KR102404687B1 - 액화가스 화물창 - Google Patents

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Abstract

액화가스 화물창이 개시된다. 본 발명에 따른 액화가스 화물창은 선체 내부에 위치하고, 액화가스를 수용하는 저장탱크; 상기 선체와 저장탱크 사이에 마련되는 내부공간; 상기 내부공간에 충진되어, 상기 저장탱크에 수용된 액화가스를 단열시키는 파우더단열재; 상기 선체 바닥면에 설치되어, 상기 바닥면 중앙부에서 가장자리로 갈수록 점차 높이가 커지는 경사부재;를 포함한다.

Description

액화가스 화물창{CARRIER CARGO TANK}
본 발명은 액화가스 화물창에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저온의 액화가스를 효과적으로 단열시키는 단열구조체를 포함하는 액화가스 화물창에 관한 것이다.
액화가스는 기체를 냉각 또는 압축하여 액체로 만든 것으로서, 수송 및 저장의 편의성을 위해 상온에서 기체인 것을 냉각하여 액체로 상변화한 것이다. 액화가스 중에서 널리 이용되고 중요한 자원으로 여겨지는 것 중 하나로 액화천연가스(LNG, Liquified Natural Gas)가 있다. 액화천연가스는 메탄(Methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 섭씨 -162도로 냉각해 그 부피를 1/600로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.
최근 액화천연가스가 중요한 에너지 자원으로 이용됨에 따라 액화천연가스를 생산지로부터 각종 수요지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되어 왔다. 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스를 해상을 통해 수송할 수 있는 액화가스 수송선박이 개발되었다.
액화가스 수송선박에는 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있도록 극저온에 견딜 수 있는 액화가스 화물창이 설치된다. 액화천연가스는 대기압보다 높은 증기압을 가지며 초저온의 비등 온도를 갖기 때문에, 액화가스 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작되어야 하며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고 열침입을 막을 수 있는 독특한 단열구조체를 필요로 한다.
저장탱크는 단열구조체에 화물의 하중이 직접적으로 가해지는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류된다. 이 중 독립형 저장탱크는 구조가 비교적 단순하고 안정적으로 액화천연가스를 수용할 수 있어 다양한 액화가스 수송선박에 채택되어 이용되고 있다. 독립형 저장탱크는 구조상 선박 등의 부유식 해상구조물의 헐 등에 형성되는 화물창 수용공간에 저장탱크가 설치되고, 저장탱크의 외면과 화물창 수용공간 사이에 단열구조체가 설치된다. 이러한 단열구조체로, 판형의 폴리우레탄폼(PUF) 등으로 이루어진 단열부재를 설치하거나, 또는 독립된 분말 형태로 구성된 파우더단열재를 충진하는 방식이 주로 이용된다.
그런데 그 중 파우더단열재는 저장탱크의 하부에는 충진이 어렵다는 문제를 가진다. 파우더단열재는 저장탱크의 상부를 통해 가압 및 투입되는데, 저장탱크의 하부에는 파우더단열재가 특정한 밀도로 균일하게 채워지기 어렵기 때문이다. 따라서, 액화가스 저장탱크의 하부를 단열시키는 적절한 수단이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0097519호(2008. 11. 06. 공개)
본 발명의 실시 예는 적재된 액화가스를 효과적으로 단열할 수 있는 단열구조체를 포함한 액화가스 화물창을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 단열구조체의 설치작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 액화가스 화물창을 제공하고자 한다,
본 발명의 실시 예는 단순한 구조로서 의해 적재된 액화가스의 단열을 안정적으로 수행할 수 있는 액화가스 화물창을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체 내부에 위치하고, 액화가스를 수용하는 저장탱크; 상기 선체와 저장탱크 사이에 마련되는 내부공간; 상기 내부공간에 충진되어, 상기 저장탱크에 수용된 액화가스를 단열시키는 파우더단열재; 상기 선체 바닥면에 설치되어, 상기 바닥면 중앙부에서 가장자리로 갈수록 점차 높이가 커지는 경사부재;를 포함하는 액화가스 화물창이 제공될 수 있다.
또한, 상기 경사부재에는 내부에 상기 파우더단열재가 채워지는 충진공간이 형성될 수 있다.
또한, 상기 경사부재에는 상기 내부공간과 상기 충진공간을 연통하는 충진구; 상기 충진구를 개방 또는 폐쇄하는 개폐부재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 저장탱크는 상기 선체에 지지수단에 의해 설치위치가 유지되고, 상기 경사부재에는 상기 지지수단이 설치되는 위치에 설치공간이 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체 내부에 위치하고, 액화가스를 수용하는 저장탱크; 상기 선체와 저장탱크 사이에 마련되는 내부공간; 상기 내부공간에 충진되어, 상기 저장탱크에 수용된 액화가스를 단열시키는 파우더단열재;를 포함하고, 상기 선체 바닥면은 중앙부가 이루는 수평면을 기준으로 상기 중앙부에서 가장자리로 갈수록 높이가 커지는 액화가스 화물창이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 액화가스 화물창은, 경사부재를 통해 파우더단열재가 선체 내부공간에 구석구석 충진될 수 있으므로, 적재된 액화가스를 효과적으로 단열할 수 있다.
본 발명에 따른 액화가스 화물창은, 경사부재 내부에 충진공간이 마련되고, 충진공간에도 파우더단열재가 채워짐으로써, 균일한 두께의 파우더단열재에 의해 저장탱크에 적재된 액화가스를 효과적으로 단열할 수 있다.
본 발명에 따른 액화가스 화물창은, 상기 내부공간과 상기 충진공간을 연통하는 충진구와 상기 충진구를 개방 또는 폐쇄하는 개폐부재를 포함하여, 충진공간의 개폐를 손쉽게 구현하며 충진공간에 필요한 정도만큼의 파우더단열제를 충진하여 단열성능을 손쉽게 조절 가능하다.
본 발명에 따른 액화가스 화물창은, 경사부재를 통해 저장탱크 하부를 용이하게 충진할 수 있으므로, 파우더단열재의 설치작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액화가스 화물창을 포함하는 선박의 측면도이다.
도 2는 종래의 액화가스 화물창에 대한 단면도이다.
도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 경사부재가 마련된 액화가스 화물창을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 경사부재의 사시도이다.
도 5은 본 발명의 제1실시예에 따른 경사부재에 마련되는 충진공간의 개폐방식을 도시한다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 경사부재에 파우더단열재가 충진되는 방식을 도시한다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 액화가스 화물창에 파우더단열재가 충진된 상태를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
이하 실시 예에서는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일례로서, 액화천연가스를 적용하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 액화에탄가스, 액화탄화수소가스 등 다양한 저온의 액화가스가 화물창에 적용되는 경우에도 동일한 기술적 사상으로 동일하게 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액화가스 화물창을 포함하는 선박의 측면도이고, 도 2는 종래의 액화가스 화물창에 대한 단면도를 나타낸다. 도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 경사부재가 마련된 액화가스 화물창을 나타낸다. 이하에서는 이들 도면을 참조하여 각 부분들을 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 도 2를 참조하면 파우더단열재(P)를 이용하여 저장탱크(20)를 단열시키는 방식은, 파우더단열재(P)가 저장탱크(20)의 하부에 충진되기 어렵다는 문제를 가진다. 파우더단열재(P)는 저장탱크(20)의 상부를 통해 가압 및 투입되는데, 저장탱크(20)의 하부에는 파우더단열재(P)가 소정의 밀도로 균일하게 채워지기 어렵기 때문이다. 따라서, 액화가스 저장탱크(20)의 하부를 단열시키는 적절한 수단이 필요하다. 본 발명에 따른 액화가스 화물창은, 이러한 문제를 해결하는 방법을 제시한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 액화가스 화물창은, 선체(10) 내부에 위치하고, 액화가스를 수용하는 저장탱크(20)와, 상기 선체(10)와 저장탱크(20) 사이에 마련되는 내부공간(10a)과, 상기 내부공간(10a)에 충진되어, 상기 저장탱크에 수용된 액화가스를 단열시키는 파우더단열재(P)와, 선체(10) 바닥면(10b)에 설치되어, 상기 바닥면(10b) 중앙부(10c)에서 가장자리로 갈수록 점차 높이가 커지는 경사부재(100)를 포함한다.
선체(10)는 해상 구조물로써, LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV 등의 선박 또는 LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 플랜트 등일 수 있다. 또한, 선체(10)는 외판(outer hull)과 내판(inner hull)의 이중 헐(double hull)로 구성될 수 있으며, 선체(10) 내판의 내부공간(10a)에는 액화가스를 저장하기 위한 저장탱크(20)가 위치하게 된다.
저장탱크(20)은 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(LPG: Liquefied Petroleum Gas), 디메틸에테르(DME: Dimethyl Ether) 등 극저온의 액화가스(liquefied gas)를 저장하는데 이용될 수 있다. 즉 이러한 저장탱크(20)은 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel) 운반선, LPG 운반선, 또는 에틸렌(Ethylene) 운반선 등 액화가스 화물을 운송하는 운반선, 또는 FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FPSO(Floating Production Storage Offloading), BMPP(Barge Mounted Power Plant) 등 액화가스의 저장 및 생산을 위한 해상 부유설비에 적용될 수 있다. 또 저장탱크(20)은 해상설비 뿐만 아니라 액화가스를 저장하기 위한 육상설비에도 적용될 수 있다.
저장탱크(20) 내부에 저장되는 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있고, 나아가 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현될 수 있다.
저장탱크(20)는 독립형(independent type) 저장탱크로서 선체(10)와 함께 건조될 수 있고, 선체(10)와 별도로 제작되어 선체(10) 내에 탑재될 수도 있다. 나아가, 저장탱크(20)는 액화가스를 수용하는 방벽구조물(미도시)과 단열층(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 방벽구조물은 저장탱크(20) 내부에 저장된 저장물과 접촉될 수 있으며, 저장물의 유동에 의한 슬로싱 충격을 흡수할 수 있다. 또 방벽구조물은 극저온의 액화가스를 수용하기 위해 알루미늄 합금이나 SUS, 및 9% 니켈 등 저온에 강한 합금으로 제조될 수 있다. 또, 저장탱크(20)의 상측에는 저장탱크(20)로 액화가스를 공급하거나 저장탱크(20)로부터 액화가스를 하역시키는 배관이 설치되는 리퀴드 돔(Liquid dome, 미도시)이 마련될 수 있다.
지지수단(30)은 저장탱크(20)를 선체(10) 내에 유지시키기 위한 것으로써, 크게 저장탱크(20)의 하중을 지지하는 탱크지지체(31)와, 선체(10)의 롤링 또는 피칭 등에 의한 저장탱크(20)의 이동 또는 회전을 막아주는 회전구속체(32)를 포함한다. 이처럼 지지수단(30)은 선체(10)의 내부공간(10a)에 저장탱크(20)를 유지시키기 위해 선체(10)와 저장탱크(20) 사이에 개재된다.
탱크지지체(31)는 저장탱크(20)의 하부에 위치하며, 선체 바닥(10b)에 고정되는 지지부재(미도시)와, 저장탱크(20)를 지지하는 블럭부재(미도시)와, 저장탱크(20)에 설치되어 블럭부재(미도시)의 이동을 구속하는 이동제한부재(미도시)를 포함한다. 이때, 블럭부재는 압축 강화 목재 블록(Compressed Hard Wooden Block) 등과 같이 열전도의 차단이 용이한 재질로 구성될 수 있다. 이때, 블럭부재는 저장탱크(20)의 저면에 수직방향으로 배열될 수 있고, 블럭부재의 상단은 저장탱크(20)의 저면에 고정되며, 블럭부재의 하부는 지지부재에 의해 지지될 수 있다.
회전구속체(32)는 저장탱크(20)가 선체(10) 내부공간(10a)에서 유동 또는 회전되는 것을 방지하기 위하여 마련될 수 있다. 이를 위해, 회전구속체(32)는 피칭키와 같이 탱크몸체(100)에 마련되는 키부재(미도시)와, 선체(10)에 설치되는 스토퍼부재(미도시)와, 키부재와 스토퍼부재 사이에 개재되는 완충부재(미도시)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 경사부재의 사시도이고, 도 5은 본 발명의 제1실시예에 따른 경사부재에 마련되는 충진공간의 개폐방식을 도시하며, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 경사부재에 파우더단열재(P)가 충진되는 방식을 나타내고, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 액화가스 화물창에 파우더단열재(P)가 충진된 상태를 나타낸다. 이하에서는 도면을 이들 도면을 참조하여 경사부재(100)에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
경사부재(100)는 파우더단열재(P)의 흐름을 안내한다. 일반적으로 파우더단열재(P)는 저장탱크(20) 하부와 선체(10) 사이에는 투입이 어렵다. 경사부재(100)는 파우더단열재(P)가 저장탱크의 하부로 흘러 들어갈 수 있는 슬로프(slope)를 만들어 줌으로써 이러한 문제를 해결한다. 파우더단열재(P)는 경사부재(100)에 의해 저장탱크(20) 하부까지 흘러 들어가 충진되는 것이다.
경사부재(100)는 선체 바닥(10b)의 중앙부(10c)에서 가장자리로 갈수록 점차 높이가 커지는 형태일 수 있다. 선체 바닥(10b)의 가장자리부터 중앙부(10c)로 경사를 이뤄 파우더단열재(P)가 흘러 들어갈 수 있도록 하기 위함이다. 이때, 경사부재(100)는 단열을 위하여 플라이우드(plywood)로 이루어질 수 있다.
경사부재(100)에는 내부에 파우더단열재(P)가 채워지는 충진공간(110)이 형성될 수 있다. 이러한 충진공간(110)에는 파우더단열재(P)가 채워짐으로써, 경사부재(100)의 선체 바닥(10b)으로부터의 높이와 상관없이, 파우더단열재(P)가 균일한 높이와 밀도로 저장탱크(20)를 단열할 수 있게 한다.
개폐부재(111)는 충진공간(110)의 개폐를 구현한다. 이때, 개폐부재(111)는 힌지(112)를 통해 회전방식으로 개폐부재(111)를 덮거나 열어 충진공간(110)을 밀폐 또는 개방할 수 있다. 이때, 충진구(110a)는 충진공간(110)을 외부와 통하게 하는 것으로, 파우더단열재(P)가 충진되는 내부공간(10a)과 충진공간(110)을 연통한다.
설치공간(120)은 경사부재(100)에서 지지수단(30)이 설치되는 위치에 마련될 수 있다. 지지수단(30)은 저장탱크(20)를 선체(10) 내부에 유지하기 위한 수단인데, 이러한 지지수단(30)이 끼워질 수 있는 공간을 마련한 것이다. 이러한 설치공간(120)은 경사부재(100)가 지지수단(30) 주위에 설치된 이후 설치공간(120)과 지지수단(30) 사이의 용접을 통해 밀봉되어 수밀구조를 이룰 수 있다.
결과적으로, 제1실시예에 따른 액화가스 화물창은, 경사부재(100)를 통해 파우더단열재(P)가 선체(10) 내부공간에 구석구석 충진될 수 있으므로, 적재된 액화가스를 효과적으로 단열할 수 있다.
또한, 경사부재(100) 내부에 충진공간(110)이 마련되고, 충진공간(110)에도 파우더단열재(P)가 채워짐으로써, 균일한 두께의 파우더단열재(P)에 의해 저장탱크(20)에 적재된 액화가스를 효과적으로 단열할 수 있다.
또한, 상기 내부공간(10a)과 상기 충진공간(110)을 연통하는 충진구(110a)와 상기 충진구(110a)를 개방 또는 폐쇄하는 개폐부재(111)를 포함하여, 충진공간(110)의 개폐를 손쉽게 구현하며 충진공간(110)에 필요한 정도만큼의 파우더단열재(P)를 충진하여 단열성능을 손쉽게 조절 가능하다.
또한, 경사부재(100)를 통해 저장탱크(20) 하부를 용이하게 충진할 수 있으므로, 파우더단열재(P)의 설치작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이다. 이하에서 설명하는 본 발명의 제2실시예에 의한 액화가스 화물창(200)에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 액화가스 화물창에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.
제2실시예에서는 제1실시예와 달리 경사부재(100)가 마련되는 대신 선체 바닥(11b) 자체의 높이가 달라질 수 있다. 선체 바닥(11b)의 높이가 중앙부(11c)가 이루는 수평면(H)으로부터 가장자리로 갈수록 높아지는 방식이다. 이러한 방식은 경사부재를 설치하지 않아도 되기 때문에, 그를 설치하는 추가 작업시간 및 인력낭비를 줄일 수 있게 된다. 이때, 수평면(H)은 중앙부(11c)로부터 좌우 양측으로 대칭하여 연장된 가상의 보조선을 지칭한다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
P: 파우더단열재 H: 수평면
10: 선체 10a: 내부공간
10b: 선체 바닥 10c: 중앙부
11: 선체 11a: 내부공간
11b: 선체 바닥 11c: 중앙부
20: 저장탱크 30: 지지수단
31: 탱크지지체 32: 회전구속체
100: 경사부재 110: 충진공간
111: 개폐부재 110a: 충진구
112: 힌지 120: 설치공간

Claims (5)

  1. 선체 내부에 위치하고, 액화가스를 수용하는 저장탱크;
    상기 선체와 저장탱크 사이에 마련되는 내부공간;
    상기 내부공간에 충진되어, 상기 저장탱크에 수용된 액화가스를 단열시키는 파우더단열재; 및
    상기 선체 바닥면에 설치되어, 상기 바닥면 중앙부에서 가장자리로 갈수록 점차 높이가 커지는 경사부재;를 포함하되,
    상기 경사부재에는
    내부에 상기 파우더단열재가 채워지는 충진공간이 형성되는 액화가스 화물창.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경사부재에는
    상기 내부공간과 상기 충진공간을 연통하는 충진구;
    상기 충진구를 개방 또는 폐쇄하는 개폐부재;를 포함하는 액화가스 화물창.
  4. 선체 내부에 위치하고, 액화가스를 수용하는 저장탱크;
    상기 선체와 저장탱크 사이에 마련되는 내부공간;
    상기 내부공간에 충진되어, 상기 저장탱크에 수용된 액화가스를 단열시키는 파우더단열재; 및
    상기 선체 바닥면에 설치되어, 상기 바닥면 중앙부에서 가장자리로 갈수록 점차 높이가 커지는 경사부재;를 포함하되,
    상기 저장탱크는 상기 선체에 지지수단에 의해 설치위치가 유지되고,
    상기 경사부재에는 상기 지지수단이 설치되는 위치에 설치공간이 마련되는 액화가스 화물창.
  5. 삭제
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