KR20100110174A - 액화가스 운반선 및 그 건조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액화가스 운반선 및 그 건조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 액화가스 운반선의 화물창 외벽과 단열부 사이에 간격을 형성하여 누출된 액화가스가 외벽을 따라 흘러내리도록 함으로써 화물창 하부에서 다시 안전하게 회수할 수 있다.
액화가스, LNG, LPG, 부분 2차 방벽, 기포단열재

Description

액화가스 운반선 및 그 건조방법{A liquified gas carrier and the building method thereof}
본 발명은 액화가스 운반선 및 그 건조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화물창의 외벽과 단열부 사이에 간격을 형성하여 누출된 액화가스가 외벽을 따라 흘러내리도록 함으로써 화물창 하부에서 다시 안전하게 회수할 수 있는 액화가스 운반선 및 그 건조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액화 천연 가스(LNG), 액화 암모니아, 액화 석유 가스(LPG), 에틸렌, 원유, 저온 액체, 극저온 액체 등과 같은 유체를 저장하거나 운송하기 위한 단열화물창은, 화물창 주위를 소정의 물리·화학적 특성을 갖춘 두꺼운 단열재로 감싸서 내부 공간에 수용된 유체를 원하는 상(狀, phase)으로 유지시키며 더 나아가 수용된 유체의 하중 및 물리·화학적 작용에 잘 견딜 수 있도록 설계된다.
이러한 단열화물창은 LNG 운반선, LNG-RV 운반선, LPG 운반선, ETHYLENE 운반선 등 액화가스 화물을 운송하는 운반선 및, FSRU, FPSO 등 액화가스 화물을 저장, 생산하거나 혹은 기화설비를 갖춘 해상 부유설비에 적용된다.
그런데, 액화가스를 수용하는 단열화물창이 파손되어 액화가스가 새어 나오 는 경우 극저온에 대한 내구성이 없는 주변 시설물이 함께 피해를 입을 수 있다. 그리고, 액화가스 운반선의 화물창에서 액화가스가 누출되면 선체에 치명적인 피해를 입힐 수 있으므로, 화물창과 인접한 선체를 내열성 있는 재질로 건조하거나 누출된 액화가스를 안전하게 회수할 수 있는 구조로 구성하는 것이 필요하다.
화물창뿐만 아니라 인접한 선체 내벽을 내열성 있는 재질로 형성하여 완전한 2차 방벽을 구성하는 것은 고비용의 재질을 사용하는데 따른 비용의 증가로 이어지며, 요구되는 내열 온도가 극저온(액화 천연 가스의 경우 비등점이 -162℃)인 경우 적용하기 어려운 측면이 있다.
한편, 완전 2차방벽을 구성하는 것이 아니라 누출된 액화가스를 회수하는 구조(부분 2차방벽)의 경우에는 화물창 외벽과 단열재 사이에 누출된 액화가스가 흘러내릴 수 있는 소정의 유동경로를 형성하여 하부에서 이를 취합하여야 하는데, 적은 비용과 간단한 구성으로 상기 유동경로를 확보하는 것이 필요하다.
특히, 기포단열재를 살포하여 절연층을 형성하는 경우(spray insulation을 적용하는 경우)에도 액화가스가 유동할 수 있는 경로를 확보할 수 있는 구조의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 화물창의 외벽과 단열부 사이에 간격을 형성하여 누출된 액화가스가 외벽을 따라 흘러내리도록 함으로써 화물창 하부에서 다시 안전하게 회수할 수 있는 액화가스 운반선 및 그 건조방법에 관한 것이다.
본 발명은 액화가스를 수용하는 화물창의 외형을 형성하는 외벽과, 상기 화물창의 내부와 외부간의 열전도를 차단하며 상기 외벽을 둘러싸도록 설치되는 단열부와, 상기 외벽과 단열부 사이에 구비되는 복수의 중간판 및, 상기 액화가스가 상기 외벽 외부로 누출된 경우 상기 액화가스가 상기 외벽을 따라 흘러내릴 수 있도록 상기 중간판을 상기 외벽으로부터 소정 높이 위에 고정시키는 적어도 하나의 고정부재를 포함하는 액화가스 운반선을 제공한다.
상기 고정부재는 상기 중간판과 상기 외벽에 각각 형성되는 결합공에 체결되는 스터드와 와셔를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 고정부재는 상기 외벽에 구비되는 고정바를 포함하며, 상기 중간판은 상기 중간판에 형성된 결합공이 상기 고정바에 용접되어 고정되도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 단열부는 기포단열재가 살포되어 형성되는 단열층으로 이루어질 수 있으며, 상기 중간판은 상기 단열층의 하중으로 인해 상기 중간판이 상기 외벽과 맞닿는 경우 상기 누출된 액화가스가 상기 외벽을 따라 흘러내릴 수 있는 보조유로를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 액화가스 운반선은 상기 화물창 하부에 구비되어 상기 누출된 액화가스를 수용하는 드립트레이와, 상기 누출된 액화가스를 상기 드립트레이로 안내하는 배출유로를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
다른 국면에서, 본 발명에 따른 액화가스 운반선의 건조방법은 화물창 외벽 을 조립하는 단계와, 상기 외벽에 소정 간격으로 고정부재를 설치하는 단계와, 상기 고정부재에 중간판을 고정하여 상기 중간판을 상기 외벽으로부터 소정 높이 위에 고정시키는 단계 및, 상기 화물창의 내부와 외부간의 열전도를 차단하기 위하여 상기 중간판을 둘러싸도록 단열부를 설치하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 단열부를 설치하는 단계는 기포단열재가 살포되어 단열층을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 액화가스 운반선 및 그 건조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 누출된 액화가스가 회수되는 유동경로를 간단한 구조로 구현할 수 있으므로 제조 공정을 줄이고 비용을 절감할 수 있다.
둘째, 누출된 액화가스에 의한 선체의 파손을 방지하여 액화가스 운반선의 운항 중 안전사고를 예방하고 선박의 신뢰성을 확보할 수 있다.
셋째, 기포단열재를 살포하여 절연층을 형성하는 경우에도 누출된 액화가스의 유동경로를 확보할 수 있으므로 선박의 건조일수를 획기적으로 단축할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 액화가스 운반선을 측면에서 바라본 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 액화가스 운반선 화물창의 부분절결 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 액화가스 운반선의 중간판을 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명에 따른 액화가스 운반선의 고정부재의 일 실시예를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 액화가스 운반선의 고정부재의 다른 실시예를 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 액화가스 운반선의 드립트레이(부분 2차 방벽) 구조를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 액화가스 운반선(10)은 선체(12) 내부가 격벽(16)에 의해 다수의 공간으로 구획될 수 있다. 상기 공간 내에 화물창(20)이 구비되는데 상기 화물창(20)은 상기 선체(12)와 함께 건조될 수도 있지만, 상기 선체(12)와는 별도로 독립적으로 건조된 후 선체(12)에 올려질 수 있다. 상기 화물창(20) 상부는 액화가스 운반선(10)의 갑판(14) 하부에 배치된다.
상기 화물창(20)은 외벽(24) 하부가 선저상판(18)에 놓인 복수의 지지체(22)에 의해 지지될 수 있으며, 이 경우 상기 화물창(20)과 상기 화물창(20) 내에 수용된 액화가스의 하중은 상기 지지체(22)에 작용한다. 이때, 상기 지지체(22)에는 단열재가 포함되어 상기 선체(12)로 열전달이 이루어지지 않도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 지지체(22)는 화물창(20)의 열신축을 흡수할 수 있도록 소정 구간 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 액화가스 운반선(10)은 크게 액화가스를 수용하는 화물창(20)의 외형을 형성하는 외벽(24)과, 상기 화물창(20)의 내부와 외부간의 열전도를 차단하며 상기 외벽(24)을 둘러싸도록 설치되는 단열부(30), 상기 외벽(24)과 단열부(30) 사이에 구비되는 복수의 중간판(42) 및, 상기 액화가스가 상기 외벽(24) 외부로 누출된 경우 상기 액화가스가 상기 외벽(24)을 따라 흘러내릴 수 있도록 상기 중간판(42)을 상기 외벽(24)으로부터 소정 높이 위에 고정시키는 적어도 하나의 고정부재를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 외벽(24)은 내열 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어 알루미늄 합금, 스테인레스강 및 니켈강 등이 사용될 수 있다. 상기 외벽(24)은 저온의 액화가스가 선체(12)에 영향을 미치지 않도록 하는 1차 방벽으로서 기능한다. 그리고, 상기 외벽(24) 하면에는 보강재(26)가 설치될 수 있다.
여기서, 상기 외벽(24) 둘레에는 단열부(30)가 적용되어 열전도를 차단하는 것이 바람직하다. 상기 단열부(30)는 외벽면 상에 고정 부착되는 다수의 조립식 단열패널로 이루어질 수 있는데, 이 경우 단열패널은 유연한 쿠션 조인트(cushion joint)로 상호 연결되며, 스터드(stud)에 의해 상기 외벽(24)에 고정될 수 있다. 이때, 상기 단열패널은 폴리우레탄 재질(Poly-urethane Foam, PUF)로 이루어지는 것이 바람직하다.
그런데, 이와 같이 단열패널을 적용하는 경우 각각의 단열패널을 상기 외벽(24)에 각각 고정하고 상호 연결시켜야 하기 때문에, 작업공수가 늘어나게 되고 그에 따라 건조일수가 늘어나는 단점이 있다.
따라서, 상기 단열부(30)를 형성함에 있어서, 스프레이 방식으로 단열재를 상기 외벽(24) 외측에 뿌려서 단열층을 형성하는 방식을 적용하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 단열부(30)는 기포단열재가 살포되어 형성되는 단열층으로 이루어지는 것이다. 이때, 상기 기포단열재 성분은 폴리우레탄 재질을 포함할 수 있다.
한편, 상기 단열부(30)를 형성하기에 앞서 상기 외벽(24) 외측으로부터 소정 간격 이격되는 위치에 복수의 중간판(42)이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 중간판(42)들은 상기 외벽(24)으로부터 소정 간격 이격됨으로써, 상기 외벽(24)과 단열부(30) 사이에 간격을 형성하게 된다. 이는 1차 방벽의 역할을 수행하는 상기 외벽(24)이 파손되거나 크랙이 발생하여 수용된 액화가스가 누출된 경우 외벽(24)을 따라 흘러내릴 수 있도록 하여 화물창(20) 하부의 소정 위치에서 이를 수집함으로써 선체(12) 직접적인 피해를 가하는 것을 방지하기 위함이다.
상기 화물창(20)과 인접한 선체(12) 내벽은 극저온에 노출되더라도 변형이나 파손되지 않도록 내열 재질로 제조될 수 있지만, 이는 비용이나 가공 측면에서 불리하기 때문에 누출된 액화가스를 회수하여 취합하는 부분 2차 방벽 방식으로 구성하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 외벽(24)과 상기 단열부(30) 사이에서 누출된 액화가스가 흘러내릴 수 있는 유동경로를 확보하는 것이 중요하다.
이와 같은 이유로 상기 중간판(42)은 고정부재에 의해 외벽(24)으로부터 소정 높이 위에 고정된다.
도 4에서 보듯이, 상기 고정부재는 상기 중간판(42)과 상기 외벽(24)에 각각 형성되는 결합공에 체결되는 스터드(44)와 와셔(46)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 스터드(44)가 서로 이웃하는 중간판(42)에 각각 형성된 결합공에 체결되고 상기 스터드(44)를 상기 외벽(24)에 고정시킴으로써, 상기 중간판(42)이 상기 외벽(24)으로부터 소정 높이 위에 고정된다. 이때, 상기 스터드(44) 헤드(head)와 중간판(42) 사이에는 와셔(46)가 구비되어 결합력을 높이게 된다.
여기서 상기 스터드(44) 하부에 너트(미도시)를 게재하여 상기 중간판(42)을 상기 스터드(44) 헤드쪽으로 조임으로써, 상기 중간판(42)을 더욱 단단하게 고정시키는 것도 가능하다.
한편, 도 5에서 보듯이, 상기 고정부재는 상기 외벽(24)에 구비되는 고정바(48)를 포함하며, 상기 중간판(42)은 상기 중간판(42)에 형성된 결합공이 상기 고정바(48)에 용접되어 고정되도록 구성할 수 있다.
구체적으로, 상기 고정바(48)를 상기 외벽(24)에 고정시킨 후 서로 이웃하는 중간판(42)에 형성된 결합공을 각각 상기 고정바(48)에 용접하여 결합시킴으로써, 상기 중간판(42)이 상기 외벽(24)으로부터 소정 높이 위에 고정된다.
상기 중간판(42)은 상기 단열부(30)의 하중으로 인해 상기 중간판(42)이 상기 외벽(24)과 맞닿는 경우 상기 누출된 액화가스가 상기 외벽(24)을 따라 흘러내릴 수 있는 보조유로(43)를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 3에서 보듯이, 상기 보조유로(43)는 상기 중간판(42) 상부를 향해 볼록한 형태로 형성되어 누출된 액화가스가 유동할 수 있는 공간을 형성한다. 본 실시예에서는 상기 보조유로(43)가 상기 중간판(42) 상에 격자 모양을 이루도록 형성되었지만 누출된 액화가스를 화물창(20) 하부로 안내할 수 있도록 다양한 형태로 형성되 는 것이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 액화가스 운반선(10)은 상기 화물창(20) 하부에 구비되어 상기 누출된 액화가스를 수용하는 드립트레이(50)와, 상기 누출된 액화가스를 상기 드립트레이(50)로 안내하는 배출유로(28)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 드립트레이(50)는 상기 선저상판(18)상에서 단열부재(52)에 의해 지지되는 것이 바람직한데, 이는 드립트레이(50)상에 수용된 액화가스와 선체(12)를 단열시키기 위함이다.
상기 드립트레이(50)는 상기 화물창(20) 하부에 위치하는데 구체적으로 상기 배출유로(28) 끝단에 설치된 밸브(54) 하부에 설치될 수 있다. 상기 밸브(54)는 금속판의 열변형에 의해 개폐되도록 구성될 수 있으며, 누출된 액화가스가 상기 배출유로(28)를 통해 상기 밸브(54)로 안내되면 상기 밸브(54)가 개방되어 액화가스가 드립트레이(50)에 취합된다.
상기 배출유로(28)는 외벽(24)을 따라 흘러내린 액화가스가 상기 밸브(54)로 안내될 수 있도록 상기 화물창(20) 하단부에 형성된다. 상기 밸브(54)는 상기 화물창(20) 하면의 다수 포인트에 설치될 수 있으며, 이 경우 각각의 밸브(54) 하부에 드립트레이(50)가 설치됨은 물론이다.
이와 같이 구성된 액화가스 운반선(10)의 건조방법을 살펴보면 아래와 같다.
먼저 본 발명에 따른 액화가스 운반선(10)의 건조방법은 크게 화물창 외벽(24)을 조립하는 단계와, 상기 외벽(24)에 소정 간격으로 고정부재를 설치하는 단계와, 상기 고정부재에 중간판(42)을 고정하여 상기 중간판(42)을 상기 외벽(24) 으로부터 소정 높이 위에 고정시키는 단계 및, 상기 화물창(20)의 내부와 외부간의 열전도를 차단하기 위하여 상기 중간판(42)을 둘러싸도록 단열부(30)를 설치하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서 화물창 외벽(24)을 조립하는 단계는 상부벽, 횡측벽, 하부벽 등 각 부위별로 고정부재와 중간판(42)을 설치한 후에 화물창 외벽(24)을 조립하도록 구성하는 것도 가능하다. 즉, 외벽(24) 조립이 끝난 후 고정부재와 중간판(42)을 설치할 수도 있지만 각 부위별로 고정부재와 중간판(42)을 설치한 후 외벽(24)을 조립하는 것도 가능한 것이다.
여기서 고정부재는 전술한 바와 같이 스터드(44)와 와셔(46)를 이용하여 체결할 수 있고, 고정바(48)를 적용하고 중간판(42)을 용접시키는 것도 가능하다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 단열부(30)는 폴리우레탄 재질의 기포단열재를 살포하여 단열층을 형성하는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 액화가스 운반선을 측면에서 바라본 구성도
도 2는 본 발명에 따른 액화가스 운반선 화물창의 부분절결 사시도
도 3은 본 발명에 따른 액화가스 운반선의 중간판을 도시한 사시도
도 4는 본 발명에 따른 액화가스 운반선의 고정부재의 일 실시예를 도시한 단면도
도 5는 본 발명에 따른 액화가스 운반선의 고정부재의 다른 실시예를 도시한 단면도
도 6은 본 발명에 따른 액화가스 운반선의 드립트레이 구조를 도시한 단면도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 액화가스 운반선 12 : 선체
16 : 격벽 18 : 선저상판
20 : 화물창 22 : 지지체
24 : 외벽 26 : 보강재
28 : 배출유로 30 : 단열부
42 : 중간판 43 : 보조유로
44 : 스터드 46 : 와셔
48 : 고정바 50 : 드립트레이
52 : 단열부재 54 : 밸브

Claims (9)

  1. 액화가스를 수용하는 화물창의 외형을 형성하는 외벽;
    상기 화물창의 내부와 외부간의 열전도를 차단하며 상기 외벽을 둘러싸도록 설치되는 단열부;
    상기 외벽과 단열부 사이에 구비되는 복수의 중간판; 및
    상기 액화가스가 상기 외벽 외부로 누출된 경우 상기 액화가스가 상기 외벽을 따라 흘러내릴 수 있도록 상기 중간판을 상기 외벽으로부터 소정 높이 위에 고정시키는 적어도 하나의 고정부재;를 포함하는 액화가스 운반선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 중간판과 상기 외벽에 각각 형성되는 결합공에 체결되는 스터드와 와셔를 포함하는 액화가스 운반선.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 외벽에 구비되는 고정바를 포함하며, 상기 중간판은 상기 중간판에 형성된 결합공이 상기 고정바에 용접되어 고정되는 것을 특징으로 하는 액화가스 운반선.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열부는 기포단열재가 살포되어 형성되는 단열층을 포함하는 액화가스 운반선.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 중간판은 상기 단열층의 하중으로 인해 상기 중간판이 상기 외벽과 맞닿는 경우 상기 누출된 액화가스가 상기 외벽을 따라 흘러내릴 수 있는 보조유로를 포함하는 액화가스 운반선.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 화물창 하부에 구비되어 상기 누출된 액화가스를 수용하는 드립트레이와,
    상기 누출된 액화가스를 상기 드립트레이로 안내하는 배출유로를 더 포함하는 액화가스 운반선.
  7. 화물창 외벽을 조립하는 단계;
    상기 외벽에 소정 간격으로 고정부재를 설치하는 단계;
    상기 고정부재에 중간판을 고정하여 상기 중간판을 상기 외벽으로부터 소정 높이 위에 고정시키는 단계; 및
    상기 화물창의 내부와 외부간의 열전도를 차단하기 위하여 상기 중간판을 둘러싸도록 단열부를 설치하는 단계;를 포함하는 액화가스 운반선의 건조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 단열부를 설치하는 단계는 기포단열재가 살포되어 단열층을 형성하는 단계를 포함하는 액화가스 운반선의 건조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 화물창 하부에 구비되어 상기 누출된 액화가스를 수용하는 드립트레이를 설치하는 단계를 더 포함하는 액화가스 운반선의 건조방법.
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