KR20120085089A - 액상화물 저장 탱크 및 이를 구비한 선박 - Google Patents

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Abstract

선박 내에 설치되어 액상화물을 저장하는 액상화물 저장 탱크와 이를 구비한 선박이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 액상화물 저장 탱크는, 사각형의 단면 형상을 가진 벽체와, 벽체의 모서리 부위에 경사지게 설치된 것으로 다수의 구멍이 형성된 챔퍼 플레이트를 구비한다.

Description

액상화물 저장 탱크 및 이를 구비한 선박{Liquid cargo storage tank and ship having the same}
본 발명은 액상화물을 저장하는 액상화물 저장 탱크와 이를 구비한 선박에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스(Natural Gas)는 해상에서 채집된 후 액화되어 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 상태로 저장 및 소비처로 운송된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)을 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 감소하므로 저장 및 해상을 통한 원거리 운송에 적합하다. 이와 같은 액화천연가스의 생산, 저장 및 운송에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 및/또는 LNG 수송선(Shuttle)과 같은 선박이 이용되고 있다.
LNG FPSO는, 천연가스를 채집한 후 해상에서 직접 액화시켜 저장 탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장 탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 하역하기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이고, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장 탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상의 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
상기한 바와 같이, LNG, LPG 등의 액화가스와 같은 액체 상태의 화물, 즉 액상화물을 해상에서 생산, 저장하거나 수송하는 선박에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장 탱크가 설치되어 있다. 그런데, 선박은 해상 상태에 따라 다양한 운동을 하게 되고, 이에 따라 선박 내에 설치된 저장 탱크 내의 액체 상태의 물질, 즉 액상화물의 자유 수면은 출렁이게 되는데, 이러한 현상을 슬로싱(Sloshing)이라고 지칭한다. 이러한 슬로싱 현상에 의해 저장 탱크의 벽면은 심한 충격을 받게 되어 피로파괴 등의 문제점이 야기된다.
이러한 슬로싱에 의해 저장 탱크에 가해지는 충격을 줄이기 위해, 저장 탱크의 네 모서리 부위에 챔퍼를 형성하는 등의 다양한 연구가 진행되어 왔다. 그런데, 저장 탱크의 네 모서리 부위에 챔퍼를 형성할 경우, 슬로싱에 의한 충격을 감소시킬 수는 있지만, 저장 탱크의 용적이 감소되는 단점이 있었다.
본 발명의 실시예는, 슬로싱에 의한 충격을 줄이면서 용적의 감소를 방지할 수 있는 구조를 가진 액상화물 저장 탱크와 이를 구비한 선박을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박 내에 설치되어 액상화물을 저장하는 액상화물 저장 탱크에 있어서, 사각형의 단면 형상을 가진 벽체; 및 상기 벽체의 모서리 부위에 경사지게 설치된 것으로 다수의 구멍이 형성된 챔퍼 플레이트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 액상화물 저장 탱크가 제공될 수 있다.
그리고, 상기 챔퍼 플레이트는, 상기 벽체의 측면과 바닥면 및 측면과 천정면에 대해 일정 각도로 경사지게 설치될 수 있다.
또한, 상기 챔퍼 플레이트는, 상기 선박의 길이 방향으로 상기 벽체의 모서리 부위에 배치될 수 있다.
또한, 상기 챔퍼 플레이트의 아래쪽 가장자리에는 적어도 하나의 액상화물 배출용 홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 액상화물 배출용 홈은, 상기 챔퍼 플레이트의 아래쪽 가장자리의 중간부와 양단부 모서리 중 적어도 한 곳에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액상화물을 생산, 저장하거나 수송하는 선박에 있어서, 상기한 구성을 가진 액상화물 저장 탱크;를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액상화물 저장 탱크와 이를 구비한 선박에 의하면, 액상화물 저장 탱크의 네 모서리 부위에 다공형의 챔퍼 플레이트를 경사지게 설치함으로써, 슬로싱에 의해 저장 탱크의 벽체에 가해지는 충격을 감소시킬 뿐만 아니라 저장 탱크의 용적이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 선박에 설치된 본 발명의 실시예에 따른 액상화물 저장 탱크를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액상화물 저장 탱크를 도시한 사시도로서, 일측면이 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 다공형 챔퍼 플레이트의 다양한 예들을 도시한 평면도들이다.
도 4는 도 2에 도시된 다공형 챔퍼 플레이트에 액상화물 배출용 홈이 형성된 예를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 실시예에 따른 액상화물 저장 탱크와 이를 구비한 선박에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 1은 선박에 설치된 본 발명의 실시예에 따른 액상화물 저장 탱크를 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 액상화물 저장 탱크를 도시한 사시도로서, 일측면이 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 예컨대, LNG, LPG 등의 액화가스와 같은 액체 상태의 화물, 즉 액상화물을 생산, 저장하거나 수송하는 데 사용되는 LNG FPSO, LNG FSRU 또는 LNG 수송선과 같은 선박(100)에는 액상화물을 저장하는 액상화물 저장 탱크(200)가 설치된다.
본 발명의 실시예에 따른 액상화물 저장 탱크(200)는, 사각형의 단면 형상을 가진 벽체(210)를 구비하며, 상기 벽체(210)의 각 모서리 부위에는 다공형의 챔퍼 플레이트(chamfer plate, 220)가 설치된다. 상기 챔퍼 플레이트(220)는, 상기 선박(100)의 길이 방향으로 상기 벽체(210)의 모서리 부위에 배치된다.
상기 챔퍼 플레이트(220)는, 상기 벽체(210)의 측면과 바닥면 및 측면과 천정면에 대해 경사지게, 예컨대 대략 45도의 각도로 설치될 수 있으며, 용접에 의해 상기 벽체(210)에 부착될 수 있다. 상기 챔퍼 플레이트(220)와 상기 벽체(210) 사이의 용접은 상기 챔퍼 플레이트(220)의 가장자리를 따라 연속적으로 이루어지거나 단속적으로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 액상화물 저장 탱크(200)의 내부의 각 모서리에 설치된 챔퍼 플레이트(220)는 기본적으로 액상화물 저장 탱크(200) 내에 저장된 액상화물의 자유 수면의 슬로싱 현상으로 인해 벽체에 가해지는 충격을 감소시킬 수 있다. 그리고, 액상화물 저장 탱크(200)의 각 모서리 부위에 설치된 챔퍼 플레이트(220)는 벽체(210)에 부착된 보강판 역할을 하게 되며, 이에 따라 액상화물 저장 탱크(200)의 구조적 강성이 증가될 수 있다. 또한, 상기 챔퍼 플레이트(220)는 그 길이 방향의 양측 가장자리가 벽체(210)에 용접 지지되므로, 슬로싱에 의한 충격에 대해서도 안정되게 유지될 수 있다.
그리고, 상기 챔퍼 플레이트(220)에는 다수의 구멍(222)이 형성된다. 상기 구멍들(222)을 통해 액상화물 저장 탱크(220) 내부에 저장된 액상화물이 챔퍼 플레이트(220)의 뒷쪽 공간, 즉 챔퍼 플레이트(220)와 벽체(210) 사이의 공간으로 유입될 수 있다. 따라서, 챔퍼 플레이트(220)와 벽체(210) 사이의 공간에도 액상화물이 저장될 수 있으므로, 액상화물 저장 탱크(200)의 모서리 부위에 챔퍼를 형성함으로써 용적이 감소되는 종래의 단점이 방지될 수 있다.
상기 챔퍼 플레이트(220)의 개구율은 챔퍼 플레이트(220)에 있어서 구멍들(222)이 차지하는 면적의 비율을 지칭하는 것으로, 챔퍼 플레이트(220)의 전체 면적 대비 구멍들(222)의 전체 면적의 비율로 정의될 수 있다. 상기 챔퍼 플레이트(220)의 개구율이 너무 작으면 구멍들(222)을 통한 액상화물의 유동이 곤란할 수 있으며, 개구율이 너무 크면 챔퍼 플레이트(220)의 강도가 약해져서 슬로싱에 의한 충격을 견뎌내기 힘들어질 수 있다. 따라서, 상기 챔퍼 플레이트(220)의 개구율은 구멍들(222)을 통한 액상화물의 유동성과 슬로싱에 의한 충격을 고려하여 적정한 값을 가질 수 있다.
상기 구멍들(222)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 다수의 열로, 또한 다양한 형태로 배열될 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 다공형 챔퍼 플레이트의 다양한 예들을 도시한 평면도들이다.
도 3a 내지 도 3c를 함께 참조하면, 상기 구멍들(222)은 챔퍼 플레이트(220)의 길이 방향을 따라 다수의 열로 배열될 수 있다. 그리고, 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 구멍들(222)은 종과 횡으로 정렬된 형태로 배치될 수 있으며, 또는 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 구멍들(222)은 인접한 열에 배열된 것끼리 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다.
그리고, 상기 구멍들(222)은 도 3a와 도 3c에 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수 있으며, 또는 도 3b에 도시된 바와 같이 다각형, 예컨대 육각형으로 형성될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 상기 구멍들(222)은 원형, 사각형 및 육각형 등의 다양한 형상이 조합된 형태로 형성될 수도 있다.
도 4는 도 2에 도시된 다공형 챔퍼 플레이트에 액상화물 배출용 홈이 형성된 예를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 챔퍼 플레이트(230)의 아래쪽 가장자리에는 적어도 하나의 액상화물 배출용 홈(234, 235)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 챔퍼 플레이트(230)의 아래쪽 가장자리의 중간부에 하나 또는 복수의 반원형 홈(234)이 형성되거나, 또는 상기 챔퍼 플레이트(230)의 아래쪽 가장자리의 양단부 모서리 각각에 챔퍼 형상의 홈(235)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 챔퍼 플레이트(230)의 아래쪽 가장자리에 상기 반원형 홈(234)과 챔퍼 형상의 홈(235)이 함께 형성될 수도 있다. 이와 같은 경우, 상기 챔퍼 플레이트(230)의 아래쪽 가장자리와 상기 벽체(210) 사이의 용접은 단속적으로 이루어지게 된다. 그리고, 상기 챔퍼 플레이트(230)에는 다수의 구멍(232)이 형성되며, 이는 도 2에 도시된 챔퍼 플레이트(220)의 구멍(222)과 동일한 것이므로, 이에 대한 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
위에서는 액상화물을 저장하는 액상화물 저장 탱크(200)에 대해 설명하였으나, 본 발명은 액상화물을 생산, 저장하거나 수송하기 위해 상기한 액상화물 저장 탱크(200)를 구비한 선박(100)을 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 본 명세서에서 "선박"이라는 용어는, 수상을 항해하는 구조물을 의미하는 것으로 한정되지 않으며, 수상을 항해하는 구조물뿐만 아니라, 수상에서 부유하며 작업을 수행하는 LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 구조물도 포함하는 것으로 사용된다. 본 실시예에서의 선박은 예를 들어, LNG FPSO 또는 LNG 수송선일 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100...선박 200...액상화물 저장 탱크
210...벽체 220,230...챔퍼 플레이트
222,232...구멍 234,235...액상화물 배출용 홈

Claims (6)

  1. 선박 내에 설치되어 액상화물을 저장하는 액상화물 저장 탱크에 있어서,
    사각형의 단면 형상을 가진 벽체; 및
    상기 벽체의 모서리 부위에 경사지게 설치된 것으로 다수의 구멍이 형성된 챔퍼 플레이트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 액상화물 저장 탱크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 챔퍼 플레이트는, 상기 벽체의 측면과 바닥면 및 측면과 천정면에 대해 일정 각도로 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 액상화물 저장 탱크.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 챔퍼 플레이트는, 상기 선박의 길이 방향으로 상기 벽체의 모서리 부위에 배치되는 것을 특징으로 하는 액상화물 저장 탱크.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 챔퍼 플레이트의 아래쪽 가장자리에는 적어도 하나의 액상화물 배출용 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 액상화물 저장 탱크.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액상화물 배출용 홈은, 상기 챔퍼 플레이트의 아래쪽 가장자리의 중간부와 양단부 모서리 중 적어도 한 곳에 형성되는 것을 특징으로 하는 액상화물 저장 탱크.
  6. 액상화물을 생산, 저장하거나 수송하는 선박에 있어서,
    제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 액상화물 저장 탱크;를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박.
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