KR20210070162A - 액화가스 저장탱크, 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액화가스 저장탱크, 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 액화가스를 수용하는 저장공간의 상면을 이루는 벽체에 증발가스의 유출입을 위해 증발가스 라인이 관통되도록 마련되는 돔을 갖고, 상기 돔은, 상기 증발가스 라인이 관통되는 돔 커버; 및 상기 저장공간의 상면 벽체에 구비되고 상기 돔 커버가 안착 고정되며 상기 벽체에 형성되는 1차 단열공간 및 2차 단열공간을 마감하는 돔 코밍을 포함하되, 상기 돔 커버는, 상기 돔 코밍의 상면에 결합되는 프레임; 상기 프레임에서 상기 저장공간을 향하는 내면에 마련되는 단열재; 및 상기 단열재 및 상기 프레임을 관통하는 상기 증발가스 라인을 고정하는 라인 고정부를 포함하고, 상기 라인 고정부는, 상기 증발가스 라인에서 상기 프레임 및 상기 단열재를 관통하는 부분의 둘레를 감싸는 단열부재; 상기 증발가스 라인과 평행하게 마련되어 상기 단열부재의 외측을 감싸는 둘레부재; 상기 증발가스 라인과 수직하게 마련되고 상기 단열재에 연결되어 상기 단열부재의 하단을 마감하는 와셔부재; 및 상기 증발가스 라인과 수직하게 마련되고 상기 둘레부재의 상단에 연결되어 상기 단열부재의 상단을 마감하는 마감부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액화가스 저장탱크, 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박{liquefied gas tank, gas treatment system and ship having the same}

본 발명은 액화가스 저장탱크, 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 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.

이러한 LNG 등의 액화가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등의 선박 내에는 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 액화가스 저장탱크(소위 "화물창"으로 지칭됨)가 설치되어 있다.

액화가스 저장탱크는, 외부로부터의 열 침입에 의해 증발가스(Boil Off Gas; BOG)가 발생될 수 있으며, 단열 설계를 통해 증발 가스의 기화 비율인 자연 기화율(Boil Off Rate; BOR)을 낮추는 것이 액화가스 저장탱크 설계의 핵심 기술이다.

따라서 이러한 액화가스 저장탱크는 적어도 2층의 단열공간을 구비할 수 있으며, LNG가 저장된 공간을 기준으로 외측 방향으로 IBS(Interbarrier Space), IS(Insulation Space)가 마련된다.

또한 액화가스 저장탱크에는 LNG의 로딩/언로딩 등을 위하여 상면에 돔이 형성되어 있으며, 이러한 돔은 액화가스의 처리를 위한 리퀴드 돔(liquid dome)과, 액화가스 저장탱크 내에서 자연 기화로 발생한 증발가스의 처리를 위한 가스 돔(gas dome)이 각각 마련되어 있다.

이때 돔에는 IBS와 IS 등에 불활성가스나 질소가스 등을 공급하여 안전을 확보하기 위한 구조가 적용될 수 있는데, 돔의 단열 구조와 질소가스의 공급라인의 효율적인 배치에 있어서, 지속적인 연구 및 개발이 이루어지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화가스와 증발가스를 통합 처리하는 돔을 구비하고, 해당 돔을 이용하여 단열공간 내의 질소 유동을 구현하는 액화가스 저장탱크, 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스를 수용하는 저장공간의 상면을 이루는 벽체에 증발가스의 유출입을 위해 증발가스 라인이 관통되도록 마련되는 돔을 갖고, 상기 돔은, 상기 증발가스 라인이 관통되는 돔 커버; 및 상기 저장공간의 상면 벽체에 구비되고 상기 돔 커버가 안착 고정되며 상기 벽체에 형성되는 1차 단열공간 및 2차 단열공간을 마감하는 돔 코밍을 포함하되, 상기 돔 커버는, 상기 돔 코밍의 상면에 결합되는 프레임; 상기 프레임에서 상기 저장공간을 향하는 내면에 마련되는 단열재; 및 상기 단열재 및 상기 프레임을 관통하는 상기 증발가스 라인을 고정하는 라인 고정부를 포함하고, 상기 라인 고정부는, 상기 증발가스 라인에서 상기 프레임 및 상기 단열재를 관통하는 부분의 둘레를 감싸는 단열부재; 상기 증발가스 라인과 평행하게 마련되어 상기 단열부재의 외측을 감싸는 둘레부재; 상기 증발가스 라인과 수직하게 마련되고 상기 단열재에 연결되어 상기 단열부재의 하단을 마감하는 와셔부재; 및 상기 증발가스 라인과 수직하게 마련되고 상기 둘레부재의 상단에 연결되어 상기 단열부재의 상단을 마감하는 마감부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 마감부재는, 상기 둘레부재보다 큰 외경을 갖도록 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 둘레부재는, 상하 모두 개방된 중공의 형태를 갖고, 상기 마감부재는, 상기 둘레부재의 상단 및 상기 증발가스 라인의 외주에 실링 연결되어 상기 둘레부재의 상방을 밀폐할 수 있다.

구체적으로, 상기 둘레부재는, 하단이 상기 프레임의 하방으로 연장되어 상기 단열재 내측에 위치할 수 있다.

구체적으로, 상기 와셔부재는, 상기 단열재의 하면 및 상기 증발가스 라인의 외주에 실링 연결되어 상기 단열부재의 하방을 커버할 수 있다.

구체적으로, 상기 돔은, 상기 돔 커버에 상기 증발가스 라인과 함께 상기 저장공간 내의 액화가스의 유출입을 위한 액화가스 라인을 구비함에 따라, 액화가스 및 증발가스가 모두 유출입되는 복합 돔으로 마련될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 액화가스 저장탱크를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액화가스 저장탱크, 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스와 증발가스를 모두 처리하도록 돔을 구비하고 해당 돔에 질소가 유동하는 라인을 마련하여 효율적인 단열공간 관리를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 사시도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 돔 커버의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 돔 코밍의 평면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 돔 코밍의 측면도이다.
도 12 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 돔 코밍의 부분 단면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.

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. 참고로 본 명세서에서 액화가스는 LNG를 의미하는 것으로 설명하나, 비등점이 상온보다 낮아 저장을 위해 강제로 액화되며 발열량을 갖는 모든 물질(LPG, 에탄, 암모니아 등)을 포괄할 수 있다. 또한 본 명세서에서 액화가스/증발가스는, 명칭으로 인하여 액상 또는 기상으로 반드시 한정되는 것은 아님을 알려둔다.

본 발명은 이하에서 설명하는 액화가스 저장탱크 및 가스 처리 시스템이 구비되는 선박을 포함한다. 이때 선박은 적어도 액화가스를 추진연료/발전연료로 사용하는 선박일 수 있으며, 가스 운반선, 가스가 아닌 화물이나 사람을 운반하는 상선, FSRU, FPSO, Bunkering vessel, 해양플랜트 등을 모두 포함하는 개념이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 사시도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 돔 커버의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 평면도이다. 여기에서, 도 2 및 도 3은 동일한 복합 돔의 돔 커버에 대하여 각도를 달리하여 도시한 경우에 해당한다.

또한 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 부분 단면도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 부분 사시도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 돔 코밍의 평면도이다.

또한 도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 돔 코밍의 측면도이고, 도 12 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 돔의 돔 코밍의 부분 단면도이며, 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.

참고로 도 12 내지 도 19의 단면 구조의 좌우 방향은 설명의 편의를 위한 것으로서, 도면에서의 좌우 방향으로 인해 각 라인의 배치가 제한 해석되지 않음을 알려둔다.

도 1 내지 도 19를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(100)는, 벽체(110)로 이루어진다. 벽체(110)는 정면, 후면, 좌우 측면과 하면 및 상면 등을 포함함으로써 저장공간(11)을 형성할 수 있다.

이때 벽체(110)는, 액화가스를 극저온 액상 상태로 유지하기 위해 단열 구조를 구비할 수 있다. 구체적으로, 도 12 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 벽체(110)는 액화가스를 수용하는 저장공간(11)을 형성하는 금속 재질의 1차 방벽(111)과, 1차 방벽(111)의 외측에 배치되며 폴리우레탄 등으로 이루어지는 1차 단열벽(112)과, 1차 단열벽(112)의 외측에 마련되며 금속 또는 복합소재로 이뤄지는 2차 방벽(113)과, 2차 방벽(113)의 외측에 배치되고 폴리우레탄 등으로 이루어지며 선체에 고정되는 2차 단열벽(114) 등을 포함할 수 있다.

물론 본 발명에서 벽체(110)의 단열 구조는 위와 같은 구조로 한정되지 않으며, 액화가스를 저온으로 보관할 수 있으면서 누출을 허용하지 않는 모든 구조가 사용될 수 있다.

1차 방벽(111)과 2차 방벽(113)은, 각각 액화가스의 누출을 방지하는 배리어로서 기능한다. 따라서 저장공간(11)은 1차 방벽(111)에 의해 (후술하는 복합 돔(10) 부분 제외) 닫힌 공간으로 형성될 수 있으며, 2차 방벽(113)은 저장공간(11) 외측에 닫힌 공간을 형성할 수 있다. 또한 선체 역시 2차 방벽(113)의 외측에서 닫힌 공간을 형성한다.

이때 1차 방벽(111)과 2차 방벽(113) 사이의 닫힌 공간은 1차 단열공간(12)으로 지칭될 수 있다. 또한 2차 방벽(113)과 액화가스 저장탱크(100)가 탑재되는 선체 사이(2차 방벽(113)의 외측)는 2차 단열공간(13)으로 지칭된다.

1차 단열공간(12)과 2차 단열공간(13) 내에는 각각 1차 단열벽(112)과 2차 단열벽(114)이 채워져 있을 수 있으나, 1차 단열벽(112) 및 2차 단열벽(114)은 단열을 위한 open cell 등의 폼 구조를 갖되 가스 등을 차단하는 구조는 아닐 수 있다.

따라서 1차 단열공간(12)과 2차 단열공간(13)은, 1차 단열벽(112)/2차 단열벽(114)의 존재에도 불구하고 내부에서 가스가 유동할 수 있는 공간으로 마련될 수 있다. 이때 1차 단열공간(12)은 IBS, 2차 단열공간(13)은 IS로 지칭할 수 있다.

1차 단열공간(12)과 2차 단열공간(13)은 기설정된 내압으로 유지될 수 있으며, 질소(N2), 불활성가스(IG: Inert Gas) 등의 비활성 가스를 활용할 수 있다. 일례로 비활성 가스가 1차 단열공간(12) 등으로 주입되어 1차 단열공간(12)의 내압을 높일 수 있고, 비활성 가스를 1차 단열공간(12)으로부터 배출하여 1차 단열공간(12)의 내압을 낮출 수 있다.

또한 1차 단열공간(12)으로부터 배출되는 비활성 가스를 분석하여, 액화가스가 혼입되어 있다면 1차 방벽(111) 또는 2차 방벽(113)에 누출이 발생한 것으로 파악하고 보수 작업을 수행하여 문제를 해결할 수 있다.

추가로, 1차 단열공간(12)이나 2차 단열공간(13)에서의 내압이 비활성 가스의 일반적인 배출만으로는 해소하기 어려울 정도로 기설정압 이상에 놓일 경우, 세이프티 벤트라인(24a, 24b)을 통해 1차 단열공간(12)/2차 단열공간(13) 내에 채워져 있는 가스를 긴급 배출할 수도 있다.

이와 같은 단열공간(12, 13)의 내압 조절 등의 내용은 이하에서 도 20 등을 참조하여 자세히 설명하도록 한다. 한편, 도 20은 각 라인의 배치를 주로 설명하기 위한 것이고 도 8 등은 구조를 주로 설명하기 위한 것으로서, 도 20은 도 8 등과 배치가 일부 상이할 수 있지만, 이는 실제 면적 및 공간에 따라 다양한 변형이 가능함을 암시한 것으로, 본 발명은 도면에 나타난 모든 형태를 포괄할 수 있다.

액화가스 저장탱크(100)를 이루는 벽체(110) 중에서, 저장공간(11)의 상면을 이루는 벽체(110)에는 액화가스의 유출입을 위한 개구부(115)가 마련되고 개구부(115)에는 돔(10)이 설치될 수 있다. 이때 돔(10)은 액화가스의 유입 또는 배출을 위한 액화가스 라인(430, 431, 440, 441)이 관통되도록 구비된다.

상면 벽체(110)에서 개구부(115) 주변에는 돔(10)의 설치를 위하여 돌출부(116)가 구비될 수 있다. 돌출부(116)는 수평한 상면 벽체(110)에서 수직하게 절곡되어 상방으로 일정 높이를 갖도록 마련될 수 있으며, 돌출부(116)의 높이는 돔(10)의 상면이 선체에 마련된 트렁크 데크(도시하지 않음) 등의 상방으로 노출될 수 있는 높이로 이루어질 수 있다.

돌출부(116)는 생략 가능하다. 즉 상면 벽체(110)에 개구부(115)가 형성되고 개구부(115)에 후술하는 돔 코밍(300)이 직접 마련될 수도 있다. 이는 액화가스 저장탱크(100)가 탑재되는 선체의 형상에 따라 달라질 수 있다.

본 실시예의 돔(10)은, 액화가스 저장탱크(100) 내에 저장된 액화가스의 유출입을 위해 마련될 수 있다. 이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 돔(10)은 돔 코밍(300)과 돔 커버(400)를 포함할 수 있다.

돔 코밍(300)은, 저장공간(11)의 상면 벽체(110)(돌출부(116)가 구비되는 경우에는 돌출부(116))에 구비되고, 돔 커버(400)가 안착 고정되며 1차 단열공간(12) 및 2차 단열공간(13)을 마감한다.

벽체(110)에 마련되는 1차 단열공간(12) 및 2차 단열공간(13)은, 돔 코밍(300)이 설치되지 않은 상태에서는 상방으로 개방되어 있을 수 있다. 이때 돔 코밍(300)은 1차 방벽(111)과 2차 방벽(113) 사이의 공간 및 2차 방벽(113)과 선체 사이의 공간을 각각 실링하면서 액화가스 저장탱크(100)에 설치된다.

돔 코밍(300)은 도 8에 나타난 바와 같이 중공의 다각기둥 형태로 마련될 수 있다. 일례로 돔 코밍(300)은 사각기둥 형태로 구비될 수 있다. 이러한 돔 코밍(300)은 일측과 타측에 각각 단열공간(12, 13)의 내압 상승 또는 하강을 위한 구성이 마련될 수 있다.

일례로 돔 코밍(300)은, 일측변에 단열공간(12, 13) 내로 비활성 가스를 공급해 단열공간(12, 13) 내압을 상승시키는 비활성 가스 공급라인(22)이 관통되도록 마련되고, 타측변에 단열공간(12, 13) 내의 비활성 가스를 배출해 단열공간(12, 13) 내압을 낮추는 비활성 가스 배출라인이 관통될 수 있다.

특히 본 실시예는 후술하겠으나, 돔(10)이 액화가스의 유출입은 물론이고 증발가스의 배출(및 유입)도 허용하는 복합 돔(10)으로 마련될 수 있다.

액화가스와 증발가스에 대응되는 돔(10)을 각각 별도로 구비하고 액화가스 돔에 비활성 가스 공급라인(22), 증발가스 돔에 비활성 가스 배출라인을 구비하는 경우와 대비하여 볼 때, 본 실시예는 하나의 복합 돔(10)을 통해 액화가스/증발가스의 유출입을 모두 허용하게 되므로 구조를 혁신적으로 단순화할 수 있으며, 저장공간(11) 내로의 열침투를 크게 줄일 수 있고, 액화가스 누출 우려 부위를 최소화 수 있다.

또한 본 발명은 하나의 복합 돔(10)을 통하여 단열공간(12, 13)에 대한 비활성 가스의 공급/배출을 모두 구현하되, 비활성 가스의 공급과 비활성 가스의 배출을 복합 돔(10)의 일측과 그 반대편인 타측에서 이루어지도록 하여, 단열공간(12, 13) 내에서의 압력을 일정하고 안정적으로 유지할 수 있다.

도 12 내지 도 19 등을 참고하여 돔 코밍(300)의 구체적인 단면 구조에 대해 설명한다. 도 12 등을 참고하면 돔 코밍(300)은, 외벽(310), 상벽(320), 서포트(330), 단차해소수단(340)을 포함할 수 있다.

외벽(310)은, 저장공간(11)의 상방으로 일정 높이를 갖도록 마련된다. 외벽(310)은 돌출부(116)의 외면과 나란하게 마련될 수 있으며, 선체와 일체로 고정될 수 있다. 또한 선체 일부가 외벽(310)을 대체하도록 마련되는 것도 가능하다.

외벽(310)은 다각 기둥 형태로 마련될 수 있으며, 각 측면에 라인들이 관통하도록 마련될 수 있다. 다만 비활성 가스의 공급을 위한 구성과, 비활성 가스의 배출을 위한 구성은, 서로 반대편의 측면에 구비될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.

상벽(320)은, 외벽(310)에 의해 지지되며 적어도 일부에 돔 커버(400)가 안착된다. 상벽(320)은 외벽(310)의 상단에 수직하게 고정되는 구성일 수 있으며, 수평하게 마련되어 상면 벽체(110)와 평행하게 구비될 수 있다.

상벽(320)은 외벽(310)의 외측으로 돌출되는 형태로 마련될 수 있고, 내측에는 돔 커버(400)가 삽입될 수 있다. 또한 상벽(320)의 폭은 적어도 벽체(110)의 두께 이상으로 마련됨으로써, 1차 단열공간(12) 및 2차 단열공간(13)을 밀폐할 수 있다.

서포트(330)는, 외벽(310)의 내측에서 상벽(320)으로부터 하방으로 연장된다. 서포트(330)는 둔각으로 꺾인 형상으로 구비될 수 있으며, 2차 방벽(113)과 상벽(320)을 상호 연결하여 2차 단열공간(13)을 실링하기 위해 마련된다.

서포트(330)는 외벽(310)에 대응되며 외벽(310)과 평행하게 구비될 수 있다. 이때 서포트(330)는 외벽(310)과 평행한 수직부(부호 도시하지 않음)와, 수직부 하측에서 저장공간(11)을 향해 절곡 또는 휘어져 경사진 경사부(부호 도시하지 않음)를 포함한다. 이때 경사부와 2차 단열벽(114) 사이에는 2차 방벽(113)이 마련되어 실링이 이루어질 수 있고, 경사부의 경사진 정도를 통해 수직부와 2차 단열벽(114) 사이의 단차가 해소될 수 있다.

또한 적어도 4개의 서포트(330)가 마련되면서 서포트(330) 사이의 코너 또한 절곡 또는 휘어진 형상을 갖는 부재로 마감됨에 따라, 서포트(330)는 외벽(310)과 닮음꼴인 다각 기둥 형태를 이룰 수 있다.

단차해소수단(340)은, 상벽(320)의 내측단에 마련되어 내면에 1차 방벽(111)이 연결된다. 단차해소수단(340)은 단면이 ㄷ자 형태로 이루어질 수 있으며, 상면이 상벽(320)의 내측단과 겹쳐지면서 용접 등으로 고정될 수 있다.

단차해소수단(340)의 내면에는 1차 방벽(111)이 용접 등으로 실링될 수 있다. 따라서 1차 방벽(111)의 외측은 단차해소수단(340)과 상벽(320) 등을 통해 실링됨으로써 1차 단열공간(12)은 닫힌 공간으로 형성될 수 있다.

단차해소수단(340)의 하면은 상벽(320)의 내측단과는 고정되지 않을 수 있다. 이는 단차해소수단(340)의 높이가 상벽(320)의 두께보다 크게 마련되기 때문이다. 다만 단차해소수단(340)의 하면과 상벽(320)의 하면 사이에 별도의 고정부재(부호 도시하지 않음, 우드나 단열블록 등)가 끼워지면서 고정력을 확보할 수 있다.

단차해소수단(340)은 상벽(320)의 내측단과 1차 방벽(111) 간의 단차를 해소하기 위해 구비된다. 즉 단차해소수단(340)과 서포트(330)의 경사부는, 각각 1차 방벽(111)과 2차 방벽(113)을 돔 코밍(300)에 실링 고정하기 위한 구성이다.

이때 단차해소수단(340)은 상면과 상벽(320) 간의 겹침 정도를 조절하고, 서포트(330)의 경사부는 경사진 정도를 조절함으로써, 1차 방벽(111)/2차 방벽(113) 시공 시 단차를 없애 실링을 확보할 수 있다. 또는 2차 방벽(113)의 경우 폼(foam)을 적용하여 단차 해소를 구현할 수도 있다.

이외에도 서포트(330)가 외벽(310)에 수직하게 수평부만을 갖고, 서포트(330)에 마감되는 2차 방벽(113)이 유연한 재질로 이루어져 2차 방벽(113)이 절곡된 형태로 서포트(330)와 2차 단열벽(114) 사이를 실링하도록 하는 등의 구조도 가능하다. 또한 2차 방벽(113)이 서포트(330)가 아닌 단차해소수단(340)에 연결되어 실링될 수도 있다.

단차해소수단(340)의 하면과 상벽(320) 하단 사이에는 고정부재가 별도로 마련될 수 있으며, 이때 고정부재는 상벽(320)과 별도로 마련되고 끼움 결합되는 것이거나, 또는 상벽(320)에 용접으로 일체화된 후 고정되는 구조물 등일 수 있다.

이와 같은 돔 코밍(300)의 구조를 통해, 선체는 외벽(310)과 연결되고 2차 방벽(113)은 경사부를 통해 서포트(330)로 연결되며, 상벽(320)이 외벽(310)과 서포트(330) 사이를 밀봉하게 됨에 따라, 2차 단열공간(13)이 닫힌 공간으로 이루어지게 된다.

도한 1차 방벽(111)이 단차해소수단(340)을 통해 상벽(320)에 연결되고 단차해소수단(340)과 서포트(330) 사이가 상벽(320)으로 밀봉되므로, 1차 단열공간(12) 역시 닫힌 공간으로 이루어질 수 있다.

즉 돔 코밍(300)은 1차 방벽(111)과 2차 방벽(113) 사이의 1차 단열공간(12)을 마감하며, 또한 2차 방벽(113)과 선체 사이의 2차 단열공간(13)을 마감할 수 있다. 이때 돔 코밍(300)에는 각종 라인들이 관통하도록 마련되어, 1차 단열공간(12)/2차 단열공간(13)을 외부와 연통시켜 비활성 가스의 공급/배출 등을 구현할 수 있다.

구체적으로는 도 12 등을 통해 설명한다. 돔 코밍(300)의 일측변에는 비활성 가스 공급라인(22)이 마련되고, 타측변에는 비활성 가스 배출라인이 구비됨은 앞서 설명한 바와 같다.

더욱 상세하게, 돔 코밍(300)의 일측변(도 9)에는 1차 단열공간(12)에 비활성 가스를 공급하기 위한 제1 비활성 가스 공급라인(22a)(A, B, C, D, L, M) 및 2차 단열공간(13)에 비활성 가스를 공급하기 위한 제2 비활성 가스 공급라인(22b)이 마련된다.

또한 도 9에 나타난 일측변의 반대편인 타측변(도 10)에는 1차 단열공간(12) 내의 비활성 가스를 배출하는 제1 비활성 가스 배출라인(23a)(G) 및 2차 단열공간(13) 내의 비활성 가스를 배출하는 제2 비활성 가스 배출라인(23b)(H)이 마련될 수 있다.

또한 도 10에 나타난 돔 코밍(300)의 타측변에는, 이하 도 20에서 자세히 설명할 제1 파일럿 라인(25a)과 제2 파일럿 라인(25b)이 구비될 수 있다.

추가로, 도 9의 일측변과 도 10의 타측변 사이의 측변(도 11)에는, 이하에서 설명할 제1 세이프티 벤트라인(24a)(E)과 제2 세이프티 벤트라인(24b)(J)이 마련될 수 있으며, 제1 파일럿 라인(25a)(F)과 제2 파일럿 라인(25b)(I)이 추가로 구비될 수도 있다. 즉 제1 파일럿 라인(25a)(F)과 제2 파일럿 라인(25b)(I)은 도 20에서와 달리 돔 코밍(300)에서 적어도 두 지점에 마련될 수도 있다.

돔 코밍(300)을 관통하도록 마련되는 라인들의 배치와 관련하여, 제1 비활성 가스 공급라인(22a)을 먼저 살펴보면 도 12와 같다. 도 12에 나타난 바와 같이 제1 비활성 가스 공급라인(22a)은, 외부로부터 외벽(310) 및 서포트(330)를 관통해 1차 단열공간(12)으로 연장된다.

이때 제1 비활성 가스 공급라인(22a)은, 외벽(310)과 서포트(330) 사이에서 적어도 2회 절곡 또는 휘어지도록 마련되어 수축 팽창에 대비할 수 있으며, 제1 비활성 가스 공급라인(22a)이 관통하는 외벽(310) 등에는 액화가스의 누출을 방지할 수 있는 충분한 실링이 구비될 수 있음은 물론이다.

도 12에 나타난 제1 비활성 가스 공급라인(22a)(A, B, C, D, M)은, 서포트(330)를 관통한 후 1차 방벽(111)의 외면을 따라 저장공간(11)의 하측으로 연장되도록 마련되어, 1차 단열공간(12)의 하부에 비활성 가스를 공급할 수 있다.

물론 제1 비활성 가스 공급라인(22a) 중 일부(M)는 도 13에 나타난 바와 같이, 1차 방벽(111)의 외면을 따라 하방으로 연장되는 대신, 서포트(330)를 관통한 직후의 지점에 끝단이 형성됨으로써, 1차 단열공간(12)의 상부에 비활성 가스를 공급하도록 마련될 수 있다.

제1 비활성 가스 공급라인(22a)은, 도 12에 나타난 일부(A, B, C, D, M)와 도 13에 나타난 나머지(L)의 직경이 서로 다르게 마련될 수 있으며, 이는 1차 단열공간(12)의 형상이나 크기, 액화가스 제원 등의 다양한 변수에 따라 결정될 수 있다.

단면도로는 도시하지 않았으나, 도 20에 나타나 있는 제2 비활성 가스 공급라인(22b)은 외부로부터 돔 코밍(300)의 외벽(310)을 관통한 뒤 서포트(330)를 관통하지 않고 2차 단열공간(13)으로 연장될 수 있다.

이하 비활성 가스 배출라인 관련하여 설명한다. 먼저 제1 비활성 가스 배출라인은 도 14에 나타난 바와 같다. 제1 비활성 가스 배출라인은 1차 단열공간(12)으로부터 서포트(330) 및 외벽(310)을 관통해 외부로 연장되도록 마련될 수 있으며, 이때 서포트(330)와 외벽(310) 사이에서 적어도 2회 휘어지거나 절곡되도록 마련될 수 있다.

도 14에 나타난 제1 비활성 가스 배출라인(G)은, 도 13에 나타난 제1 비활성 가스 공급라인(22a)(L)과 대칭되도록 형성될 수 있으며, 서로 직경이 대응되도록 마련될 수 있다. 또한 제1 비활성 가스 배출라인은 유입단이 1차 단열공간(12)의 상부에 위치할 수 있다.

도 15를 참조하면, 제2 비활성 가스 배출라인(H)은 2차 단열공간(13)으로부터 외벽(310)을 관통해 외부로 연장될 수 있다. 이때 제2 비활성 가스 배출라인의 유입단에는 스트레이너(strainer, 부호 도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 스트레이너는 필터와 유사한 구성으로서 메쉬나 멤브레인 등의 구조를 이용해 이물질의 유출입을 제한할 수 있다.

추가로 돔 코밍(300)은, 단열공간(12, 13)의 내압이 과도해질 경우 단열공간(12, 13) 내의 가스를 긴급 배출하기 위한 구성을 구비할 수 있으며, 일례로 세이프티 벤트라인(24a, 24b)과, 세이프티 벤트라인(24a, 24b)의 개방을 위한 파일럿 라인(25a, 25b)을 구비할 수 있다.

파일럿 라인(25a, 25b)을 통한 세이프티 벤트라인(24a, 24b)의 개방에 대해서는 후술하도록 하여, 여기서는 구조적인 관점에서 위 라인들의 배치를 설명한다.

먼저 세이프티 벤트라인(24a, 24b)의 경우, 도 16에 나타난 바와 같이 1차 단열공간(12)의 내압이 기설정압 이상일 때 단열공간(12, 13)의 내부를 외부와 연통시키는 제1 세이프티 벤트라인(24a)(E)이 마련된다.

제1 세이프티 벤트라인(24a)(E)은, 1차 단열공간(12)에서 서포트(330) 및 외벽(310)을 관통해 외부로 연장되도록 마련된다. 제1 세이프티 벤트라인(24a)은 도 13에 나타난 제1 비활성 가스 공급라인(22a)과 유사한 구조로 마련될 수 있으나 가스의 흐름이 반대될 수 있다. 또한 제1 세이프티 벤트라인(24a)은 돔 코밍(300)에서 도 14에 나타난 제1 비활성 가스 배출라인과 유사한 구조로 구비될 수 있다.

제2 세이프티 벤트라인(24b)(J)은, 도 17에 나타난 바와 같다. 제2 세이프티 벤트라인(24b)은 제2 단열공간(12, 13)에서 외벽(310)을 관통해 외부로 연장되어 마련된다. 즉 제1 세이프티 벤트라인(24a)과 제2 세이프티 벤트라인(24b)은 단열공간(12, 13)에서 적어도 외벽(310)을 관통해 외부로 연장된다.

제2 세이프티 벤트라인(24b)은 도 15에 나타난 제2 비활성 가스 배출라인과 유사한 구조로 마련될 수 있으며, 제2 세이프티 벤트라인(24b)의 유입단에도 스트레이너(strainer, 부호 도시하지 않음)가 구비될 수 있다.

세이프티 벤트라인(24a, 24b)에는 세이프티 밸브(241, 242)가 구비되며, 세이프티 밸브(241, 242)는 파일럿 라인(25a, 25b)을 제어 라인으로 하여 작동할 수 있다. 이때 제1 세이프티 벤트라인(24a)에는 제1 파일럿 라인(25a)이 할당되고, 제2 세이프티 벤트라인(24b)에는 제2 파일럿 라인(25b)이 할당될 수 있다.

제1 파일럿 라인(25a)과 제2 파일럿 라인(25b)은 단열공간(12, 13)에서 적어도 외벽(310)을 관통해 제1 세이프티 벤트라인(24a)/제2 세이프티 벤트라인(24b)으로 연장되어 제1 세이프티 밸브(241)/제2 세이프티 밸브(242)에 연결될 수 있다.

도 18에 나타난 바와 같이 제1 파일럿 라인(25a)은, 제1 단열공간(12, 13)에서 서포트(330)를 관통한 뒤 외벽(310)을 관통하여 제1 세이프티 밸브(241)로 연장된다.

또한, 도 19에 나타난 바와 같이 제2 파일럿 라인(25b)은, 제2 단열공간(12, 13)에서 외벽(310)을 관통한 뒤 제2 세이프티 밸브(242)로 연장될 수 있다. 이때 제2 파일럿 라인(25b)의 유입단에는 스트레이너(strainer, 부호 도시하지 않음)가 구비될 수 있다.

제1 파일럿 라인(25a)/제2 파일럿 라인(25b)은, 제1 세이프티 벤트라인(24a)/제2 세이프티 벤트라인(24b) 대비 직경이 작게 이루어질 수 있다. 이는 파일럿 라인(25a, 25b)의 경우 세이프티 밸브(241, 242)의 작동을 위한 제어용 유압을 전달하는 구성인 반면, 세이프티 벤트라인(24a, 24b)은 단열공간(12, 13)의 내압을 긴급하게 낮춰야 하는 구성이기 때문이다.

이와 같이 돔 코밍(300)에는, 아래의 라인들이 관통되도록 마련될 수 있다.

도 8 기준 좌측변: 비활성 가스 공급라인(22)

도 8 기준 우측변: 비활성 가스 배출라인/파일럿 라인(25a, 25b)

도 8 기준 상측변: 세이프티 벤트라인(24a, 24b)/파일럿 라인(25a, 25b)

물론 위의 배치는 얼마든지 변경 가능하다. 다만 비활성 가스 공급라인(22)과 비활성 가스 배출라인은, 비활성 가스가 단열공간(12, 13)에 충분히 유입되어 단열공간(12, 13)의 압력을 일정 값으로 유지할 수 있도록, 서로 반대편에 구비되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 설명한 돔 코밍(300)의 내측에는 돔 커버(400)가 안착됨으로써, 돔(10)이 밀봉될 수 있다. 이때 돔 커버(400)는 액화가스의 유출입을 위한 액화가스 라인(430, 431, 440, 441)이 관통될 수 있는데, 추가로 돔 커버(400)는 증발가스의 배출(유입)을 위한 증발가스 라인(460)도 관통됨으로써, 본 발명의 돔(10)은 액화가스는 물론이고 증발가스 역시 유출입을 허용할 수 있는 복합 돔(10)으로 구성될 수 있다.

즉 본 발명의 돔(10)은, 돔 커버(400)에 액화가스 라인(430, 431, 440, 441)과 함께 저장공간(11) 내에서 발생하는 증발가스의 배출을 위한 증발가스 배출라인(460)을 구비함에 따라, 액화가스 및 증발가스가 모두 유출입되는 복합 돔(10)으로 마련된다.

따라서 본 발명의 복합 돔(10)은, 액화가스 돔(liquid dome)과 증발가스 돔(gas dome)을 통합한 복합 돔으로 구성될 수 있다.

이러한 복합 돔(10)에 마련되는 돔 커버(400)는, 프레임(410)과 단열재(420)를 포함한다. 프레임(410)은 돔 코밍(300)의 상벽(320)에 결합될 수 있다. 프레임(410)은 골조 구조로 이루어질 수 있으며, 도 2 내지 도 4 등에 나타난 것과 같이 액화가스 라인(430, 431, 440, 441)/증발가스 라인(460) 등이 관통되고 액화가스 라인(430, 431, 440, 441) 등을 지지하도록 마련된다.

이를 위해 액화가스 라인(430, 431, 440, 441) 등은 라인 고정부(480)를 통해 프레임(410)에 연결될 수 있는데, 이에 대해서는 이하에서 자세히 설명한다.

프레임(410)에는, 액화가스의 유출입을 위한 액화가스 배출라인(430)과, 액화가스 로딩라인(440)이 관통된다. 또한 본 발명의 돔(10)은 복합 돔(10)으로 구비되므로, 돔 커버(400)의 프레임(410)에는 증발가스의 배출을 위한 증발가스 배출라인(460)도 관통될 수 있다.

이때 액화가스 배출라인(430)은 적어도 한 쌍으로 이루어지며, 한 쌍의 액화가스 배출라인(430)과 액화가스 로딩라인(440)은 삼각형을 이루도록 배치될 수 있다.

또한 돔 커버(400)에서 액화가스 로딩라인(440)에 인접한 위치에 긴급 처리라인(431)(emergency pipe)이 관통되도록 구비되어, 액화가스 배출라인(430)을 통한 액화가스 배출이 이루어지지 못할 경우 긴급 처리라인(431)을 통해 액화가스의 배출을 구현할 수도 있다.

액화가스 배출라인(430)과 긴급 처리라인(431)은 삼각 기둥 형태를 이루면서 돔 커버(400)에서 저장공간(11)을 향해 하방으로 연장되어 펌프타워(pump tower)를 구성할 수 있다. 이때 펌프타워의 하단에는 액화가스 배출라인(430)으로 액화가스를 배출시키는 카고 펌프나 스프레이 펌프 등이 구비될 수 있다.

돔 커버(400)에는 카고 펌프의 작동을 위한 케이블이 외부로부터 카고 펌프로 연결되기 위한 케이블 파이프(432)가 마련될 수 있고, 케이블 파이프(432)는 저장공간(11) 내에 마련된 펌프의 대수에 대응하여 구비될 수 있다.

앞서 설명한 액화가스 로딩라인(440)은 저장공간(11)의 하부로 연장되어 있을 수 있다. 다만 저장공간(11)의 상부에 액화가스를 로딩할 필요가 있음을 대비하기 위해, 저장공간(11) 상부까지 연장되는 탑 필링라인(441)이 돔 커버(400)에 관통 구비될 수 있다.

추가로 돔 커버(400)에는 앞서 설명한 단열공간(12, 13)에 할당되는 세이프티 벤트라인(24a, 24b)과 유사한 기능을 갖는 세이프티 벤트라인(450)이 구비되어, 저장공간(11)의 내압이 높아질 때를 대비할 수 있다. 이때 세이프티 벤트라인(450)은 적어도 한 쌍으로 마련되어 서로 백업 가능하게 구비될 수 있다.

또한 앞서 설명한 것과 마찬가지의 파일럿 라인(451)이 돔 커버(400)에도 구비되어, 저장공간(11)의 내압에 따라 세이프티 벤트라인(450)에 마련된 세이프티 밸브(부호 도시하지 않음)가 자동 개방되어, 세이프티 벤트라인(450)을 통해 저장공간(11)의 내압 하강이 이루어질 수 있다.

이 외에도 돔 커버(400)에는 저장공간(11) 내를 외부와 연통시킬 필요가 있는 각종 라인들이 관통하도록 마련될 수 있으며, 일례로 센서를 위한 CTS 라인, 스프레이 라인, 가스 샘플링 라인 등이 구비될 수 있다.

또한 돔 커버(400)에는 저장공간(11) 내부를 작업자 유입이 가능한 상태로 치환하는 작업을 거친 뒤 작업자가 진입할 수 있도록 하는 유지보수 개구(471)(maintenance hole)가 마련되며, 또한 저장공간(11) 내부 구성을 유출입하기 위한 장비 관통 개구(472)(material passage) 등이 마련될 수 있다.

이와 같이 설명한 돔(10)은, 액화가스의 유출입을 위한 액화가스 배출라인(430)과 긴급 처리라인(431), 액화가스 로딩라인(440), 탑 필링라인(441) 등이 마련되어 액화가스 돔으로서 기능할 수 있다.

여기에 더하여 본 발명의 돔(10)은, 복합 돔(10)으로서 액화가스 돔에 증발가스 돔의 기능을 통합할 수 있다. 이를 위해 돔 커버(400)에는, 저장공간(11) 내의 증발가스를 배출하는 증발가스 배출라인(460)이 마련될 수 있다.

증발가스 배출라인(460)은, 액화가스 배출라인(430)과 액화가스 로딩라인(440)(긴급 처리라인(431))이 이루는 삼각형의 외측에 배치될 수 있으며, 액화가스 로딩라인(440)에 인접하게 배치될 수 있다.

증발가스 배출라인(460)은 액화가스 배출라인(430) 등과 달리 저장공간(11)에 발생한 증발가스를 배출하기 위한 것으로서, 하단이 저장공간(11)의 상부까지만 연장되도록 마련될 수 있다.

즉 본 발명의 돔(10)은 액화가스와 증발가스가 모두 하나의 돔 커버(400)를 통해 유출입하도록 마련되는 복합 돔(10)으로 구비됨에 따라, 액화가스 돔과 증발가스 돔을 별도로 마련할 필요가 없게 된다.

이와 같이 액화가스 및 증발가스의 유출입을 구현하기 위해 라인들이 관통하는 돔 커버(400) 프레임(410)의 내면에는, 단열재(420)가 마련될 수 있다. 단열재(420)는 프레임(410)에서 저장공간(11)을 향하는 내면에 마련되며, 액화가스 저장탱크(100)의 벽체(110)를 구성하는 1차 단열벽(112)/2차 단열벽(114)과 동일/유사한 재료로 이루어질 수 있다.

돔 커버(400)는 단열재(420)가 저장공간(11)을 향해 노출된 형태로 마련될 수 있다. 다만 돔 커버(400)는 돌출부(116) 등에 의하여 저장공간(11) 대비 상방에 위치하게 되고, 저장공간(11)에 채워진 액화가스가 유동하더라도 돌출부(116)를 지나 돔 커버(400)까지 전달되는 가능성은 매우 낮다. 따라서 돔 커버(400)의 내면에는 방벽이 생략될 수 있다.

물론 돔 커버(400)의 단열재(420) 내면에 벽체(110)의 1차 방벽(111)과 동일/유사한 방벽이 부가됨으로써, 프레임(410)이 2차 방벽(113)의 기능을 갖도록 하는 것도 가능하다.

프레임(410)과 단열재(420)는 2층으로 적층되어 마련되며, 위에서 설명한 라인들은 프레임(410) 및 단열재(420)를 한꺼번에 관통하도록 마련될 수 있다. 이때 라인은 라인 고정부(480)를 통해 프레임(410)에 고정된다.

라인 고정부(480)는, 도 6 및 도 7에 나타난 바와 같이, 라인을 프레임(410)에 고정하며, 단열부재(481), 둘레부재(482), 와셔부재(483), 마감부재(484), 리브 브라켓(485)을 포함한다. 이하에서 설명하는 라인 고정부(480)는 증발가스 배출라인(460)을 고정하는 구성을 예시로 설명하며, 이하 내용은 다른 라인을 프레임(410)에 고정하는 부분에도 적용될 수 있음은 물론이다.

단열부재(481)는, 증발가스 라인(460)에서 프레임(410) 및 단열재(420)를 관통하는 부분의 둘레를 감싼다. 단열부재(481)는 1차 단열벽(112), 단열재(420) 등과 동일/유사한 재료로 이루어지거나, 또는 상이한 재료(일례로 글라스울 등)로 이루어질 수 있다.

단열부재(481)는 증발가스 라인(460)을 둘러 프레임(410)에 증발가스 라인(460) 내부의 극저온이 전달되지 않도록 할 수 있으며, 반대로 외부로부터의 열이 증발가스 라인(460) 내부로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

단열부재(481)는 프레임(410)의 상단에서 상방 일정 높이까지 증발가스 라인(460)을 커버함으로써, 외부 열침투를 충분히 억제할 수 있도록 마련된다. 또한 단열부재(481)는 하단이 와셔부재(483)에 의해 마감되고 상단이 마감부재(484)에 의해 마감되어, 외부로 노출되지 않을 수 있다.

둘레부재(482)는, 증발가스 라인(460)과 평행하게 마련되어 단열부재(481)의 외측을 감싼다. 둘레부재(482)는 증발가스 라인(460)과 대응되도록 원통형태로 마련될 수 있고, 내부에 증발가스 라인(460)을 수용하는 직경을 갖는 상하 모두 개방된 중공의 형태로 이루어질 수 있다.

이때 둘레부재(482)의 내경과 증발가스 라인(460)의 외경의 차이는 단열부재(481)의 두께에 대응되도록 이루어질 수 있다. 또한 둘레부재(482)의 외면은 프레임(410)에 용접 등으로 고정될 수 있으며, 둘레부재(482)의 상단은 마감부재(484)에 의해 실링된다. 따라서 프레임(410)에서 증발가스 라인(460)이 관통된 부분은 둘레부재(482) 및 마감부재(484)를 통해 실링되므로 누출이 이루어지지 않게 된다.

둘레부재(482)는 하단이 프레임(410)의 하방으로 연장되어 단열재(420) 내측에 위치할 수 있다. 이를 통해 프레임(410)과 증발가스 라인(460) 사이가 둘레부재(482)(및 마감부재(484))에 의해 원활하게 실링되도록 할 수 있다.

와셔부재(483)는, 증발가스 라인(460)과 수직하게 마련되고 단열재(420)에 연결되어 단열부재(481)의 하단을 마감한다. 와셔부재(483)는 단열재(420)의 하면(내면) 및 증발가스 라인(460)의 외주에 실링 연결되어 단열부재(481)의 하방을 커버할 수 있으며, 볼팅이나 본딩 등의 방법을 이용하여 단열재(420) 등에 고정될 수 있다.

단열부재(481)는 상단의 경우 프레임(410)의 하면보다 상방으로 연장되도록 마련되면서 상부가 둘레부재(482) 및 마감부재(484)에 의해 실링될 수 있다. 반면 단열부재(481)의 하단은 돔 커버(400)의 단열재(420)의 하면과 (거의) 나란하게 마련될 수 있으며, 와셔부재(483)가 단열재(420)와 증발가스 라인(460) 사이에서 단열부재(481)의 하단을 커버하도록 마련된다.

다만 돔 커버(400)의 단열재(420)는 실질적으로 저장부재에 그대로 노출되어 있으며, 프레임(410) 및 둘레부재(482)와 마감부재(484)가 방벽 기능을 구현할 수 있는 바, 와셔부재(483)는 단열재(420)와 증발가스 라인(460) 사이의 단열부재(481)를 실링하기 보다는, 단열부재(481)의 하단을 고정하기 위해 마련될 수 있다.

마감부재(484)는, 증발가스 라인(460)과 수직하게 마련되고 둘레부재(482)의 상단에 연결되어 단열부재(481)의 상단을 마감한다. 마감부재(484)는 둘레부재(482)의 상단 및 증발가스 라인(460)의 외주에 실링 연결되어 둘레부재(482)의 개방된 상방을 밀폐할 수 있다.

이를 위해 마감부재(484)는 둘레부재(482)보다 큰 외경을 갖도록 마련되어 둘레부재(482)의 상단을 충분히 덮도록 하여, 둘레부재(482)와 증발가스 라인(460) 사이를 커버할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 단열부재(481)가 증발가스 라인(460)으로의 열침투를 억제하기 위해 충분한 높이를 갖게 되므로, 단열부재(481)를 둘러싸는 둘레부재(482) 역시 상단이 프레임(410) 보다 상방에 위치할 수 있다.

이때 둘레부재(482)의 상단에서 증발가스 라인(460)에 연결되는 마감부재(484)는 프레임(410)의 상방에 위치하여, 외부로 노출되도록 마련될 수 있다. 이때 마감부재(484)에는 증발가스 라인(460)과 연결되는 리브 브라켓(485)이 마련되어, 증발가스 라인(460)을 안정적으로 지지할 수 있다.

리브 브라켓(485)은, 단열부재(481)의 상방으로 노출되는 증발가스 라인(460)을 마감부재(484)에 연결하여 지지한다. 리브 브라켓(485)은 삼각 형상을 가지며 증발가스 라인(460)의 둘레를 따라 방사상으로 복수 개가 마련될 수 있다.

본 발명은 리브 브라켓(485)을 통해 증발가스 라인(460)을 마감부재(484)에 사선방향으로 연결함으로써, 증발가스 라인(460)의 지지 구조 강도를 확보할 수 있다. 따라서 본 발명은 증발가스 라인(460)과 수직하게 마련된 마감부재(484)를 하나만 구비하더라도 증발가스 라인(460)을 충분히 지지할 수 있다.

이와 같이 본 실시예의 액화가스 저장탱크(100)는, 액화가스는 물론이고 증발가스도 유출입이 가능한 돔 커버(400)를 갖는 복합 돔(10)을 적용함으로써, 누출 위험 부위를 줄이고 구조를 대폭 간소화할 수 있다.

이하에서는 앞서 설명한 액화가스 저장탱크(100)의 복합 돔(10)에 적용되는 가스 처리 시스템(1)을, 도 20에 나타난 개념도를 토대로 상세히 설명하도록 한다.

참고로 본 발명의 도면에 도시하지 않았으나, 압력센서(PT), 온도센서(TT) 등이 제한 없이 적절한 위치에 구비될 수 있음은 물론이며, 각 센서에 의한 측정값은 이하에서 설명하는 구성들의 운영에 제한 없이 다양하게 사용될 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.

도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크, 비활성 가스 처리부(20)를 포함한다.

참고로 도면에서 PIC는 Pressure Indicating Controller로서 압력 제어기이며, DPIC는 Differential Pressure Indicating Controller로서 차압 제어기를 나타낸다.

PIC와 DPIC는 이하에서 설명하는 밸브들의 제어를 위한 구성으로서, 상호 교체되거나 자유롭게 생략/부가될 수 있다. 또한 PIC 등은 압력 외에도 밸브의 개도를 조절하기 위한 변수(온도 등)를 제어하는 다른 구성으로 대체 가능하다.

액화가스 저장탱크는, 액화가스를 저장하는 저장공간(11)을 갖는다. 이때 액화가스 저장탱크는 액화가스를 극저온의 액상으로 저장하기 위하여, 저장공간(11) 주변에 단열공간(12, 13)을 구비할 수 있다.

단열공간(12, 13)은 적어도 2층으로 구비될 수 있으며, 저장공간(11)의 외측에 마련되는 1차 단열공간(12)과, 1차 단열공간(12)과 액화가스 저장탱크가 탑재되는 선체 사이에 마련되는 2차 단열공간(13)을 포함할 수 있다.

1차 단열공간(12)은 IBS(Interbarrier Space)로 지칭할 수 있으며, 2차 단열공간(13)은 IS(Insulation Space)로 지칭할 수 있다.

액화가스 저장탱크는 저장공간(11)에서 선체를 향해, 1차 방벽, 1차 단열벽, 2차 방벽, 2차 단열벽이 순차적으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 이때 1차 방벽은 SUS, INVAR 등과 같은 금속재로 이루어지며 액화가스가 직접 닿되 액화가스의 누출을 방지하는 구성으로 마련될 수 있다.

또한 2차 방벽은 1차 방벽과 동일/유사한 금속재로 이루어지거나, 가스 누출을 방지하기 위해 금속시트에 유리섬유시트가 다양하게 적층된 복합재로 이루어지는 것도 가능하다.

1차 단열벽과 2차 단열벽은, 합성수지 재질로 이루어질 수 있으며, 일례로 폴리우레탄폼으로 이루어질 수 있다. 또는 펄라이트 등과 같은 단열재를 내장하는 박스 형태로 이루어지는 것도 가능하다.

1차 단열벽과 2차 단열벽은 단열을 위해 마련되는 구성으로서, 내부에 가스의 유동은 가능한 구조(일례로 open cell 등)를 구비할 수 있다. 이때 1차 단열벽을 1차 단열공간(12), 2차 단열벽을 2차 단열공간(13)으로 지칭할 수 있다.

1차 단열공간(12)은 1차 방벽과 2차 방벽 사이에 닫힌 공간일 수 있고, 2차 단열공간(13)은 2차 방벽과 선체 사이에 닫힌 공간일 수 있다. 이때 1차 단열공간(12)과 2차 단열공간(13)은 내압이 적절한 값으로 유지됨으로써, 저장공간(11) 내에서 액화가스의 저장 안정성을 확보할 수 있다.

일례로 1차 단열공간(12)은 저장공간(11) 이하의 압력으로 유지될 수 있으며, 2차 단열공간(13)은 1차 단열공간(12)보다 높은 압력으로 유지될 수 있다. 이때 단열공간(12, 13)들의 압력 유지에는 비활성 가스가 사용될 수 있으며, 일례로 비활성 가스는 질소가스 등일 수 있다.

액화가스 저장탱크에서 저장공간(11)의 상측에는 복합 돔(10)이 마련된다. 복합 돔(10)은 액화가스 저장탱크의 상면에서 정면벽 또는 후면벽에 인접한 위치에 마련될 수 있으며, 펌프타워(도시하지 않음)가 관통하는 구성일 수 있다.

복합 돔(10)은 액화가스 저장탱크의 상면에서 상방으로 돌출되며 개구를 갖는 돔 코밍과, 돔 코밍의 개구를 덮는 돔 커버로 구비될 수 있다. 참고로 도면에 나타난 부분은 돔 코밍에 대응되는 부분이다.

복합 돔(10)은, 액화가스를 저장하는 저장공간(11)을 외부와 연통시키기 위해 구비되며, 펌프타워 상의 액화가스가 유동하는 라인(loading line, unloading line, emergency pipe 등, 도시하지 않음)이 관통하도록 마련될 수 있다.

또한 복합 돔(10)은, 저장공간(11)을 외부와 연통시키면서 저장공간(11) 내에서 발생한 증발가스를 처리하기 위한 증발가스 라인(vapor line, 도시하지 않음)이 구비될 수 있다. 즉 복합 돔(10)은 액화가스가 유동하는 액화가스 라인과 증발가스가 유동하는 증발가스 라인이 모두 구비될 수 있다.

다만 복합 돔(10)에서 액화가스 라인은 저장공간(11)에 수용된 액화가스 내에 잠기도록 하방으로 연장되고, 증발가스 라인은 저장공간(11)의 액화가스 액면 위에 하단이 위치하도록 마련될 수 있다. 이 경우 액화가스 라인은 저장공간(11)의 하측까지 연장되어 베이스 서포트(base support, 도시하지 않음)에 의해 구속되는 펌프타워를 구성하는 반면, 증발가스 라인은 펌프타워와 별개로 돔 커버를 관통하도록 마련될 수 있다.

따라서 본 실시예는, 액화가스의 처리를 위한 리퀴드 돔(liquid dome)과, 액화가스 저장탱크 내에서 자연 기화로 발생한 증발가스의 처리를 위한 가스 돔(gas dome)이 각각 마련되는 대신, 복합 돔(10)(combined dome)을 구비하여 액화가스와 증발가스가 하나의 구성을 통해 처리되도록 할 수 있다.

비활성 가스 처리부(20)는, 단열공간(12, 13) 내로 비활성 가스를 공급하거나 단열공간(12, 13)에서의 비활성 가스를 배출한다. 비활성 가스는 질소가스일 수 있지만, 질소가 아닌 불활성가스도 사용 가능하다.

비활성 가스 처리부(20)는, 비활성 가스를 단열공간(12, 13) 내에 공급하기 위한 구성과, 비활성 가스를 단열공간(12, 13)으로부터 배출하기 위한 구성, 단열공간(12, 13)의 내압이 설정값을 넘을 때 비상용으로 단열공간(12, 13)을 외부와 연통시키는 구성, 단열공간(12, 13) 내 가스를 검사하는 구성 등을 포함할 수 있다.

먼저 비활성 가스를 공급하는 구성에 대해 설명한다. 비활성 가스는, 비활성 가스를 생성하는 비활성 가스 공급부(21)(N2 supply system 등)에 의해 단열공간(12, 13)으로 전달되며, 위와 같은 비활성 가스 공급부(21)에서 단열공간(12, 13)으로는 비활성 가스 공급라인(22)이 마련될 수 있다. 비활성 가스 공급라인(22)은 복합 돔(10)을 통해 단열공간(12, 13) 내로 비활성 가스를 공급해 단열공간(12, 13) 내압을 상승시킨다.

비활성 가스 공급라인(22)에는 비활성 가스 공급밸브(부호 도시하지 않음)가 마련될 수 있으며, 비활성 가스 공급밸브는 일례로 400mbarg 내외의 값으로 설정되어 개도가 조절될 수 있다. 이를 위해 400mbarg를 포괄하는 범위로 압력 조절이 가능한 PIC가 사용될 수 있다(일례로 200 내지 550mbarg의 압력 조절이 가능).

선체에는 액화가스 저장탱크가 복수로 마련되는데, 각 액화가스 저장탱크에 구비된 복합 돔(10)에 하나의 비활성 가스 공급부(21)가 할당될 수 있다.

따라서 어느 하나의 액화가스 저장탱크에 할당된 비활성 가스 공급라인(22)은, 부분적으로 분기되면서 다른 하나의 액화가스 저장탱크의 비활성 가스 공급라인(22)에 연결되어, 하나의 비활성 가스 공급부(21)로부터 복수 개의 복합 돔(10)으로 비활성 가스가 원활하게 분배되도록 할 수 있다.

비활성 가스 공급라인(22)은, 1차 단열공간(12)과 2차 단열공간(13)에 각각 구비될 수 있으며, 1차 단열공간(12)에는 복수 개의 제1 비활성 가스 공급라인(22a)이 구비될 수 있다.

일례로 제1 비활성 가스 공급라인(22a)은, 도면에서 A 내지 D로 표시된 공급단을 갖는다. 이때 A 내지 D는 비활성 가스를 1차 단열공간(12)의 하부에 주입하는 구성일 수 있다.

또한 A 내지 D의 공급단을 갖는 제1 비활성 가스 공급라인(22a)은, 1차 단열공간(12)에서 누출된 액화가스를 외부로 빼내는 스트리핑(stripping)을 위해 마련될 수 있다.

또한 제1 비활성 가스 공급라인(22a)은, 도면에서 L 및 M으로 표시된 공급단을 더 포함할 수 있다. 이때 L은 1차 단열공간(12)의 상부에 비활성 가스를 주입하는 구성일 수 있고, M은 A 등과 유사하게 1차 단열공간(12)의 하부에 비활성 가스를 주입하는 구성일 수 있다.

L과 M의 공급단을 갖는 제1 비활성 가스 공급라인(22a)은, 포터블 가스 샘플링(portable gas sampling)을 위하여 마련되는 구성일 수 있으며, L의 경우 1차 단열공간(12)의 하부에 대한 가스 샘플링, M의 경우 1차 단열공간(12)의 상부에 대한 가스 샘플링을 위해 마련될 수 있다.

제1 비활성 가스 공급라인(22a)에는, 제1 비활성 가스 공급밸브(221)가 마련될 수 있다. 제1 비활성 가스 공급밸브(221)는 1차 단열공간(12)의 내압이 대략 30mbarg를 넘지 않는 범위에서 유지되도록 할 수 있다.

이때 제1 비활성 가스 공급밸브(221)는, 1차 단열공간(12)의 내압을 고려하여 제어될 수 있으며, 또한 2차 단열공간(13)의 내압을 (함께) 고려하여 제어될 수 있다. 이를 위해 2차 단열공간(13)의 압력을 제어하는 PIC를 통해, 제1 비활성 가스 공급밸브(221)의 개도가 조절될 수 있다.

2차 단열공간(13)에는 제2 비활성 가스 공급라인(22b)이 마련될 수 있다. 제2 비활성 가스 공급라인(22b)은 제1 비활성 가스 공급라인(22a)과 병렬로 마련되도록 구비되어, 하나의 비활성 가스 공급부(21)에 연결될 수 있다.

제2 비활성 가스 공급라인(22b)은 2차 단열공간(13)의 하부 등에 마련될 수 있으며, 도면에서 K로 나타난 것과 같이 하나 이상으로 마련될 수 있다. 다만 2차 단열공간(13)은, 저장공간(11)에 인접한 1차 단열공간(12) 대비 선체측에 인접하여 있으므로 가스 누출의 위험도가 상대적으로 낮으므로, 퍼징을 위한 비활성 가스 공급량이 1차 단열공간(12) 대비 작을 수 있다.

따라서 제1 비활성 가스 공급라인(22a)은 1차 단열공간(12) 내에 비활성 가스를 지속적으로 공급하기 위해 복수 개로 구비되는 반면, 제2 비활성 가스 공급라인(22b)은 제1 비활성 가스 공급라인(22a) 대비 작은 수로 구비될 수 있다.

또한 제2 비활성 가스 공급라인(22b)에 제2 비활성 가스 공급밸브(222)가 구비될 수 있다. 제2 비활성 가스 공급밸브(222)는 제1 비활성 가스 공급밸브(221)와 마찬가지로 2차 단열공간(13)의 압력을 토대로 제어될 수 있다. 이때 제2 비활성 가스 공급밸브(222)는 2차 단열공간(13)의 내압이 대략 35mbarg 이하가 되는 적정 압력을 유지하도록 제어될 수 있다.

제2 비활성 가스 공급밸브(222)는, 1차 단열공간(12) 및 2차 단열공간(13)의 내압을 복합적으로 고려하여 제어될 수 있다. 이를 위해 DPIC가 1차 단열공간(12)과 2차 단열공간(13)의 차압을 토대로, 제2 비활성 가스 공급밸브(222)를 제어할 수 있다.

이하에서는 비활성 가스를 단열공간(12, 13)으로부터 배출하기 위한 구성에 대해 설명한다.

비활성 가스 처리부(20)는, 복합 돔(10)을 통해 단열공간(12, 13) 내의 비활성 가스를 배출해 단열공간(12, 13) 내압을 낮추는 비활성 가스 배출라인(23a, 23b)을 포함한다. 이때 비활성 가스 배출라인(23a, 23b)은 1차 단열공간(12)에 마련된 제1 비활성 가스 배출라인(23a)과, 2차 단열공간(13)에 마련된 제2 비활성 가스 배출라인(23b)을 포함할 수 있다.

제1 비활성 가스 배출라인(23a)은 도면에서 G로 표시되어 있으며, 1차 단열공간(12)의 내압이 약 30mbarg 이내에서 적정한 압력을 유지할 수 있도록, 1차 단열공간(12)에 주입된 비활성 가스의 적어도 일부를 외부로 배출할 수 있다.

이때 제1 비활성 가스 배출라인(23a)은, 벤트마스트(26)로 연결되어 1차 단열공간(12)에서 배출되는 비활성 가스를 벤트마스트(26)에서 방출되도록 할 수 있다. 다만 이하에서 후술하나 2차 단열공간(13)의 경우 제2 비활성 가스 배출라인(23b)을 통해 배출되는 비활성 가스는 단순히 대기방출될 수 있는데, 이는 1차 단열공간(12)의 경우 액화가스의 누출이 우려되어 단순 대기방출 시 위험하기 때문이다.

제1 비활성 가스 배출라인(23a)은 제1 비활성 가스 공급라인(22a)에서와 마찬가지로, 제1 비활성 가스 배출밸브(231)가 마련된다. 이때 제1 비활성 가스 배출밸브(231)는 제1 비활성 가스 공급밸브(221)에서 설명한 것과 같이, 1차 단열공간(12) 내압에 의해 개도가 조절되거나, 2차 단열공간(13)의 내압을 조절하는 PIC에 의해 개도가 조절될 수 있다.

제1 비활성 가스 배출라인(23a)은, 1차 단열공간(12)에서 벤트마스트(26)로 연장되는 중간에 제1 세이프티 벤트라인(24a)이 분기되어 있을 수 있다. 제1 세이프티 벤트라인(24a)은 복합 돔(10)에서 적어도 두 지점에 구비될 수 있는데, 어느 하나의 제1 세이프티 벤트라인(24a)은 제1 비활성 가스 배출라인(23a)에서 분기될 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 후술한다.

제2 비활성 가스 배출라인(23b)은, 도면에서 H로 표시되어 있으며, 2차 단열공간(13)이 대략 35mbarg 이내에서 적정압력을 유지하도록, 2차 단열공간(13)에 주입된 비활성 가스를 배출할 수 있다.

이때 제2 비활성 가스 배출라인(23b)은 대기로 비활성 가스를 방출하도록 마련될 수 있으며, 이는 앞서 설명한 바와 같이 2차 단열공간(13)은 1차 단열공간(12) 대비 액화가스의 누출 위험이 적기 때문이다.

제2 비활성 가스 배출라인(23b)에는 제2 비활성 가스 배출밸브(232)가 구비된다. 이때 제2 비활성 가스 배출밸브(232)는 2차 단열공간(13)의 내압을 적정하게 유지하기 위하여 제어될 수 있다. 또한 제2 비활성 가스 배출밸브(232)는 제2 비활성 가스 공급밸브(222)와 동일/유사하게, 1차 단열공간(12)과 2차 단열공간(13)의 내압 차이를 제어하는 DPIC에 의하여 개도가 조절될 수 있다.

제2 비활성 가스 배출라인(23b)에도, 제1 비활성 가스 배출라인(23a)에서 설명한 것과 같이 제2 세이프티 벤트라인(24b)이 마련될 수 있다. 즉 제2 세이프티 벤트라인(24b) 역시, 복합 돔(10)에 연통된 2차 단열공간(13)에서 적어도 두 지점에 구비될 수 있고, 어느 하나의 제2 세이프티 벤트라인(24b)은 제2 비활성 가스 배출라인(23b)에 분기되어 있을 수 있다.

이와 같이 설명한 비활성 가스 배출라인(23a, 23b)은, 복합 돔(10)에서 비활성 가스 공급라인(22)과 서로 반대편에 마련된다. 이는 비활성 가스 공급라인(22)과 비활성 가스 배출라인(23a, 23b)이 복합 돔(10)에서 서로 근접한 위치에 마련될 경우, 단열공간(12, 13) 내에 비활성 가스가 제대로 채워지지 못하고, 단열공간(12, 13)의 내압이 요구되는 적정 압력에 못미칠 수밖에 없기 때문이다.

따라서 도면에서와 같이, 제1 비활성 가스 공급라인(22a)인 A 내지 D와 L, M 대비, 제1 비활성 가스 배출라인(23a)은 G는 서로 복합 돔(10)의 중심을 기준으로 반대편에 배치될 수 있으며, 여기서 반대편이라 함은 선체의 전후 방향 또는 좌우 방향으로 반대에 위치함을 의미할 수 있다.

물론 제1 비활성 가스 공급라인(22a)과 제1 비활성 가스 배출라인(23a)의 배치가 반대편으로 제한되는 것은 아니며, 서로 다른 인접한 면에 마련되거나, 또는 일면에 모두 마련되되 비활성 가스의 공급과 배출이 서로 간섭되지 않도록 이격되어 있을 수 있다.

또한 돔 코밍(300)의 단면 형상이 다각형이 아닌 경우도 가능하므로, 제1 비활성 가스 공급라인(22a) 및 제1 비활성 가스 배출라인(23a)의 배치는 비활성 가스의 공급/배출을 상호 간섭 없이 안정적으로 구현할 수 있는 조건에서 다양하게 결정될 수 있다.

또한 제2 비활성 가스 공급라인(22b)인 K와 제2 비활성 가스 배출라인(23b)인 H 역시 복합 돔(10)의 중심을 기준으로 반대편에 배치된다.

이때 비활성 가스 공급과 비활성 가스 배출은, 서로 다른 시각에 이루어져서 동시에 이루어지지 않도록 할 수 있다. 즉 비활성 가스 공급라인(22)과 비활성 가스 배출라인(23a, 23b)은, 택일적으로 개방되도록 제어된다.

이러한 제어는 비활성 가스 공급밸브(221, 222)와 비활성 가스 배출밸브(231, 232) 중 어느 하나가 개방되면 다른 하나가 폐쇄되도록 제어되어 구현될 수 있다.

이를 통해 본 실시예는, 비활성 가스의 공급과 비활성 가스의 벤트가 동시에 이루어지지 않는 Safety Function을 구비함으로써, 단열공간(12, 13)에서의 적정 압력을 정밀하게 제어할 수 있고, 따라서 2mm 이내의 얇은 박막으로 이루어지는 1차 방벽이나 2차 방벽을 변형될 우려를 제거할 수 있다.

즉 본 실시예는, 서로 이격된 liquid dome(비활성 가스 공급 담당)과 gas dome(비활성 가스 배출 담당)을 구비하는 것이 아니라, 액화가스와 증발가스가 모두 유동하도록 통합적으로 마련되는 복합 돔(10)(combined dome)을 구비하되, 하나의 복합 돔(10)에 대해 비활성 가스의 공급과 배출을 구현할 때 비활성 가스 공급밸브(221, 222)와 비활성 가스 배출밸브(231, 232)가 동시에 열리지 않게 하는 Safety Function을 적용함으로써, 복수의 코밍을 하나의 코밍으로 줄일 수 있고, 단열공간(12, 13)에서의 내압 제어를 효과적으로 구현할 수 있다.

이하에서는 단열공간(12, 13)의 내압이 설정값을 넘을 때 비상용으로 단열공간(12, 13)을 외부와 연통시키는 구성을 설명한다.

비활성 가스 처리부(20)는 각 단열공간(12, 13)에 대해 적정 압력을 세팅하여 두고, 단열공간(12, 13)의 내압이 세팅압력을 넘어설 때에는 위험한 상황으로 간주하여 단열공간(12, 13)에 채워진 비활성 가스를 강제로 외부 배출할 수 있다.

이때 일례로 1차 단열공간(12)의 세팅압력(SP)은 대략 30mbarg 이고, 2차 단열공간(13)의 세팅압력(SP)은 대략 35mbarg일 수 있지만, 이러한 수치들은 얼마든 변경 가능하다.

단열공간(12, 13)의 내압이 기설정압(세팅압력) 이상에 도달할 경우 단열공간(12, 13) 내 비활성 가스를 배출하기 위해, 단열공간(12, 13) 내부를 외부와 연통시키는 세이프티 벤트라인(24a, 24b)이 구비될 수 있다. 세이프티 벤트라인(24a, 24b)은 1차 단열공간(12)에 마련된 제1 세이프티 벤트라인(24a)과, 2차 단열공간(13)에 마련된 제2 세이프티 벤트라인(24b)을 포함할 수 있다.

제1 세이프티 벤트라인(24a)은, 복합 돔(10)에서 적어도 두 지점을 통해 1차 단열공간(12)에 연결될 수 있다. 일례로 제1 세이프티 벤트라인(24a)은 제1 비활성 가스 공급라인(22a)이 마련되는 지점과 인접한 지점에서 1차 단열공간(12)에 연결되고(도면에서 E), 제1 비활성 가스 배출라인(23a)이 마련되는 지점(도면에서 G)을 통해 1차 단열공간(12)에 연결되도록 제1 비활성 가스 배출라인(23a)으로부터 분기될 수 있다.

물론 제1 세이프티 벤트라인(24a)의 1차 단열공간(12)에 대한 연결은 위의 내용으로 한정되지 않는다.

제1 세이프티 벤트라인(24a)에는 제1 세이프티 밸브(241)가 구비될 수 있다. 제1 세이프티 밸브(241)는 1차 단열공간(12)의 내압이 세팅압력을 넘어서면 자동적으로 개방되면서 제1 세이프티 벤트라인(24a)을 개방하여, 1차 단열공간(12) 내 비활성 가스가 벤트마스트(26)로 배출되도록 할 수 있다.

이때 제1 세이프티 밸브(241)의 개방을 위해 1차 단열공간(12)에서 제1 세이프티 밸브(241)로 제1 파일럿 라인(25a)이 구비될 수 있다. 제1 파일럿 라인(25a)은 1차 단열공간(12) 내부에 채워진 비활성 가스 등의 유체가 제1 세이프티 밸브(241)로 전달되어, 1차 단열공간(12) 내 유체의 압력에 의해 제1 세이프티 밸브(241)가 자동적으로 개방되도록 한다.

이러한 제1 파일럿 라인(25a)은 복수 개의 제1 세이프티 벤트라인(24a)이 1차 단열공간(12)에 연결되는 지점들(E, G) 사이의 지점(F)에 구비될 수 있다.

제2 세이프티 벤트라인(24b)은, 제1 세이프티 벤트라인(24a)과 마찬가지로 구비될 수 있다. 복합 돔(10)에서 적어도 두 지점에 제2 세이프티 벤트라인(24b)이 구비되며, 제2 세이프티 벤트라인(24b)은 제2 비활성 가스 공급라인(22b)이 2차 단열공간(13)에 연결되는 지점(K)에 인접한 지점(J)에 구비되거나, 제2 비활성 가스 배출라인(23b)에서 분기됨으로써 제2 비활성 가스 배출라인(23b)을 통해 2차 단열공간(13)의 일 지점(H)에 연결될 수 있다.

제2 세이프티 벤트라인(24b)은 2차 단열공간(13)의 내압이 세팅압력인 대략 35mbarg를 넘어설 경우 자동적으로 개방되며, 이를 위해 제2 세이프티 벤트라인(24b)에는 제2 세이프티 밸브(242)가 구비된다.

제2 세이프티 밸브(242)는 2차 단열공간(13)의 내압이 기설정압을 넘어서면 자동 개방될 수 있으며, 이를 위해 제2 세이프티 밸브(242)에는 제2 파일럿 라인(25b)이 구비된다.

제2 파일럿 라인(25b)은 제1 파일럿 라인(25a)과 유사하게, 제2 세이프티 벤트라인(24b)들이 2차 단열공간(13)에 연결되는 지점들(K, H)의 사이인 지점(I)에서 2차 단열공간(13)에 연결될 수 있으며, 2차 단열공간(13)에 채워진 비활성 가스 등의 유체가 제2 세이프티 밸브(242)에 전달되면 제2 세이프티 밸브(242)의 자동 개방을 구현한다.

이상과 같이, 세이프티 벤트라인(24a, 24b)과 세이프티 밸브(241, 242)가 1차 단열공간(12) 및 2차 단열공간(13) 각각에 복수 개로 마련되며, 1차 단열공간(12)에 할당된 복수 개의 제1 세이프티 밸브(241)와 2차 단열공간(13)에 할당된 복수 개의 제2 세이프티 밸브(242)가, 단열공간(12, 13)의 내압에 의해 자동 개방되도록 파일럿 라인(25a, 25b)이 구비된다. 파일럿 라인(25a, 25b)은 1차 단열공간(12) 또는 2차 단열공간(13)에서 복수 개의 제1 세이프티 밸브(241) 또는 복수 개의 제2 세이프티 밸브(242)로 연결되어, 단열공간(12, 13)의 내압을 직접 전달할 수 있다.

이하에서는 단열공간(12, 13) 내 가스를 검사하는 구성을 설명한다.

단열공간(12, 13) 내에 비활성 가스 등이 적절히 채워져 있는지, 액화가스가 누출되지는 않았는지 검사가 이루어질 수 있으며, 이를 위해 가스 감지라인(27a)이 사용될 수 있다.

가스 감지라인(27a)은 1차 단열공간(12)과 2차 단열공간(13) 각각에 대해 복수 개로 구비될 수 있으며, 구체적으로 가스 감지라인(27a)은 세이프티 벤트라인(24a, 24b)에서 분기되어 마련될 수 있다. 따라서 가스 감지라인(27a)은 각 단열공간(12, 13)마다 적어도 2개가 구비될 수 있다.

가스 감지라인(27a)은 도시하지 않은 가스 감지기(gas detector)로 가스를 전달할 수 있으며, 세이프티 벤트라인(24a, 24b)에서 세이프티 밸브(241, 242)의 상류로부터 분기된 가스 감지라인(27a)을 통해 가스가 가스 감지기로 전달되어, 어떠한 단열공간(12, 13)에서 액화가스가 누출되었는지 여부를 체크할 수 있다.

가스 감지라인(27a)은 세이프티 밸브(241, 242)의 상류에서 세이프티 벤트라인(24a, 24b)으로부터 분기되도록 마련되므로, 세이프티 밸브(241, 242)가 자동 개방되지 않은 상태에서도 세이프티 벤트라인(24a, 24b)을 통해서 가스의 감지를 구현할 수 있다.

다만 지점 G와 H의 경우 세이프티 벤트라인(24a, 24b)이 비활성 가스 배출라인(23a, 23b)에서 분기되어 있으므로, 지점 G와 H에 대응되는 가스 감지라인(27a)은, 비활성 가스 배출라인(23a, 23b)과 세이프티 벤트라인(24a, 24b)을 경유한 가스를 가스 감지기로 전달할 수 있다. 이를 통해 본 실시예는 복합 돔(10)에서의 관통 부위를 최소화할 수 있다.

또한 본 실시예의 비활성 가스 처리부(20)는, 이퀄라이징을 위한 구성을 포함할 수 있다. 이퀄라이징이라 함은, 1차 방벽에서 누출이 발생하는 경우 저장공간(11)과 1차 단열공간(12)의 압력 평형을 구현하는 것이다.

저장공간(11)에서 1차 단열공간(12)으로 가스가 새어나갈 경우, 저장공간(11)은 대기압보다 높은 압력으로 관리되고 1차 단열공간(12)은 일반적으로 저장공간(11)보다 저압으로 관리되기 때문에, 1차 단열공간(12)에 유입된 누출가스는 저장공간(11) 대비 높은 액위를 형성하면서, 복합 돔(10)을 통해 승선원들이 위치한 갑판 상으로 전달될 우려가 있다.

따라서 본 실시예는, 1차 방벽에서의 누출 감지 시, 1차 단열공간(12)의 압력과 저장공간(11)의 압력을 균등하게 맞춰서, 1차 단열공간(12)으로 유입된 누출가스가 복합 돔(10)을 거쳐 갑판으로 전달되는 것을 억제한다.

이를 위해 비활성 가스 처리부(20)는 이퀄라이징 라인이 연결되는 연결단(28a)을 구비할 수 있다. 연결단(28a)은 비활성 가스 공급라인(22) 및 비활성 가스 배출라인(23a, 23b)에 각각 마련되며, 이퀄라이징 라인은 연결단(28a)에 연결되면서 저장공간(11)과 연통되도록 구비될 수 있다. 따라서 비활성 가스 공급라인(22) 등의 연결단(28a)에 이퀄라이징 라인이 연결되면, 1차 단열공간(12)은 저장공간(11)과 연통될 수 있다.

구체적으로 도면에서 L 지점에 연결된 비활성 가스 공급라인(22)에는 제1 연결단(28a)이 구비되고, G 지점에 연결된 비활성 가스 배출라인(23a, 23b)에는 제2 연결단(28b)이 구비될 수 있다.

이때 이퀄라이징 라인은 제1 연결단(28a)과 제2 연결단(28b)에 연결되면서 저장공간(11)에 연통되어, 복합 돔(10)에서 1차 단열공간(12)과 연통된 복수 지점이 저장공간(11)과 연통되면서, 1차 단열공간(12)의 내압이 저장공간(11)의 압력과 평형을 이루도록 할 수 있다.

다만 정상적으로 액화가스를 저장하고 있는 상태에서는, 연결단(28a)은 모두 폐쇄상태를 유지하며, 저장공간(11)과 1차 단열공간(12)은 격리되어 있을 수 있다. 즉 이퀄라이징 라인은 긴급한 경우 연결단(28a)에 추가될 수 있는 구성이며, 항상 연결단(28a)에 마련되는 것은 아니다.

비활성 가스 처리부(20)가 포함하는 비활성 가스 공급라인(22)에는, 부가라인(29)이 분기되어 있을 수 있다. 부가라인(29)은 비활성 가스 공급부(21)에서 전달되는 비활성 가스를 선내 다양한 수요처로 공급하고, 또한 각종 라인 등의 구성의 퍼징(purging)을 구현하며, 비활성 가스 등의 직접적인 벤트 등을 위해 마련될 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 액화가스 돔과 증발가스 돔을 별도로 구비하는 것이 아니라, 액화가스 및 증발가스를 모두 처리할 수 있도록 복합 돔(10)을 구비하되, 복합 돔(10)에서 1차 단열공간(12)과 2차 단열공간(13)에 비활성 가스의 공급/배출/세이프티 벤팅/감지 등을 구현하기 위한 라인들을 효과적으로 배치함으로써, 안전한 액화가스 수송을 보장할 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.

나아가, 설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시예들을 병합하여 새로운 실시예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 가스 처리 시스템 10: 복합 돔
11: 저장공간 12: 1차 단열공간
13: 2차 단열공간 20: 비활성 가스 처리부
21: 비활성 가스 공급부 22: 비활성 가스 공급라인
22a: 제1 비활성 가스 공급라인 22b: 제2 비활성 가스 공급라인
221: 제1 비활성 가스 공급밸브 222: 제2 비활성 가스 공급밸브
23a: 제1 비활성 가스 배출라인 23b: 제2 비활성 가스 배출라인
231: 제1 비활성 가스 배출밸브 232: 제1 비활성 가스 배출밸브
24a: 제1 세이프티 벤트라인 24b: 제2 세이프티 벤트라인
241: 제1 세이프티 밸브 242: 제2 세이프티 밸브
25a: 제1 파일럿 라인 25b: 제2 파일럿 라인
26: 벤트마스트 27a: 제1 가스 감지라인
27b: 제2 가스 감지라인 28a: 제1 연결단
28b: 제2 연결단 29: 부가라인
100: 액화가스 저장탱크 110: 벽체
111: 1차 방벽 112: 1차 단열벽
113: 2차 방벽 114: 2차 단열벽
115: 개구부 116: 돌출부
300: 돔 코밍 310: 외벽
320: 상벽 330: 서포트
340: 단차해소수단 400: 돔 커버
410: 프레임 420: 단열재
430: 액화가스 배출라인 431: 긴급 처리라인
432: 케이블 파이프 440: 액화가스 로딩라인
441: 탑 필링라인 450: 세이프티 벤트라인
451: 파일럿 라인 460: 증발가스 배출라인
471: 유지보수 개구 472: 장비 관통 개구
480: 라인 고정부 481: 단열부재
482: 둘레부재 483: 와셔부재
484: 마감부재 485: 리브 브라켓

Claims (7)

1. 액화가스를 수용하는 저장공간의 상면을 이루는 벽체에 증발가스의 유출입을 위해 증발가스 라인이 관통되도록 마련되는 돔을 갖고,
   상기 돔은,
   상기 증발가스 라인이 관통되는 돔 커버; 및
   상기 저장공간의 상면 벽체에 구비되고 상기 돔 커버가 안착 고정되며 상기 벽체에 형성되는 1차 단열공간 및 2차 단열공간을 마감하는 돔 코밍을 포함하되,
   상기 돔 커버는,
   상기 돔 코밍의 상면에 결합되는 프레임;
   상기 프레임에서 상기 저장공간을 향하는 내면에 마련되는 단열재; 및
   상기 단열재 및 상기 프레임을 관통하는 상기 증발가스 라인을 고정하는 라인 고정부를 포함하고,
   상기 라인 고정부는,
   상기 증발가스 라인에서 상기 프레임 및 상기 단열재를 관통하는 부분의 둘레를 감싸는 단열부재;
   상기 증발가스 라인과 평행하게 마련되어 상기 단열부재의 외측을 감싸는 둘레부재;
   상기 증발가스 라인과 수직하게 마련되고 상기 단열재에 연결되어 상기 단열부재의 하단을 마감하는 와셔부재; 및
   상기 증발가스 라인과 수직하게 마련되고 상기 둘레부재의 상단에 연결되어 상기 단열부재의 상단을 마감하는 마감부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마감부재는,
   상기 둘레부재보다 큰 외경을 갖도록 마련되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 둘레부재는, 상하 모두 개방된 중공의 형태를 갖고,
   상기 마감부재는, 상기 둘레부재의 상단 및 상기 증발가스 라인의 외주에 실링 연결되어 상기 둘레부재의 상방을 밀폐하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 둘레부재는,
   하단이 상기 프레임의 하방으로 연장되어 상기 단열재 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 와셔부재는,
   상기 단열재의 하면 및 상기 증발가스 라인의 외주에 실링 연결되어 상기 단열부재의 하방을 커버하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 돔은,
   상기 돔 커버에 상기 증발가스 라인과 함께 상기 저장공간 내의 액화가스의 유출입을 위한 액화가스 라인을 구비함에 따라, 액화가스 및 증발가스가 모두 유출입되는 복합 돔으로 마련되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 상기 액화가스 저장탱크를 갖는 것을 특징으로 하는 선박.

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