KR20140021198A - 멤브레인형 화물창의 단열 시스템 - Google Patents

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KR20140021198A
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Abstract

멤브레인형 화물창의 단열 시스템이 개시된다. 본 발명의 멤브레인형 화물창의 단열 시스템은 액화천연가스 운반선의 멤브레인형 화물창의 단열 시스템에 있어서, 내부에 공간이 형성되고 액화천연가스를 단열시키는 단열박스; 및 단열박스의 공간에서 단열박스의 상하 벽에 연장되어 배열되는 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥을 포함한다.

Description

멤브레인형 화물창의 단열 시스템{Insulation System For Membrane Type LNG Cargo Tank}
본 발명은 멤브레인형 화물창의 단열 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액화천연가스를 단열시키는 NO 96 멤브레인형 화물창 또는 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 단열박스 내부에 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥을 마련하고 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재를 충진함으로써 단열성을 향상시킨 멤브레인형 화물창의 단열 시스템에 관한 것이다.
천연가스(natural gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(ethane), 프로판(propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 최근 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로서 각광받고 있다.
천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃이하)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
액화천연가스 운반선에는 천연가스를 냉각하여 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(cargo, 저장탱크라고도 함)이 구비된다. 액화천연가스의 끓는점은 대기압에서 약 -162℃ 정도이므로, 액화천연가스의 화물창은 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등과 같은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작될 수 있으며, 열응력 및 열수축에 강인하고, 열침입을 막을 수 있는 구조로 설계된다.
LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel), 최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.
LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 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 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
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.
이러한 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 통상 멤브레인형 저장탱크는 GTT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다.
전술한 GTT형 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. 또한, 독립탱크형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제 10-15063 호 및 제 10-305513 호 등에 기재되어 있다.
GTT NO 96형의 저장탱크는, 0.5 ~ 1.5㎜ 두께의 인바(Invar) 강(36% Ni)으로 이루어지는 1차 밀봉벽 및 2차 밀봉벽과, 플라이우드 박스(plywood box) 및 펄라이트(perlite) 등으로 이루어지는 1차 단열벽 및 2차 단열벽이, 선체의 내부 표면 상에 번갈아 적층 설치되어 이루어진다.
GTT NO 96형의 경우, 1차 밀봉벽 및 2차 밀봉벽이 거의 같은 정도의 액밀성 및 강도를 지님으로써 1차 밀봉벽의 누설시 상당한 기간 동안 2차 밀봉벽만으로도 화물을 안전하게 지탱할 수 있다. 또한 GTT NO 96형의 밀봉벽은 멤브레인(Membrane)이 직선형이므로 TGZ Mark Ⅲ형의 파형 멤브레인보다 용접이 간편하여 자동화율은 높으나, 전체적인 용접장은 TGZ Mark Ⅲ형보다 길다. 또한, GTT NO 96형의 경우 단열박스(즉, 단열벽)를 지지하기 위해서 더블 커플(Double Couple)을 이용하고 있다. 프랑스 특허 제 2146612 호, 제 2629897 호, 제 2683786 호 등에는 종래의 GTT NO 96형 단열박스의 구성과 고정방법 등이 개시되어 있다. TGZ Mark Ⅲ형 저장탱크는 등록특허공보 제 10-0801795호에 개시되어 있다.
종래의 GTT NO 96형 저장탱크의 구조를 도 1에, TGZ Mark Ⅲ형 저장탱크의 구조를 도 2에 각각 개략적으로 도시하였다.
도 1에서 볼 수 있듯이, GTT NO 96형 저장탱크는 플라이우스 소재의 수직 부재(3)가 배열되고 남은 내부 공간에 펄라이트와 질소가스가 채워진(4) 1차 단열벽(1)과 2차 단열벽(2)으로 이루어진 구조이다.
도 2에서 볼 수 있듯이, TGZ Mark Ⅲ형 저장탱크는 1차 단열층(7)과 2차 단열층(7)이 마련되고, 이들 사이에 합판과 방수층 등으로 이루어진 면(6)이 개재된다. 상부에는 거의 동일한 높이와 곡률을 가진 주름모양의 멤브레인(5)이 배치된다.
이와 같은 종래의 멤브레인형 단열박스는 내부에 단열재로 분말 형태의 펄라이트 또는 고밀도 폴리우레탄 폼을 주로 채용하고 있었다.
그러나, 펄라이트의 경우 저가인 반면 상대적으로 단열성능이 떨어지는 문제가 있었고, 고밀도 폴리우레탄 폼은 고가임에도 단열성능이 우수하지 못하다는 문제가 있었다. 또한 단열박스의 구조적 강성을 위해 배치되는 플라이우드의 수직부재는 가격 부담과 함께 무게가 무겁다는 단점이 있고, 단열박스 내에서 상당한 공간을 차지하여 단열박스의 단열성능을 떨어뜨리게 되는 점도 문제된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액화천연가스를 단열시키는 단열박스 내부에 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥을 마련하고 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재를 충진함으로써 무게가 가벼우면서 구조적 강성을 유지하고 단열성이 향상된 멤브레인형 화물창의 단열 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스 운반선의 멤브레인형 화물창의 단열 시스템에 있어서,
내부에 공간이 형성되고 상기 액화천연가스를 단열시키는 단열박스; 및
상기 단열박스의 상기 공간에서 상기 단열박스의 상하 벽에 연장되어 배열되는 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥을 포함하는 멤브레인형 화물창의 단열 시스템이 제공된다.
상기 단열박스 내부에는 밀도 40 내지 50 ㎏/㎥인 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재가 충진될 수 있다.
상기 단열 시스템은 NO 96 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 상기 단열박스는 상기 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스와, 상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 상기 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스를 포함하되, 상기 화물창에는 상기 1차 단열박스 및 상기 2차 단열박스가 인바(Invar) 강으로 된 1차 및 2차 밀봉벽과 번갈아 적층되고, 상기 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 및 상기 단열재는 상기 1차 단열박스 또는 상기 2차 단열박스 중 적어도 하나의 내부에 마련될 수 있다.
상기 단열 시스템은 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 상기 단열박스는 상기 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스와, 상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 상기 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스를 포함하되, 상기 화물창에는 상기 1차 단열박스 및 상기 2차 단열박스가 스테인리스강 멤브레인으로 이루어진 1차 밀봉벽 및 트리플렉스(Triplex)로 된 2차 밀봉벽과 번갈아 적층되되 상기 1차 밀봉벽에는 파형 주름부가 형성되고, 상기 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 및 상기 단열재는 상기 1차 단열박스 또는 상기 2차 단열박스 중 적어도 하나의 내부에 마련될 수 있다.
상기 단열박스 내부는 멜라민 폼을 포함한 개방형 구조 단열재가 충진되고 상기 단열박스 내부에는 진공 상태가 형성될 수 있다.
상기 단열 시스템은 NO 96 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 상기 단열박스는 상기 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스와, 상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 상기 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스를 포함하되, 상기 화물창에는 상기 1차 단열박스 및 상기 2차 단열박스가 인바(Invar) 강으로 된 1차 및 2차 밀봉벽과 번갈아 적층되고, 상기 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 및 상기 개방형 구조 단열재는 상기 1차 단열박스 또는 상기 2차 단열박스 중 적어도 하나의 내부에 마련될 수 있다.
상기 단열 시스템은 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 상기 단열박스는 상기 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스와, 상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 상기 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스를 포함하되, 상기 화물창에는 상기 1차 단열박스 및 상기 2차 단열박스가 스테인리스강 멤브레인으로 이루어진 1차 밀봉벽 및 트리플렉스(Triplex)로 된 2차 밀봉벽과 번갈아 적층되되 상기 1차 밀봉벽에는 파형 주름부가 형성되고, 상기 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 및 상기 개방형 구조 단열재는 상기 1차 단열박스 또는 상기 2차 단열박스 중 적어도 하나의 내부에 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 멤브레인형 화물창의 단열 시스템이 구비된 LNG 운반선이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조에 있어서,
내부에 공간이 형성된 단열박스가 구비되고, 상기 단열박스의 상기 공간에는 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥이 상기 단열박스의 상하 양면에 고정되어 이격 배치되며, 상기 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 사이에는 저밀도 폴리우레탄 폼 또는 개방형 단열재가 충진되어 단열층을 구성하는 것을 특징으로 하는 LNG 화물창의 단열구조가 제공된다.
본 발명의 멤브레인형 화물창의 단열 시스템은, 액화천연가스를 단열시키는 단열박스 내부에 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥을 마련하고 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재를 충진함으로써 무게가 가벼우면서 구조적 강성을 유지하고 단열성이 향상된 LNG 운반선의 단열 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 일 예에 따른 GTT NO 96형 저장탱크의 구조의 단면을 도시한다.
도 2는 종래의 일 예에 따른 TGZ MARK Ⅲ형 저장탱크의 구조의 단면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 NO 96형 저장탱크의 구조의 단면을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 MARK Ⅲ형 저장탱크의 구조의 단면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MARK Ⅲ형 저장탱크의 구조의 단면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멤브레인형 화물창의 단열 시스템이 마련됨으로써 높이가 낮아지는 단열박스의 모습을 종래 단열박스와 비교한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3, 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 NO 96 멤브레인형 화물창 또는 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 3 및 4에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 실시예들에 따른 멤브레인형 화물창의 단열 시스템은 액화천연가스 운반선의 멤브레인형 화물창의 단열 시스템에 있어서, 내부에 공간이 형성되고 액화천연가스를 단열시키는 단열박스(100)와, 단열박스(100)의 공간에서 단열박스의 상하 벽에 연장되어 배열되는 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥(200)을 포함한다.
단열박스(100) 내부에는 밀도 40 내지 50 ㎏/㎥인 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재가 충진될 수 있다.
저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재는 단열박스 내부에서 직접 발포시키거나 기계 가공된 것을 단역박스 내부에 채우는 방식으로 충진시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 단열 시스템은 NO 96 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 단열박스(100)는 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스(110)와, 1차 단열박스(110)와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스(120)를 포함하되, 화물창에는 1차 단열박스(110) 및 2차 단열박스(120)가 인바(Invar) 강으로 된 1차 및 2차 밀봉벽(미도시)과 번갈아 적층되고, 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥(200) 및 단열재는 1차 단열박스(110) 또는 2차 단열박스(120) 중 적어도 하나의 내부에 마련될 수 있다.
도 3은 제1 실시예에 따라 2차 단열박스(120)에 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥(200)이 마련되고 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재(300)가 충진된 NO 96 멤브레인형 화물창의 단면을 개략적으로 도시한다. 1차 단열박스(110)에는 종래의 NO 96 멤브레인형 화물창의 단열박스처럼 플라이우드의 수직부재(10)와 단열재로서 펄라이트(15)가 충진될 수 있다.
이와 같은 구조를 통해 NO 96 멤브레인형 화물창의 구조적 강성 내지 좌굴 강도를 유지하면서도, 단열성이 우수한 저밀도 폴리우레탄 폼을 단열재(300)로 2차 단열박스(120)에 충진함으로써 플라이우드의 수직부재(10) 마련부분에서 단열성능이 떨어지던 종래 화물창 단열박스의 단점을 보완할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에서, 단열 시스템은 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 단열박스는 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스(110)와, 1차 단열박스(110)와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스(120)를 포함하되, 화물창에는 1차 단열박스(110) 및 2차 단열박스(120)가 스테인리스강 멤브레인으로 이루어진 1차 밀봉벽(미도시) 및 트리플렉스(Triplex)로 된 2차 밀봉벽(미도시)과 번갈아 적층되되 1차 밀봉벽에는 파형 주름부가 형성되고(20), 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥(200) 및 단열재는 1차 단열박스(110) 또는 2차 단열박스(120) 중 적어도 하나의 내부에 마련될 수 있다.
제2 실시예로서 1, 2차 단열박스(110, 120)에 모두 섬유강화 플라스틱 기둥(200)을 마련하고 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재(300)를 충진한 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 단면은 개략적으로 도 4와 같은 모습이다. 제2 실시예에서 1차 단열박스(110)와 2차 단열박스(120)란 종래 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창에서의 1차 단열층과 2차 단열층(도 2의 7)에 해당한다.
종래 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창은 고밀도 폴리우레탄 폼으로 이루어진 1차 단열층과 2차 단열층 사이에 플라이우드나 방수 배리어 등(6)이 개재되고, 상부에 강성 플레이트와, 비슷한 곡률의 주름부로 이루어진 멤브레인부(5)가 형성된 구조였다.
이러한 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창은 상대적으로 구조적 강성이 떨어질 수 있었고, 본 실시예는 이를 보완하기 위해 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창 내에 섬유강화 플라스틱 기둥(200)을 마련하고 있다. 화물창 내 단열박스(100)에 섬유강화 플라스틱 소재의 수직기둥(200)을 마련하여 좌굴 강도를 향상시킴으로써 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 구조적 강성을 보완할 수 있다. 종래의 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창 내 단열박스에 채워넣은 고밀도 폴리우레탄 폼 대신, 본 실시예는 저밀도 폴리우레탄 폼 단열재(300)를 충진함으로써 단열 성능 또한 향상된다.
제3 실시예로서 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 1차 단열박스(110)는 종래의 1차 단열층과 같이 기둥형 수직 부재 없이 고밀도 폴리우레탄 폼 단열재(30)로 채우고, 2차 단열박스(120)는 섬유강화 플라스틱 기둥(200)과 저밀도 폴리우레탄 폼 단열재(300)로 충진한 구조로 구성할 수도 있다. 이러한 실시예는 도 5와 같은 단면을 보이게 된다.
본 발명의 다른 실시예들에서, 단열박스(100) 내부는 멜라민 폼을 포함한 개방형 구조 단열재가 충진되고 단열박스(100) 내부에는 진공 상태가 형성될 수 있다.
개방형 구조 단열재는 단열박스 외부에서 가공된 것을 단열박스 내부로 삽입하고, 그 후 단열박스(100) 내부를 진공 상태로 만듦으로써 단열층을 구성하게 된다.
제4 실시예에서, 단열 시스템은 NO 96 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 단열박스(100)는 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스(110)와, 1차 단열박스(110)와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스(120)를 포함하되, 화물창에는 1차 단열박스(110) 및 2차 단열박스(120)가 인바(Invar) 강으로 된 1차 및 2차 밀봉벽(미도시)과 번갈아 적층되고, 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥(200) 및 개방형 구조 단열재(300)는 1차 단열박스(110) 또는 2차 단열박스(120) 중 적어도 하나의 내부에 마련될 수 있다.
제4 실시예에 따라 2차 단열박스에 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥(200)이 마련되고 멜라민 폼이나 다른 개방형 구조의 단열재(300)가 충진된 NO 96 멤브레인형 화물창의 단면은 도 3과 같은 구조일 수 있다. 1차 단열박스(110)에는 종래의 NO 96 멤브레인형 화물창의 단열박스처럼 플라이우드의 수직부재(10)와 단열재로서 펄라이트(15)가 충진될 수 있다.
다른 실시예들에서, 단열 시스템은 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 단열박스는 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스(110)와, 1차 단열박스(110)와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스(120)를 포함하되, 화물창에는 1차 단열박스(110) 및 2차 단열박스(120)가 스테인리스강 멤브레인으로 이루어진 1차 밀봉벽(미도시) 및 트리플렉스(Triplex)로 된 2차 밀봉벽(미도시)과 번갈아 적층되되 1차 밀봉벽에는 파형 주름부가 형성되고(20), 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥(200) 및 개방형 구조 단열재(300)는 1차 단열박스(110) 또는 2차 단열박스(120) 중 적어도 하나의 내부에 마련될 수 있다.
제5 실시예로서, 1, 2차 단열박스(110, 120)에 모두 섬유강화 플라스틱 기둥(200)을 마련하고 멜라민 폼이나 다른 개방형 구조의 단열재(300)를 충진한 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 단면은 도 4와 같은 구조이다.
화물창 내 단열박스(100)에 섬유강화 플라스틱 소재의 수직기둥(200)을 마련하여 좌굴 강도를 향상시킴으로써 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 구조적 강성을 보완할 수 있다. 종래의 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창 내 단열박스에 채워넣은 고밀도 폴리우레탄 폼 대신, 본 실시예는 멜라민 폼 또는 다른 개방형 구조의 단열재(300)를 충진하고 진공상태를 형성시킴으로써 단열 성능 또한 향상된다.
제6 실시예로서 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 1차 단열박스(110)는 종래의 1차 단열층과 같이 기둥형 수직 부재 없이 고밀도 폴리우레탄 폼 단열재(30)로 채우고, 2차 단열박스는 섬유강화 플라스틱 기둥(200)과 멜라민 폼이나 다른 개방형 구조의 단열재(300)로 충진한 구조로 구성할 수도 있다. 2차 단열박스(120) 내부는 진공상태를 형성시킨다. 이러한 실시예는 도 5와 같은 단면을 보이게 된다.
상술한 실시예들은 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재 또는, 멜라민 폼이나 다른 개방형 구조의 단열재와 진공 상태 형성을 통해 종래의 펄라이트 단열재나 고밀도 폴리우레탄 폼의 단열재보다 우수한 단열성을 띠게 된다. 따라서 LNG 화물창에서의 BOG(Boil Off Gas) 발생을 줄일 수 있어, 이에 따른 재액화 비용을 절감하는 효과가 있다.
기존 시스템에서와 같은 BOG 발생량을 유지하는 경우, 단열박스의 단열성능 향상에 따라 단열박스(110, 120)의 높이를 줄일 수 있으므로 화물창 내 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있게 된다. 이와 같이 종래와 비교한 본 실시예들의 단열박스 높이 감소효과를 도 6에 도시하였다.
제4, 제5, 제6 실시예들에서는 단열박스 높이뿐만 아니라 개방형 구조의 단열재가 충진된 단열박스에서 내부의 진공 압력을 조절함으로써 단열성능을 변화시킬 수도 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 멤브레인형 화물창의 단열 시스템이 구비된 LNG 운반선이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조에 있어서,
내부에 공간이 형성된 단열박스가 구비되고, 단열박스의 공간에는 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥이 단열박스의 상하 양면에 고정되어 이격 배치되며, 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 사이에는 저밀도 폴리우레탄 폼 또는 개방형 단열재가 충진되어 단열층을 구성하는 것을 특징으로 하는 LNG 화물창의 단열구조가 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예들의 멤브레인형 화물창의 단열 시스템은, 액화천연가스를 단열시키는 단열박스 내부에 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥을 마련하고 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재 또는 개방형 구조의 단열재와 진공 상태를 단열박스 내부에 형성함으로써 NO 96 멤브레인형 화물창에서 플라이우드 수직부재 사용을 줄여 단열박스의 무게를 줄이면서도 단열성능을 향상시킬 수 있고, MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 구조적 강성을 강화시키면서 단열성이 향상시킬 수 있다.
또한 단열성능 향상에 따라 화물창에서의 BOG 발생을 감소시킴으로써 BOG 발생에 따른 재액화 비용을 절약할 수 있다. 동일한 BOG 발생량을 유지하도록 설계하는 경우 화물창에서 단열박스의 높이를 줄임으로써 화물창 내 공간을 보다 효과적으로 활용할 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 수직부재
15: NO 96 멤브레인형 화물창의 1차 단열박스 내부
20: 파형 주름부가 형성된 밀봉벽
30: MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 1차 단열박스 내부
100: 단열박스
110: 1차 단열박스
120: 2차 단열박스
200: 섬유강화 플라스틱 기둥
300: 2차 단열박스 내부

Claims (9)

  1. 액화천연가스 운반선의 멤브레인형 화물창의 단열 시스템에 있어서,
    내부에 공간이 형성되고 상기 액화천연가스를 단열시키는 단열박스; 및
    상기 단열박스의 상기 공간에서 상기 단열박스의 상하 벽에 연장되어 배열되는 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥을 포함하는 멤브레인형 화물창의 단열 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단열박스 내부에는 밀도 40 내지 50 ㎏/㎥인 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재가 충진되는 것을 특징으로 하는 멤브레인형 화물창의 단열 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 단열 시스템은 NO 96 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 상기 단열박스는
    상기 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스; 및
    상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 상기 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스를 포함하되,
    상기 화물창에는 상기 1차 단열박스 및 상기 2차 단열박스가 인바(Invar) 강으로 된 1차 및 2차 밀봉벽과 번갈아 적층되고,
    상기 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 및 상기 단열재는 상기 1차 단열박스 또는 상기 2차 단열박스 중 적어도 하나의 내부에 마련되는 것을 특징으로 하는 멤브레인형 화물창의 단열 시스템.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 단열 시스템은 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 상기 단열박스는
    상기 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스; 및
    상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 상기 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스를 포함하되,
    상기 화물창에는 상기 1차 단열박스 및 상기 2차 단열박스가 스테인리스강 멤브레인으로 이루어진 1차 밀봉벽 및 트리플렉스(Triplex)로 된 2차 밀봉벽과 번갈아 적층되되 상기 1차 밀봉벽에는 파형 주름부가 형성되고,
    상기 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 및 상기 단열재는 상기 1차 단열박스 또는 상기 2차 단열박스 중 적어도 하나의 내부에 마련되는 것을 특징으로 하는 멤브레인형 화물창의 단열 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 단열박스 내부는 멜라민 폼을 포함한 개방형 구조 단열재가 충진되고 상기 단열박스 내부에는 진공 상태가 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인형 화물창의 단열 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 단열 시스템은 NO 96 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 상기 단열박스는
    상기 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스; 및
    상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 상기 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스를 포함하되,
    상기 화물창에는 상기 1차 단열박스 및 상기 2차 단열박스가 인바(Invar) 강으로 된 1차 및 2차 밀봉벽과 번갈아 적층되고,
    상기 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 및 상기 개방형 구조 단열재는 상기 1차 단열박스 또는 상기 2차 단열박스 중 적어도 하나의 내부에 마련되는 것을 특징으로 하는 멤브레인형 화물창의 단열 시스템.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 단열 시스템은 MARK-Ⅲ 멤브레인형 화물창의 단열 시스템으로써, 상기 단열박스는
    상기 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스; 및
    상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 상기 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스를 포함하되,
    상기 화물창에는 상기 1차 단열박스 및 상기 2차 단열박스가 스테인리스강 멤브레인으로 이루어진 1차 밀봉벽 및 트리플렉스(Triplex)로 된 2차 밀봉벽과 번갈아 적층되되 상기 1차 밀봉벽에는 파형 주름부가 형성되고,
    상기 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 및 상기 개방형 구조 단열재는 상기 1차 단열박스 또는 상기 2차 단열박스 중 적어도 하나의 내부에 마련되는 것을 특징으로 하는 멤브레인형 화물창의 단열 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 멤브레인형 화물창의 단열 시스템이 구비된 LNG 운반선.
  9. 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조에 있어서,
    내부에 공간이 형성된 단열박스가 구비되고, 상기 단열박스의 상기 공간에는 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥이 상기 단열박스의 상하 양면에 고정되어 이격 배치되며, 상기 복수의 섬유강화 플라스틱 기둥 사이에는 저밀도 폴리우레탄 폼 또는 개방형 단열재가 충진되어 단열층을 구성하는 것을 특징으로 하는 LNG 화물창의 단열구조.
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CN112298457A (zh) * 2020-11-06 2021-02-02 中太海事技术(上海)有限公司 一种用于液化天然气储存的a型舱次屏蔽及其防护装置

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