KR20120139287A

KR20120139287A - Ｌｎｇ 저장탱크용 벌크헤드

Info

Publication number: KR20120139287A
Application number: KR1020110059014A
Authority: KR
Inventors: 편장훈; 허광현; 금동민; 강원식; 방준기
Original assignee: 에스티엑스조선해양 주식회사
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-27

Abstract

본 발명의 LNG 저장탱크용 벌크헤드는, LNG 저장탱크의 액화천연가스에 의한 슬로싱을 감소시키는 LNG 저장탱크용 벌크헤드에 있어서, 상기 벌크헤드에는 연통홀이 형성되며, 상기 연통홀은 복수의 대형 연통홀과 복수의 소형 연통홀로 형성되고 상기 대형 연통홀의 테두리에는 페이스 플레이트가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 페이스 플레이에 의해 대형 연통홀의 크기와 생성개수를 늘리면서 LNG 저장탱크의 구조적 안정성을 유지하는 효과가 있다.

Description

ＬＮＧ 저장탱크용 벌크헤드{BULKHEAD FOR LNG CARGO TANK}

본 발명은 LNG 저장탱크용 벌크헤드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LNG 저장탱크의 내부를 전,후 또는 좌,우로 유동하는 액화천연가스의 슬로싱 현상을 감소시키는 LNG 저장탱크용 벌크헤드에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소요처로 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, 액화천연가스의 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.

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

상기 LNG 저장탱크에는 그 내부를 전,후 또는 좌,우로 유동하는 액화천연가스의 슬로싱(Sloshing) 현상을 감소시키도록 상기 LNG 저장탱크의 내부를 전,후 또는 좌,우로 이분하는 벌크헤드(Bulkhead)(또는 Swash Type B/H)가 설치된다.

상기 벌크 헤드에 의해 LNG 저장탱크 내부에 저장된 액화천연가스의 슬로싱이 감소된다.

이하, 종래기술에 따른 LNG 저장탱크를 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, LNG 저장탱크(10)는 선체(20)의 내면에 설치된다. 이때, 상기 LNG 저장탱크(10)는 수직 서포트(11)에 의해 상기 선체(20)의 내면 바닥에 설치된다.

상기 수직 서포트(11)는 LNG 저장탱크(10)의 바닥면을 고르게 지지하도록 복수개 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 LNG 저장탱크(10)의 표면에는 단열재(12)가 설치되어 저온의 액화천연가스에 의해 선체(20) 내면의 저온 취성이 급격히 증가하는 것을 억제하게 된다.

한편, 상기 LNG 저장탱크(10)가 설치된 선체(20)는 파도나 해풍에 의해 심한 동요가 발생할 수 있으며, 이 경우, 상기 LNG 저장탱크(10)에 보관된 액화천연가스가 유동하는 슬로싱이 발생하여 상기 LNG 저장탱크(10)의 벽면은 액화천연가스에 의해 심한 충격을 받게 된다. 이러한 슬로싱 현상은 선체(20)의 운항 중에 필연적으로 발생하므로 슬로싱에 의한 충격력을 견디기 위해 충분한 강도를 가지도록 LNG 저장탱크(10)를 설계할 필요가 있다.

이에 따라, 상기 LNG 저장탱크(10)에는 그 내부를 전,후 또는 좌,우로 분리하여 슬로싱을 방지하는 벌크헤드(30)가 설치되며, 상기 벌크헤드(30)는 LNG 저장탱크(10)의 내부를 전,후 또는 좌,우로 이분하도록 가로질러 설치된다.

구체적으로, 상기 벌크헤드(30)에는 액화천연가스가 이분된 공간을 자유롭게 넘나들 수 있도록 연통홀(31)이 형성되며, 상기 연통홀(31)은 벌크헤드의 중앙으로 형성되는 대형 연통홀(32)과, 상기 대형 연통홀(32) 주변으로 형성되는 소형 연통홀(33)로 구성된다.

그러나, 종래기술에 따른 벌크헤드(30)는 LNG 저장탱크(10)의 구조적 안정성을 유지하기 위해 대형 연통홀(32)의 크기와 생성개수가 제한되는 문제점이 있었다.

한편, 종래기술의 벌크헤드(30)에 대형 연통홀(32)의 크기와 생성개수를 늘리기 위해서는 LNG 저장탱크(10)의 구조적 안정성을 유지하도록 보강 리브 등과 같은 별도의 구조보강을 위한 구조물이 추가되어 LNG 저장탱크(10)의 중량 및 건조비용이 증가하는 문제점이 있었다.

따라서, 대형 연통홀의 크기와 생성개수를 늘리면서 LNG 저장탱크의 구조적 안정성을 유지함과 아울러 LNG 저장탱크의 중량이 증가하지 않는 개선된 LNG 저장탱크용 벌크헤드의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 연통홀의 크기와 생성개수를 늘리면서 LNG 저장탱크의 구조적 안정성을 유지하는 LNG 저장탱크용 벌크헤드를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 LNG 저장탱크용 벌크헤드는, LNG 저장탱크의 액화천연가스에 의한 슬로싱을 감소시키는 LNG 저장탱크용 벌크헤드에 있어서, 상기 벌크헤드에는 연통홀이 형성되며, 상기 연통홀은 복수의 대형 연통홀과 복수의 중형 연통홀로 형성되고 상기 대형 연통홀의 테두리에는 페이스 플레이트가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 페이스 플레이트와 대형 연통홀의 테두리는 'T'자형 단면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 페이스 플레이트의 양측 단부는 상기 대형 연통홀의 테두리를 중심으로 절곡되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 페이스 플레이트의 단면형상은 호형(弧形)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대형 연통홀은 2개로 형성되며, 상기 2개의 대형 연통홀은 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대형 연통홀은 벌크헤드의 중심으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중형 연통홀의 하부에는 복수의 소형 연통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 LNG 저장탱크용 벌크헤드에 따르면, 페이스 플레이에 의해 대형 연통홀의 크기와 생성개수를 늘리면서 LNG 저장탱크의 구조적 안정성을 유지하는 효과가 있다.

즉, 벌크헤드에 페이스 플레이트를 설치하여 적절한 구조 보강을 수행함으로써, 벌크헤드에 연통홀이 증가하면 구조적인 안정성을 유지하지 못하였던 종래기술의 단점을 해결한다.

또한, 벌크헤드에 연통홀의 크기와 생성개수를 증가시킴에 따라 벌크헤드의 면적 및 중량이 감소하게 된다. 이에 따라, 벌크헤드의 제작에 소요되는 시간과 자재가 절감되는 효과가 있다.

또한, 벌크헤드의 중량이 감소함에 따라 LNG 저장탱크의 중량이 감소하게 된다. 이에 따라, LNG 저장탱크의 중량 감소에 따른 선박의 속도 향상 및 정박용 자재의 크기를 크게 줄일 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 LNG 저장탱크를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 LNG 저장탱크를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 'a-a'부 단면도이다.
도 4는 도 2의 다른 실시예에 따른 'a-a'부 단면도이다.
도 5는 도 2의 또 다른 실시예에 따른 'a-a'부 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 LNG 저장탱크를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 'a-a'부 단면도이며, 도 4는 도 2의 다른 실시예에 따른 'a-a'부 단면도이고, 도 5는 도 2의 또 다른 실시예에 따른 'a-a'부 단면도이다.

본 발명에 따른 LNG 저장탱크용 벌크헤드를 설명하기에 앞서, 먼저 본 발명에 대한 이해에 도움이 될 수 있도록 LNG 저장탱크의 구조를 간단히 설명하고자 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, LNG 저장탱크(100)는 선체(200)의 내면에 설치된다. 이때, 상기 LNG 저장탱크(100)는 수직 서포트(110)에 의해 상기 선체(200)의 내면 바닥에 설치된다.

상기 수직 서포트(110)는 LNG 저장탱크(100)의 바닥면을 고르게 지지하도록 복수개 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 LNG 저장탱크(100)의 표면에는 단열재(120)가 설치되어 저온의 액화천연가스에 의해 선체(200) 내면의 저온 취성이 급격히 증가하는 것을 억제하게 된다.

한편, 상기 LNG 저장탱크(100)가 설치된 선체(200)는 파도나 해풍에 의해 심한 동요가 발생하는 경우, 상기 LNG 저장탱크(100)에 보관된 액화천연가스가 유동하는 슬로싱이 발생하여 상기 LNG 저장탱크(100)의 벽면은 액화천연가스에 의해 심한 충격을 받게 된다. 이러한 슬로싱 현상은 선체(200)의 운항 중에 필연적으로 발생하므로 슬로싱에 의한 충격력을 견디기 위해 충분한 강도를 가지도록 LNG 저장탱크(100)를 설계할 필요가 있다.

이에 따라, 상기 LNG 저장탱크(100)에는 그 내부를 전,후 또는 좌,우로 분리하여 슬로싱을 방지하는 벌크헤드(300)가 설치된다.

이하, 본 발명에 따른 LNG 저장탱크용 벌크헤드를 설명한다.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 LNG 저장탱크용 벌크헤드(300)는 액화천연가스의 슬로싱을 방지하도록 LNG 저장탱크(100)의 내부를 전,후 또는 좌,우로 이분하도록 가로질러 설치된다.

구체적으로, 상기 벌크헤드(300)에는 액화천연가스가 상기 LNG 저장탱크(100)의 이분된 공간을 자유롭게 넘나들 수 있도록 연통홀(310)이 형성되며, 상기 연통홀(310)은 벌크헤드(300)의 중앙으로 형성되는 대형 연통홀(311)과, 상기 대형 연통홀(311) 주변으로 형성되는 중형 연통홀(312)로 구성된다.

이때, 상기 대형 연통홀(311)의 테두리(311a)에는 LNG 저장탱크(100)의 구조적 안정성을 유지하도록 페이스 플레이트(320)가 구비된다.

또한, 상기 페이스 플레이트(320)는 상기 대형 연통홀(311)의 테두리(311a)와 용접 등과 같은 일반적인 기계결합수단에 의해 결합되므로 상세한 설명은 생략한다.

이외에도, 상기 페이스 플레이트(320)는 상기 대형 연통홀(311)의 테두리(311a)를 절곡하여 상기 대형 연통홀(311)과 일체형으로 형성할 수도 있다.

이에 따라, 상기 페이스 플레이(320)에 의해 상기 대형 연통홀(311)의 크기와 생성개수를 늘리면서 LNG 저장탱크(100)의 구조적 안정성을 유지할 수 있게 된다.

즉, 상기 벌크헤드(300)에 페이스 플레이트(320)를 설치하여 상기 벌크헤드(300)의 휨 등이 발생하는 것을 방지하는 적절한 구조 보강을 수행함으로써, 도 1의 벌크헤드(30)에 대형 연통홀(32)이 증가하면 구조적인 안정성을 유지하지 못하였던 종래기술의 단점을 본 발명의 벌크헤드(300)는 해결하였다.

또한, 상기 벌크헤드(300)에 대형 연통홀(311)의 크기와 생성개수를 증가시킴에 따라 상기 벌크헤드(300)의 면적 및 중량이 감소하게 된다. 이에 따라, 상기 벌크헤드(300)의 제작에 소요되는 시간과 자재가 절감된다.

더욱이, 상기 벌크헤드(300)의 중량이 감소함에 따라 LNG 저장탱크(100)의 중량 또한 감소하게 된다. 이에 따라, 상기 LNG 저장탱크(100)의 중량 감소에 따른 선체(100)의 속도 향상 및 정박용 자재의 크기를 크게 줄일 수 있다.

그리고, 상기 페이스 플레이트(320)와 대형 연통홀(311)의 테두리(311a)는 도 3과 같이 'T'자형 단면으로 형성된다.

도 4는 상기 페이스 플레이트의 다른 실시예로서, 상기 페이스 플레이트(320')의 양측 단부는 상기 대형 연통홀(311)의 테두리(311a)를 중심으로 절곡된다. 이때 상기 페이스 플레이트(320')는 대형 연통홀(311)의 관통부위와 반대되는 방향으로 절곡된다.

도 5는 상기 페이스 플레이트의 또 다른 실시예로서, 상기 페이스 플레이트(320")의 단면형상은 호형(弧形)으로 형성된다. 이때, 상기 페이스 플레이트의 휨방향은 대형 연통홀(311)의 관통부위와 반대되는 방향인 것이 바람직하다.

한편, 상기 페이스 플레이트(320")의 양측 단부는 벌크헤드(300)와 면 밀착하도록 구성되어 액화천연가스의 유동저항을 최소화하도록 형성될 수도 있다.

또한, 상기 대형 연통홀(311)은 2개로 형성되며, 상기 2개의 대형 연통홀(311)은 대칭으로 형성된다.

그리고, 상기 대형 연통홀(311)은 벌크헤드(300)의 중심으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성되어 액화천연가스가 LNG 저장탱크(100)의 이분된 공간을 원활하게 이동하게 해준다.

구체적으로, 상기 대형 연통홀(311)은 벌크헤드(300)의 외곽테두리와 인접하는 부위부터 벌크헤드(300)의 중심과 인접하는 부위로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성된다.

한편, 상기 중형 연통홀(312)의 하부에는 복수의 소형 연통홀(313)이 형성된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

예를 들어, 전술한 설명에서는 대형 연통홀(311)에만 페이스 플레이(320)가 설치되었지만, 이를 특별히 한정하는 것은 아니며 중형 연통홀(312)과 소형 연통홀(313)에도 LNG 저장탱크(100)의 구조적 안정성을 유지하도록 페이스 플레이트(320)가 설치되어도 무방하다.

100 - LNG 저장탱크 110 - 수직서포트
120 - 단열재 200 - 선체
300 - 벌크헤드 310 - 연통홀
311 - 대형 연통홀 312 - 중형 연통홀
313 - 소형 연통홀 320 - 페이스 플레이트

Claims

LNG 저장탱크(100)의 액화천연가스에 의한 슬로싱을 감소시키는 LNG 저장탱크용 벌크헤드(300)에 있어서,
상기 벌크헤드(300)에는 연통홀(310)이 형성되며, 상기 연통홀(310)은 복수의 대형 연통홀(311)과 복수의 중형 연통홀(312)로 형성되고,
상기 대형 연통홀(311)의 테두리(311a)에는 페이스 플레이트(320)가 구비되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 벌크헤드.
제 1항에 있어서,
상기 페이스 플레이트(320)와 대형 연통홀(311)의 테두리(311a)는 'T'자형 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 벌크헤드.
제 2항에 있어서,
상기 페이스 플레이트(320)의 양측 단부는 상기 대형 연통홀(311)의 테두리(311a)를 중심으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 벌크헤드.
제 1항에 있어서,
상기 페이스 플레이트(320)의 단면형상은 호형(弧形)인 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 벌크헤드.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대형 연통홀(311)은 2개로 형성되며, 상기 2개의 대형 연통홀(311)은 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 벌크헤드.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대형 연통홀(311)은 벌크헤드의 중심으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 벌크헤드.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중형 연통홀(312)의 하부에는 복수의 소형 연통홀(313)이 형성되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 벌크헤드.