KR20100113663A - 독립형 저장탱크의 지지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 독립형 저장탱크를 지지하기 위한 탱크 지지체의 개수를 감소시킬 수 있도록 선체의 내부 표면과 독립형 저장탱크 사이에 물을 채워 독립형 저장탱크를 부양시키는 독립형 저장탱크의 지지구조에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 독립형 저장탱크를 선체 내부에서 지지하기 위한 지지구조로서, 상기 독립형 저장탱크의 주위를 둘러싸는 선체 내부표면과; 상기 독립형 저장탱크와 상기 선체 내부표면 사이의 선체 내부공간에 수용되어 상기 독립형 저장탱크에 부력을 제공하는 부양수; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조가 제공된다.

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Description

독립형 저장탱크의 지지구조{SUPPORT STRUCTURE FOR AN INDEPENDENCE TYPE STORAGE TANK}

본 발명은 LNG나 LPG 등을 운반하는 액화가스 운반선 내에 설치되는 독립형 저장탱크의 지지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 독립형 저장탱크를 지지하기 위한 탱크 지지체의 개수를 감소시킬 수 있도록 선체의 내부 표면과 독립형 저장탱크 사이에 물을 채워 독립형 저장탱크를 부양시키는 독립형 저장탱크의 지지구조에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(LNG) 또는 액화석유가스(LPG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액 화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 포함한다.

최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.

LNG FPSO는, 채굴된 천연가스를 해상에서 정제한 후 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급함으로써 육상의 저장 및 생산설비를 생략할 수 있게 하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV 등의 선박이나, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.

이 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 통상 독립형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠지며, 멤브레인형 저장탱크는 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠진다.

독립형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제 10-15063 호 및 제 10-305513 호 등에 기재되어 있다. 또한, 전술된 GT형 및 TGZ형 탱크구조는 미국 특허 제 6,035,795 호, 제 6,378,722 호, 제 5,586,513 호 및 미국 특허공개 제 2003-0000949 호 등과, 대한민국 특허공개 제 10-2000-0011347 호 및 제 10-2000-0011346 호 등에 기재되어 있다.

도 1에는 LNG나 LPG를 저장하기 위해 사용되는 독립형 LNG 저장탱크의 일례가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조는, 독립형 저장탱크(1)가 선체의 내측벽면(2)으로부터 이격된 상태로 바닥의 탱크 지지체(3)에 의해 지지되는 구조를 가지기 때문에, 독립형 저장탱크(1)를 지지하기 위해서 다수의 탱크 지지체(3)가 설치될 필요가 있다.

일반적으로 독립형 저장탱크는 알루미늄 합금으로 제조된 탱크 몸체에 폴리우레탄과 같은 비교적 단단한 단열 패널을 부착시켜 만들어지며, 선체의 내부 바닥에 배열되는 복수의 탱크 지지체 상에 놓여진다. 독립형 저장탱크를 지지하기 위한 탱크 지지체의 구조는 일본 특허공개공보 소60-26900 호, 일본 특허공개공보 평7-52870 호, 및 대한민국 특허 제 10-189306 호 등에 기재되어 있다.

이러한 탱크 지지체는 독립형 저장탱크로부터 전해지는 탱크 자중, 수용된 액화가스의 하중 등을 지지할 수 있도록 설계 및 제작되어야 하므로, 그 형상이 복잡하고 제조에 많은 시간과 비용이 소요된다. 또한, 액화가스의 누출이나 탱크 손상 등을 검사하기 위하여, 탱크 표면이나 탱크 지지체 등에 대해서 정기적으로 육안에 의한 직접 검사가 수행되어야 한다.

그에 따라, 독립형 저장탱크의 설치 및 유지보수를 간편하게 수행할 수 있으 며 탱크 지지체를 가능한 한 적게 사용하면서도 독립형 저장탱크를 선체의 내부에서 안정적으로 지지하기 위한 지지구조에 대한 연구가 지속적으로 이루어질 필요가 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 독립형 저장탱크를 지지하기 위한 탱크 지지체의 개수를 감소시킬 수 있는 동시에 선체의 거동에 의한 영향을 감소시킬 수 있도록 선체의 내부 표면과 독립형 저장탱크 사이에 물을 채워 독립형 저장탱크를 부양시키는 독립형 저장탱크의 지지구조를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 독립형 저장탱크를 선체 내부에서 지지하기 위한 지지구조로서, 상기 독립형 저장탱크의 주위를 둘러싸는 선체 내부표면과; 상기 독립형 저장탱크와 상기 선체 내부표면 사이의 선체 내부공간에 수용되어 상기 독립형 저장탱크에 부력을 제공하는 부양수; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조가 제공된다.

상기 독립형 저장탱크의 하부 외측면과 상기 선체 내부표면의 바닥면 사이에는 상기 독립형 저장탱크를 지지하기 위한 탱크 지지체가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 탱크 지지체는 상기 독립형 저장탱크의 전후방향으로 일직선 상에 배열되는 것이 바람직하다.

상기 탱크 지지체의 측면에는 상기 독립형 저장탱크의 수평방향 이동을 제한하기 위한 수평이동 방지장치가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 선체 내부표면은 수밀적으로 상기 독립형 저장탱크의 주위를 둘러싸는 것이 바람직하다.

상기 선체 내부표면의 전후 및 좌우측면에는 상기 독립형 저장탱크의 종횡방향 거동에 의해 발생할 수 있는 상기 선체 내부표면과 상기 독립형 저장탱크 사이의 충돌시 충격을 흡수하기 위한 제1 충격 흡수장치가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 선체 내부표면의 천장면에는 상기 독립형 저장탱크의 상하방향 거동에 의해 발생할 수 있는 상기 선체 내부표면과 상기 독립형 저장탱크 사이의 충돌시 충격을 흡수하기 위한 제2 충격 흡수장치가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 선체 내부표면에는 복수의 온도 센서가 배열되어 있으며, 상기 온도 센서에서 측정된 온도는 제어부에 전달되어 상기 독립형 저장탱크의 손상 유무를 감시하는 것이 바람직하다.

상기 독립형 저장탱크의 지지구조는, 상기 독립형 저장탱크와 상기 선체 내부표면 사이에 형성되는 상기 선체 내부공간에 상기 부양수를 부분적으로 채우기 위해서, 상기 부양수를 상기 선체 내부공간에 공급하거나 배출하기 위한 펌프 및 배관을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 독립형 저장탱크를 선체 내부에서 지지하기 위한 지지구조로서, 이격수단에 의해 서로 이격된 상태를 유지할 수 있는 선체의 내부 표면과 상기 독립형 저장탱크 사이에 물을 채워 상기 독립형 저장탱크에 부력을 제공하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조가 제공된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 선체의 내부표면과 독립형 저장탱크 사이에 물을 채워 독립형 저장탱크를 부양시키는 독립형 저장탱크의 지지구조가 제공될 수 있다.

본 발명의 지지구조에 의하면, 선체의 내부표면과 독립형 저장탱크 사이의 공간에 채워진 물에 의해 독립형 저장탱크에 부력이 작용하므로, 독립형 저장탱크를 지지하기 위한 탱크 지지체에 가해지는 하중이 감소될 수 있고, 탱크 지지체의 설치 개수를 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 지지구조에 의하면, 독립형 저장탱크에 작용하는 부력으로 인하여 선체의 거동에 의한 영향이 독립형 저장탱크에 보다 덜 미치게 되어 독립형 저장탱크에 수용된 액체 상태의 액화가스를 더욱 안정적으로 저장할 수 있다.

또한, 본 발명의 지지구조에 의하면, 선체 내부표면에 복수의 온도 센서를 부착시킴으로써 독립형 저장탱크 외부의 온도 변화를 측정할 수 있으며, 이를 바탕으로 독립형 저장탱크의 손상이나 액화가스의 누출여부를 감시할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조는, 독립형 저장탱크(1)의 주위를 선체 내부표면(2)에 의해 수밀적으로 둘러쌈으로써 형성되는 선체 내부공간(11)과, 이 선체 내부공 간(11)에 수용되어 독립형 저장탱크(1)에 부력을 제공하는 물, 즉 부양수(12)를 포함한다.

선체 내부공간(11)이 부양수(12)에 의해 완전히 채워지는 것은 아니므로, 선체 내부표면(2) 중 상부, 즉 전후좌우 측벽면의 상단부분과 천장면은 수밀 처리가 이루어지지 않을 수 있다.

부양수(12)는 독립형 저장탱크(1)와 선체 내부표면(2) 사이에 형성되는 선체 내부공간(11)을 가득 채우지 않도록 공급된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따르면, 이 부양수(12)를 선체 내부공간(11)에 공급하거나 배출하기 위한 펌프 및 배관이 설치되며, 이 부양수(12)로서는 해수나 담수 등이 사용될 수 있다.

선체 내부공간(11)의 하부, 즉 독립형 저장탱크(1)의 하부 외측면과 선체 내부표면(2)의 바닥면 사이에는, 독립형 저장탱크(1)를 지지하기 위한 탱크 지지체(13)가 설치된다.

도 2에는 하나의 탱크 지지체(13)만이 도시되어 있지만 하나 이상의 탱크 지지체(13)가 탱크의 전후방향으로 일직선 상에 일렬로 배열될 수도 있고, 나아가서 도 2에서 탱크 지지체(13)는 독립형 저장탱크(1)의 폭방향 중심에 위치되는 것으로 도시되어 있지만 탱크 지지체의 설치 위치는 필요에 따라 변경될 수 있음은 물론이다. 즉, 탱크 지지체(13)는 도 2에서 볼 때 폭방향으로 좌우 양쪽에 각각 배열되거나, 폭방향 중심과 좌우 양쪽에 각각 배열될 수 있다.

부양수(12)에 의해 제공되는 부력으로 인하여 탱크 지지체(13)가 부담하는 전체 하중은 부양수가 존재하지 않는 것에 비해 상당히 감소될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 부양수가 존재하지 않는 경우에 비해 탱크 지지체(13)의 전체 설치개수를 감소시킬 수 있다.

탱크 지지체(13)의 좌우(혹은 전후좌우)에는 독립형 저장탱크(1)의 수평방향 이동을 제한하기 위한 수평이동 방지장치(14)가 설치된다.

또한, 선체 내부표면(2)의 전후 및 좌우측면에는 독립형 저장탱크(1)의 종횡방향 거동(예를 들어 롤링(rolling) 등)에 의해 발생할 수 있는 선체 내부표면(2)과 독립형 저장탱크(1) 사이의 충돌시 충격을 흡수하기 위한 제1 충격 흡수장치(15)가 설치된다.

또한, 선체 내부표면(2)의 천장면에는 독립형 저장탱크(1)의 상하방향 거동(예를 들어 히빙(heaving) 등)에 의해 발생할 수 있는 선체 내부표면(2)과 독립형 저장탱크(1) 사이의 충돌시 충격을 흡수하기 위한 제2 충격 흡수장치(16)가 설치된다.

이들 제1 및 제2 충격 흡수장치(15, 16)는 설치의 편리함 등을 감안하면 선체 내부표면(2)에 설치되는 것이 바람직하지만, 본 발명에 의하면 제1 및 제2 충격 흡수장치(15, 16)가 독립형 저장탱크(1)의 전후 및 좌우측면이나 상부 외측면에 설치될 수 있음은 물론이다.

도 2에는 선체 내부표면(2)의 좌우측 벽면에 설치된 제1 충격 흡수장치(15)만이 도시되어 있으나, 선체 내부표면(2)의 전후방 벽면에도 제1 충격 흡수장치가 설치된다. 또한, 제1 및 제2 충격 흡수장치(15, 16)의 설치개수 및 설치위치 등은 도 2에 도시된 것만으로 한정되지 않으며, 설계시 필요에 따라 적절하게 변경 가능 하다.

또한, 상술한 탱크 지지체(13), 제1 충격 흡수장치(15), 및 제2 충격 흡수장치(16)는 상하방향, 좌우방향, 및 전후방향 등 모든 방향에서 선체 내부표면(2)과 독립형 저장탱크(1)가 서로 맞닿지 않고 서로 이격된 상태를 유지할 수 있도록 하는 이격수단으로서 기능할 수 있다.

한편, 선체 내부표면(2)에는 복수의 온도 센서(17)가 배열되어 온도를 측정할 수 있으며, 측정된 온도는 제어부(18)에 전달된다. 제어부(18)에서는 각각의 온도 센서(17)에서 측정된 온도를 바탕으로 특정 구역에서의 급격한 온도 변화를 감지해 낼 수 있으며, 그에 따라 독립형 저장탱크의 손상이나 누출 유무를 감시할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 지지구조에 의하면, 선체 내부표면(2)과 독립형 저장탱크(1) 사이의 선체 내부공간(11)에 채워진 부양수(12)에 의해 독립형 저장탱크에 부력이 작용하므로, 독립형 저장탱크를 지지하기 위한 탱크 지지체에 가해지는 하중이 감소될 수 있고, 탱크 지지체의 설치 개수를 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 지지구조에 의하면, 독립형 저장탱크에 작용하는 부력으로 인하여 선체의 거동에 의한 영향이 독립형 저장탱크에 보다 덜 미치게 되어 독립형 저장탱크에 수용된 액체 상태의 액화가스를 더욱 안정적으로 저장할 수 있다.

이상과 같이 본 발명을, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형 이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 종래 기술에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조를 나타내는 도면, 그리고

도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 독립형 저장탱크 2 : 선체 내부표면

11 : 선체 내부공간 12 : 부양수

13 : 탱크 지지체 14 : 수평이동 방지장치

15 : 제1 충격 흡수장치 16 : 제2 충격 흡수장치

17 : 온도 센서 18 : 제어부

Claims (10)

1. 독립형 저장탱크를 선체 내부에서 지지하기 위한 지지구조로서,

   상기 독립형 저장탱크의 주위를 둘러싸는 선체 내부표면과;

   상기 독립형 저장탱크와 상기 선체 내부표면 사이의 선체 내부공간에 수용되어 상기 독립형 저장탱크에 부력을 제공하는 부양수; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 독립형 저장탱크의 하부 외측면과 상기 선체 내부표면의 바닥면 사이에는 상기 독립형 저장탱크를 지지하기 위한 탱크 지지체가 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 탱크 지지체는 상기 독립형 저장탱크의 전후방향으로 일직선 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 탱크 지지체의 측면에는 상기 독립형 저장탱크의 수평방향 이동을 제한하기 위한 수평이동 방지장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 선체 내부표면은 수밀적으로 상기 독립형 저장탱크의 주위를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 선체 내부표면의 전후 및 좌우측면에는 상기 독립형 저장탱크의 종횡방향 거동에 의해 발생할 수 있는 상기 선체 내부표면과 상기 독립형 저장탱크 사이의 충돌시 충격을 흡수하기 위한 제1 충격 흡수장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 선체 내부표면의 천장면에는 상기 독립형 저장탱크의 상하방향 거동에 의해 발생할 수 있는 상기 선체 내부표면과 상기 독립형 저장탱크 사이의 충돌시 충격을 흡수하기 위한 제2 충격 흡수장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 선체 내부표면에는 복수의 온도 센서가 배열되어 있으며, 상기 온도 센 서에서 측정된 온도는 제어부에 전달되어 상기 독립형 저장탱크의 손상 유무를 감시하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 독립형 저장탱크와 상기 선체 내부표면 사이에 형성되는 상기 선체 내부공간에 상기 부양수를 부분적으로 채우기 위해서, 상기 부양수를 상기 선체 내부공간에 공급하거나 배출하기 위한 펌프 및 배관이 설치되는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조.
10. 독립형 저장탱크를 선체 내부에서 지지하기 위한 지지구조로서,

    이격수단에 의해 서로 이격된 상태를 유지할 수 있는 선체의 내부 표면과 상기 독립형 저장탱크 사이에 물을 채워 상기 독립형 저장탱크에 부력을 제공하는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 지지구조.

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