KR102426549B1 - 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조 - Google Patents

Abstract

액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조가 개시된다. 본 발명의 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조는, 선수에 배치되는 제1 카고 탱크; 및 제1 카고 탱크와 선미의 사이에 배치되는 제2 카고 탱크를 포함하고, 제1 카고 탱크와 제2 카고 탱크는 IMO 타입 B 탱크이고, 제1 카고 탱크와 제2 카고 탱크가 마주보는 영역의 제1 카고 탱크와 제2 카고 탱크의 모서리에 챔퍼가 마련된 것을 특징으로 한다.

Description

액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조{CARGO TANK STRUCTURE FOR LNG CARRIER}

본 발명은 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복원성에 취약한 액화천연가스 운반선의 복원성 확보 방법을 종래의 기술보다 더 단순하게 개선함으로써 선가 절감 및 설계의 최적화를 이룰 수 있는 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조에 관한 것이다.

천연가스(natural gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(ethane), 프로판(propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 최근 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로서 각광받고 있다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃ 이하)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로

해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

액화천연가스 운반선에는 천연가스를 냉각하여 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(cargo, 저장탱크라고도 함)이 구비된다. 액화천연가스의 끓는점은 대기압에서 약 -162℃ 정도이므로, 액화천연가스의 화물창은 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해 알루미늄 강, 스테인리스강, 35% 니켈 강 등과 같은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작될 수 있으며, 열 응력 및 열 수축에 강인하고, 열침입을 막을 수 있는 구조로 설계된다.

한편, 액화천연가스 운반선의 경우는 IGC Code에서 규정하는 손상 시 복원성을 만족해야 한다. 그리고 손상이란 룰(Rule)에서 규정하는 손상범위(Damage extent) 내에 손상을 말하고 이러한 손상을 가정해서 복원성 평가를 한다. 보통 카고 탱크의 부피를 최대화 하고자 선박 외판에 가깝게 카고 탱크를 제작한다.

이 경우 IGC Code에서의 손상 시 복원력 평가에서 두 개의 탱크가 동시에 손상되어 침수가 되는 케이스에서 복원력의 손실이 심각하다. 따라서 이를 해결하기 위해 카고 체적 손실은 많지만 손상 범위 밖으로 카고 탱크를 배치/제작하거나 추가 복원력을 확보하기 위해 밸러스트 탱크(Ballast Tank)의 구획을 더 나누는 등 최적화되지 못한 설계를 하곤 했다

기존에는 도 1 및 도 2와 같이 카고 탱크를 설계했다. 구체적으로, 도 1에는 길이 방향으로 카고 탱크를 줄여 손상 범위를 벗어나는 형상이 도시되어 있다. 도 2에는 카고 탱크의 체적을 최대화하고 손상 범위 안에 배치를 하되 복원성을 확보하기 위해 밸러스트 탱크의 구획을 나누었다.

액화천연가스 운반선의 IMO Type B 카고 선박의 경우는 기존 카고 탱크 형상은 2개의 카고 탱크 및 카고 홀드(Cargo Hold) 모두 IGC Code의 손상범위 안에 들어있어 복원성 평가에 취약한 모습을 보인다. 따라서 카고 체적 손실을 감수하고 손상 범위 밖으로 배치(도 1 참고)를 하거나 복원성을 향상시키기 위해 밸러스트 탱크를 여러 개로 나누어(도 2 참고) 침수용적을 줄여서 복원성을 향상시킨다.

밸러스트 탱크를 여러 개로 나누게 될 경우 구획을 나누는 수밀 벌크헤드(Watertight Bulkhead) 철판, 밸러스트 라인 및 밸브들이 필요하므로 건조 비용의 증가로 이어진다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

한국 등록실용신안공보 제20-0371629호

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 복원성에 취약한 액화천연가스 운반선의 복원성 확보 방법을 종래의 기술보다 더 단순하게 개선함으로써 선가 절감 및 설계의 최적화를 이룰 수 있는 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선수에 배치되는 제1 카고 탱크; 및 상기 제1 카고 탱크와 선미의 사이에 배치되는 제2 카고 탱크를 포함하고, 상기 제1 카고 탱크와 상기 제2 카고 탱크는 IMO 타입 B 탱크이고, 상기 제1 카고 탱크와 상기 제2 카고 탱크가 마주보는 영역의 상기 제1 카고 탱크와 상기 제2 카고 탱크의 모서리에 챔퍼가 마련된 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조가 제공될 수 있다.

상기 제1 카고 탱크는 상기 제1 카고 탱크의 선미 방향 좌현 모서리에 마련되는 제1 챔퍼; 및 상기 제1 카고 탱크의 선미 방향 우현 모서리에 마련되는 제2 챔퍼를 포함할 수 있다.

상기 제2 카고 탱크는 상기 제2 카고 탱크의 선수 방향 좌현 모서리에 마련되는 제3 챔퍼; 및 상기 제2 카고 탱크의 선수 방향 우현 모서리에 마련되는 제4 챔퍼를 포함할 수 있다.

상기 챔퍼는 평단면 상에 마련될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 복수의 카고 탱크를 포함하되 복수의 카고 탱크 중 각각의 카고 탱크가 서로 마주보는 영역의 카고 탱크의 모서리에 챔퍼가 마련되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은, IMO 타입 B 탱크의 제1 카고 탱크와 제2 카고 탱크가 마주보는 영역의 제1 카고 탱크와 제2 카고 탱크의 모서리에 챔퍼를 마련하여 복원성에 취약한 액화천연가스 운반선의 복원성 확보 방법을 종래의 기술보다 더 단순하게 개선함으로써 선가 절감 및 설계의 최적화를 이룰 수 있다.

도 1은 이전의 액화천연가스 운반선에서 길이 방향으로 카고 탱크를 줄여 손상 범위를 벗어나는 형상을 도시한 도면이다.
도 2는 이전의 액화천연가스 운반선에서 카고 탱크의 체적을 최대화하고 손상 범위 안에 배치를 하되 밸러스트 탱크가 도 1에 비해 더 많이 구획 마련된 것을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조를 개략적으로 도시한 평단면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조를 개략적으로 도시한 평단면도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조(1)는, 선수에 배치되는 제1 카고 탱크(10)와 제1 카고 탱크(10)와 선미의 사이에 배치되는 제2 카고 탱크(20)를 포함하고, 제1 카고 탱크(10)와 상기 제2 카고 탱크(20)는 IMO 타입 B 탱크 일 수 있다.

제1 카고 탱크(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 카고 탱크(10)의 선미 방향 좌현 모서리에 마련되는 제1 챔퍼(11)와 제1 카고 탱크(10)의 선미 방향 우현 모서리에 마련되는 제2 챔퍼(12)를 포함한다.

제2 카고 탱크(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 카고 탱크(20)의 선수 방향 좌현 모서리에 마련되는 제3 챔퍼(21)와, 제2 카고 탱크(20)의 선수 방향 우현 모서리에 마련되는 제4 챔퍼(22)를 포함한다.

본 실시 예와 같이 제1 챔퍼(11) 내지 제4 챔퍼(22)를 마련하면 카고 탱크의 용량 측면에서는 약간의 손해가 있으나 밸러스트 탱크(30)를 마련하기 위해 밸러스트 구획을 나누지 않아 추가적인 구조 및 장비가 필요하지 않다.

그리고 카고 탱크 타입이 IMO 타입 B 탱크이기 때문에 정형화된 형상이 필요하지 않아 본 실시 예와 같이 제작하는 데 어려움이 없다.

한편, 본 실시 예에서 제1 카고 탱크(10)와 제2 카고 탱크(20)의 사이에는 공간부(40)가 마련되고, 제2 카고 탱크(20)와 선미의 사이에는 코퍼댐(50)이 마련될 수 있다.

본 실시 예에서 공간부(40)는 도 3을 기준으로 좌현에 배치되는 3개의 밸러스트 탱크(30) 중 중앙에 배치되는 밸러스트 탱크(30)의 위치에 일측부가 배치되고 타측부는 우현에 배치되는 3개의 밸러스트 탱크(30) 중 중앙에 배치되는 밸러스트 탱크에 배치될 수 있다.

그리고 본 실시 예에서 빗금으로 표시된 영역은 범람 영역(flooding area)이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예는 IMO 타입 B 탱크의 제1 카고 탱크와 제2 카고 탱크가 마주보는 영역의 제1 카고 탱크와 제2 카고 탱크의 모서리에 챔퍼를 마련하여 복원성에 취약한 액화천연가스 운반선의 복원성 확보 방법을 종래의 기술보다 더 단순하게 개선함으로써 선가 절감 및 설계의 최적화를 이룰 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조
10 : 제1 카고 탱크
11 : 제1 챔퍼
12 : 제2 챔퍼
20 : 제2 카고 탱크
21 : 제3 챔퍼
22 : 제4 챔퍼
30 : 밸러스트 탱크
40 : 공간부
50 : 코퍼댐

Claims (5)

1. 선수에 배치되는 제1 카고 탱크; 및
   상기 제1 카고 탱크와 선미의 사이에 배치되는 제2 카고 탱크를 포함하고,
   상기 제1 카고 탱크와 상기 제2 카고 탱크는 IMO 타입 B 탱크이고,
   상기 제1 카고 탱크와 상기 제2 카고 탱크는 선체의 길이 방향을 따라 사이에 공간부를 두고 서로 이격 배치되되, 상기 선체의 길이 방향을 따라 마주보는 영역의 상기 제1 카고 탱크 및 상기 제2 카고 탱크의 모서리에 챔퍼가 마련되며,
   상기 챔퍼는 상기 제1 카고 탱크 및 상기 제2 카고 탱크의 모서리의 상단부터 하단까지 전체 높이에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 카고 탱크는
   상기 제1 카고 탱크의 선미 방향 좌현 모서리에 마련되는 제1 챔퍼; 및
   상기 제1 카고 탱크의 선미 방향 우현 모서리에 마련되는 제2 챔퍼를 포함하는 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 카고 탱크는
   상기 제2 카고 탱크의 선수 방향 좌현 모서리에 마련되는 제3 챔퍼; 및
   상기 제2 카고 탱크의 선수 방향 우현 모서리에 마련되는 제4 챔퍼를 포함하는 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 챔퍼는 상기 제1 카고 탱크의 후면과 양 측면이 만나는 모서리 부분 그리고 상기 제2 카고 탱크의 전면과 양 측면이 만나는 모서리 부분에 마련되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 카고 탱크 구조.
5. 삭제

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