KR20170143040A - 액화가스 화물창 - Google Patents

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Abstract

액화가스 화물창이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 액화가스 화물창은 액화가스를 수용하고 부유식 해상구조물의 선체에 형성된 화물창 수용공간에 배치되는 저장탱크, 상기 화물창 수용공간의 저면에 마련되어 상기 저장탱크를 지지하는 복수개의 지지구조체 및 상기 화물창 수용공간의 내측면과 상기 저장탱크의 외면 사이에 마련되어 상기 저장탱크에 수용된 액화가스를 단열시키는 단열구조체를 포함하고, 상기 단열구조체는 상기 저장탱크의 외면을 감싸도록 마련되는 복수개의 방벽과, 상기 복수개의 방벽을 상기 저장탱크의 외면으로부터 이격시켜 지지하는 복수개의 마운팅장치 및 상기 복수개의 방벽의 외면과 상기 화물창 수용공간의 내측면 사이에 충진되는 파우더 단열재를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

액화가스 화물창{CARRIER CARGO TANK}
본 발명은 액화가스 화물창에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저온의 액화가스를 효과적으로 단열시키는 단열구조체를 포함하는 액화가스 화물창에 관한 것이다.
액화가스는 기체를 냉각 또는 압축하여 액체로 만든 것으로서, 수송 및 저장의 편의성을 위해 상온에서 기체인 것을 냉각하여 액체로 상변화한 것이다. 액화가스 중에서 널리 이용되고 중요한 자원으로 여겨지는 것 중 하나로 액화천연가스(LNG, Liquified Natural Gas)가 있다. 액화천연가스는 메탄(Methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 섭씨 -162도로 냉각해 그 부피를 1/600로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.
최근 액화천연가스가 중요한 에너지 자원으로 이용됨에 따라 액화천연가스를 생산지로부터 각종 수요지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되어 왔다. 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스를 해상을 통해 수송할 수 있는 액화가스 수송선박이 개발되었다.
액화가스 수송선박에는 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있도록 극저온에 견딜 수 있는 액화가스 화물창이 설치된다. 액화천연가스는 대기압보다 높은 증기압을 가지며, 초저온의 비등 온도를 갖기 때문에 액화가스 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작되어야 하며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고 열침입을 막을 수 있는 독특한 단열구조체를 필요로 하게 된다.
저장탱크는 단열구조체에 화물의 하중이 직접적으로 가해지는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류된다. 이 중 독립형 저장탱크는 구조가 비교적 단순하고 안정적으로 액화천연가스를 수용할 수 있어 다양한 액화가스 수송선박에 채택되어 이용되고 있다. 독립형 저장탱크는 구조상 선박 등의 부유식 해상구조물의 헐 등에 형성되는 화물창 수용공간에 저장탱크가 설치되고, 저장탱크의 외면과 화물창 수용공간 사이에 단열구조체가 설치된다.
이 때, 화물창의 적재량을 증대시키기 위해 규모가 큰 사양의 저장탱크를 채택할 경우, 저장탱크의 외면과 화물창 수용공간 사이의 공간이 좁아져 단열구조체의 설치가 어려워지는 문제점이 있다. 또한 단열성능이 향상되도록 비교적 두꺼운 두께의 단열구조체를 채택하거나, 단열구조체의 설치를 용이하게 하기 위해 저장탱크의 외면과 화물창 수용공간 사이의 간격을 넓게 형성할 경우, 규모가 작은 사양의 저장탱크를 채택하여야 하므로 화물창의 적재량이 감소하는 문제점이 있다.
특히 종래와 같이 저장탱크의 외면에 단열구조체가 설치되는 경우, 단열구조체가 설치되는 공간 외에, 작업자가 설치작업 또는 유지보수를 수행하기 위한 공간이 추가로 필요하므로 선박 등의 부유식 해상구조물의 공간 활용성 및 화물창의 적재 효율성이 저하되는 문제점이 존재하였다.
이에 화물창에 적재된 액화천연가스와 같은 저온의 액화가스를 효과적으로 단열하여 액화가스를 안정적으로 수용 및 저장함과 동시에, 화물창의 액화가스 적재량을 증대시키기 위한 연구가 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0097519호(2008. 11. 06. 공개)
본 발명의 실시 예는 적재된 액화가스를 효과적으로 단열할 수 있는 단열구조체를 포함한 액화가스 화물창을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 단열구조체의 설치작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 액화가스 화물창을 제공하고자 한다,
본 발명의 실시 예는 액화가스의 단열을 안정적으로 수행하면서도 저장탱크의 액화가스 적재량을 증대시킬 수 있는 액화가스 화물창을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 액화가스 화물창이 설치되는 선박 등의 부유식 해상구조물의 공간 활용성을 향상시킬 수 있는 액화가스 화물창을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 액화가스의 누출을 방지하고, 액화가스 누출에 의한 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 액화가스 화물창을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 단순한 구조로서 의해 적재된 액화가스의 단열을 안정적으로 수행할 수 있는 액화가스 화물창을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 수용하고 부유식 해상구조물의 선체에 형성된 화물창 수용공간에 배치되는 저장탱크, 상기 화물창 수용공간의 저면에 마련되어 상기 저장탱크를 지지하는 복수개의 지지구조체 및 상기 화물창 수용공간의 내측면과 상기 저장탱크의 외면 사이에 마련되어 상기 저장탱크에 수용된 액화가스를 단열시키는 단열구조체를 포함하고, 상기 단열구조체는 상기 저장탱크의 외면을 감싸도록 마련되는 복수개의 방벽과, 상기 복수개의 방벽을 상기 저장탱크의 외면으로부터 이격시켜 지지하는 복수개의 마운팅장치 및 상기 복수개의 방벽의 외면과 상기 화물창 수용공간의 내측면 사이에 충진되는 파우더 단열재를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 지지구조체는 상기 화물창 수용공간의 저면에 설치되는 서포트스툴 및 상기 서포트스툴의 상측부에 마련되는 서포트블록을 포함하여 제공될 수 있다.
상기 복수개의 방벽은 상기 저장탱크의 상측부 외면 및 측면부 외면을 감싸도록 마련되는 제1방벽부 및 상기 저장탱크의 하측부 외면을 감싸도록 마련되는 제2방벽부를 포함하고, 상기 마운팅장치는 상기 저장탱크의 상측부 외면 및 측면부 외면과 상기 제1방벽부의 내면 사이에 개재되는 마운트부재와, 상기 저장탱크의 측면부 외면에 설치되어 상기 마운트부재를 상기 저장탱크에 결속시키는 마운트홀더 및 상기 저장탱크의 하측부 외면에 설치되어 상기 제2방벽부가 결합되는 마운트브래킷을 포함하여 제공될 수 있다.
상기 마운팅장치는 상기 마운트브래킷과 상기 제2방벽부 사이에 개재되는 실링부재를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 저장탱크의 외면과 상기 복수개의 방벽의 내면 사이에 불활성가스를 공급 및 순환시키는 제1가스공급부를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 복수개의 방벽의 외면과 상기 화물창 수용공간의 내측면 사이에 불활성가스를 공급 및 순환시키는 제2가스공급부를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 저장탱크로부터 액화가스의 누출을 감지하는 제1가스감지기를 더 포함하고, 상기 제2가스공급부는 상기 제1가스감지기가 액화가스의 누출을 감지한 경우 불활성가스의 공급량을 증가하여 상기 복수개의 방벽의 외면과 상기 화물창 수용공간의 내측면 사이의 불활성가스의 압력을 증가시키도록 작동할 수 있다.
상기 복수개의 방벽으로부터 액화가스의 누출을 감지하는 제2가스감지기를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 저장탱크의 외면과 상기 복수개의 방벽의 내면 사이에 파우더 단열재가 추가적으로 충진되어 마련될 수 있다.
상기 마운트부재는 상기 제1방벽부가 접합되는 결합부 및 상기 마운트홀더에 설치되는 고정부를 포함하고, 상기 제1방벽부와 상기 결합부는 서로 용접에 의해 접합 및 밀봉되어 제공될 수 있다.
상기 복수개의 방벽은 인접하는 방벽이 서로 용접에 의해 접합 및 밀봉될 수 있다.
상기 마운트브래킷은 상기 제2방벽부가 결속되고 상기 실링부재가 개재되는 결속부와, 상기 결속부의 내측에 상기 지지구조체가 관통 가능하게 형성되는 관통부 및 상기 결속부를 지지하는 지지리브를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제2방벽부와, 상기 결속부 및 상기 실링부재는 서로 볼팅에 의해 결속 및 밀봉될 수 있다.
상기 마운트홀더는 몸체부와, 상기 고정부가 진입하여 안착하는 수용부 및 상기 결합부가 외측으로 노출되는 개구부를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 파우더 단열재는 글래스 버블 및 펄라이트 중 적어도 어느 하나를 포함하여 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 화물창은 적재된 액화가스를 효과적으로 단열할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 화물창은 단열구조체의 설치작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 화물창은 액화가스 단열을 안정적으로 수행하면서 화물창의 액화가스 적재량을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 화물창은 액화가스 화물창이 설치되는 선박 등의 부유식 해상구조물의 공간 활용성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 화물창은 액화가스 누출을 방지하고, 액화가스 누출에 의한 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 화물창은 단순한 구조로서 적재된 액화가스의 단열을 안정적으로 수행할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 화물창은 단열구조체가 단순한 구조로서 신속하고 용이한 설치가 가능해져 설치 및 운용의 효율성이 향상되는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 저장탱크에 마운팅장치의 마운트홀더 및 마운트브래킷이 설치된 상태를 나타내는 하측부 사시도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시 예에 의한 마운팅장치의 마운트홀더에 마운트부재가 고정된 상태를 나타내는 하측부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 마운팅장치에 복수개의 방벽이 설치되는 상태를 나타내는 하측부 사시도이다.
도 6은 도 1의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 액화가스 화물창(100)을 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 액화가스 화물창(100)은 액화가스를 수용하는 저장탱크(110), 화물창 수용공간(2)의 저면에 마련되는 복수개의 지지구조체(120), 화물창 수용공간(2)과 저장탱크(110)의 외측 사이에 마련되어 액화가스를 단열시키는 단열구조체(130), 저장탱크(110)의 외면과 단열구조체(130)의 복수개의 방벽(131)의 내면 사이에 불활성가스를 공급 및 순환시키는 제1가스공급부(150), 저장탱크(110)로부터 액화가스의 누출을 감지하는 제1가스감지기(141) 및 복수개의 방벽(131)으로부터 액화가스의 누출을 감지하는 제2가스감지기(142)를 포함하여 마련될 수 있다.
이하 실시 예에서는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서, 액화천연가스를 적용하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 액화에탄가스, 액화탄화수소가스 등 다양한 저온의 액화가스가 화물창에 적용되는 경우에도 동일한 기술적 사상으로 동일하게 이해되어야 한다.
부유식 해상구조물은 액화천연가스 운반선, FPSO(Floating Production Storage and offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등 저온의 액화천연가스를 수용 및 저장할 필요가 있는 다양한 해상구조물로 이루어질 수 있다.
부유식 해상구조물의 선체(1)는 외판과 내판으로 이루어지는 이중 헐(Hull) 구조로 구성될 수 있으며, 선체(1)의 내측에는 후술하는 저장탱크(110), 지지구조체(120) 및 단열구조체(130) 등이 설치 및 배치되는 화물창 수용공간(2)이 형성될 수 있다. 화물창 수용공간(2)에는 후술하는 파우더 단열재(135)의 충진 상태 등을 작업자가 육안으로 점검할 수 있도록 투명한 재질의 점검창(미도시)이 마련될 수 있다.
저장탱크(110)는 내부에 액화천연가스를 수용 및 저장하도록 마련되고, 복수개의 지지구조체(120)에 의해 지지되어 화물창 수용공간(2)에 배치될 수 있다. 저장탱크(110)는 내부에 적재된 액화천연가스의 하중이 단열구조체(130)가 아닌 저장탱크(110)의 내면에 직접 작용하는 독립형(Independent type) 탱크로 이루어질 수 있으며, 알루미늄강, 스테인리스강 및 35% 니켈 강 등의 극저온용 특수강의 재질로 제작될 수 있다. 저장탱크(110)의 상측에는 저장탱크(110)로 액화천연가스를 공급하거나 저장탱크(110)로부터 액화천연가스를 하역시키는 각종 배관(미도시)이 설치되는 리퀴드 돔(111)(Liquid dome)이 마련될 수 있으며, 저장탱크(110)의 외측에는 복수개의 방벽(131)이 마운팅장치에 의해 소정 간격 이격되어 설치될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
지지구조체(120)는 화물창 수용공간(2) 내에서 저장탱크(110)를 안정적으로 고정 및 지지하도록 화물창 수용공간(2)의 저면에 일정 간격을 두고 복수개가 분산 배치되어 마련될 수 있다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 도면으로서 도 2를 참조하면, 복수개의 지지구조체(120)는 화물창 수용공간(2)의 저면에 설치되는 서포트스툴(121) 및 서포트스툴(121)의 상측부와 저장탱크(110)의 저면 사이에 배치되는 서포트블록(122)을 각각 포함하여 마련될 수 있다.
서포트스툴(121)은 화물창 수용공간(2)의 저면에 고정 설치되어 화물창 수용공간(2) 상에서 저장탱크(110)를 고정 및 지지할 수 있으며, 서포트블록(122)은 서포트스툴(121)의 상면과 저장탱크(110)의 저면 사이에 개재되어 서포트스툴(121)과 함께 저장탱크(110)를 지지하되, 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스의 냉열이 화물창 수용공간(2)으로 전달되는 것을 방지하도록 마련된다. 이를 위해 서포트블록(122)은 저장탱크(110) 및 이에 수용된 액화천연가스의 하중을 안정적으로 견디면서도 액화천연가스의 냉열이 화물창 수용공간(2) 측으로 전달되지 않도록 열전도율이 낮은 플라이우드(Plywood) 등의 재질로 이루어질 수 있다.
지지구조체(120)는 후술하는 마운트브래킷(134)의 관통부(134b)를 관통하여 저장탱크(110)의 저면을 지지할 수 있으며, 도 1에서는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 지지구조체(120)가 단면 상 3개 조로 설치된 것으로 도시되어 있으나 그 수는 저장탱크(110)의 규모에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
단열구조체(130)는 화물창 수용공간(2)과 저장탱크(110)의 외측 사이에 마련되어 저장탱크(110)의 수용된 액화천연가스를 단열시키도록 마련된다.
단열구조체(130)는 저장탱크(110)의 외면을 감싸도록 마련되는 복수개의 방벽(131)과, 복수개의 방벽(131)을 저장탱크(110)의 외면으로부터 소정의 간격 이격시켜 지지하는 복수개의 마운팅장치와, 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이에 충진되는 파우더 단열재(135)를 포함하여 마련될 수 있다.
복수개의 방벽(131)은 저장탱크(110)의 외면을 감싸도록 저장탱크(110)의 상측부, 측면부 및 하측부에 복수개가 설치될 수 있다. 복수개의 방벽(131)은 저장탱크(110)와 마찬가지로 알루미늄강, 스테인리스강 및 35% 니켈 강 등의 극저온 특수강의 재질로 제작될 수 있다.
복수개의 방벽(131)은 서로 인접하는 단위 방벽(131) 간에 용접에 의해 밀봉됨과 동시에, 후술하는 마운트부재(132) 및 마운트브래킷(134)과도 용접이나 볼팅의 방식에 의해 밀봉되도록 마련될 수 있다. 저장탱크(110)의 파손 등에 의해 액화천연가스의 누출이 발생하더라도 누출액을 복수개의 방벽(131) 내측에 가두면서, 누출액이 복수개의 방벽(131)의 내측 표면을 따라 하측으로 흘러내리도록 유도할 수 있다. 이를 통해, 별도의 드립 트레이(Drip tray) 등의 설비가 없더라도, 누출액을 방벽(131)의 내측에서 소정의 위치로 모아 흘러내리도록 유도할 수 있으므로 구조가 단순화될 수 있으며, 저장탱크(110)의 훼손 등에 의해 누출액이 발생하더라도 누출액의 냉열이 선체(1)에 직접 작용하는 것을 방지할 수 있다.
또한 복수개의 방벽(131)의 내면과 저장탱크(110)의 외면 사이의 공간에는 후술하는 제1가스공급부(150)에 의해 질소 등의 불활성가스가 공급 및 순환되어, 저장탱크(110)의 훼손 등에 의해 누출액이 발생하더라도 불활성가스에 의해 폭발, 화재 등의 안전사고 발생을 최소화 할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
복수개의 방벽(131)은 서로 가장자리가 중첩되도록 겹쳐져서 용접되는 겹침 용접에 의해 접합 및 밀봉될 수 있다. 복수개의 방벽(131)은 저장탱크(110)의 상측부 및 측면부 외면을 감싸도록 마련되는 제1방벽부(131a)와 저장탱크(110)의 하측부 외면을 감싸도록 마련되는 제2방벽부(131b)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서 설명하는 제1방벽부(131a) 및 제2방벽부(131b)는 서로 다른 재질 또는 서로 다른 기능을 수행하는 구성이 아닌, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 설치되는 위치에 따라 구분한 개념이다.
마운팅장치는 복수개의 방벽(131)을 저장탱크(110)의 외면으로부터 소정의 간격 이격시켜 지지하도록 저장탱크(110)의 외면과 복수개의 방벽(131)의 내면 사이에 복수개가 일정 간격을 두고 분산 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 저장탱크(110)에 마운팅장치의 마운트홀더(133) 및 마운트브래킷(134)이 설치된 상태를 나타내는 하측부 사시도이고, 도 4은 본 발명의 일 실시 예에 의한 마운팅장치의 마운트홀더(133)에 마운트부재(132)가 고정된 상태를 나타내는 하측부 사시도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 마운팅장치에 복수개의 방벽(131)이 설치된 상태를 나타내는 하측부 사시도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 마운팅장치는 저장탱크(110)의 상측부 외면 및 측면부 외면과 제1방벽부(131a)의 내면 사이에 개재되는 마운트부재(132)와, 저장탱크(110)의 측면부 외면에 설치되어 마운트부재(132)를 상기 저장탱크(110)에 결속시키는 마운트홀더(133)와 저장탱크(110)의 하측부 외면에 설치되어 제2방벽부(131b)가 결합되는 마운트브래킷(134) 및 마운트브래킷(134)과 제2방벽부(131b) 사이에 개재되는 실링부재(136)를 포함하여 마련될 수 있다.
마운트부재(132)는 제1방벽부(131a)가 접합되는 결합부(132a)와 후술하는 마운트홀더(133)에 안착되어 설치되는 고정부(132b)를 포함할 수 있으며, 결합부(132a)와 제1방벽부(131a)는 서로 용접에 의해 접합 및 밀봉될 수 있다. 마운트부재(132)는 저장탱크(110)와 동일한 재질 또는 유사한 열 팽창율을 갖는 재질로 제작될 수 있으며, 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스의 냉열이 방벽(131) 측으로 잘 전달되도록 열전도율이 높은 재질로 이루어 질 수 있다. 이로써, 저장탱크(110)와 저장탱크(110)의 외면을 감싸는 복수개의 방벽(131)이 서로 같은 열 수축 거동 및 열 팽창 거동을 하여, 복수개의 방벽(131)에 가해지는 열응력을 최소화할 수 있다. 마운트부재(132)의 결합부(132a)는 사방의 4개조의 방벽(131)이 용접에 의해 접합되어 밀봉될 수 있다.
마운트홀더(133)는 몸체부(133a)와, 마운트부재(132)의 고정부(132b)가 진입하여 안착하는 수용부(133b) 및 마운트부재(132)의 결합부(132a)가 외측으로 노출되는 개구부(133c)를 포함하여 마련될 수 있다. 몸체부(133a)는 저장탱크(110)의 외면에 용접 등에 의해 고정 설치될 수 있으며, 마운트부재(132)가 안착 및 수용되는 수용부(133b)는 저장탱크(110)가 놓여지는 방향을 기준으로 상측이 개방되고 하측이 밀폐되는 U자 형상으로 형성되어 마운트부재(132)가 상측에서 하측으로 진입하여 설치 및 안착될 수 있다. 개구부(133c)는 마운트부재(132)가 마운트홀더(133)에 결속된 상태에서도 결합부(132a)가 저장탱크(110)의 외측방향으로 노출되어 제1방벽부(131a)와 접촉할 수 있도록 개방된 형상으로 형성될 수 있다.
마운트브래킷(134)은 저장탱크(110)의 하측부 외면에 용접 등에 의해 고정 설치되어 제2방벽부(131b)가 결합 및 지지될 수 있다. 마운트브래킷(134)은 제2방벽부(131b)가 결속되고 실링부재(136)가 개재되는 결속부(134a)와, 결속부(134a)의 내측에 지지구조체(120)가 관통 가능하게 형성되는 관통부(134b) 및 결속부(134a)를 저장탱크(110)의 상에서 지지하는 복수개의 지지리브(134c)를 포함하여 마련될 수 있다. 실링부재(136)는 결속부(134a)와 제2방벽부(131b) 사이에 개재되되, 볼트 및 너트를 결합시키는 볼팅(Bolting) 방식 의해 결속부(134a), 실링부재(136) 및 제2방벽(131)이 서로 결속 및 밀봉될 수 있다. 이를 위해 결속부(134a)에는 볼트가 결합하는 홀이 복수개 형성될 수 있으며, 실링부재(136)는 결속부(134a)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되되, 내측에는 관통부(134b)의 형상에 대응되는 형상의 관통구를 구비할 수 있다. 관통부(134b)는 지지구조체(120)의 서포트블록(122)이 마운트브래킷(134)을 관통하여 저장탱크(110)의 하면과 접할 수 있도록 결속부(134a)의 내측에 형성될 수 있으며, 지지리브(134c)는 결속부(134a)와 저장탱크(110)의 사이에 용접 등에 의해 고정 설치되어 결속부(134a)의 지지력을 보강해줄 수 있다. 실링부재(136)는 결속부(134a)와 제2방벽부(131b) 사이에 개재되어 밀봉시키도록 마련되되, 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스의 냉열이 마운트브래킷(134)을 따라 방벽(131) 측으로 잘 전달되도록 열전도율이 높은 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이 복수개의 방벽(131)은 마운트부재(132), 마운트홀더(133), 마운트브래킷(134) 및 실링부재(136)에 의해 저장탱크(110)로부터 소정의 간격 이격된 상태로 저장탱크(110)의 외측을 감싸 밀봉할 수 있으므로 저장탱크(110)의 열변형, 파손 등의 작용이 방벽(131)에 직접적으로 전달되는 것을 방지할 수 있으며, 이로써 액화가스 화물창(100)의 구조 안정성을 도모할 수 있다.
파우더 단열재(135)는 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이에 충진되어 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스를 단열시킬 수 있다. 파우더 단열재(135)는 독립된 분말 형태로 구성되어 충진펌프(미도시) 등에 의해 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이의 공간을 채우면서 충진될 수 있다. 별도의 단열층을 저장탱크(110) 상에 설치하는 것이 아닌, 분말 형태의 파우더 단열재(135)를 신속하게 충진시킬 수 있으므로 액화가스 화물창의 제작 및 설치가 용이하고 신속하게 수행할 수 있다. 파우더 단열재(135)는 단열성이 우수한 글래스 버블(Glass bubble) 및 펄라이트(Perlite) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
제1가스공급부(150)는 저장탱크(110)의 외면과 복수개의 방벽(131)의 내면 사이에 불활성가스를 공급 및 순환시키도록 마련된다. 제1가스공급부(150)는 에어펌프(미도시) 등에 의해 공급관(151)을 통해 불활성가스를 복수개의 방벽(131) 내측으로 공급할 수 있으며, 배출관(152)을 통해 복수개의 방벽(131)을 거친 불활성가스를 배출시켜 불활성가스를 순환시킬 수 있다. 불활성가스는 질소, 아르곤 등을 포함하여 마련될 수 있으며, 제1가스공급부(150)에 의해 불활성가스가 복수개의 방벽(131) 내측 공간으로 공급 및 순환됨으로써, 저장탱크(110)의 파손 등에 의해 저장탱크(110) 내부에 적재된 액화천연가스가 복수개의 방벽(131) 내측 공간으로 누출되더라도 화재, 폭발 등의 안전사고의 위험을 최소화할 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나 저장탱크(110)의 외면과 복수개의 방벽(131)의 내면 사이에 압력센서가 마련되고, 압력센서는 복수개의 방벽(131) 내측 공간의 압력변화를 측정하여, 압력강하 또는 압력상승 등의 압력변화를 감지함으로써 복수개의 방벽(131) 또는 저장탱크(110)의 균열여부를 감지할 수 있다.
도 6은 도 1의 B 부분을 확대한 도면으로서, 도 6을 참조하면, 제1가스감지기(141)는 저장탱크(110)로부터 액화가스의 누출을 감지하도록 저장탱크(110)의 외면과 복수개의 방벽(131) 내면 사이의 공간에 마련될 수 있으며, 제2가스감지기(142)는 복수개의 방벽(131)으로부터 액화가스의 누출을 감지하도록 화물창 수용공간(2)의 내측면과 복수개의 방벽(131) 외면 사이의 공간에 마련될 수 있다. 제1가스감지기(141) 및 제2가스감지기(142)는 액화천연가스의 주성분인 메탄(Methane)을 감지하는 메탄감지기 등으로 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 액화가스 화물창(200)에 대해 설명한다.
도 7는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 액화가스 화물창(200)을 나타내는 단면도로서, 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 액화가스 화물창(200)은 액화가스를 수용하는 저장탱크(110), 화물창 수용공간(2)의 저면에 마련되는 복수개의 지지구조체(120), 화물창 수용공간(2)과 저장탱크(110)의 외측 사이에 마련되어 액화가스를 단열시키는 단열구조체(130), 저장탱크(110)의 외면과 복수개의 방벽(131)의 내면 사이에 불활성가스를 공급 및 순환시키는 제1가스공급부(150), 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이에 불활성가스를 공급 및 순환시키는 제2가스공급부(250), 저장탱크(110)로부터 액화가스의 누출을 감지하는 제1가스감지기(141) 및 방벽(131)으로부터 액화가스의 누출을 감지하는 제2가스감지기(142)를 포함하여 마련될 수 있다.
이하에서 설명하는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 액화가스 화물창(200)에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 액화가스 화물창(100)에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.
제2가스공급부(250)는 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이의 파우더 단열재(135)가 충진되는 공간에 불활성가스를 공급 및 순환시키도록 마련된다. 제2가스공급부(250)는 에어펌프(미도시) 등에 의해 불활성가스를 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이의 파우더 단열재(135) 측으로 공급할 수 있으며, 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이를 순환한 불활성가스를 배출시켜 불활성가스를 공급 및 순환시킬 수 있다. 불활성가스는 질소, 아르곤 등을 포함하여 마련될 수 있으며, 제2가스공급부(350)에 의해 불활성가스가 복수개의 방벽(131) 외측과 화물창 수용공간(2)의 내측 사이의 공간으로 공급 및 순환됨으로써, 저장탱크(110) 및 방벽(131)의 파손 등에 의해 저장탱크(110) 내부에 적재된 액화천연가스가 복수개의 방벽(131) 외측 공간으로 누출되더라도 화재, 폭발 등의 안전사고의 위험을 최소화할 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이에 압력센서가 마련되고, 압력센서는 복수개의 방벽(131) 외측과 화물창 수용공간(2)의 내측 사이의 공간의 압력변화를 측정하여, 압력강하 또는 압력상승 등의 압력변화를 감지함으로써 저장탱크(110) 및 복수개의 방벽(131)의 균열여부를 감지할 수 있다.
제2가스공급부(250)는 제1가스감지기(141)가 저장탱크(110)로부터 액화천연가스의 누출을 감지한 때에는 불활성가스의 공급량을 증가하여 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이의 불활성가스의 압력을 증가시키도록 작동할 수 있다. 이로써 저장탱크(110)에 균열 등이 발생하여 액화천연가스가 저장탱크(110)로부터 누출되더라도, 제2가스공급부(250)가 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이의 불활성가스의 압력을 상승시킴으로써, 누출된 액화천연가스에 의해 복수개의 방벽(131)에 가해지는 정수압을 최소화하고, 누출된 액화천연가스가 복수개의 방벽(131)의 내측에 안정적으로 수용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 액화가스 화물창(300)에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 액화가스 화물창(300)을 나타내는 단면도로서, 도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 의한 액화가스 화물창(300)은 액화가스를 수용하는 저장탱크(110), 화물창 수용공간(2)의 저면에 마련되는 복수개의 지지구조체(120), 화물창 수용공간(2)과 저장탱크(110)의 외측 사이에 마련되어 액화가스를 단열시키는 단열구조체(330), 저장탱크(110)의 외면과 복수개의 방벽(131)의 내면 사이에 불활성가스를 공급 및 순환시키는 제1가스공급부(150), 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이에 불활성가스를 공급 및 순환시키는 제2가스공급부(250), 저장탱크(110)로부터 액화가스의 누출을 감지하는 제1가스감지기(141) 및 방벽(131)으로부터 액화가스의 누출을 감지하는 제2가스감지기(142)를 포함하여 마련될 수 있다.
이하에서 설명하는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 액화가스 화물창(300)에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 본 발명의 제2 실시 예에 의한 액화가스 화물창(200)에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.
본 발명의 제3 실시 예에 의한 단열구조체(330)는 저장탱크(110)의 외면을 감싸도록 마련되는 복수개의 방벽(131)과, 복수개의 방벽(131)을 저장탱크(110)의 외면으로부터 소정의 간격 이격시켜 지지하는 복수개의 마운팅장치와, 저장탱크(110)의 외면과 복수개의 방벽(131) 내면 사이 및 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이에 충진되는 파우더 단열재(135, 335)를 포함하여 마련될 수 있다.
파우더 단열재(135, 335)는 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이뿐만 아니라, 저장탱크(110)의 외면과 복수개의 방벽(131) 내면 사이에도 추가적으로 충진되어 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스를 단열시킬 수 있다. 파우더 단열재(135, 335)는 독립된 분말 형태로 구성되어 충진펌프(미도시) 등에 의해 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이의 공간을 채우면서 충진될 수 있다. 별도의 단열층을 저장탱크(110) 상에 설치하는 것이 아닌, 분말 형태의 파우더 단열재(135, 335)를 신속하게 충진시킬 수 있으므로 액화가스 화물창의 제작 및 설치가 용이하고 신속하게 수행할 수 있다. 파우더 단열재(135, 335)는 단열성이 우수한 글래스 버블(Glass bubble) 및 펄라이트(Perlite) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
파우더 단열재(135, 335)가 복수개의 방벽(131)의 외면과 화물창 수용공간(2)의 내측면 사이 및 저장탱크(110)의 외면과 복수개의 방벽(131)의 내면 사이에 함께 충진됨으로써, 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스의 단열 성능이 더욱 향상될 수 있으며. 나아가, 저장탱크(110)로부터 복수개의 방벽(131) 내측으로 액화천연가스가 누출 시 액화천연가스의 누출속도를 억제할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100, 200, 300: 액화가스 화물창
110: 저장탱크 120: 지지구조체
121: 서포트스툴 122: 서포트블록
130, 330: 단열구조체 131: 방벽
132: 마운트부재 133: 마운트홀더
134: 마운트브래킷 135, 335: 파우더 단열재
141: 제1가스감지기 142: 제2가스감지기
150: 제1가스공급부 250: 제2가스공급부

Claims (15)

  1. 액화가스를 수용하고 부유식 해상구조물의 선체에 형성된 화물창 수용공간에 배치되는 저장탱크;
    상기 화물창 수용공간의 저면에 마련되어 상기 저장탱크를 지지하는 복수개의 지지구조체; 및
    상기 화물창 수용공간의 내측면과 상기 저장탱크의 외면 사이에 마련되어 상기 저장탱크에 수용된 액화가스를 단열시키는 단열구조체;를 포함하고,
    상기 단열구조체는
    상기 저장탱크의 외면을 감싸도록 마련되는 복수개의 방벽과, 상기 복수개의 방벽을 상기 저장탱크의 외면으로부터 이격시켜 지지하는 복수개의 마운팅장치 및 상기 복수개의 방벽의 외면과 상기 화물창 수용공간의 내측면 사이에 충진되는 파우더 단열재를 포함하는 액화가스 화물창.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지구조체는
    상기 화물창 수용공간의 저면에 설치되는 서포트스툴 및 상기 서포트스툴의 상측부에 마련되는 서포트블록을 포함하는 액화가스 화물창.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 방벽은
    상기 저장탱크의 상측부 외면 및 측면부 외면을 감싸도록 마련되는 제1방벽부 및 상기 저장탱크의 하측부 외면을 감싸도록 마련되는 제2방벽부를 포함하고,
    상기 마운팅장치는
    상기 저장탱크의 상측부 외면 및 측면부 외면과 상기 제1방벽부의 내면 사이에 개재되는 마운트부재와, 상기 저장탱크의 측면부 외면에 설치되어 상기 마운트부재를 상기 저장탱크에 결속시키는 마운트홀더 및 상기 저장탱크의 하측부 외면에 설치되어 상기 제2방벽부가 결합되는 마운트브래킷을 포함하는 액화가스 화물창.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마운팅장치는
    상기 마운트브래킷과 상기 제2방벽부 사이에 개재되는 실링부재를 더 포함하는 액화가스 화물창.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저장탱크의 외면과 상기 복수개의 방벽의 내면 사이에 불활성가스를 공급 및 순환시키는 제1가스공급부를 더 포함하는 액화가스 화물창.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수개의 방벽의 외면과 상기 화물창 수용공간의 내측면 사이에 불활성가스를 공급 및 순환시키는 제2가스공급부를 더 포함하는 액화가스 화물창.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 저장탱크로부터 액화가스의 누출을 감지하는 제1가스감지기를 더 포함하고,
    상기 제2가스공급부는
    상기 제1가스감지기가 액화가스의 누출을 감지한 경우 불활성가스의 공급량을 증가하여 상기 복수개의 방벽의 외면과 상기 화물창 수용공간의 내측면 사이의 불활성가스의 압력을 증가시키도록 작동하는 액화가스 화물창.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수개의 방벽으로부터 액화가스의 누출을 감지하는 제2가스감지기를 더 포함하는 액화가스 화물창.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 저장탱크의 외면과 상기 복수개의 방벽의 내면 사이에 파우더 단열재가 추가적으로 충진되어 마련되는 액화가스 화물창.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 마운트부재는
    상기 제1방벽부가 접합되는 결합부 및 상기 마운트홀더에 설치되는 고정부를 포함하고,
    상기 제1방벽부와 상기 결합부는 서로 용접에 의해 접합 및 밀봉되는 액화가스 화물창.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 방벽은
    인접하는 방벽이 서로 용접에 의해 접합 및 밀봉되는 액화가스 화물창.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 마운트브래킷은
    상기 제2방벽부가 결속되고 상기 실링부재가 개재되는 결속부와, 상기 결속부의 내측에 상기 지지구조체가 관통 가능하게 형성되는 관통부 및 상기 결속부를 지지하는 지지리브를 포함하는 액화가스 화물창.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2방벽부와, 상기 결속부 및 상기 실링부재는
    서로 볼팅에 의해 결속 및 밀봉되는 액화가스 화물창.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 마운트홀더는
    몸체부와, 상기 고정부가 진입하여 안착하는 수용부 및 상기 결합부가 외측으로 노출되는 개구부를 포함하는 액화가스 화물창.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파우더 단열재는
    글래스 버블 및 펄라이트 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액화가스 화물창.

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