KR20100099907A

KR20100099907A - 탱크돔 보호용 이중상갑판 및 그것을 구비한 선박

Info

Publication number: KR20100099907A
Application number: KR1020090018480A
Authority: KR
Inventors: 박지순
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-09-15

Abstract

본 발명은 탱크돔 보호용 이중상갑판 및 그것을 구비한 선박에 관한 것으로, 탱크돔이 돌출되는 통공이 형성된 하판과, 하판의 상측으로 이격 되어 설치되는 상판과, 상판 및 하판을 연결하는 복수의 거더를 포함하되, 상판 및 하판 사이의 간격은 탱크돔이 하판으로부터 돌출되는 높이 보다 높은 탱크돔 보호용 이중상갑판 및 그것을 구비한 선박을 제공하여, 탱크돔 및 탱크돔에 연결된 배관이 손상되지 않도록 보호하여 저장탱크 내의 액화천연가스가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

탱크돔, FPSO, FSRU, 상갑판

Description

탱크돔 보호용 이중상갑판 및 그것을 구비한 선박{DOUBLE UPPER DECK FOR PROTECTING TANK DOME AND SHIP HAVING THE SAME}

본 발명은 탱크돔 보호용 이중상갑판(double upper deck) 및 그것을 구비한 선박에 관한 것이다.

연료로써 널리 사용되고 있는 천연가스 및 석유가스 등은 효율적인 운반을 위하여 액화 과정을 거쳐 부피가 크게 감소된 액화가스 상태로 운반된다. 예를 들어, 천연가스를 액화시켜 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG)가 되도록 하면, 그 부피가 600분의 1로 감소되어 한 번에 운반할 수 있는 양이 증가된다. 그리고, 목적지에 운반된 액화천연가스는 재기화(regasification) 되어 연료로서 사용된다.

이러한 액화천연가스와 같은 액화가스를 원거리 수송하는 데에는 극저온의 액체를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 운반선이 사용되고 있다. 이러한 저장탱크의 상부에는 탱크돔(tank dome)이 설치되고, 탱크돔에는 액화가스를 하역하기 위한 배관 및 증발가스(boil-off gas)를 배출시키기 위한 배관 등의 장치가 설치된 다.

도 1에는 상술한 바와 같은 일반적인 액화천연가스 운반선이 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 A로 표시한 탱크돔 부분이 확대되어 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 액화천연가스 운반선(10)의 선체(11) 내에는 액화천연가스가 저장되는 저장탱크(13)가 설치되어 있다. 저장탱크(13)의 상부에는 상술한 바와 같이 각종 배관(도시되지 않음) 등이 설치되는 탱크돔(15)이 설치되어 있다. 이때, 탱크돔(15)의 상부는 상갑판(17) 위로 돌출된다.

도 2를 참조하면, 탱크돔(15)은 상갑판(17)에 형성된 통공을 관통하여, 상갑판(17)의 상측으로 돌출되는 형상으로 설치된다. 탱크돔(15)에는 상술한 바와 같이 액화천연가스를 하역하기 위한 배관(19) 및 증발가스를 배출시키기 위한 배관(도시되지 않음) 등이 설치된다.

한편, 근래에는 더욱 효율적인 천연가스의 운반 및 사용을 위한 부유식 액화천연가스 생산저장하역설비(LNG Floating Production Storage and Offloading, LNG FPSO), 부유식 액화석유가스 생산저장하역설비(LPG FPSO) 및 부유식저장재기화설비(Floating Storage and Regasification Unit, FSRU) 등이 개발되어 사용되고 있다.

여기서, LPG FPSO 및 LNG FPSO는 해상의 유전 또는 가스전에서 직접 가스를 생산 및 액화하여 저장하였다가 운반선에 액화석유가스 및 액화천연가스를 공급할 수 있는 설비이고, FSRU는 운반선으로부터 공급받은 액화가스를 저장하였다가 육상의 가스 수요처에 액화가스를 기화시켜 해저 파이프라인으로 공급하는 설비이다.

따라서, LPG FPSO, LNG FPSO 및 FSRU에는 도 1을 참조하여 설명했던 바와 같은 액화가스를 저장하는 저장탱크가 설치되며, 저장탱크에는 도 2를 참조하여 설명했던 바와 같은 탱크돔이 설치된다.

그런데, LPG FPSO, LNG FPSO 및 FSRU에는 유전 또는 가스전으로부터 가스를 생산하는 생산장치, 가스를 액화시키기 위한 액화장치, 액화가스를 저장 또는 이송하기 위한 각종 배관 및 액화가스를 사용할 수 있는 상태로 기화시키기 위한 재기화장치 등이 설치된다.

이러한 각종 장치 및 배관 등은 LPG FPSO, LNG FPSO 및 FSRU의 상갑판에 주로 설치된다. 따라서, 탱크돔 위에도 이러한 각종 장치 및 배관 등이 설치된다.

그런데, 탱크돔은 저장탱크의 일부분이므로, 탱크돔 위에 설치된 장비가 폭발하거나 부품 등의 중량물이 낙하하여 탱크돔 및 탱크돔에 연결된 배관이 손상되면, 저장탱크 내의 액화천연가스가 외부로 유출되어 심각한 사고를 초래할 우려가 있다. 따라서, 액화가스 운반선, LPG FPSO, LNG FPSO 및 FSRU 등 액화가스가 저장되는 저장탱크가 설치된 선박에는 탱크돔 및 탱크돔에 연결된 배관의 손상을 방지할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.

참고로, 본 명세서에서는 액화가스 운반선, LPG FPSO, LNG FPSO 및 FSRU 등 탱크돔이 형성된 액화가스 저장탱크가 설치된 부유설비를 선박으로 통칭하기로 한다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 탱크돔 및 탱크돔에 연결된 배관이 손상되지 않도록 보호할 수 있는 이중상갑판을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 탱크돔이 돌출되는 통공이 형성된 하판과, 하판의 상측으로 이격 되어 설치되는 상판과, 상판 및 하판을 연결하는 복수의 거더(girder)를 포함하되, 상판 및 하판 사이의 간격은 탱크돔이 하판으로부터 돌출되는 높이 보다 높은 탱크돔 보호용 이중상갑판 및 그것을 구비한 선박이 제공된다.

이때, 탱크돔이 형성된 저장탱크가 독립탱크방식 저장탱크인 경우, 하판에 형성된 통공의 가장자리 부분 및 탱크돔 상단부의 가장자리 부분을 연결하는 신축이음부재를 더 포함하고, 상판 및 하판 사이의 간격은 탱크돔이 하판으로부터 최대로 돌출되는 높이 보다 높게 형성된다.

한편, 상판의 탱크돔을 커버하는 부분에는 다수의 통공이 형성될 수 있다. 또는, 상판의 탱크돔을 커버하는 부분에는 개방부가 형성되고, 개방부에는 통기성 커버가 설치될 수 있다. 그리고, 개방부는 탱크돔의 주변에 형성되어, 탱크돔의 상측은 상판에 의해 커버되되, 상판 및 하판 사이의 공기는 환기될 수 있도록 형성될 수 있다.

또한, 상판 및 하판 사이의 공간에는 가스의 농도를 감지하는 가스센서와, 상판에 설치되어 가스센서가 발하는 신호에 따라 작동 또는 정지되는 하나 이상의 환기팬이 더 포함될 수 있다.

본 발명은 이중상갑판을 이용하여 탱크돔 및 탱크돔에 연결된 배관이 손상되지 않도록 보호하여 저장탱크 내의 액화가스가 외부로 유출되는 것을 방지함으로써, 액화가스가 저장된 선박에서 발생될 수 있는 사고의 가능성을 감소시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 단, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여하고, 이에 대하여 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 3 내지 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크돔 보호용 이중상갑판의 단면도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 이중상갑판(170)은 하판(171), 상판(173) 및 거더(175)로 구성된다. 탱크돔(15)의 상부는 하판(171)에 형성된 통공을 통하여 상방향으로 돌출된다. 탱크돔(15)에는 액화가스를 저장탱크(도시되지 않음)로 하역하기 위한 배 관(19)이 설치된다.

그리고, 도시되지는 않았으나, 탱크돔(15)에는 저장탱크(도시되지 않음) 내의 액화천연가스 중 일부가 기화되어 발생되는 증발가스를 저장탱크(도시되지 않음) 외부로 배출시키기 위한 배관(도시되지 않음) 등도 설치된다.

상판(173)은 하판(171)의 상측으로 이격 되어 설치된다. 이때, 상판(173) 및 하판(171) 사이의 간격은 하판(171)으로부터 상방향으로 돌출된 탱크돔(15)의 상부의 높이 보다 높아서, 탱크돔(15)의 상단부가 상판(173)과 접촉되지 않도록 이격 되어야 한다. 또한, 배관(19)의 높이가 탱크돔(15)의 상단부 보다 높은 경우, 배관(19) 또한 상판(173)과 접촉되지 않도록 이격 되어야 한다.

여기서, 상판(173) 및 하판(171) 사이의 간격은 저장탱크(도시되지 않음)의 형식에 따른 차이 또한 감안하여 설정하여야 한다.

즉, 프랑스의 Gas Transport사, Technigaz사 및 두 회사의 선박부문 합병회사인 GTT사의 액화가스 운반선의 저장탱크 형식인 멤브레인(membrane) 방식 저장탱크는 운반선의 선체와 저장탱크가 일체형이므로, 저장탱크 내의 온도변화에 따라 탱크돔의 높이가 변하지 않는다. 따라서, 멤브레인 방식 저장탱크의 탱크돔의 경우에는 상판(173) 및 하판(171) 사이의 간격 설정에 특별한 고려가 필요하지 않다.

반면, 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)가 발행한 IGC(International Code for Construction and Equipment of Ships carrying liquefied gases in bulk)에 Type A 및 Type B로 구분된 독립탱크방식의 저장탱크는 운반선의 선체와 저장탱크가 독립된 구조이므로, 저장탱크에 액화가스가 주입되 어 저장탱크 내의 온도가 낮아지면 저장탱크가 수축되어 탱크돔의 높이가 낮아지고, 온도가 높아지면 저장탱크가 팽창되어 탱크돔의 높이가 높아진다. 이에 관하여는 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4를 참조하면, 탱크돔(15)의 상부를 돌출시키기 위하여 하판(171)에 형성된 통공의 면적이 탱크돔(15)의 단면적 보다 다소 넓게 형성되어 통공의 가장자리 부분이 탱크돔(15)의 측면과 접촉되지 않는다. 그리고, 하판(171)에 형성된 통공의 가장자리 부분과 탱크돔(15) 상단부의 가장자리 부분, 즉 탱크돔(15) 상단부에 설치된 패널(16)의 가장자리 부분이 신축이음부재(18)에 의해 연결된다.

여기서 신축이음부재(18)는, 독립탱크방식의 저장탱크(도시되지 않음) 및 선체(도시되지 않음) 사이의 공간에 외부의 공기가 유입되는 것을 차단하여, 저장탱크(도시되지 않음)의 단열효율이 낮아지는 것을 방지한다. 따라서, 신축이음부재(18)는 기밀성 또는 수밀성을 갖는 탄성 소재로 제작되는데, 독립탱크방식 저장탱크(도시되지 않음)에 적용되는 신축이음부재(18)는 잘 알려진 사항이므로 신축이음부재(18) 자체에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이, 저장탱크(도시되지 않음)가 독립탱크방식인 경우, 상판(173) 및 하판(171) 사이의 간격은 탱크돔(15)의 높이가 가장 높아졌을 때를 감안하여 설정하여야 한다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 거더(175)는 상판(173) 및 하판(171)을 연결하는 구조물로서, 이중상갑판(170)의 구조적인 강도를 향상시키기 위해 설치한다. 즉, 도시되지는 않았으나 상술한 바와 같이, 이중상갑판(170) 상에는 가스를 액화 시키기 위한 액화장치, 액화가스를 저장 또는 이송하기 위한 각종 배관 및 액화가스를 재기화하기 위한 재기화장치 등이 설치된다.

따라서, 하판(171), 상판(173) 및 거더(175)로 이루어지는 이중상갑판(170)은 그 위에 상술한 바와 같은 각종 장치를 설치할 수 있도록 충분한 구조적 강도를 가져야 한다. 그런데, 액화가스 운반선, LPG FPSO, LNG FPSO 및 FSRU 등과 같은 선박(도시되지 않음)에는 한정된 공간에 최대한 많은 장치를 설치하여야 하므로, 탱크돔(15)의 상측에도 도시되지 않은 각종 장치 및 배관 등이 설치될 수 있다. 따라서, 가스누출에 의한 폭발이 발생되거나, 도시되지 않은 각종 장치 및 배관의 부품 등 중량물이 낙하하여 탱크돔(15)을 손상시킬 수 있다.

탱크돔(15)은 저장탱크(도시되지 않음)의 일부분이므로, 탱크돔(15)이 손상되면 저장탱크(도시되지 않음) 내의 액화천연가스가 외부로 누출되어 폭발의 규모가 확대되거나 화재의 원인이 될 수 있으며, 막대한 양의 액화가스가 급속도로 기화되면서 주변의 각종 장치 및 배관이 급랭되어 손상될 수도 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중상갑판(170)은, 하판(171) 위로 노출된 탱크돔(15)을 상판(173)이 커버한다. 따라서, 폭발이나 중량물이 낙하하였을 때 탱크돔(15)에 직접적인 충격이 가해지는 것이 방지된다. 그러므로, 상술한 바와 같은 사고가 발생되었을 때 피해가 최소화 될 수 있다.

그런데, 탱크돔(15)에 설치된 배관(19)에는 도시되지 않은 다수의 밸브 및 계측기 등이 연결된다. 밸브 및 계측기가 연결된 부분에서는 미세한 가스의 누출이 발생되기 쉬운 반면, 탱크돔(15) 및 배관(19)은 상판(173)에 의해 밀폐되어 있으므 로 상판(173) 및 하판(171) 사이에 누출된 가스가 축적되어 폭발이나 화재 등의 원인이 될 수 있다.

따라서, 상판(173)의 탱크돔(15) 및 배관(19)을 커버하는 부분에 다수의 통공을 형성하면, 누출된 가스가 상판(173) 및 하판(171) 사이의 공간에 축적되는 것을 방지할 수 있다. 이외의 누출된 가스를 제거하는 방안에 대해서는 도 5를 참조하여 더 자세히 설명하기로 한다.

도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크돔 보호용 이중상갑판의 변형예가 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 이중상갑판(180)은 하판(181), 상판(183) 및 거더(185)로 구성된다. 탱크돔(15)의 상부는 하판(181)에 형성된 통공을 통하여 상방향으로 돌출되며, 탱크돔(15)에는 액화가스를 저장탱크(도시되지 않음)로 하역하기 위한 배관(19)이 설치된다.

여기서, 하판(181), 상판(183) 및 거더(185)의 연결관계는 도 3을 참조하여 설명한 하판(171), 상판(173) 및 거더(185)와 같으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상판(183)에는 개방부(187)가 형성되어, 배관(19)에서 가스가 누출되는 경우, 누출된 가스가 대기중으로 확산될 수 있게 한다. 따라서, 상판(183) 및 하판(181) 사이의 공간에 누출된 가스가 축적되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상판(183)의 높이는 탱크돔(15)의 상단부 및 배관(19) 보다 높도록 하여, 개방부(187)를 통하여 탱크돔(15)의 상단부 및 배관(19)이 돌출되지 않도록 한 다. 즉, 이중상갑판(180) 위에 설치되는 도시되지 않은 각종 장치 및 배관과 탱크돔(15)의 상단부 및 배관(19)이 간섭되지 않도록 한다.

여기서도 저장탱크(도시되지 않음)의 형식을 고려하여, 저장탱크(도시되지 않음)가 독립탱크방식인 경우, 탱크돔(15)이 가장 높아졌을 때의 탱크돔(15)의 상단부의 높이 및 배관(19)의 높이를 감안하여 상판(183)의 높이를 정하여야 한다.

그런데, 도시된 바와 같이 탱크돔(15)의 상단부 및 배관(19)의 상측이 노출된 경우에는, 이중상갑판(180) 위에서 발생되는 폭발 및 중량물의 낙하로부터 탱크돔(15) 및 배관(19)을 보호하지 못하는 경우가 발생될 수 있다.

따라서, 개방부(187)는 탱크돔(15) 및 배관(19)의 상측이 직접 노출되지 않는 위치에 형성될 수도 있다. 이에 관하여는 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크돔 보호용 이중상갑판의 다른 변형예의 단면도가 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 이중상갑판(180)에는 개방부(187)가 형성되어 있으나, 개방부(187)가 탱크돔(15) 및 배관(19)의 상측에 형성되지 않고, 그 주변에 형성된다.

즉, 탱크돔(15) 및 배관(19)의 상측은 이중상갑판(180)의 상판(183)에 의해 커버되면서도, 하판(181) 및 상판(183) 사이의 공간은 개방부(187)를 통해 환기가 될 수 있게 되어 있다.

다만, 이럴 경우에는 누출된 가스가 대기중으로 신속하게 확산되지 않을 수도 있다. 그러므로, 상판(183) 및 하판(181) 사이의 공기가 대기중의 공기와 원활 하게 교환될 수 있도록, 탱크돔(15) 주위의 거더(185)에 환기구(186)가 형성될 수 있다.

또는, 개방부(187) 내에 환기팬(도시되지 않음)을 설치하여 상판(183) 및 하판(181) 사이의 공기를 환기시키는 방법도 사용될 수 있다. 이때, 환기팬(도시되지 않음)을 계속 작동시키면 에너지가 과도하게 소모될 수 있으므로, 상판(183) 및 하판(181) 사이의 공간에 가스의 농도를 감지하는 가스센서(도시되지 않음)를 설치하고, 이 가스센서(도시되지 않음)가 가스의 누출을 감지하여 신호를 발하면, 그 신호를 수신하여 환기팬(도시되지 않음)이 작동 또는 정지되도록 할 수도 있다.

한편, 개방부(187)에 다수의 통공이 형성된 타공판, 격자판(grating) 및 철망 등 통기가 원활한 통기성 커버(도시되지 않음)를 설치하여 탱크돔(15) 및 배관(19)이 설치된 부분이 항상 대기중의 공기와 환기되도록 하는 것도 가능하다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크돔 보호용 이중상갑판 및 그것을 구비한 선박에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

도 1은 일반적인 액화천연가스 운반선의 측면도.

도 2는 도 1에 A로 표시한 부분의 확대도.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크돔 보호용 이중상갑판의 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크돔 보호용 이중상갑판의 변형예의 단면도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크돔 보호용 이중상갑판의 다른 변형예의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

15 : 탱크돔 19 : 배관

170, 180 : 이중상갑판 171, 181, : 하판

173, 183 : 상판 175, 185 : 거더

186 : 환기구 187 : 개방부

Claims

탱크돔이 돌출되는 통공이 형성된 하판;

상기 하판의 상측으로 이격 되어 설치되는 상판; 및

상기 상판 및 상기 하판을 연결하는 복수의 거더를 포함하되,

상기 상판 및 상기 하판 사이의 간격은 상기 탱크돔이 상기 하판으로부터 돌출되는 높이 보다 높은 탱크돔 보호용 이중상갑판.
제1항에 있어서,

상기 탱크돔이 형성된 저장탱크가 독립탱크방식 저장탱크인 경우,

상기 하판에 형성된 상기 통공의 가장자리 부분 및 상기 탱크돔 상단부의 가장자리 부분을 연결하는 신축이음부재를 더 포함하고,

상기 상판 및 상기 하판 사이의 간격은 상기 탱크돔이 상기 하판으로부터 최대로 돌출되는 높이 보다 높은 탱크돔 보호용 이중상갑판.
제1항에 있어서,

상기 상판의 상기 탱크돔을 커버하는 부분에는 다수의 통공이 형성되는 탱크돔 보호용 이중상갑판.
제1항에 있어서,

상기 상판의 상기 탱크돔을 커버하는 부분에는 개방부가 형성되는 탱크돔 보호용 이중상갑판.
제4항에 있어서,

상기 개방부는 상기 탱크돔의 주변에 형성되어, 상기 탱크돔의 상측은 상기 상판에 의해 커버되는 탱크돔 보호용 이중상갑판.
제4항에 있어서,

상기 개방부에는 통기성 커버가 설치되는 탱크돔 보호용 이중상갑판.
제1항에 있어서,

상기 상판 및 상기 하판 사이의 공간에 설치되어, 가스의 농도를 감지하는 가스센서; 및

상기 상판에 설치되고, 상기 가스센서가 발하는 신호에 따라 작동 또는 정지되는 하나 이상의 환기팬을 더 포함하는 탱크돔 보호용 이중상갑판.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 탱크돔 보호용 이중상갑판을 구비한 선박.