 같이 본 실시예는, 슬로싱 하중에 취약한 수직벽이 마련되지 않아 슬로싱 하중이 감소될 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10: 선박 50: 액화가스 처리부
100: 액화가스 저장탱크 110: 탱크 본체
120: 지지부 121: 둘레부재
122: 수직부재 123: 하부부재
124: 보강부재

Claims (7)

  1. 멤브레인 탱크 타입으로 이루어지는 액화가스 저장탱크에 있어서,
    액화가스를 저장하기 위한 공간을 형성하는 탱크 본체를 포함하고,
    상기 탱크 본체는,
    상기 탱크 본체가 지지되는 지지면 대비　90도를 제외한 일정 각도로 경사져 있는　경사면이 서로 연결되어 단면이 다각형을 이루는 형태이며,
    연결 부위는 절곡 또는 휘어지는 형태를 가지되,
    상기 지지면 대비 수직한　수직벽이 생략되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탱크 본체는,
    상하 및 좌우에 꼭짓점이 형성되는 다면체 구조인 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탱크 본체는,
    마름모 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탱크 본체를 지지하기 위한 지지부를 더 포함하고,
    상기 지지부는,
    상기 탱크 본체의 외측 둘레를 두르는 둘레부재;
    상기 탱크 본체의 외측 양단 각각에서 하부로 연장되는 수직부재; 및
    상기 수직부재로부터 상기 탱크 본체의 외측 하부로 연장되는 하부부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 탱크 본체의 길이를 따라 일렬로 복수 개가 마련되고,
    상기 하부부재의 양단에 단면적이 점차 감소되는 형태를 가지는 보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 탱크 본체는,
    서로 이웃한 경사면이 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
  7. 제1항에 내지 제6항 중 어느 한 항의 상기 액화가스 저장탱크를 포함하는 선박.
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