KR102521171B1 - 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트 - Google Patents

액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액화가스 화물창의 펌프 타워 베이스 서포트에 관한 것으로, 1차 방벽과 2차 방벽을 기준으로 다단의 베이스 서포트로 나누어져 구성되고, 1차 방벽(primary barrier)과 2차 방벽(secondary barrier)의 단열구조에서 균열진전을 효과적으로 방지할 수 있는 다단 분리 조립구조로 구성됨으로써, 1차 방벽의 크랙 발생으로 2차 방벽 까지 연쇄적으로 손상되는 것을 효과적으로 막을 수 있고, 펌프 타워의 횡 방향 움직임을 충분히 구속할 수 있는 강도를 가지도록 펌프 타워 서포팅(supporting)을 위한 충분한 강도/강성을 가지도록 최적의 구조로 배치함으로써, 펌프 타워의 횡 하중에 의한 피로손상을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트{MULTI-STEP ASSEMBLED PUMP TOWER BASE SUPPORT IN CARGO HOLD OF LIQUEFIED NATURAL GAS}
본 발명은 액화가스 화물창의 펌프 타워 베이스 서포트에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 화물창의 1차 방벽과 2차 방벽의 독립성을 유지하기 위하여 1차 방벽과 2차 방벽을 기준으로, 다단의 베이스 서포트로 나누어져 구성됨으로써, 1차 방벽(primary barrier)과 2차 방벽(secondary barrier)의 단열구조에서 1차 방벽의 크랙 발생으로 2차 방벽 까지 연쇄적으로 손상되는 균열진전 현상을 효과적으로 막을 수 있는 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트에 관한 것이다.
선박의 화물창은 대략 -163℃로 냉각된 액화천연가스(LNG)를 저장하므로, 극저온에 견딜 수 있는 재료로 제작되며, 열 응력 및 열 수축에 강하고, 열 침입을 차단할 수 있는 인슐레이션 구조로 이루어진다.
인슐레이션 구조를 위해서 화물창은 1차 방벽, 상부 단열박스, 2차 방벽, 및 하부 단열박스를 구비하고, 내부 선체(inner hull)와 결합하는 상태로 제작된다.
화물창의 내부에는 액화천연가스를 로딩(loading) 및 언로딩(unloading) 시키는 펌프 타워를 구비하는 데, 펌프 타워는 로딩 장치에 연결되어 화물창 내부로 액화천연가스를 유입시키기 위한 충전파이프(filling pipe), 언로딩 장치에 연결되어 화물창 내부의 액화천연가스를 유출시키기 위한 방출파이프(discharge pipe), 비상시에 사용되는 응급 파이프(emergency pipe) 등의 다양한 부속물을 포함한다. 이러한 펌프타워의 파이프는 트러스(truss) 구조의 파이프 구조물 형태로 설치된다.
펌프타워는 통상적으로 선미 쪽의 격벽(bulkhead)에 가깝게 설치되고, 리퀴드 돔(liquid dome)에 고정된 상태에서 화물창 바닥에 마련된 베이스 서포트(base support)에 의해 지지 된다.
펌프타워의 설치과정은 펌프타워의 탑재 이전에 베이스 서포트를 설치하고, 단열 방벽 작업을 수행한 이후, 베이스 서포트와 펌프타워의 하부를 결합시키는 과정으로 이루어진다.
여기서, 펌프타워는 하부에 베이스 서포트와 결합하는 베이스 플레이트를 마련한다. 즉, 펌프타워의 충전파이프, 방출파이프, 응급파이프는 베이스 플레이트에 고정되고, 베이스 플레이트는 베이스 서포트에 결합한다.
이와 관련하여 한국공개실용신안 제20-2010-0001512호(2010.02.10 공개)(이하, ‘선행기술’이라 함)는 LNG선 펌프타워의 지지대 연결구조에 대한 기술을 공개한 바 있다.
선행기술에서 베이스 서포트에 해당하는 지지대는 원통형의 성형물로 제작되며, 화물창의 내측 바닥면(inner bottom wall)으로부터 1차 방벽의 위쪽 일정부분까지 직경이 점점 줄어드는 콘 형상으로 형성된다.
베이스 플레이트 하부에 마련된 체결부를 베이스 서포트 상부에 마련된 소켓부에 삽입되도록 하는 방식으로 펌프타워의 설치작업이 수행된다.
도 1은 종래 펌프 타워의 베이스 서포트를 보인 사시도이고, 도 2는 종래 펌프 타워의 베이스 서포트를 보인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 펌프 타워의 베이스 서포트(10)는 화물창의 2차 방벽(2a)과 동일 평면상에 위치하는 제2 플레이트(12); 화물창의 1차 단열박스(1)와 동일 평면상에 위치하는 제1 플레이트(11); 화물창의 내벽과 제2 플레이트(12) 사이에 테이퍼진 형상으로 형성되는 바닥 지지부(13); 제1 플레이트(11)와 제2 플레이트(12) 사이에 형성되는 중간 지지부(14); 제1 플레이트(11)의 상부에 형성되는 탑 지지부(15)로 구성된다. 2차 단열박스(2) 상부에는 2차 방벽(2a)이 위치하고, 1차 단열박스(1) 상부에는 1차 방벽(1a)이 위치한다.
펌프 타워의 충전파이프, 방출파이프, 응급파이프는 펌프타워 하부에 위치하는 베이스 플레이(base plate)에 고정되고, 이는 베이스 서포트(10)에 결합한다.
펌프 타워의 베이스 서포트는 펌프 타워(pump tower)의 횡 방향 움직임을 잡아주는 구조물로서, 하중(荷重)을 많이 받을 뿐만 아니라 단열(insulation) 설치 작업등의 현장 작업성을 고려하여 설치된다.
IGC code에서는 1차 방벽 및 2차 방벽의 동시 손상을 제한하는 규정들을 두고 있는바, 종래 펌프 타워의 베이스 서포트(10)는 모든 연결부위가 용접(welding)으로 연결되므로, 1차 방벽(primary barrier)(1a)에서 크랙(crack)이 발생하면 균열진전(crack propagation) 현상으로 인해서 2차 방벽(secondary Barrier)(2a) 까지 손상되어 화물(LNG) 누출 사고가 일어날 가능성이 매우 크다.
국내 공개특허 제10-2015-0013972호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 1차 방벽과 2차 방벽을 기준으로 다단의 베이스 서포트로 나누어져 구성되고, 1차 방벽(primary barrier)과 2차 방벽(secondary barrier)의 단열구조에서 균열진전을 효과적으로 방지할 수 있는 다단 분리 조립구조로 구성됨으로써, 1차 방벽의 크랙 발생으로 2차 방벽 까지 연쇄적으로 손상되는 것을 효과적으로 막을 수 있고, 펌프 타워의 횡 방향 움직임을 충분히 구속할 수 있는 강도를 가지도록 펌프 타워 서포팅(supporting)을 위한 충분한 강도/강성을 가지도록 최적의 구조로 배치함으로써, 펌프 타워의 횡 하중에 의한 피로손상을 효과적으로 방지할 수 있는 액화가스 화물창의 펌프 타워 베이스 서포트를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화물창 내측에 마련된 펌프타워의 하부를 지지하는 베이스 서포트에 있어서, 상기 화물창의 1차 방벽과 2차 방벽의 독립성을 유지하기 위하여 다단의 베이스 서포트로 나누어져 구성되며, 상기 각 베이스 서포트가 서로 접하는 위치에 상기 베이스 서포트를 서로 연결하는 결합부가 구비되는 것을 특징으로 하는 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트를 제공한다.
상기 다단의 베이스 서포트는, 상기 1차 방벽을 기준으로 상측에 위치하는 제1 베이스 서포트와 하측에 위치하는 제2 베이스 서포트로 나누어져 구성될 수 있다.
상기 제2 베이스 서포트는 2개로 나누어져 구성될 수 있다.
한편, 상기 다단의 베이스 서포트는, 2차 방벽 레벨 아래에 위치하며 선체 내벽에 고정되는 버텀 베이스 서포트; 1차 방벽 레벨 아래에 위치하며 상기 버텀 베이스 서포트에 결합하는 미들 베이스 서포트; 및 상기 1차 방벽 레벨 위에 위치하며 상기 미들 베이스 서포트에 결합하는 탑 베이스 서포트;를 포함한다.
상기 결합부는 암나사 부와 수나사 부를 포함하며, 상기 버텀 베이스 서포트의 상단 외주 면에는 수나사 부가 형성되고 상기 미들 베이스 서포트의 하단 내주 면에는 암나사 부가 형성되며, 상기 버텀 베이스 서포트의 상단 외주 면에는 상기 미들 베이스 서포트의 하단이 지지되는 단턱이 형성되며, 상기 미들 베이스 서포트의 상단 외주 면에는 수나사 부가 형성되고 상기 탑 베이스 서포트의 하단 내주 면에는 암나사 부가 형성되며, 상기 미들 베이스 서포트의 상단 외주 면에는 상기 탑 베이스 서포트의 하단이 지지되는 단 턱이 형성될 수 있다.
상기 암나사 부와 상기 수나사 부는 서로 대응되는 면에 형성될 수 있다.
상기 탑 베이스 서포트에는 1차 방벽과 동일 레벨로 위치하는 제1 플레이트가 형성되고, 상기 미들 베이스 서포트에는 2차 방벽과 동일 레벨로 위치하는 제2 플레이트가 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 액화가스 화물창의 펌프 타워 베이스 서포트는 화물창의 1차 방벽과 2차 방벽의 독립성을 유지하기 위하여 1차 방벽과 2차 방벽 사이를 기준으로, 다단의 베이스 서포트로 나누어져 구성됨으로써, 1차 방벽(primary barrier)과 2차 방벽(secondary barrier)의 단열구조에서 1차 방벽의 크랙 발생으로 2차 방벽 까지 연쇄적으로 손상되는 균열진전 현상을 효과적으로 막을 수 있다.
또한, 펌프 타워의 횡 방향 움직임을 충분히 구속할 수 있는 강도를 가지도록 펌프 타워 서포팅(supporting)을 위한 충분한 강도/강성을 가지도록 최적의 구조로 배치함으로써, 펌프 타워의 횡 하중에 의한 피로손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 종래 펌프 타워의 베이스 서포트를 보인 사시도
도 2는 종래 펌프 타워의 베이스 서포트를 보인 종단면도
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트를 도시한 사시도
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트를 도시한 종단면도
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트를 도시한 사시도
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트를 도시한 종단면도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 액화가스 화물창의 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트에 대하여 설명한다.
본 발명의 액화가스 화물창의 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트는 화물창 내측에 마련된 펌프타워의 하부를 지지하는 베이스 서포트로서, 화물창의 1차 방벽(1a)과 2차 방벽(2a)의 독립성을 유지하기 위하여 다단의 베이스 서포트로 나누어져 구성된다.
각 베이스 서포트가 서로 접하는 위치에는 베이스 서포트들을 서로 연결하는 결합부가 구비됨으로써, 1차 방벽(primary barrier)(1a)과 2차 방벽(secondary barrier)(2a)의 단열구조에서, 1차 방벽(1a)의 크랙 발생으로 2차 방벽(2a) 까지 연쇄적으로 손상되는 균열진전을 효과적으로 막을 수 있다.
또한, 펌프 타워의 횡 방향 움직임을 충분히 구속할 수 있는 강도를 가지도록 펌프 타워 서포팅(supporting)을 위한 충분한 강도/강성을 가지도록 최적의 구조로 배치함으로써, 펌프 타워의 횡 하중에 의한 피로손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 베이스 서포트가 2단으로 나누어져 구성되는 것을 설명하고, 도 5 및 도 6을 참조하여 베이스 서포트가 3단으로 나누어져 구성되는 것을 설명하기로 한다.
우선, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트를 도시한 종단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트는 2개의 독립된 구성으로 나누어져 구성될 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트는 화물창의 1차 방벽(1a)과 2차 방벽(2a)의 독립성을 유지하기 위하여 1차 방벽(1a)을 기준으로, 상측에 위치하는 제1 베이스 서포트(100)와 하측에 위치하는 제2 베이스 서포트(200)로 나누어져 구성된다.
제1 베이스 서포트(100)와 제2 베이스 서포트(200)가 서로 접하는 위치에는 제1 베이스 서포트(100)와 제2 베이스 서포트(200)를 체결 및 결합하기 위한 결합부(300)가 형성된다. 결합부(300)는 암나사 부(310)와 수나사 부(320)를 포함한다.
본 발명의 제2 베이스 서포트(200)에는 화물창의 2차 방벽(2a)과 동일 레벨로 위치하는 제2 플레이트(200a)가 형성되고, 제1 베이스 서포트(100)에는 1차 방벽(1a)과 동일 레벨로 위치하는 제1 플레이트(100a)가 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트는 제1 베이스 서포트(100)와 제2 베이스 서포트(200)로 나누어져 구성되는데, 제1 베이스 서포트(100)와 제2 베이스 서포트(200)는 1차 방벽(1a)이 연결되는 영역과, 2차 방벽(2a)이 연결되는 영역을 기준으로 상하 구조로 나누어져 구성됨으로써, 1차 방벽(1a) 크랙 발생으로 2차 방벽(2a) 까지 연쇄적으로 손상되는 것을 효과적으로 막을 수 있다.
1차 및 2차 방벽(1a)(2a)은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동, 또는 아연 중의 어느 하나의 금속 재료로 제작된 복수의 시트로 구성되거나, 금속 시트와 섬유 강화복합재료로 구성된 복합재료 시트로 구성될 수 있다.
또한, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트를 도시한 종단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트는 화물창 내측에 마련된 펌프타워의 하부를 지지하는 베이스 서포트로서, 화물창의 1차 방벽(1a)과 2차 방벽(2a)의 독립성을 유지하기 위하여 3단의 베이스 서포트(1000∼3000)로 나누어져 구성된다.
각 베이스 서포트가 서로 접하는 위치에는 베이스 서포트(1000∼3000)를 서로 연결하는 결합부(4000)가 구비됨으로써, 1차 방벽(primary barrier)(1a)과 2차 방벽(secondary barrier)(2a)의 단열구조에서, 1차 방벽(1a)의 크랙 발생으로 2차 방벽(2a) 까지 연쇄적으로 손상되는 균열진전을 효과적으로 막을 수 있다.
즉, 화물창의 1차 방벽(1a)과 2차 방벽(2a)의 독립성을 유지하기 위하여 1차 방벽(1a)과 2차 방벽(2a)을 기준으로, 3단의 베이스 서포트(1000∼3000)는, 2차 방벽 레벨 아래에 위치하며 선체 내벽(Inner bottom)에 고정되는 버텀 베이스 서포트(3000); 1차 방벽 레벨 아래에 위치하며 버텀 베이스 서포트(3000)에 결합하는 미들 베이스 서포트(2000); 및 1차 방벽 레벨 위에 위치하며 미들 베이스 서포트(2000)에 결합하는 탑 베이스 서포트(1000)를 포함한다.
결합부(4000)는 암나사 부와 수나사 부를 포함한다.
다시 말해서, 버텀 베이스 서포트(3000)의 상단 외주 면에는 수나사 부(3100)가 형성되고 미들 베이스 서포트(2000)의 하단 내주 면에는 암나사 부(2100)가 형성되며, 버텀 베이스 서포트(3000)의 상단 외주 면에는 미들 베이스 서포트(2000)의 하단이 지지되는 단 턱(3200)이 형성된다.
미들 베이스 서포트(2000)의 상단 외주 면에는 수나사 부(2100)가 형성되고 탑 베이스 서포트(1000)의 하단 내주 면에는 암나사 부(1100)가 형성되며, 미들 베이스 서포트(2000)의 상단 외주 면에는 탑 베이스 서포트(1000)의 하단이 지지되는 단 턱(2200)이 형성된다.
탑 베이스 서포트(1000)에는 1차 방벽(1a)과 동일 레벨로 위치하는 제1 플레이트(1000a)가 형성되고, 미들 베이스 서포트(2000)에는 2차 방벽(2a)과 동일 레벨로 위치하는 제2 플레이트(2000a)가 형성된다.
버텀 베이스 서포트(3000)와 미들 베이스 서포트(2000)를 연결하는 결합부(4000)와, 미들 베이스 서포트(2000)와 탑 베이스 서포트(1000)를 연결하는 결합부(4000)는 서로 반대되는 회전을 통해서 체결되도록 한다. 다시 말해서, 버텀 베이스 서포트(3000)와 미들 베이스 서포트(2000)를 연결하는 결합부(4000)가 오른나사 구조인 경우, 미들 베이스 서포트(2000)와 탑 베이스 서포트(1000)를 연결하는 결합부(4000)는 왼나사 구조로 결합함으로써, LNGC 운항 도중 화물창 내부 유동에 의해 펌프타워에 발생할 수 있는 회전력(토오크)에 의해 2개의 결합부(4000)가 모두 영향을 받는 상황을 방지하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트 조립방법을 설명한다.
첫 번째로, 버텀 베이스 서포트(3000)가 선체 내벽에 설치되며, 그 버텀 베이스 서포트(3000) 위에 미들 베이스 서포트(2000)를 일 방향으로 돌려서 결합한 후, 2차 단열벽을 설치하고 2차 방벽(2a)을 밀봉한다. 2차 방벽(2a)과 동일 레벨로 위치하는 제2 플레이트(2000a)를 용접한다.
그 다음, 미들 베이스 서포트(2000) 위에 탑 베이스 서포트(1000)를 반대방향으로 돌려서 결합한 후, 1차 단열벽을 설치하고 1차 방벽(1a)을 밀봉한다. 1차 방벽(1a)과 동일 레벨로 위치하는 제1 플레이트(1000a)를 용접한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 액화가스 화물창의 펌프 타워 베이스 서포트는 화물창의 1차 방벽과 2차 방벽의 독립성을 유지하기 위하여 1차 방벽과 2차 방벽 사이를 기준으로, 다단의 베이스 서포트로 나누어져 구성되며, 각 베이스 서포트가 서로 접하는 위치에 결합부(암나사 부 및 수나사 부)가 형성됨으로써, 1차 방벽(primary barrier)과 2차 방벽(secondary barrier)의 단열구조에서 1차 방벽의 크랙 발생으로 2차 방벽 까지 연쇄적으로 손상되는 균열진전 현상을 효과적으로 막을 수 있다.
또한, 펌프 타워의 횡 방향 움직임을 충분히 구속할 수 있는 강도를 가지도록 펌프 타워 서포팅(supporting)을 위한 충분한 강도/강성을 가지도록 최적의 구조로 배치함으로써, 펌프 타워의 횡 하중에 의한 피로손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
1a: 1차 방벽
2a: 2차 방벽
100: 제1 베이스 서포트
100a: 제1 플레이트
200: 제2 베이스 서포트
200a: 제2 플레이트
300: 결합부
310: 암나사 부
320: 수나사 부
1000: 탑 베이스 서포트
1000a: 제1 플레이트
2000: 미들 베이스 서포트
2000a: 제2 플레이트
2100: 암나사 부
3000: 버텀 베이스 서포트
3100: 수나사 부
3200: 단 턱
4000: 결합부

Claims (7)

  1. 화물창 내측에 마련된 펌프타워의 하부를 지지하는 베이스 서포트에 있어서,
    상기 화물창의 1차 방벽과 2차 방벽의 독립성을 유지하여 1차 방벽의 크랙 발생으로 2차 방벽까지 연쇄적으로 손상되는 균열진전을 막기 위하여 상기 베이스 서포트는 1차 방벽이 연결되는 제1 베이스 서포트와 2차 방벽이 연결되는 제2 베이스 서포트로 나누어져 구성되며,
    상기 제1 베이스 서포트와 상기 제2 베이스 서포트가 서로 접하는 위치에 상기 제1 및 제2 베이스 서포트를 서로 체결 및 결합하기 위한 결합부가 구비되되, 상기 결합부는 제1 및 제2 베이스 서포트에 형성되는 암나사 부와 수나사 부인 것을 특징으로 하는 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 베이스 서포트는,
    2차 방벽 레벨 아래에 위치하며 선체 내벽에 고정되는 버텀 베이스 서포트;
    2차 방벽이 연결되며 상기 버텀 베이스 서포트에 결합하는 미들 베이스 서포트;
    로 나누어져 구성되는 것을 특징으로 하는 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 버텀 베이스 서포트와 상기 미들 베이스 서포트가 결합되는 결합부는 암나사부와 수나사 부를 포함하며,
    상기 버텀 베이스 서포트의 상단 외주 면에는 수나사 부가 형성되고 상기 미들 베이스 서포트의 하단 내주 면에는 암나사 부가 형성되며, 상기 버텀 베이스 서포트의 상단 외주 면에는 상기 미들 베이스 서포트의 하단이 지지되는 단턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트.
  6. 삭제
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 베이스 서포트에는 1차 방벽과 동일 레벨로 위치하는 제1 플레이트가 형성되고,
    상기 미들 베이스 서포트에는 2차 방벽과 동일 레벨로 위치하는 제2 플레이트가 형성되는 것을 특징으로 하는 액화가스 화물창의 다단 분리 조립형 펌프 타워 베이스 서포트.
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