KR20210071316A

KR20210071316A - Cool-down Method of Liquefied Gas Storage Tank including Filling Pipe having Double Pipe Structure

Info

Publication number: KR20210071316A
Application number: KR1020190161382A
Authority: KR
Inventors: 윤준영; 김충환; 곽묘정; 김태훈; 이재봉; 권승민; 황윤식; 박성우
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-06-16

Abstract

The present invention discloses a method for cooling down a liquefied gas storage tank including a filling pipe provided in a double pipe structure, which comprises: a filling pipe provided in a double pipe structure by including an outer pipe for introducing liquefied gas from the outside into a liquefied gas storage tank and an inner pipe installed inside the outer pipe; and an inner pipe having an inlet separate from the filling pipe, and injecting the liquefied gas introduced through the inlet to the inside of the liquefied gas storage tank by having a discharge pipe formed at the bottom communicate with an inner upper area of the liquefied gas storage tank. The method for cooling down a liquefied gas storage tank including a filling pipe of a double pipe structure comprises steps of: (a) pre-cooling by supplying vaporized gas to the space between the inner pipe and the outer pipe through the filling pipe; and (b) supplying liquefied gas through the inner pipe to cool down the inside of the liquefied gas storage tank.

Description

{Cool-down Method of Liquefied Gas Storage Tank including Filling Pipe having Double Pipe Structure}

본 발명은 이중배관 구조의 충전용 파이프를 포함하는 액화가스 저장탱크의 쿨다운 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기존의 대형 펌프타워보다 단순하고 가벼운 구조로 소형 액화가스 저장탱크에 적합하게 설계된 펌프타워에서, 이중배관 구조로 마련되는 충전용 파이프를 이용하여 액화가스 저장탱크 내부를 쿨다운 시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cooling down a liquefied gas storage tank including a filling pipe of a double pipe structure, and more particularly, is designed to be suitable for a small liquefied gas storage tank with a simpler and lighter structure than a conventional large pump tower. In a pump tower, it relates to a method of cooling down the inside of a liquefied gas storage tank using a filling pipe provided in a double pipe structure.

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG')는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로서, 가스 상태의 천연가스일 때보다 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.Liquefied natural gas (hereinafter 'LNG') is obtained by cooling natural gas to a cryogenic temperature (approximately -163 ℃). It is very suitable for long-distance transport.

LNGC(LNG Carrier)와 같이 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하는 선박, 또는 LFS(LNG Fueled Ship)과 같이 LNG를 연료로 하여 추진하는 선박에는, LNG의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크가 설치된다.Vessels that load LNG and operate the sea, such as LNGC (LNG Carrier), and unload LNG to destinations on land, or LFS (LNG Fueled Ship), which use LNG as fuel A storage tank is installed.

또한, 이와 같은 LNG 저장탱크에는 LNG의 선적(loading)과 하역(unloading)을 위하여 내부에 파이프 구조물인 펌프타워(pump tower)가 설치된다. 펌프타워는 각종 배관류와 LNG 카고펌프(cargo pump)를 지지하는 동시에 파이프를 통해 LNG를 이송하는 배관으로도 사용된다.In addition, in such an LNG storage tank, a pump tower, which is a pipe structure, is installed therein for loading and unloading of LNG. The pump tower supports various types of piping and an LNG cargo pump, and is also used as a pipe for transporting LNG through a pipe.

도 1은 종래의 펌프타워를 포함하는 LNG 저장탱크의 구조를 개략적으로 나타낸 내부사시도, 도 2는 종래 펌프타워의 전체적인 구조를 나타낸 사시도, 도 3은 종래 펌프타워의 평면도이다. 그리고 도 4는 종래 펌프타워의 지지를 위해 설치되는 베이스 서포트의 사시도이고, 도 5는 종래 펌프타워가 베이스 서포트에 고정되는 것을 나타낸 도면이다.1 is an internal perspective view schematically showing the structure of an LNG storage tank including a conventional pump tower, FIG. 2 is a perspective view showing the overall structure of the conventional pump tower, and FIG. 3 is a plan view of the conventional pump tower. And Figure 4 is a perspective view of a base support installed to support the conventional pump tower, Figure 5 is a view showing that the conventional pump tower is fixed to the base support.

도 1을 참조하면, 일반적으로 펌프타워(10)는 상부가 LNG 저장탱크 천장의 리퀴드 돔(liquid dome)에 고정된다. 그리고 펌프타워(10)의 하부는 LNG 저장탱크의 바닥에 설치되는 베이스 서포트(base support)에 의해 지지되는데, 이에 대한 구조는 도 5에서 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1 , in general, the upper part of the pump tower 10 is fixed to a liquid dome of the ceiling of an LNG storage tank. And the lower part of the pump tower 10 is supported by a base support installed on the bottom of the LNG storage tank, and the structure thereof can be confirmed in FIG. 5 .

펌프타워(10)는 통상 LNG 저장탱크의 선미 쪽 격벽(bulkhead)에 가깝게 설치된다. 이는 트림(trim) 조건에서 저장탱크 하부의 LNG를 더 효율적으로 석션(suction)할 수 있도록 하기 위함이다.The pump tower 10 is usually installed close to the stern side bulkhead of the LNG storage tank. This is to enable more efficient suction of LNG in the lower part of the storage tank under trim conditions.

도 2 및 도 3을 참조하여 종래 펌프타워의 구조를 더욱 구체적으로 살펴보면, 펌프타워(10)는 통상적으로 2개의 배출용 파이프(discharge pipe, 11), 1개의 충전용 파이프(filling pipe, 12)와 함께, 배출용 파이프가 정상 작동되지 않는 비상시 사용할 수 있는 이머전시 칼럼(emergency colume, 13)으로 구성된다. Looking at the structure of the conventional pump tower in more detail with reference to FIGS. 2 and 3 , the pump tower 10 is typically two discharge pipes (discharge pipe, 11) and one filling pipe (filling pipe, 12). Together with, it is composed of an emergency column (emergency column, 13) that can be used in an emergency when the discharge pipe does not operate normally.

종래의 펌프타워(10)는 안정적인 구조를 갖기 위하여 3개의 메인 파이프와 이들을 연결하는 트러스 구조(truss work)의 지지 파이프(14)들로 구성된다. 보다 구체적으로는, 한 쌍의 배출용 파이프(11)와 이머전시 칼럼(13)이 메인 파이프를 구성하여 펌프타워(10)에 작용하는 하중을 지지하는 주요 구조부재 역할을 하고, 배출용 파이프(11)와 이머전시 칼럼(13)을 사이를 지지하는 다수의 지지 파이프(14)들이 LNG를 배출하는 과정에서 발생하는 응력을 지탱한다.The conventional pump tower 10 is composed of three main pipes and support pipes 14 of a truss work connecting them to have a stable structure. More specifically, a pair of discharge pipes 11 and an emergency column 13 constitute the main pipe to serve as a main structural member for supporting the load acting on the pump tower 10, and the discharge pipe ( 11) and a plurality of support pipes 14 supporting the emergency column 13 support the stress generated in the process of discharging LNG.

한편, 충전용 파이프(12)는 LNG 저장탱크가 비어있는 상태에서 LNG의 선적이 이루어지는 경우 파이프 내외부 온도차가 극심한 환경에 노출되므로, 파이프의 열수축을 고려하여 트러스 구조로부터 이격 배치된다. 통상 충전용 파이프(12)는 별도로 이격되어 이머전시 칼럼(13)의 측면에 슬리브(sleeve) 형태로 배치된다.On the other hand, since the filling pipe 12 is exposed to an environment where the temperature difference between the inside and outside of the pipe is extreme when LNG is shipped in a state where the LNG storage tank is empty, it is spaced apart from the truss structure in consideration of heat shrinkage of the pipe. Typically, the filling pipe 12 is spaced apart and disposed in the form of a sleeve on the side of the emergency column 13 .

즉, 충전용 파이프(12)는 LNG의 주입시 발생할 수 있는 열수축에 의한 응력이 구조물에 전달되지 않도록 메인 파이프(11, 13)들과는 별개의 구조를 이루고, 트러스 구조의 지지 파이프(14)들과도 서로 연결되지 않는다.That is, the filling pipe 12 has a structure separate from the main pipes 11 and 13 so that stress due to heat shrinkage that may occur when LNG is injected is not transmitted to the structure, and is separated from the support pipes 14 of the truss structure. are also not connected to each other.

배출용 파이프(11)는 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 선외로 하역시킬 때 LNG의 이동 통로로 제공된다. 배출용 파이프(11)의 하부에는 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 외부로 배출시키기 위하여 카고펌프(CP)가 설치된다. 도면에는 설명의 편의상 하나의 카고펌프(CP)만 도시되어 있지만, 이머전시 칼럼(13)에 가려져 있는 후측의 배출용 파이프(11)의 하부에도 카고펌프가 대응되게 마련된다.The discharge pipe 11 is provided as a movement passage for LNG when the LNG stored in the LNG storage tank is unloaded overboard. A cargo pump (CP) is installed in the lower portion of the discharge pipe 11 to discharge the LNG stored in the LNG storage tank to the outside. Although only one cargo pump (CP) is shown in the drawings for convenience of description, the cargo pump is provided correspondingly to the lower portion of the discharge pipe 11 on the rear side that is covered by the emergency column 13 .

충전용 파이프(12)는 외부의 로딩장치에 연결되어 LNG 저장탱크의 내부로 LNG를 유입시키는 역할을 한다.The filling pipe 12 is connected to an external loading device and serves to introduce LNG into the LNG storage tank.

이머전시 칼럼(13)은 카고펌프(CP)의 고장시에 배출용 파이프(11)를 대체하기 위한 용도로 설치되는 것이다. 이머전시 칼럼(13)은 응급펌프(emergency pump)가 설치되는 장소를 제공하고, 카고펌프(CP)의 고장시에 상기 응급펌프가 작동하여 LNG 저장탱크 내부에 저장된 LNG를 외부로 배출시키게 된다.The emergency column 13 is installed to replace the discharge pipe 11 when the cargo pump CP fails. The emergency column 13 provides a place where an emergency pump is installed, and when the cargo pump CP fails, the emergency pump operates to discharge the LNG stored in the LNG storage tank to the outside.

상술한 바와 같은 종래의 펌프타워(10)는, 충전용 파이프(12)를 주요 구조부재인 메인 파이프(11, 13)와 이격되게 설치할 것이 요구되기 때문에, 그 구조가 복잡하여 펌프타워(10)의 하중 증가를 야기하는 것은 물론 설비의 구축에 많은 경제적 비용이 부담된다. 또한, 충전용 파이프(12)가 이머전시 칼럼(13)의 외측에 별도로 배치되는 구조는 LNG 저장탱크 내부 공간의 활용도 측면에서 비효율적이다.The conventional pump tower 10 as described above, since it is required to install the filling pipe 12 to be spaced apart from the main pipes 11 and 13, which are the main structural members, the structure is complicated and the pump tower 10 In addition to causing an increase in the load on In addition, a structure in which the filling pipe 12 is separately disposed outside the emergency column 13 is inefficient in terms of utilization of the internal space of the LNG storage tank.

종래의 펌프타워(10)는 하부가 LNG 저장탱크의 바닥에 설치되는 베이스 서포트(20)에 의해 지지된다.The conventional pump tower 10 is supported by a base support 20 whose lower part is installed on the bottom of the LNG storage tank.

도 4를 참조하면, 종래 펌프타워(10)를 지지하기 위해 설치되는 베이스 서포트(20)는, 선체(H) 내벽에 용접 방식으로 고정되는 하부 지지대(21)와, 하부 지지대(21)의 상부에 결합되는 상부 지지대(22), 그리고 상부 지지대(22)의 양측에 결합되는 소켓부(23)를 포함한다.Referring to FIG. 4 , the base support 20 installed to support the conventional pump tower 10 is a lower support 21 fixed to the inner wall of the hull H by welding, and an upper portion of the lower support 21 . It includes an upper support 22 coupled to, and a socket portion 23 coupled to both sides of the upper support 22 .

상부 지지대(22)는 가해지는 하중을 하측 방향으로 균일하게 전달할 수 있도록 전체 높이에 대하여 동일한 직경을 가지는 원통 형상으로 마련된다. 그리고 하부 지지대(21)는 상부로부터 전달되는 하중을 안정적으로 분산시킬 수 있도록 하측부에서 상측부로 갈수록 직경이 점점 줄어드는 콘(corn) 형상으로 마련된다.The upper support 22 is provided in a cylindrical shape having the same diameter with respect to the entire height so as to uniformly transmit the applied load in the downward direction. And the lower support 21 is provided in the shape of a cone (corn) gradually decreasing in diameter from the lower part to the upper part so as to stably distribute the load transmitted from the upper part.

그리고 도 5를 참조하면, 펌프타워(10)의 하단부에는 베이스 서포트(20)에의 지지를 위하여 베이스 플레이트(15)가 마련된다. 베이스 플레이트(15)에는 배출용 파이프(11), 이머전시 칼럼(13) 및 카고펌프(CP) 등이 고정되고, 하측에 베이스 서포트(20)와의 체결을 위하여 체결부(16)가 마련된다.And referring to FIG. 5 , a base plate 15 is provided at the lower end of the pump tower 10 to support the base support 20 . A discharge pipe 11 , an emergency column 13 , and a cargo pump CP are fixed to the base plate 15 , and a fastening part 16 is provided on the lower side for fastening with the base support 20 .

체결부(16)는 전술한 베이스 서포트(20)의 소켓부(23)에 삽입되는 형식으로 체결된다. 즉, 종래의 펌프타워(10)는 하단부에 마련되는 체결부(16)가 상기 소켓부(23)에 체결되는 것에 의해 베이스 서포트(20) 상에 고정 및 지지가 이루어진다.The fastening part 16 is fastened in such a way that it is inserted into the socket part 23 of the above-described base support 20 . That is, the conventional pump tower 10 is fixed and supported on the base support 20 by the fastening part 16 provided at the lower end being fastened to the socket part 23 .

대한민국 등록특허공보 제10-0695963호(2007.03.09)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0695963 (2007.03.09) 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0116257호(2015.10.15)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0116257 (2015.10.15)

앞서 설명한 바와 같이, 일반적으로 LNG 저장탱크의 상부에는 펌프타워의 탑재를 위한 개구부로서 리퀴드 돔이 마련된다. 이러한 리퀴드 돔은 액화 상태의 LNG의 처리에 관련된 배관 및 장비들의 설치를 위해 저장탱크의 상부에 개구부를 형성하여 마련되는 구조물이다.As described above, in general, a liquid dome is provided as an opening for mounting the pump tower on the upper portion of the LNG storage tank. The liquid dome is a structure provided by forming an opening in the upper part of the storage tank for installation of pipes and equipment related to the processing of LNG in a liquefied state.

그리고 통상 LNG 저장탱크의 상부에는 리퀴드 돔과는 별도로 가스 돔(gas dome)이 더 마련된다. 가스 돔은 LNG가 기화된 증발가스(Boil-off Gas, BOG)의 처리에 관련된 배관 및 장비들의 설치를 위해 저장탱크의 상부에 개구부를 형성하여 마련되는 구조물로서, 가스 돔에는 BOG의 증발을 억제하기 위하여 저장탱크 내부로 LNG를 분사하는 스프레잉 파이프(spraying pipe), 저장탱크 내부에서 발생되는 BOG를 배출하거나 엔진의 연료로서 공급하기 위한 벤팅 파이프(venting pipe), 저장탱크 내에 불활성가스로서 질소(N₂) 가스를 공급하는 퍼징 파이프(purging pipe) 등이 구비된다.In addition, a gas dome is further provided in the upper portion of the LNG storage tank separately from the liquid dome. The gas dome is a structure provided by forming an opening in the upper part of the storage tank for the installation of piping and equipment related to the treatment of boil-off gas (BOG) in which LNG is vaporized. The gas dome suppresses the evaporation of BOG. a spraying pipe that injects LNG into the storage tank, a venting pipe for discharging BOG generated inside the storage tank or supplying it as fuel for the engine, and nitrogen (nitrogen) as an inert gas in the storage tank. N ₂ ) A purging pipe for supplying gas, etc. is provided.

가스 돔에 구비되는 스프레잉 파이프는 선박의 운항 중에 LNG 저장탱크 내부에서 발생하는 BOG를 억제하기 위한 용도로도 사용되지만, LNG 저장탱크로 LNG를 선적하기 전에 저장탱크 내부를 냉각시기키 위하여 쿨다운(cool-down) 작업을 수행하는 용도로도 사용된다.The spray pipe provided in the gas dome is also used to suppress BOG generated inside the LNG storage tank during the operation of the ship, but it is cooled down to cool the inside of the storage tank before shipping LNG to the LNG storage tank. It is also used for performing (cool-down) work.

한편, 기존의 LNG 저장탱크에서 리퀴드 돔과 가스 돔은 각각 분리되어 별개로 설치되었다. 리퀴드 돔과 가스 돔이 별개로 분리되어 설치될 수 밖에 없었던 이유는 다음과 같다.Meanwhile, in the existing LNG storage tank, the liquid dome and the gas dome are separated from each other and installed separately. The reason why the liquid dome and the gas dome had to be installed separately is as follows.

기본적으로 리퀴드 돔은 트림 조건에서 저장탱크 하부의 LNG를 더 효율적으로 석션하기 위하여 선미 쪽에 배치되어야 하는 반면, 가스 돔의 경우에는 트림 및 6 자유도 모션(motion)에 대하여 액화 상태의 LNG에 가장 영향을 덜 받는 저장탱크의 중앙부에 배치되어야 한다.Basically, the liquid dome should be placed on the stern side in order to more efficiently suck the LNG in the lower part of the storage tank under trim conditions, whereas in the case of the gas dome, it has the most effect on the LNG in the liquefied state with respect to trim and 6 degree of freedom motion. It should be placed in the center of the storage tank, which is less exposed to

또한, 리퀴드 돔은 하부에 설치되는 펌프타워 구조물에 의해 큰 장비나 단열재의 출입이 어렵게 되므로, 기존에는 가스 돔을 통해 유지보수를 위한 장비나 단열재 등이 이동될 수 있도록 LNG 저장탱크를 설계하였다. 즉, 유지보수의 편의를 위해서도 리퀴드 돔과 가스 돔은 서로 분리 설계되어야 했다.In addition, since the liquid dome makes it difficult for large equipment or insulation materials to enter or exit due to the pump tower structure installed at the bottom, the LNG storage tank was designed so that equipment for maintenance or insulation materials can be moved through the gas dome. That is, for the convenience of maintenance, the liquid dome and the gas dome had to be designed separately from each other.

이와 같이 리퀴드 돔과 가스 돔이 각각 LNG 저장탱크의 선미 쪽과 중앙부에 분리 설치되는 기존의 설계는, LNGC에 마련되는 대형 LNG 저장탱크에는 적합한 설계일지 모르나, 소형으로 제작되는 LNG 저장탱크에는 매우 비효율적인 설계이다.As described above, the existing design in which the liquid dome and the gas dome are installed separately at the stern side and the center of the LNG storage tank may be a suitable design for a large LNG storage tank provided in an LNGC, but it is very inefficient for a small LNG storage tank. is a design

그러나 종래에는 소형 LNG 저장탱크에도 기존의 방식을 그대로 모방 적용함으로써, 복잡한 구조에 의해 생산성이 저하되고, 두 개의 돔 구조물로 유입되는 열에 의해 저장탱크의 단열성능이 저하되는 문제가 있었다.However, in the prior art, by imitating the existing method to a small LNG storage tank as it is, productivity is lowered due to a complicated structure, and there is a problem in that the thermal insulation performance of the storage tank is lowered by the heat flowing into the two dome structures.

또한, 소형 LNG 저장탱크에는 대형 LNG 저장탱크에 적합하게 설계된 종래의 대형 펌프타워 구조물을 탑재하는 것이 용이하지 않고, 소형 LNG 저장탱크에서는 대형 LNG 저장탱크에서보다 슬로싱(sloshing) 하중이 적게 발생하는 바, 베이스 서포트를 종래의 방식(도 4 참조)과 같이 복잡한 형상으로 제작하는 것이 오히려 과도한 설계(overdesign)가 되어 생산성을 더욱 떨어뜨리는 요인이 된다.In addition, it is not easy to mount a conventional large pump tower structure suitable for a large LNG storage tank in a small LNG storage tank, and a small sloshing load occurs less in a small LNG storage tank than in a large LNG storage tank. However, manufacturing the base support in a complex shape as in the conventional method (see FIG. 4 ) is rather overdesigned, which further reduces productivity.

이에 본 발명은 소형으로 제작되는 액화가스 저장탱크에 최적화된 단열시스템을 제공하는 것을 목적으로 하며, 보다 구체적으로는, 기존에 별개로 각각 마련되던 리퀴드 돔과 가스 돔을 하나의 돔 구조물로 통합시킴으로써, 기존 대비 단열성능을 향상시킴과 더불어 돔 주변의 복잡한 구조를 단순화시켜 생산성의 향상 및 비용절감을 도모하고자 한다.Accordingly, the present invention aims to provide a thermal insulation system optimized for a liquefied gas storage tank manufactured in a small size, and more specifically, by integrating a liquid dome and a gas dome, which were previously separately provided, into one dome structure. , It aims to improve productivity and reduce costs by simplifying the complex structure around the dome as well as improving the insulation performance compared to the existing ones.

또한, 본 발명은 상기와 같이 액화가스 저장탱크의 구조를 단순화시킴에 따라, 종래의 대형 펌프타워와 대비하여 구조가 단순하고 가볍게 설계된 펌프타워 및 개선된 펌프타워의 지지에 적합하게 설계된 베이스 서포트를 제공함으로써, 통합된 돔 구조물을 포함하는 소형 액화가스 저장탱크에 가장 최적화된 단열시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention simplifies the structure of the liquefied gas storage tank as described above, and as compared to the conventional large pump tower, a pump tower designed to be simple and light in structure and a base support designed to support the improved pump tower. By providing, it is a technical task to provide the most optimized insulation system for a small liquefied gas storage tank including an integrated dome structure.

또한, 본 발명은 액화가스 저장탱크 내에 액화가스를 선적하기 위해 구비되는 충전용 파이프를 이중배관 구조로 마련하여, 탑 필링과 바텀 필링이 동시에 가능하게 하거나 또는 충전용 파이프에 스프레잉 기능을 병합시킴으로써, 돔 구조물을 통한 열 침입량을 감소시켜 단열성능의 향상을 도모하고, 구조적으로 활용도가 우수한 액화천연가스 단열시스템을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention provides a double pipe structure for the filling pipe provided for loading liquefied gas in the liquefied gas storage tank, enabling top filling and bottom filling at the same time, or by merging the spraying function into the filling pipe Another technical task is to reduce the amount of heat intrusion through the dome structure, improve the insulation performance, and provide a structurally excellent liquefied natural gas insulation system.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 외부로부터 액화가스 저장탱크 내부로 액화가스를 유입시키는 외부관과 상기 외부관의 내부에 설치되는 내부관을 포함하여 이중배관 구조로 마련되는 충전용 파이프; 및 상기 충전용 파이프와는 별도의 유입구를 가지며, 하단에 형성되는 배출관이 상기 액화가스 저장탱크의 내측 상부 영역과 연통되어 상기 유입구를 통해 유입된 액화가스를 상기 액화가스 저장탱크 내부로 분사하는 내부관을 포함하고, (a) 상기 충전용 파이프를 통해 상기 내부관과 상기 외부관 사이의 공간에 기화가스를 공급하여 예냉하는 단계; (b) 상기 내부관을 통해 액화가스를 공급하여 상기 액화가스 저장탱크 내부를 쿨다운시키는 단계를 포함하는, 이중배관 구조의 충전용 파이프를 포함하는 액화가스 저장탱크의 쿨다운 방법이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, it is provided in a double pipe structure, including an external pipe for introducing liquefied gas into the liquefied gas storage tank from the outside, and an internal pipe installed inside the external pipe filling pipe; and an inlet separate from the filling pipe, and a discharge pipe formed at the bottom communicates with the inner upper region of the liquefied gas storage tank, and injects the liquefied gas introduced through the inlet into the liquefied gas storage tank. Pre-cooling by supplying vaporized gas to the space between the inner tube and the outer tube, including a tube, (a) through the filling pipe; (b) cooling down the inside of the liquefied gas storage tank by supplying liquefied gas through the inner pipe, a cooling-down method of a liquefied gas storage tank including a filling pipe of a double pipe structure can be provided have.

상기 배출관은, 상기 내부관의 하단 둘레에 다수개가 방사상으로 형성되며, 상기 충전용 파이프의 측면을 관통하여 상기 액화가스 저장탱크의 내부와 연통될 수 있다.A plurality of the discharge pipe may be radially formed around the lower end of the inner pipe and communicate with the inside of the liquefied gas storage tank through a side surface of the filling pipe.

상기 배출관의 출구에는 노즐 타입의 부재가 설치될 수 있다.A nozzle-type member may be installed at the outlet of the discharge pipe.

본 발명에 의하면, 기존에 분리 설치되던 리퀴드 돔과 가스 돔을 하나의 돔으로 통합 구성함으로써, 돔 주변의 복잡한 구조가 단순화되어 생산성이 향상됨은 물론, 저장탱크 내부로 유입되는 열이 최소화되어 액화가스 저장탱크의 단열성능이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, by integrating the liquid dome and the gas dome, which were previously installed separately, into one dome, the complex structure around the dome is simplified to improve productivity, and heat flowing into the storage tank is minimized to minimize the liquefied gas There is an effect of improving the thermal insulation performance of the storage tank.

또한, 본 발명에 의하면, 액화가스 저장탱크에 탑재되는 펌프타워가 종래 대비 단순하고 가벼운 구조로 설계됨에 따라, 펌프타워의 제작이 용이하여 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 액화가스 저장탱크의 전체 무게가 감소하여 선박의 효율적인 운영이 가능하다.In addition, according to the present invention, as the pump tower mounted on the liquefied gas storage tank is designed to have a simple and light structure compared to the prior art, it is easy to manufacture the pump tower to reduce costs, and the entire liquefied gas storage tank Efficient operation of the vessel is possible by reducing the weight.

또한, 본 발명에 의하면, 펌프타워의 하단부가 베이스 서포트의 클램프 구조에 의해 고정됨으로써, 액화가스 저장탱크 내부의 슬로싱과 열하중에 대하여 안정적인 지지가 가능하면서도 펌프타워의 가벼운 설계가 가능한 장점이 있다.In addition, according to the present invention, since the lower end of the pump tower is fixed by the clamp structure of the base support, it is possible to stably support the sloshing and thermal load inside the liquefied gas storage tank, and there is an advantage that a light design of the pump tower is possible.

더불어, 본 발명에 의하면, 충전용 파이프를 이중배관 구조로 마련함에 따라 별도의 탑 필링 배관이나 스프레잉 배관의 삭제가 가능하므로, 돔 구조물의 크기를 줄이는 것이 가능하며, 이에 따라 돔 구조물을 통한 열 침입량이 감소되어 단열성능이 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the separate top filling pipe or the spray pipe can be deleted by providing the filling pipe in a double pipe structure, it is possible to reduce the size of the dome structure, and thus heat through the dome structure The amount of penetration is reduced, thereby improving the thermal insulation performance.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않는 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if it is an effect not explicitly mentioned herein, it is added that the effects described in the following specification and their potential effects expected by the technical features of the present invention are treated as if they were described in the specification.

도 1은 종래의 펌프타워를 포함하는 LNG 저장탱크의 구조를 개략적으로 나타낸 내부사시도이다.
도 2는 종래 펌프타워의 전체적인 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 종래 펌프타워의 평면도이다.
도 4는 종래 펌프타워의 지지를 위해 설치되는 베이스 서포트의 사시도이다.
도 5는 종래 펌프타워가 베이스 서포트에 고정되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 펌프타워의 전체적인 구조를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 펌프타워의 상부 구조를 나타낸 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 펌프타워에서 충전용 파이프의 외주면에 각종 배관들이 고정되는 구조를 나타낸 부분 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 펌프타워의 하부 구조를 나타낸 부분 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 펌프타워 하부의 내부 구조를 나타낸 절단 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 펌프타워의 지지를 위해 설치되는 베이스 서포트의 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 베이스 서포트의 상부에 설치되는 클램프 부재의 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 펌프타워에서 스프레잉 파이프의 구성만을 따로 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 돔 구조물에 설치되는 스프레잉 파이프의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 펌프타워에서 이중배관으로 마련되는 충전용 파이프의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 이중배관 구조의 충전용 파이프에 설치되는 볼트부재를 나타낸 도면으로서, (a)는 배관 타입의 볼트부재, (b)는 노즐 타입의 볼트부재이다.
도 17은 본 발명에 따른 이중배관 구조의 충전용 파이프를 설치하는 순서를 순차적으로 도시한 도면이다.1 is an internal perspective view schematically showing the structure of an LNG storage tank including a conventional pump tower.
2 is a perspective view showing the overall structure of a conventional pump tower.
3 is a plan view of a conventional pump tower.
4 is a perspective view of a base support installed to support the conventional pump tower.
5 is a view showing that the conventional pump tower is fixed to the base support.
6 is a perspective view showing the overall structure of the pump tower according to the present invention.
7 is a partial perspective view showing the upper structure of the pump tower according to the present invention.
8 is a partial perspective view showing a structure in which various pipes are fixed to the outer circumferential surface of the filling pipe in the pump tower according to the present invention.
9 is a partial perspective view showing the lower structure of the pump tower according to the present invention.
10 is a cut-away perspective view showing the internal structure of the lower part of the pump tower according to the present invention.
11 is a perspective view of a base support installed to support the pump tower according to the present invention.
12 is a perspective view of a clamp member installed on the upper portion of the base support according to the present invention.
13 is a view separately showing only the configuration of the spray pipe in the pump tower according to the present invention.
14 is a view for explaining the arrangement of the spray pipe installed in the dome structure of the liquefied gas storage tank according to the present invention.
15 is a view for explaining the internal structure of the filling pipe provided as a double pipe in the pump tower according to the present invention.
16 is a view showing a bolt member installed in a filling pipe of a double pipe structure according to the present invention, (a) is a pipe type bolt member, (b) is a nozzle type bolt member.
17 is a view sequentially showing a sequence of installing a filling pipe of a double pipe structure according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

본 발명은 LFS와 같이 액화가스를 추진 연료로 소모하는 선박을 비롯하여 액화가스를 수송물로서 취급하기 위하여 액화가스 저장탱크를 갖춘 모든 선박에 적용될 수 있다. 본 발명에서 선박은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여 해상에 부유하고 있는 해상 구조물을 모두 포함하는 개념이다.The present invention can be applied to all ships equipped with a liquefied gas storage tank for handling liquefied gas as transport, including ships that consume liquefied gas as propulsion fuel, such as LFS. In the present invention, a ship is a concept including all offshore structures floating in the sea, including ships with self-propelling capability.

특히, 본 발명은 소형 액화가스 저장탱크에 적합하게 설계된 것으로서, 소형 액화가스 저장탱크가 구비되는 선박에 바람직하게 적용될 수 있다. 여기서 소형 액화가스 저장탱크란, 액화가스 연료 추진선에 사용되는 연료탱크나 연안 운송용 저장탱크 또는 항구에 정박되어 사용되는 저장탱크와 같이 저용량의 액화가스 저장탱크를 의미할 수 있으며, 구체적으로는 적재용량 50,000m³ 이하, 더욱 구체적으로는 25,000m³ 이하의 저장탱크를 의미할 수 있다.In particular, the present invention is designed to be suitable for a small liquefied gas storage tank, and can be preferably applied to a ship equipped with a small liquefied gas storage tank. Here, the small liquefied gas storage tank may mean a low-capacity liquefied gas storage tank, such as a fuel tank used for a liquefied gas fuel propulsion ship, a storage tank for offshore transportation, or a storage tank used anchored in a port, specifically loading It may mean a storage tank with a capacity of 50,000 m ³ or less, more specifically 25,000 m ^{3 or less.}

그리고 본 발명에서 액화가스는, 가장 대표적인 액화가스인 LNG를 비롯하여 LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같이 저온으로 액화시켜 저장 및 수송될 수 있는 모든 종류의 액화가스를 포함하는 개념이다.And in the present invention, liquefied gas is low temperature such as LNG, which is the most representative liquefied gas, LEG (Liquefied Ethane Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), Liquefied Ethylene Gas, Liquefied Propylene Gas, etc. It is a concept that includes all kinds of liquefied gas that can be stored and transported by liquefying it.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.

도 6은 본 발명에 따른 펌프타워의 전체적인 구조를 나타낸 사시도, 도 7은 본 발명에 따른 펌프타워의 상부 구조를 나타낸 부분 사시도, 도 8은 본 발명에 따른 펌프타워에서 충전용 파이프의 외주면에 각종 배관들이 고정되는 구조를 나타낸 부분 사시도, 도 9는 본 발명에 따른 펌프타워의 하부 구조를 나타낸 부분 사시도, 도 10은 본 발명에 따른 펌프타워 하부의 내부 구조를 나타낸 절단 사시도이다.Figure 6 is a perspective view showing the overall structure of the pump tower according to the present invention, Figure 7 is a partial perspective view showing the upper structure of the pump tower according to the present invention, Figure 8 is a variety of on the outer peripheral surface of the filling pipe in the pump tower according to the present invention A partial perspective view showing the structure in which the pipes are fixed, FIG. 9 is a partial perspective view showing the lower structure of the pump tower according to the present invention, and FIG. 10 is a cut-away perspective view showing the internal structure of the lower part of the pump tower according to the present invention.

도 11은 본 발명에 따른 펌프타워의 지지를 위해 설치되는 베이스 서포트의 사시도, 도 12는 본 발명에 따른 베이스 서포트의 상부에 설치되는 클램프 부재의 사시도이다. 그리고 도 13은 본 발명에 따른 펌프타워에서 스프레잉 파이프의 구성만을 따로 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 돔 구조물에 설치되는 스프레잉 파이프의 배치를 설명하기 위한 도면이다.11 is a perspective view of a base support installed to support the pump tower according to the present invention, Figure 12 is a perspective view of a clamp member installed on the upper portion of the base support according to the present invention. And Figure 13 is a view separately showing only the configuration of the spray pipe in the pump tower according to the present invention, Figure 14 is a view for explaining the arrangement of the spray pipe installed in the dome structure of the liquefied gas storage tank according to the present invention to be.

도 6 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크는, 저장탱크의 상부에 개구부 형태로 제공되는 통합 돔(Integrated Dome)과, 저장탱크 내부에 설치되는 펌프타워(100), 그리고 펌프타워(100)의 하단부가 고정 및 지지되는 베이스 서포트(200)를 포함한다.6 to 10 , the liquefied gas storage tank according to the present invention includes an integrated dome provided in the form of an opening on the upper portion of the storage tank, and a pump tower 100 installed inside the storage tank, and The lower end of the pump tower 100 includes a base support 200 that is fixed and supported.

통합 돔은 기존의 리퀴드 돔과 가스 돔이 하나로 통합된 구성으로서, 액화 상태의 액화가스의 취급에 관련된 배관 및 장비, 그리고 액화가스가 증발하여 발생하는 증발가스의 취급에 관련된 배관 및 장비가 설치된다. 이러한 각종 배관 및 장비는 펌프타워(100)에 구비될 수 있으며, 상기 통합 돔은 펌프타워(100)가 설치되는 장소를 제공한다.The integrated dome is a configuration in which the existing liquid dome and gas dome are integrated into one, and piping and equipment related to handling of liquefied gas in a liquefied state, and piping and equipment related to handling of boil-off gas generated by evaporation of liquefied gas are installed. . Such various piping and equipment may be provided in the pump tower 100 , and the integrated dome provides a place where the pump tower 100 is installed.

통합 돔은 액화가스 저장탱크의 천장을 관통하도록 개구부를 형성하여 마련되는 구조물로서, 도면에는 원형 단면을 가지는 개구부에 의해 통합 돔이 구성되는 것이 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않고 사각 형태의 단면을 가지는 개구부로 마련될 수도 있다.The integrated dome is a structure provided by forming an opening to penetrate the ceiling of the liquefied gas storage tank, and although it is shown in the drawing that the integrated dome is configured by an opening having a circular cross section, it is not limited thereto and has a rectangular cross section. It may be provided as an opening.

통합 돔은 액화가스 저장탱크 내부로 각종 배관 및 장비의 출입이 이루어지는 통로로서 이용될 수 있다. 그러나 펌프타워(100)의 설치 이후에는 통합 돔을 통한 장비의 출입이 불가능해지므로, 본 발명은 유지보수용 장비나 작업자의 출입이 가능하도록 액화가스 저장탱크의 상부에 별도의 맨홀(manhole, 미도시)을 추가로 마련할 수 있다.The integrated dome can be used as a passage through which various pipes and equipment enter and exit the liquefied gas storage tank. However, since the access of equipment through the integrated dome becomes impossible after the installation of the pump tower 100, the present invention provides a separate manhole in the upper part of the liquefied gas storage tank so that equipment for maintenance or an operator can enter and exit. city) may be additionally provided.

통합 돔의 상부에는 통합 돔으로부터 돌출되는 펌프타워(100)의 구성들을 수용할 수 있도록 소정의 높이를 가지는 돔 커버(Dome Cover)가 설치될 수 있다.A dome cover having a predetermined height may be installed on the top of the integrated dome to accommodate the components of the pump tower 100 protruding from the integrated dome.

돔 커버에는 액화가스 저장탱크 내부에서 발생하는 증발가스를 배출할 수 있도록 증발가스 배출홀이 형성될 수 있다. 현재 도면에서는 가려서 보이지 않지만, 증발가스 배출홀은 도면 상에서 돔 커버의 후측면에 형성될 수 있다. 증발가스 배출홀을 통해 배출되는 증발가스는 선박에 구비되는 엔진의 연료로서 공급되거나 또는 벤트 마스트(vent mast)를 통해 외부로 배출될 수 있다.BOG discharge holes may be formed in the dome cover to discharge BOG generated inside the liquefied gas storage tank. Although it is not visible in the current drawing, the boil-off gas discharge hole may be formed on the rear side of the dome cover in the drawing. BOG discharged through the BOG discharge hole may be supplied as fuel for an engine provided in a ship or may be discharged to the outside through a vent mast.

펌프타워(100)는 상술한 바와 같이 액화가스 및 증발가스의 취급에 관련된 배관 및 장비가 설치되는 구조물로서, 통합 돔을 형성하는 개구부를 이용하여 탑재되고 상부가 통합 돔 측에 고정된다. 그리고 펌프타워(100)의 하부는 액화가스 저장탱크의 바닥에 설치되는 베이스 서포트(200)에 의해 지지된다.As described above, the pump tower 100 is a structure in which piping and equipment related to handling of liquefied gas and boil-off gas are installed, and is mounted using an opening forming an integrated dome and the upper part is fixed to the integrated dome side. And the lower part of the pump tower 100 is supported by the base support 200 installed on the bottom of the liquefied gas storage tank.

본 발명의 펌프타워(100)는, 액화가스 저장탱크 상부에 마련되는 통합 돔의 개구부에 장착되는 인렛 하우징(110)과, 액화가스 저장탱크 내부로 액화가스를 주입하는 충전용 파이프(120)와, 액화가스 저장탱크 내부의 액화가스를 외부로 배출하는 한 쌍의 배출용 파이프(130)와, 액화가스 저장탱크 내부로 액화가스를 분사하는 스프레잉 파이프(140)를 포함한다. The pump tower 100 of the present invention includes an inlet housing 110 mounted on the opening of the integrated dome provided on the upper part of the liquefied gas storage tank, and a filling pipe 120 for injecting liquefied gas into the liquefied gas storage tank and , a pair of discharge pipes 130 for discharging the liquefied gas inside the liquefied gas storage tank to the outside, and a spraying pipe 140 for spraying the liquefied gas into the liquefied gas storage tank.

인렛 하우징(110)은 내부에 공간이 형성되고 상하부가 개방된 원통 형태로 마련되어 통합 돔의 내주면에 밀착되게 장착될 수 있다. 인렛 하우징(110)은 내측에 수용되는 각종 배관들을 고정시키고 이들을 둘러싸서 보호하는 역할을 한다.The inlet housing 110 may be provided in a cylindrical shape with a space formed therein and an open top and bottom, and be mounted in close contact with the inner circumferential surface of the integrated dome. The inlet housing 110 serves to secure various pipes accommodated therein and surround them to protect them.

인렛 하우징(110)에서 통합 돔의 내부로 삽입되는 부분은, 액화가스 저장탱크의 외벽으로부터 1차 단열층(primary insulation)의 레벨(level)까지 도달하도록 높이가 형성될 수 있다.The portion inserted into the interior of the integrated dome in the inlet housing 110 may have a height to reach from the outer wall of the liquefied gas storage tank to the level of the primary insulation layer (level).

그리고 인렛 하우징(110)에서 통합 돔의 외부로 돌출되는 부분에는, 불활성가스 배출홀(111, 112)이 형성될 수 있다. 액화가스 저장탱크의 단열시스템은, 단열공간 내 수분을 제거하여 결빙(icing)을 방지하고, 소량의 액화가스 누출(leak)이 발생하면 이를 안전하게 배출하고자 불활성가스(주로 N₂)를 단열층 내 공간에 공급하는데, 불활성가스 배출홀(111, 112)은 단열층에 공급된 불활성가스를 외부로 배출하여 순환시키는 역할을 한다. 제1 불활성가스 배출홀(111)과 제2 불활성가스 배출홀(112)은 각각 1차 단열층(primary insulation) 및 2차 단열층(secondary insulation)과 연통될 수 있으며, 불활성가스 배출홀(111, 112)을 통해 배출되는 불활성가스는 벤트 마스트를 통해 외부로 배출될 수 있다.Also, inert gas discharge holes 111 and 112 may be formed in a portion of the inlet housing 110 that protrudes to the outside of the integrated dome. The insulation system of the liquefied gas storage tank removes moisture in the insulation space to prevent icing, and when a small amount of liquefied gas leak occurs, an inert gas (mainly N ₂ ) is injected into the space in the insulation layer to safely discharge it. The inert gas discharge holes 111 and 112 serve to circulate the inert gas supplied to the heat insulating layer to the outside. The first inert gas discharge hole 111 and the second inert gas discharge hole 112 may communicate with a primary insulation layer and a secondary insulation layer, respectively, and the inert gas discharge holes 111 and 112 ) through the inert gas can be discharged to the outside through the vent mast.

충전용 파이프(120)는 외부의 로딩장치에 연결되어 액화가스 저장탱크의 내부로 액화가스를 유입시키는 배관이다.The filling pipe 120 is a pipe connected to an external loading device to introduce liquefied gas into the liquefied gas storage tank.

본 발명에서 충전용 파이프(120)는 하단부가 후술하는 베이스 서포트(200)에 직접적으로 고정되는 구성으로서, 펌프타워(100)에 작용하는 하중에 대한 구조부재 역할을 한다. 즉, 종래(도 2, 3 참조)의 펌프타워(10)에서 충전용 파이프(12)는 메인 파이프(11, 13)들과 별개로 이격 배치되어 구조부재 역할을 하지 않았던 것과는 달리, 본 발명에서는 충전용 파이프(120)가 주요 구조부재 역할을 하는 것이다.In the present invention, the filling pipe 120 is a configuration in which the lower end is directly fixed to the base support 200 to be described later, and serves as a structural member for the load acting on the pump tower 100 . That is, unlike the conventional (refer to FIGS. 2 and 3), the filling pipe 12 in the pump tower 10 is spaced apart from the main pipes 11 and 13 and does not serve as a structural member, in the present invention The filling pipe 120 serves as a main structural member.

본 발명은 충전용 파이프(120)의 구조부재 역할이 가능하도록 하기 위하여, 첫째로 충전용 파이프(120)의 직경을 유체 유동 용량보다 크게 설계하고, 둘째로 충전용 파이프(120)의 하단부를 베이스 서포트(200)의 상부에 설치되는 클램프 부재(220)에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 고정시킨다. 두 번째 내용에 대해서는 뒤에서 더욱 자세히 다루도록 한다.In the present invention, in order to be able to serve as a structural member of the filling pipe 120, first, the diameter of the filling pipe 120 is designed to be larger than the fluid flow capacity, and secondly, the lower end of the filling pipe 120 is a base. It is slidably fixed in the vertical direction to the clamp member 220 installed on the support 200 . The second content will be dealt with in more detail later.

충전용 파이프(120)의 유체 유동 용량은 액화가스의 충전(주입)시 액화가스가 실제로 유동하는 양을 산정하는 것으로서, 충전 설비가 무엇인지에 따라 그리고 액화가스 저장탱크의 설계 용량에 따라 정해질 수 있다. 본 발명에서는 충전 설비에 따른 유량 수준과 액화가스 저장탱크의 용량을 고려하여 충전용 파이프의 유체 유동 용량을 산정하고, 충전용 파이프(120)의 직경을 산정된 유체 유동 용량 대비 크게 설계한다.The fluid flow capacity of the filling pipe 120 is to calculate the amount of liquefied gas actually flowing when the liquefied gas is filled (injected), and will be determined according to what the filling facility is and the design capacity of the liquefied gas storage tank. can In the present invention, the fluid flow capacity of the filling pipe is calculated in consideration of the flow rate level according to the filling equipment and the capacity of the liquefied gas storage tank, and the diameter of the filling pipe 120 is designed to be larger than the calculated fluid flow capacity.

또한, 충전용 파이프(120)의 직경이 유체 유동 용량보다 크게 설계됨에 따라, 외부의 로딩장치로부터 연결되는 배관과의 사이에 양단의 직경이 다르게 형성되는 이음관(reducer)(121)를 설치할 수 있다. 이음관(121)은 충전용 파이프(120)가 액화가스 저장탱크 내부로 진입하기 전에 직경을 키우기 위한 목적으로 마련되는 구성이다.In addition, as the diameter of the filling pipe 120 is designed to be larger than the fluid flow capacity, it is possible to install a reducer 121 having different diameters at both ends between the pipe and the pipe connected from the external loading device. have. The fitting pipe 121 is configured for the purpose of increasing the diameter before the filling pipe 120 enters the liquefied gas storage tank.

배출용 파이프(130)는 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 선박에 구비되는 엔진의 연료로 사용하거나 또는 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 선외로 하역할 때 액화가스의 이동 통로로 제공될 수 있다.The discharge pipe 130 may be provided as a movement path of the liquefied gas when the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank is used as fuel for the engine provided in the ship or the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank is unloaded overboard. have.

즉, 본 발명의 배출용 파이프(130)는, 액화가스를 엔진의 연료로서 공급하는 연료공급(fuel supply) 파이프로서의 역할과, 액화가스를 선외로 하역시키는 언로딩(unloading) 파이프로서의 역할을 모두 할 수 있다.That is, the discharge pipe 130 of the present invention serves both as a fuel supply pipe for supplying liquefied gas as fuel of the engine and as an unloading pipe for unloading liquefied gas outboard. can do.

종래 LNGC에 마련되는 대형 LNG 저장탱크에는 펌프타워에 설치되는 하역용 파이프/펌프와는 별도의 연료공급용 파이프/펌프를 따로 두었다. 왜냐하면 연료공급용 파이프/펌프의 용량이 하역용으로 마련되는 파이프/펌프의 용량보다 훨씬 작기 때문에 이를 하역용으로 사용하기에 적합하지 않기 때문이다.In the large LNG storage tank provided in the conventional LNGC, a pipe/pump for fuel supply, which is separate from the pipe/pump for unloading installed in the pump tower, is provided separately. This is because the capacity of the fuel supply pipe/pump is much smaller than the capacity of the pipe/pump provided for unloading, so it is not suitable for use for unloading.

그러나 본 발명은 소형 액화가스 저장탱크에 적용됨에 따라, 하역용과 연료공급용의 목적을 구분하여 파이프 및 펌프를 별도로 마련하는 것이 아니라, 배출용 파이프(130)와 후술하는 카고펌프(CP)를 이용하여 연료 공급과 하역을 모두 수행할 수 있다.However, as the present invention is applied to a small liquefied gas storage tank, a pipe and a pump are not separately provided by separating the purpose for unloading and fuel supply, but a discharge pipe 130 and a cargo pump (CP) to be described later. Thus, both fuel supply and unloading can be performed.

특히 본 발명이 액화가스를 연료로서 저장하는 연료탱크에 적용되는 경우에는 비상상황 등 특별한 상황을 제외하고는 하역 기능이 필요하지 않게 되므로, 배출용 파이프(130) 및 카고펌프(CP)는 액화가스를 엔진의 연료로서 공급하는 것을 주된 목적으로 하며, 따라서 엔진의 요구에 맞추어 작은 용량으로 갖추어질 수 있다.In particular, when the present invention is applied to a fuel tank that stores liquefied gas as fuel, the unloading function is not required except in special situations such as emergency situations, so the discharge pipe 130 and the cargo pump (CP) are liquefied gas Its main purpose is to supply as fuel for the engine, so it can be equipped with a small capacity to meet the needs of the engine.

배출용 파이프(130)는 고장을 대비하여 리던던시(redundancy) 개념으로 한 쌍으로 마련될 수 있으며, 충전용 파이프(120)를 중심으로 양측에 각각 대향되도록 마련될 수 있다.The discharge pipe 130 may be provided as a pair as a concept of redundancy in preparation for failure, and may be provided to face each other on both sides of the filling pipe 120 as a center.

배출용 파이프(130)의 하부에는 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 외부로 배출시키기 위하여 카고펌프(CP)가 설치된다. 카고펌프(CP)는 베이스 서포트(200)의 양 측면에 돌출되게 설치되는 펌프 지지부재(210)에 장착되어 고정될 수 있다.A cargo pump (CP) is installed in the lower portion of the discharge pipe 130 to discharge the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank to the outside. The cargo pump CP may be mounted and fixed to the pump support member 210 protrudingly installed on both sides of the base support 200 .

본 발명은 카고펌프(CP)가 상기와 같이 액화가스 저장탱크의 바닥에 고정되는 구조물인 베이스 서포트(200) 측에 고정되므로, 배출용 파이프(130)에 작용하는 열응력을 흡수할 수 있도록 배출용 파이프(130)의 하단부, 즉 배출용 파이프(130)와 카고펌프(CP)의 연결부에 벨로우즈(bellows) 구조를 적용하거나, 또는 배출용 파이프(130)의 하단부를 U자형 굴곡 배관으로 구성할 수 있다.In the present invention, since the cargo pump (CP) is fixed to the base support 200 side, which is a structure fixed to the bottom of the liquefied gas storage tank as described above, it is discharged to absorb the thermal stress acting on the discharge pipe 130 . For the lower end of the pipe 130, that is, to apply a bellows structure to the connection of the discharge pipe 130 and the cargo pump (CP), or to configure the lower end of the discharge pipe 130 as a U-shaped bent pipe. can

한편, 본 발명에 따른 펌프타워(100)는, 저장탱크 내부에 저장된 액화가스의 수위를 측정하는 레벨 게이지(level gauge), 온도 측정을 위한 온도 센서(temp. sensor), 레벨 알람(level alarm) 등이 설치되는 게이지 배관(GL), 그리고 카고펌프(CP)에 전력을 공급하기 위한 케이블이 내부에 설치되는 전장 배관(EL)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the pump tower 100 according to the present invention, a level gauge (level gauge) for measuring the level of the liquefied gas stored inside the storage tank, a temperature sensor for temperature measurement (temp. sensor), a level alarm (level alarm) The gauge pipe (GL) on which the light is installed, and a cable for supplying power to the cargo pump (CP) may further include an electrical pipe (EL) installed therein.

본 발명에서 배출용 파이프(130), 게이지 배관(GL) 및 전장 배관(EL)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 충전용 파이프(120)의 외주면에 설치되는 고정부재(150)에 의해 슬라이딩(sliding) 가능하게 지지될 수 있다.In the present invention, the discharge pipe 130, the gauge pipe (GL) and the electric length pipe (EL) are sliding by the fixing member 150 installed on the outer peripheral surface of the filling pipe 120, as shown in FIG. (sliding) capable of being supported.

즉, 본 발명은 충전용 파이프(120)가 주요 구조부재 역할을 함에 따라, 충전용 파이프(120)의 열수축 발생시 타 배관(130, GL, EL)들이 영향을 받지 않도록 서로 간에 슬라이딩 구조를 적용한 것이다.That is, in the present invention, as the filling pipe 120 serves as a main structural member, a sliding structure is applied between the other pipes 130, GL, EL so that the other pipes 130, GL, EL are not affected when heat shrinkage of the filling pipe 120 occurs. .

고정부재(150)는, 충전용 파이프(120)의 외주면에 용접에 의해 부착되는 지지 프레임(151)과, 지지 프레임(151)의 단부에 설치되며 상기 배관(130, GL, EL)들이 삽입되는 삽입홀이 형성되는 유동 플레이트(152)로 구성될 수 있다.The fixing member 150 is installed at the end of the support frame 151 and the support frame 151 attached to the outer circumferential surface of the filling pipe 120 by welding, and the pipes 130, GL, EL are inserted. It may be composed of a flow plate 152 in which an insertion hole is formed.

유동 플레이트(152)는 상기 배관(130, GL, EL)들이 삽입홀 내에서 상하방향으로 슬라이딩이 가능하도록, 상기 배관(130, GL, EL)들을 상하방향으로의 구속 없이 수평방향으로만 지지한다. The flow plate 152 supports the pipes 130, GL, and EL only in the horizontal direction without being constrained in the vertical direction so that the pipes 130, GL, and EL can slide in the vertical direction in the insertion hole. .

유동 플레이트(152)는 상기 배관(130, GL, EL)들의 슬라이딩시 마찰을 방지하여 완충시키는 역할을 하는 것으로서, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE: High Density PolyEthylene) 소재로 마련될 수 있다.The flow plate 152 serves as a buffer by preventing friction during sliding of the pipes 130 , GL and EL, and may be made of a high-density polyethylene (HDPE) material.

이하에서는 도 9 내지 도 12를 참조하여, 펌프타워(100)의 하단부가 액화가스 저장탱크의 바닥에 설치되는 베이스 서포트(200)에 의해 고정 및 지지되는 구조에 대하여 설명한다.Hereinafter, a structure in which the lower end of the pump tower 100 is fixed and supported by the base support 200 installed at the bottom of the liquefied gas storage tank will be described with reference to FIGS. 9 to 12 .

우선, 본 발명에서 베이스 서포트(200)는, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 전체 높이에 대하여 동일한 직경을 가지는 원통 형태로 마련될 수 있다.First, in the present invention, the base support 200 may be provided in the form of a cylinder having the same diameter with respect to the entire height, as shown in FIGS. 9 to 11 .

도 4에 도시된 종래의 베이스 서포트(20)는 대형 펌프타워를 지지하기에 적합하도록 설계된 것으로서, 콘 형상의 구조물로 제작하는 것이 어렵고, 베이스 서포트(20)의 내부 및 주변 단열재의 형상도 함께 복잡해지기에 생산성을 떨어뜨리는 요인이 되었다.The conventional base support 20 shown in FIG. 4 is designed to be suitable for supporting a large pump tower, and it is difficult to manufacture it as a cone-shaped structure, and the shape of the inner and surrounding insulation of the base support 20 is also complicated. It became a factor that lowered productivity.

그러나 본 발명은 소형 액화가스 저장탱크에 적용됨에 따라 저장탱크 내부에 작용하는 슬로싱 하중이 상대적으로 작으므로, 베이스 서포트(200)를 경사를 갖지 않는 직관형으로 설계하는 것이 가능하며, 이에 따라 제작에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.However, since the present invention is applied to a small liquefied gas storage tank, the sloshing load acting on the inside of the storage tank is relatively small, so it is possible to design the base support 200 in a straight tube type without an inclination, and thus manufactured time and cost can be saved.

직경이 동일한 원통 형태로 마련되는 베이스 서포트(200)의 외주면에는, 1차 멤브레인(primary membrane) 및 2차 멤브레인(secondary membrane)의 레벨에 대응되는 위치에 각각 제1 및 제2 플레이트(201, 202)가 돌출되게 형성되어, 해당 레벨에서 멤브레인이 용접에 의해 연결된다.On the outer peripheral surface of the base support 200 provided in a cylindrical shape having the same diameter, the first and second plates 201 and 202 at positions corresponding to the levels of the primary membrane and the secondary membrane, respectively. ) is formed to protrude, and the membranes are connected by welding at the corresponding level.

베이스 서포트(200)의 둘레에는 다수개의 제1홀(203)이 형성될 수 있다. 제1홀(203)은 베이스 서포트(200) 내부를 인접한 단열공간과 동일하게 불활성가스(N₂)가 흐르는 단열공간으로 만들며, 베이스 서포트(200) 내의 압력과 단열층 내의 압력을 동일하게 유지하는 기능을 한다. 베이스 서포트(200) 내에서 1차 단열층과 2차 단열층은 서로 연통되지 않도록 분리되고, 제1홀(203)은 1차 단열층 및 2차 단열층에 대응되는 레벨에 각각 형성될 수 있다. 베이스 서포트(200) 내의 공간에는 글라스 울(glass wool) 등의 단열재가 채워진다.A plurality of first holes 203 may be formed around the base support 200 . The first hole 203 makes the inside of the base support 200 an insulating space through which an inert gas (N ₂ ) flows in the same way as the adjacent insulating space, and maintains the same pressure in the base support 200 and the pressure in the insulating layer. do In the base support 200 , the primary insulating layer and the secondary insulating layer are separated so as not to communicate with each other, and the first hole 203 may be formed at a level corresponding to the primary insulating layer and the secondary insulating layer, respectively. A space in the base support 200 is filled with an insulating material such as glass wool.

또한, 베이스 서포트(200)에서 제1 플레이트(201)의 상부에는 충전용 파이프(120)를 통해 유입되는 액화가스를 저장탱크 내부로 유입시키는 다수개의 제2홀(204)이 형성될 수 있다. 제2홀(204)은 제1홀(203)과 마찬가지로 베이스 서포트(200)의 둘레에 형성될 수 있다. 이때 제2홀(204)은 카고펌프(CP)의 성능에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여, 카고펌프(CP)를 향한 방향으로는 형성되지 않는 것이 바람직하다.In addition, a plurality of second holes 204 for introducing liquefied gas flowing in through the filling pipe 120 into the storage tank may be formed on the upper portion of the first plate 201 in the base support 200 . The second hole 204 may be formed around the base support 200 like the first hole 203 . At this time, in order to prevent the second hole 204 from affecting the performance of the cargo pump (CP), it is preferable not to be formed in the direction toward the cargo pump (CP).

도면에서 제1홀(203)은 원 형상으로, 제2홀(204)은 사각 형상으로 각각 마련되는 것이 도시되어 있으나, 제1홀(203) 및 제2홀(204)의 형상이 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 또한, 도면에는 제2홀(204)이 제1홀(203)보다 크게 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 제2홀(204)이 제1홀(203)보다 반드시 크게 형성되어야 하는 것은 아니다. Although it is illustrated that the first hole 203 is provided in a circular shape and the second hole 204 is provided in a rectangular shape, the shapes of the first hole 203 and the second hole 204 are necessarily limited thereto. This is not the case and may be provided in various shapes. In addition, although it is illustrated that the second hole 204 is formed to be larger than the first hole 203 in the drawings, the second hole 204 is not necessarily formed to be larger than the first hole 203 .

한편, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 펌프타워(100)가 신규한 형태로 설계됨에 따라, 펌프타워(100)를 지지하기 위한 베이스 서포트(200)의 상부 구조물의 설계도 신규하게 적용된다.On the other hand, as the pump tower 100 according to the present invention is designed in a novel form as described above, the design of the upper structure of the base support 200 for supporting the pump tower 100 is also newly applied.

구체적으로는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 베이스 서포트(200)의 상부에는 카고펌프(CP)의 지지를 위한 펌프 지지부재(210)가 설치된다.Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10 , a pump support member 210 for supporting the cargo pump CP is installed on the upper portion of the base support 200 .

펌프 지지부재(210)는 카고 펌프(CP)가 배치되는 위치에 대응하도록 베이스 서포트(200)의 양 측면에 용접될 수 있다. 또한, 펌프 지지부재(210)에서 상부면을 이루는 구성은 베이스 서포트(200)의 상단에 용접될 수 있다. 이때 펌프 지지부재(210)는 중간에 관통홀을 형성하는 방식 등으로, 충전용 파이프(120)의 끝단부가 베이스 서포트(200)의 상단부 내측으로 인입될 수 있도록 공간을 남겨둬야 한다.The pump support member 210 may be welded to both sides of the base support 200 to correspond to a position where the cargo pump CP is disposed. In addition, a configuration constituting the upper surface of the pump support member 210 may be welded to the upper end of the base support 200 . In this case, the pump support member 210 should leave a space so that the end of the filling pipe 120 can be drawn into the upper end of the base support 200 by forming a through hole in the middle.

베이스 서포트(200)의 상부에는 충전용 파이프(120)를 고정하는 클램프 부재(220)가 설치된다. 클램프 부재(220)는 하부면이 펌프 지지부재(210)의 상면에 용접에 의해 연결될 수 있으며, 만약 펌프 지지부재(210)가 베이스 서포트(200)의 측면에만 위치하는 경우라면 클램프 부재(220)가 베이스 서포트(200)의 상단에 바로 용접될 수도 있다.A clamp member 220 for fixing the filling pipe 120 is installed on the upper portion of the base support 200 . The lower surface of the clamp member 220 may be connected to the upper surface of the pump support member 210 by welding, and if the pump support member 210 is located only on the side of the base support 200 , the clamp member 220 . may be directly welded to the top of the base support 200 .

클램프 부재(220)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 반원 형태의 내주면을 가지는 한 쌍의 부재로 구성될 수 있으며, 한 쌍의 부재가 도시된 것처럼 볼트/너트 체결에 의해 결합되거나 또는 용접에 의해 접합될 수 있다.The clamp member 220, as shown in FIG. 12, may be composed of a pair of members having a semicircular inner circumferential surface, and the pair of members may be coupled by bolt/nut fastening as shown or by welding. can be joined by

클램프 부재(220)는, 펌프 지지부재(210) 혹은 베이스 서포트(220)의 상부에 거치되어 용접에 의해 연결되는 판 형태의 거치부(221)와, 거치부(221)에 수직방향으로 형성되되 충전용 파이프(120)의 외주면에 대응하는 내주면을 가지는 파이프 지지부(222)와, 파이프 지지부(222)의 양 끝단에 형성되어 서로 마주하는 면이 볼트/너트 체결 혹은 용접에 의해 결합되는 결합부(223)와, 파이프 지지부(222)의 외주면에 접선 방향과 직교하는 방향으로 설치되어 거치부(221)와 파이프 지지부(222) 사이의 지지를 보강하는 보강부(224), 그리고 파이프 지지부(222)의 내주면에 부착되어 충전용 파이프(120)의 용이한 슬라이딩을 가이드하는 슬라이딩 패드(225)를 포함할 수 있다.The clamp member 220 is mounted on the pump support member 210 or the base support 220 and is formed in a vertical direction to the plate-shaped mounting portion 221 connected by welding, and the mounting portion 221 . A pipe support 222 having an inner circumferential surface corresponding to the outer circumferential surface of the filling pipe 120, and a coupling portion formed at both ends of the pipe support 222 so that the surfaces facing each other are coupled by bolt/nut fastening or welding ( 223), and a reinforcement part 224 installed on the outer peripheral surface of the pipe support part 222 in a direction perpendicular to the tangential direction to reinforce support between the mounting part 221 and the pipe support part 222, and a pipe support part 222) It may include a sliding pad 225 attached to the inner peripheral surface of the charging pipe 120 to guide the easy sliding.

본 발명에서 펌프타워(100)는, 충전용 파이프(120)가 파이프 지지부(222)에 의해 형성되는 공간에 삽입되는 방식으로 고정 및 지지가 이루어진다. 충전용 파이프(120)는 외주면이 파이프 지지부(222)의 내주면에 의해 지지되고, 끝단 일부가 베이스 서포트(200)의 상단부 내측으로 인입되어 위치하게 된다. 이때 충전용 파이프의 끝단 위치는 전술한 제2홀(204)보다는 상측에 위치하는 것이 바람직하다.In the present invention, the pump tower 100 is fixed and supported in such a way that the filling pipe 120 is inserted into the space formed by the pipe support 222 . The filling pipe 120 has an outer circumferential surface supported by the inner circumferential surface of the pipe support 222 , and a portion of the end is inserted into the upper end of the base support 200 to be positioned. In this case, the end position of the filling pipe is preferably located above the second hole 204 described above.

클램프 부재(220)는 충전용 파이프(120)의 인입이 가능하도록 내부에 관통되는 공간부를 가지며, 이를 위해 거치부(221)는 서로 마주하는 면에 파이프 지지부(222)의 내주면과 동일한 형태로 라운드게 형성되는 홈을 포함할 수 있다. The clamp member 220 has a space penetrating therein so that the filling pipe 120 can be drawn in, and for this purpose, the mounting part 221 is round in the same shape as the inner circumferential surface of the pipe support part 222 on the surfaces facing each other. It may include a groove in which the crab is formed.

슬라이딩 패드(225)는 충전용 파이프(120)의 슬라이딩시 마찰을 방지하여 완충시키는 역할을 하는 것으로서, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 소재로 마련될 수 있다.The sliding pad 225 serves as a buffer by preventing friction during sliding of the filling pipe 120 , and may be made of a high-density polyethylene (HDPE) material.

슬라이딩 패드(225)는 파이프 지지부(222)의 내주면에 다수개가 일정한 간격으로 설치될 수 있으며, 일례로 도시된 바와 같이 4개의 슬라이딩 패드(225)가 90°간격으로 설치될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 슬라이딩 패드(225)의 개수를 자유롭게 증감시키거나, 파이프 지지부(222)의 내주면 전체를 덮더록 부착시킬 수도 있다. 다만, 슬라이딩 패드(225)가 다수개로 마련되는 경우에는 구조적 안정성을 위하여 최소한 3개 이상 마련되는 것이 바람직하다.A plurality of sliding pads 225 may be installed on the inner circumferential surface of the pipe support 222 at regular intervals, and as an example, four sliding pads 225 may be installed at intervals of 90°. However, the present invention is not limited thereto, and the number of sliding pads 225 may be freely increased or decreased, or may be attached to cover the entire inner circumferential surface of the pipe support 222 . However, when a plurality of sliding pads 225 are provided, it is preferable to provide at least three or more for structural stability.

본 발명의 펌프타워(100)의 설치 과정을 살펴보면, 우선 선체 내벽에 베이스 서포트(200)를 설치하고, 베이스 서포트(200)의 상부에 펌프 지지부재(210)를 설치한다. 이후 충전용 파이프(120)가 먼저 자리 잡고, 충전용 파이프(120)와 클램프 부재(220)를 맞물리도록 위치시킨 후, 클램프 부재(220)를 베이스 서포트(200)의 상부에 용접에 의해 고정시킨다.Looking at the installation process of the pump tower 100 of the present invention, first, the base support 200 is installed on the inner wall of the hull, and the pump support member 210 is installed on the upper part of the base support 200 . After that, the filling pipe 120 is positioned first, and the filling pipe 120 and the clamp member 220 are positioned to engage, and then the clamp member 220 is fixed to the upper portion of the base support 200 by welding. .

이와 같은 본 발명의 펌프타워(100) 지지구조에 의하면, 충전용 파이프(120)가 주요 구조부재 역할을 하면서 베이스 서포트(200) 상부의 클램프 부재(220)에 직접적으로 고정 및 지지되므로, 종래(도 5 참조) 펌프타워(10)의 하단부에 마련되는 베이스 플레이트(15)와 같은 구조물이 필요하지 않다. 즉, 본 발명에 따른 펌프타워(100)는 베이스 플레이트가 필요한 기존의 펌프타워 구조물보다 상대적으로 중량이 감소하여 소형 액화가스 저장탱크의 설계에 적합하다.According to the support structure of the pump tower 100 of the present invention, since the filling pipe 120 serves as a main structural member and is directly fixed and supported by the clamp member 220 on the base support 200, the conventional ( 5) A structure such as the base plate 15 provided at the lower end of the pump tower 10 is not required. That is, the pump tower 100 according to the present invention is suitable for the design of a small liquefied gas storage tank because the weight is reduced relative to the existing pump tower structure that requires a base plate.

이하에서는 도 13 및 도 14를 참조하여, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크 내 스프레잉 파이프(140)의 배치에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the arrangement of the spray pipe 140 in the liquefied gas storage tank according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 13 and 14 .

본 발명은 소형 액화가스 저장탱크에 적합한 설계를 제공하는 것으로서, 기존의 리퀴드 돔과 가스 돔이 통합된 형태의 통합 돔을 구비하고, 이에 따라 기존에 가스 돔 측에 배치되었던 스프레잉 파이프(140)를 펌프타워(100)의 구성으로 포함시킨다.The present invention is to provide a design suitable for a small liquefied gas storage tank, and has an integrated dome in which the existing liquid dome and the gas dome are integrated, and thus the spraying pipe 140 that has been disposed on the gas dome side. Included as a configuration of the pump tower (100).

즉, 본 발명은 리퀴드 돔과 가스 돔을 하나의 돔 구조물로 통합시킴에 따라, 기존의 리퀴드 돔 및 가스 돔에 각각 배치되었던 필수적인 구성들을 모두 구비할 수 있도록, 펌프타워(100)의 구조를 신규한 형태로 설계한 것이다.That is, the present invention integrates the liquid dome and the gas dome into one dome structure, so that the structure of the pump tower 100 can be provided with all of the essential components that have been respectively disposed in the existing liquid dome and gas dome. designed in one form.

도 7, 도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명에서 스프레잉 파이프(140)는 통합 돔을 관통하도록 배치되며, 하부는 루프(loof) 형태의 배관(142)으로 마련되어 인렛 하우징(110)의 하부면에 클램프(clamp) 등의 고정부재로 고정된다.7, 13 and 14 , in the present invention, the spraying pipe 140 is disposed to pass through the integrated dome, and the lower portion is provided as a pipe 142 in the form of a loop of the inlet housing 110 . It is fixed to the lower surface by a fixing member such as a clamp.

이때, 스프레잉 파이프(140)는 극저온에 의한 열수축을 고려하여 U자형 굴곡 배관(141)을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 중간에 슬라이딩 타입(sliding type)의 서포트(support)를 둘 수도 있다.At this time, the spraying pipe 140 may include a U-shaped bent pipe 141 in consideration of heat shrinkage due to cryogenic temperatures, and a sliding type support may be placed in the middle as needed.

스프레잉 파이프(140)의 하부에 형성되는 루프 형태의 배관(142)에는, 다수개의 분사노즐(143)이 방사상으로 형성되어 액화가스 저장탱크 내부로 액화가스를 분사할 수 있다.A plurality of injection nozzles 143 are radially formed in the loop-shaped pipe 142 formed under the spray pipe 140 to inject liquefied gas into the liquefied gas storage tank.

이와 같이 스프레잉 파이프(140)를 통합 돔 내부로 관통시켜 돔의 하부 구조에 바로 연결시키는 배치를 적용하는 본 발명에 의하면, 통합 돔 내부에 스프레잉 파이프(140)의 설치를 위한 별도의 덕트(duct)를 마련하지 않아도 되어 공간 활용 측면에서 효율적이다. According to the present invention in which the spray pipe 140 penetrates into the integrated dome and directly connects to the lower structure of the dome as described above, a separate duct for installation of the spraying pipe 140 inside the integrated dome ( duct) is not required, so it is efficient in terms of space utilization.

또한, 본 발명에 의하면, 펌프타워(100)의 직상부에 스프레잉 파이프(140)가 배치됨에 따라, 액화가스의 선적시 펌프타워(100)를 효과적으로 냉각시키는 것이 가능하여, 충전용 파이프(120)로 액화가스가 유입될 때의 열충격을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, as the spraying pipe 140 is disposed directly above the pump tower 100, it is possible to effectively cool the pump tower 100 during shipment of liquefied gas, so that the filling pipe 120 ), which has the effect of minimizing the thermal shock when liquefied gas flows.

본 발명이 적용되는 소형 액화가스 저장탱크는 슬로싱으로 인한 영향을 적게 받기에 선박의 트림 조건에도 크게 제약을 받지 않는다. 따라서 기존의 리퀴드 돔이나 가스 돔의 배치 위치에 제약이 있던 것과는 달리, 본 발명에서는 저장탱크 상부에서 통합 돔의 위치를 자유롭게 배치할 수 있다. 다만, 상술한 스프레잉 파이프(140)의 기능을 고려하였을 때, 통합 돔을 액화가스 저장탱크의 상부 중앙에 위치시키는 것이 가장 유리할 수 있다.Since the small liquefied gas storage tank to which the present invention is applied is less affected by sloshing, it is not significantly restricted by the trim conditions of the vessel. Therefore, unlike the existing restrictions on the arrangement position of the liquid dome or gas dome, in the present invention, the position of the integrated dome can be freely arranged on the upper part of the storage tank. However, considering the function of the spraying pipe 140 described above, it may be most advantageous to position the integrated dome in the upper center of the liquefied gas storage tank.

한편, 본 발명은 충전용 파이프(120)가 슬로싱 하중을 견디는 주 구조부재 역할을 하기 위하여 실제로 충전용 파이프(120) 내부를 흐르는 액화가스의 유량에 비해 더 큰 사이즈로 설계될 때, 충전용 파이프(120)를 이중배관 구조로 설계함으로써, 충전용 파이프(120)를 통한 액화가스의 탑 필링(top filling)과 바텀 필링(blottom filling)이 모두 가능하게 하거나, 또는 충전용 파이프(120)에 스프레잉 기능을 병합시킬 수 있다.On the other hand, in the present invention, when the filling pipe 120 is designed with a larger size than the flow rate of the liquefied gas that actually flows inside the filling pipe 120 to serve as a main structural member to withstand the sloshing load, the filling By designing the pipe 120 as a double pipe structure, both top filling and bottom filling of liquefied gas through the filling pipe 120 are possible, or in the filling pipe 120 . The spraying function can be merged.

이하에서는 도 15 내지 도 17을 참조하여, 본 발명에 따른 충전용 파이프(120)의 이중배관 구조에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the double pipe structure of the filling pipe 120 according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 15 to 17 .

도 15는 본 발명에 따른 펌프타워에서 이중배관으로 마련되는 충전용 파이프의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 16은 본 발명에 따른 이중배관 구조의 충전용 파이프에 설치되는 볼트부재를 나타낸 도면으로서, (a)는 배관 타입의 볼트부재, (b)는 노즐 타입의 볼트부재이다. 그리고 도 17은 본 발명에 따른 이중배관 구조의 충전용 파이프를 설치하는 순서를 순차적으로 도시한 도면이다.15 is a view for explaining the internal structure of the filling pipe provided as a double pipe in the pump tower according to the present invention. 16 is a view showing a bolt member installed in a filling pipe of a double pipe structure according to the present invention, (a) is a pipe type bolt member, (b) is a nozzle type bolt member. And Figure 17 is a view sequentially showing the order of installing the filling pipe of the double pipe structure according to the present invention.

도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 충전용 파이프(120)는, 그 자체로 외부관을 이루며 내부에 내부관(160)을 더 포함하여 이중배관 구조로 마련될 수 있다.Referring to FIG. 15 , the filling pipe 120 according to the present invention forms an external pipe by itself and further includes an internal pipe 160 therein to have a double pipe structure.

내부관(160)은 돔 커버의 외측에 위치하는 충전용 파이프(120)를 관통하도록 형성되는 유입구(161)로부터 충전용 파이프(120)의 내부를 따라 일정 영역까지 연장되며, 내부관(160)의 하단에 형성되는 배출관(162)은 액화가스 저장탱크의 내부에 위치하는 충전용 파이프(120)의 측면을 관통하여 저장탱크의 내부와 연통된다. The inner tube 160 extends from the inlet 161 formed to pass through the filling pipe 120 located on the outside of the dome cover to a certain area along the inside of the filling pipe 120, and the inner tube 160 The discharge pipe 162 formed at the lower end of the liquefied gas storage tank passes through the side of the filling pipe 120 located inside the storage tank and communicates with the inside of the storage tank.

유입구(161)는 액화가스를 내부관(160)으로 유입시키는 통로로서, 충전용 파이프(120)에 형성되는 액화가스의 유입경로(A)와는 별도의 유입경로(B)를 형성한다.The inlet 161 is a passage for introducing the liquefied gas into the inner pipe 160 , and forms an inflow path B separate from the inflow path A of the liquefied gas formed in the filling pipe 120 .

배출관(162)은 액화가스 저장탱크 내부로 액화가스를 주입 또는 분사하는 구성으로서, 도시된 바와 같이, 내부관(160)의 둘레를 따라 복수개가 방사상으로 형성될 수 있다. 이때 복수의 배출관(162)은 내부관(160)의 둘레를 따라 일정한 간격으로 형성될 수 있다.The discharge pipe 162 is a configuration for injecting or injecting liquefied gas into the liquefied gas storage tank, and as shown, a plurality of discharge pipes 162 may be radially formed along the circumference of the inner pipe 160 . In this case, the plurality of discharge pipes 162 may be formed at regular intervals along the circumference of the inner pipe 160 .

또한, 배출관(162)은 내부관(160)의 연장 방향을 따라 적어도 하나 이상의 층으로 마련될 수 있다. 도면에는 배출관(162)이 3개의 층으로 마련되는 것이 도시되어 있는데, 이 경우 각 층마다 복수개로 마련되는 배출관(162)이 또 복수의 층을 형성하여 마련되는 것이다.In addition, the discharge pipe 162 may be provided in at least one layer along the extending direction of the inner pipe 160 . Although it is shown in the drawing that the discharge pipe 162 is provided in three layers, in this case, the discharge pipe 162 provided in plurality for each layer is also provided by forming a plurality of layers.

본 발명에서 내부관(160)의 끝단, 즉 배출관(162)이 배치되는 위치는 액화가스 저장탱크의 내측 상부 영역일 수 있다. 더욱 구체적으로는, 배출관(162)은 액화천연가스 저장탱크의 천장을 구성하는 1차 단열층의 레벨 하측에 근접하게 위치가 형성될 수 있다.In the present invention, the end of the inner pipe 160, that is, the position at which the discharge pipe 162 is disposed may be an inner upper region of the liquefied gas storage tank. More specifically, the discharge pipe 162 may be positioned close to the lower level of the primary heat insulating layer constituting the ceiling of the liquefied natural gas storage tank.

그리고 충전용 파이프(120)의 둘레에는 배출관(162)과 대응되는 위치에 관통홀이 형성되어, 배출관(162)이 액화가스 저장탱크의 내부와 연통될 수 있도록 한다.And a through hole is formed around the filling pipe 120 at a position corresponding to the discharge pipe 162, so that the discharge pipe 162 can communicate with the inside of the liquefied gas storage tank.

배출관(162)의 개방된 출구에는 볼트부재(163)가 체결될 수 있다. 이때 볼트부재(163)로서 도 16의 (a)에 도시된 배관 타입(pipe type)의 볼트부재 또는 도 16의 (b)에 도시된 노즐 타입(nozzle type)의 볼트부재가 사용될 수 있다. A bolt member 163 may be fastened to the open outlet of the discharge pipe 162 . At this time, as the bolt member 163, a pipe type bolt member shown in FIG. 16(a) or a nozzle type bolt member shown in FIG. 16(b) may be used.

유입구(161)를 통해 내부관(160)으로 유입된 액화가스는 배출관(162)을 통해 액화가스 저장탱크 내부로 공급될 수 있는데, 볼트부재(163)가 배관 타입으로 마련되는 경우 액화가스가 저장탱크 내부에 탑 필링(주입)되는 방식으로 공급되고, 볼트부재(163)가 노즐 타입으로 마련되는 경우에는 액화가스가 저장탱크 내부에 분사되는 방식으로 공급될 수 있다.The liquefied gas introduced into the inner pipe 160 through the inlet 161 may be supplied into the liquefied gas storage tank through the discharge pipe 162. When the bolt member 163 is provided as a pipe type, the liquefied gas is stored. It is supplied in a top-filling (injected) manner into the tank, and when the bolt member 163 is provided in a nozzle type, liquefied gas may be supplied in a manner that is sprayed into the storage tank.

볼트부재(163)가 노즐 타입으로 마련되어 충전용 파이프(120)가 스프레잉 기능을 겸하는 경우에는, 전술한 스프레잉 파이프(140)가 삭제될 수도 있을 것이다.When the bolt member 163 is provided in a nozzle type and the filling pipe 120 also serves as a spraying function, the aforementioned spraying pipe 140 may be deleted.

볼트부재(163)는 배출관(162)에 볼트/너트 결합에 의해 체결될 수 있으며, 이를 위해 볼트부재(163)는 외주면과 배출관(162)의 출구측 내주면에는 서로 대응되는 나사산이 각각 형성될 수 있다.The bolt member 163 may be fastened to the discharge pipe 162 by a bolt/nut combination. For this purpose, the bolt member 163 may have threads corresponding to each other on the outer circumferential surface and the outlet side inner circumferential surface of the discharge pipe 162, respectively. have.

또한, 배출관(162)의 출구단에 볼트부재(163)를 체결한 이후, 볼트부재(163)를 충전용 파이프(120)에 형성되는 관통홀과 가접(tack wedling)하여 볼트부재(163)의 휨이나 비틀림을 방지할 수 있다.In addition, after fastening the bolt member 163 to the outlet end of the discharge pipe 162 , the bolt member 163 is tack wedling with the through hole formed in the filling pipe 120 to form the bolt member 163 . It can prevent bending or twisting.

본 발명에 의하면, 충전용 파이프(120)가 탑 필링 및 바텀 필링 기능을 모두 구비하거나 또는 스프레잉 기능까지 겸하도록 함으로써, 바텀 필링을 담당하는 충전용 파이프(120)와 별도로 마련되던 탑 필링 배관이나 스프레잉 배관을 삭제할 수 있고, 이에 따라 통합 돔 내부에 필요한 공간이 최소화되어 돔의 크기를 줄일 수 있으며, 이것은 곧 액화가스 저장탱크 내의 열 침입량 감소로 이어져 증발가스로 인해 손실되는 액화가스의 양을 최소화하는 효과가 있다.According to the present invention, the filling pipe 120 is provided with both the top filling and the bottom filling function or also serves as a spraying function, so that the top filling pipe that was provided separately from the filling pipe 120 in charge of the bottom filling or The spraying pipe can be eliminated, thereby reducing the size of the dome by minimizing the space required inside the integrated dome. has the effect of minimizing

이와 같이 본 발명은 충전용 파이프(120)를 주요 구조부재 역할을 함에 따라 유체 유동 용량보다 크게 설계된 충전용 파이프(120)를 이중배관 구조로 마련함으로써 그 활용도를 극대화시키는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of maximizing its utility by providing the filling pipe 120 designed to be larger than the fluid flow capacity in a double pipe structure as the filling pipe 120 serves as a main structural member.

또한, 본 발명은 볼트부재(163)를 배관 타입이나 노즐 타입으로 선택적으로 적용하는 것에 의해 내부관(160)의 기능을 간단하게 전환(탑 필링 ↔ 스프레잉)할 수 있으므로 활용도 측면에서 매우 우수하다.In addition, in the present invention, the function of the inner pipe 160 can be simply switched (top peeling ↔ spraying) by selectively applying the bolt member 163 to a pipe type or a nozzle type, so it is very excellent in terms of utilization. .

이하, 도 17을 참조하여 이중배관 구조를 가지는 본 발명의 충전용 파이프(120)의 설치과정을 살펴본다.Hereinafter, an installation process of the filling pipe 120 of the present invention having a double pipe structure will be described with reference to FIG. 17 .

도 17을 참조하면, 충전용 파이프(120)는, 액화가스 저장탱크의 내부에 수직으로 세워지는 제1 수직관(120a)과, 제1 수직관(120a)의 상부에 연결되며 수평방향으로 절환되어 돔 커버를 관통하도록 설치되는 제1 연결관(120b)과, 일단부가 제1 연결관(120b)과 연결되는 수평관(120c)으로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 17 , the filling pipe 120 is connected to the first vertical pipe 120a vertically erected inside the liquefied gas storage tank, and the first vertical pipe 120a, and is switched in the horizontal direction. It may be composed of a first connecting pipe 120b installed to penetrate the dome cover, and a horizontal pipe 120c having one end connected to the first connecting pipe 120b.

그리고 내부관(160)은, 제1 수직관(120a) 내부에서 수직으로 연장되는 제2 수직관(160a)과, 제2 수직관(160a)의 상부에 연결되어 제1 연결관(120b)을 따라 굴곡지게 형성되는 제2 연결관(160b)과, 일단부가 제2 연결관(160b)과 연결되며 'ㄱ'자 형태로 절곡되어 타단부가 수평관(120c)의 일 측면을 관통하도록 설치되는 절곡관(160c)으로 구성될 수 있다.And the inner tube 160, a second vertical tube (160a) extending vertically from the inside of the first vertical tube (120a), is connected to the upper portion of the second vertical tube (160a) to connect the first connecting tube (120b) The second connector 160b is formed to be curved along, and one end is connected to the second connector 160b and is bent in a 'L' shape so that the other end is installed to pass through one side of the horizontal pipe 120c. It may be composed of a bent tube (160c).

이중배관 구조를 가지는 충전용 파이프(120)의 설치는, 도 17의 (a) 내지 (c)의 과정을 따라 순차적으로 이루어질 수 있다.The installation of the filling pipe 120 having a double pipe structure may be sequentially performed according to the processes of FIGS. 17 (a) to (c).

우선 도 17의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 수직관(160a)가 제1 수직관(120a)의 내부에 삽입된 상태에서 제2 수직관(160a)의 상부에 제2 연결관(160b)을 용접(①)하여 연결한다.First, as shown in Figure 17 (a), the second vertical pipe (160a) is inserted into the inside of the first vertical pipe (120a), the second connecting pipe (160a) on the upper portion of the second vertical pipe (160a) 160b) is connected by welding (①).

그리고 도 17의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 수직관(120a)의 상부에 제1 연결관(120b)을 용접(②)하여 연결하고, 제1 연결관(120b)이 돔 커버를 관통하는 부위를 용접(③)하여 제1 연결관(120b)을 고정시킨다. 제1 연결관(120b)의 고정이 이루어진 이후에는, 볼트부재(163)를 배출관(162)에 체결하고 볼트부재(163)를 제1 수직관(120c)에 형성된 관통홀에 가접시킨다.And as shown in (b) of Figure 17, the first connecting pipe (120b) on the upper portion of the first vertical pipe (120a) is connected by welding (②), and the first connecting pipe (120b) is the dome cover. Welding (③) the penetrating portion to fix the first connecting pipe (120b). After the first connection pipe 120b is fixed, the bolt member 163 is fastened to the discharge pipe 162 and the bolt member 163 is temporarily joined to the through hole formed in the first vertical pipe 120c.

다음으로 도 17의 (c)에 도시된 바와 같이, 절곡관(160c)을 제2 연결관(160b)에 용접(④)하여 연결하고, 수평관(120c)을 제1 연결관(120b)에 용접(⑤)하여 연결하며, 이때 절곡관(160c)의 타단부를 수평관(120c)에 형성되는 관통홀로 관통시켜 접하는 부위를 용접(⑥)하여 마무리한다.Next, as shown in FIG. 17(c), the bent pipe 160c is connected to the second connecting pipe 160b by welding (④), and the horizontal pipe 120c is connected to the first connecting pipe 120b. It is connected by welding (⑤), and at this time, the other end of the bent pipe 160c is penetrated through a through hole formed in the horizontal pipe 120c, and the contact portion is welded (⑥) to finish.

이어서, 노즐 타입의 볼트부재(163)가 적용되어 스프레잉 기능이 병합된 본 발명의 충전용 파이프(120)를 이용하여 액화가스 저장탱크 내부를 쿨다운시키는 동작에 대하여 더 살펴본다. 여기서는 대표적인 액화가스인 LNG를 예로 들어 설명하기로 한다.Next, the operation of cooling down the inside of the liquefied gas storage tank by using the nozzle-type bolt member 163 is applied and the filling pipe 120 of the present invention in which the spraying function is incorporated. Hereinafter, LNG, which is a representative liquefied gas, will be described as an example.

본 발명의 설명에 앞서 기존의 일반적인 쿨다운 수행 동작을 먼저 살펴보면, 기존에는 스프레잉 목적으로 별도로 구비되는 스프레잉 배관으로 극저온의 LNG가 유입되어 저장탱크 내부로 분사되는데, 스프레잉 배관으로 극저온 유체가 유입되는 경우 온도차로 인하여 과도한 열응력이 발생할 우려가 있다. 따라서 스프레잉 배관을 열수축이 거의 없는 인바(invar) 재질로 구성하거나, 또는 스프레잉 배관에 벨로우즈를 두어 응력을 완화시켜주어야 했다.Prior to the description of the present invention, first looking at the conventional operation of performing a cool-down, cryogenic LNG is introduced into a spraying pipe separately provided for the purpose of spraying and is sprayed into the storage tank. In the case of inflow, there is a possibility that excessive thermal stress may occur due to the temperature difference. Therefore, the spraying pipe had to be made of invar material with little heat shrinkage, or the stress had to be relieved by putting a bellows on the spraying pipe.

이에 반해, 제안된 본 발명에서는 스프레잉 기능을 가지는 내부관(160)을 이용하여 액화가스 저장탱크 내부를 쿨다운하기 전에, -130℃ 수준의 저온의 기화가스(NG)를 충전용 파이프(120) 내부로 먼저 주입(유입경로 A를 통해)하고, 이후에 내부관(160)으로 LNG를 주입(유입경로 B를 통해)함으로써, 충전용 파이프(120)와 내부관(160)의 온도차로 인한 열응력을 완화시킬 수 있다.On the other hand, in the present invention proposed, before cooling down the inside of the liquefied gas storage tank using the inner tube 160 having a spraying function, a low-temperature vaporized gas (NG) of -130 ° C. ) by injecting into the inside first (via the inflow path A), and then injecting LNG into the inner pipe 160 (via the inflow path B), due to the temperature difference between the filling pipe 120 and the inner pipe 160 Thermal stress can be relieved.

즉, 본 발명은 이중배관 구조로 마련되는 충전용 파이프(120)의 외부관을 이용하여 내부관(160)을 미리 소정의 온도로 냉각시킴으로써, 극저온의 LNG 유입시에도 극심한 온도차로 인한 열응력을 완화시키는 것이다.That is, the present invention cools the inner tube 160 to a predetermined temperature in advance using the outer tube of the filling pipe 120 provided in a double-piped structure, thereby reducing thermal stress due to an extreme temperature difference even when a cryogenic LNG is introduced. is to alleviate

제안된 방식에 의하면, 스프레잉 기능을 하는 내부관(160)을 인바 재질로 마련하거나 벨로우즈의 적용을 고려할 필요가 없다.According to the proposed method, it is not necessary to provide the inner tube 160 having a spraying function with an Invar material or to consider application of a bellows.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, it should be said that such modifications or variations belong to the claims of the present invention.

100 : 펌프타워
110 : 인렛 하우징
120 : 충전용 파이프
121 : 이음관
130 : 배출용 파이프
140 : 스프레잉 파이프
150 : 고정부재
160 : 내부관
161 : 유입구
162 : 배출관
163 : 볼트부재
200 : 베이스 서포트
210 : 펌프 지지부재
220 : 클램프 부재
EL : 전장 배관
GL : 게이지 배관100: pump tower
110: inlet housing
120: filling pipe
121: joint pipe
130: discharge pipe
140: spray pipe
150: fixing member
160: inner tube
161: inlet
162: discharge pipe
163: bolt member
200: base support
210: pump support member
220: clamp member
EL: full length piping
GL : Gauge piping

Claims

a filling pipe provided in a double pipe structure including an outer pipe for introducing liquefied gas from the outside into the liquefied gas storage tank and an inner pipe installed inside the outer pipe; and
An inner pipe that has an inlet separate from the filling pipe, and a discharge pipe formed at the bottom communicates with the inner upper region of the liquefied gas storage tank to inject the liquefied gas introduced through the inlet into the liquefied gas storage tank including,
(a) pre-cooling by supplying vaporized gas to a space between the inner tube and the outer tube through the filling pipe;
(b) supplying liquefied gas through the inner pipe to cool down the inside of the liquefied gas storage tank,
A method of cooling down a liquefied gas storage tank including a filling pipe of a double pipe structure.

The method according to claim 1,
The discharge pipe, a plurality of radially formed around the lower end of the inner pipe, characterized in that communicating with the inside of the liquefied gas storage tank through the side of the filling pipe,
A method of cooling down a liquefied gas storage tank including a filling pipe of a double pipe structure.

3. The method according to claim 2,
Characterized in that a nozzle-type member is installed at the outlet of the discharge pipe,
A method of cooling down a liquefied gas storage tank including a filling pipe of a double pipe structure.