KR20190024213A - 저장탱크 및 이를 갖는 선박 - Google Patents

저장탱크 및 이를 갖는 선박 Download PDF

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KR20190024213A
KR20190024213A KR1020170110981A KR20170110981A KR20190024213A KR 20190024213 A KR20190024213 A KR 20190024213A KR 1020170110981 A KR1020170110981 A KR 1020170110981A KR 20170110981 A KR20170110981 A KR 20170110981A KR 20190024213 A KR20190024213 A KR 20190024213A
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허희승
이성기
박희영
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크는, 선미트림 상태로 항해하는 선박에 선수미 방향으로 배치되는 저장탱크에 있어서, 연료가 저장되는 내조부; 상기 내조부를 커버하는 단열재; 상기 단열재의 외측을 커버하되, 상기 단열재와의 사이에 간극이 형성되는 외조부; 및 상기 내조부로부터 유출된 유체를 감지하는 센서부를 포함하며, 상기 센서부는, 상기 외조부의 내측 상부에서 전방에 마련되고, 기상의 가스를 감지하는 기체 감지 센서; 및 상기 외조부의 내측 하부에서 후방에 마련되며, 액상의 가스를 감지하는 액체 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

저장탱크 및 이를 갖는 선박{Tank and Ship Having the Same}
본 발명은 저장탱크 및 이를 갖는 선박에 관한 것이다.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.
여기서, 해상으로 액체 화물을 운반하기 위하여 여러 가지 형태의 선박들이 제작되고 있다. 예를 들면 LNG(liquefied natural gas), LPG(liquefied petroleum gas), 원유(crude oil) 등의 액체 화물을 옮기기 위하여 각각의 화물 특징에 따라 선체가 제작되고, 이러한 선체에 화물을 저온 또는 고압 등으로 밀폐, 보온되도록하기 위하여 특수한 형태의 저장탱크들이 적용되고 있다.
한편, LNG 연료선에 설치되는 저장탱크 일례로, Type C LNG tank single에 단열재(PUF insulation)가 마련되나 이는 저장탱크의 누출(leakage)이 없음을 전제로 하고 있어, 별도의 누출 감지장치(leakage detection)를 두지 않아, 제작공정 및 검사상에 나타나지 않은 누출문제를 선박 운항중에 확인하기 어려워, 개선이 요구된다.
본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제작 공정 중에 발견되지 않은 가스 누출문제를 선박 운항 중에 확인할 수 있는 저장탱크 및 이를 갖는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크는, 선미트림 상태로 항해하는 선박에 선수미 방향으로 배치되는 저장탱크에 있어서, 연료가 저장되는 내조부; 상기 내조부를 커버하는 단열재; 상기 단열재의 외측을 커버하되, 상기 단열재와의 사이에 간극이 형성되는 외조부; 및 상기 내조부로부터 유출된 유체를 감지하는 센서부를 포함하며, 상기 센서부는, 상기 외조부의 내측 상부에서 전방에 마련되고, 기상의 가스를 감지하는 기체 감지 센서; 및 상기 외조부의 내측 하부에서 후방에 마련되며, 액상의 가스를 감지하는 액체 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 선박은, 상기 저장탱크를 갖는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 단열재를 커버하며, 막 형태로 마련되는 보호막을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 보호막은 상기 단열재에 밀착되게 마련되고, 상기 센서부는 상기 보호막과 상기 외조부 사이의 간극에 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 보호막은 상기 단열재와의 사이에 간극이 형성되도록 마련되고, 상기 센서부는 상기 보호막과 상기 단열재 사이의 간극에 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 센서부에 가스가 감지되는 경우, 상기 단열재와 상기 외조부 사이의 간극을 매꾸는 충진부를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 저장탱크는 선내 또는 선외에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 저장탱크 및 이를 갖는 선박은, 제작 공정 중에 발견되지 않은 가스 누출문제를 선박 운항 중에 확인할 수 있어, 선박의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 선주의 만족도를 높일 수 있어, 선박분야에서의 경쟁력을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은, 선박 운항중 특히 선미트림 상태에서 가스 누출을 감지할 수 있어, 가스의 기상 및 액상 상태에 따라 감지하는 센서 각각을 하나씩 마련하면 되므로, 자재비 및 작업공수를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 마련되는 저장탱크를 도시한 도면이다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 마련되는 저장탱크를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(100)은 선체(101), 엔진(도시하지 않음), 저장탱크(200)를 포함할 수 있으며, 이러한 선박에 저장탱크(200)가 적어도 하나 마련될 수 있다.
선박(100)은 LNG 운반선, 컨테이너선 등 저장탱크(200)를 마련하는 선박이라면 어떤 형태라도 무방하며, 선체(101) 내부에는 엔진룸(도시하지 않음)이 마련될 수 있고, 엔진룸 내부에는 프로펠러(102)를 구동하기 위한 엔진과 같은 동력장치가 마련될 수 있다. 여기서, 동력장치는 연료를 소비하는 수여처에 포함될 수 있으며, 수여처는 연료를 공급받아 구동되는 장비로서, 보일러 등이 포함될 수도 있다.
또한, 이하 본 명세서에서, 엔진이나 저장탱크에 공급 또는 저장되는 연료인 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다.
아울러, 본 실시예에서는 기상 및 액상의 가스를 개별로 감지하는 센서부(250)를 구비하므로, 이들의 감지를 구분하기 위해 가스의 상태를 기상과 액상으로 구별하여 기술하도록 한다.
본 실시예의 저장탱크(200)는 프로펠러(102)가 해수에 잠기도록, 선미트림 상태로 항해하는 선박(100)에 선수미 방향으로 배치될 수 있다. 그리고 저장탱크(200)는 선내 또는 선외에 배치될 수 있으며, 본 실시예에서는 선박(100)이 LNG 운반선인 것을 일례로 설명하며, 이러한 LNG 운반선의 선내에 저장탱크(200)가 복수로 마련되는 것을 일례로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아님은 물론, 선박(100)이 컨테이너선으로 이루어질 수 있으며 이러한 컨테이너선에 하나의 저장탱크(200)가 마련될 수도 있다.
일례로, 저장탱크(200)는 내조부(210), 단열재(220), 보호막(230), 외조부(240), 센서부(250)를 포함한다.
내조부(210)는 가스가 저장되는 저장공간이 마련되며 가스가 벙커링될 수 있고, 내조부(210) 내부에 저장되는 가스는 운반용으로서의 화물일 수 있고, 선박(100)의 엔진 등과 같이 연료를 소비하는 수요처(도시하지 않음)에 공급되는 소비물로 이루어질 수 있는 바와 같이 그 기능이 한정되는 것은 아니다.
아울러, 내조부(210)는 선박의 운항 중 발생할 수 있는 선체(101) 및 이에 연동하는 저장탱크(200)로 인한 슬로싱 현상이 감소되도록 내부에 슬로싱 방지구조물로서의 격벽(도시하지 않음)이 마련될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 단열재(220)는 내조부(210)의 단열을 위해 마련되는 구성으로서, 극저온의 LNG로 외부온도가 전달되는 것을 차단함으로써 증발가스의 발생량을 최소화 또는 감소시키도록 내조부(210)를 커버하여 단열한다.
일례로 단열재(220)는 퍼프체로 이루어질 수 있는데, 퍼프체가 내조부(210) 외면 전체를 감싸도록, 내조부(210)의 둘레면을 따라 폴리우레탄폼이 발포된 형태를 이룰 수 있다.
보호막(230)은 단열재(220)의 외측에 단순히 코팅되도록 단열재(220) 외측에 분사되는 형태로 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 내구성이 저하되는 것을 방지하기 위해, 알루미늄박, 스테인레스 스틸 재질의 막, 탄성재질(일례로 고무)로 이루어져 주머니 형태를 이루는 등 다양한 변형예가 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 보호막(230)이 단열재(220)와 밀착된 형태를 이루어, 보호막(230)과 외조부(240) 사이에 간극이 형성되는 것을 일례로 설명하나, 보호막(230)은 단열재(220)를 커버하는 구성으로서, 외조부(240)와 단열재(220) 사이에 마련되면 무방하므로, 보호막(230)이 외조부(240)의 내주면에 밀착되거나, 또는 단열재(220)와 외조부(240) 각각의 사이에 공간이 형성되도록 마련될 수도 있는 바와 같이, 그 변형예는 다양하다.
다만, 단열재(220)의 외측에서 가스 누출 여부를 감지할 수 있도록, 누출된 가스 및 센서부(250)가 마련되기 위한 간극이 외조부(240)의 내측에서 단열재(220)와 보호막(230) 사이 또는 보호막(230)과 외조부(240) 사이에 형성되도록 이루어질 수 있다.
외조부(240)는 단열재(220)의 외측을 커버하되, 센서부(250)가 마련되는 공간 및 누출된 가스가 머물수 있도록 단열재(220)와의 사이에 간극이 형성된다.
여기서, 외조부(240)의 내측에서 차례로 보호막(230), 단열재(220), 내조부(210)가 마련되는 구조를 이루어, 내조부(210)와 외조부(240)가 이중탱크 구조를 이루고 그 사이에 보호막(230)과 단열재(220)가 마련된 형태를 이룰 수 있으며, 이때 외조부(240)가 단열재(220)와의 사이에 간극이 형성된 형태를 이룰 수 있다.
센서부(250)는 내조부(210)로부터 유출된 유체를 감지한다. 여기서, 극저온의 가스가 저장탱크(200)의 내조부(210)에서 누출된 경우 센서부(250)가 위치된 영역은 가스로 인해 온도가 저하되거나 압력변화가 생길 수 있다. 이에 따라, 센서부(250)는 가스의 누출 여부를 온도 또는 압력변화를 통해 감지할 수 있는, 온도센서 또는 압력센서로 이루어질 수 있다.
또한, 센서부(250)는 기체와 액체 각각을 개별로 감지하도록 기체 감지 센서(251), 액체 감지 센서(252)를 포함한다. 여기서, 기체 감지 센서(251)는 외조부(240)의 내측 상부에서 전방에 마련되어 기상의 가스를 감지하고, 액체 감지 센서(252)는 외조부(240)의 내측 하부에서 후방에 마련되어 액상의 가스를 감지한다.
즉 저장탱크(200)의 내부에 저장되는 LNG가 누출되는 경우, 누출된 액상의 가스는 선박(100)의 선미 트림 상태로 인해 중력을 따라 하부로 내려가 선미 방향으로 모일 수 있으므로, 액체 감지 센서(252)는 외조부(240)의 바닥면에 마련되되, 복수로 마련될 필요없이, 액상의 가스 누출시 항시 감지될 수 있는 영역인 외조부(240)의 내측 하부에서 후방에 마련될 수 있다. 특히, 액체 감지 센서(252)는 하나의 저장탱크(200) 내에서 바닥면 등에 복수로 마련될 필요없이 외조부(240)의 내측 하부에서 후방에 하나 마련되어 액체 감지 센서(252) 설치 등으로 인한 작업공수를 줄일 수도 있다.
아울러, 내조부(210) 내의 가스는 시간이 점차 증가함에 따라 증발가스가 발생될 수 있는데, 이러한 증발가스가 내조부(210)로부터 누출되는 경우를 감지하기 위해, 기체 감지 센서(251)가 마련되는 것이며, 액체 감지 센서(252)와 유사하게 하나로 구비되어 자재비 및 작업공수를 줄일 수 있다. 즉, 선박(100)의 선미트림시에는 선박(100)의 선수부가 선미에 대비하여 상승하게 되므로, 공기보다 가벼운 기상의 가스인 증발가스는 외조부(240)의 내측 상부에서 전방에 모이게 되므로, 기체 감지 센서(251)를 복수개로 구비할 필요없이, 하나의 외조부(240)의 내측 상부에서 전방에 기체 감지 센서(251)가 하나 마련되는 것이 바람직하다.
아울러, 본 실시예에서는, 보호막(230)의 외측에 가스가 누출되어 적재되면서도 센서부(250)가 마련되는 것을 일례로 설명하였으나, 이와 달리, 보호막(230)을 사이에 두고 보호막(230)의 내측에 누출 가스가 적재되고, 보호막(230)의 외측에 센서부(250)가 마련되어, 내조부(210)로부터 누출된 가스가 보호막(230)에 의해 1차로 커버되어 누출이 방지될 수 있으며, 보호막(230)의 크랙 등으로 인해 보호막(230)의 내부로부터 외부인 외조부(240)와의 간극 사이로 가스가 재누출되는 경우에 센서부(250)가 이를 감지하여 충빈부(260)에 의해 간극이 매꾸어질 수도 있는 바와 같이 그 변형예는 다양하다.
충진부(260)는 앞서 언급된 바와 같이 단열재(220)와 외조부(240) 사이의 간극을 매꾸어 가스가 저장탱크(200)로부터 누출되는 것을 방지하는 구성으로서, 센서부(250)에 가스가 감지되는 경우, 제어부(도시하지 않음)로 신호가 전달되어 충진부(260)가 자동으로 구동되어 외조부(240)와 단열재(220)사이의 간극을 채우거나, 승무원, 작업자 등에게 가스 누출신호가 전달되어 충진부(260)를 수동으로 구동하는 등 다양한 변형예가 가능하다.
이와 같이 본 실시예는, 제작 공정 중에 발견되지 않은 가스 누출문제를 선박(100) 운항 중에 확인할 수 있어, 선박(100)의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 선주의 만족도를 높일 수 있어, 선박분야에서의 경쟁력을 확보할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 선박 101: 선체
102: 프로펠러 200: 저장탱크
210: 내조부 220: 단열재
230: 보호막 240: 외조부
250: 센서부 251: 기체 감지 센서
252: 액체 감지 센서 260: 충진부

Claims (7)

  1. 선미트림 상태로 항해하는 선박에 선수미 방향으로 배치되는 저장탱크에 있어서,
    연료가 저장되는 내조부;
    상기 내조부를 커버하는 단열재;
    상기 단열재의 외측을 커버하되, 상기 단열재와의 사이에 간극이 형성되는 외조부; 및
    상기 내조부로부터 유출된 유체를 감지하는 센서부를 포함하며,
    상기 센서부는,
    상기 외조부의 내측 상부에서 전방에 마련되고, 기상의 가스를 감지하는 기체 감지 센서; 및
    상기 외조부의 내측 하부에서 후방에 마련되며, 액상의 가스를 감지하는 액체 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단열재를 커버하며, 막 형태로 마련되는 보호막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 단열재에 밀착되게 마련되고, 상기 센서부는 상기 보호막과 상기 외조부 사이의 간극에 마련되는 것을 특징으로 하는 저장탱크.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 단열재와의 사이에 간극이 형성되도록 마련되고, 상기 센서부는 상기 보호막과 상기 단열재 사이의 간극에 마련되는 것을 특징으로 하는 저장탱크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서부에 가스가 감지되는 경우, 상기 단열재와 상기 외조부 사이의 간극을 매꾸는 충진부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 상기 저장탱크를 갖는 것을 특징으로 하는 선박.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 저장탱크는 선내 또는 선외에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박.
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KR1020170110981A KR20190024213A (ko) 2017-08-31 2017-08-31 저장탱크 및 이를 갖는 선박

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