KR102348833B1 - 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성하며 상면에 액화가스의 유출입을 위한 돔이 형성되는 벽체; 및 상단이 상기 돔에 고정되며 액화가스 이송을 위한 파이프와 액화가스의 배출을 위한 배출펌프가 마련되는 펌프타워를 포함하며, 상기 펌프타워는, 상기 배출펌프가 연결되며 액화가스의 언로딩을 위해 마련되는 복수의 언로딩 파이프; 상기 언로딩 파이프의 백업을 위해 마련되는 보조 파이프; 상기 보조 파이프의 일측에 구비되며 액화가스의 로딩을 위해 마련되는 로딩 파이프; 상기 복수의 언로딩 파이프 및 상기 보조 파이프를 원기둥 형태로 연결하는 복수의 보강재; 및 높이 방향으로 상기 복수의 보강재와 어긋난 위치에 마련되어 상기 복수의 언로딩 파이프 및 상기 보조 파이프를 원기둥 형태로 연결하는 플랫폼을 포함하며, 상기 보강재는, 중앙이 관통된 도넛 형태로 마련되고, 상기 플랫폼은, 중앙이 관통된 도넛 형태 또는 원판 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박{liquefied gas tank and ship having the same}

본 발명은 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.

최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.

이러한 LNG 등의 액화가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등의 선박 내에는 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 액화가스 저장탱크(소위 "화물창"으로 지칭됨)가 설치되어 있다.

이러한 액화가스 저장탱크에는 액화가스의 유출입을 위한 펌프타워가 설치된다. 펌프타워는 상단이 액화가스 저장탱크의 돔에 고정 설치되며, 하단은 액화가스 저장탱크 내부 바닥에 마련된 가이드 구조물에 의해 가이드된다.

그런데 펌프타워는 액화가스 저장탱크의 높이에 상응하도록 상하로 연장된 형태로 마련되며, 액화가스에 의하여 상하 방향으로의 수축/팽창이 발생할 수 있다. 이를 고려하여 가이드 구조물은 펌프타워 하단에 대해 수평 방향으로는 구속하고 상하 방향으로는 움직임이 허용되는 구조를 가질 수 있다.

즉 펌프타워의 하단은 가이드 구조물에 고정되지 않으므로, 펌프타워는 실질적으로 상단만 돔에 고정된 채 매달려 있는 형태가 되어 구조적 안정성이 문제될 수 있다. 따라서 이러한 펌프타워 등에 대해, 구조적 안정성 등을 개선할 수 있는 다양한 연구 및 개발이 진행 중에 있다.

공개특허공보 제10-2019-0142938호(2019.12.30, 공개)
공개특허공보 제10-2017-0036178호(2017.04.03, 공개)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 구조적 안정성 등을 향상시킬 수 있는 펌프타워를 포함하는 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 액화가스 저장탱크는, 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성하며 상면에 액화가스의 유출입을 위한 돔이 형성되는 벽체; 및 상단이 상기 돔에 고정되며 액화가스 이송을 위한 파이프와 액화가스의 배출을 위한 배출펌프가 마련되는 펌프타워를 포함하며, 상기 펌프타워는, 상기 배출펌프가 연결되며 액화가스의 언로딩을 위해 마련되는 복수의 언로딩 파이프; 상기 언로딩 파이프의 백업을 위해 마련되는 보조 파이프; 상기 보조 파이프의 일측에 구비되며 액화가스의 로딩을 위해 마련되는 로딩 파이프; 상기 복수의 언로딩 파이프 및 상기 보조 파이프를 원기둥 형태로 연결하는 복수의 보강재; 및 높이 방향으로 상기 복수의 보강재와 어긋난 위치에 마련되어 상기 복수의 언로딩 파이프 및 상기 보조 파이프를 원기둥 형태로 연결하는 플랫폼을 포함하며, 상기 보강재는, 중앙이 관통된 도넛 형태로 마련되고, 상기 플랫폼은, 중앙이 관통된 도넛 형태 또는 원판 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 플랫폼 및 상기 보강재는, 외경이 동일하게 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 플랫폼은, 중앙이 관통된 도넛 형태로 마련되며, 상기 플랫폼의 내경은, 상기 보강재의 내경보다 상대적으로 작게 마련되어, 상기 보강재보다 상대적으로 큰 평면을 마련할 수 있다.

구체적으로, 상기 복수의 언로딩 파이프 및 상기 보조 파이프는, 상기 펌프타워의 수직중심을 기준으로 방사상 등간격으로 배치되어 점대칭으로 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 펌프타워는, 상기 언로딩 파이프 및 상기 보조 파이프와 평행하게 마련되며 상기 보강재 및 상기 플랫폼에 연결되는 보강필러를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 액화가스 저장탱크를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박은, 펌프타워의 구조를 개선하여 펌프타워 자체의 내구성을 높이고 구조를 단순화하여 제작 비용 등을 절감할 수 있으며, 액화가스의 안정적인 이송을 보장할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프타워의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프타워의 정면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프타워의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프타워의 배면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌프타워의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌프타워의 제작 과정을 설명하는 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 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.

참고로 본 발명은 이하에서 설명하는 액화가스 저장탱크가 구비되는 선박을 포함한다. 이때 선박은 적어도 액화가스를 추진연료/발전연료로 사용하는 선박일 수 있으며, 가스 운반선, 가스가 아닌 화물이나 사람을 운반하는 상선, FSRU, FPSO, Bunkering vessel, 해양플랜트 등을 모두 포함하는 개념이다.

도 1은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프타워의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프타워의 정면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프타워의 평면도이다. 또한 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌프타워의 배면도이다.

이하에서 각 실시예를 설명하기 전에, 먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 액화가스 저장탱크(1)를 개략적으로 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 액화가스 저장탱크(1)는 벽체(10), 펌프타워(20)를 포함한다.

벽체(10)는 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성한다. 이를 위해 벽체(10)는 적어도 육면을 통해 저장공간을 이룰 수 있으며, 일례로 저장공간은 팔각형의 단면을 가질 수 있다.

또한 벽체(10)는, 내부에 저장된 액화가스를 열침투로 인한 증발로부터 보호하기 위해 단열 구조를 구비할 수 있다. 일례로 벽체(10)는 2중 단열 구조 및 2중 실링 구조를 구비할 수 있다.

구체적으로 벽체(10)는 선체 측에 마련되는 2차 단열벽(도시하지 않음), 2차 단열벽의 내측에 마련되는 2차 방벽(도시하지 않음), 2차 방벽의 내측에 마련되는 1차 단열벽(도시하지 않음), 1차 단열벽의 내측에 마련되는 1차 방벽(11)을 포함하는 구조를 구비할 수 있다.

이때 단열벽은 폴리우레탄폼 등의 단열블록을 사용하거나, 펄라이트 등의 단열재를 수용하는 단열박스를 사용할 수 있다. 또한 방벽은 SUS, INVAR 등의 금속시트 또는 알루미늄과 유리섬유 등이 혼합된 복합소재 등을 사용할 수 있다.

일례로 1차 방벽(11)은 SUS로 이루어질 수 있으며, 슬로싱 등을 대비하기 위해 주름이 형성된 시트로 마련될 수 있다. 즉 1차 방벽(11)은 제1 방향(도 5에서 수평한 방향으로 선체의 길이 방향과 나란함) 및 제1 방향과 수직한 제2 방향(도 5에서 수직한 방향으로 선체의 폭 방향과 나란함)으로 교차 배열되는 주름이 형성될 수 있다.

이러한 벽체(10)는, 상면에 액화가스의 유출입을 위한 돔(10a)이 형성된다. 저장공간의 상면을 이루는 벽체(10)는 개구(도시하지 않음)가 형성되고, 개구에는 상방으로 돌출되는 돔(10a) 코밍(도시하지 않음)이 마련되며, 돔(10a) 코밍에 돔(10a) 커버(부호 도시하지 않음)가 안착되면서 개구가 밀폐될 수 있다.

이때 돔(10a) 커버에는 후술할 펌프타워(20)에 마련되는 각종 파이프가 관통되도록 구비되어, 액화가스는 돔(10a)을 관통한 파이프를 통해 저장공간에서 외부로 배출되거나, 외부에서 저장공간으로 유입될 수 있다. 또한 저장공간 내에서 발생하는 증발가스 역시 돔(10a)을 관통하는 파이프를 통해 외부로 배출될 수 있다.

펌프타워(20)는, 상단이 돔(10a)에 고정되며 액화가스의 로딩 및 언로딩을 위한 파이프를 갖는다. 펌프타워(20)는 돔(10a)으로부터 저장공간의 바닥까지 수직하게 연장되는 파이프 및 파이프들을 상호 연결하는 트러스 구조의 골조 등을 포함하는 기둥 형태로 마련될 수 있다.

이러한 펌프타워(20)는 상단만 돔(10a)에 고정되고, 하단은 고정되지 않도록 마련될 수 있다. 즉 펌프타워(20)의 하단은 적어도 수직 방향으로 구속되지 않도록 마련된다. 이는 저장공간의 높이에 대응되는 펌프타워(20)가 극저온 액화가스로 인해 수축/팽창하게 될 것을 대비하기 위함이다.

다만 상단은 고정되고 하단은 자유단이 되는 펌프타워(20)가 안정적으로 놓여있도록 하기 위해, 저장공간의 바닥을 이루는 벽체(10)와 펌프타워(20)의 하단 부분에는 로터리베어링(24)이 마련될 수 있다.

로터리베어링(24)은 펌프타워(20) 하단의 수직 방향 움직임은 허용하되 수평 방향 움직임은 구속함으로써, 펌프타워(20)가 회전하거나 흔들리는 것을 최소화할 수 있다.

이하에서는 도 2 등을 참조하여 제1 실시예의 펌프타워(20)에 대해 설명한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 펌프타워(20)는 다수의 파이프를 포함하도록 마련된다. 일례로 펌프타워(20)는 언로딩 파이프(21), 보조 파이프(22), 로딩 파이프(23), 로터리베어링(24) 등을 포함한다.

언로딩 파이프(21)는, 액화가스의 언로딩을 위해 마련되며, 적어도 둘 이상인 복수로 마련될 수 있다. 일례로 한 쌍의 언로딩 파이프(21)는 상호 백업 가능하게 마련될 수 있다.

각 언로딩 파이프(21)에는 배출펌프(211)가 할당될 수 있는데, 배출펌프(211)는 상하 방향으로 언로딩 파이프(21)와 어긋난 위치에 마련되며, 언로딩 파이프(21)의 하부는 배출펌프(211)를 향해 경사지게 절곡된 후 배출펌프(211)와 연결되도록 마련될 수 있다.

보조 파이프(22)는, 언로딩 파이프(21)를 통한 언로딩에 문제가 발생하는 경우 등을 대비하기 위해 마련되며, 긴급 파이프(emergency pipe)로 지칭될 수도 있다. 비상상황 시 보조 파이프(22) 내부에 긴급 배출용 펌프가 인입된 후, 긴급 배출용 펌프를 통해 저장공간 내의 액화가스를 외부로 배출할 수 있으며, 이를 위해 보조 파이프(22)는 언로딩 파이프(21) 대비 직경이 크게 마련될 수 있다.

보조 파이프(22)는 언로딩 파이프(21) 대비 적은 수로 마련되고, 일례로 1개가 마련될 수 있다. 이때 한 쌍의 언로딩 파이프(21)와 하나의 보조 파이프(22)는 삼각형으로 배치될 수 있다.

특히 한 쌍의 언로딩 파이프(21)와 하나의 보조 파이프(22)는 보강재(25) 등에 의해 삼각기둥 형태로 연결될 수 있는데, 이에 대해서는 이하에서 자세히 설명한다.

로딩 파이프(23)는, 액화가스를 저장공간 내부로 로딩한다. 로딩 파이프(23)는 외부로부터 유입되는 액화가스를 저장공간의 내부 바닥으로 전달하기 위해, 하단이 개방된 중공의 형태를 가질 수 있다.

로딩 파이프(23)는 보조 파이프(22)의 일측에 구비되며, 한 쌍의 언로딩 파이프(21)가 보조 파이프(22)와 삼각 배치될 때, 로딩 파이프(23) 역시 한 쌍의 언로딩 파이프(21)와 삼각 배치될 수 있다.

이때 로딩 파이프(23)는, 한 쌍의 언로딩 파이프(21)와 보조 파이프(22)가 이루는 삼각기둥의 외측에 배치될 수 있으며, 후술할 로딩파이프 지지부재(252) 등을 통해 보조 파이프(22)에 고정 설치될 수 있다.

즉 로딩 파이프(23)는 펌프타워(20)의 수직중심(C)에서 보조 파이프(22)보다 먼 위치에 마련될 수 있으며, 이는 로딩 파이프(23)를 통해 저장공간 내로 유입되는 극저온의 액화가스로부터 배출펌프(211) 등을 보호하기 위한 것이다.

로딩 파이프(23)는 보조 파이프(22)로부터 일정 거리 이상 이격되게 배치될 수 있으며, 이를 통해 극저온의 액화가스로부터 배출펌프(211)를 보다 효율적으로 보호할 수 있다.

로딩 파이프(23)는, 돔(10a)에 연결되는 상단으로부터 벽체(10)의 바닥에 인접한 하단까지, 절곡 없이 연직하게 마련될 수 있다. 로딩 파이프(23)는 액화가스의 수축에 대비하도록 마련되어야 하므로, expansion loop 등과 같은 기능을 구현하기 위해 부분적으로 절곡되었던 것이 고정관념이었다.

그러나 본 실시예의 경우, 로딩 파이프(23)에 대해 돔(10a)을 관통한 상부에 마련되는 입구로부터 벽체(10)의 바닥에 인접한 출구까지 절곡 없이 연직하게 마련되도록 한다. 이는 로딩 파이프(23)에서 상부가 돔(10a)을 관통한 지점과, 하부가 벽체(10)의 바닥에 대해 액화가스를 공급하는 지점이 상하 방향으로 동일한 위치에 놓일 수 있음을 의미한다.

종래의 액화가스 운반선과 달리 본 실시예는 벙커링 선박 또는 액화가스 추진선에 적용될 수 있으며, 이 경우 본 실시예의 액화가스 저장탱크(1)는 연료탱크/벙커링탱크로서, 액화가스 운반선의 카고탱크보다 낮은 높이를 가질 수 있다.

따라서 벙커링탱크 등에 적용되는 본 실시예의 로딩 파이프(23)는, 카고탱크에서의 로딩 파이프(23)의 길이 대비 작게 형성되는 바, 로딩 파이프(23)의 수축 변위 또한 카고탱크에서의 값보다 작게 이루어진다.

즉 본 실시예는 카고탱크가 아닌 연료탱크/벙커링탱크에 탑재되는 펌프타워(20)로서, 로딩 파이프(23)의 수축 변위량이 카고탱크 대비 축소됨을 고려하여, 로딩 파이프(23)에 절곡 부분을 생략하더라도 로딩 파이프(23)의 안정적인 지지를 구현할 수 있게 된다.

이러한 로딩 파이프(23)는, 하단이 로터리베어링(24)에 의해 구속될 수 있는데, 이에 대해서는 후술한다.

펌프타워(20)는 위와 같은 언로딩 파이프(21), 보조 파이프(22), 로딩 파이프(23) 외에도 가스 샘플링 파이프(도시하지 않음), 레벨 게이징 파이프(도시하지 않음), 배출펌프(211) 등의 전력/신호 전달을 위한 케이블 파이프(27) 등을 다양하게 포함할 수 있다. 다만 케이블 파이프(27)의 설치에 대해서는 후술한다.

이와 같이 펌프타워(20)에 마련되는 파이프들은, 도 5에서 나타난 바와 같은 배치를 갖는다. 도 5를 참조하면, 앞서 언급한 바와 같이 벽체(10)에서 액화가스와 마주하는 1차 방벽(11)은, 제1 방향(도 5의 수평한 방향=선체의 길이 방향)으로 마련되는 제1 방향 주름(11a)과, 제2 방향(도 5에서 수직한 방향=선체의 폭 방향)으로 마련되는 제2 방향 주름(11b)을 가지며, 제1 방향 주름(11a)과 제2 방향 주름(11b)은 상호 수직 교차 배열되고 복수의 교차점을 형성하도록 격자 형태를 이룬다.

이때 복수의 언로딩 파이프(21) 및 보조 파이프(22)는, 삼각기둥 형태를 이루면서 삼각기둥의 수직중심(C)(=펌프타워(20)의 수직중심(C))이 벽체(10)의 바닥에 마련되는 제1 방향의 주름 상에 놓이게 마련된다.

특히 삼각기둥의 수직중심(C)은, 제1 방향 주름(11a) 및 제2 방향 주름(11b)이 교차되는 교차점 상에 놓이도록 마련될 수 있고, 더욱이 선박의 길이방향 중심선(C.L.) 상에 배치될 수 있다.

이를 통해 본 실시예는 펌프타워(20)의 수직중심(C)이 선박의 폭 방향으로 중심에 배치되도록 함으로써, 선박의 롤링 운동 시 펌프타워(20) 하부의 움직임이 최소화되도록 하여, 후술할 로터리베어링(24)의 구조적 부하를 줄일 수 있게 된다.

또한 로딩 파이프(23)는, 하단의 수직중심이 제1 방향의 주름 및 제2 방향의 주름과 어긋나며 1차 방벽(11)의 평면 부분 상에 놓일 수 있다. 로딩 파이프(23)의 하단은 액화가스가 하방으로 쏟아지는 부분이므로, 로딩 시 대량의 액화가스가 바닥을 이루는 벽체(10)에 공급된다.

이때 본 실시예는, 굴곡진 주름 부분에 액화가스가 직접 공급될 경우, 액화가스가 주름과 충돌하면서 비산하여 액화가스가 기화될 우려를 줄이기 위해, 액화가스가 1차 방벽(11)의 평면 부분 상으로 전달되게 한다. 이를 통해 본 실시예의 로딩 파이프(23)는 액화가스가 튀는 것을 억제하고, 주유 시 처리해야 하는 증발가스 발생량을 감소시킬 수 있다.

또한 보조 파이프(22)는, 하단의 수직중심이 제1 방향의 주름 상에 놓일 수 있고, 구체적으로 보조 파이프(22)는 하단 수직중심이 선박의 길이방향 중심선(C.L.) 상에 놓일 수 있다. 즉 펌프타워(20)는 보조 파이프(22)가 이루는 꼭지점이 선박의 길이방향 중심선에 나란하면서 언로딩 파이프(21)가 선박의 길이방향 중심선의 양측에 배치되는 이등변 삼각형(혹은 정삼각형)의 평단면을 가질 수 있다.

언로딩 파이프(21)는 하단이 제1 방향 주름(11a) 및 제2 방향 주름(11b)이 교차되는 교차점을 포괄하도록 마련될 수 있으며, 다만 언로딩 파이프(21)의 하단 수직중심은 교차점에서 어긋나게 마련될 수 있다.

구체적으로 도 5를 참고할 때, 언로딩 파이프(21)는 하단의 수직중심에서 가장 인접한 교차점을 기준으로, 하단의 수직중심은 제1 방향으로는 삼각기둥의 수직중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 이격되고, 제2 방향으로는 삼각기둥의 수직중심(C)을 향해 가까워지는 방향으로 이격될 수 있다.

또한 언로딩 파이프(21)의 하단 수직중심과 교차점 간의 거리는, 언로딩 파이프(21)의 하단 수직중심에서 언로딩 파이프(21)의 하단 외경 사이의 거리(언로딩 파이프(21)의 하단 반경)보다 작을 수 있다.

이와 같이 1차 방벽(11)의 주름 대비 각 파이프의 최적 배치를 통해, 본 실시예는 1차 방벽(11)의 내구성을 보장하고 액화가스의 불필요한 증발을 억제하여 안정적인 액화가스의 유동/저장을 보장할 수 있다.

이러한 펌프타워(20)의 하단은, 로터리베어링(24)에 의해 구속되도록 마련된다. 로터리베어링(24)은 저장공간의 바닥을 이루는 벽체(10)에 마련되어, 펌프타워(20)의 하단에 대해 수평 움직임은 구속하고 수직 움직임은 허용하도록 마련된다.

로터리베어링(24)은 펌프타워(20)의 하단에 구비되는 상측부와, 벽체(10)에 구비되는 하측부를 포함할 수 있으며, 로터리베어링(24)의 하측부는 벽체(10)에 고정 설치되며, 하측부를 기준으로 상측부는 수직 이동은 가능하되 수평 이동(수평 회전 포함)은 제한되도록 마련된다.

이러한 로터리베어링(24)은 하측부와 상측부가 마주하는 표면에 슬라이딩이 허용되는 재질(테프론 등)이 부가될 수 있다. 또한 로터리베어링(24)은 하측부를 제한되지 않는 다양한 형태로 구비함으로써, 복수 지점에서 하측부와 상측부가 서로 맞닿도록 함으로써 상측부의 수평 움직임을 제한할 수 있다.

로터리베어링(24)은, 로딩 파이프(23)의 하부에 대해 수평 움직임은 구속하고 수직 움직임은 허용하도록 마련된다. 이때 로딩 파이프(23)는, 로터리베어링(24)에 의해 구속되는 외면에 슬라이딩 가능한 슬라이딩재(테프론 등)가 마련될 수 있다.

로딩 파이프(23)의 수평 이동을 구속하는 로터리베어링(24)은, 펌프타워(20)의 하단에 마련되는 상측부일 수 있다. 따라서 로딩 파이프(23)는 돔(10a)에 상부가 고정되고, 하부는 바닥을 이루는 벽체(10)에 인접 배치되면서 펌프타워(20)의 하부에 의하여 수평 움직임만 제한될 수 있다. 다시 말하면 로딩 파이프(23)는 언로딩 파이프(21)/보조 파이프(22)를 기준으로 추가 수축/팽창이 가능한 구조로 마련될 수 있다.

펌프타워(20)는, 보강재(25), 플랫폼(26)을 더 포함한다. 보강재(25)는 복수의 언로딩 파이프(21) 및 보조 파이프(22)를 삼각기둥 형태로 연결한다. 보강재(25)는 복수의 언로딩 파이프(21)와 보조 파이프(22)를 수평 방향으로 연결함으로써 하나의 기둥 형태로 일체화할 수 있다.

구체적으로 보강재(25)는, 한 쌍의 언로딩 파이프(21)와 보조 파이프(22)를 수평하게 연결하는 복수의 수평부재를 포함하되, 수평부재를 상호 연결하는 대각선부재를 생략할 수 있다.

즉 본 실시예는, 도 1에서 나타난 펌프타워(20)의 트러스 구조와는 다르게, 보강재(25)가 대각선부재를 생략하고 수평부재만으로 이루어지도록 할 수 있다. 이 경우 보강재(25)는, 복수의 언로딩 파이프(21) 사이 및 언로딩 파이프(21)와 보조 파이프(22)를 사다리 형태로 연결할 수 있다.

앞서 로딩 파이프(23)를 설명하면서 언급한 바와 같이, 본 실시예의 펌프타워(20)가 적용되는 액화가스 저장탱크(1)는, 연료탱크이거나 벙커링 선박의 벙커링탱크일 수 있으며, 이 경우 액화가스 운반선의 카고탱크 대비 높이가 낮게 이루어질 수 있다.

따라서 펌프타워(20)의 높이는 액화가스 운반선의 경우보다 낮게 형성되므로, 본 실시예는 보강재(25)에서 대각선부재를 모두 생략하더라도 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

다만 액화가스 운반선 대비 높이를 낮춘 펌프타워(20)에 대해, 세장비를 액화가스 운반선에서와 동일하게 가져갈 경우, 삼각기둥 내측이 협소해진다. 따라서 본 실시예는, 액화가스 운반선의 카고탱크 대비 높이가 낮은 벙커링 선박의 벙커링탱크 및 액화가스 추진선의 연료탱크에 적용하는 경우, 펌프타워(20)의 높이를 줄이되 세장비를 유지하면서, 보강재(25)가 수평부재만으로 구비되도록 하여 구조를 단순화할 수 있고, 또한 이하에서 설명하는 것과 같이 플랫폼(26) 구조를 변경하여 작업 공간을 충분히 확보할 수 있다.

플랫폼(26)은, 보강재(25) 중 적어도 일부에 마련되며, 작업자가 올라설 수 있는 발판 기능을 구현한다. 플랫폼(26)은 작업자를 지지하기 위해 수평 방향으로 마련되는 데크 부재의 일종일 수 있다.

플랫폼(26)은, 한 쌍의 언로딩 파이프(21)와 보조 파이프(22)가 이루는 삼각기둥의 내측에 구비될 수 있다. 다만 앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예가 액화가스 운반선의 카고탱크 대비 높이가 낮은 벙커링탱크나 연료탱크에 적용하는 경우, 펌프타워(20)의 세장비를 카고탱크에서와 동일하게 하면, 삼각기둥의 내측 공간이 협소해져 플랫폼(26)의 면적이 부족하게 된다.

따라서 본 실시예는, 플랫폼(26)의 면적 확보를 위해, 삼각기둥의 외측에도 플랫폼(26)을 구비할 수 있다. 이때 삼각기둥의 내측에는 내측 플랫폼(26a)이 마련되고, 삼각기둥의 외측에는 외측 플랫폼(26b)이 마련된다.

삼각기둥의 내측에 마련되는 내측 플랫폼(26a)은, 한 쌍의 언로딩 파이프(21)와 보조 파이프(22)를 연결하는 보강재(25)(수평부재)에 의해 지지될 수 있다. 즉 내측 플랫폼(26a)은 삼각형의 보강재(25)에 의해 지지되는 삼각형의 형태를 갖는다.

또한 삼각기둥 외측에 외측 플랫폼(26b)을 구비하기 위해서, 보강재(25)의 외측에는 연장부재(251)가 부가될 수 있다. 연장부재(251)는 보강재(25)로부터 외측으로 연장될 수 있고, 또한 보강재(25)가 설치된 언로딩 파이프(21)나 보조 파이프(22)로부터 외측으로 연장되도록 마련될 수 있다.

구체적으로 연장부재(251)는, 어느 하나의 언로딩 파이프(21) 및 보조 파이프(22)에서 연장되어 외측 플랫폼(26b)을 지지하도록 마련될 수 있다. 물론 도면과 달리, 한 쌍의 언로딩 파이프(21)에서 외측으로 연장부재(251)가 연장되는 것도 가능하다.

다만 전자의 경우 외측 플랫폼(26b)은 하나의 언로딩 파이프(21)와 보조 파이프(22) 사이에 배치되고, 후자의 경우 외측 플랫폼(26b)은 두 언로딩 파이프(21) 사이에 배치된다. 따라서 보조 파이프(22)의 유지보수 관점에서 전자와 같은 연장부재(251)의 배치가 바람직할 수 있다.

물론 연장부재(251)는 한 쌍의 언로딩 파이프(21) 및 보조 파이프(22) 모두에서 외측으로 연장되도록 마련될 수 있으며, 외측 플랫폼(26b)은 한 쌍의 언로딩 파이프(21) 사이 및 어느 하나의 언로딩 파이프(21)와 보조 파이프(22) 사이에서 삼각기둥의 외측에 구비될 수 있다. 즉 유지보수 필요성 등을 고려하여 연장부재(251)와 외측 플랫폼(26b)의 배치는 다양하게 변경될 수 있다.

보강재(25)에서 외측에는 로딩파이프 지지부재(252)가 더 구비될 수 있다. 로딩파이프 지지부재(252)는 연장부재(251)와 유사하게, 보강재(25)에서 외측으로 연장되도록 마련되거나, 또는 언로딩 파이프(21)/보조 파이프(22)로부터 외측으로 연장되도록 마련될 수 있다.

일례로 로딩파이프 지지부재(252)는, 도면에서와 같이 보조 파이프(22)에서 연장되어 로딩 파이프(23)를 보조 파이프(22)에 인접하게 지지할 수 있다. 다만 로딩파이프 지지부재(252)는 로딩되는 액화가스로부터 배출펌프(211)를 보호하기 위해, 앞서 언급한 일정 거리 이상의 길이를 갖도록 마련될 수 있다.

다만 로딩파이프 지지부재(252)와 외측 플랫폼(26b) 간의 간섭을 최소화하기 위해, 로딩파이프 지지부재(252)는 보조 파이프(22)에서 연장부재(251)가 연장되는 방향과 둔각을 이루는 상이한 방향으로 연장되도록 보조 파이프(22)에 연결될 수 있다.

이 경우 선박의 길이방향 중심선(C.L.)을 기준으로, 보조 파이프(22)의 일측에는 외측 플랫폼(26b)이 마련되고, 보조 파이프(22)의 타측에는 로딩 파이프(23)가 마련될 수 있다.

물론 도면과 달리, 로딩 라인은 플랫폼(26)에 위치한 작업자가 접근이 용이한 위치에 마련될 수도 있다. 즉 로딩파이프 지지부재(252)는, 연장부재(251)가 마련되는 언로딩 파이프(21) 또는 보조 파이프(22)에서 연장되어 로딩 파이프(23)를 보조 파이프(22)에 인접하게 지지할 수 있다.

이때 로딩파이프 지지부재(252)는, 언로딩 파이프(21) 또는 보조 파이프(22)에서 연장부재(251)가 연장되는 방향과 예각을 이루는 방향으로 연장되도록 언로딩 파이프(21) 또는 보조 파이프(22)에 연결될 수 있다.

로딩파이프 지지부재(252)가 언로딩 파이프(21)에 마련되는 경우, 선박의 길이방향 중심선을 기준으로 언로딩 파이프(21)의 일측에 외측 플랫폼(26b) 및 로딩 파이프(23)가 모두 마련될 수 있으며, 하나의 언로딩 파이프(21)에서 일측으로 연장되는 로딩파이프 지지부재(252)와 연장부재(251)는 예각을 이루도록 마련될 수 있다. 이때 언로딩 파이프(21)의 전방(도 4 기준 좌측)에 로딩 파이프(23)가 구비되고 언로딩 파이프(21)의 후방(도 4 기준 우측)에 외측 플랫폼(26b)이 구비될 수 있다.

또는 로딩파이프 지지부재(252)가 보조 파이프(22)에 마련되는 경우, 선박의 길이방향 중심선을 기준으로 보조 파이프(22)의 일측에 외측 플랫폼(26b) 및 로딩 파이프(23)가 모두 마련될 수 있으며, 다만 보조 파이프(22)의 전방(도 4 기준 좌측)에 외측 플랫폼(26b)이 구비되고 보조 파이프(22)의 후방(도 4 기준 우측)에 로딩 파이프(23)가 마련될 수 있다.

즉 로딩파이프 지지부재(252)는, 외측 플랫폼(26b)과 간섭되지 않는 다양한 위치에 마련되어 로딩 파이프(23)를 지지하도록 구비될 수 있으며, 언로딩 파이프(21)/보조 파이프(22)로부터 연장되도록 마련되거나, 및/또는 연장부재(251) 또는 외측 플랫폼(26b) 등으로부터 연장되도록 마련될 수 있다.

본 실시예의 펌프타워(20)는, 앞서 설명한 바와 같이 펌프타워(20)의 하부에 마련되는 전기장비에 대한 전력/신호 전달을 위하여, 케이블 파이프(27)를 구비할 수 있다.

이러한 케이블 파이프(27)는 삼각기둥의 내측 또는 외측에 배치되며 보강재(25)에 의해 지지될 수 있다. 일례로 케이블 파이프(27)는 삼각기둥의 외측에 연직하게 마련되며 보강재(25)를 통해 지지되어 언로딩 파이프(21)로부터 외측으로 이격 배치된다.

보강재(25)가 수평부재와 대각선부재를 모두 포함한다면, 연직한 케이블 파이프(27)는 수평부재 및 대각선부재와 교차하도록 마련되면서 수평부재 간의 상하 간격보다 작은 지지 간격(수평부재와 대각선부재 사이의 간격)으로 설치될 수 있다.

다만 본 실시예는, 보강재(25)가 대각선부재 없이 이루어지므로, 연직한 케이블 파이프(27)는 보강재(25)의 상하 간격만큼 지지 간격이 벌어지게 된다.

이 경우 본 실시예는 케이블 파이프(27)의 지지 내구성이 저하될 우려를 해소하고자, 지지 브라켓(271)을 이용할 수 있다. 지지 브라켓(271)은 보강재(25)에 마련되어 외측으로 연장되는데, 보강재(25)로부터 상방 또는 하방으로 연장된 후 외측으로 절곡되거나 휘어진 형태를 가질 수 있다.

일례로 하나의 보강재(25)에 대해 복수 개의 지지 브라켓(271)이 마련되며, 어느 하나의 지지 브라켓(271a)은 상방으로 연장된 후 외측으로 절곡된 ㄱ자를 이루고, 다른 하나의 지지 브라켓(271b)은 하방으로 연장된 후 외측으로 절곡된 ㄴ자를 이룰 수 있다.

이때 케이블 파이프(27)는 보강재(25)에 설치된 지지 브라켓(271)을 통해 지지되며, 지지 브라켓(271) 간의 상하 간격은 보강재(25) 간의 상하 간격보다 작게 형성될 수 있다.

일례로 케이블 파이프(27)는 일정 높이에서 상방으로 가면서, 어느 하나의 보강재(25)에 마련된 ㄴ자 지지 브라켓(271b), 어느 하나의 보강재(25)에 마련된 ㄱ자 지지 브라켓(271a), 어느 하나의 보강재(25)의 바로 상방에 놓인 다른 하나의 보강재(25)에 마련된 ㄴ자 지지 브라켓(271b), 다른 하나의 보강재(25)에 마련된 ㄱ자 지지 브라켓(271a) 순으로 지지점이 형성된다.

따라서 본 실시예는, 보강재(25)가 대각선부재를 생략함에 따라 케이블 파이프(27)가 보강재(25)에 의해 지지될 때 지지점 간의 상하 간격(일례로 2,000mm 내외)이 기설정값(일례로 700 내지 1,000mm)을 넘어서는 경우에도, 지지 브라켓(271)을 적용함으로써 지지점의 상하 간격을 기설정값 이내로 낮춰 케이블 파이프(27)의 안정적인 고정을 구현할 수 있다.

물론 이와 같은 지지 브라켓(271)에 의한 지지점 조정 구조는, 케이블 파이프(27) 외에도 연직하게 마련되는 가스 샘플링 파이프 등에 모두 적용될 수 있을 것이다.

이와 같이 본 실시예는, 삼각기둥 형태를 구성하는 한 쌍의 언로딩 파이프(21) 및 보조 파이프(22)를 1차 방벽(11)의 주름 대비 최적으로 배치하면서, 보강재(25)가 대각선부재 없이 이루어지도록 하여 구조를 단순화 하였으며, 외측 플랫폼(26b)을 추가하여 작업자의 작업 공간을 보장할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌프타워의 측면도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌프타워의 제작 과정을 설명하는 도면이다.

이하에서는 본 실시예가 앞선 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌프타워(20)는, 앞서 삼각기둥 형태를 갖는 제1 실시예와 달리, 원기둥 형태로 마련될 수 있다. 다만 언로딩 파이프(21)와 보조 파이프(22)의 배치는 앞선 실시예에서와 동일하게 삼각형을 이룰 수 있다. 즉 복수의 언로딩 파이프(21) 및 보조 파이프(22)는, 펌프타워(20)의 수직중심(C)을 기준으로 방사상 등간격으로 배치되어 점대칭으로 마련된다.

특히 본 실시예는, 펌프타워(20)의 수직중심(C)에서 복수의 언로딩 파이프(21)까지의 거리 및 보조 파이프(22)까지의 거리가 모두 동일할 수 있으며, 플랫폼(26)과 보강재(25)를 원 형태로 하여 전체적으로 원기둥 형상을 가질 수 있다.

구체적으로, 보강재(25)는 복수의 언로딩 파이프(21) 및 보조 파이프(22)를 원기둥 형태로 연결하며, 중앙이 관통된 도넛 형태로 마련된다. 이러한 보강재(25)는 수평부재로서 둘레 또는 둘레에 인접한 일정 지점에 언로딩 파이프(21)와 보조 파이프(22)가 고정되도록 한다.

또한 플랫폼(26)은, 높이 방향으로 복수의 보강재(25)와 어긋난 위치에 마련되면서 보강재(25)와 평행하게 구비되는 수평부재일 수 있고, 플랫폼(26)은 보강재(25)와 마찬가지로 복수의 언로딩 파이프(21) 및 보조 파이프(22)를 원기둥 형태로 연결할 수 있다.

이때 플랫폼(26)은, 중앙이 관통된 도넛 형태를 가져서 보강재(25)와 유사한 형상으로 구비될 수 있으며, 또는 작업자를 지지하기 위해 원판 형태로 마련될 수도 있다.

이러한 플랫폼(26)과 보강재(25)는, 외경이 동일하게 마련되어, 펌프타워(20)가 직경 변화 없는 원기둥 형태를 갖도록 할 수 있다. 또한 플랫폼(26)과 보강재(25)는 모두 중앙이 관통된 도넛 형태로 마련되되, 플랫폼(26)의 내경은 보강재(25)의 내경보다 상대적으로 작게 마련되어, 보강재(25)보다 상대적으로 큰 평면을 마련할 수 있다.

이와 같은 펌프타워(20)는 언로딩 파이프(21) 및 보조 파이프(22)와 평행하게 마련되며 보강재(25) 및 플랫폼(26)에 연결되는 보강필러(253)를 더 포함할 수 있다. 따라서 본 실시예는 마치 철근이 내장된 원형의 콘크리트 기둥 구조와 유사한 형태를 이룰 수 있다.

이러한 형상의 펌프타워(20)는, 터닝 롤러(30)를 이용한 작업이 가능하다. 도 7을 참조하면, 본 실시예의 펌프타워(20)는 크레인(40)에 의해 터닝 롤러(30)에 안착되는데(도 7의 1)), 터닝 롤러(30)에 의해 보강재(25) 또는 플랫폼(26)이 지지되면서, 터닝 롤러(30)의 회전력에 의하여 펌프타워(20)가 수직중심(C)을 회전축으로 하여 회전하게 된다(도 7의 2)).

따라서 본 실시예의 펌프타워(20)는, 터닝 롤러(30)를 사용하여 파이프의 조립 등의 제조 공정이 가능하므로, 고정 정반을 사용하는 경우와 대비할 때 작업성을 대폭 개선할 수 있다.

참고로 도 7의 3)에 따르면 보강재(25)는 앞선 실시예와 상이하게 대각선부재(부호 도시하지 않음)를 더 포함할 수도 있다.

이와 같이 본 실시예는, 펌프타워(20)를 원기둥 형태로 하여 안정적인 구조 강도를 보유하고, 또한 제조 작업 시 작업을 위한 설비를 간소화할 수 있다.

본 발명은 앞서 설명한 실시예 외에도, 적어도 어느 하나 이상의 실시예와 당업자에게 알려져 있는 공지기술의 조합이나, 적어도 둘 이상의 실시예들의 조합을 추가적인 실시예로 포함할 수 있음은 물론이다.

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.

1: 액화가스 저장탱크 10: 벽체
10a: 돔 11: 1차 방벽
11a: 제1 방향 주름 11b: 제2 방향 주름
20: 펌프타워 21: 언로딩 파이프
211: 배출펌프 22: 보조 파이프
23: 로딩 파이프 24: 로터리 베어링
25: 보강재 251: 연장부재
252: 로딩파이프 지지부재 253: 보강필러
26: 플랫폼 26a: 내측 플랫폼
26b: 외측 플랫폼 27: 전장 파이프
271: 지지 브라켓 30: 터닝 롤러
40: 크레인

Claims (6)

1. 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성하며 상면에 액화가스의 유출입을 위한 돔이 형성되는 벽체; 및
   상단이 상기 돔에 고정되며 액화가스 이송을 위한 파이프와 액화가스의 배출을 위한 배출펌프가 마련되는 펌프타워를 포함하며,
   상기 펌프타워는,
   상기 배출펌프가 연결되며 액화가스의 언로딩을 위해 마련되는 복수의 언로딩 파이프;
   상기 언로딩 파이프의 백업을 위해 마련되는 보조 파이프;
   상기 보조 파이프의 일측에 구비되며 액화가스의 로딩을 위해 마련되는 로딩 파이프;
   상기 복수의 언로딩 파이프 및 상기 보조 파이프를 원기둥 형태로 연결하는 복수의 보강재; 및
   높이 방향으로 상기 복수의 보강재와 어긋난 위치에 마련되어 상기 복수의 언로딩 파이프 및 상기 보조 파이프를 원기둥 형태로 연결하는 플랫폼을 포함하며,
   상기 보강재는, 중앙이 관통된 도넛 형태로 마련되고,
   상기 플랫폼은, 중앙이 관통된 도넛 형태 또는 원판 형태로 마련되며,
   상기 펌프타워는,
   상기 언로딩 파이프 및 상기 보조 파이프와 평행하게 마련되며 상기 보강재 및 상기 플랫폼에 연결되는 보강필러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플랫폼 및 상기 보강재는,
   외경이 동일하게 마련되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 플랫폼은, 중앙이 관통된 도넛 형태로 마련되며,
   상기 플랫폼의 내경은, 상기 보강재의 내경보다 상대적으로 작게 마련되어, 상기 보강재보다 상대적으로 큰 평면을 마련하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 언로딩 파이프 및 상기 보조 파이프는,
   상기 펌프타워의 수직중심을 기준으로 방사상 등간격으로 배치되어 점대칭으로 마련되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
5. 삭제
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 상기 액화가스 저장탱크를 갖는 것을 특징으로 하는 선박.

Images