KR20180006620A - 선박 - Google Patents

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KR20180006620A
KR20180006620A KR1020177034361A KR20177034361A KR20180006620A KR 20180006620 A KR20180006620 A KR 20180006620A KR 1020177034361 A KR1020177034361 A KR 1020177034361A KR 20177034361 A KR20177034361 A KR 20177034361A KR 20180006620 A KR20180006620 A KR 20180006620A
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이정훈
이동대
이병록
류홍렬
한범우
손익휘
천중혁
임지윤
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 선박에 관한 것으로서, 최전방 저장탱크, 전방 저장탱크, 중간 저장탱크, 후방 저장탱크를 구비하는 선박에 있어서, 상기 최전방 저장탱크는 액화가스 전체적재용량 중에서 편도 연료 소비량에 대응되는 용량을 가지도록 제작되고, 상기 전방 저장탱크, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크는 상기 액화가스 전체적재용량 중에서 상기 최전방 저장탱크의 용량을 제외한 나머지 용량을 가지도록 제작되는 것을 특징으로 한다.

Description

선박
본 발명은 선박에 관한 것이다.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.
LNG는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 LPG는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. LPG는 LNG와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, LNG는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, LPG는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.
예를 들어, LNG는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 저장은 물론 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG 또는 LPG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG 또는 LPG를 하역하기 위한 LNGC 또는 LPGC나, LNG의 운송 외의 목적으로 해상의 일정 지점에 부유하여 특정한 작업을 수행하는 해양구조물 예를 들어, LNG를 저장, 기화하는 FSRU(Floating Storage Regasification Unit), LNG를 생산, 저장, 하역하는 FLNG(Floating Liquid Natural Gas plant, LNG-FPSO), 해상에 부유한 상태로 LPG를 정제, 저장, 하역하는 FPSO(Floating Production Storage Offloading) 등은, LNG 또는 LPG를 저장하는 저장탱크(일명, '화물창'이라고 함)를 포함한다.
이러한 저장탱크는, 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있으며, 통상적으로, 멤브레인형 저장탱크는 NO 96 타입과 Mark Ⅲ 타입으로 나눠지고, 독립형 저장탱크는 MOSS 타입과 SPB 타입으로 나눠진다.
일반적으로, 60K급 내지 220K급까지의 선박은 저장탱크가 4개 설치되는데, 도 1 내지 도 3 및 도 14를 참고하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래 제1 실시예에 따른 선박을 설명하기 위한 측면도이고, 도 2는 도 1의 최전방 저장탱크를 설명하기 위해 A-A'선을 따라 절단한 단면도이고, 도 3은 도 1의 최전방 저장탱크 이외의 저장탱크들을 설명하기 위해 B-B'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기존의 선박(100)은, 4개의 저장탱크(110, 120, 130, 140) 중에서 선수부(101) 측에 설치되는 최전방 저장탱크(110)가 슬로싱의 영향을 많이 받으므로 인하여 상대적으로 작은 크기로 제작하고 있는데, 예를 들어, 최전방 저장탱크(110)의 길이는 수선간 길이(Length Between Perpendiculars; LBP)의 13%로 제한하고, 전방 저장탱크(120), 중간 저장탱크(130) 및 후방 저장탱크(140) 각각의 길이는 수선간 길이의 17%로 제한하고 있다.
최전방 저장탱크(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 유선형인 선박의 특성상 탱크의 폭 또한 협소 하여 나머지 3개 각각의 저장탱크(120, 130, 140) 용량의 약 절반 정도를 적재할 수 있도록 제작된다.
예를 들어, 175K급 선박(100)의 경우, 선수부(101) 측에 설치되는 최전방 저장탱크(110)는 25,000m3의 용량을 가지며, 최전방 저장탱크(110)로부터 선미부(102) 측으로 순차적으로 설치되는 나머지 3개 각각의 저장탱크(120, 130, 140)는 50,000m3의 용량을 가지도록 제작된다.
이러한 선박은 BOR(Boil Off Rate)의 규모에 따라 운송 기간내에 운항 손실의 차이가 발생하게 된다.
도 14는 종래 제2 실시예에 따른 4개의 저장탱크를 구비하는 선박을 설명하기 위한 측면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 선박(400)은 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)가 4개 설치되며, 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440) 중에서 선수부(401) 측에 설치되는 전방 저장탱크(410)가 슬로싱의 영향을 많이 받으므로 인하여 상대적으로 작은 크기로 제작되고, 전방 저장탱크(410)로부터 선미부(402) 측으로 배열되는 나머지 3개의 저장탱크(420, 430, 440)가 상대적으로 큰 크기로 제작된다. 예를 들어, 1개의 전방 저장탱크(410)의 길이는 선수 수선(Fore Perpendicular; FP)과 선미 수선(After Perpendicular; AP) 간의 수평거리인 수선간 길이(Length Between Perpendiculars; LBP)의 13%로 제한하고, 2개의 중간 저장탱크(420, 430) 및 1개의 후방 저장탱크(440) 각각의 길이는 수선간 길이(LBP)의 17%로 제한하고 있다. 또한, 전방 저장탱크(410)는 유선형인 선박의 특성상 저장탱크의 폭 또한 협소 하여 나머지 3개 각각의 저장탱크(420, 430, 440) 용량의 약 절반 정도를 적재할 수 있도록 제작된다.
또한, 선박(400)은, 엔진룸(450)이 선미부(402) 측에 마련되고, 엔진룸(450)에 구비되는 엔진에 연료를 공급하기 위한 연료탱크(460)가 선수부(3401) 측에 설치된다. 엔진룸(450)은 추진장치에 동력 전달 및 제어하기 용이하도록 선미부(402) 측에 마련되는 것이 일반적이고, 연료탱크(460)는 엔진룸(450)에 가깝게 위치되도록 선미부(402) 측에 설치하는 것이 바람직하나, 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)가 차지하는 전체 길이가 길고 슬로싱 영향을 많이 받는 전방 저장탱크(410)의 위치 선정으로 인하여 선수부(401) 측에 설치하는 것이 일반적이다.
그런데, 기존의 선박(100, 400)은 4개의 저장탱크를 설치하기 때문에 저장탱크의 표면적에 비례하는 BOR(Boil Off Rate)을 저감시키는데 한계가 있다. 예를 들어, ME-GI 엔진과 재액화장치를 적용하여 BOG를 소비시키거나, Ti Group의 새로운 저장탱크 단열 시스템을 적용하여 BOR을 기존대비 0.08% 저감시키는 등 BOR을 저감시키시기 위한 다양한 연구가 진행되고 있지만, BOR 저감 정도가 미약한 실정이다.
또한, 기존의 선박(100)은 슬로싱의 영향을 최소화 하기 위해 선수부(101) 측에 설치되는 최전방 저장탱크(110)의 크기를 나머지 3개 각각의 저장탱크(120, 130, 140) 용량의 약 절반 정도를 적재할 수 있도록 제작하고 있지만, 유선형인 선박의 특성상 탱크의 폭이 협소할 수 밖에 없어 슬로싱의 영향을 최소화하는데 한계가 있고, 이로써 슬로싱에 의한 탱크 구조의 파손과 가스 누출 문제점과 BOG 발생량이 증가하는 문제가 있다.
또한, 기존의 선박(400)은 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)를 설치하기 때문에 엔진룸(450)과 후방 저장탱크(440) 사이에 공간 확보가 어려워 비교적 공간 확보가 용이한 선수부(401) 측에 연료탱크(460)를 설치할 수 밖에 없어, 선수부(401) 측으로부터 선미부(402) 측까지 연료공급시스템을 구축해야 함에 따른 공수 및 자재비용이 과다 소요되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 기존의 선박에 대비하여 선박 사이즈 및 액화가스 전체적재용량에는 변화 없이 최전방 저장탱크를 7,000m3 내지 10,000m3의 용량이 되도록 소형화 시키면서 나머지 3개의 저장탱크에 나머지 액화가스를 저장하도록 용량을 한정 설정함으로써, 슬로싱 현상을 더욱 줄임은 물론 체적대비 표면적을 줄여 BOR을 저감시킬 수 있도록 하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 선수부 측에 설치되는 최전방 저장탱크의 단면 형상이 슬로싱 현상에 최적화되는 팔각형 형상으로 제작할 수 있어, 슬로싱에 의한 탱크 구조의 파손 방지, 가스 누출 방지 및 BOR을 더욱 저감시킬 수 있도록 하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 최전방 저장탱크를 편도 연료 소비량인 7,000m3 내지 10,000m3의 용량을 가지도록 제작함으로써, 액화가스 운송 시에는 다른 저장탱크와 함께 액화가스 저장 용도로 활용하고, 액화가스 운송 후에는 편도 운항에 필요한 추진용 연료 또는 탱크의 쿨-다운 용도로 활용할 수 있도록 하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 4개의 저장탱크가 구비되는 기존의 선박에 대비하여 선박 사이즈 및 액화가스 전체적재용량에는 변화 없이 저장탱크의 개수를 줄여 저장탱크의 전체표면적을 감소시킴으로써, BOR을 저감시킬 수 있도록 하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 4개의 저장탱크가 구비되는 기존의 선박에 대비하여 저장탱크의 개수를 줄임으로써, 저장탱크의 제작비용을 줄일 수 있도록 하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 4개의 저장탱크가 구비되는 기존의 선박에 대비하여 저장탱크의 개수를 줄이되, 저장탱크의 액화가스 전체적재용량에는 변화가 없도록 높이를 증가시키고 전체 길이를 감소시킴으로써, 선수부 또는 선미부의 공간 활용도를 증대시킬 수 있도록 하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 선수부 측에 설치되는 전방 저장탱크를 기존 4개의 저장탱크가 설치되는 경우와 비교하여 선박의 운동 중심부 쪽으로 가깝게 배치함으로써, 전방 저장탱크의 슬로싱 현상을 줄일 수 있도록 하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 선미부 측에 설치되는 엔진룸과 후방 저장탱크 사이에 여유공간을 확보하여 연료탱크를 설치함으로써, 연료공급시스템을 단순화할 수 있도록 하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 응력 분포가 가장 높게 나타나는 횡격벽과 이중저의 결합부분에서 이중저에 규정되는 최대 허용 응력보다 낮출 수 있도록 응력 분산에 적합한 구성을 갖는 하부 스툴 또는 경사판을 설치함으로써, 이중저의 두께 감소가 가능하여 선박 전체 높이를 줄일 수 있도록 하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 최전방 저장탱크, 전방 저장탱크, 중간 저장탱크, 후방 저장탱크를 구비하는 선박에 있어서, 상기 최전방 저장탱크는 액화가스 전체적재용량 중에서 편도 연료 소비량에 대응되는 용량을 가지도록 제작되고, 상기 전방 저장탱크, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크는 상기 액화가스 전체적재용량 중에서 상기 최전방 저장탱크의 용량을 제외한 나머지 용량을 가지도록 제작되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 최전방 저장탱크는, 상기 액화가스 전체적재용량 중에서 7,000m3 내지 10,000m3의 용량을 가지도록 제작될 수 있다.
구체적으로, 상기 최전방 저장탱크는, 단면 형상이 슬로싱 현상에 최적화되는 팔각형 형상일 수 있다.
구체적으로, 상기 최전방 저장탱크는, 액화가스 운송 시에는 액화가스 저장 용도로 활용되고, 액화가스 운송 후에는 편도 운항에 필요한 추진용 연료 공급 용도 또는 탱크의 쿨-다운 용도로도 활용될 수 있다.
구체적으로, 상기 전방 저장탱크, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각은, 단면 형상이 슬로싱 현상에 최적화되는 팔각형 형상으로 제작될 수 있다.
구체적으로, 상기 전방 저장탱크는, 상기 최전방 저장탱크보다는 크고, 상기 중간 저장탱크 또는 상기 후방 저장탱크보다는 작은 용량을 가지도록 제작될 수 있다.
구체적으로, 상기 선박은, LNGC, LPGC, FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FLNG(Floating Liquid Natural Gas plant, LNG-FPSO), FPSO(Floating Production Storage Offloading) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 선박은, 선수 수선으로부터 일정 거리 이격되어 순차적으로 설치되는 전방 저장탱크, 중간 저장탱크, 후방 저장탱크를 포함하는 3개의 저장탱크; 선미부 측에 마련되는 엔진룸; 및 상기 엔진룸의 엔진에 공급하는 연료를 저장하는 연료탱크를 포함하고, 상기 연료탱크는, 상기 3개의 저장탱크를 전방으로 전진 배치시켜 상기 후방 저장탱크와 상기 엔진룸 사이에 확보되는 여유공간에 설치되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 3개의 저장탱크는, 전체 길이가 수선간 길이의 43% 내지 60%이고, 적어도 상기 수선간 길이의 4% 이상 전방으로 전진 배치시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 선박은, LNGC, LPGC, FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FLNG(Floating Liquid Natural Gas plant, LNG-FPSO), FPSO(Floating Production Storage Offloading) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 선박은, 길이가 수선간 길이의 10% 내지 20%이며, 선수 수선으로부터 일정 거리 이격되어 설치되는 전방 저장탱크; 길이가 상기 수선간 길이의 15% 내지 25%이며, 선미 수선으로부터 일정 거리 이격되어 설치되는 후방 저장탱크; 및 길이가 상기 수선간 길이의 15% 내지 25%이며, 상기 전방 저장탱크와 상기 후방 저장탱크 사이에 설치되는 중간 저장탱크를 포함하여 3개의 저장탱크가 구비되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 전방 저장탱크는, 상기 선수 수선에서 상기 수선간 길이의 10% 내지 25% 후방 위치에 전단이 위치되어 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 3개의 저장탱크 각각은, 높이가 상기 수선간 길이의 11% 내지 15%일 수 있다.
구체적으로, 상기 3개의 저장탱크 각각의 용량을 합한 전체적재용량에 대하여, 상기 전방 저장탱크는, 용적비가 16% 내지 33.3%이고, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각은, 용적비가 30% 내지 45%일 수 있다.
구체적으로, 상기 전방 저장탱크의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 13% 및 전체적재용량의 18%로 제한하고, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 20% 및 전체적재용량의 41%로 제한하고, 상기 3개의 저장탱크 각각의 높이를 상기 수선간 길이의 12.5%로 제한할 수 있다.
구체적으로, 상기 전방 저장탱크의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 17% 및 전체적재용량의 26%로 제한하고, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 17% 및 전체적재용량의 37%로 제한하고, 상기 3개의 저장탱크 각각의 높이를 상기 수선간 길이의 13.25%로 제한할 수 있다.
구체적으로, 상기 전방 저장탱크의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 15% 및 전체적재용량의 23%로 제한하고, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 17% 및 전체적재용량의 38.5%로 제한하고, 상기 3개의 저장탱크 각각의 높이를 상기 수선간 길이의 13.85%로 제한할 수 있다.
구체적으로, 상기 선박은, LNGC, LPGC, FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FLNG(Floating Liquid Natural Gas plant, LNG-FPSO), FPSO(Floating Production Storage Offloading) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 선수 수선으로부터 일정 거리 이격되어 설치되는 전방 저장탱크; 선미 수선으로부터 일정 거리 이격되어 설치되는 후방 저장탱크; 및 상기 전방 저장탱크와 상기 후방 저장탱크 사이에 설치되는 중간 저장탱크를 포함하여 3개의 저장탱크가 구비되며, 4개의 저장탱크를 구비하는 종래의 선박 대비 액화가스 전체적재용량을 유지하면서 상기 3개의 저장탱크만 구비하여 전체표면적의 감소로 BOR이 저감되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 3개의 저장탱크 각각은, 길이, 높이, 용적비가 동일할 수 있다.
구체적으로, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각은, 길이, 높이, 용적비가 동일하고, 상기 전방 저장탱크는, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각에 대비하여, 길이가 짧고 용적비가 작을 수 있다.
구체적으로, 상기 3개의 저장탱크 각각은, 길이, 높이, 용적비가 다를 수 있다.
구체적으로, 상기 전방 저장탱크는, 선수로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 전방 저장탱크는, 상기 선수 수선에서 상기 수선간 길이의 10% 내지 25% 후방 위치에 전단이 위치되어 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 선박은, LNGC, LPGC, FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FLNG(Floating Liquid Natural Gas plant, LNG-FPSO), FPSO(Floating Production Storage Offloading) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 선박은, 기존의 선박에 대비하여 선박 사이즈 및 액화가스 전체적재용량에는 변화 없이 최전방 저장탱크를 7,000m3 내지 10,000m3의 용량이 되도록 소형화 시키면서 나머지 3개의 저장탱크에 나머지 액화가스를 저장하도록 용량을 한정 설정함으로써, 슬로싱 현상을 더욱 줄임은 물론 체적대비 표면적을 줄여 BOR을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박은, 선수부 측에 설치되는 최전방 저장탱크의 단면 형상이 슬로싱 현상에 최적화되는 팔각형 형상으로 제작할 수 있어, 슬로싱에 의한 탱크 구조의 파손 방지, 가스 누출 방지 및 BOR을 더욱 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박은, 최전방 저장탱크를 편도 연료 소비량인 7,000m3 내지 10,000m3의 용량을 가지도록 제작함으로써, 액화가스 운송 시에는 다른 저장탱크와 함께 액화가스 저장 용도로 활용하고, 액화가스 운송 후에는 편도 운항에 필요한 추진용 연료 공급 용도로 활용함은 물론 탱크의 쿨-다운 용도로도 활용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박은, 4개의 저장탱크가 구비되는 기존의 선박에 대비하여 선박 사이즈 및 액화가스 전체적재용량에는 큰 변화 없이 저장탱크의 개수를 줄임으로써, 저장탱크의 전체표면적을 감소시킬 수 있어, BOR을 저감시킬 수 있고, 저장탱크의 제작비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박은, 4개의 저장탱크가 구비되는 기존의 선박에 대비하여 BOR을 저감시킬 수 있어, BOG처리를 위한 추가 구성(재액화장치, GCU, 기타 라인 등)이 필요 없거나 최소화할 수 있어 공수 절감 및 구축 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박은, 4개의 저장탱크가 구비되는 기존의 선박에 대비하여 저장탱크의 개수를 줄이되, 저장탱크의 액화가스 전체적재용량에는 변화가 없도록 높이를 증가시키고 전체 길이를 감소시킴으로써, 선수부 또는 선미부의 공간 활용도를 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박은, 선수부 측에 설치되는 전방 저장탱크를 기존 4개의 저장탱크가 설치되는 경우와 비교하여 선박의 운동 중심부 쪽으로 가깝게 배치함으로써, 전방 저장탱크의 슬로싱 현상을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박은, 선미부 측에 설치되는 엔진룸과 후방 저장탱크 사이에 여유공간을 확보하여 연료탱크를 설치함으로써, 연료공급시스템을 단순화할 수 있어, 연료공급시스템 구축에 따른 공수 및 자재비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박은, 응력 분포가 가장 높게 나타나는 횡격벽과 이중저의 결합부분에서 이중저에 규정되는 최대 허용 응력보다 낮출 수 있도록 응력 분산에 적합한 구성을 갖는 하부 스툴 또는 경사판을 설치함으로써, 이중저의 두께 감소가 가능하여 선박 전체 높이를 줄일 수 있어, 기존의 선박에 대비 액화가스 전체적재용량에는 변화가 없도록 저장탱크의 높이를 증가시킴에 따른 선박의 6자 운동에 대한 안정성을 더욱 확보할 수 있다.
도 1은 종래 제1 실시예에 따른 선박을 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 도 1의 최전방 저장탱크를 설명하기 위해 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 최전방 저장탱크 이외의 저장탱크들을 설명하기 위해 B-B'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박을 설명하기 위한 측면도이다.
도 5는 도 4의 최전방 저장탱크를 설명하기 위해 C-C'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 도 4의 최전방 저장탱크 이외의 저장탱크들을 설명하기 위해 D-D'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3개의 저장탱크를 구비하는 선박을 설명하기 위한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 3개의 저장탱크를 구비하는 선박을 설명하기 위한 측면도이다.
도 9는 도 7의 전방 저장탱크의 형상을 설명하기 위해 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 도 8의 전방 저장탱크의 형상을 설명하기 위해 B-B'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 도 7 또는 도 8의 횡격벽과 이중저의 결합구조를 설명하기 위해 'C' 부분을 확대한 도면이다.
도 12는 도 11에서 횡격벽과 이중저의 결합 부분에 위치되는 저장탱크의 코너 부분의 외부형상을 설명하기 위한 확대도이다.
도 13은 도 7 또는 도 8의 횡격벽과 이중저의 다른 결합구조를 설명하기 위해 'C' 부분을 확대한 도면이다.
도 14는 종래 제2 실시예에 따른 4개의 저장탱크를 구비하는 선박을 설명하기 위한 측면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박을 설명하기 위한 측면도이고, 도 5는 도 4의 최전방 저장탱크를 설명하기 위해 C-C'선을 따라 절단한 단면도이고, 도 6은 도 4의 최전방 저장탱크 이외의 저장탱크들을 설명하기 위해 D-D'선을 따라 절단한 단면도이다.
참고로, 이하에서 설명하는 선박은, 액화가스를 저장하는 저장탱크(일명, '화물창'이라고 함)를 포함하는 선박으로서, 화물을 출발지에서 목적지까지 수송하는 상선 예를 들어, LNGC 또는 LPGC 외에도 해상의 일정 지점에 부유하여 특정한 작업을 수행하는 해양구조물 예를 들어, 액화가스를 저장, 기화하는 FSRU(Floating Storage Regasification Unit), 액화가스를 생산, 저장, 하역하는 FLNG(Floating Liquid Natural Gas plant, LNG-FPSO), 해상에 부유한 상태로 액화가스를 정제, 저장, 하역하는 FPSO(Floating Production Storage Offloading) 등을 포괄하는 개념임을 알려둔다.
또한, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 것을 포괄하는 의미로 사용될 수 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박(200)은, 최전방 저장탱크(210), 전방 저장탱크(220), 중간 저장탱크(230), 후방 저장탱크(240)를 포함하여 구성될 수 있다. 선박(200)에 설치되는 저장탱크(210, 220, 230, 240)는 멤브레인형으로서 NO 96 타입, Mark Ⅲ 타입일 수 있고, 독립형으로서 SPB 타입일 수 있다.
본 실시예에서 선박(200)은, 4개의 저장탱크가 설치되는 60K급으로부터 220K급까지의 기존 선박(도시하지 않음)에 대비하여 선박 사이즈 및 액화가스 전체적재용량에는 변화가 없는 선박일 수 있으나, 바람직하게는 안정성 확보를 위해서 선폭을 키울 수 있으며, 배수량은 방형비척계수(Cb)를 줄여서 같은 수준을 유지 한다. 본 실시예에서는, 선박(200)이 60K급 내지 220K급의 액화가스 전체적재용량을 갖는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 액화가스 전체적재용량이 60K급 내지 220K급 범위 이하 또는 이상의 선박(200)을 포함할 수 있음은 물론이다.
최전방 저장탱크(210)는, 선수부(201) 측에 설치되며, 액화가스 전체적재용량 중에서 선박(200)의 편도 연료 소비량에 대응되는 용량을 가지도록 제작, 예를 들어, 7,000m3 내지 10,000m3의 용량을 가지도록 소형화로 제작될 수 있다.
이러한 최전방 저장탱크(210)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 단면 형상이 슬로싱 현상에 최적화되는 팔각형 형상, 바람직하게는 정팔각형 형상으로 제작할 수 있다. 이는 최전방 저장탱크(210)가 7,000m3 내지 10,000m3의 용량으로 소형화로 제작되기 때문에, 도 2에 도시된 기존의 최전방 저장탱크(110)의 단면 형상과는 달리 그 형상이 유선형인 선박의 특성으로부터 자유로울 수 있다.
본 실시예에서, 최전방 저장탱크(210)의 용량을 7,000m3 내지 10,000m3로 한정한 것은, 일반적인 항로에서 선박(200)의 편도 연료 소비량을 고려한 것이며, 이로써 최전방 저장탱크(210)는 액화가스 운송 시에는 다른 저장탱크(220, 230, 240)와 함께 액화가스 저장 용도로 활용할 수 있고, 액화가스 운송 후에는 편도 운항에 필요한 추진용 연료 공급 용도로 활용함은 물론 탱크의 쿨-다운 용도로도 활용할 수 있다. 최전방 저장탱크(210)가 추진용 연료 공급 용도로 활용할 경우 연료 소모에 따라 내부의 액화가스가 줄어들어 슬로싱 현상이 과다하게 발생될 수 있으나, 소형이고 슬로싱 현상에 최적화된 형상으로 제작되기 때문에 슬로싱에 의한 하중은 탱크 구조를 파손할 정도로 크지 않다.
전방 저장탱크(220), 중간 저장탱크(230) 및 후방 저장탱크(240)는, 최전방 저장탱크(210)로부터 선미부(202) 측으로 순차적으로 설치될 수 있으며, 액화가스 전체적재용량에서 최전방 저장탱크(210)의 용량을 제외한 나머지 액화가스를 저장할 수 있는 용량으로 제작될 수 있다.
전방 저장탱크(220), 중간 저장탱크(230) 및 후방 저장탱크(240) 각각은, 단면 형상이 슬로싱 현상에 최적화되는 팔각형 형상으로 제작될 수 있다.
또한, 전방 저장탱크(220), 중간 저장탱크(230) 및 후방 저장탱크(240) 각각은, 동일한 용량을 가지도록 제작될 수 있으나, 전방 저장탱크(220)가 중간 저장탱크(230) 또는 후방 저장탱크(240)와 비교하여 선수부(201) 측에 더 가깝게 설치되기 때문에 슬로싱 현상을 줄이기 위해 작은 용량을 가지도록 제작하는 것이 바람직할 수 있다. 전방 저장탱크(220)는 최전방 저장탱크(210)보다 큰 용량을 가지도록 제작됨은 물론이다.
본 실시예의 이해를 돕기 위하여, 175K급 선박(200)의 경우를 일례로 설명하면 다음과 같다.
175K급 선박(200)은, 최전방 저장탱크(210)가 7,000m3의 용량을 가지고, 전방 저장탱크(220)가 54,000m3의 용량을 가지며, 중간 저장탱크(230)가 57,000m3의 용량을 가지며, 후방 저장탱크(240)가 57,000m3의 용량을 가지도록 제작될 수 있다.
선박(200)은 액화가스 운송 시에 모든 저장탱크(210, 220, 230, 240)에 70% 이상(10% 내지 70% 범위 내에서 슬로싱 현상이 증가됨)의 액화가스를 저장한 상태에서 수요처로의 운항을 하게 된다. 일반적으로 수요처에서 액화가스를 언로딩(unloading)할 때, 추진용 연료 공급 용도 또는 탱크의 쿨-다운 용도로 사용하기 위해 저장탱크에 10% 이하로 남기게 되는데, 본 실시예에서는 최전방 저장탱크(210)에만 액화가스를 채워 편도 운항에 필요한 연료 공급 또는 탱크의 쿨-다운 용도로 사용할 수 있게 한다.
최전방 저장탱크(210)의 액화가스는 추진용 연료로 사용되면서 줄어들게 되어 슬로싱 현상이 과다하게 발생될 수 있으나, 전술한 바와 같이, 소형이고 슬로싱 현상에 최적화된 형상으로 제작되기 때문에 슬로싱에 의한 하중은 탱크 구조를 파손할 정도로 크지 않게 된다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3개의 저장탱크를 구비하는 선박을 설명하기 위한 측면도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3개의 저장탱크를 구비하는 선박을 설명하기 위한 측면도이고, 도 9는 도 7의 전방 저장탱크의 형상을 설명하기 위해 A-A'선을 따라 절단한 단면도이고, 도 10은 도 8의 전방 저장탱크의 형상을 설명하기 위해 B-B'선을 따라 절단한 단면도이고, 도 11은 도 1 또는 도 8의 횡격벽과 이중저의 결합구조를 설명하기 위해 'C' 부분을 확대한 도면이고, 도 12는 도 11에서 횡격벽과 이중저의 결합 부분에 위치되는 저장탱크의 코너 부분의 외부형상을 설명하기 위한 확대도이고, 도 13은 도 7 또는 도 8의 횡격벽과 이중저의 다른 결합구조를 설명하기 위해 'C' 부분을 확대한 도면이다.
참고로, 이하에서 설명하는 선박은, 액화가스를 저장하는 저장탱크(일명, '화물창'이라고 함)를 포함하는 선박으로서, 화물을 출발지에서 목적지까지 수송하는 상선 예를 들어, LNGC, LPGC 외에도 해상의 일정 지점에 부유하여 특정한 작업을 수행하는 해양구조물 예를 들어, 액화가스를 저장, 기화하는 FSRU(Floating Storage Regasification Unit), 액화가스를 생산, 저장, 하역하는 FLNG(Floating Liquid Natural Gas plant, LNG-FPSO), 해상에 부유한 상태로 액화가스를 정제, 저장, 하역하는 FPSO(Floating Production Storage Offloading) 등을 포괄하는 개념임을 알려둔다.
또한, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 것을 포괄하는 의미로 사용될 수 있다.
도 12에도 7 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 또는 제2 실시예에 따른 선박(300)은, 60K급 내지 220K급으로서, 저장탱크부(310), 엔진룸(320), 연료탱크(330), 횡격벽(340), 하부 스툴(350), 이중저(360), 철구조물(370)을 포함하여 구성될 수 있다. 이하, '종단면', '횡단면', '종방향', 횡방향'이란 용어에서 '종'은 선박(300)의 길이 방향을 의미하며, '횡'은 선박(300)의 폭 방향을 의미한다.
본 실시예에서는, 선박(300)이 60K급 내지 220K급의 액화가스 전체적재용량을 갖는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 액화가스 전체적재용량이 60K급 내지 220K급 범위 이하 또는 이상의 선박(300)을 포함할 수 있음은 물론이다.
본 실시예의 선박(300)은, 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)가 설치되는 기존 선박(400)과 동일 또는 유사 선종으로 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)가 설치되되, 기존 선박(400) 대비 액화가스 전체적재용량이 동일 또는 유사할 수 있도록 하면서, 탱크의 수를 1개 줄임에 의해 탱크의 전체표면적을 감소로 BOR을 저감시킬 수 있고, 전방 저장탱크(310a)를 가능한 선수 수선(FP)으로부터 후방으로 이격되게 위치시켜 슬로싱 현상을 또한 줄일 수 있도록 구성된다. 또한, 본 실시예의 선박(300)은, 기존 선박(400) 대비 선박의 6자 운동 등 안정성 확보를 위해서 선폭을 키울 수 있으며, 배수량은 방형비척계수(Cb)를 줄여서 같은 수준을 유지할 수 있다.
한편, 선박에서, 액화가스 전체적재용량이 동일하고, 저장탱크의 개수 및 크기가 다를 경우, 저장탱크의 개수가 적을수록 탱크의 전체표면적의 감소로 BOR을 저감시킬 수 있으나, 상대적으로 저장탱크의 크기가 클 수 밖에 없어 슬로싱 현상이 증가되는 문제가 있다. 이에 따라 기존에는 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)를 구비하여 최적화 하였으나, 이하에 설명될 본 실시예에서는 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)를 구비하여 기존 선박(400)보다 개선된 선박(300)을 제공한다. 또한, 2개의 저장탱크를 구비한 선박의 경우, 본 실시예의 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)에 대비하여 BOR을 저감시킬 수 있으나, 저장탱크 각각의 크기가 너무 커지게 되어 슬로싱 문제를 해결할 수 없고, 슬로싱 저감장치 설치하여 슬로싱 문제를 어느 정도 해결할 수 있으나 비용적인 측면을 고려할 때 경쟁력이 떨어져 상용화가 곤란하다.
저장탱크부(310)는, 전방 저장탱크(310a), 중간 저장탱크(310b), 후방 저장탱크(310c)로 이루어지는 3개로 구성될 수 있다.
3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각은, 멤브레인형일 경우 Mark Ⅲ 타입, Mark V 타입은 물론 NO 96 타입일 수 있고, 독립형일 경우 SPB 타입일 수 있다. 이하에서 일례로 설명될 Mark Ⅲ 타입의 경우, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각은, 1차 방벽(311), 1차 단열벽(312), 2차 방벽(313), 2차 단열벽(314)으로 구성되는 단열시스템으로 이루어질 수 있다.
1차 방벽(311)은, 액화가스와 직접 접촉되도록 설치되며, 스테인리스 강재로 멤브레인(membrane) 주름방벽(corrugation barrier) 또는 파형 주름 방벽으로 이루어질 수 있다.
1차 단열벽(312)은, 1차 방벽(311)과 2차 방벽(313) 사이에 설치될 수 있으며, 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록, 폴리우레탄 폼으로 형성되는 1차 단열패널(312a)과, 1차 방벽(311)과 1차 단열패널(312a) 사이에 설치되는 1차 플라이우드(312b)로 구성될 수 있다.
2차 방벽(313)은, 1차 단열벽(312)과 2차 단열벽(314) 사이에 설치될 수 있으며, 알루미늄 금박에 유리섬유를 붙인 트리플렉스(triplex) 복합재료로 이루어질 수 있다.
2차 단열벽(314)은, 2차 방벽(313)과 선체 사이에 설치될 수 있으며, 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록, 폴리우레탄 폼으로 형성되는 2차 단열패널(314b)과, 2차 단열패널(314b)과 선체 사이에 설치되는 2차 플라이우드(314a)로 구성될 수 있다.
상기한 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각에 대한 구성은 Mark Ⅲ 타입의 기본적인 구성에 해당될 수 있으며, 본 실시예에서는 이러한 구성에 한정되지 않고, 일반적으로 적용되고 있는 다른 구성을 포함할 수 있음은 물론이다.
상기한 1차 방벽(311), 1차 단열벽(312), 2차 방벽(313), 2차 단열벽(314)으로 구성되는 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각은, 설계 룰에 따라 다소 차이가 있지만 일반적으로 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 전체 두께(T)가 400mm 전후이며, 이들 구성 요소들 중에서 2차 단열벽(314)의 두께(T1)가 전체 두께(T)의 60% 내지 80%를 차지한다. 본 실시예에서는 도 12에 도시한 바와 같이, 횡격벽(340)과 이중저(360)의 결합 부분에 위치되는 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 코너 부분의 외부형상 즉, 응력 분산용으로 설치되는 후술할 하부 스툴(350)과 만나는 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 코너 라인(315)의 외부형상을 사선 형태로 제작한다.
사선 형태의 코너 라인(315)은, 후술할 하부 스툴(350)의 설치를 용이하게 하면서, 횡격벽(340)과 이중저(360)가 만나는 코너 부분에 발생하는 다양한 하중에 의한 응력 집중 현상을 방지할 수 있게 한다. 이러한 코너 라인(315)은, 2차 단열벽(314)의 일부를 제거하여 제작될 수 있는데, 이때 2차 단열벽(314)을 많이 제거할수록 단열 두께가 얇아져 저장탱크(310a, 310b, 310c)의 보온 능력이 저하될 수 있고, 적게 제거할수록 후술할 하부 스툴(350)의 크기가 작아져 응력 분산 능력이 저하 될 수 있어, 보온 능력과 응력 분산 능력 상호 관계에 대한 구조 해석 결과를 통해 적절한 사선 기울기 각도 및 사선 크기를 갖는 사선 형태로 제작할 수 있다.
이하에서, 저장탱크부(310)의 전방 저장탱크(310a), 중간 저장탱크(310b), 후방 저장탱크(310c) 각각의 길이, 높이, 용적비에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
전방 저장탱크(310a)는, 선수부(301) 측의 선체에 설치될 수 있으며, 길이가 선수 수선(Fore Perpendicular; FP)과 선미 수선(After Perpendicular; AP) 간의 수평거리인 수선간 길이(LBP)의 10% 내지 20%로 제한, 바람직하게는 13% 내지 17%로 제한될 수 있으며, 높이가 수선간 길이(LBP)의 11% 내지 15%로 제한, 바람직하게는 12.5% 내지 13.5%로 제한될 수 있으며, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)각각의 용량을 합한 전체적재용량에 대한 용적비(Volume Ratio)가 16% 내지 33.3%로 제한, 바람직하게는 18% 내지 26%으로 제한될 수 있다. 전방 저장탱크(310a)의 용적비는 슬로싱의 영향을 최대한 적게 받도록 후술할 중간 및 후방 저장탱크(310b, 310c) 각각의 용적비보다 작게 하는 것이 바람직하지만, 동일하게 할 수 있음은 물론이다. 여기서, 전방 저장탱크(310a)를 제한하는 길이, 높이, 용적비의 수치는 후술할 중간 저장탱크(310b) 및 후술할 후방 저장탱크(310c) 각각의 길이, 높이, 용적비와 상관 관계가 있음을 미리 밝힌다.
또한, 전방 저장탱크(310a)는, 선수 수선(FP)으로부터 예정된 거리로 이격되어 설치될 수 있는데, 선수 수선(FP)에서 수선간 길이(LBP)의 10% 내지 25% 후방 위치에 전단이 위치되도록 한다.
이와 같이, 전방 저장탱크(310a)의 설치 위치를 수선간 길이(LBP)의 10% 내지 25% 후방 위치로 제한하는 것은, 선박(300)에서, 피칭, 트림과 같은 종동요를 고려한 것이다.
구체적으로, 기존의 선박(400)은 전방 저장탱크(410)의 전단이 수선간 길이(LBP)의 8% 전후에 위치된다. 본 실시예에서 10% 하한선의 임계적 의의는, 기존 8% 정도에서 10%로 증가시키면 탱크의 전체 무게중심이 뒤로 옮겨가게 되고, 선체의 선미부(302) 측이 가라앉는 선미트림이 발생되어 프로펠러가 바다 속에 잘 잠기게 되고, 이로 인하여 프로펠러에서의 캐비테이션(공동현상) 발생 확률이 줄임은 물론 프로펠러 보호 및 저항을 감소시킬 수 있도록 고려한 것이다.
또한, 본 실시예에서 25% 상한선의 임계적 의의는, 25%를 넘기면 선체의 선수부(301) 측이 들어올려지게 되고, 구상선수가 잘 잠기지 않으면서 구상선수에 의한 조파저항 감소 효과가 줄어들 수 있기 때문이다.
본 발명의 실시예에서는, 선수 수선(FP)에서 수선간 길이(LBP)의 10% 내지 25% 후방 위치에 전방 저장탱크(310a)의 전단이 위치되도록 함으로써, 전방 저장탱크(310a)가 기존의 선박(400)의 전방 저장탱크(410) 대비하여 슬로싱 영향이 크게 발생하는 지점인 선체의 피칭운동으로 인해 전방 저장탱크(310a)에 저장된 액화가스의 가속도가 높은 지점 즉, 공명현상(Resonance)이 일어나는 지점을 회피할 수 있다.
중간 저장탱크(310b)는, 전방 저장탱크(310a)와 후술할 후방 저장탱크(310c) 사이의 선체에 설치될 수 있으며, 길이가 수선간 길이(LBP)의 15% 내지 25%로 제한, 바람직하게는 17% 내지 20%로 제한될 수 있으며, 높이가 수선간 길이(LBP)의 11% 내지 15%로 제한, 바람직하게는 12.5% 내지 13.85%로 제한될 수 있으며, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)각각의 용량을 합한 전체적재용량에 대한 용적비(Volume Ratio)가 30% 내지 45%로 제한, 바람직하게는 37% 내지 41%으로 제한될 수 있다.
후방 저장탱크(310c)는, 후술할 엔진룸(320)에 인접되며 선미 수선(AP)으로부터 예정된 거리로 이격되어 설치될 수 있으며, 길이가 수선간 길이(LBP)의 15% 내지 25%로 제한, 바람직하게는 17% 내지 20%로 제한될 수 있으며, 높이가 수선간 길이(LBP)의 11% 내지 15%로 제한, 바람직하게는 12.5% 내지 13.85%로 제한될 수 있으며, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)각각의 용량을 합한 전체적재용량에 대한 용적비(Volume Ratio)가 30% 내지 45%로 제한, 바람직하게는 37% 내지 41%으로 제한될 수 있다.
상기한 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)각각은, 길이, 높이, 용적비가 동일하거나 다를 수 있음은 물론이다.
본 실시예에서는 상기한 전방, 중간 및 후방 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각에 적용되는 길이, 높이, 용적비의 수치를 적절하게 조합하여 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)가 구비되는 선박(300)을 건조할 수 있는데, 이해를 돕기 위해 이하에서 3가지 경우를 예로써 설명한다. 다만, 본 실시예는 이에 한정되는 않음은 물론이다.
첫번째 경우의 선박(300)은, 전방 저장탱크(310a)의 길이 및 용적비를 수선간 길이(LBP)의 13% 및 전체적재용량의 18%로 제한하고, 중간 및 후방 저장탱크(310b, 310c) 각각의 길이 및 용적비를 수선간 길이(LBP)의 20% 및 전체적재용량의 41%로 제한하고, 전방, 중간 및 후방 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 높이를 수선간 길이(LBP)의 12.5%로 제한하여 건조할 수 있다.
두번째 경우의 선박(300)은, 전방 저장탱크(310a)의 길이 및 용적비를 수선간 길이(LBP)의 17% 및 전체적재용량의 26%로 제한하고, 중간 및 후방 저장탱크(310b, 310c) 각각의 길이 및 용적비를 수선간 길이(LBP)의 17% 및 전체적재용량의 37%로 제한하고, 전방, 중간 및 후방 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 높이를 수선간 길이(LBP)의 13.25%로 제한하여 건조할 수 있다.
세번째 경우의 선박(300)은, 전방 저장탱크(310a)의 길이 및 용적비를 수선간 길이(LBP)의 15% 및 전체적재용량의 23%로 제한하고, 중간 및 후방 저장탱크(310b, 310c) 각각의 길이 및 용적비를 수선간 길이(LBP)의 17% 및 전체적재용량의 38.5%로 제한하고, 전방, 중간 및 후방 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 높이를 수선간 길이(LBP)의 13.85%로 제한하여 건조할 수 있다.
본 실시예에 따른 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)는, 액화가스 전체적재용량이 기존 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)와 동일 또는 유사하게 되도록 제작되는데, 기존 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)가 차지하는 전체 길이가 수선간 길이(LBP)의 64%(13% + 17% + 17% + 17%)인 것에 대비하여 본 실시예에 따른 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)가 차지하는 전체 길이는 줄어들도록 제작한다.
예를 들어, 상기한 첫번째 경우의 선박(300)에서 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)가 차지하는 전체 길이는 수선간 길이(LBP)의 53%(13% + 20% + 20%)이고, 상기한 두번째 경우의 선박(300)에서 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)가 차지하는 전체 길이는 수선간 길이(LBP)의 51%(17% + 17% + 17%)이고, 상기한 세번째 경우의 선박(300)에서 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)가 차지하는 전체 길이는 수선간 길이(LBP)의 49%(15% + 17% + 17%)이다.
즉, 본 실시예의 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)가 차지하는 전체 길이는 기존보다 수선간 길이(LBP)의 11% 내지 15%정도 감소되고, 이는 본 실시예의 선박(300)이 기존의 선박(400)에 대비하여 선수부(301) 또는 선미부(302)의 공간 활용도를 증대시킬 수 있음을 의미한다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)를 기존 선박(400)과 같이 후술할 엔진룸(320)으로부터 배치할 수 있으며, 이 경우 선수부(301) 측에서 전방 저장탱크(310a)와 후술할 연료탱크(330) 사이에 수선간 길이(LBP)의 11% 내지 15%에 해당되는 여유공간(S)을 확보할 수 있다. 이러한 여유공간(S)은 선박(300)에 설치되는 각종 장비의 배치 설계에 유용하게 활용될 수 있다.
이때, 도 9에 도시된 바와 같이, 전방 저장탱크(310a)는, 선수 수선(FP)으로부터 가능한 멀리 즉, 선박의 운동 중심부 쪽으로 가깝게 배치되어 유선형인 선박의 특성으로부터 영향을 적게 받거나 자유로울 수 있어, 중간 저장탱크(310b) 및 후방 저장탱크(310c) 각각의 횡단면 형상처럼, 액화가스의 슬로싱 현상에 의한 하중을 비롯하여 다양한 하중으로부터 탱크의 안정성을 확보하는데 적합한 형상, 즉 코너 부분에서 내부 형상 및 외부 형상이 직각이 아닌 둔각을 이루는 다각형(예를 들어, 팔각형)을 이룬다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 중에서 전방 저장탱크(310a)를 기존 선박(400)의 전방 저장탱크(410)와 같이 배치할 수 있으며, 이 경우 선미부(302) 측에서 후방 저장탱크(310c)와 후술할 엔진룸(320) 사이에 수선간 길이(LBP)의 11% 내지 15%에 해당되는 여유공간(S)이 확보될 수 있다. 이러한 여유공간(S)은 기존 선박(400)과 달리 후술할 연료탱크(330)를 설치할 수 있는 공간으로 활용할 수 있다.
이때, 도 10에 도시된 바와 같이, 전방 저장탱크(310a)는 선수 수선(FP)으로부터 가깝게 배치되어 유선형인 선박의 특성으로부터 영향을 많이 받을 수 있어 선수로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 이루게 된다. 전방 저장탱크(310a) 이외의 중간 저장탱크(310b) 및 후방 저장탱크(310c) 각각의 횡단면 형상은, 액화가스의 슬로싱 현상에 의한 하중을 비롯하여 다양한 하중으로부터 탱크의 안정성을 확보하기 위하여, 도 9에 도시된 횡단면 형상처럼 코너 부분에서 내부 형상 및 외부 형상이 직각이 아닌 둔각을 이루는 다각형(예를 들어, 팔각형)을 이룬다.
그런데 상기한 바와 같이 본 실시예에 따른 선박(300)의 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)가 차지하는 전체 길이가 기존의 선박(400)의 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)가 차지하는 전체 길이보다 줄어듦에 따라 액화가스 전체적재용량을 동일 또는 유사하게 할 수 없는 문제를 본 실시예에서는 탱크 높이를 높여 해결할 수 있도록 한다. 이때, 높이는 높아질수록 선체 무게중심이 올라가 선박의 횡동요(롤링) 안정성이 떨어지게 되므로, 선박의 횡동요 안정성을 잃지 않는 범위 내로 정해져야 함은 물론이다.
예를 들어, 상기한 첫번째 경우의 선박(300)은 전방, 중간 및 후방 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 높이를 수선간 길이(LBP)의 12.5%로 제한하고, 상기한 두번째 경우의 선박(300)은 전방, 중간 및 후방 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 높이를 수선간 길이(LBP)의 13.25%로 제한하고, 상기한 세번째 경우의 선박(300)은 전방, 중간 및 후방 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 높이를 수선간 길이(LBP)의 13.85%로 제한한다.
본 실시예에서는 상기한 바와 같이, 전방, 중간 및 후방 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 높이를 횡동요 안정성을 고려하여 기존보다 높이는데, 후술할 하부 스툴(350)의 설치로 후술할 이중저(360)의 높이를 줄일 수 있도록 하여, 횡동요 안정성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.
엔진룸(320)은, 추진장치에 동력 전달 및 제어하는 엔진, 스위치보드 등 각종 장비 등이 설치될 수 있으며, 선미부(302) 측에 마련될 수 있다.
연료탱크(330)는, 엔진룸(320)에 설치되는 엔진 등에 공급하는 연료를 저장할 수 있다. 이러한 연료탱크(330)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 선수부(301) 측에 마련될 수 있다. 또한, 연료탱크(330)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 선미부(302) 측의 엔진룸(320)과 후방 저장탱크(310c) 사이에 여유공간(S)이 마련되면, 이 여유공간(S)에 설치될 수 있다. 이와 같이 연료탱크(330)가 엔진룸(320)에 가깝게 배치되므로 연료공급시스템을 단순화할 수 있다. 또한, 연료탱크(330)가 엔진룸(320)의 근처에 배치되면서 선수부(301) 측에는 새로운 여유 공간(S1)이 생기게 되는데, 이러한 새로운 여유공간(S1)은 선박(300)에 설치되는 각종 장비의 배치 설계에 유용하게 활용될 수 있다.
상기에서, 엔진룸(320)과 후방 저장탱크(310c) 사이에 마련되는 여유공간(S)에 연료탱크(330)를 설치할 수 있도록, 기존 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)가 차지하는 전체 길이가 수선간 길이(LBP)의 64%일 경우, 본 실시예에 따른 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)가 차지하는 전체 길이가 수선간 길이(LBP)의 43% 내지 60%, 즉 기존의 64%에서 적어도 4%보다 짧도록 설계하는 것이 바람직하다. 이와 같이 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)가 차지하는 전체 길이를 수선간 길이(LBP)의 43% 내지 60%로 함으로써, 기존 대비 적어도 수선간 길이(LBP)의 4% 이상 전방으로 전진 배치시킬 수 있어, 엔진룸(320)과 후방 저장탱크(310c) 사이에 적어도 수선간 길이(LBP)의 4% 이상에 해당되는 여유공간(S)을 마련할 수 있다.
횡격벽(340)은, 선박(300)의 횡강도를 지지하면서 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 설치 공간을 구획하도록, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 사이에서, 일측면과 타측면이 좌현측 선체(303)와 우현측 선체(304)에 연결되고, 하면이 후술할 하부 스툴(350)에 의해 후술할 이중저(360)의 내저판(361)에 연결되어 선체의 횡방향으로 설치될 수 있으며, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 외벽(전후 측벽)을 이룰 수 있다. 이러한 횡격벽(340)은, 후술할 하부 스툴(350)에 의해 지지될 수 있으며, 그 하중이 하부 스툴(350)을 통해 후술할 이중저(360)에 전달된다.
하부 스툴(350)은, 횡격벽(340)을 지지하면서 횡격벽(340)이 후술할 이중저(360)의 내저판(361)과 결합되도록 설치될 수 있으며, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 코너 라인(315) 사이에 위치될 수 있다.
하부 스툴(350)은, 횡격벽(340)을 지지하고 있어 횡격벽(340)의 하중을 후술할 이중저(360)에 전달하게 되는데, 이때 횡격벽(340)의 하중은 하부 스툴(350)의 양측에 집중적으로 전달하게 된다.
본 실시예에서는, 응력 분포가 가장 높게 나타나는 횡격벽(340)과 후술할 이중저(360)의 결합부분에서 이중저(360)에 규정되는 최대 허용 응력보다 낮출 수 있도록 하부 스툴(350)을 응력 분산에 적합하도록 구성할 수 있다. 이러한 하부 스툴(350)은, 후술할 이중저(360)의 간격(D1)을 줄일 수 있도록 하여, 기존의 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)로부터 1개가 줄어든 본 실시예에 따른 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)의 설치 가능성을 더욱 높여줄 수 있다.
구체적으로, 하부 스툴(350)은, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각에서 사선 형태의 코너 라인(315)에 대응되도록 사선으로 비스듬하게 마주보는 형상으로 내저판(361) 상에 설치되는 한 쌍의 사이드 플레이트(351)와, 한 쌍의 사이드 플레이트(351) 상면에 설치되어 횡격벽(340)을 지지하는 탑 플레이트(352)로 구성될 수 있다. 이러한 하부 스툴(350)은, 종단면 형상이 사다리꼴 형상을 이루며, 한 쌍의 사이드 플레이트(351)가 각각 위치되는 양측에서 응력 분포가 균등하게 되도록 등각사다리꼴 형상이 되도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
상기한 한 쌍의 사이드 플레이트(351)가 후술할 이중저(360)에 대해 수직으로 형성되는 것이 아니라 사선 형태로 형성되므로, 횡격벽(340)의 하중에 의한 이중저(360)로의 응력이 수직 방향으로 집중되지 않고 사선 방향으로 넓게 분산될 수 있다.
한편, 상기한 하부 스툴(350)과 동일한 효과를 얻을 수 있도록 경사판(380)을 설치할 수 있는데, 이를 도 13을 참고하여 설명한다.
도 13은 도 7 또는 도 8의 횡격벽과 이중저의 다른 결합구조를 설명하기 위해 'C' 부분을 확대한 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 경사판(380)은, 횡격벽(340) 일부를 지지하면서 후술할 이중저(360)의 내저판(361)과 연결되도록 설치될 수 있으며, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)의 코너 라인(315) 사이에 위치되어 코너 라인(315)의 형태에 대응되도록 제작될 수 있다.
이러한 경사판(380)은, 응력 분포가 가장 높게 나타나는 횡격벽(340)과 후술할 내저판(361)의 수직 연결부분에서 내저판(361)에 규정되는 최대 허용 응력보다 낮출 수 있도록 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기한 경사판(380)은 횡격벽(340)에 대해 수평으로 형성되거나 후술할 내저판(361)에 대해 수직으로 형성되는 것이 아니라 사선 형태로, 즉, 횡격벽(340)과 후술할 내저판(361)의 수직 연결부분에 경사지게 마련될 수 있으며, 이로써, 횡격벽(340)의 하중에 의한 내저판(361)으로의 응력이 수직 방향으로 집중되지 않고 사선 방향으로 넓게 분산될 수 있다.
한편, 경사판(380)은, 횡격벽(340) 또는 내저판(361)에 맞닿는 지점에서 강성을 보강하기 위하여, 제1 보강부재(381), 제2 보강부재(382)를 더 설치할 수 있다.
제1 보강부재(381)는, 경사판(380)과 횡격벽(340)이 맞닿는 부분을 보강하는 부재로서, 경사판(380)이 횡격벽(340)에 맞닿는 지점에서 횡격벽(340)의 내측으로 수평 연장되어 설치될 수 있다.
제2 보강부재(382)는, 경사판(380)과 내저판(361)이 맞닿는 부분을 보강하는 부재로서, 경사판(380)이 내저판(361)에 맞닿는 지점에서 내저판(361)의 내측으로 수직 연장되어 설치될 수 있다.
이중저(360)는, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c) 각각의 외벽(바닥) 역할을 하면서 선박(300)의 바닥을 이루는 선체일 수 있으며, 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c), 횡격벽(340)을 지지하는 내저판(361)과, 선체의 외부를 이루는 선저외판(362)으로 이루어질 수 있다. 이중저(360)의 내부에는 이중저(360)와 함께 선박(300)의 종강도 또는 횡강도를 지지하는 철구조물(370)이 설치될 수 있다.
이러한 이중저(360)는, 규정된 최대 허용 응력(maximum allowable stress), 예를 들어 185Mpa의 응력을 견딜 수 있도록 설계된다. 이중저(360)에 가해지는 응력 분포는 횡격벽(340)과 결합되는 부분에서 가장 높게 나타나고, 그 이외의 부분에서는 낮게 나타남에 따라, 이중저(360)는 횡격벽(340)과 결합되는 부분에서 최대 허용 응력을 견딜 수 있도록 설계된다.
본 실시예에서는 응력 분포가 가장 높게 나타나는 횡격벽(340)과 이중저(360)의 결합부분에서 이중저(360)에 규정되는 최대 허용 응력보다 낮출 수 있도록 상기한 바와 같이 하부 스툴(350) 또는 경사판(380)을 응력 분산에 적합하도록 구성함으로써, 낮아지는 응력에 대응하여 내저판(361)과 선저외판(362) 사이의 간격(D)을 줄일 수 있게 한다. 예를 들어, 하부 스툴(350) 또는 경사판(380)이 구비되는 본 실시예의 선박(300)과 하부 스툴(350) 또는 경사판(380)이 구비되지 않는 기존의 선박(400)에서, 기존의 선박(400)의 이중저 간격이 3200mm일 경우, 본 실시예의 내저판(361)과 선저외판(362) 사이의 간격(D)을 기존의 3200mm로부터 400mm 내지 1200mm범위까지 줄인 2000mm 내지 2800mm로 제작할 수 있다. 이와 같이 이중저(360)의 간격(D1)을 줄일 수 있음으로 인하여, 선박(300)의 선체 높이를 줄일 수 있고, 또한 3개의 저장탱크(310a, 310b, 310c)의 높이를 증가시킬 수 있는 여유 높이를 확보할 수 있어, 선박의 안정성을 더욱 확보할 수 있게 한다.
철구조물(370)은, 이중저(360)의 내저판(361)과 선저외판(362) 사이에 설치될 수 있으며, 선박(300)의 종강도를 지지하는 복수 개의 거더판(371)과, 선박(300)의 횡강도를 지지하는 복수 개의 늑판(372)으로 구성될 수 있다. 거더판(371)에는 거더판(371)을 보강하는 복수 개의 보강부재(373)가 설치될 수 있으며, 또한 도면에 도시되지 않았지만, 늑판(372)에도 늑판(372)을 보강하는 복수 개의 보강부재가 설치될 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 기존의 선박(100)에 대비하여 선박 사이즈 및 액화가스 전체적재용량에는 변화 없이 최전방 저장탱크(210)를 7,000m3 내지 10,000m3의 용량이 되도록 소형화 시키면서 나머지 3개의 저장탱크(220, 230, 240)에 나머지 액화가스를 저장하도록 용량을 한정 설정함으로써, 슬로싱 현상을 더욱 줄임은 물론 체적대비 표면적을 줄여 BOR을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시예는, 선수부(201) 측에 설치되는 최전방 저장탱크(210)의 단면 형상이 슬로싱 현상에 최적화되는 팔각형 형상으로 제작할 수 있어, 슬로싱에 의한 탱크 구조의 파손 방지, 가스 누출 방지 및 BOR을 더욱 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시예는, 최전방 저장탱크(210)를 편도 연료 소비량인 7,000m3 내지 10,000m3의 용량을 가지도록 제작함으로써, 액화가스 운송 시에는 다른 저장탱크(220, 230, 240)와 함께 액화가스 저장 용도로 활용하고, 액화가스 운송 후에는 편도 운항에 필요한 추진용 연료 공급 용도로 활용함은 물론 탱크의 쿨-다운 용도로도 활용할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)가 구비되는 기존의 선박(400)에 대비하여 선박 사이즈 및 액화가스 전체적재용량에는 큰 변화 없이 저장탱크(310a, 310b, 310c)의 개수를 줄임으로써, 저장탱크(310a, 310b, 310c)의 전체표면적을 감소시킬 수 있어, BOR을 저감시킬 수 있고, 저장탱크(310a, 310b, 310c)의 제작비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예는, 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)가 구비되는 기존의 선박(400)에 대비하여 BOR을 저감시킬 수 있어, BOG처리를 위한 추가 구성(재액화장치, GCU, 기타 라인 등)이 필요 없거나 최소화할 수 있어 공수 절감 및 구축 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)가 구비되는 기존의 선박(400)에 대비하여 저장탱크(310a, 310b, 310c)의 개수를 줄이되, 저장탱크(310a, 310b, 310c)의 액화가스 전체적재용량에는 변화가 없도록 높이를 증가시키고 전체 길이를 감소시킴으로써, 선수부(301) 또는 선미부(302)의 공간 활용도를 증대시킬 수 있다.
또한, 본 실시예는, 선수부(301) 측에 설치되는 전방 저장탱크(310a)를 기존 4개의 저장탱크(410, 420, 430, 440)가 설치되는 경우와 비교하여 선박의 운동 중심부 쪽으로 가깝게 배치함으로써, 전방 저장탱크(310a)의 슬로싱 현상을 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예는, 선미부(302) 측에 설치되는 엔진룸(320)과 후방 저장탱크(310c) 사이에 여유공간(S)을 확보하여 연료탱크(330)를 설치함으로써, 연료공급시스템을 단순화할 수 있어, 연료공급시스템 구축에 따른 공수 및 자재비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 응력 분포가 가장 높게 나타나는 횡격벽(340)과 이중저(360)의 결합부분에서 이중저(360)에 규정되는 최대 허용 응력보다 낮출 수 있도록 응력 분산에 적합한 구성을 갖는 하부 스툴(350) 또는 경사판(380)을 설치함으로써, 이중저(360)의 두께 감소가 가능하여 선박 전체 높이를 줄일 수 있어, 기존의 선박(400)에 대비 액화가스 전체적재용량에는 변화가 없도록 저장탱크(310a, 310b, 310c)의 높이를 증가시킴에 따른 선박의 6자 운동에 대한 안정성을 더욱 확보할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (21)

  1. 최전방 저장탱크, 전방 저장탱크, 중간 저장탱크, 후방 저장탱크를 구비하는 선박에 있어서,
    상기 최전방 저장탱크는 액화가스 전체적재용량 중에서 편도 연료 소비량에 대응되는 용량을 가지도록 제작되고,
    상기 전방 저장탱크, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크는 상기 액화가스 전체적재용량 중에서 상기 최전방 저장탱크의 용량을 제외한 나머지 용량을 가지도록 제작되는 것을 특징으로 하는 선박.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최전방 저장탱크는,
    상기 액화가스 전체적재용량 중에서 7,000m3 내지 10,000m3의 용량을 가지도록 제작되는 것을 특징으로 하는 선박.
  3. 제1항에 있어서, 상기 최전방 저장탱크는,
    단면 형상이 슬로싱 현상에 최적화되는 팔각형 형상인 것을 특징으로 하는 선박.
  4. 제1항에 있어서, 상기 최전방 저장탱크는,
    액화가스 운송 시에는 액화가스 저장 용도로 활용되고,
    액화가스 운송 후에는 편도 운항에 필요한 추진용 연료 공급 용도 또는 탱크의 쿨-다운 용도로도 활용되는 것을 특징으로 선박.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전방 저장탱크, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각은,
    단면 형상이 슬로싱 현상에 최적화되는 팔각형 형상으로 제작되는 것을 특징으로 하는 선박.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 전방 저장탱크는,
    상기 최전방 저장탱크보다는 크고, 상기 중간 저장탱크 또는 상기 후방 저장탱크보다는 작은 용량을 가지도록 제작되는 것을 특징으로 하는 선박.
  7. 선수 수선으로부터 일정 거리 이격되어 순차적으로 설치되는 전방 저장탱크, 중간 저장탱크, 후방 저장탱크를 포함하는 3개의 저장탱크;
    선미부 측에 마련되는 엔진룸; 및
    상기 엔진룸의 엔진에 공급하는 연료를 저장하는 연료탱크를 포함하고,
    상기 연료탱크는,
    상기 3개의 저장탱크를 전방으로 전진 배치시켜 상기 후방 저장탱크와 상기 엔진룸 사이에 확보되는 여유공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박.
  8. 제7항에 있어서, 상기 3개의 저장탱크는,
    전체 길이가 수선간 길이의 43% 내지 60%이고,
    적어도 상기 수선간 길이의 4% 이상 전방으로 전진 배치시키는 것을 특징으로 하는 선박.
  9. 길이가 수선간 길이의 10% 내지 20%이며, 선수 수선으로부터 일정 거리 이격되어 설치되는 전방 저장탱크;
    길이가 상기 수선간 길이의 15% 내지 25%이며, 선미 수선으로부터 일정 거리 이격되어 설치되는 후방 저장탱크; 및
    길이가 상기 수선간 길이의 15% 내지 25%이며, 상기 전방 저장탱크와 상기 후방 저장탱크 사이에 설치되는 중간 저장탱크를 포함하여 3개의 저장탱크가 구비되는 것을 특징으로 하는 선박.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전방 저장탱크는,
    상기 선수 수선에서 상기 수선간 길이의 10% 내지 25% 후방 위치에 전단이 위치되어 설치되는 것을 특징으로 하는 선박.
  11. 제9항에 있어서, 상기 3개의 저장탱크 각각은,
    높이가 상기 수선간 길이의 11% 내지 15%인 것을 특징으로 하는 선박.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 3개의 저장탱크 각각의 용량을 합한 전체적재용량에 대하여,
    상기 전방 저장탱크는, 용적비가 16% 내지 33.3%이고,
    상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각은, 용적비가 30% 내지 45%인 것을 특징으로 하는 선박.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 전방 저장탱크의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 13% 및 전체적재용량의 18%로 제한하고, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 20% 및 전체적재용량의 41%로 제한하고, 상기 3개의 저장탱크 각각의 높이를 상기 수선간 길이의 12.5%로 제한하는 것을 특징으로 하는 선박.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 전방 저장탱크의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 17% 및 전체적재용량의 26%로 제한하고, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 17% 및 전체적재용량의 37%로 제한하고, 상기 3개의 저장탱크 각각의 높이를 상기 수선간 길이의 13.25%로 제한하는 것을 특징으로 하는 선박.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 전방 저장탱크의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 15% 및 전체적재용량의 23%로 제한하고, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각의 길이 및 용적비를 상기 수선간 길이의 17% 및 전체적재용량의 38.5%로 제한하고, 상기 3개의 저장탱크 각각의 높이를 상기 수선간 길이의 13.85%로 제한하는 것을 특징으로 하는 선박.
  16. 선수 수선으로부터 일정 거리 이격되어 설치되는 전방 저장탱크;
    선미 수선으로부터 일정 거리 이격되어 설치되는 후방 저장탱크; 및
    상기 전방 저장탱크와 상기 후방 저장탱크 사이에 설치되는 중간 저장탱크를 포함하여 3개의 저장탱크가 구비되며,
    4개의 저장탱크를 구비하는 종래의 선박 대비 액화가스 전체적재용량을 유지하면서 상기 3개의 저장탱크만 구비하여 전체표면적의 감소로 BOR이 저감되는 것을 특징으로 하는 선박.
  17. 제16항에 있어서, 상기 3개의 저장탱크 각각은,
    길이, 높이, 용적비가 동일한 것을 특징으로 하는 선박.
  18. 제16항에 있어서, 상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각은,
    길이, 높이, 용적비가 동일하고,
    상기 전방 저장탱크는,
    상기 중간 저장탱크 및 상기 후방 저장탱크 각각에 대비하여, 길이가 짧고 용적비가 작은 것을 것을 특징으로 하는 선박.
  19. 제16항에 있어서, 상기 3개의 저장탱크 각각은,
    길이, 높이, 용적비가 다른 것을 특징으로 하는 선박.
  20. 제16항에 있어서, 상기 전방 저장탱크는,
    상기 선수 수선에서 수선간 길이의 10% 내지 25% 후방 위치에 전단이 위치되어 설치되는 것을 특징으로 하는 선박.
  21. 제 1 항, 제 7항, 제 9 항, 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선박은,
    LNGC, LPGC, FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FLNG(Floating Liquid Natural Gas plant, LNG-FPSO), FPSO(Floating Production Storage Offloading) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선박.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3088613B1 (fr) * 2018-11-15 2021-01-01 Gaztransport Et Technigaz Procede de gestion de la maintenance pour un navire
KR102477637B1 (ko) * 2021-10-18 2022-12-13 삼성중공업 주식회사 선박
FR3130739A1 (fr) * 2021-12-22 2023-06-23 Gaztransport Et Technigaz Navire comportant un château et une cuve pour le stockage de gaz liquéfié en arrière du château

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE307751T1 (de) * 2002-03-28 2005-11-15 Aker Finnyards Oy Verfahren und anordnung zur reduzierung des gewichts und zur optimierung der längsfestigkeit eines wasserfahrzeugs
JP4316638B2 (ja) * 2007-07-10 2009-08-19 信吉 森元 液化天然ガス運搬船およびの液化天然ガスの海上輸送方法
KR20090025462A (ko) * 2007-09-06 2009-03-11 현대중공업 주식회사 연장구형 탱크를 구비한 ｌｎｇ운반선
KR100967815B1 (ko) * 2008-02-26 2010-07-05 대우조선해양 주식회사 부유식 해상구조물의 ｌｎｇ 저장탱크
KR20100065758A (ko) * 2008-12-08 2010-06-17 삼성중공업 주식회사 액화천연가스 운반선의 연료 공급 시스템 및 그것이 설치된액화천연가스 운반선
KR20100127470A (ko) * 2009-05-26 2010-12-06 대우조선해양 주식회사 저장탱크의 다열 배치 구조를 가지는 부유식 구조물
KR20110026688A (ko) * 2009-09-08 2011-03-16 대우조선해양 주식회사 저장탱크의 선적 및 하역장치, 그리고 상기 선적 및 하역장치를 가지는 부유식 구조물
KR101210916B1 (ko) * 2009-10-16 2012-12-11 대우조선해양 주식회사 가스연료용 연료탱크를 가지는 부유식 구조물
JP5578921B2 (ja) * 2010-04-23 2014-08-27 三菱重工業株式会社 浮体式液化天然ガス生産貯蔵積出設備および液化天然ガス生産貯蔵積出方法
CN103879516B (zh) * 2014-03-03 2017-07-28 浙江海洋学院 独立式液化气船
KR101643086B1 (ko) * 2015-02-17 2016-07-26 현대중공업 주식회사 듀얼 연료시스템이 마련된 액화석유가스 운반선

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