KR20230030273A

KR20230030273A - 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20230030273A
Application number: KR1020210112298A
Authority: KR
Inventors: 박성우; 지혜련; 이종현; 황윤식; 박성건
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2021-08-25
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2023-03-06

Abstract

본 발명은 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템에 관한 것으로, 상기 저장탱크의 설치를 위한 선체의 구획된 공간 내부에 배치되는 복수개의 누수 받침대를 포함하고, 상기 복수개의 누수 받침대 내부로 수집된 누출 액화가스의 적어도 일부는 기화되어 외부로 배출된다.

Description

액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TREATING LIQUIFIED GAS LEAKED FROM LIQUIFIED GAS STORAGE TANK}

본 발명의 액화가스 저장탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 액화가스 저장탱크에서 누출된 액화가스가 선체의 영향을 미치는 것을 방지하여 선체의 안정성을 확보할 수 있는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템 및 방법에 관한 것이다.

최근 선박에 대한 환경오염 규제 기준이 강화됨으로 인해, 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 또는, 액화석유가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 친환경 고효율의 가스연료에 대한 관심이 증가하고 있다.

액화천연가스(이하, ‘LNG’라 함)는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판과 부탄을 주성분으로 하는 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다.

이러한 액화가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액체 상태로 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.

특히, LNG는 천연가스를 극저온(약 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 액화가스를 하역하기 위한 LNG 운반선이나, LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)에는 LNG의 극저온에 견딜 수 있는 액화가스 저장탱크(흔히, ‘화물창’이라 함)가 마련된다

또한, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장하고, 필요시 저장된 LNG를 LNG 운반선으로 옮겨 싣기 위해 사용되는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), 해상에서 LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등과 같은 해양구조물에도 LNG 운반선이나 LNG RV에 설치되는 액화가스 저장탱크가 포함될 수 있다.

이러한 액화가스 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 멤브레인형(Membrane Type)과 독립형(Independent Type)으로 분류할 수 있다.

멤브레인형 저장탱크는 No 96형과 Mark III형으로 나눠지고, 독립형 저장탱크는 국제 해사 기구(IMO; International Maritime Organization)의 규정에 따라서 Type A, Type B, Type C로 나눠질수 있으며, 그 중 Type B 독립형 저장탱크는 일반적으로 구형(Spherical type) 탱크와 각형(Prismatic type) 탱크로 나눠질 수 있다.

멤브레인형 저장탱크는 선체의 구조에 직접 연결되어 선체와 분리되지 않으며, 선체의 내벽에 1차 방벽(Primary barrier) 및 2차 방벽(Secondary barrier)이 적층된 구조를 가진다. 멤브레인형 탱크는 선체와 직접 연결됨에 따라 내부에 저장된 액화가스의 하중을 저장탱크가 지지하지 않고 선체로 전달하게 된다.

반면, 독립형 저장탱크는 선체의 구조와 분리되어 선체에 탑재되는 형태로 제작되며, 저장탱크 외벽에 단열재가 둘러싸인 구조를 갖는다. 독립형 저장탱크는 선체와 분리되어 선체의 내부에 마련되는 서포팅 구조물(Vertical support structure, Key structure 등)에 의해 지지됨에 따라 내부에 저장된 액화가스의 하중이 저장탱크에 직접적으로 작용하게 된다.

독립형 저장탱크는, 멤브레인형 저장탱크와 달리 복잡한 방벽의 구조를 갖지 않으며, 맴브레인형 저장탱크 대비 슬로싱(Sloshing) 등에 대한 구조적 안정성 측면에서도 상대적으로 유리할 뿐만 아니라, 저장탱크 외벽에 단열재가 마련되므로 작업자의 유지보수(Maintenance)가 용이해지는 장점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0106741호 “독립형 액화가스 저장탱크의 보호장치”

이러한 독립형 저장탱크는, 탱크 외벽에 액화가스의 누출이 발생되면 극저온에 취약한 선체에 치명적인 손상을 줄 수 있으므로, 저장탱크에서 액화가스 누출되더라도 누출된 액화가스가 선체와 접촉하는 것을 차단하여 선체를 보호하기 위한 방벽이 설치되어야 한다.

Type B 독립형 저장탱크의 경우에는, 가스운반선에 관한 안전 기준(IGC code; International code for the construction and equipment of ships carrying liquefied gases in bulk)이나, 가스연료추진선에 관한 안전 기준(IGF code : international code of safety for ships using gases or other low-flashpoint fuels)에서 규정하는 바에 따라 부분 이차 방벽(Partial secondary barrier)의 구비가 필요하다.

부분 이차 방벽은, 누수 받침대(Drip tray) 형태로 저장탱크와 별도로 구비되며, 누출된 액화가는 지정된 경로를 통해 누수 받침대로 흘러 선체에 영향을 미치지 않고 누수 받침대로만 이동을 제한하는 형태로 방벽을 구성하여, 누출된 액화가스가 선체의 온도 등에 영향을 미치지 않도록 보호하는 역할을 한다.

도 1은 종래기술에 따른 구형 액화가스 저장탱크의 방벽구조 일부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 종래기술에서 각형 액화가스 저장탱크의 하부 방벽구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

Type B 독립형 저장탱크는, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 탱크 몸체(10)와 단열층(20) 사이에 형성된 누출 경로(30)를 따라 중력방향으로 누출된 액화가스가 이동할 수 있으며, 탱크 몸체(10)의 하부에서 단열층(20)을 관통하는 누수액 관통로(40)를 통해 누수 받침대(50)로 이동될 수 있다.

Type B 독립형 저장탱크는, 전술한 바와 같이, 구형과 각형의 저장탱크로 구분되며, 구형의 저장탱크는 하부 중앙에 단일의 누수 받침대(50)를 배치하고 있으며(도 1 참조), 각형의 저장탱크는 바닥면의 최하단 포함 복수의 지정된 위치에 누수 받침대(50)를 설치하는 것이 일반적이다(도 2 참조).

각형의 저장탱크는, 구형의 저장탱크와 달리, 하부가 비교적 평편한 형태이고 선체의 종방향 또는 횡방향 경사(Heel, 또는 Trim) 정도에 따라 누출된 액화가스가 특정 방향으로 흐를 수 있기 때문이다.

한편, 액화가스 저장탱크는, 저온 또는 극저온의 액화가스를 선적하거나, 선적되어 있는 액화가스를 하역하여 저장탱크를 비우게 되는 경우, 액화가스의 액화 온도와 상온(Ambient temperature)과의 온도 차이에 따라 수축하거나 이완될 수 있다.

도 3은 각형의 저장탱크의 하부에 복수개 비치되는 누수 받침대와 액화가스 저장탱크의 상대적인 위치 이동을 예시로 나타낸 도면으로서, 도 3의 (a)는 탱크 수축 중심(Center of Contraction)(CC)이 탱크의 평면 중심(Center of Tank)(CT)으로부터 편심되는 경우를 예로서 나타낸 도면이고, 도 3의 (b)는 탱크 수축 중심(CC)과 탱크 평면 중심(CT)이 일치하는 경우를 예로서 나타낸 도면이다.

참고로, 도 3의 (a)와 (b)에서, 실선은 액화가스 저장탱크의 변형 전 탱크 몸체(10)의 위치를 나타내며, 점선은 액화가스 저장탱크의 변형 시 수축 중심으로 이동된 탱크 몸체(10)의 위치를 의미할 수 있다.

각형의 저장탱크는, 도 3에 도시된 바와 같이, 극저온 환경으로 인한 수축 및 이완 시 탱크 몸체(10)의 하부에서 선체에 설치되는 누수 받침대(50)와 탱크 몸체(10)의 상대적인 위치 이동이 발생될 수 있으며, 탱크 몸체(10)와 누수 받침대(50)의 위치가 어긋남에 따라 액화가스의 누출 발생 시 누출된 액화가스가 선체로 흐를 수 있는 우려가 있다.

종래기술에 따른 액화가스 저장탱크는, 액화가스의 누출이 발생할 경우 15일 동안 누출되는 양을 추정하여 누수 받침대의 크기를 설계하게 되는데, 저장탱크의 상대적인 위치 이동까지 고려하여 크기를 설계하게 되면 누수 받침대의 크기가 과도하게 증가되어 건조비용 상승을 초래할 수 있다.

또한, 누수 받침대로 흘러 이동하는 누출 액화가스는 외기와의 온도차 등으로 인해 기화되어 증발하게 되는데, 기화된 액화가스가 선체 공간에 지속적으로 공급되는 경우 선체가 냉각되어 설계 온도를 벗어나 선체의 안정성에 영향을 미칠 수 있다.

본 발명은, 액화가스 저장탱크에서 누출된 액화가스가 선체와 접촉하는 것을 차단하기 위한 누수 받침대를 구비하되, 액화가스 저장탱크의 수축 또는 이완 시 선체로부터 저장탱크의 상대적인 위치 이동에 따른 위험을 줄여 선체를 보호할 수 있는 액화가스 저장탱크의 방벽구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 누수 받침대로 흘러 들어온 액화가스의 기화 또는 선체 내부로의 냉기 전달 등으로 인해 선체 온도가 떨어지는 것을 차단하여 선체의 안정성을 확보할 수 있는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템 및 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템으로서, 상기 저장탱크의 설치를 위한 선체의 구획된 공간 내부에 배치되는 복수개의 누수 받침대를 포함하고, 상기 복수개의 누수 받침대 내부로 수집된 누출 액화가스의 적어도 일부는 기화되어 외부로 배출되게 구성되는 액화가스 저장탱탱크의 누출 액화가스 처리시스템이 제공될 수 있다.

상기 복수개의 누수 받침대를 연결하는 브릿지 라인; 및 상기 브릿지 라인과 연통되어 누출된 액화가스를 외부로 배출하기 위한 외부 배출라인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 브릿지 라인은, 상기 복수개의 누수 받침대를 순차 연결하여, 상기 외부 배출라인과 함께 누출된 액화가스가 이동되는 단일의 유로를 형성할 수 있다.

또한, 상기 외부 배출라인 상에 설치되는 압력배출밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 압력배출밸브는, 상기 외부 배출라인과 연결되는 상기 복수개의 누수 받침대 및 상기 브릿지 라인의 허용 최대 압력에서 개방될 수 있다.

또한, 상기 복수개의 누수 받침대 각각에 구비되는 매니폴드 연결라인; 및 상기 매니폴드 연결라인이 합류되는 지점에 연결되어 누출된 액화스를 외부로 배출하는 매니폴드 배출라인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 매니폴드 배출라인 상에 설치되는 압력배출밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 저장탱크의 외부에 형성된 단열층을 관통하여 상기 누수 받침대의 상단부에 결합되는 누수 액화가스 배출관; 및 상기 누수 액화가스 배출관을 상하로 분할하여 이루어지는 상부 배출관 및 하부 배출관 사이에 설치되는 유연관을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수개의 누수 받침대를 상기 저장탱크에 고정하기 위한 고정수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정수단은 상기 저장탱크의 외면에 부착되어 상기 저장탱크를 지지하는 복수개의 지지 구조체 중 적어도 하나와 연결될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리방법으로서, 상기 저장탱크의 설치를 위한 선체의 구획된 공간 내부에 복수개의 누수 받침대를 배치하여 상기 저장탱크에서 누출된 액화가스를 수집하는 누출 액화가스 수집단계; 상기 복수개의 누수 받침대 내부로 수집된 누출 액화가스를 외부로 배출시키는 누출 액화가스 배출단계를 포함하는 액화가스 저장탱탱크의 누출 액화가스 처리방법이 제공될 수 있다.

상기 누출 액화가스 배출단계에는, 상기 누수 받침대의 허용 최대 압력에서 압력배출밸브를 개방하여 누출된 액화가스의 적어도 일부를 외부로 배출시킬 수 있다.

본 발명은, 탱크 몸체에서 누출된 액화가스가 선체와 접촉하는 것을 차단하기 위하여 탱크 몸체의 하부에 누수 액화가스 배출관과 누수 받침대를 구비하되, 누수 액화가스 배출관을 상하로 분할하고 그 사이에 유연관을 설치함으로써, 선체와 탱크 몸체의 상대적인 위치 이동에 관계없이 누출된 액화가스의 안정적인 수집이 가능할 수 있다.

또한, 누수 받침대가 선체에 설치되지 않고 고정수단에 의해 탱크 몸체와 연결되어, 선체와 탱크 몸체의 상대적인 위치 이동이 발생되더라도 탱크 몸체와 함께 이동하게 됨으로써, 누수 액화가스 배출관과 누수 받침대의 위치가 어긋나지 않을 수 있으며 누출된 액화가스가 선체로 흐르는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 선체의 구획된 공간 내부에 배치된 누수 받침대로 이동된 누출 액화가스의 외부 배출을 위한 통로를 구비함으로써, 누출 액화가스의 기화 및 선체 내부로의 냉기 전달 등으로 인해 선체가 냉각되는 것을 방지할 수 있으며, 그에 따른 선체의 안정성을 확보할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 구형 액화가스 저장탱크의 방벽구조 일부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술에서 각형 액화가스 저장탱크의 하부 방벽구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 각형의 저장탱크의 하부에 복수개 비치되는 누수 받침대와 액화가스 저장탱크의 상대적인 위치 이동을 예시로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 방벽 일부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 탱크 몸체의 내부에 저장된 액화가스로 인해 탱크 몸체가 수축 이동된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 방벽구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 다른 액화가스 저장탱크의 방벽구조에서 누수 받침대가 탱크 몸체의 하부에 형성된 단열층에 밀착되게 설치되는 것을 도시한 도면이다.
도 8은 복수개의 누수 받침대를 포함하는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템의 변형예를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

본 발명을 설명함에 있어서, 액화가스는 극저온(대략 -163℃ 정도)의 LNG(Liquified Natural Gas)를 비롯하여, LPG(Liquefied Petroleum Gas)나 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas) 등과 같이 일반적으로 액화시킨 상태로 저장되는 모든 가스 연료를 포함할 수 있으며, 액화가스는 액체 상태의 액화가스뿐만 아니라 기화된 액화가스까지 포함하는 의미일 수 있다.

본 발명은, 탱크 몸체에서 누출되는 액화가스로부터 선체를 보호하기 위한 액화가스 저장탱크의 방벽구조에 관한 것으로, 선체의 구조와는 별도로 마련되어 선체 내부에 탑재되는 형태로 제작되는 독립형 액화가스 저장탱크에 적용될 수 있으며, 바람직하게는 탱크 몸체의 외부에 단열층을 형성하되, 탱크 몸체의 하부에서 누출된 액화가스를 임시적으로 저장하는 누수 받침대를 구비하여 부분 이차 방벽을 갖는 IMO Type B 독립형 저장탱크에 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 방벽 일부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 탱크 몸체의 내부에 저장된 액화가스로 인해 탱크 몸체가 수축 이동된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 실시예에 있어서, 탱크 몸체(110)는 알루미늄 합금(Aluminum alloy), SUS(Steel Use Stainless) 또는, 9% 니켈 합금(9% Nickel steel) 등 저온에 강한 합금으로 제조될 수 있으며, 바람직하게는, 가격이 저렴하면서도 저온에서 내취성 특성이 우수하여 극저온에 견딜 수 있는 고망간강(High-Mn steel) 재질로 마련될 수 있다.

또한, 탱크 몸체(110)의 외부에 형성되는 단열층(120)은, 탱크 몸체(110)의 외면에 폴리우레탄(Polyurethane) 재질의 단열패널이 복수개 부착되거나 스프레이 폼 방식(Spray foam type)의 단열재가 분사되어 형성될 수 있다.

탱크 몸체(110)와 단열층(120) 사이에는 누출된 액화가스가 중력방향(하부방향)으로 이동되기 위한 누출 경로(Leak path)(130)가 형성될 수 있다.

이를 위해, 탱크 몸체(110)의 외면에는, 단열층(120) 형성하기 이전에, 누출 경로(130)를 형성하기 위한 레벨링 웨지(Leveling wedge)(미도시)가 설치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 방벽구조는, 탱크 몸체(110)의 하부에서 탱크 몸체(110)와 단열층(120) 사이에 형성된 누출 경로(130)와 연통하여 누출된 액화가스를 배출하기 위한 누수 액화가스 배출관(140)과, 누수 액화가스 배출관(140)을 통해 배출되는 액화가스를 수집하기 위한 누수 받침대(150)를 포함할 수 있다.

누수 액화가스 배출관(140)은, 탱크 몸체(110)의 외부에 형성된 단열층(120)을 관통하여 구비될 수 있으며, 탱크 몸체(10)에서 누출되는 액화가스를 후술하는 누수 받침대(150)로 안내하는 역할을 할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 누수 액화가스 배출관(140)은 탱크 몸체(110)의 하부에 형성된 단열층(120)으로부터 돌출되게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

누수 받침대(150)는, 탱크 몸체(110)의 하부에서 단열층(120)과 이격되게 마련될 수 있으며, 누수 액화가스 배출관(140)을 통해 배출되는 액화가스를 수집하여 선체를 보호하는 부분 이차 방벽으로서의 역할을 할 수 있다.

본 실시예의 누수 받침대(150)는, 상부개 개방된 형태를 갖되 누수 액화가스 배출관(140)이 상단부에 결합되어 밀폐되는 박스형태로 구비될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 누수 받침대(150)는 선체의 바닥면에 용접이나 볼트 체결방식으로 고정 설치될 수 있는데, 누수 받침대(150)의 외면에는 외부 단열재(160)가 형성될 수 있다.

외부 단열재(160)는, 누수 받침대(150) 내부로 흘러 들어온 액화가스를 단열하여 누수 받침대(150)에 수집된 액화가스의 냉기가 선체로 전달되지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 방벽구조는, 탱크 몸체(10)의 하부에서 누수 받침대(150)가 밀폐되는 박스형태로 구비됨으로써, 누수 받침대(150) 흘러들어온 액화가스가 기화되어 선체 내부 공간에 공급되는 것을 차단할 수 있으며, 기화된 액화가스로 인해 선체가 냉각되어 선체의 안전성에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에서, 누수 액화가스 배출관(140) 및 누수 받침대(150)는, 탱크 몸체(110)와 동일 내지 유사하게, 액화가스로 인한 극저온의 온도를 견딜 수 있는 재질로 마련되는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 액화가스 저장탱크는, 전술한 바와 같이, 구형과 각형의 저장탱크로 주로 설계되는데, 본 실시예의 누수 액화가스 배출관(140)과 누수 받침대(150)는, 구형과 각형의 저장탱크 모두에 적용될 수 있다.

구체적으로, 구형의 저장탱크에는, 탱크 몸체(110)의 하부 중앙에 누수 액화가스 배출관(140)과 누수 받침대(150)가 단일로 구비될 수 있으며, 각형의 저장탱크에는 탱크 몸체(110)의 최하단부를 포함하여 모서리 등의 지정된 위치에 복수개의 누수 액화가스 배출관(140) 및 누수 받침대(150)가 설치될 수 있다.

여기에서, 구형의 저장탱크의 경우, 탱크 몸체(10)가 수축하더라도 탱크 몸체(10)의 하부 중앙에 형성된 단열의 누수 받침대(50)를 통해 누출된 액화가스의 안정적인 수집이 가능할 수 있으나, 각형의 저장탱크는, 극저온 환경으로 인한 수축 및 이완 시 탱크 몸체(10)의 하부에서 선체에 설치되는 누수 받침대(50)와 탱크 몸체(10)의 상대적인 위치 이동이 발생될 수 있으므로, 탱크 몸체(10)와 누수 받침대(50)의 위치가 어긋남에 따라 액화가스의 누출 발생 시 누출된 액화가스가 선체로 흐를 수 있는 우려가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 방벽구조는, 누수 액화가스 배출관(140)에 연결되는 유연관(Flexible pipe)(170)을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 실시예의 누수 액화가스 배출관(140)은, 상하로 분할되어 상부 배출관(141) 및 하부 배출관(143)으로 이루어질 수 있으며, 상부 배출관(141)과 하부 배출관(143)의 사이에 유연관(170)이 설치될 수 있다.

여기에서, 누수 액화가스 배출관(140)을 상하로 분할시켜 탱크 몸체(110)의 하부에는 상부 배출관(141)을 고정 설치하고, 누수 받침대(150)의 개방된 상부에는 하부 배출관(143)이 결합될 수 있다.

본 실시예의 유연관(170)은, 유연(Flexible)하여 자유자재로 휠 수 있으며, 길이방향 양단부가 플랜지 형태로 구비되어, 볼팅이나 그외 공지된 체결방식 등을 통해 상부 배출관(141) 및 하부 배출관(143)에 연결될 수 있다.

즉, 상부 배출관(141)과 하부 배출관(143)으로 분할됨에 따라 선체에 대한 탱크 몸체(110)의 상대적인 이동에도 누수 액화가스 배출관(140)의 파손을 방지할 수 있으며, 유연관(170)을 통해 상부 배출관(141)과 하부 배출관(143)이 항시 연통되어 누출된 액화가스의 안정적인 수집이 가능할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 유연관(170)은, 내식성 및 내취성이 우수하여 액화가스의 온도(LNG의 경우, -163℃ 이하)에서도 손상이나 파손되지 않는 재질, 예컨데, 극저온의 환경에서도 사용 가능한 SUS 재질로 마련될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 누수 받침대(150)는 탱크 몸체(110)의 하부에서 단열층(120)과 이격되게 마련되는데, 본 실시예의 유연관(160)은 누수 받침대(150)와 단열층(120)의 사이에 위치되는 것이 바람직할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 점선은, 탱크 몸체(110) 내부에 저장된 액화가스로 인해 탱크 몸체(110)가 수축 이동되는 것을 의미할 수 있다.

본 실시예의 유연관(170)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 탱크 몸체(110)의 수축 또는 이완되어 상부 배출관(141)과 하부 배출관(143)의 위치가 어긋나더라도, 상부 배출관(141)과 하부 배출관(143)이 항시 연통되게 할 수 있으며, 상부 배출관(141)을 통해 배출되는 누출 액화가스는 유연관(170) 및 하부 배출관(143)을 통해 누수 받침대(150)의 내부에 안정적으로 수집될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 방벽구조는, 탱크 몸체(110)에서 누출된 액화가스가 선체와 접촉하는 것을 차단하기 위하여 탱크 몸체(110)의 하부에 누수 액화가스 배출관(140)과 누수 받침대(150)를 구비하되, 누수 액화가스 배출관(140)을 상하로 분할하여 그 사이에 유연관(170)을 설치함으로써, 선체와 탱크 몸체(110)의 상대적인 위치 이동에 관계없이 누출된 액화가스의 안정적인 수집이 가능할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 방벽구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 다른 액화가스 저장탱크의 방벽구조에서 누수 받침대가 탱크 몸체의 하부에 형성된 단열층에 밀착되게 설치되는 것을 도시한 도면이다.

도 6 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 방벽구조는, 전술한 실시예와 유사하게, 탱크 몸체(210)의 하부에서 탱크 몸체(210)와 단열층(220) 사이에 형성된 누출 경로(230)와 연통하여 누출된 액화가스를 배출하기 위한 누수 액화가스 배출관(240)과, 누수 액화가스 배출관(240)을 통해 배출되는 액화가스를 수집하기 위한 누수 받침대(250)를 포함할 수 있다.

도 6 내지 도 7에 도시된 점선은, 탱크 몸체(110) 내부에 저장된 액화가스로 인해 탱크 몸체(110)가 수축 이동되는 것을 의미할 수 있다.

본 실시예에서, 누수 액화가스 배출관(240)은 탱크 몸체(210)의 하부에서 단열층(220)을 관통하여 하방으로 길게 연장 형성될 수 있으며, 누수 받침대(250)는 상부개 개방된 형태를 갖되 누수 액화가스 배출관(240)이 상단부에 결합되어 밀폐되는 박스형태로 구비될 수 있다.

또한, 누수 받침대(250)의 외면에는 누수 받침대(250)에 수집된 액화가스의 냉기가 선체로 전달되지 않도록 외부 단열재(260)가 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 본 실시예의 액화가스 저장탱크의 방벽구조는, 누수 받침대(250)를 탱크 몸체(210)에 고정하기 위한 고정수단(270)을 더 포함할 수 있다.

즉, 본 실시예의 누수 받침대(250)는, 전술한 실시예와 달리, 선체에 고정 설치되는 구조가 아닌 탱크 몸체(210)에 연결되어, 선체와 탱크 몸체(210)의 상대적인 위치 이동이 발생되더라도 누수 액화가스 배출관(240)과 누수 받침대(250)의 위치가 어긋나지 않게됨으로써, 누출된 액화가스가 선체로 흐르는 것을 미연에 방지할 수 있다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 탱크 몸체(210)의 하부에는 탱크 몸체(210)를 지지하는 서포팅 구조물(미도시)과의 연계를 위해 복수개의 지지 구조체(280)가 구비될 수 있는데, 지지 구조체(280)는 탱크 몸체(210)의 외부에 형성된 단열층(220)을 관통하여 탱크 몸체(210)의 외면에 부착될 수 있다.

본 실시예의 고정수단(270)은, 일단부가 탱크 몸체(210)의 하부에 형성된 복수개의 지지 구조체(280) 중 적어도 하나와 연결될 수 있으며, 타단부는 누수 받침대(250)에 연결되어 탱크 몸체(210)의 수축 및 이완 시 누수 받침대(250)가 함께 움직일 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.

고정수단(270)의 타단부는 누수 받침대(250)의 외면에 형성된 외부 단열재(260)를 관통하여 누수 받침대(250)에 직접 연결될 수도 있고, 누수 받침대(250)와 누수 받침대(250)의 외면에 형성된 외부 단열재(260)는 하나로 연결되는 구성이므로, 누수 받침대(250)의 외면에 형성된 외부 단열재(260)에 연결될 수도 있다.

본 실시예에 있어서, 고정수단(270)은 탱크 몸체(210)로 열전달이 되는 것을 방지하기 위하여 누수 받침대(250)와 동일 내지 유사한 재질로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.

본 실시예의 누수 받침대(250)는, 탱크 몸체(210)와 연결되어 선체 바닥면으로부터 이격되게 마련됨으로써, 선체로 냉기가 전달되어 선체의 안정성에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 누수 받침대(250)는, 고정수단(270)에 의해 탱크 몸체(210)의 하부에서 단열층(220)과 이격되게 마련될 수도 있고(도 6 참조), 단열층(220)에 밀착되게 설치될 수도 있다(도 7 참조).

본 실시예에 따르면, 누수 받침대(250)가 선체에 설치되지 않고 탱크 몸체(210)와 연결되어, 탱크 몸체(210)의 변형 시 탱크 몸체(210)와 함께 이동하게 됨으로써, 누출된 액화가스가 누수 받침대(250) 내부로 이동되지 않고 선체로 흐르는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 종래기술에서 전술한 바와 같이, 누수 받침대로 흘러 이동하는 누출 액화가스는 외기와의 온도차 등으로 인해 기화되어 증발하게 되는데, 기화된 액화가스가 선체 공간에 지속적으로 공급되는 경우 선체가 냉각되어 설계 온도를 벗어나 선체의 안정성에 영향을 미칠 수 있다.

본 발명은 누수 받침대로 흘러 들어온 액화가스의 기화로 인해 선체 온도가 떨어지는 것을 차단하여 선체의 안정성을 확보하고자 한다.

도 8은 복수개의 누수 받침대를 포함하는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템의 변형예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 누출 액화가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크(미도시)에서 누출된 액화가스를 수집하기 위한 복수개의 누수 받침대(310)를 포함할 수 있으며, 누수 받침대(310) 내부로 수집된 누출 액화가스의 적어도 일부는 기화되어 외부로 배출되게 구성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 도 8에 도시된 점선은 선체의 구획된 공간을 의미할 수 있으며, 본 실시예의 복수개의 누수 받침대(310)는 액화가스 저장탱크의 설치를 위한 선체의 구획된 공간 내부에 배치될 수 있다.

누수 받침대(310)는, 선체에 대한 저장탱크의 상대적인 이동에도 누출된 액화가스가 안정적으로 수집될 수 있도록 하기 위하여, 충분한 크기를 갖도록 마련될 수 있다.

본 실시예의 누수 받침대(310)는, 누수 액화가스 배출관(140)이 상단부에 결합되어 밀폐되는 박스형태로 구비될 수 있으며, 외면에 외부 단열재(160)가 형성되어 극저온의 액화가스가 선체에 공급되어 선체의 안정성에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다(도 4 내지 도 5 참조).

본 실시예의 누출 액화가스 처리시스템은, 전술한 실시예와 유사하게, 누수 액화가스 배출관(140에 연결되는 유연관(170)을 포함하여, 선체와 저장탱크의 상대적인 이동에 관계없이 누출된 액화가스가 누수 받침대(310)로 이동할 수 있도록 구비될 수도 있다.

또는, 누수 받침대(310)를 저장탱크에 고정하기 위한 고정수단(270)을 더 포함하여, 누수 받침대(310)가 선체에 지지되는 구조가 아닌 저장탱크와 연결되게 마련될 수도 있다(도 6 내지 도 7 참조).

본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템은, 복수개의 누수 받침대(310)를 연결하는 브릿지 라인(320)과, 상기 브릿지 라인(320)과 연통되어 누출된 액화가스를 외부로 배출하기 위한 외부 배출라인(330)을 더 포함할 수 있다.

브릿지 라인(320)은, 복수개의 누수 받침대(310)를 순차 연결하도록 마련될 수 있으며, 누출된 액화가스가 이동하는 단일의 유로를 형성하여, 최종적으로는 외부 배출라인(330)과 함께 누출된 액화가스가 외부로 배출되는 통로 역할을 할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 누출 액화가스 처리시스템은, 외부 배출라인(330) 상에 설치되는 압력배출밸브(340)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예의 압력배출밸브(340)는, 외부 배출라인(330)과 연통되는 누수 받침대(310) 및 브릿지 라인(320)의 내부 압력을 조절하기 위한 것으로, 각 구성요소의 허용 최대 압력에서 개방되게 구비되는 것이 바람직할 수 있다.

도 8을 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템의 변형예를 도시한 도면으로서, 본 변형예의 누출 액화가스 처리시스템은, 선체의 구획된 공간 내부에서 복수개의 누수 받침대(310) 각각에 별도의 매니폴드 연결라인(350)을 구비하고, 복수개의 매니폴드 연결라인(350)이 합류되는 지점에서 매니폴드 배출라인(360)이 연결되어 누출된 액화가스를 외부로 배출하도록 구성될 수 있다.

본 변형예의 누출 액화가스 처리시스템은, 전술한 실시예와 유사하게, 매니폴드 배출라인(360) 상에 압력배출밸브(370)가 설치되어, 각 구성요소의 허용 최대 압력에서 개방되게 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템은, 선체의 구획된 공간 내부에 누수 받침대로 이동된 누출 액화가스의 외부 배출을 위한 통로를 구비함으로써, 누출 액화가스의 기화 및 선체 내부로의 냉기 전달 등으로 인해 선체가 냉각되는 것을 방지할 수 있으며, 그에 따른 선체의 안정성을 확보할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

본 발명은, 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 해양 구조물 중 어디라도 적용될 수 있으며, LNG나 LPG 등을 운반하는 액화가스 운반선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 플랜트 등에 모두 적용될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.

본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

310: 누수 받침대(Drip tray)
320: 브릿지 라인(Bridge line)
330: 외부 배출라인
340, 370: 압력배출밸브
350: 매니폴드 연결라인
360: 매니폴드 배출라인

Claims

액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템으로서,
상기 저장탱크의 설치를 위한 선체의 구획된 공간 내부에 배치되는 복수개의 누수 받침대를 포함하고,
상기 복수개의 누수 받침대 내부로 수집된 누출 액화가스의 적어도 일부는 기화되어 외부로 배출되게 구성되는 액화가스 저장탱탱크의 누출 액화가스 처리시스템.
제 1항에 있어서,
상기 복수개의 누수 받침대를 연결하는 브릿지 라인; 및
상기 브릿지 라인과 연통되어 누출된 액화가스를 외부로 배출하기 위한 외부 배출라인을 더 포함하는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템.
제 2항에 있어서,
상기 브릿지 라인은,
상기 복수개의 누수 받침대를 순차 연결하여, 상기 외부 배출라인과 함께 누출된 액화가스가 이동되는 단일의 유로를 형성하는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템.
제 2항에 있어서,
상기 외부 배출라인 상에 설치되는 압력배출밸브를 더 포함하는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템.
제 4항에 있어서,
상기 압력배출밸브는,
상기 외부 배출라인과 연결되는 상기 복수개의 누수 받침대 및 상기 브릿지 라인의 허용 최대 압력에서 개방되는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템.
제 1항에 있어서,
상기 복수개의 누수 받침대 각각에 구비되는 매니폴드 연결라인; 및
상기 매니폴드 연결라인이 합류되는 지점에 연결되어 누출된 액화스를 외부로 배출하는 매니폴드 배출라인을 더 포함하는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템.
제 6항에 있어서,
상기 매니폴드 배출라인 상에 설치되는 압력배출밸브를 더 포함하는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템.
제 1항에 있어서,
상기 저장탱크의 외부에 형성된 단열층을 관통하여 상기 누수 받침대의 상단부에 결합되는 누수 액화가스 배출관; 및
상기 누수 액화가스 배출관을 상하로 분할하여 이루어지는 상부 배출관 및 하부 배출관 사이에 설치되는 유연관을 더 포함하는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템.
제 1항에 있어서,
상기 복수개의 누수 받침대를 상기 저장탱크에 고정하기 위한 고정수단을 더 포함하고,
상기 고정수단은 상기 저장탱크의 외면에 부착되어 상기 저장탱크를 지지하는 복수개의 지지 구조체 중 적어도 하나와 연결되는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리시스템.
액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리방법으로서,
상기 저장탱크의 설치를 위한 선체의 구획된 공간 내부에 복수개의 누수 받침대를 배치하여 상기 저장탱크에서 누출된 액화가스를 수집하는 누출 액화가스 수집단계;
상기 복수개의 누수 받침대 내부로 수집된 누출 액화가스를 외부로 배출시키는 누출 액화가스 배출단계를 포함하는 액화가스 저장탱탱크의 누출 액화가스 처리방법.
제 10항에 있어서,
상기 누출 액화가스 배출단계에는,
상기 누수 받침대의 허용 최대 압력에서 압력배출밸브를 개방하여 누출된 액화가스의 적어도 일부를 외부로 배출시키는 액화가스 저장탱크의 누출 액화가스 처리방법.