KR20160127481A - 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 LNG(Liquefied natural gas) 유출 지역으로부터 연장되며, 선체(Hull) 내부 구조물의 측벽을 관통하여 형성되는 서브 드레인(Sub drain) 및 상기 서브 드레인의 둘레보다 큰 둘레를 가지고, 상기 선체 내부 구조물의 측벽에 형성되는 관통부에 장착되는 선체 내부 구조물 보호 부재를 포함하는 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템으로서, 본 발명은 선체의 내부를 통하는 드레인 라인으로 배출되는 LNG에 의해서 선체 내부의 구조물의 측벽이 손상되는 것을 보호할 수 있는 보호 시스템을 제공한다.

Description

선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템{PROTECTION SYSTEM FOR STRUCTURE INSIDE THE HULL OF A VESSEL}

본 발명은 액화천연가스를 취급하는 선박에서 누출되는 액화천연가스로부터 선박의 선체 내부 구조물을 보호하기 위한 시스템에 관한 것이다.

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG'라 함)는 연소 시 대기오염물질 배출이 적은 친환경 연료로서, 그 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있다. 일반적으로 액화가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 후 수송선(LNGC, LNG Carrier)에 의해 목적지까지 이송되는데, 가스를 극저온으로 액화시킨 액화천연가스는 기체 상태로 존재할 때에 비해 그 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송을 용이하게 하는 장점이 있다.

최근에는 이를 하나의 선박에서 LNG의 생산과 저장 및 하역을 할 수 있도록 제작된 구조물로서, LNG-FPSO(LNG Floating Production, Storage and Offloading)가 개발되어 이용되고 있다.

또한, LNG를 취급하는 선박으로는, LNG를 운송하되 LNG를 재기화시켜 육상에 공급하는 LNG-RV(LNG-Regasification Vessel)나, LNG를 액체 상태로 저장하다 필요시 재기화해 해저 또는 육상 파이프라인을 통해 육상 수요처로 공급하는 LNG-FSRU(LNG-Floating, Storage and regasification Unit) 등도 있다.

이러한 선박 내지 구조물들은 액체상태의 액화천연가스를 처리하거나, 천연가스를 액화하기 위한 수단들을 구비하게 된다.

즉, LNG-FPSO의 경우는 채굴된 천연가스를 액체 상태로 상변환시켜 저장하기 위한 전처리설비 및 액화설비 등을 보유하고, LNG-RV나 LNG-FSRU 등도 액화천연가스를 재기화시키기 위한 재기화설비를 보유하게 된다.

한편, 액화천연가스(LNG)는 상압 -163℃의 극저온에서 액화되기 때문에 이러한 액화천연가스가 인체에 닿거나 다른 구조물에 닿게 되면 굉장히 큰 위험이 된다.

위의 액화천연가스를 처리하는 선박 내지 구조물들은 그러한 액화천연가스를 선박 내에 저장하고, 천연가스를 액화시키거나 액화천연가스를 기화시키게 되는데, 이들 천연가스 또는 액화천연가스를 처리하는 과정에서 설비 내에서 고압의 액화천연가스가 폭발하여 유출되게 되면, 유출된 액화천연가스가 인체에 극도의 손상을 입히거나 다른 구조물에 심각한 훼손을 초래할 수 있다.

한편, 이러한 액화천연가스 운용 해양구조물의 LNG 저장탱크는 그 특성상 리세스 타입의 돔(DOME) 형태로 구비되고, 이러한 리세스 타입의 돔 형태의 저장탱크 상부에는 LNG 유출시 유출된 LNG를 배출시키기 위한 유입구가 마련되고, 유입구로부터 선박의 측방향으로 경사지게 연장 형성되는 드레인 라인을 통해서 선박의 측면으로 유출된 LNG가 배출될 수 있는 구성을 갖는다.

그런데, 가스 돔 상부에서 선체 내부를 통해 선박의 측면으로 연장되는 드레인 라인은 필연적으로 선체 내부의 구조물을 뚫고 지나가게 형성되어 LNG의 드레인 라인과 접하게 되는 선체 내부 구조물의 측벽은 LNG의 극저온으로 인해서 손상을 입게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 선체의 내부를 통하는 드레인 라인으로 배출되는 LNG에 의해서 선체 내부의 구조물의 측벽이 손상되는 것을 보호할 수 있는 보호 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템은, 선박의 LNG(Liquefied natural gas) 유출 지역으로부터 연장되며, 선체(Hull) 내부 구조물의 측벽을 관통하여 형성되는 서브 드레인(Sub drain) 및 상기 서브 드레인의 둘레보다 큰 둘레를 가지고, 상기 선체 내부 구조물의 측벽에 형성되는 관통부에 장착되는 선체 내부 구조물 보호 부재를 포함한다.

상기 선체 내부 구조물 보호 부재는 서스(SUS, Steel Use Stainless) 재질인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 서브 드레인은 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선박의 LNG 유출지역은 리세스 돔(Recess Dome) 형태로 구비되는 LNG 저장탱크이며, 상기 서브 드레인의 유입구는 상기 리세스 돔 상부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 서브 드레인과 연통되며, 선박의 선체 외벽을 관통하여 형성되는 터미널 드레인(Terminal drain) 및 상기 터미널 드레인의 둘레보다 큰 둘레를 가지고, 상기 선체 외벽에 형성되는 관통부에 장착되는 선체 외벽 보호 부재를 더 포함할 수 있다.

나아가, 상기 터미널 드레인과 연통되며, 선박의 선현 측에 하방향으로 마련되어 유출된 LNG를 선현 측 해상으로 배출시키기 위한 메인 드레인(Main drain)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 메인 드레인은 전체적으로 CSP(Cryogenic Spill Protection) 코팅 처리된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 메인 드레인은 선박의 선체 외벽으로부터 이격 배치되고, 상기 메인 드레인과 선체 외벽 사이에는 물을 분사시키기 위한 다수의 분사 노즐이 설치될 수 있다.

상기 다수의 분사 노즐의 분사 방향은 선체 외벽 측인 것을 특징으로 하며, 상기 다수의 분사 노즐의 설치 높이는 상기 메인 드레인의 배출구보다 높되, 상기 다수의 분사 노즐과 상기 메인 드레인의 높이 차이는 2미터 이내인 것을 보다 구체적인 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템에 의하면, LNG 누출시 LNG 배출 드레인이 통과되는 선체의 내부 구조물의 측벽이 통과되는 LNG에 의해서 손상되지 않도록 함으로써, 선체의 내부 구조물을 안전하게 보호할 수 있게 한다.

또한, 선체의 외벽 또한 유출되는 LNG에 의한 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템의 선체 내부 구조물의 측면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물의 일 구성을 개략적으로 도시한 것이다.

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.

본 발명에 따른 액화천연가스 취급 선박은 천연가스를 액화시켜 저장하거나 액화된 액화천연가스를 기화시키는 선박 내지 구조물을 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템을 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템의 선체 내부 구조물의 측면을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3은 본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물의 일 구성을 개략적으로 도시한 것이다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템은, 천연가스를 액화시켜 저장하거나 액화된 액화천연가스를 기화시키는 선박 내지 구조물에서 유출되어 배출되는 LNG로부터 선체 내부 구조물 및 선체의 외벽이 보호될 수 있게 한다.

이러한 선박 내지 구조물로는, LNG-FPSO, LNG-FSRU 및 LNG-RV 등일 수 있고, 특히 생산된 LNG를 액화시켜 저장하기 위해 각종 액화시설을 보유하고 있는 LNG-FPSO에 보다 적극적으로 적용이 고려될 필요가 있다.

본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템은, 서브 드레인(10, Sub drain), 선체 내부 구조물 보호 부재(20)를 포함하고, 나아가, 터미널 드레인(30, Terminal drain), 선체 외벽 보호 부재(40) 및 메인 드레인(50, Main drain) 등을 더 포함할 수 있다.

서브 드레인(10)은 선박의 LNG 유출 지역으로부터 선현 측으로 연장 형성됨으로써, 이를 통해 유출된 LNG가 배출될 수 있도록 한다.

이러한 선박의 LNG 유출 지역은 선박의 설계 단계에서 LNG 유출 위험이 크다고 판단되어 설정되는 구역으로서, 천연가스를 액화시키기 위한 액화설비가 배치되는 구역이나 액화천연가스를 기화시키기 위한 기화설비가 배치된 구역일 수 있다.

특히, 리세스 돔 형태로 구비되는 LNG 저장탱크가 배치된 구역일 수 있으며, 일 예로서 서브 드레인(10)의 유입구(11)는 리세스 타입의 가스 돔 상부에 형성될 수 있고, 본 발명의 실시 예에서는 LNG 유출이 확률적으로 높게 예상되는 리세스 타입의 가스 돔 상부로부터 서브 드레인(10)이 연장 형성되는 것을 예로 든다.

이러한 서브 드레인(10)은 리세스 타입의 가스 돔 상부에 형성된 유입구(11)로부터 필연적으로 선체 내부를 통해서 형성되고, 선체의 선현 측으로 연장 형성되어 유출된 LNG가 선현 측을 통해 해상으로 배출될 수 있게 한다.

이를 위해서, 서브 드레인(10)은 선현 측으로 하향 경사지게 형성되어 유출된 LNG가 자연 배출될 수 있도록 형성된다.

그리고, 이러한 서브 드레인(10)은 하나로서 연장될 수도 있고, 다수의 서브 드레인이 조합되어 형성될 수도 있다.

그러할 경우, 서브 드레인(10)은 필연적으로 방향 전환을 위해 꺽여져 형성되거나, 꺽이는 부위에 연결부가 형성될 수도 있다.

서브 드레인(10)은 LNG가 배출됨에 따라 LNG의 극저온으로 인해서 수축될 수 있는데, 위의 꺽임부 내지 연결부는 이를 보완하기 위해 신축이 가능하도록 구성될 수 있다.

선체 내부를 통과함에 따라 서브 드레인(10)이 관통하게 되는 선체 내부 구조물(Hull structure)의 측벽에는 관통부가 형성되고, 관통부는 서브 드레인(10)의 둘레 길이보다 큰 둘레를 갖도록 형성되며, 관통부에 선체 내부 구조물 보호 부재(20)가 장착됨으로써, 서브 드레인(10)이 직접적으로 선체 내부 구조물과 접촉이 일어나지 않도록 한다.

이러한 선체 내부 구조물 보호 부재(20)는 서스(SUS, Steel Use Stainless) 재질이나 Cu-Ni 합금 등의 재질로 만들어지는 플레이트로서, 이에 의한 보호 부재(20)는 LNG의 극저온에 보호가 가능하고, 이에 의해서 선체 내부 구조물이 열적으로 서브 드레인(10)과 차단되게 한다.

이러한 서브 드레인(10)은 선현 측으로 하나의 드레인이 연장 형성될 수도 있으며, 다수의 서브 드레인(10)이 연통되어 선현 측으로 이어지게 형성될 수도 있다.

그에 따라, 서브 드레인(10)이 관통하게 되는 각각의 선체 내부 구조물에 상술한 관통부 및 선체 내부 구조물 보호 부재가 형성되어, 선체 내부의 구조물의 측벽이 유출되어 배출되는 LNG에 의해 손상되지 않도록 구성된다.

이러한 서브 드레인(10)은 최종적으로 선체 외벽을 관통하는 터미널 드레인(30)과 연통되게 되고, 선체 외벽에 형성되는 관통부에도 터미널 드레인의 둘레보다 큰 둘레를 갖는 선체 외벽 보호 부재(40)가 장착됨으로써, 선체 외벽이 터미널 드레인(30)에 의해서 손상되지 않도록 한다.

이러한 선체 외벽 보호 부재(40) 또한 선체 내부 구조물 보호 부재(20)와 같이, 서스(SUS, Steel Use Stainless) 재질이나 Cu-Ni 합금 등의 재질로 만들어지는 플레이트일 수 있다.

선체 외벽을 관통하는 터미널 드레인(30)은 선현 측에서 하방향으로 연장 형성되는 메인 드레인(50)과 연통됨으로써, 유출된 LNG가 메인 드레인(50)을 통해서 해상으로 배출될 수 있게 한다.

이와 같이 서브 드레인(10)으로부터 메인 드레인(50)을 통해서 유출되는 LNG가 해상으로 배출되게 함으로써, LNG 유출 사고가 발생하더라도 선박에 그 피해를 최소화할 수 있고, 이를 위해서 메인 드레인(50)은 전체적으로 CSP(Cryogenic Spill Protection) 코팅 처리되는 것이 바람직하고, 서브 드레인 및 터미널 드레인 또한 코팅 처리될 수 있으며, 이러한 코팅막에 의한 열적 차단에 의해서 드레인과 드레인을 보호하는 보호 부재 또한 극저온 LNG에 의해 손상되는 것을 방지하도록 한다.

아울러, 메인 드레인(50)의 배출단은 도시와 같이 선체 외벽(S)과 반대 측으로 개방되도록 경사진 형상을 가질 수 있다.

이를 통해서 배출되는 LNG가 선체 외벽(S)에 접촉되어 선체 외벽(S)에 피해를 입히지 않도록 한다.

나아가, 메인 드레인(50)과 선체 외벽(S) 사이에는 다수의 분사 노즐(60)이 설치될 수 있다.

다수의 분사 노즐(60)은 물 공급원(미도시)으로부터 공급받은 물을 분사할 수 있게 마련되어, 메인 드레인(50)과 선체 외벽(S) 간에 물에 의해서 장막을 형성함으로써, 바람 등의 영향으로 메인 드레인(50)으로부터 배출되는 LNG가 선체 측으로 배출되어 선체 측벽을 손상시키는 일이 없게 한다.

또한, 이러한 분사 노즐(60)은 그 분사 방향이 선체 외벽(S) 측을 향함으로써, 더욱 선체 외벽(S)을 견고하게 보호할 수 있게 한다.

이러한 분사 노즐(60)은 메인 드레인(50)의 배출구보다는 높게 설치되어야 한다. 메인 드레인(50)의 배출구보다 낮게 형성되게 되면 메인 드레인(50)으로부터 배출되는 LNG에 의해 영향을 받아 분사 노즐(60)이 피해를 받을 수 있기 때문이다.

그렇다고 분사 노즐(60)이 메인 드레인(50)의 배출구보다 많이 높게 되면, 경사진 분사 방향으로 인해서 장막이 제대로 형성되지 않아 유출되는 LNG로부터의 보호가 미흡할 수가 있다.

그러므로, 분사 노즐(60)은 메인 드레인(50)의 배출구보다 2m 이내로 높은 것이 설치상, 그리고 보호상 바람직하다.

분사 노즐(60)을 통해 분사되는 물은 선박에 해수 또는 청수가 저장되는 시설로부터 선박에 기설치되어 있는 해수 공급라인이나 소방수 공급라인으로부터 분기되어 공급되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템에 의하면, LNG 유출 지역으로부터 유출된 LNG가 선체 내부 구조물 및 선체 외벽을 관통함에 있어 선체 내부 구조물 및 선체 외벽이 극저온의 LNG에 의해 손상되지 않게 하고, 안전하게 배출될 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 선박의 선체 내부 구조물 보소 시스템은, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

10: 서브 드레인
20: 선체 내부 구조물 보호 부재
30: 터미널 드레인
40: 선체 외벽 보호 부재
50: 메인 드레인
60: 분사 노즐

Claims (10)

1. 선박의 LNG(Liquefied natural gas) 유출 지역으로부터 연장되며, 선체(Hull) 내부 구조물의 측벽을 관통하여 형성되는 서브 드레인(Sub drain); 및
   상기 서브 드레인의 둘레보다 큰 둘레를 가지고, 상기 선체 내부 구조물의 측벽에 형성되는 관통부에 장착되는 선체 내부 구조물 보호 부재를 포함하는,
   선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 선체 내부 구조물 보호 부재는 서스(SUS, Steel Use Stainless) 재질인 것을 특징으로 하는,
   선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 서브 드레인은 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는,
   선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 선박의 LNG 유출지역은 리세스 돔(Recess Dome) 형태로 구비되는 LNG 저장탱크이며, 상기 서브 드레인의 유입구는 상기 리세스 돔 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는,
   선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 서브 드레인과 연통되며, 선박의 선체 외벽을 관통하여 형성되는 터미널 드레인(Terminal drain); 및
   상기 터미널 드레인의 둘레보다 큰 둘레를 가지고, 상기 선체 외벽에 형성되는 관통부에 장착되는 선체 외벽 보호 부재를 더 포함하는,
   선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 터미널 드레인과 연통되며, 선박의 선현 측에 하방향으로 마련되어 유출된 LNG를 선현 측 해상으로 배출시키기 위한 메인 드레인(Main drain)을 더 포함하는,
   선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 메인 드레인은 전체적으로 CSP(Cryogenic Spill Protection) 코팅 처리된 것을 특징으로 하는,
   선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 메인 드레인은 선박의 선체 외벽으로부터 이격 배치되고,
   상기 메인 드레인과 선체 외벽 사이에는 물을 분사시키기 위한 다수의 분사 노즐이 설치되는 것을 특징으로 하는,
   선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 다수의 분사 노즐의 분사 방향은 선체 외벽 측인 것을 특징으로 하는,
   선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 다수의 분사 노즐의 설치 높이는 상기 메인 드레인의 배출구보다 높되, 상기 다수의 분사 노즐과 상기 메인 드레인의 높이 차이는 2미터 이내인 것을 특징으로 하는,
    선박의 선체 내부 구조물 보호 시스템.

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