KR102543434B1 - Loading system of liquid hydrogen storage tank for ship - Google Patents

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Abstract

선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템은, 내측에 액화수소가 저장되며 구형 또는 실린더형 타입의 독립형 저장탱크로 마련되는 액화수소 저장탱크; 및 액화수소 저장탱크로 액화수소를 로딩(loading)하는 로딩장치;를 포함하고, 로딩장치는 액화수소 저장탱크와 선체 바닥면 사이에 형성되는 빈 공간에 배치되는 펌프; 펌프와 액화수소 저장탱크 사이를 연결하되, 액화수소 저장탱크와 선체 사이의 공간을 통해 액화수소 저장탱크의 저면으로 연결되며, 펌프의 구동에 의해 액화수소를 액화수소 저장탱크로 로딩(loading)하거나, 액화수소 저장탱크 내측에 저장된 액화수소를 외부로 언로딩(unloading)하는 이송 통로를 제공하는 로딩 파이프;를 포함한다.A loading system for a liquid hydrogen storage tank for a ship is disclosed. The loading system of the liquefied hydrogen storage tank for ships according to the present invention includes a liquefied hydrogen storage tank in which liquefied hydrogen is stored and provided as a spherical or cylindrical type independent storage tank; And a loading device for loading liquefied hydrogen into the liquefied hydrogen storage tank; including, the loading device is a pump disposed in the empty space formed between the liquefied hydrogen storage tank and the bottom surface of the hull; It is connected between the pump and the liquefied hydrogen storage tank, and is connected to the bottom of the liquefied hydrogen storage tank through the space between the liquefied hydrogen storage tank and the hull. , A loading pipe providing a transfer passage for unloading the liquefied hydrogen stored inside the liquefied hydrogen storage tank to the outside.

Description

선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템 {LOADING SYSTEM OF LIQUID HYDROGEN STORAGE TANK FOR SHIP}Loading system of liquid hydrogen storage tank for ships {LOADING SYSTEM OF LIQUID HYDROGEN STORAGE TANK FOR SHIP}

본 발명은 선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화수소 저장탱크의 외부 하측에 펌프를 배치하고, 액화수소 저장탱크와 선체 사이에 형성되는 빈 공간을 통하여 액화수소를 로딩(loading)함으로써, 펌프타워를 구비하지 않는 것이 가능한 선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a loading system for a liquefied hydrogen storage tank for a ship, and more particularly, a pump is disposed on the outer lower side of the liquefied hydrogen storage tank, and liquefied hydrogen is loaded through an empty space formed between the liquefied hydrogen storage tank and the hull. By loading, it relates to a loading system for a liquefied hydrogen storage tank for a ship capable of not having a pump tower.

최근들어 급속한 산업화의 발달 및 인구의 증가로 인해 에너지 수요가 지속적으로 증가하고 있고, 이에 따라 화석 연료의 고갈에 따른 대체 에너지 수급이 절실한 상황이며, 특히 우리나라의 경우에는 에너지 소비량이 세계 10위 안에 들 정도로 많은 양을 소비하고 있으면서도 사용하는 에너지의 90% 이상을 외국의 수입에 의존하고 있는 실정인 만큼 에너지 확보 대책이 시급하다.Recently, the demand for energy has been continuously increasing due to the rapid development of industrialization and the increase in population, and accordingly, there is an urgent need for alternative energy supply and demand due to the depletion of fossil fuels. Even though Korea consumes a large amount of energy, over 90% of its energy is dependent on foreign imports, so measures to secure energy are urgently needed.

이에 전 세계적으로 직면하고 있는 복잡한 에너지 문제들을 해결하기 위해 주목을 받고 있는 대체 에너지로 수소연료가 꼽히고 있다.Accordingly, hydrogen fuel is considered as an alternative energy that is attracting attention to solve the complex energy problems facing the world.

이러한 수소연료는 지구상에서 탄소와 질소 다음으로 가장 풍부한 원소일 뿐만 아니라, 연소시에 극히 미량의 질소산화물만을 생성시킬 뿐 다른 공해물질은 전혀 배출하지 않는 깨끗한 에너지원이고, 지구상에 존재하는 풍부한 양의 물을 원료로 하여 만들어낼 수 있으며, 사용후에도 다시 물로 재순환되기 때문에 고갈의 우려가 없는 최적의 대체 에너지원이라 할 수 있다.This hydrogen fuel is not only the most abundant element on Earth after carbon and nitrogen, but also a clean energy source that produces only a very small amount of nitrogen oxide during combustion and does not emit any other pollutants. It can be produced using water as a raw material, and since it is recycled back into water after use, it can be said to be an optimal alternative energy source without fear of depletion.

이러한 수소연료를 이용하기 위한 가장 중요한 과제는 수소의 저장방법이다. 수소의 저장방법으로는 수소 기체를 압축시켜 저장하는 방법, 액화시켜 저장하는 방법, 또는 수소저장합금을 이용한 저장방법 등이 알려져 있다.The most important task for using such hydrogen fuel is the storage method of hydrogen. As a method of storing hydrogen, a method of compressing and storing hydrogen gas, a method of storing hydrogen by liquefying it, a method of storing hydrogen using a hydrogen storage alloy, and the like are known.

향후 수소 시장이 성장함에 따라 선박에 의한 수소의 대규모 운송이 이루어질 수 있으며, 상기의 방법 중 수소를 액화시켜 저장하는 방법이 수소의 대규모 저장 및 장거리 운송에 적합한 기술로 인식되고 있다.As the hydrogen market grows in the future, hydrogen can be transported on a large scale by ship, and the method of liquefying and storing hydrogen among the above methods is recognized as a technology suitable for large-scale storage and long-distance transportation of hydrogen.

현재 액화된 수소를 저장하는 액화수소(LH2) 저장탱크에 대한 기술은 육상용 소형 탱크에 대한 것이 대부분이다. 선박에 의한 액화수소의 저장 및 운송기술에 대해서는 아직 실증된 사례가 없으며, 기존의 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 구조를 그대로 채용하거나 또는 약간 변형하여 이용하는 것이 대부분이다.Currently, technologies for liquefied hydrogen (LH 2 ) storage tanks for storing liquefied hydrogen are mostly for small land tanks. There are no proven cases of liquefied hydrogen storage and transportation technology by ship yet, and most of them use the structure of an existing liquefied natural gas (LNG) storage tank as it is or slightly modified.

그러나 액화수소는 액화천연가스에 비하여 더 저온의 유체이므로, 기존에 알려진 액화천연가스의 저장기술보다 더 엄격한 해결책이 필요하다.However, since liquefied hydrogen is a lower temperature fluid than liquefied natural gas, a more stringent solution than previously known liquefied natural gas storage technologies is required.

액화수소는 액화온도가 -253℃로 극저온의 액화천연가스(-162℃)보다 더 낮은 액화 온도를 가지는 저비점 특성을 가지므로 액화천연가스보다 기화가 더 쉽게 촉진되며, 체적당 증발률(BOR: Boil-Off Rate)은 액화천연가스의 10배에 달한다.Since liquefied hydrogen has a low boiling point with a liquefaction temperature of -253℃, which is lower than that of cryogenic liquefied natural gas (-162℃), evaporation is promoted more easily than liquefied natural gas, and the evaporation rate per volume (BOR: Boil-Off Rate) reaches 10 times that of liquefied natural gas.

이러한 성질을 가지는 액화수소는 증발가스(BOG: Boil-Off Gas)에 의한 저장탱크 내 압력 증가 문제가 액화천연가스의 경우보다 심각하며, 탱크 내 압력 증가를 방지하기 위하여 방출되어야 하는 증발가스의 양 역시 훨씬 방대하다. 이는 수소 에너지원의 막대한 손실을 야기한다.Liquefied hydrogen with these properties has a more serious problem of pressure increase in the storage tank due to BOG (Boil-Off Gas) than in the case of liquefied natural gas, and the amount of boil-off gas that must be released to prevent the pressure increase in the tank It is also much larger. This causes a huge loss of the hydrogen energy source.

따라서 액화수소의 장거리 운송에 있어서, 수소의 손실을 줄이기 위해서는 액화수소의 증발률을 낮추는 것이 무엇보다 중요하며, 액화수소 저장탱크는 기존의 액화천연가스 저장탱크보다 더 뛰어난 단열성능을 갖춰야 한다.Therefore, in long-distance transportation of liquefied hydrogen, in order to reduce the loss of hydrogen, it is most important to lower the evaporation rate of liquefied hydrogen, and the liquefied hydrogen storage tank must have better insulation performance than conventional liquefied natural gas storage tanks.

한편, 일반적으로 액화가스를 저장하는 저장탱크에는 액화가스를 적하역하기 위한 로딩장치가 마련된다.On the other hand, in general, a storage tank for storing liquefied gas is provided with a loading device for loading and unloading liquefied gas.

도 1은 종래기술에 따른 액화가스 저장탱크의 로딩장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a loading device for a liquefied gas storage tank according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 액화가스 저장탱크(10)의 상부로부터 수직으로 삽입되어 저장탱크(10)의 내측 하부까지 연장되도록 설치된 펌프타워(pump tower, 11)에 의해 액화가스의 로딩이 이루어진다.As shown in FIG. 1, conventionally, loading of liquefied gas by a pump tower 11 installed vertically from the top of the liquefied gas storage tank 10 and extending to the inner lower part of the storage tank 10 this is done

펌프타워(11)는 액화가스를 저장탱크(10) 내부로 유입시키는 로딩파이프와, 저장탱크(10) 내부의 액화가스를 외부로 배출하는 배출파이프, 및 각종 파이프에 연결되어 액화가스를 유입 및 배출시키는 펌프를 지지하는 것으로서, 일반적으로 약 30m 정도의 높이를 가지는 대형구조물이다.The pump tower 11 is connected to a loading pipe for introducing liquefied gas into the storage tank 10, a discharge pipe for discharging liquefied gas inside the storage tank 10 to the outside, and various pipes to introduce and As supporting the pump for discharging, it is a large structure generally having a height of about 30 m.

이러한 펌프타워(11)는 저장탱크(10) 내에서 발생하는 액체화물의 슬로싱(sloshing) 하중을 그대로 받게 되며, 이는 저장탱크(10)의 전체 내구성과 강도 유지를 해치는 요인이 된다.Such a pump tower 11 receives the sloshing load of the liquid cargo generated in the storage tank 10 as it is, which becomes a factor impairing the overall durability and strength maintenance of the storage tank 10.

펌프타워(11)는 저장탱크(10) 구조의 상부로 돌출되어 있는 리퀴드 돔(liquid dome, 12)에 의해 지지된다.The pump tower 11 is supported by a liquid dome 12 protruding upward from the structure of the storage tank 10.

리퀴드 돔(12)은 저장탱크(10)의 상부로 돌출된 형태로 인하여 공간을 차지하며 다른 설비와의 간섭 등이 발생할 수 있어 공간 상의 제약을 발생시킨다.The liquid dome 12 occupies space due to its protruding shape from the top of the storage tank 10, and interference with other facilities may occur, resulting in space restrictions.

또한, 리퀴드 돔(12)을 설치하기 위하여 저장탱크(10) 상부에 형성되는 개구의 주변부를 보강하는 작업이 추가로 필요하며, 저장탱크(10) 상부에 별도의 리퀴드 돔(12) 구조물을 제작하고, 리퀴드 돔(12) 구조물 내부로 펌프타워(11)를 설치해야 하기 때문에 저장탱크(10)의 제작과정이 어렵고 복잡해진다.In addition, in order to install the liquid dome 12, it is necessary to additionally reinforce the periphery of the opening formed on the upper part of the storage tank 10, and to manufacture a separate liquid dome 12 structure on the upper part of the storage tank 10. And, since the pump tower 11 must be installed inside the liquid dome 12 structure, the manufacturing process of the storage tank 10 becomes difficult and complicated.

더불어, 상기 리퀴드 돔(12)을 통해 저장탱크(10) 내부에 저장되는 액화가스가 오버플로우(overflow)되는 문제도 발생할 수 있다.In addition, a problem in which liquefied gas stored in the storage tank 10 overflows through the liquid dome 12 may occur.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0103266호 (2010.09.27 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0103266 (published on September 27, 2010)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액화수소 저장탱크의 외부 하측에 펌프를 배치하고, 액화수소 저장탱크와 선체 사이에 형성되는 빈 공간을 통하여 액화수소를 로딩(loading)함으로써, 펌프타워를 구비하지 않는 것이 가능한 선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to dispose a pump on the outer lower side of the liquefied hydrogen storage tank and load the liquefied hydrogen through an empty space formed between the liquefied hydrogen storage tank and the hull, so as not to have a pump tower. It is to provide a loading system for a liquefied hydrogen storage tank for a ship that is not possible.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내측에 액화수소가 저장되며 구형 또는 실린더형 타입의 독립형 저장탱크로 마련되는 액화수소 저장탱크; 및 상기 액화수소 저장탱크로 액화수소를 적하역하는 로딩장치;를 포함하고, 상기 로딩장치는, 상기 액화수소 저장탱크와 선체 바닥면 사이에 형성되는 빈 공간에 배치되는 펌프; 상기 펌프와 상기 액화수소 저장탱크 사이를 연결하되, 상기 액화수소 저장탱크와 상기 선체 사이의 공간을 통해 상기 액화수소 저장탱크의 저면으로 연결되며, 상기 펌프의 구동에 의해 액화수소를 상기 액화수소 저장탱크로 로딩(loading)하거나, 상기 액화수소 저장탱크 내측에 저장된 액화수소를 외부로 언로딩(unloading)하는 이송 통로를 제공하는 로딩 파이프;를 포함하는, 선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a liquefied hydrogen storage tank that stores liquefied hydrogen inside and is provided as a spherical or cylindrical type independent storage tank; and a loading device for loading and unloading liquefied hydrogen into the liquefied hydrogen storage tank, wherein the loading device includes: a pump disposed in an empty space formed between the liquefied hydrogen storage tank and the bottom surface of the hull; Connected between the pump and the liquefied hydrogen storage tank, connected to the bottom of the liquefied hydrogen storage tank through a space between the liquefied hydrogen storage tank and the hull, and storing liquefied hydrogen by driving the pump We provide a loading system for a liquefied hydrogen storage tank for ships, including a loading pipe for loading into the tank or providing a transfer passage for unloading the liquefied hydrogen stored inside the liquefied hydrogen storage tank to the outside. .

상기 펌프는 단열재에 의해 외부와 차폐되어 자체적으로 단열성능을 갖출 수 있다.The pump may be shielded from the outside by a heat insulating material to have its own heat insulation performance.

상기 펌프는 알루미늄 합금 소재로 마련된 펌프실에 의해 외부 공간과 이중으로 차폐될 수 있다.The pump may be double-shielded from an external space by a pump chamber made of an aluminum alloy material.

상기 펌프는 초전도 모터(Superconducting motor)를 이용한 것일 수 있다.The pump may use a superconducting motor.

상기 로딩파이프는, 상기 액화수소 저장탱크의 내측으로 액화수소를 공급하는 유입라인; 및 상기 액화수소 저장탱크 내측으로부터 액화수소를 배출하는 배출라인;을 포함하고, 상기 유입라인 및 상기 배출라인은 상기 액화수소 저장탱크의 외측 하부에서 하나의 라인으로 합류되어 액화수소 저장탱크 측으로 연결될 수 있다.The loading pipe may include an inlet line for supplying liquefied hydrogen to the inside of the liquefied hydrogen storage tank; And a discharge line for discharging liquefied hydrogen from the inside of the liquefied hydrogen storage tank; including, the inlet line and the discharge line may be joined as one line at the outer lower part of the liquefied hydrogen storage tank and connected to the liquefied hydrogen storage tank side. there is.

상기 액화수소 저장탱크는, 내측에 액화수소가 저장되기 위한 공간이 형성되는 내벽; 상기 내벽과의 사이에 공간을 형성하면서 상기 내벽을 둘러싸는 외벽; 상기 내벽과 상기 외벽 사이의 공간에 설치되어 열전달을 차단하는 단열부; 및 상기 내벽과 상기 외벽 사이를 지지하는 내벽 지지수단;을 포함하고, 상기 내벽 지지수단은, 플라이우드로 이루어지는 프레임; 상기 프레임의 내부 공간에 마련되는 단열부재;를 포함하며, 상기 단열부재는 경질 발포체로 이루어지는 상부 단열부재와, 내부에 진공단열패널(VIP)를 포함하는 비발포성 수지로 이루어지는 하부 단열재를 포함하는 2단 구성으로 마련될 수 있다.The liquefied hydrogen storage tank includes an inner wall in which a space for storing liquefied hydrogen is formed; an outer wall surrounding the inner wall while forming a space between the inner wall and the outer wall; an insulator installed in the space between the inner wall and the outer wall to block heat transfer; and inner wall support means for supporting between the inner wall and the outer wall, wherein the inner wall support means includes a frame made of plywood; A heat insulating member provided in the inner space of the frame, wherein the heat insulating member includes an upper heat insulating member made of hard foam and a lower heat insulating material made of non-foamable resin including a vacuum insulation panel (VIP) therein. It may be provided as a single configuration.

상기 상부 단열부재는 경질 폴리우레탄폼(PUF)으로 이루어지고, 상기 하부 단열재는 비발포성 폴리우레탄(PU)으로 이루어질 수 있다.The upper heat insulating member may be made of rigid polyurethane foam (PUF), and the lower heat insulating material may be made of non-foamable polyurethane (PU).

상기 단열부는, 상기 내벽의 외측을 둘러싸는 스플래시 쉴드; 상기 스플래시 쉴드를 둘러싸는 에어로겔 박막층; 및 상기 에어로겔 박막층과 상기 외벽 사이에 형성되는 진공층;을 포함하는, 상기 내벽은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고, 상기 스플래시 쉴드는 스테인리스 강, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금으로 이루어지되, 단면이 파형을 이루는 연속된 주름부를 포함하여 상기 내벽으로부터 누출된 액화수소로부터 상기 외벽을 보호할 수 있다.The heat insulating part may include a splash shield surrounding an outer side of the inner wall; a thin airgel layer surrounding the splash shield; and a vacuum layer formed between the airgel thin film layer and the outer wall, wherein the inner wall is made of aluminum or an aluminum alloy, and the splash shield is made of stainless steel, aluminum, or an aluminum alloy and has a wavy cross section. The outer wall may be protected from liquefied hydrogen leaking from the inner wall by including a continuous wrinkle portion.

상기 진공층에는 심재(core materail)로써 펄라이트가 충전될 수 있다.The vacuum layer may be filled with pearlite as a core materail.

본 발명은 액화수소 저장탱크의 외부 하측에 펌프를 설치하고, 액화수소 저장탱크와 선체 사이에 형성되는 빈 공간을 통하여 액화수소를 로딩(loading)함으로써, 펌프타워를 구비하지 않고도 액화수소 저장탱크에 액화수소를 적하역하는 것이 가능하다.The present invention installs a pump on the outer lower side of the liquefied hydrogen storage tank and loads liquefied hydrogen through an empty space formed between the liquefied hydrogen storage tank and the hull, so that the liquefied hydrogen storage tank can be stored without a pump tower. It is possible to load and unload liquid hydrogen.

따라서 본 발명은 액화수소 저장탱크 내부의 펌프타워 자체를 생략할 수 있게 되므로, 펌프타워 탑재 공정 자체를 제거함으로써 설치 공정이 단순화되고 재료비가 절감되는 효과가 있다.Therefore, since the present invention can omit the pump tower itself inside the liquefied hydrogen storage tank, there is an effect of simplifying the installation process and reducing material costs by eliminating the pump tower mounting process itself.

또한, 본 발명은 슬로싱 하중이 증대되는 요인 중 하나로 작용하는 펌프타워를 제거할 수 있으므로 슬로싱 하중의 저감 효과를 도모할 수 있으며, 펌프타워를 통해 외부의 열이 저장탱크 내부 유입되는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, since the pump tower acting as one of the factors increasing the sloshing load can be removed, the present invention can promote the effect of reducing the sloshing load, and prevent external heat from entering the storage tank through the pump tower. has the effect of

또한, 본 발명은 펌프타워 뿐만 아니라 리퀴드 돔을 구비할 필요가 없어 액화수소가 리퀴드 돔에 의해 오버플로우(overflow)되는 현상을 감소시키고, 액화수소 저장탱크의 액화수소 적재량을 극대화할 수 있다.In addition, the present invention does not need to have a liquid dome as well as a pump tower, thereby reducing the overflow of liquid hydrogen by the liquid dome and maximizing the amount of liquid hydrogen in the liquid hydrogen storage tank.

더불어, 본 발명은 펌프가 액화수소 저장탱크의 외측에 배치되므로, 종래와 같이 저장탱크 내부에 펌프를 배치하기 위하여 극저온 잠수펌프 개발의 곤란성을 극복할 수 있으며, 펌프의 수리 혹은 교체가 필요한 경우에도 액화수소 저장탱크를 완전히 비울 필요 없이 펌프의 유지보수 작업을 실시하는 것이 가능하다.In addition, since the pump is disposed outside the liquefied hydrogen storage tank, the present invention can overcome the difficulty of developing a cryogenic submersible pump in order to place the pump inside the storage tank as in the prior art, even when repair or replacement of the pump is required. It is possible to carry out maintenance work on the pump without having to completely empty the liquefied hydrogen storage tank.

도 1은 종래기술에 따른 액화가스 저장탱크의 로딩장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a loading device for a liquefied gas storage tank according to the prior art.
2 is a view showing a loading system of a liquefied hydrogen storage tank for a ship according to the present invention.

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.In order to fully understand the present invention and the advantages in operation of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like members.

도 2는 본 발명에 따른 선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템은, 내측에 액화수소가 저장되는 액화수소 저장탱크(100); 및 액화수소 저장탱크(100)로 액화수소를 적하역하기 위한 로딩장치(200);를 포함한다.2 is a view showing a loading system of a liquefied hydrogen storage tank for a ship according to the present invention. Referring to FIG. 2, the loading system of the liquefied hydrogen storage tank for ships according to the present invention includes a liquefied hydrogen storage tank 100 in which liquefied hydrogen is stored therein; and a loading device 200 for loading and unloading liquefied hydrogen into the liquefied hydrogen storage tank 100.

본 발명에 따른 액화수소 저장탱크(100)는 종래의 액화천연가스 저장기술보다 더 엄격한 단열성능을 갖추도록 설계된다.The liquefied hydrogen storage tank 100 according to the present invention is designed to have more stringent insulation performance than conventional liquefied natural gas storage technology.

본 발명에 따른 액화수소 저장탱크(100)는, 내부에 저장되는 액화수소의 극저온 상태를 유지하기 위하여 내벽(110)과 이를 둘러싸는 외벽(120)을 포함하는 이중 구조로 마련되고, 내벽(110)과 외벽(120) 사이의 공간에 설치되어 열전달을 차단하는 단열부(130); 및 내벽(110)과 외벽(120) 사이에 설치되어 내벽(110)과 외벽(120) 사이의 이격을 유지시키고 내벽(110)의 하중을 지지하는 내벽 지지수단(140);을 포함한다.The liquefied hydrogen storage tank 100 according to the present invention is provided in a double structure including an inner wall 110 and an outer wall 120 surrounding it to maintain a cryogenic state of liquefied hydrogen stored therein, and the inner wall 110 ) Is installed in the space between the outer wall 120 to block heat transfer (130); and an inner wall support means 140 installed between the inner wall 110 and the outer wall 120 to maintain a distance between the inner wall 110 and the outer wall 120 and support the load of the inner wall 110.

내벽(110)은 내측에 액화수소가 저장되기 위한 공간이 형성된다. 내벽(110)은 액화수소와 직접 접촉하므로 액화수소의 극저온을 견딜 수 있는 저온 특성이 우수한 금속 재질로 이루어져야 한다. 바람직하게는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금 소재로 제작될 수 있다.A space for storing liquefied hydrogen is formed inside the inner wall 110 . Since the inner wall 110 is in direct contact with liquefied hydrogen, it must be made of a metal material having excellent low-temperature characteristics that can withstand the cryogenic temperature of liquefied hydrogen. Preferably, it may be made of aluminum (Al) or an aluminum alloy material.

외벽(120)은 내벽(110)에 가해지는 내부압력을 분담함으로써 내벽(110)의 내부압력을 고르게 지지하는 역할을 한다.The outer wall 120 serves to evenly support the inner pressure of the inner wall 110 by sharing the inner pressure applied to the inner wall 110 .

외벽(120)은 내벽(110)의 내측으로부터 전달되는 응력 또는 하중을 견디기 위하여 강(steel) 소재로 제작될 수 있다. 외벽(120)은 액화수소를 직접 밀봉하는 내벽(110)과는 달리 일반 강으로 마련되어도 충분하다. 이는 후술하는 바와 같이 내벽(110)과 외벽(120) 사이에 마련되는 단열부(130)에 의하여 액화수소의 극저온이 미치는 영향이 내벽(110)보다는 미미하고, 액화수소가 누출되더라도 스플래시 쉴드(splash shield, 131)에 의해 누출된 액화수소가 선행 차단되기 때문이다.The outer wall 120 may be made of a steel material to withstand stress or load transmitted from the inside of the inner wall 110 . Unlike the inner wall 110 that directly seals liquefied hydrogen, the outer wall 120 may be made of general steel. This is because, as will be described later, the effect of the cryogenic temperature of liquefied hydrogen is insignificant than that of the inner wall 110 due to the insulation 130 provided between the inner wall 110 and the outer wall 120, and even if liquefied hydrogen leaks, the splash shield (splash shield) This is because the leaked liquefied hydrogen by the shield, 131) is blocked in advance.

내벽(110) 및 외벽(120)은 내측에 저장되는 액화수소의 내부압력이 고르게 분포될 수 있도록 구형 또는 실린더형 타입으로 마련되는 것이 바람직하다.The inner wall 110 and the outer wall 120 are preferably provided in a spherical or cylindrical type so that the internal pressure of the liquefied hydrogen stored therein can be evenly distributed.

단열부(130)는 내벽(110)의 외측을 둘러싸는 스플래시 쉴드(131), 스플래시 쉴드(131)의 외측을 둘러싸는 에어로겔 박막층(132), 에어로겔 박막층(132)와 외벽(120) 사이에 형성되는 진공층(133)을 포함한다. 즉, 스플래시 쉴드(131), 에어로겔 박막층(132) 및 진공층(133)이 내벽(110)과 외벽(120) 사이의 공간에 순차적으로 형성된다.The heat insulator 130 is formed between the splash shield 131 surrounding the outside of the inner wall 110, the airgel thin film layer 132 surrounding the outside of the splash shield 131, and the airgel thin film layer 132 and the outer wall 120. It includes a vacuum layer 133 to be. That is, the splash shield 131, the thin airgel layer 132, and the vacuum layer 133 are sequentially formed in the space between the inner wall 110 and the outer wall 120.

스플래시 쉴드(131)는 내벽(110)의 균열에 의해 액화수소가 누출시 외벽(120)을 보호하는 역할을 한다.The splash shield 131 serves to protect the outer wall 120 when liquid hydrogen leaks due to a crack in the inner wall 110 .

스플래시 쉴드(131)는 내벽(110)으로부터 액화수소가 누출될 시 이를 1차적으로 차단하는 것으로서, 저온에 강도 및 취성이 강한 금속, 예를 들어 스테인리스 강(stainless steel), 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 재질로 이루어질 수 있다.The splash shield 131 primarily blocks liquefied hydrogen from leaking from the inner wall 110, and is made of a metal with strong strength and brittleness at low temperatures, such as stainless steel, aluminum or aluminum alloy. material can be made.

스플래시 쉴드(131)는 단면이 파형을 이루도록 연속된 주름부를 포함할 수 있다. 스플래시 쉴드(131)에 형성되는 주름부는 액화수소의 극저온에 의하여 신축함으로써 응력이 집중되는 것을 방지한다. 또한, 주름부는 내벽(110)으로부터 누출된 액화수소가 일시적으로 수용될 수 있는 공간을 제공함으로써, 액화수소의 누출시에도 상당 기간 동안 액화수소의 저장 및 운송이 안정적으로 이루어질 수 있다.The splash shield 131 may include continuous wrinkles so that a cross section forms a wave shape. The wrinkles formed on the splash shield 131 are stretched and contracted by the cryogenic temperature of liquefied hydrogen, thereby preventing concentration of stress. In addition, by providing a space in which liquefied hydrogen leaked from the inner wall 110 can be temporarily accommodated, the wrinkles can stably store and transport liquefied hydrogen for a considerable period of time even when liquefied hydrogen leaks.

한편, 스플래시 쉴드(131)에서 후술하는 내벽 지지수단(140)에 의해 지지되는 부분은 안정적으로 지지되기 위하여 평편하게 마련될 수도 있다.Meanwhile, a portion of the splash shield 131 supported by the inner wall supporting means 140 to be described later may be provided flat to be stably supported.

에어로겔 박막층(132)은 내벽(110)과 외벽(120) 사이의 열전달을 차단한다. The airgel thin film layer 132 blocks heat transfer between the inner wall 110 and the outer wall 120 .

에어로겔 박막층(132)은 1 ~ 50㎚ 크기의 나노입자로 이루어진 고다공성 나노구조체인 에어로겔(aerogel)을 박막으로 형성한 것으로써 단열성능이 매우 우수하다. 도 2에는 발명의 설명을 돕기 위해 과장되게 표현하였지만, 에어로겔 박막층(132)은 얇은 두께로 형성되는 것이며, 박막층의 두께는 저장탱크의 용량 등 설치 환경에 따라 적절한 두께로 설계될 수 있다. 또한, 단열성능을 더욱 극대화하기 위하여 탄소를 첨가한 실리카 에어로겔(silica aerogel)로 박막층을 형성할 수도 있다.The airgel thin film layer 132 is a thin film formed of airgel, which is a highly porous nanostructure composed of nanoparticles having a size of 1 to 50 nm, and has excellent heat insulation performance. Although exaggeratedly expressed in FIG. 2 to help explain the invention, the airgel thin film layer 132 is formed with a thin thickness, and the thickness of the thin film layer can be designed to an appropriate thickness according to the installation environment such as the capacity of the storage tank. In addition, in order to further maximize insulation performance, a thin film layer may be formed of silica airgel to which carbon is added.

진공층(133)은 내벽(110)과 외벽(120) 사이의 전도와 대류에 의한 열전달을 차단한다. The vacuum layer 133 blocks heat transfer between the inner wall 110 and the outer wall 120 by conduction and convection.

진공층(133)에는 심재(core material)로써 펄라이트(perlite)가 충전될 수 있다. 진공층(133)에 펄라이트(perlite)를 충전한 상태에서 진공 배기시켜 진공 분위기를 형성하며, 이때 진공도는 약 10-4 Torr로 형성될 수 있다.The vacuum layer 133 may be filled with perlite as a core material. A vacuum atmosphere is formed by evacuating the vacuum layer 133 in a state in which perlite is filled, and at this time, the degree of vacuum may be about 10 -4 Torr.

액화수소 저장탱크(100)의 하부 측면에는 진공층(133)을 진공 상태로 형성하고 이를 유지하기 위해 진공펌프(미도시) 및 진공 모니터링 수단(미도시)이 구비될 수 있다. 진공펌프 및 진공 모니터링 수단은, 후술할 바와 같이 구형 또는 실린더형 타입으로 마련되는 액화수소 저장탱크(100)와 선체(S) 바닥면 사이에 형성되는 빈 공간(A)에 배치될 수 있다.A vacuum pump (not shown) and a vacuum monitoring means (not shown) may be provided on the lower side of the liquefied hydrogen storage tank 100 to form and maintain the vacuum layer 133 in a vacuum state. The vacuum pump and vacuum monitoring means may be disposed in the empty space A formed between the liquefied hydrogen storage tank 100 provided in a spherical or cylindrical type and the bottom surface of the hull S, as will be described later.

본 발명은 에어로겔 박막층(132)과 진공층(133)에 의해 내벽(110)과 외벽(120) 사이의 열전달을 이중으로 차단함으로써, 종래의 액화천연가스(LNG) 저장탱크보다 단열성능이 훨씬 향상된다. 따라서 저장탱크의 두께를 두껍게 하는 등의 방법을 사용하지 않더라도, 액화수소 저장탱크(100)의 온도 손실을 최대한 줄이고 증발률을 최대한 감소시킬 수 있다.In the present invention, heat transfer between the inner wall 110 and the outer wall 120 is double blocked by the airgel thin film layer 132 and the vacuum layer 133, so that the insulation performance is much improved compared to the conventional liquefied natural gas (LNG) storage tank. do. Therefore, even if a method such as thickening the storage tank is not used, the temperature loss of the liquefied hydrogen storage tank 100 can be reduced as much as possible and the evaporation rate can be reduced as much as possible.

내벽 지지수단(140)은 내벽(110)과 외벽(120)의 이중구조 사이에 설치되어, 내벽(110)과 외벽(120) 사이의 이격을 유지시키고 내벽(110)의 하중을 지지한다. 내벽 지지수단(140)은 내벽(110)의 저면을 지지하도록 액화수소 저장탱크(100)의 하측에 설치될 수 있다.The inner wall supporting means 140 is installed between the double structure of the inner wall 110 and the outer wall 120, maintains a distance between the inner wall 110 and the outer wall 120 and supports the load of the inner wall 110. The inner wall supporting means 140 may be installed on the lower side of the liquefied hydrogen storage tank 100 to support the lower surface of the inner wall 110 .

이때 저장탱크의 내벽(110)과 외벽(120) 사이를 지지하는 내벽 지지수단(140)에 의해 내벽(110)과 외벽(120) 사이에 열전달이 일어나 저장탱크의 단열성능을 해치는 요인이 될 수 있다.At this time, heat transfer occurs between the inner wall 110 and the outer wall 120 by the inner wall supporting means 140 supporting the space between the inner wall 110 and the outer wall 120 of the storage tank, which can be a factor that impairs the insulation performance of the storage tank. there is.

이를 방지하기 위하여, 본 발명은 내벽(110)과 외벽(120) 사이를 지지하는 내벽 지지수단(140)이 자체적으로도 단열성능을 갖추도록 마련함으로써, 내벽 지지수단(140)을 통하여 저장탱크 내측으로 열이 유입되는 것을 효율적으로 차단하고자 한다.In order to prevent this, the present invention provides the inner wall supporting means 140 for supporting between the inner wall 110 and the outer wall 120 to have thermal insulation performance by itself, so that the inside of the storage tank through the inner wall supporting means 140 to effectively block the inflow of heat.

내벽 지지수단(140)은 강도가 높고 열전도율이 낮은 플라이우드(plywood)로 이루어지는 프레임(141)과, 프레임(141)의 내부 공간에 마련되는 단열부재(142)를 포함한다.The inner wall supporting means 140 includes a frame 141 made of plywood having high strength and low thermal conductivity, and a heat insulating member 142 provided in the inner space of the frame 141 .

프레임(141)을 이루는 플라이우드는 강도가 높아 내벽(110)에 저장되는 액화수소의 하중을 지지할 수 있고, 열전도율이 낮아 외부의 열이 내벽(110)로 전달되는 것을 상당 수준 저감시킬 수 있다. 프레임(141)은 단열부재(142)의 외측에 접착제에 의해 접착 고정될 수 있다.The plywood constituting the frame 141 has high strength and can support the load of liquefied hydrogen stored in the inner wall 110, and its low thermal conductivity can significantly reduce the transfer of external heat to the inner wall 110. . The frame 141 may be bonded and fixed to the outside of the heat insulating member 142 by means of an adhesive.

단열부재(142)는 프레임(141)의 내부 공간에서 상측에 배치되는 상부 단열부재(142a)와, 프레임(141)의 내부 공간에서 하측에 배치되는 하부 단열부재(142b)를 포함하는 2단 구성으로 마련될 수 있다. The heat insulating member 142 has a two-stage configuration including an upper heat insulating member 142a disposed on the upper side in the inner space of the frame 141 and a lower heat insulating member 142b disposed on the lower side in the inner space of the frame 141. can be provided.

상부 단열부재(142a)는 경질 발포체로 이루어질 수 있으며, 하부 단열부재(142b)재는 내부에 진공단열패널(VIP: Vacuum Insulation Panel)을 포함하는 비발포성 수지로 이루어질 수 있다.The upper heat insulating member 142a may be made of hard foam, and the lower heat insulating member 142b may be made of a non-foamable resin including a vacuum insulation panel (VIP) therein.

단열재의 소재로 가장 쉽게 사용할 수 있는 것은 폴리우레탄(polyurethane)이므로, 본 발명에서 상부 단열부재(142b)는 경질 폴리우레탄폼(PUF), 하부 단열부재(142b)는 비발포성 폴리우레탄(PU)으로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 폴리우레탄 이외에도 적합한 단열성능을 갖는 다양한 단열재가 적용될 수 있다.Since polyurethane is the most easily available material for the insulation material, in the present invention, the upper insulation member 142b is made of rigid polyurethane foam (PUF) and the lower insulation member 142b is made of non-foamable polyurethane (PU). It can be done. However, it is not limited thereto, and various insulating materials having suitable insulating performance may be applied in addition to polyurethane.

하부 단열부재(142b)의 내부에 포함되는 진공단열패널(VIP)은 경질 폴리우레탄폼보다 약 2배 이상의 단열성능을 가지므로, 본 발명과 같이 단열부재(142) 내부에 진공단열패널(VIP)을 포함하도록 구성하면, 단열부재(142)를 경질 폴리우레탄폼으로만 구성하는 것보다 단열성능이 뛰어나다.Since the vacuum insulation panel (VIP) included in the lower insulation member 142b has about twice or more thermal insulation performance than rigid polyurethane foam, the vacuum insulation panel (VIP) inside the insulation member 142 as in the present invention When configured to include, the heat insulating performance is superior to that of configuring the heat insulating member 142 only with rigid polyurethane foam.

또한, 하부 단열부재(142b)에 포함되는 진공단열패널(VIP)에 의해, 내벽 지지부재(140)가 설치되는 부위에서도 진공층(133)에 의한 진공단열효과가 중단되지 않고 그대로 이어질 수 있다.In addition, by the vacuum insulation panel (VIP) included in the lower insulation member (142b), the vacuum insulation effect by the vacuum layer 133 can continue without interruption even in the portion where the inner wall support member 140 is installed.

경질 폴리우레탄폼으로 이루어지는 상부 단열부재(142a)와 달리 하부 단열부재(142b)를 비발포성 폴리우레탄으로 구성하는 것은, 하부 단열부재(142b)가 내부에 진공단열패널(VIP)을 포함하고 있기 때문이다. 비발포성 폴리우레탄은 설계온도가 발포폼보다는 높지만 진공단열패널(VIP)의 진공도를 반영구적으로 유지시킬 수 있다.Unlike the upper insulation member 142a made of rigid polyurethane foam, the reason why the lower insulation member 142b is made of non-foam polyurethane is that the lower insulation member 142b includes a vacuum insulation panel (VIP) therein. am. Non-foamable polyurethane has a higher design temperature than foam, but can maintain the vacuum level of the VIP (VIP) semi-permanently.

내벽 지지수단(140)은 외벽(120)과 접하는 하단면에 설치되는 탄성부재(143)를 더 포함할 수 있다. The inner wall supporting means 140 may further include an elastic member 143 installed on a bottom surface in contact with the outer wall 120 .

액화수소가 저장되는 내벽(110)은 액화수소의 적하역에 따라 내부의 온도 변화가 크기 때문에 열수축 및 열팽창에 의한 변형이 발생할 수 있다.The inner wall 110 in which liquefied hydrogen is stored may be deformed due to thermal contraction and thermal expansion because the internal temperature change is large according to the loading and unloading of liquefied hydrogen.

이때 내벽 지지수단(140)이 내벽(110)과 외벽(120)에 고정되어 있다면, 내벽(110)의 수축 또는 팽창에 의해 응력이 발생하여 내벽(110)과 외벽(120) 또는 내벽 지지수단(140)에 크랙(crack)이 발생하거나 파손될 위험이 있다.At this time, if the inner wall support means 140 is fixed to the inner wall 110 and the outer wall 120, stress is generated by the contraction or expansion of the inner wall 110, so that the inner wall 110 and the outer wall 120 or the inner wall support means ( 140) may be cracked or damaged.

탄성부재(143)는 이러한 액화수소의 적하역에 따른 내벽(110)의 신축을 보상한다. 즉, 탄성부재(143)는 내벽(110)의 신축에 따라 압축 및 이완되면서 내벽(110)과 외벽(120)이 서로 안정적으로 지지되도록 한다. The elastic member 143 compensates for the expansion and contraction of the inner wall 110 according to the loading and unloading of liquefied hydrogen. That is, the elastic member 143 is compressed and relaxed according to the expansion and contraction of the inner wall 110 so that the inner wall 110 and the outer wall 120 are stably supported by each other.

본 발명에서 로딩장치(200)는, 액화수소 저장탱크(100)의 외측 하부에 배치되는 펌프(210); 및 액화수소 저장탱크(100)와 펌프(210) 사이에 설치되어 액화수소의 이송 통로를 제공하는 로딩 파이프(220);를 포함한다.In the present invention, the loading device 200 includes a pump 210 disposed at an outer lower portion of the liquefied hydrogen storage tank 100; and a loading pipe 220 installed between the liquefied hydrogen storage tank 100 and the pump 210 to provide a transfer passage for liquefied hydrogen.

액화수소 저장탱크(100)의 외부에 배치되는 펌프(210)는, 단열재에 의해 열적으로 외부와 차폐되어 자체적으로 단열성능을 갖춘 것일 수 있으며, 추가적으로 IGC(International Gas Carrier) Code에서의 규정을 만족시키기 위해 알루미늄 합금 등의 저온용 소재에 마련된 펌프실에 의해 이중으로 외부 공간과 차폐될 수 있다.The pump 210 disposed outside the liquefied hydrogen storage tank 100 may be thermally shielded from the outside by a heat insulating material to have its own heat insulation performance, and additionally satisfies the regulations of the IGC (International Gas Carrier) Code. In order to do so, it can be double-shielded from the external space by a pump chamber provided in a low-temperature material such as aluminum alloy.

펌프(210)는 초전도 모터(Superconducting motor)를 이용한 것일 수 있다.The pump 210 may use a superconducting motor.

로딩 파이프(220)는 펌프(210)와 액화수소 저장탱크(100) 사이를 연결하며, 펌프(210)에 구동에 의해 액화수소를 저장탱크 내측으로 로딩(loading)하거나, 저장탱크 내측에 저장된 액화수소를 외부로 언로딩(unloading)하는 이송 통로를 제공한다.The loading pipe 220 connects between the pump 210 and the liquefied hydrogen storage tank 100, and loads liquefied hydrogen into the storage tank by driving the pump 210 or liquefied hydrogen stored inside the storage tank. A transfer passage for unloading hydrogen to the outside is provided.

로딩 파이프(220)에서 액화수소 저장탱크(100)의 내측으로 액화수소를 공급하는 유입라인(220a)과, 액화수소 저장탱크(100) 내측으로부터 액화수소를 배출하는 배출라인(220b)은 액화수소 저장탱크(100)의 외측 하부에서 하나의 라인으로 합류되어 액화수소 저장탱크(100) 측으로 연결될 수 있다. 따라서 액화수소 저장탱크(100)의 하부에는 하나의 입구만 형성되어 외부로부터의 열전달되는 영역을 최소화할 수 있다.An inlet line 220a for supplying liquefied hydrogen from the loading pipe 220 to the inside of the liquefied hydrogen storage tank 100 and a discharge line 220b for discharging liquefied hydrogen from the inside of the liquefied hydrogen storage tank 100 are liquefied hydrogen It may be joined as one line at the outer lower part of the storage tank 100 and connected to the liquefied hydrogen storage tank 100 side. Therefore, only one inlet is formed at the bottom of the liquefied hydrogen storage tank 100, so that the heat transfer area from the outside can be minimized.

로딩 파이프(220)는 IGC Code의 규정을 만족시키기 위하여 내부관과 외부관으로 이루어지는 이중관 형태로 마련될 수 있다. 내부관과 이중관 사이의 공간에는 단열재를 설치하여 외부로부터 내부관으로의 열전달을 차단할 수 있으며, 이중관의 외부에도 추가적으로 단열재를 설치할 수 있다.The loading pipe 220 may be provided in the form of a double pipe consisting of an inner pipe and an outer pipe in order to satisfy the regulations of the IGC Code. A heat insulating material may be installed in the space between the inner tube and the double tube to block heat transfer from the outside to the inner tube, and an additional insulation material may be installed on the outside of the double tube.

한편, 본 발명의 액화수소 저장탱크(100)는 상술한 바와 같이, 내측에 저장되는 액화수소의 내부압력이 고르게 분포될 수 있도록 구형 또는 실린더형 타입으로 마련되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 본 발명의 액화수소 저장탱크(100)는 구형 또는 실린더형 타입의 독립형(Independent type) 저장탱크로 마련될 수 있다.On the other hand, as described above, the liquefied hydrogen storage tank 100 of the present invention is preferably provided in a spherical or cylindrical type so that the internal pressure of the liquefied hydrogen stored therein can be evenly distributed. More preferably, the liquefied hydrogen storage tank 100 of the present invention may be provided as a spherical or cylindrical type independent type storage tank.

따라서 본 발명은 액화수소 저장탱크(100)가 가진 형태에 의해 액화수소 저장탱크(100)와 선체(S)의 바닥면 사이에 빈 공간(도 2에서 A로 표시된 부분)이 형성되는데, 본 발명은 이러한 빈 공간(A)에 펌프(210)를 배치하고, 로딩파이프(220)가 액화수소 저장탱크(100)와 선체(S) 사이의 공간을 통해 액화수소 저장탱크(100)의 저면 측으로 연결되도록 구성함으로써 공간 활용도를 극대화할 수 있다.Therefore, in the present invention, an empty space (a part marked A in FIG. 2) is formed between the liquefied hydrogen storage tank 100 and the bottom surface of the hull S by the form of the liquefied hydrogen storage tank 100, the present invention Arranges the pump 210 in this empty space (A), and the loading pipe 220 is connected to the bottom side of the liquefied hydrogen storage tank 100 through the space between the liquefied hydrogen storage tank 100 and the hull (S) By organizing it as much as possible, you can maximize the use of space.

또한, 본 발명은 액화수소 저장탱크(100)의 외부 하측에 배치되는 펌프(210) 및 로딩파이프(220)에 의해 액화수소의 로딩이 이루어짐으로써, 펌프타워를 구비하지 않는 것이 가능함은 물론, 펌프타워 설치를 위한 리퀴드 돔 영역 또한 삭제할 수 있다.In addition, in the present invention, loading of liquefied hydrogen is performed by the pump 210 and the loading pipe 220 disposed on the outer lower side of the liquefied hydrogen storage tank 100, so that it is possible not to have a pump tower, as well as a pump The liquid dome area for tower installation can also be deleted.

액화수소 저장탱크(100)의 상부에는 저장탱크 내부에서 발생하는 증발가스(BOG)를 벤팅(venting)하기 위한 벤트라인이 연결되는 가스 돔(미도시)이 마련될 수 있다.Above the liquefied hydrogen storage tank 100, a gas dome (not shown) to which a vent line for venting BOG generated inside the storage tank is connected may be provided.

이때 본 발명에 따른 액화수소 저장탱크(100)는, 종래에 리퀴드 돔이 마련되던 영역이 삭제되므로 이 영역을 활용하여 가스 돔(미도시)을 액화수소 저장탱크(100)의 상측으로 종래보다 더 길게 설치하는 것이 가능하며, 이에 따라 액화수소 저장탱크(100)의 화물적재능력을 거의 100%까지 증대시킬 수 있다.At this time, in the liquefied hydrogen storage tank 100 according to the present invention, since the area where the liquid dome was conventionally prepared is deleted, the gas dome (not shown) is moved upward to the liquefied hydrogen storage tank 100 more than before by utilizing this area. It is possible to install it long, and accordingly, the cargo loading capacity of the liquefied hydrogen storage tank 100 can be increased by almost 100%.

본 발명은 액화수소 저장탱크(100)의 외부 하측에 펌프(210)를 설치하고, 액화수소 저장탱크(100)와 선체(S) 사이에 형성되는 빈 공간을 통하여 액화수소를 로딩(loading)함으로써, 펌프타워를 구비하지 않고도 액화수소 저장탱크(100)에 액화수소를 적하역하는 것이 가능하다.The present invention installs the pump 210 on the outer lower side of the liquefied hydrogen storage tank 100 and loads the liquefied hydrogen through the empty space formed between the liquefied hydrogen storage tank 100 and the hull (S). , It is possible to load and unload liquefied hydrogen into the liquefied hydrogen storage tank 100 without having a pump tower.

따라서 본 발명은 액화수소 저장탱크 내부의 펌프타워 자체를 생략할 수 있게 되므로, 펌프타워 탑재 공정 자체를 제거함으로써 설치 공정이 단순화되고 재료비가 절감되는 효과가 있다.Therefore, since the present invention can omit the pump tower itself inside the liquefied hydrogen storage tank, there is an effect of simplifying the installation process and reducing material costs by eliminating the pump tower mounting process itself.

또한, 본 발명은 슬로싱 하중이 증대되는 요인 중 하나로 작용하는 펌프타워를 제거할 수 있으므로 슬로싱 하중의 저감 효과를 도모할 수 있으며, 펌프타워를 통해 외부의 열이 저장탱크 내부 유입되는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, since the pump tower acting as one of the factors increasing the sloshing load can be removed, the present invention can promote the effect of reducing the sloshing load, and prevent external heat from entering the storage tank through the pump tower. has the effect of

또한, 본 발명은 리퀴드 돔을 구비할 필요가 없어 액화수소가 리퀴드 돔에 의해 오버플로우(overflow)되는 현상을 감소시키고, 액화수서 저장탱크(100)의 액화수소 적재량을 극대화할 수 있다.In addition, since the present invention does not need to have a liquid dome, it is possible to reduce a phenomenon in which liquefied hydrogen overflows by the liquid dome and maximize the liquefied hydrogen load of the liquefied water storage tank 100.

더불어, 본 발명은 펌프(210)가 액화수소 저장탱크(100)의 외측에 배치되므로, 종래와 같이 저장탱크 내부에 펌프를 배치하기 위하여 극저온 잠수펌프 개발의 곤란성을 극복할 수 있으며, 펌프(210)의 수리 혹은 교체가 필요한 경우에도 액화수소 저장탱크(100)를 완전히 비울 필요 없이 펌프(210)의 유지보수 작업을 실시하는 것이 가능하다.In addition, the present invention, since the pump 210 is disposed outside the liquefied hydrogen storage tank 100, it is possible to overcome the difficulty of developing a cryogenic submersible pump in order to place the pump inside the storage tank as in the prior art, and the pump 210 ) Even when repair or replacement is required, it is possible to perform maintenance work on the pump 210 without having to completely empty the liquefied hydrogen storage tank 100.

본 발명은 액화천연가스보다 더 엄격한 단열성능을 요구하는 액화수소 저장탱크에 적용되기 위한 것이지만, 액화수소는 물론 액화천연가스(LNG), 액화석유가스(LPG), 압축천연가스(CNG) 등 타종의 액화가스를 저장하는 저장탱크에도 적용이 가능함은 물론이다.The present invention is intended to be applied to a liquefied hydrogen storage tank that requires more stringent insulation performance than liquefied natural gas, but liquefied hydrogen as well as liquefied natural gas (LNG), liquefied petroleum gas (LPG), compressed natural gas (CNG), etc. Of course, it can also be applied to a storage tank for storing liquefied gas.

이와 같은 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.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, it should be said that such modifications or variations fall within the scope of the claims of the present invention.

100 : 액화수소 저장탱크 110 : 내벽
120 : 외벽 130 : 단열부
131 : 스플래시 쉴드 132 : 에어로겔 박막층
133 : 진공층 140 : 내벽 지지수단
141 : 프레임 142 : 단열부재
142a : 상부 단열부재 142b : 하부 단열부재
143 : 탄성부재
200 : 로딩장치 210 : 펌프
220 : 로딩 파이프100: liquefied hydrogen storage tank 110: inner wall
120: outer wall 130: insulation
131: splash shield 132: airgel thin film layer
133: vacuum layer 140: inner wall support means
141: frame 142: insulation member
142a: upper insulation member 142b: lower insulation member
143: elastic member
200: loading device 210: pump
220: loading pipe

Claims (10)

내측에 액화수소가 저장되며 구형 또는 실린더형 타입의 독립형 저장탱크로 마련되는 액화수소 저장탱크; 및
상기 액화수소 저장탱크로 액화수소를 적하역하는 로딩장치;를 포함하고,
상기 액화수소 저장탱크는,
내측에 액화수소가 저장되기 위한 공간이 형성되는 내벽;
상기 내벽과의 사이에 공간을 형성하면서 상기 내벽을 둘러싸는 외벽;
상기 내벽과 상기 외벽 사이의 공간에 설치되어 열전달을 차단하는 단열부; 및
상기 내벽과 상기 외벽 사이를 지지하는 내벽 지지수단;을 포함하고,
상기 로딩장치는,
상기 액화수소 저장탱크와 선박의 선체 바닥면 사이에 형성되는 빈 공간에 배치되는 펌프; 및
상기 펌프와 상기 액화수소 저장탱크 사이를 연결하되, 상기 액화수소 저장탱크와 상기 선체 사이의 공간을 통해 상기 액화수소 저장탱크의 저면으로 연결되며, 상기 펌프의 구동에 의해 액화수소를 상기 액화수소 저장탱크로 로딩(loading)하거나 상기 액화수소 저장탱크 내측에 저장된 액화수소를 외부로 언로딩(unloading)하는 이송 통로를 제공하는 로딩 파이프;를 포함하며,
상기 내벽 지지수단은,
플라이우드로 이루어지는 프레임; 및
상기 프레임의 내부 공간에 마련되는 단열부재;를 포함하되,
상기 단열부재는 경질 폴리우레탄폼(PUF)으로 이루어지는 상부 단열부재와 내부에 진공단열패널(VIP)를 포함하는 비발포성 폴리우레탄(PU)로 이루어지는 하부 단열재를 포함하는 2단 구성으로 마련되는 것을 특징으로 하는,
선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템.A liquefied hydrogen storage tank in which liquefied hydrogen is stored and provided as a spherical or cylindrical type independent storage tank; and
Including; a loading device for loading and unloading liquefied hydrogen into the liquefied hydrogen storage tank,
The liquefied hydrogen storage tank,
an inner wall in which a space for storing liquefied hydrogen is formed;
an outer wall surrounding the inner wall while forming a space between the inner wall and the outer wall;
an insulator installed in the space between the inner wall and the outer wall to block heat transfer; and
Including; inner wall support means for supporting between the inner wall and the outer wall,
The loading device,
A pump disposed in an empty space formed between the liquefied hydrogen storage tank and the bottom surface of the ship's hull; and
Connected between the pump and the liquefied hydrogen storage tank, connected to the bottom of the liquefied hydrogen storage tank through a space between the liquefied hydrogen storage tank and the hull, and storing liquefied hydrogen by driving the pump A loading pipe providing a transfer passage for loading into the tank or unloading the liquefied hydrogen stored inside the liquefied hydrogen storage tank to the outside,
The inner wall support means,
A frame made of plywood; and
Including; a heat insulating member provided in the inner space of the frame,
The heat insulating member is provided in a two-stage configuration including an upper heat insulating member made of rigid polyurethane foam (PUF) and a lower heat insulating material made of non-foamable polyurethane (PU) including a vacuum insulation panel (VIP) therein. to do,
Loading system for liquefied hydrogen storage tanks for ships. 청구항 1에 있어서,
상기 펌프는 단열재에 의해 외부와 차폐되어 자체적으로 단열성능을 갖춘 것을 특징으로 하는,
선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템.The method of claim 1,
Characterized in that the pump is shielded from the outside by a heat insulating material and has its own heat insulation performance,
Loading system for liquefied hydrogen storage tanks for ships. 청구항 2에 있어서,
상기 펌프는 알루미늄 합금 소재로 마련된 펌프실에 의해 외부 공간과 이중으로 차폐되는 것을 특징으로 하는,
선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템.The method of claim 2,
Characterized in that the pump is double shielded from the external space by a pump chamber made of aluminum alloy material,
Loading system for liquefied hydrogen storage tanks for ships. 청구항 3에 있어서,
상기 펌프는 초전도 모터(Superconducting motor)를 이용한 것을 특징으로 하는,
선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템.The method of claim 3,
Characterized in that the pump uses a superconducting motor,
Loading system for liquefied hydrogen storage tanks for ships. 청구항 1에 있어서,
상기 로딩파이프는,
상기 액화수소 저장탱크의 내측으로 액화수소를 공급하는 유입라인; 및
상기 액화수소 저장탱크 내측으로부터 액화수소를 배출하는 배출라인;을 포함하고,
상기 유입라인 및 상기 배출라인은 상기 액화수소 저장탱크의 외측 하부에서 하나의 라인으로 합류되어 액화수소 저장탱크 측으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템.The method of claim 1,
The loading pipe,
An inlet line for supplying liquefied hydrogen to the inside of the liquefied hydrogen storage tank; and
Including; a discharge line for discharging liquefied hydrogen from the inside of the liquefied hydrogen storage tank,
Characterized in that the inlet line and the discharge line are joined as one line at the outer lower part of the liquefied hydrogen storage tank and connected to the liquefied hydrogen storage tank side,
Loading system for liquefied hydrogen storage tanks for ships. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 단열부는,
상기 내벽의 외측을 둘러싸는 스플래시 쉴드;
상기 스플래시 쉴드를 둘러싸는 에어로겔 박막층; 및
상기 에어로겔 박막층과 상기 외벽 사이에 형성되는 진공층;을 포함하는,
선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템.The method of claim 1,
the insulator,
a splash shield surrounding the outside of the inner wall;
a thin airgel layer surrounding the splash shield; and
A vacuum layer formed between the airgel thin film layer and the outer wall; including,
Loading system for liquefied hydrogen storage tanks for ships. 청구항 8에 있어서,
상기 내벽은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고,
상기 스플래시 쉴드는 스테인리스 강, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금으로 이루어지되, 단면이 파형을 이루는 연속된 주름부를 포함하여 상기 내벽으로부터 누출된 액화수소로부터 상기 외벽을 보호하는 것을 특징으로 하는,
선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템.The method of claim 8,
The inner wall is made of aluminum or aluminum alloy,
The splash shield is made of stainless steel, aluminum, or aluminum alloy, and includes a continuous corrugated portion having a corrugated cross section to protect the outer wall from liquefied hydrogen leaking from the inner wall.
Loading system for liquefied hydrogen storage tanks for ships. 청구항 9에 있어서,
상기 진공층에는 심재(core materail)로써 펄라이트가 충전되는 것을 특징으로 하는,
선박용 액화수소 저장탱크의 로딩 시스템.The method of claim 9,
Characterized in that the vacuum layer is filled with pearlite as a core materail.
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