KR20120135496A

KR20120135496A - 가스 통로 구조

Info

Publication number: KR20120135496A
Application number: KR1020120117524A
Authority: KR
Inventors: 김승혁; 송용석
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2012-12-14
Also published as: KR101447872B1

Abstract

가스 통로 구조 및 이를 포함하는 액화 천연 가스 저장 탱크가 개시된다. 초저온의 액체 화물을 저장하는 탱크에 구비되는 가스 통로 구조로서, 탱크의 천장 일측을 상하 방향으로 관통하여 설치되는 관로 구조체; 탱크 내부의 압력을 조절할 수 있도록 관로 구조체와 연결되는 압력 제어 밸브; 및 탱크 내부의 압력을 측정할 수 있도록 일측이 관로 구조체의 내부에 배치되며 타측이 압력 제어 밸브와 연결되는 압력 측정 배관을 포함하되, 관로 구조체는, 하나의 메인 관로에서 제 1 관로 및 제 2 관로로 분기되어, 탱크 내부의 가스가 메인 관로에서 제 1 관로 및 제 2 관로를 통해 탱크의 외부로 배출된다.

Description

가스 통로 구조{GAS PASSAGE WAY STRUCTURE}

본 발명은 초저온의 액체 화물을 저장하는 탱크에 구비되는 가스 통로 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 액화 천연 가스(LNG)는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 -163°C로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.

이러한 액화 천연 가스가 에너지 자원으로 사용됨에 따라 이 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지역까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되어 왔으며, 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화 천연 가스를 해상으로 수송할 수 있는 액화 천연 가스 운반선이 개발되었다.

이 때, 액화 천연 가스 운반선에는 초저온 상태로 액화시킨 액화 천연 가스를 안전하게 보관 및 저장할 수 있는 저장 탱크가 구비되어 있어야 한다.

이러한 저장 탱크의 천장부에는 액체 화물을 하역하기 위한 액체 화물 통로뿐만 아니라, 탱크 내부에 저장되어 있는 액체 화물의 증발 가스를 배출시키기 위한 증발 가스 배출 통로, 탱크 내의 압력 조절을 위한 가스 배출 통로, 탱크의 검사나 유지 보수 등을 위한 가스의 유출입 통로 및 저장 탱크 냉각을 위한 스프레이 배관 등이 설치된다.

이 때, 저장 탱크의 내외부로 가스를 유출입 시키기 위한 여러 종류의 가스 통로 및 배관을 설치하기 위해서는, 저장 탱크 상부의 많은 공간을 할애해야 하고, 이로 인한 복잡한 배관 장치로 인해 설치 작업이나 유지 보수에 어려움이 발생하며, 탱크의 단열, 밀폐 등에도 문제가 발생할 수 있다.

또한, 액화 천연 가스 운반선의 운항 중에 저장 탱크에 저장된 액체 화물의 슬로싱(sloshing) 현상으로 인하여, 탱크 상부에 설치된 가스 통로를 위한 부재 및 배관 등이 손상될 가능성도 높다.

본 발명의 일 실시예는 증발 가스를 배출시키는 배관과 압력 조절용 배관이 동일한 구조체에 배치되어 하나의 관로에서 분기되는 구조로 형성됨으로써, 구조가 간단한 가스 통로 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 관로 구조체 내부에 압력 측정 배관을 설치함으로써, 압력 제어 밸브를 이용하여 효과적으로 탱크 내부의 압력을 조절할 수 있는 가스 통로 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 관로 구조체 내부에 배수로 또는 덮개 부재를 설치함으로써, 액체 화물이 고이지 않는 가스 통로 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 관로 구조체 내부에 스프레이 배관을 설치함으로써, 효율적으로 탱크 내부를 냉각시킬 수 있는 가스 통로 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 초저온의 액체 화물을 저장하는 탱크에 구비되는 가스 통로 구조로서, 상기 탱크의 천장 일측을 상하 방향으로 관통하여 설치되는 관로 구조체; 상기 탱크 내부의 압력을 조절할 수 있도록 상기 관로 구조체와 연결되는 압력 제어 밸브; 및 상기 탱크 내부의 압력을 측정할 수 있도록 일측이 상기 관로 구조체의 내부에 배치되며 타측이 상기 압력 제어 밸브와 연결되는 압력 측정 배관을 포함하되, 상기 관로 구조체는, 하나의 메인 관로에서 제 1 관로 및 제 2 관로로 분기되어, 상기 탱크 내부의 가스가 상기 메인 관로에서 상기 제 1 관로 및 상기 제 2 관로를 통해 상기 탱크의 외부로 배출되는, 가스 통로 구조가 제공된다.

이 때, 상기 압력 측정 배관의 적어도 일부는 열수축 및 열팽창에 대응할 수 있도록 제 1 굴절부가 형성될 수 있다.

한편, 상기 관로 구조체의 내측면은 인접한 주위보다 높이가 낮은 오목부를 포함하고, 상기 오목부에 상기 액체 화물이 고이지 않도록 배수로가 형성될 수 있다.

이 때, 상기 배수로는 열수축 및 열팽창에 대응할 수 있도록 꺾임부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 배수로의 상기 탱크 내부측 단부는 망 구조물이 구비될 수 있다.

한편, 상기 관로 구조체의 내측면은 인접한 주위보다 높이가 낮은 오목부를 포함하고, 상기 오목부에 상기 액체 화물이 고이지 않도록 상기 오목부 상부에 덮개 부재가 형성될 수 있다.

이 때, 상기 덮개 부재 및 상기 오목부에 인접한 상기 관로 구조체의 내측면 사이의 적어도 일부에는 틈새가 형성될 수 있다.

이 때, 상기 틈새는 필터 부재로 막혀 있을 수 있다.

한편, 상기 탱크 내부에 냉각 유체를 분사하기 위한 스프레이 배관을 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 스프레이 배관의 일측은, 상기 관로 구조체를 관통하여 상기 관로 구조체의 내부에 배치되고 상기 탱크 외부에서 내부 방향으로 형성될 수 있다.

이 때, 상기 스프레이 배관의 적어도 일부는 열수축 및 열팽창에 대응할 수 있도록 제 2 굴절부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스프레이 배관의 상기 탱크 내부측 단부에는 상기 냉각 유체를 분사하기 위한 노즐부가 형성될 수 있다.

이 때, 상기 노즐부는 상기 관로 구조체의 외측부에 배치될 수 있다.

이 때, 상기 노즐부는, 상기 탱크의 천장부에 위치되며, 테두리 형태로 형성되는 프레임; 및 상기 프레임에 소정 간격 이격되어 배치되는 복수 개의 분사 노즐을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 증발 가스를 배출시키는 배관과 압력 조절용 배관을 동일한 구조체 내부에 하나의 관로에서 분기되는 구조로 형성시킴으로써, 가스 통로 구조를 간단하게 구성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 관로 구조체 내부에 압력 측정 배관을 설치함으로써, 가스 통로 구조에 포함된 압력 제어 밸브를 이용하여 효과적으로 탱크 내부의 압력을 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 관로 구조체 내부에 배수로 또는 덮개 부재를 설치함으로써, 가스 통로 구조 내부에 액체 화물이 고이지 않게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 관로 구조체 내부에 스프레이 배관을 설치함으로써, 가스 통로 구조를 통하여 효율적으로 탱크 내부를 냉각시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조가 포함된 탱크의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조의 단면도이다.
도 3은 도 2에서의 'Ⅲ' 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조에서 스프레이 배관의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 통로 구조의 단면도이다.
도 6은 도 5에서의 'Ⅷ' 부분의 확대도이다.
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 통로 구조에서 덮개 부재의 변형된 형태의 확대도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)가 포함된 탱크(1)의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)는 초저온의 액체를 저장하는 탱크(10)의 천장부 일측에 구비되는 구성이다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면 가스 통로 구조(10)는 천장부의 가운데에 설치될 수 있다.

다만, 설치 위치가 이에 한정되는 것은 아니나, 천장부의 가운데에 설치될 경우, 탱크(1) 내부의 가스는 대부분 액체 화물이 차지하는 공간의 상부 즉, 탱크(1)의 천장부에 존재할 것이고, 탱크(1) 내부의 가스가 가스 통로 구조(10)를 통하여 유출입 될 때, 가운데 위치가 다른 위치보다 효율적인 가스의 유출입이 가능하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)의 압력 제어 밸브(700)는 탱크(1)의 외부에 위치될 수 있다.

이는, 탱크(1) 내부의 가스가 압력 제어 밸브(700)를 통하여 탱크(1) 외부로 배출될 수 있도록 하기 위함이다.

압력 제어 밸브(700)에 관한 상세한 설명은 후술한다.

한편, 탱크(10)의 상부 일측에는 액체 화물을 하역하기 위한 액체 통로 구조물(20)이 설치될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)의 구성에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)의 단면도이다. 도 3은 도 2에서의 'Ⅲ' 부분의 확대도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)에서 스프레이 배관(500)의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)는 관로 구조체(100), 압력 제어 밸브(700), 압력 측정 배관(300) 및 스프레이 배관(500)을 포함할 수 있다.

관로 구조체(100)는 탱크(1) 내부의 가스가 탱크(1) 외부로 배출되거나 탱크(1) 외부의 가스가 탱크(1) 내부로 유입되기 위한 구성으로서, 탱크(1)의 내외부로 가스가 지나가기 위한 통로이다.

한편, 관로 구조체(100)를 통하여 초저온의 액체 화물에 대한 증발 가스 등 온도에 민감한 가스가 통과하기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 관로 구조체(100)의 외부면은 보온재(30)로 둘러싸여 있을 수 있다.

도 1을 참조하면, 관로 구조체(100)는 원통 형상이나, 이에 한정되지 아니하며 가스가 흐를 수 있는 하나 이상의 관로 구조라면 다양한 형태로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 관로 구조체(100)는 탱크(1)의 천장 일측을 상하 방향으로 관통하여 설치된다.

이에 따라, 관로 구조체(100)를 통하여 탱크(1)의 내외부로 가스가 통과할 수 있게 된다.

이 때, 관로 구조체(100)는 탱크(1)의 천장면 일측을 수직으로 관통하여 형성될 수 있으나, 상하 방향이라면 이에 한정되지는 아니한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 관로 구조체(100)는 메인 관로(110), 제 1 관로(120) 및 제 2 관로(130)를 포함할 수 있다.

보다 상세하게, 관로 구조체(100)는 탱크(1) 내부의 가스가 관로 구조체(100)를 통해 탱크(1)의 외부측으로 배출될 때 가스의 흐름을 기준으로, 한 개의 단일 통로인 메인 관로(110)에서 두 개의 통로인 제 1 관로(120) 및 제 2 관로(130)로 분기되도록 형성된다.

이 때, 제 1 관로(120)는 탱크(1) 내부의 가스로 인하여 탱크(1) 내부의 압력이 높아질 경우, 탱크(1) 내부의 가스를 탱크(1) 외부로 배출시키기 위한 가스 통로로 사용될 수 있다.

또한, 제 2 관로(130)는 탱크(1)의 유지 보수, 검사 등 필요에 따라 다양한 종류의 가스를 탱크(1) 내부 또는 외부로 유출입 시키거나, 탱크(1) 내부의 액체 화물이 기화되어 발생하는 증발 가스를 탱크(1) 외부로 배출시키기 위한 가스 통로로 사용될 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 구조체 만으로 탱크(1)에서 필요한 두 가지의 가스 통로를 구성함으로써, 공간 활용의 효율을 높일 수 있다.

그러나, 제 1 관로(120) 및 제 2 관로(130)의 기능은 전술한 역할에 한정되지 아니하며, 필요에 따라 다양한 기능을 수행하는 가스 통로로 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 메인 관로(110)는 탱크(1) 내부의 가스가 관로 구조체(100)를 통해 탱크(1)의 외부측으로 배출될 때 가스가 가장 먼저 통과하는 공통 통로로서, 관로 구조체(100)에서 탱크(1)측 단부의 구성에 해당한다.

이 때, 메인 관로(110)의 탱크(1) 내부측 단부는 탱크(1) 내부와 연통될 수 있도록 개방되어 있다.

또한, 메인 관로(110)의 탱크(1) 외부측은 제 1 관로(120) 및 제 2 관로(130)로 분기되어 탱크(1) 외부로 연통된다.

이 때, 탱크(1) 내외부를 유출입하는 모든 가스가 메인 관로(110)를 통과하게 되므로, 메인 관로(110)는 개별적인 분기 통로인 제 1 관로(120) 및 제 2 관로(130)보다 단면적이 넓게 된다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 탱크(1) 내부의 가스가 메인 관로(110)로 진행함에 따라 유동의 속도가 빨라지거나 압력이 강하되는 현상을 줄일 수 있다.

이 때, 탱크(1) 내부의 가스가 메인 관로(110)로 진행함에 따라 유동의 속도가 빨라지는 경우, 탱크(1) 내부의 가스가 전체적으로 배출되지 않고 국소적으로만 배출되는 현상이 발생하여, 배출되는 가스와 그 자리를 보충하는 가스 사이의 치환 과정이 원활하게 진행되지 않는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 탱크(1) 내부의 가스가 메인 관로(110)로 진행함에 따라 압력이 강하되는 경우, 후술할 압력 측정 배관(300)을 통한 측정 압력으로 작동되는 압력 제어 밸브(700)가 효과적으로 기능을 발휘할 수 없게 되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 메인 관로(110)의 단면적은 넓을수록 바람직하나, 공간 문제, 비용 문제 또는 실링(sealing) 문제, 단열 문제 등을 고려하여 적정한 크기로 결정될 수 있을 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)의 제 1 관로(120)는 유입 관로(122) 및 배출 배관(124)을 포함할 수 있다.

이 때, 유입 관로(122)는 메인 관로(110)에서 제 1 관로(120)로 분기되는 부분의 관로로서, 메인 관로(110)와 나란하게 형성될 수 있다.

이 때, 도 2에 도시한 바와 같이, 유입 관로(122)는 메인 관로(110)를 형성하는 부재와 동일한 부재로 형성될 수 있다.

그러나, 이에 한정되지 아니하며 유입 관로(122)가 메인 관로(110)에서 분기되어 나란하게 형성된다면, 유입 관로(122)가 메인 관로(110)와는 다른 부재로 구성되거나, 관로를 형성하는 부재가 확대 또는 축소 등의 방법으로 변형될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 배출 배관(124)은 관로 구조체(100)와 압력 제어 밸브(700) 사이를 연결시키는 구성이다.

이 때, 배출 배관(124)은 도 2에 도시된 바와 같이, 관로 구조체(100)의 일측에서 형성되어 외부로 돌출된 형태로 탱크(1) 외부에 위치하는 압력 제어 밸브(700)까지 연결될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 관로(120)를 통한 탱크(1) 내부 가스의 탱크(1) 외부로의 배출 과정은, 유입 관로(122)를 통과한 가스가 배출 배관(124)을 따라 압력 조절 밸브(700)로 흘러가서, 압력 제어 밸브(700)가 열리는 때에 탱크(1) 외부로 배출된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 관로(130)는 보조 관로(132), 감속 챔버(136) 및 외부 배관(134)을 포함할 수 있다.

이 때, 보조 관로(132)는 메인 관로(110)에서 제 2 관로(130)로 분기되는 부분의 관로로서, 메인 관로(110)와 나란하게 형성될 수 있다.

이 때, 도 2에 도시된 바와 같이 보조 관로(132)는 메인 관로(110)의 내부에 위치될 수 있으며, 이 때 보조 관로(132)의 단면적은 메인 관로(110)의 단면적보다 작게 된다.

이에 따라, 탱크(1) 내부에서 배출되는 가스의 유동은 메인 관로(110)에서 보조 관로(132)를 통과하면서 속도가 빨라지게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 감속 챔버(136)는 유동의 속도를 늦추기 위한 공간으로서, 보조 관로(132)의 상부에 위치할 수 있다.

이 때, 감속 챔버(136)의 단면적은 보조 관로(132)의 단면적보다 크므로, 보조 관로(132)에서 감속 챔버(136)로 흐르는 유동은 속도가 느려지게 된다.

전술하였듯이, 메인 관로(110)에서 보조 관로(132)를 통과하면서 가스 유동의 속도가 빨라지게 되는데, 이러한 경우 탱크(1) 내부의 액체 화물에 의한 액적이 함께 배출될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 탱크(1) 내부에서 배출되는 가스 유동의 속도를 감속 챔버(136)에서 늦춰줌으로써, 배출되는 가스에 함유될 수 있는 액적은 중력에 의해 하부로 떨어지게 되어, 탱크(1) 외부로 가스와 함께 배출되는 위험을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 배관(134)은 감속 챔버(136)를 거친 가스를 탱크(1)의 외부로 나갈 수 있도록 하는 구성이다.

이 때, 외부 배관(134)은 관로 구조체(100)의 일측에서 형성되어 외부로 돌출된 형태로 구성될 수 있다.

한편, 외부 배관(134)은 탱크(1) 외부와 연통되는데, 배출된 가스가 필요한 지점으로 연결될 수 있으며, 탱크(1) 내부로 가스를 유입시키는 경우에는 가스 유입 수단과 연결될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 관로 구조체(100)는 오목부(140)를 더 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 관로 구조체(100)의 내부에는 인접한 주위보다 구조적으로 높이가 낮게 형성되는 오목부(140)가 존재할 수 있는데, 여기서 높이는 일반적인 의미로서, 도 2를 기준으로 하측 일정 지점에서부터 상측 방향으로의 수직 거리를 의미한다.

이 때, 오목부(140)는 관로 구조체(100)가 관로 구조체(100)를 지나가는 가스 또는 탱크(1) 내부에 저장되는 초저온의 액체 화물에 의한 열수축 및 열팽창에 대응할 수 있도록 구조적으로 형성되는 부분일 수 있다.

이 때, 탱크(1) 내부에 저장되어 있는 액체 화물이 여러 원인으로 관로 구조체(100) 내부로 튀어 올라 오목부(140)에 고일 수 있다.

이러한 경우, 관로 구조체(100) 및 배관이 손상되거나, 고인 액체가 가스 통로로 유출되는 등의 여러 문제가 발생할 가능성이 있기 때문에, 액체가 관로 구조체(100) 내부에 고이지 않도록 해야 한다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 오목부(140)에 고인 액체가 즉시 탱크(1) 내부로 다시 복귀될 수 있도록, 관로 구조체(100) 내부에 배수로(150)가 형성될 수 있다.

이 때, 도 3을 참조하면, 배수로(150)는 오목부(140) 일측에 유입구가 형성되고 관로 구조체(100)의 내측면 일측에 배출구가 형성될 수 있다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배수로(150)는 꺾임부(152)를 포함할 수 있다.

이 때, 꺾임부(152)는 직선 또는 곡선으로 배수로(150)의 일부가 굴절된 부분으로, 탱크(1) 내부의 초저온의 액체 화물로 인한 열수축 및 열팽창에 대응하기 위한 구성이다.

이에 따라, 배수로(150)는 탱크(1) 내부의 초저온의 액체 화물 또는 배수로(150) 내부를 흐르는 액체에 의한 열수축 또는 열팽창에 유연하게 대응할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배수로(150)의 배출구에는 망 구조물(154)이 구비될 수 있다.

이에 따라, 탱크(1) 내부의 액체가 여러 원인으로 인하여 관로 구조체(100) 내부로 튀어 오르는 경우라도, 망 구조물(154)에 의한 저항 증가로 인하여 액체가 배수로(150)의 배출구를 통해 역류할 가능성을 줄일 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)의 압력 제어 밸브(700)는, 탱크(1) 내부의 압력이 정해진 압력 이상으로 되었을 때 탱크(1) 내부의 가스를 탱크(1) 외부로 배출하여, 고압으로 인한 탱크(1)의 폭발 등의 사고를 방지하여 안전을 확보하기 위한 구성이다.

이 때, 압력 제어 밸브(700)는 전술하였듯이 탱크(1)의 외부에 위치되며, 관로 구조체(100)와 연결된다.

보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력 제어 밸브(700)는 제 1 관로(120)와 연결되어, 고압 신호에 의해 압력 제어 밸브(700)가 열리는 경우, 제 1 관로(120)의 배출 배관(124)을 통하여 탱크(1) 내부의 가스가 흘러 나와서 압력 제어 밸브(700)의 일측으로 배출될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)에서 압력 측정 배관(300)은 탱크(1) 내부의 압력을 측정하기 위한 구성이다.

이 때, 압력 측정 배관(300)은 일측이 제 1 관로(120) 내부에 위치되고 타측이 탱크(1) 외부에 위치한 압력 제어 밸브(700)의 일측에 연결된다.

이 때, 압력 측정 배관(300)에 의하여 측정된 탱크(1) 내부의 압력 측정값은 압력 제어 밸브(700)로 전달되어, 압력 제어 밸브(700)를 작동시키는데 이용될 수 있다.

이 때, 압력 측정 배관(300)의 일측을 탱크(1) 내부로 위치시키는 경우에 탱크(1) 내부의 액체 화물에 의해 압력 측정 배관(300)이 손상될 수 있기 때문에, 압력 특정 배관(300)의 일측을 탱크(1) 내부가 아닌 제 1 관로(120) 내부에 위치시킨다.

이 때, 압력 측정 배관(300)을 통해 정압(static pressure)을 측정할 수 있도록, 압력 측정 배관(300)의 일단이 가스의 유동 방향에 수직으로 배치될 수 있다.

이에 따라, 압력 측정 배관(300)은 상기 배관의 일측이 위치되는 제 1 관로(120) 내부의 정압을 측정하게 된다.

이는, 제 1 관로(120)의 단면적이 충분히 넓을 뿐만 아니라, 전술하였듯이 메인 관로(110)의 탱크(1) 내부측 단면적이 확대되는 등 압력 강하를 방지하는 구조가 형성되므로, 탱크(1) 내부의 압력과 제 1 관로(120)의 압력에 큰 차이가 발생하지 않기 때문이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력 측정 배관(300)의 적어도 일부에 제 1 굴절부(320)가 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 제 1 굴절부(320)는 압력 특정 배관(300)이 복수회 굴절되어 주름 형상을 구성하는 부분이다.

이 때, 굴절은 곡선이나 직선으로 꺾어지는 모든 휘어짐을 포함하는 의미이다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 배관(300)은 관로를 통과하는 가스 또는 탱크(1) 내부의 초저온의 액체 화물에 의한 열수축 및 열팽창에 대응할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)에서 스프레이 배관(500)은 탱크(1) 내부를 냉각하기 위해 탱크(1) 내부로 분사되는 냉각 유체가 흐르기 위한 구성이다.

LNG와 같은 초저온의 액체 화물을 저장하는 탱크(1)는 액체 화물을 탱크(1) 내부로 주입시키기 전에 열충격을 방지하기 위해 탱크(1) 내부를 미리 냉각시킬 필요가 있는데, 이를 위해 저장되는 액체 화물과 동일한 유체를 탱크(1) 내부로 분사하는 방식으로 탱크(1) 내부를 냉각시킬 수 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 배관(500)이 전술한 용도에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스프레이 배관(500)의 일측은 관로 구조체(100)의 일측을 관통하여 관로 구조체(100)의 내부에 배치될 수 있다.

이에 따라, 탱크(1) 외부의 냉각 유체 공급원으로부터 냉각 유체를 공급받아서 탱크(1) 내부로 냉각 유체를 분사시킬 수 있다.

이 때, 스프레이 배관(500)은 탱크(1) 외부에서 내부 방향 즉, 상하 방향으로 형성될 수 있다.

이는, 스프레이 배관(500)이 관로 구조체(100) 내부를 지나서 탱크(1) 내부측에 노출된 상태로 냉각 유체를 분사하기 위함이다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 스프레이 배관(500)은 2개일 수 있으나, 이에 한정되지 아니하며, 1개 이상의 복수 개로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스프레이 배관(500)은 제 2 굴절부(520) 및 노즐부(540)를 포함할 수 있다.

이 때, 제 2 굴절부(520)는 열수축 및 열팽창에 대응하기 위한 구성으로, 스프레이 배관(500)의 적어도 일부에 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제 2 굴절부(520)는 스프레이 배관(500)이 복수회 굴절되어 주름 형상을 구성하는 부분이다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 배관(500)은 관로 구조체(100) 내부를 흐르는 가스 또는 탱크(1) 내부의 초저온의 액체 화물에 의한 열수축 및 열팽창에 대응할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노즐부(540)는 탱크(1) 내부를 냉각시키기 위하여 스프레이 배관(500)을 따라 흐르는 냉각 유체를 스프레이 배관(500) 외부로 분사시키기 위한 구성이다.

이 때, 노즐부(540)는 프레임(542) 및 분사 노즐(544)을 포함할 수 있다.

이 때, 프레임(542)은 분사 노즐(544)을 배치시키기 위한 구성으로서, 스프레이 배관(500)에서 탱크(1) 내부측 단부에 형성된다.

또한, 도 2를 참조하면, 프레임(542)는 관로 구조체(100)의 내부에서 벗어나 관로 구조체(100)의 외측부에 배치되며, 전체적으로는 탱크(1)의 천장부에 위치될 수 있다.

이 때, 프레임(542)은 메인 관로(110)의 단면보다 큰 범위의 테두리 형태로 형성될 수 있다.

이에 따라, 프레임(542)의 구조 전체가 관로 구조체(100)의 외측부에 배치될 수 있으며, 분사 노즐(544)을 넓게 배치시킬 수 있어 탱크(1) 내부를 향하여 보다 넓은 범위로 냉각 유체를 분사시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프레임(542)은 원형의 테두리 형태이나, 이에 한정되지 아니하며, 사각형을 포함한 다각형 등의 다양한 테두리 형태로 형성될 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)가 구비된 탱크(1)의 천장부가 사각형인 경우라면, 원형보다 사각형 테두리 형태의 프레임(542)으로 형성되는 것이 효율적인 냉각에 유리할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 분사 노즐(544)은 냉각 유체를 분사시키는 구성으로서, 복수 개로 구성되어 프레임(542) 일측에 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.

이에 따라, 스프레이 배관(500)을 따라서 흐르는 냉각 유체는 프레임(542)에 도달하여 분사 노즐(544)을 통하여 탱크(1) 내부로 분사될 수 있다.

이 때, 분사 노즐(544)은 탱크(1) 내부 방향을 향하여 배치되며, 분사 범위가 겹치지 않을 만큼 이격될 수 있다.

또한, 분사 노즐(544)의 분사 방향을 지그재그 방식으로 구성하여 분사 범위가 겹치는 현상을 최소화할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)는 하나의 메인 관로(110)에서 제 1 관로(120) 및 제 2 관로(130)로 분기되는 관로 구조체(100), 압력 제어 밸브(700), 압력 측정 배관(300) 및 스프레이 배관(500)을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 다른 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

이 때, 전술한 본 발명의 일 실시예와 비교하여 변형된 구성과 그에 따른 차이점을 설명하고, 변형된 구성을 제외한 다른 구성들은 전술한 바와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)의 단면도이다. 도 6은 도 5에서의 'Ⅷ' 부분의 확대도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 통로 구조(10)에서 덮개 부재(160)의 변형된 형태의 확대도이다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전술한 일 실시예에서와 같이 오목부(140)에 배수로(150)가 형성되는 대신, 도 5에 도시된 바와 같이 오목부(140) 상부에 덮개 부재(160)가 형성될 수 있다.

이 때, 도 6을 참조하면, 덮개 부재(160)는 관로 구조체(100)의 일측면에 형성되어 오목부(140) 상부를 덮을 수 있다.

이 때, 덮개 부재(160)는 관로 구조체(100) 내부 방향으로 경사를 이룰 수 있다.

이에 따라, 덮개 부재(160) 상부로 튀어 오른 액체가 즉각 탱크(1) 내부 방향으로 흘러 내릴 수 있다.

한편, 덮개 부재(160) 및 오목부(140)에 인접한 관로 구조체(100)의 내측면 사이의 적어도 일부에는 틈새(162)가 형성될 수 있다.

이에 따라, 오목부(140)는 주위로부터 완전히 밀폐되지 않게 되며, 밀폐된 공간에서 발생되는 압력 상승 등의 문제를 방지할 수 있다.

한편, 상기 틈새(162)는 필터 부재(164)로 막혀 있을 수 있다.

이 때, 필터 부재(164)는 기체는 통과시키되 액체는 통과시키지 않는 부재를 모두 포함하며, 데미스터(demister)일 수 있다.

이에 따라, 오목부(140)가 주위로부터 완전히 밀폐되지 않으면서도, 액체가 오목부(140)에 고이는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 7을 참조하면, 덮개 부재(160)의 변형된 형태로서, 덮개 부재(160)는 관로 구조체(100) 내측면의 일부를 덮도록 하부로 길게 형성될 수 있다.

이 때, 관로 구조체(100)의 내측면을 덮는 길이가 길어질수록 액체가 틈새(162)로 새어 들어와서 오목부(140)에 고일 가능성이 낮아지므로, 틈새(162)가 필터 부재(164)로 막혀 있지 않을 수 있다.

그러나 이에 한정되지 아니하며, 관로 구조체(100)의 내측면을 덮도록 길게 확장된 덮개 부재(160)에 의한 틈새(162)라도 필터 부재(164)가 구비될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 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.

1 탱크 10 가스 통로 구조
20 액체 통로 구조 30 보온재
100 관로 구조체 110 메인 관로
120 제 1 관로 122 유입 관로
124 배출 배관 130 제 2 관로
132 보조 관로 134 외부 배관
136 감속 챔버 140 오목부
150 배수로 152 꺾임부
154 망 구조물 160 덮개 부재
162 틈새 164 필터 부재
300 압력 측정 배관 320 제 1 굴절부
500 스프레이 배관 520 제 2 굴절부
540 노즐부 542 프레임
544 분사 노즐 700 압력 제어 밸브

Claims

초저온의 액체 화물을 저장하는 탱크에 구비되는 가스 통로 구조로서,
상기 탱크의 천장 일측을 상하 방향으로 관통하여 설치되는 관로 구조체;
상기 탱크 내부의 압력을 조절할 수 있도록 상기 관로 구조체와 연결되는 압력 제어 밸브; 및
상기 탱크 내부의 압력을 측정할 수 있도록 일측이 상기 관로 구조체의 내부에 배치되며 타측이 상기 압력 제어 밸브와 연결되는 압력 측정 배관을 포함하되,
상기 관로 구조체는,
하나의 메인 관로에서 제 1 관로 및 제 2 관로로 분기되어, 상기 탱크 내부의 가스가 상기 메인 관로에서 상기 제 1 관로 및 상기 제 2 관로를 통해 상기 탱크의 외부로 배출되는, 가스 통로 구조.
제 1항에 있어서,
상기 압력 측정 배관의 적어도 일부는 열수축 및 열팽창에 대응할 수 있도록 제 1 굴절부가 형성되는, 가스 통로 구조.
제 1항에 있어서,
상기 관로 구조체의 내측면은 인접한 주위보다 높이가 낮은 오목부를 포함하고,
상기 오목부에 상기 액체 화물이 고이지 않도록 배수로가 형성되는, 가스 통로 구조.
제 3항에 있어서,
상기 배수로는 열수축 및 열팽창에 대응할 수 있도록 꺾임부를 포함하는, 가스 통로 구조.
제 3항에 있어서,
상기 배수로의 상기 탱크 내부측 단부는 망 구조물이 구비되는, 가스 통로 구조.
제 1항에 있어서,
상기 관로 구조체의 내측면은 인접한 주위보다 높이가 낮은 오목부를 포함하고,
상기 오목부에 상기 액체 화물이 고이지 않도록 상기 오목부 상부에 덮개 부재가 형성되는, 가스 통로 구조.
제 6항에 있어서,
상기 덮개 부재 및 상기 오목부에 인접한 상기 관로 구조체의 내측면 사이의 적어도 일부에는 틈새가 형성되는, 가스 통로 구조.
제 7항에 있어서,
상기 틈새는 필터 부재로 막혀 있는, 가스 통로 구조.