KR20210060195A - 액화가스 저장탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 액화가스 저장탱크는, 액화가스가 저장되기 위한 밀폐공간을 형성하는 1차 방벽; 1차 방벽에서 외측으로 일정거리 이격되어 위치하며 1차 방벽을 둘러싸는 2차 방벽; 1차 방벽과 2차 방벽 사이에 위치하여 1차 방벽과 2차 방벽의 일정거리를 유지하되, 2차 방벽에 대해 1차 방벽을 지지시키는 복수의 서포트; 및 2차 방벽에 접촉되어 2차 방벽을 둘러싸는 단열부를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 1차 방벽과 2차 방벽이 외부와 연결되는 공간에 노출되어 방벽들의 검사가 용이하며, 방벽에 비싸고 단면이 큰 구조용 부재 또는 극저온 재질의 부재의 적용을 회피하여 일반적인 부재를 적용할 수 있으므로 제작단가를 낮추고 저장용량을 극대화한 액화가스 저장탱크를 구현한다.

Description

액화가스 저장탱크{Liquefied Gas Storage Tank}

본 발명은 액화가스 저장탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화가스를 저장하기 위한 이중 방벽 구조의 탱크를 갖는 액화가스 저장탱크에 관한 것이다.

천연가스는 생산되는 지역으로부터 소비되는 지역으로 파이프라인에 의해 공급되는 경우가 일반적이지만, 파이프라인의 연결이 어려운 곳에 소비되는 지역이 있는 경우에는 천연가스의 저장을 위한 탱크가 탑재된 운반선을 사용하여 해상으로 운반한다.

운반선을 이용하여 천연가스를 운반하는 경우에는 천연가스를 액화하게 되는데, 그 이유는 천연가스의 액화를 통하여 천연가스의 보관 및 수송을 용이하게 할 수 있기 때문이다.

액화천연가스(Liquefied Nature Gas; LNG)는 기체 상태의 천연가스와 비교하면 동일한 양이 차지하는 부피가 약 1/600로 감소되며, 천연가스를 비등점(약 -160℃이하로 냉각시켜서 만든다.

액화천연가스를 운반하는 도중에 액화천연가스가 기화되면 탱크압력이 높아져서 안전에 문제가 생길 수 있으므로, 기화된 천연가스(NBOG)를 탱크 외부로 빼내어 태워버리거나 선박의 운항을 위한 엔진의 연료로 사용하게 된다.

천연가스는 고가의 에너지이므로 최대한 기화를 막기 위하여 극저온 상태를 최대한 유지할 수 있는 탱크를 이용하여 운반하게 되는데, 이러한 탱크는 크게 멤브레인형 액화천연가스(LNG) 화물창과 독립형 액화천연가스(LNG) 화물창이 있다.

멤브레인형 액화천연가스(LNG) 화물창은 선체(Hull)가 슬로싱 하중 등 액화천연가스(LNG)의 하중을 지지하는 방식으로서, 선체에 교대로 이중의 밀봉벽과 이중의 단열벽을 구성하여 제조된다.

독립형 액화천연가스(LNG) 화물창은 선체에 의지하지 않고 화물창이 스스로 LNG의 하중을 지지하는 방식이기 때문에 화물창이 고가의 구조부재로 이루어져 있다.

때문에, 슬로싱 하중 등 LNG의 하중에 강하지만, 화물창의 건조비용이 상승한다.

상기 설명한 독립형 액화천연가스 화물창의 대표적인 예로 IMO A형 액화천연가스(LNG) 화물창이 있다.

IMO A형 액화천연가스 화물창은 2개의 완벽한 밀봉벽과 하나의 단열벽으로 이루어져 있다.

액화천연가스(LNG) 운반선을 비롯한 LNG FPSO, FSRU 등 액화천연가스(LNG) 화물창을 구비한 모든 종류의 선박 또는 부유식 해상 구조물은 스테인리스와 같은 금속 멤브레인으로 이루어진 이중의 내부 방벽과 내부 방벽 주위를 각각 둘러싸는 이중의 단열층으로 구성되는 멤브레인형 화물창을 포함하는 경우가 대부분이다.

멤브레인형 액화천연가스(LNG) 화물창은 외부에서의 잠입 열량에 의한 기화가스(NBOG:Natural Boil Off Gas)의 발생을 최소화하는 액화천연가스(LNG) 등의 액체가스의 저장 탱크로서, 액화천연가스(LNG)를 안전하고 안정적으로 보관하여 운반하기 위한 방벽 구조와 단열 구조를 갖는다.

도 1에는 일반적인 멤브레인형 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 멤브레인형 액화천연가스(LNG) 저장탱크는 1차 방벽(10), 1차 방벽(10)을 둘러싸는 보온재(30), 2차 방벽(20) 및 2차 방벽(20)을 둘러싸는 다른 보온재(31)로 구성된다.

이러한 멤브레인형 액화천연가스(LNG) 저장탱크는 2차 방벽(20)이 보온재(30)와 다른 보온재(31) 사이에 위치하므로, 2차 방벽(20)의 직접 검사가 불가능하다.

도 2에는 일반적인 IMO A형 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, IMO A형 액화천연가스(LNG) 저장탱크는, 1차 방벽(10), 1차 방벽(10)을 둘러싸는 보온재(30), 보온재(30) 둘레에 접촉 지지되는 서포트(35) 및 2차방벽(20)을 포함한다.

2차방벽(20)은 선체를 겸하는 구조체이다.

1차방벽(10)에 누설(Leakage)이 있을 때에는 액화천연가스(LNG)를 2차방벽(20)이 견디고 밀봉해야 하므로, 선체인 2차방벽(20)이 고가의 극저온 재질로 구성되어야 한다.

IMO A형 액화천연가스(LNG) 저장탱크는, 서포트(35)들 사이의 공간으로 검사를 위한 접근이 가능하여 보온재(30)와 2차 방벽(20)의 검사가 가능하다.

본 발명은, 1차 방벽과 2차 방벽이 외부와 연결되는 공간에 노출되어 방벽들의 검사가 용이하며, 값비싼 극저온 재질의 부재의 적용을 회피하여 일반적인 부재를 적용할 수 있으므로 제작단가를 낮추면서도 유지보수가 쉬운 액화천연가스(LNG) 저장탱크를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 액화가스가 저장되기 위한 밀폐공간을 형성하는 1차 방벽; 1차 방벽에서 외측으로 일정거리 이격되어 위치하며 1차 방벽을 둘러싸는 2차 방벽; 1차 방벽과 2차 방벽 사이에 위치하여 1차 방벽과 2차 방벽의 일정거리를 유지하되, 2차 방벽에 대해 1차 방벽을 지지시키는 복수의 서포트; 및 2차 방벽에 접촉되어 2차 방벽을 둘러싸는 단열부를 포함하는 액화가스 저장탱크에 관한 것이다.

복수의 서포트는, 1차 방벽과 2차 방벽의 측벽부 사이에 위치하는 하나 이상의 제1 서포트; 및 1차 방벽과 2차 방벽의 바닥부 사이에 위치하는 복수의 제2 서포트를 포함할 수 있다.

제1 서포트는 1차 방벽과 2차 방벽의 측벽부 사이에서 상부에 위치할 수 있다.

복수의 서포트는 사각형의 단면을 갖고, 1차 방벽과 2차 방벽의 길이 방향을 따라 설치될 수 있다.

상기와 같이 기술된 본 발명은, 1차 방벽과 2차 방벽이 서포트로 지지되고, 선체(Hull)에 극저온 재질의 부재의 적용을 회피할 수 있고, 1차 방벽과 2차 방벽이 외부와 연결되는 공간에 함께 노출되어 방벽들의 검사가 용이하며, 비싼 극저온 부재의 선체(Hull)적용을 회피하여 일반적인 부재를 적용할 수 있으므로 제작단가를 낮춘 액화가스 저장탱크를 제공할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 2에는 일반적인 IMO A형 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 개략적인 개념도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 개략적인 개념도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 개략적인 개념도를 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시 형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.

이하에서는, 실질적인 구현성이 높으며, 산업적 이용 가능성이 높은 다양한 실시예에 따른 액화천연가스(LNG) 저장탱크를 설명한다.

도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 주요 구성 요소들을 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스(LNG) 저장탱크는, 액화천연가스(LNG)가 저장되기 위한 밀폐공간을 형성하는 1차 방벽(100), 1차 방벽(100)에서 외측으로 일정거리 이격되어 위치하며 1차 방벽(100)을 둘러싸는 2차 방벽(200), 2차 방벽(200)에 대해 1차 방벽(100)을 지지시키는 복수의 서포트(300), 및 2차 방벽(200)에 접촉되어 2차 방벽(200)을 둘러싸는 단열부(400)를 포함한다.

상기의 액화천연가스(LNG) 저장탱크는, 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)이 복수의 서포트(300)에 의해 유지되며, 2차 방벽(200)이 단열부(400)에 의해 둘러싸는 구조이다.

복수의 서포트(300)는 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200) 사이에 상호 이격되어 있으므로, 서포트들(300) 사이에는 공간(225)이 마련된다. 공간(225)은 일종의 작업 통로로 사용될 수 있다.

액화천연가스(LNG) 저장탱크의 제작 작업이나 빈 탱크의 방벽 검사는 서포트들(300) 사이의 공간(225)을 사용하여 수행될 수 있다.

본 실시예서는 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)이 서포트에 의해 지지되면서 공간(225)으로 노출되므로, 작업자는 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200) 사이의 공간(225)에서 검사 작업을 충분히 수행할 수 있다.

1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)은 전체가 단열부(400)에 의해 둘러싸이게 된다.

단열부(400)는 2차 방벽(200)을 통해 전달되는 저온 열에 충분히 견디면서 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 외부를 둘러싸서 내부에 저장되는 액화천연가스(LNG)의 기화를 방지할 수 있는 적절한 재질이 선택될 수 있다.

기존의 독립형 IMO A형 액화천연가스(LNG) 저장탱크는 2차 방벽이 선체(Hull)인데 1차 방벽에서 액화천연가스(LNG)의 누설이 있을 때, 이를 견디어야 하므로 비싼 극저온 재질의 부재를 사용하여야 하는 단점이 있었다.

이에 비해 본 실시예에서는 단열부(400)가 2차 방벽(200)을 둘러싸서 선체(Hull)에 지지되므로, 선체(Hull)는 일반적인 재질의 부재를 사용할 수 있다.

도 3을 참조하면, 복수의 서포트(300)는, 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200) 사이에 위치하여 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 일정거리를 유지하는 것으로서, 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 측벽부 사이에 위치하는 제1 서포트(310), 및 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 바닥부 사이에 위치하는 복수의 제2 서포트(320)를 포함할 수 있다.

제1 서포트(310)는 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 측벽 사이에서 2차 방벽(200)에 대해 1차 방벽(100)을 지지하거나 반대로 1차 방벽(100)에 대해 2차 방벽(200)을 지지시킨다.

제1 서포트(310)는 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 측벽부 사이에서 상부에 위치할 수 있다.

제1 서포트(310)의 측벽부 상부 위치는, 1차 방벽(100)에서 2차 방벽(200)으로 가해지는 압력을 측벽 상부에서 지지함으로써 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 측벽부 사이의 서포트 하부 배치를 생략하게 만든다.

이에는 제2 서포트(320)의 바닥 배치가 일정 도움이 된다.

제2 서포트(320)는 액화천연가스(LNG)의 하중이 가장 크게 작용하는 구역인 제1 방벽과 제2 방벽의 바닥부 사이에 복수로 위치하게 된다.

복수의 제2 서포트(320)는, 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 바닥부 중앙에 하나가 위치하며, 그 양측에 하나씩 더 위치할 수 있다.

이러한 제2 서포트(320)는 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 바닥부에 균일한 간격을 두고 배치됨으로써 1차 방벽(100)에서 2차 방벽(200)으로 전달되는 하중을 충분히 견딜 수 있게 된다.

한편, 상기의 복수의 서포트(300)는 사각형의 단면을 갖고, 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 길이 방향을 따라 설치될 수 있다.

도 3는 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 개략적인 단면 구조로서, 액화천연가스(LNG) 저장탱크는 실질적으로 전후로 길게 배치되는 형상이다.

이에 따라 복수의 서포트(300)는 사각형의 단면을 갖고 길게 설치될 수 있다.

도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 주요 구성 요소들을 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스(LNG) 저장탱크는, 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 상벽부 사이에 위치하는 제3 서포트(330)를 더 포함할 수 있다.

제3 서포트(330)는 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 상벽부 중앙에 하나가 위치할 수 있다.

제3 서포트(330)는 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 상벽부 중앙에서 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200) 사이에 작용하는 수직 압력을 받는 것으로서, 1차 방벽(100) 상부의 팽창을 저지하여 1차 방벽(100)의 부피를 일정하게 유지시킬 수 있다.

도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 주요 구성 요소들을 설명한다.

도 5를 참조하면, 제3 서포트(330)는 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 상벽부 중앙에 복수로 위치할 수 있다. 이때는 제1 서포트(310)가 제1 방벽과 제2 방벽 측벽부 사이의 중앙에 위치할 수 있다.

제1 서포트(310)가 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200) 측벽부의 중앙에 위치함에 따라 제3 서포트(330)가 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)의 상벽부 사이에 복수로 배치됨으로써 1차 방벽(100)의 상부로 가해지는 압력에 의한 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)과의 지지 구조를 견고하게 만들 수 있다.

상기와 같이 기술된 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화천연가스(LNG) 저장탱크는, 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)이 복수의 서포트(300)로 지지되고, 선체(Hull)에 비싼 극저온 재질의 부재의 적용을 회피하면서, 1차 방벽(100)과 2차 방벽(200)이 외부와 연결되는 공간(225)에 함께 노출되어 방벽들의 검사가 용이해지는 장점이 있다.

한편, 앞선 실시예에서는 액화가스 중 액화천연가스(LNG)를 일 예로서 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 액화에탄, 액화메탄, 액화프로판 및 액화부탄 등 다양한 종류의 액화가스에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.

본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10, 100 : 1차 방벽 20, 200 : 2차 방벽
300 : 복수의 서포트 310 : 제1 서포트
320 : 제2 서포트 330 : 제3 서포트
400 : 단열부

Claims (3)

1. 액화가스가 저장되기 위한 밀폐공간을 형성하는 1차 방벽;
   상기 1차 방벽에서 외측으로 일정거리 이격되어 위치하며 상기 1차 방벽을 둘러싸는 2차 방벽;
   상기 1차 방벽과 상기 2차 방벽 사이에 위치하여 상기 1차 방벽과 상기 2차 방벽의 일정거리를 유지하되, 상기 2차 방벽에 대해 상기 1차 방벽을 지지시키는 복수의 서포트; 및
   상기 2차 방벽에 접촉되어 상기 2차 방벽을 둘러싸는 단열부를 포함하는 액화가스 저장탱크.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 복수의 서포트는,
   상기 1차 방벽과 2차 방벽의 측벽부 사이에 위치하는 하나 이상의 제1 서포트; 및
   상기 1차 방벽과 2차 방벽의 바닥부 사이에 위치하는 복수의 제2 서포트를 포함하는 액화가스 저장탱크.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 서포트는 상기 1차 방벽과 상기 2차 방벽의 측벽부 사이에서 상부에 위치하는 액화가스 저장탱크.

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