KR102473468B1

KR102473468B1 - 가스 배출 마스트

Info

Publication number: KR102473468B1
Application number: KR1020207015946A
Authority: KR
Inventors: 로렌트 스핏타엘; 실베스터 펠티에르; 피에르 하우엘
Original assignee: 가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2022-12-05
Also published as: CN111448131A; CN111448131B; SG11202004340XA; RU2758731C1; WO2019097131A1; EP3710349B1; EP3710349A1; FR3073491A1; FR3073491B1; ES2869257T3; KR20200078622A

Abstract

본 발명은 선박(70)용 가스 배기 마스트(1)로서, 상기 마스트(1)는 마스트 본체(2)와 상기 마스트 본체의 일단에 배열된 마스트 헤드(3)를 포함하고, 상기 마스트 본체(2)와 상기 마스트 헤드(3)는 중공 튜브 구조로서 각각 측벽(4, 5)을 갖고, 상기 마스트 헤드(3)는 상기 마스트 본체(2)에 연결되는 하부와 가스를 배출시킬 수 있는 개구(10)가 구비된 상부를 갖고, 상기 마스트 본체(2)는 상기 마스트 헤드(3)의 하단을 통해 상기 마스트 헤드(3)의 내부공간에 결합되는 상단부를 갖고, 상기 마스트 본체(2)의 상단부의 외측의 단면은 상기 마스트 헤드(3)의 하단부의 내측의 단면 보다 작고, 상기 마스트 헤드(3)는: - 상기 마스트의 길이방향에서 상기 개구로 흐르거나 상기 개구로부터 흐르는 물을 상기 마스트 본체(2)로부터 멀어지는 방향으로 우회시키도록, 상기 마스트의 길이방향으로 상기 개구(10)의 맞은편에서 조립요소(15)에 의해 상기 마스트 헤드(3)에 고정되는 물 우회시스템(12)과, - 상기 마스트 헤드(3)의 내측표면 상의 잔류 물 유동을 수집하도록 상기 마스트 본체(2)의 상단부의 외측표면과 상기 마스트 헤드의 하부의 내측표면 사이에 배열되고, 잔류 물 유동을 마스트 외부로 배수시키는 적어도 하나의 구멍을 갖는 주변 연결판(16)을 포함하는 배기 마스트에 관한 것이다.

Description

가스 배출 마스트

본 발명은 액화가스, 즉 액화천연가스 저장시설용 가스 배기 마스트의 분야에 관한 것으로서, 구체적으로는 액화가스 운반선박 예를 들어 액화천연가스운반선에 대한 가스 배기 마스트에 관한 것이다.

액화천연가스는 보통, 대기압과 비슷한 압력에서 대략 -163℃의 온도로 액체형태로 탱크에 저장되며, 액화천연가스 운반선은 LNG 탱크를 몇개 갖고 있다. 각각의 탱크는 보통 선박의 상부 데크에 있는 배기 마스트에 연결되어 증발된 LNG를 배출할 수 있고, 배출이 안되는 경우에는 탱크 내의 압력이 허용한계를 넘어 증가하게 될 것이다. 마스트를 통해 배출될 때, 가스는 마스트의 본체를 통과하고, 그 다음에 마스트 헤드에서, 배기 개구를 통과하여, 가스를 대기중으로 배출시킬 수 있다. 그런데, 배기 개구가 갖는 주요 결점들 중 하나는, 빗물과 모든 유형의 폐기물이 배기 개구와 배기 마스트로 들어갈 수 있다는 것이다. 이 때문에, 물이 마스트 내에 고이는 것을 막고 가스의 배출을 방해하는 것을 방지하도록, 마스트를 정기적으로 배수시킬 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 핵심요지는 마스트 헤드에서 물을 배수시킴으로써 빗물 또는 바닷물이 마스트 내부에 도달하는 것을 막는 것이다. 실제로, 빗물은 배기 마스트와 가스 배출효율에 부정적인 영향을 미치기 때문에, 빗물을 마스트 내부로부터 우회시키는 수단 및/또는 물 배수 수단, 예를 들어 마스트 헤드의 하부에 있는 구멍을 제공하여 마스트 헤드에 유입된 모든 물을 밖으로 배수시킬 수 있다.

그러나, 작업자가 있을 수 있는 저장시설의 바닥쪽으로 가스가 배출될 위험이 있기 때문에, 배수수단을 통해 너무 많은 가스가 배출되지 않도록 할 필요가 있다. 본 발명의 장점은 마스트 헤드로부터 빗물을 효율적으로 배수하면서 마스트 헤드로부터 작업자가 있을 수 있는 저장시설의 바닥으로 배출되는 가스와 관련된 위험을 모두 제한하는 것이다.

일 실시예에 따르면, 본 발명은, 선박용 가스 배기 마스트로서, 상기 마스트는 마스트 본체와 상기 마스트 본체의 일단에 배열된 마스트 헤드를 포함하고, 상기 마스트 본체와 상기 마스트 헤드는 중공 튜브 구조로서 각각 측벽을 갖고, 상기 마스트 헤드는 상기 마스트 본체에 연결되는 하부와 가스를 배출시킬 수 있는 개구가 구비된 상부를 갖고, 상기 마스트 본체는 상기 마스트 헤드의 하단을 통해 상기 마스트 헤드의 내부공간에 결합되는 상단부를 갖고, 상기 마스트 본체의 상단부 외측의 단면은 상기 마스트 헤드의 하단부 내측의 단면 보다 작고, 상기 마스트 헤드는:

- 상기 마스트의 길이방향에서 상기 개구로 흐르거나 상기 개구로부터 흐르는 물을 상기 마스트 본체로부터 멀어지는 방향으로 우회시키도록, 상기 마스트의 길이방향으로 상기 개구의 맞은편에서 조립요소에 의해 상기 마스트 헤드에 고정되는 물 우회시스템과,

- 상기 마스트 헤드의 내측표면 상의 잔류 물 유동을 수집하도록 상기 마스트 본체의 상단부의 외측표면과 상기 마스트 헤드의 하부의 내측표면 사이에 배열되고, 잔류 물 유동을 마스트 외부로 배수시키는 적어도 하나의 구멍을 갖는 주변 연결판을 포함하는 배기 마스트를 제공한다.

이로써 물 우회시스템과 마스트 헤드에 위치된 연결판 내의 구멍을 사용하여 빗물이 마스트 본체로 들어가는 것을 방지하면서 배기 마스트는 효율적으로 가스를 배출할 수 있다. 또한, 주변 연결판은 마스트 헤드의 하부 내의 오픈 섹션을 제한하는 이점을 갖고, 이로써 하부를 통해 배출될 수 있는 가스의 양을 제한할 수 있는데, 이 가스는 예를 들어 선박의 상부 데크에서 작업하는 작업자에게 위험할 수 있다.

우회시스템에 의해 우선, 마스트 헤드의 개구의 길이방향으로 들어가는 주요 물 유동을 우회시켜, 배기 마스트의 내부를 대부분의 빗물에 대하여 보호할 수 있고, 이로써 배기 마스트를 배수시키는 것이 비용이 많이 들고 복잡한 작업인데, 이러한 작업을 할 필요를 제한하거나 없앨 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 배수단계를 피하거나 적어도 제한하여, 배기 마스트의 유지보수를 간단하게 할 수 있다.

우회시스템에 의해 주요 유동이 마스트의 내부로부터 우회되지만, 그럼에도 불구하고 우회시스템에 의해 영향을 받지 않고 마스트 헤드의 내부표면을 따라 흐르는, 잔류하는 빗물 유동이 있고, 이 때문에 본 발명의 시스템은 마스트 헤드의 하부에 잔류하는 물 유동을 마스트 밖으로 배수시킬 수 있는 구멍을 구비한다.

나아가, 구멍이 주변 연결판에 형성되어 있다는 사실은 장점이 된다. 실제로, 배기 마스트로부터 상당량의 가스를 배출하는 동안, 잔류하는 가스 유동이 마스트 헤드의 하부로 이어지는 경로를 따라가게 될 수 있다. 이러한 유동이 이런식으로 너무 많은 배출되는 경우, 이 유동이 마스트 아래에서 작업하는 작업자쪽으로 향하기 때문에 작업자에게 위험할 수 있다. 따라서, 잔류가스를 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 연결판의 구멍의 크기를 제한함으로써, 주변 연결판은 잔류 가스 유동을 제한시킬 수 있다.

실시예에 따라, 이러한 배기 마스트는 다음과 같은 하나 이상의 특징을 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 마스트 헤드의 상부와 하부는 가스 유동 방향으로 수렴 및 확산하는 절두원추형이다.

일 실시예에 따르면, 마스트 헤드와 마스트 본체는 스테인리스 스틸로 이루어져 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 마스트 헤드의 하부의 측벽과 상기 연결판은 상기 마스트 본체의 상단부를 둘러싸는 거터를 형성한다.

이러한 특징에 의해, 잔류유동은 구멍을 통해 거터로부터 배출될 뿐만 아니라, 상당한 물이 거터 내에 저장될 수 있어서, 초과분이 있는 경우 구멍을 통해 배출하도록 물에 시간을 제공하는 저장부의 역할을 한다. 실제로, 잔류 물 유동으로부터 거터가 받은 물의 양에 따라, 구멍은 물을 즉시 배출할 수 있는 능력을 가질 수 없을 수 있고, 따라서 거터는 구멍을 통해 배수가 될 것을 예상하면서 물을 저장하는 장점을 제공한다.

일부 실시예에 따르면, 상기 우회시스템은 상기 마스트 헤드의 내부 또는 외부에 위치한다. 일 실시예에 따르면, 상기 우회시스템은 물 회수장치, 바람직하게는 깔때기 형상의 물 회수장치와, 상기 마스트 헤드의 바깥으로 상기 물 회수장치를 비우는 배수장치, 바람직하게는 튜브 형상의 배수장치를 구비한다.

일 실시예에 따르면, 배수장치는 수평선으로부터 영이 아닌 각도로 경사져 있어서, 물이 회수장치로부터 배수되도록 하며, 바람직하게 경사진 각도는 15°이다.

마스트 헤드 내에 위치되는 경우, 회수장치는 헤드의 상부의 개구를 통해 들어온 주요 물 유동으로부터 나오는 모든 물을 효율적으로 회수할 수 있다. 또한, 깔때기 모양에 의해, 장치는 자연스럽게 장치의 중심에 물을 수집할 수 있고, 이로써 수월하게 배수할 수 있다. 물은 튜브 배수장치를 통해 마스트 헤드 밖으로 이송될 수 있다. 배수장치의 모양에 의해, 마스트 헤드 내에 한정된 공간을 차지하면서 물은 실링상태로 배수될 수 있고, 이는 배수장치가 가스의 배출과 간섭되는 것을 막는다.

일 실시예에 따르면, 상기 우회시스템은 개구와 떨어져서 개구의 위 또는 아래에 위치하며, 상기 우회시스템의 외측 단면은 상기 개구의 단면보다 크다. 바람직하게, 상기 우회시스템은 돔 형상의 판 또는 원뿔형상이다.

이렇게 구성된 우회시스템은, 이 실시예에서, 개구로 흐르는 또는 개구로부터 흐르는 주요 물 유동을 직접 우회시킬 수 있다. 실제로, 이 경우, 시스템은 개구의 위 또는 아래에서 지붕의 역할을 하여, 물이 직접 개구를 통과하는 것을 막거나, 개구를 통과한 물이 마스트 본체에 도달하는 것을 막는다.

일 실시예에 따르면, 상기 마스트 헤드와 상기 마스트 본체는 평평한 고정지지부를 사용하여 서로 고정되며, 상기 고정지지부는 상기 마스트 헤드의 전체 내부 표면에 대하여 분포되고 상기 마스트 헤드의 내부 표면과 상기 마스트 본체의 외부 표면 사이에 배치된다.

이러한 특징에 의해 연결 안정성을 보장하고 가스운반선에서 사용시 겪는 힘을 마스트가 견딜 수 있도록 마스트 헤드와 마스트 본체는 지지부를 사용하여 서로 견고히 고정될 수 있다. 또한, 고정 지지부는 용접에 의해 마스트 헤드와 마스트 본체에 고정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 고정지지부는 상기 마스트의 길이방향에 평행하게 배열되고, 상기 고정지지부는 상기 거터의 상이한 세그먼트들의 경계를 정하고, 상기 거터의 상이한 세그먼트들 사이의 유체연통은 상기 고정지지부에 형성된 지지 오리피스에 의해 보장된다.

따라서, 지지 오리피스는, 주어진 구조에서 구멍을 갖고 있지 않은 세그먼트들이 내부에 고여 있는 물을 배수시킬 수 없어서 채워지는 것을 방지한다. 실제로, 지지 오리피스는 모든 세그먼트가 서로 연통될 수 있게 하며, 거터의 모든 세그먼트는 구멍을 가질 필요가 없다.

일 실시예에 따르면, 지지 오리피스는 고정지지부의 하단에 위치한다.

일 실시예에 따르면, 고정지지부는 8개가 있다.

고정지지부의 분포에 의해, 각각의 지지부에 인가되는 하중과 스트레스를 공유할 수 있고, 따라서 수명을 증가시키고 구조를 보다 안정적으로 만들 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 조립요소는 평평한 막대이고, 상기 막대는 바람직하게는 상기 마스트 헤드의 전체 내부 표면에 대하여 분포된 8개의 막대로서, 상기 마스트의 길이방향에 평행하는 방향으로 배향되어 있다.

조립요소의 분포에 의해 각각의 요소에 인가되는 하중과 스트레스를 공유할 수 있고, 따라서 수명을 늘리고 구조를 보다 안정화시킬 수 있다. 나아가, 길이방향에 평행하는 평평한 막대 형상은, 제한된 깊이를 차지함으로써 가스의 배출을 방해하는 것을 최소화하는 이점도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 마스트 헤드는 상기 개구쪽으로 흐르는 물을 필터링하도록 상기 마스트 헤드의 상부의 개구에 놓여 있는 그릴을 포함한다.

그릴은 그릴의 메쉬보다 큰 모든 폐기물이 배기 마스트로 들어가는 것을 막을 수 있다. 나아가, 그릴은, 배기 마스트에 손상을 가할 수 있는, 마스트 내로 플래쉬백하는 현상을 방지할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 마스트 헤드는 아래의 식에 의해 정해지는 하부 개구 매개변수 P를 갖고:

,

S1은 주변 연결판 내의 적어도 하나의 구멍의 전체 면적이고, S2는 마스트 헤드의 상부의 개구의 통합 면적 또는 전체 면적이고, 하부 개구 매개변수(P)에 의해 상기 마스트 헤드의 상부 내의 개구에 대한 하부 개구의 크기를 정할 수 있고, 상기 매개변수(P)는 0.01 또는 0.01 미만이다.

일 실시예에 따르면, 상기 개구 매개변수(P)는 0.005 또는 0.005 미만이다.

바람직하게, 구멍 또는 구멍들의 전체 표면 영역(S1)은 0.5 cm²이거나 0.5 cm²보다 크고, 마스트 헤드의 상부의 개구의 표면 영역(S2)은 150 cm²이거나 150 cm²보다 크다.

하부 개구 매개변수에 의해 마스트 헤드의 하부 개구가 마스트 헤드의 상부의 개구보다 얼마나 더 작은지 그 양을 정확하게 측정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 마스트 헤드는 전체 마스트 헤드에 대하여 분포된 3개의 주변 연결판을 구비하고, 각각의 연결판은 적어도 하나의 구멍을 갖고, 상기 마스트 헤드의 하부의 측벽과 상기 연결판이 상기 마스트 본체의 상단부를 둘러싸는 거터를 형성하도록 상기 연결판은 서로 고정되어 있다.

이러한 특징에 의해 판의 조립을 수월하게 할 수 있는데, 마스트 본체의 윤곽선의 일부에 배열된 다수의 연결판들을 조립하는 것이 전체 마스트 본체에 대하여 하나의 커다란 판을 조립하는 것보다 쉽기 때문이다.

일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한, 냉각된 액체 물품을 운반하는 선박으로서, 이중선체, 상기 이중선체에 배치된 탱크, 및 상기 탱크에 연결된 본 발명에 따른 하나 이상의 가스 배기 마스트를 구비하고, 상기 하나 이상의 마스트는 상기 선박의 상부 데크 상에 위치하며, 과도한 탱크 내 압력이 발생하는 경우 주위환경으로 가스를 배출시킬 수 있도록 제공된 선박을 제공한다.

첨부된 도면을 참고하여 비제한적인 예시로서만 제공된 본 발명에 대한 몇몇 특정 실시예에 대한 아래의 상세한 설명에 의해, 본 발명을 더 잘 이해할 수 있고, 부가적인 목적, 세부내용, 특징 및 장점을 더 명확하게 알 수 있다.
- 도 1은 배기 마스트가 설치된 액화천연가스를 운반하는 선박의 측면도이다.
- 도 2는 제1 실시예에 따른 우회시스템을 포함하는 마스트 헤드의 평면도이다.
- 도 3은 도 2의 AA 평면에 따른 마스트 헤드의 단면도이다.
- 도 4는 제2 실시예에 따른 우회시스템을 포함하는 마스트 헤드의 개략도이다.
- 도 5는 조립요소의 정면도이다.
- 도 6은 지지 오리피스를 포함하는 고정지지부의 정면도이다.
- 도 7은 지지 오리피스를 포함하는 고정지지부의 측면도이다.
- 도 8은 구멍을 갖는 주변 연결판의 평면도이다.
- 도 9는 한 실시예에 따라 배기 마스트 내에서 가스 유동을 시뮬레이션한 도면이다.
- 도 10은 액화천연가스 운반선박 및 탱크의 선적/하역 터미널의 단면도로서, 선박에는 배기 마스트가 구비되어 있다.

상세한 설명 및 청구항에서 "상부", "하부", "위", 및 "아래"와 같은 용어는 마스트(mast)의 길이방향을 기준으로 그리고 마스트 헤드를 향하는 마스트 본체의 방향을 기준으로 하여 이해할 수 있다.

도 1은 액화천연가스(LNG)를 운반하는 선박(70)을 나타내며, 선박(70)의 선체(72)에 장착된 다수의 탱크(71)를 구비하고 있다. 탱크에 저장된 LNG는 연속적으로 증발하여, 점차 탱크(71) 내부의 압력을 증가시키는데, 이는 탱크 내에 액체상과 기체상을 생성한다.

탱크(71)에 손상이 유발되지 않도록 그리고 모든 유출 위험을 방지하도록, 압력방출밸브가 각각의 탱크(71)에 설치되어 있다. 이 밸브는 초기상태에는 닫혀 있다가, 탱크 내부의 압력이 설정된 값을 초과할 때 밸브제어장치의 명령에 의해 개방된다. 가스 일부가 탱크로부터 배출되고, 이어서 선박의 추진시스템에 의해 사용될 수 있고, 아니면 선박(70)의 상부 데크(81)에 설치되어 있고 압력방출밸브를 통해 탱크(71)에 연결된 배기 마스트(1)(exhaust mast)를 통해 대기중으로 직접 배출될 수 있다.

배기 마스트는 마스트 본체(2)와 마스트 헤드(3)를 포함한다. 마스트 본체(2)는 본체 측벽(4)을 갖는 중공 튜브형 구조로 이루어져 있다. 비슷하게, 마스트 헤드는 헤드 측벽(5)을 갖는 중공 튜브형 구조로 이루어져 있다. 배출 마스트를 통해 배출되는 가스는 우선 마스트 본체(2)를 통과하도록 흐르며, 이어서 마스트 헤드(3)를 경유하여 흐르게 되고, 마스트 헤드는 주변과 연통하는 개구(10)를 갖고 있고, 가스는 이 개구(10)를 통해 배출된다.

LNG를 운반하는 선박(70) 상의, 예를 들어 액화 천연 가스 캐리어 또는 LNG 저장시설 상의 배기 마스트(1)는, 안전상의 이유로 마스트 헤드(3)로부터 배출되는 가스가 상부 데크(70)로부터 또는 그라운드로부터 각각 제거될 수 있도록 충분한 높이를 갖는다. 사실, 상부 데크(70) 상의 작업자의 안전을 보장하기 위해, 가스는 데크(81)에서 충분히 멀리 배출되어야 한다. 예를 들어, 액화천연가스 캐리어 상의 배기 마스트(1)의 높이는 보통 10미터 보다 높다.

비가 올때, 폭풍 또는 다른 문제로 인해 물이 마스트 헤드(3)의 개구를 통해 유입될 수 있고, 물은 배기 마스트(1)의 내부로 들어가게 된다. 물이 진입하게 되면 몇 가지 문제점이 유발될 수 있다: 첫째, 빗물이 마스트 내부에서 괴여서 가스의 배기가 효율적으로 이루어질 수 없고, 둘째, 빗물이 마스트 내부를 손상시킬 수 있고, 마지막으로 빗물 때문에 마스트의 배수작업을 하여 고여있는 물을 제거할 필요가 있는데, 이는 다소 복잡할 뿐만 아니라 비용도 많이 드는 작업이다. 따라서, 빗물이 배기 마스트(1)로 들어가는 것을 방지하는 수단을 설치하여야만 한다. 물이 마스트 본체(2)로 들어가는 것을 방지하기 위해, 또는 나아가서 물이 탱크에 연결된 가스 배기 시스템을 통과하는 것을 방지하기 위해, 상술한 방지 수단을 마스트 헤드(3) 상에 직접 설치해야만 한다.

제1실시예에 따라, 마스트(1)가, 그리고 특히 마스트 헤드(3)가 도 2 및 도 3에 도시되어 있고, 헤드(3)의 여러 요소들을 보여준다. 마스트 헤드(3)는 하부(8)와 상부(9)로 이루어져 있고, 하부와 상부는 절두 원추형(truncated-cone)의 모양으로 되어 있다. 이러한 두 개의 절두 원추형 부분은 직경이 제일 큰 단부들이 서로 결합되어, 조립된 헤드의 직경은 상부(9)와 하부(8)가 서로 만나서 결합되는 지점에서 제일 크다. 이 경우, 마스트 헤드(3)에는 헤드가 배기 마스트(1)로부터 빗물을 배수시킬 수 있도록 하는 두 개의 수단이 설치되어 있다.

나아가 도 3에 도시된 것처럼, 마스트 헤드(3)는 개구(10)에 설치된 그릴(18)을 갖는다. 이 경우, 그릴(18)은 두 개의 기능을 갖는다. 첫째, 그릴은 그릴(18)의 메쉬보다 큰 폐기물이 배기 마스트로 들어가는 것을 막는다. 또한, 배기 마스트 안으로 플래쉬백(flashback)이 발생하는 경우 배기 마스트(1)를 손상시킬 수 있는 데, 그릴은 이러한 위험도 방지한다.

이 실시예에 따라, 제1 수단은 회수장치(13)와 배수장치(14)를 포함하는 우회시스템(12)이다. 회수장치(13)는 조립요소(15)에 의해 마스트 헤드(3)의 측벽(5)에 고정되어 있다. 회수장치(13)가 최적으로 고정될 수 있도록, 이러한 조립요소(15)는 마스트 헤드(3)에 균일하게 분포되어 있다.

이 장치에서, 개구에서 길이방향으로 이동하는 물의 주요 유동에 의해 마스트에 들어온 대부분의 물을 회수하도록, 회수장치(13)는 마스트 헤드(3) 내부에 설치되어 있다. 또한, 가스를 배출할 수 있는 통로를 남기기 위해 회수장치(13)는 개구(10)로부터 멀리 위치되어 있다. 가능한 한 적게 가스의 배출과 간섭이 발생하도록, 회수장치(13)가 놓여 있는 마스트 헤드(3)의 섹션이 더 크고, 따라서 경로에 회수장치(13)가 존재함에도 불구하고 가스가 배출될 수 있다. 회수장치(13)는 회전축을 갖고, 조립요소를 갖는 고정부에서 회수장치의 외경이 개구(10)의 직경과 동일하며, 이는 가스의 배출을 가능한 한 적게 방해하면서 빗물의 회수를 최적화하기 위한 것이다.

도 3은 배기 마스트(1)의 실시예를 보여주는데, 회수장치의 모양을 나타내는데, 즉 마스트 헤드(3)의 중앙에 위치한 깔때기의 형상으로 되어 있고, 깔때기의 가장 많이 개방된 부분은 개구(10)에 가깝고, 가장 많이 닫혀 있는 부분은 배수장치(14)에 연결되어 회수장치(13)에 고여있는 물을 배수한다.

도 3의 실시예에서, 배수장치(14)는 회수장치(13)를 마스트 헤드(3)의 외부에 연결시키는 튜브이고, 이로써 회수장치(13)에 고여 있는 물을 효율적으로 배수시킬 수 있다. 배수장치(14)는 따라서 헤드 측벽(5)의 하부(8)를 통과하여 마스트 헤드(3)의 바깥으로 이어진다. 배수장치(14)는 또한 수평선으로부터 0이 아닌 각도로 경사져 있고, 이로써 회수장치(13)로부터 물을 자연스럽게 배수시킬 수 있다.

마스트 헤드(3)의 하부(8)는 도 4에 도시된 고정지지부(6)에 의해 마스트 본체(2)에 고정되어 있다. 조립요소(15)와 비슷하게, 고정지지부(6)는 마스트 헤드(3)의 둘레부에 대하여 균일하게 분포되어 있어서, 헤드(3)와 본체(2) 사이에서 견고하고 안정적인 결합이 보장된다. 또한, 마스트 본체(2)는 마스트 헤드(3)의 하단을 경유하여 마스트 헤드(3)의 내부공간에 결합된 상단부를 갖고 있고, 마스트 본체(2)의 상단부의 외부단면은 마스트 헤드(3)의 하단의 내부단면 보다 작고, 따라서 마스트 헤드(3)가 마스트 본체(2)의 측벽(4)에 조립될 수 있다. 마스트 헤드(3)는 따라서 부분적으로 마스트 본체(2)를 덮고 있다. 따라서, 고정지지부(6)는 마스트 헤드(3)의 하부(8)의 하단과 마스트 본체(2) 사이에 갭을 생성하고, 이 갭은 고정요소(6)의 길이들 중 하나이다. 이렇게 생성된 갭은 의도된 것으로서, 제2 배수수단의 일부를 형성한다.

마스트 헤드(3)는 또한 마스트 헤드(3)의 내부표면 상에 남아 있는 물의 유동을 수집하기 위해 마스트 본체(2)의 상단부의 외측표면과 마스트 헤드(3)의 하단부의 내측표면 사이에 배열된 주변 연결판(16)을 포함하고, 주변 연결판(16)은 남아 있는 물의 유동을 마스트(1) 밖으로 배수시키도록 고안된 구멍(17)을 갖고 있다. 마스트 헤드(3)의 하부의 측벽과 연결판(16)은 마스트 본체(20의 상단부를 둘러싸는 거터(11)를 형성한다.

도 3에 도시된 거터(11)는 고정지지부(6)들 사이에 위치되고, 여기에 마스트 헤드(3)과 마스트 본체(2) 사이의 갭이 놓여 있다. 거터는 구멍(17)을 통해 마스트 헤드(3)의 내벽을 거쳐 흐르는 배수 시스템(12)에 의해 회수되지 않은 모든 물을 배수시킨다. 이런식으로 두 개의 빗물 배수 수단은 상보적으로 작용하며, 빗물이 마스트 본체(2)의 내부에 도달하는 것을 막는다.

도 3에 도시된 실시예에서, 8개의 고정지지부(6)가 있어서, 거터(11)를 8개의 세그먼트로 나눈다. 또한, 거터(11)는 마스트 헤드(3)와 배수 시스템(12) 사이에서 떨어지는 모든 물을, 예를 들어 마스트(1)의 길이방향이 아닌 방향으로 떨어지는 모든 비를 캡쳐하기에 충분한 크기를 갖는다. 이러한 크기는 저장시설에 영향을 미치는 사고 발생시 일어날 수 있는 높은 레벨의 가스 배출이 있는 경우 결함을 갖는다. 이 경우, 잔류 가스 유동이 거터(11)에 의해 배출될 수 있는데, 이 유동이 높은 속도록 움직이기 때문이며, 도 8에 도시된 것처럼 우회시스템(12)과 부딪힐 때 거터(11)의 방향을 따라갈 수 있고, 이는 본 발명이 높은 레벨로 가스를 배출할 때의 가스 유동을 시뮬레이션 한 것을 나타낸다. 이어서 잔류 유동은 저장시설의 바닥쪽으로 향하여 작업자에게 위험을 가할 수 있다. 이 때문에, 단지 잔류유동이 구멍(17)을 통과하도록 함으로써, 연결판(16)은 잔류유동을 제한하는 역할도 한다. 이로서 잔류 유동이 현저히 감소하여, 작업자에게 더 이상 위험을 가하지 않는다.

도 4는 제2 실시예에 따른 우회시스템을 포함하는 배기 마스트의 개략도이다. 이 실시예에서, 우회시스템(12)은 개구 상부에 개구와 이격되어 위치한다. 따라서, 이 경우에, 우회시스템(12)은 마스트 헤드(3)의 외측에 위치한다. 우회시스템(12)의 외측 단면은 개구(10)의 단면 보다 크기 때문에, 시스템은 건물의 지붕에 상응하는 기능을 수행할 수 있다. 제1 실시예와 달리, 제2 실시예에 의하면, 물의 주요 유동은 마스트 헤드(3)에 들어가기 전에 우회될 수 있다. 우회시스템(12)은 예를 들어 돔형상의 플레이트 또는 원뿔형상의 요소일 수 있다. 우회시스템(12)은 조립체 요소(15)를 사용하여 마스트 헤드에 고정될 수 있고, 조립체 요소는 우회시스템(12)의 단부들을 마스트 헤드(3)의 바깥쪽 측벽(5)에 고정시킨다.

도 5는 우회시스템(12)을 마스트 헤드(3)에 고정시키는데 사용되는 조립요소(15)를 나타낸다. 조립요소(15)는 평평한 막대이다. 마스트 헤드와 접촉하는 조립요소(15)의 단부는 경사져서, 두 개의 절두 원추형 부분으로 이루어진 마스트 헤드에 고정되는 것을 수월하게 한다.

도 6 및 도 7은 고정지지부(6)를 나타낸다. 도시된 실시예에서, 고정지지부(6)는 지지 오리피스(7)를 갖고, 지지 오리피스에 의해 거터(11)의 제1 세그먼트에 담겨 있는 물이 거터(11)의 제2 세그먼트로 흘러들어갈 수 있고, 두 개의 세그먼트들은 고정지지부(6)에 의해 분리된다. 따라서, 안쪽에 고이는 물을 배수시킬 필요없이, 지지 오리피스(7)는 주어진 구조에서 구멍(17)을 갖고 있지 않은 세그먼트들이 채워지는 것을 막는다.

도 8은 구멍(17)을 갖는 주변 연결판(16)을 나타낸다. 이 실시예에서, 연결판(16)은 다른 연결판(16)과 조립될 때 환형의 판을 형성하도록 원호로 되어 있다.

치수의 예

한 실시예에서, 마스트(1)는 아래와 같은 치수를 가질 수 있다:

상부의 개구(10)의 직경: 700 mm

상부와 하부의 연결부의 직경: 1300 mm

하부의 하단의 직경: 800 mm

마스트 본체(2)의 직경: 610 mm

물 회수장치(13)의 직경: 800 mm

상부의 높이: 200 mm

하부의 높이: 600 mm

거터(11)의 높이: 100 mm

연결판(16)의 폭: 105 mm

구멍(17)의 개수: 3

구멍(17)의 직경: 25 mm

도 9는 배기 마스트(1) 내의 가스 유동을 시뮬레이션한 것을 보여준다. 이 도면은 간단히 만든 배기 마스트(1)의 다이어그램으로서, 마스트 본체(2)로부터 나와서 마스트 헤드(3)의 상부의 개구(10) 쪽으로 흐르는 주요 가스 유동을 나타내며, 마스트 본체(2)로부터 나와서 마스트 헤드(3)의 하부의 개구 쪽으로 흐르는 잔류 유동도 나타낸다. 연결판(16)은 잔류 물 유동이 구멍(17)을 통해 배수될 수 있도록 하면서 잔류 가스 유동을 차단하는 기능을 한다.

도 10과 관련하여, 액화천연가스 운반선박(70)의 단면도로서 선박의 이중선체(72)에 장착된 전체적으로 프리즘 형태의 밀봉단열 탱크(71)를 볼 수 있다. 탱크(71)의 벽은 탱크에 저장된 LNG와 접촉하는 제1 유체밀봉 장벽과, 제1 유체밀봉 장벽과 선박의 이중선체(72) 사이에 있는 2차 유체밀봉 장벽과, 제1 유체밀봉 장벽과 제2 유체밀봉 장벽 사이에 그리고 제2 유체밀봉 장벽과 이중선체(72) 사이에 각각 배열된 두 개의 절연장벽을 갖는다.

알려진 바와 같이, 선박의 상부 데크에 설치된 선적/하역 파이프(73)가 적절한 연결장치를 이용하여 해양 또는 포트 터미널에 연결되어, LNG 화물을 탱크(71)로 보내거나 탱크로부터 받을 수 있다.

도 10은 선적/하역 지점(75), 해저라인(76) 및 연안시설(77)을 포함하는 해양터미널의 예를 나타내고 있다. 선적/하역 지점(75)은 이동식 아암(74)과 이동식 아암(74)을 지지하는 컬럼(78)을 포함하는 고정된 연안시설물이다. 이동식 아암(74)은 선적/하역 파이프(73)에 연결될 수 있는 한 다발의 절연호스(79)를 운반한다. 배향성 이동식 아암(74)은 모든 사이즈의 액화천연가스 운반선박에 맞추어질 수 있다. 연결라인(도시안함)은 컬럼(78) 내부에서 연장한다. 선적/하역 지점(75)은 액화천연가스 운반선박(70)이 연안시설(77)로 또는 연안시설로부터 선적과 하역을 할 수 있게 한다. 이 시설은 액화천연가스 저장탱크(80)와 해저라인(76)을 통해 선적/하역 지점(75)에 연결된 연결라인(81)을 갖는다. 해저라인(76)에 의해 액화가스는 선적/하역 지점(75)과 연안시설(77) 사이에서, 먼 거리에 걸쳐서, 예를 들어 5km의 거리에서 이송될 수 있고, 이로써 선적 및 하역 작업을 하는 동안 액화천연가스 운반선박(70)이 연안으로부터 멀리 떨어져 있는 상태를 유지할 수 있다.

액화가스를 이송하는데 필요한 압력을 생성하기 위해, 선박(70)에 설치되어 운반되는 펌프 및/또는 연안시설(77)에 설치된 펌프 및/또는 선적/하역 지점(75)에 설치된 펌프가 사용된다.

본 발명을 몇가지 특정 실시예와 관련하여 설명하였지만, 이것으로 절대로 한정하는 것은 아니며 설명한 수단과 기술적으로 상응하는 모든 것과 본 발명의 범위에 속하는 모든 조합을 포함하는 것이라는 것을 명확하게 이해하여야 한다.

"포함하다(comprise)" 또는 "포함하다(include)"라는 동사를, 동사변화를 포함하여, 사용하는 것은, 청구항에 언급된 것에 더하여 다른 요소나 다른 단계를 배제하는 것은 아니다.

청구항에 있는 괄호안의 도면부호는 청구항을 한정하는 것으로 이해해서는 안된다.

Claims

선박(70)용 가스 배기 마스트(1)로서,
상기 마스트(1)는 마스트 본체(2)와 상기 마스트 본체의 일단에 배열된 마스트 헤드(3)를 포함하고, 상기 마스트 본체(2)와 상기 마스트 헤드(3)는 중공 튜브 구조로서 각각 측벽(4, 5)을 갖고, 상기 마스트 헤드(3)는 상기 마스트 본체(2)에 연결되는 하부와 가스를 배출시킬 수 있는 개구(10)가 구비된 상부를 갖고, 상기 마스트 본체(2)는 상기 마스트 헤드(3)의 하단을 통해 상기 마스트 헤드(3)의 내부공간에 결합되는 상단부를 갖고, 상기 마스트 본체(2)의 상단부의 외측의 단면은 상기 마스트 헤드(3)의 하단부의 내측의 단면 보다 작고,
상기 마스트 헤드(3)는:
- 상기 마스트의 길이방향으로 상기 개구로 흐르거나 상기 개구로부터 흐르는 물을 상기 마스트 본체(2)로부터 멀어지는 방향으로 우회시키도록, 상기 마스트의 길이방향으로 상기 개구(10)의 맞은편에서 조립요소(15)에 의해 상기 마스트 헤드(3)에 고정되는 물 우회시스템(12)과,
- 상기 마스트 헤드(3)의 내측표면 상의 잔류 물 유동을 수집하도록 상기 마스트 본체(2)의 상단부의 외측표면과 상기 마스트 헤드의 하부의 내측표면 사이에 배열되고, 잔류 물 유동을 마스트 외부로 배수시키는 적어도 하나의 구멍(17)을 갖는, 주변 연결판(16)을 포함하고,
상기 마스트 헤드(3)의 하부의 측벽과 상기 연결판(16)은 상기 마스트 본체(2)의 상단부를 둘러싸는 거터(11)를 형성하는 것을 특징으로 하는 가스 배기 마스트(1).
제1에 있어서,
상기 우회시스템(12)은 상기 마스트 헤드(3)의 내부 또는 외부에 위치하며, 물 회수장치(13)와, 상기 마스트 헤드(3)의 바깥으로 상기 물 회수장치(13)를 비우는 배수장치(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 배기 마스트(1).
제1항에 있어서,
상기 우회시스템(12)은 상기 개구(10)와 이격되어 상기 개구(10)의 위 또는 아래에 위치하며, 상기 우회시스템(12)의 외측 단면은 상기 개구(10)의 단면보다 큰 것을 특징으로 하는 가스 배기 마스트(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 마스트 헤드(3)와 상기 마스트 본체(2)는 평평한 고정지지부(6)를 사용하여 서로 고정되며, 상기 평평한 고정지지부(6)는 상기 마스트 헤드(3)의 전체 내부 표면에 대하여 분포되고 상기 마스트 헤드(3)의 내부 표면과 상기 마스트 본체(2)의 외부 표면 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 가스 배기 마스트(1).
제4항에 있어서,
상기 평평한 고정지지부(6)는 상기 마스트의 길이방향에 평행하게 배열되고, 상기 평평한 고정지지부(6)는 상기 거터(11)의 상이한 세그먼트들의 경계를 정하고, 상기 거터(11)의 상이한 세그먼트들 사이의 유체연통은 상기 평평한 고정지지부(6)에 형성된 지지 오리피스(7)에 의해 확보되는 것을 특징으로 하는 가스 배기 마스트(1).
제4항에 있어서,
상기 평평한 고정지지부(6)는 8개가 있는 것을 특징으로 하는 가스 배기 마스트(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 조립요소(15)는 평평한 막대이고, 상기 막대는 상기 마스트 헤드(3)의 전체 내부 표면에 대하여 분포된 막대로서, 상기 마스트의 길이방향에 평행하게 배향된 것을 특징으로 하는 가스 배기 마스트(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 마스트 헤드(3)는 상기 개구(10)쪽으로 흐르는 물을 필터링하도록 상기 마스트 헤드(3)의 상부의 개구(10)에 놓여 있는 그릴(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 배기 마스트(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 마스트 헤드(3)는 아래의 식에 의해 정해지는 하부 개구 매개변수 P를 갖고:
,
S1은 주변 연결판(16) 내의 적어도 하나의 구멍(17)의 전체 면적이고, S2는 마스트 헤드(3)의 상부의 개구(10)의 전체 면적이고, 상기 하부 개구 매개변수(P)에 의해 상기 마스트 헤드(3)의 상부 내의 개구(10)에 대한 하부 개구의 크기를 정할 수 있고, 상기 하부 개구 매개변수(P)는 0.01 또는 0.01 미만인 것을 특징으로 하는 가스 배기 마스트(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 마스트 헤드(3)는 전체 마스트 헤드(3)에 대하여 분포된 3개의 주변 연결판(16)을 구비하고, 각각의 연결판(16)은 적어도 하나의 구멍(17)을 갖고, 상기 마스트 헤드(3)의 하부의 측벽과 상기 연결판(16)이 상기 마스트 본체(2)의 상단부를 둘러싸는 거터를 형성하도록 상기 연결판은 서로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 배기 마스트(1).
냉각된 액체 물품을 운반하는 선박(70)으로서, 이중선체(72), 상기 이중선체에 배치된 탱크(71), 및 상기 탱크에 연결된 제1항 또는 제2항에 따른 하나 이상의 가스 배기 마스트(1)를 구비하고, 상기 하나 이상의 가스 배기 마스트는 상기 선박의 상부 데크(81) 상에 위치하며, 과도한 탱크 내 압력이 발생하는 경우 주위환경으로 가스를 배출시킬 수 있도록 제공된 것을 특징으로 하는 선박.
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