KR20240062621A - 부유식 구조물 - Google Patents

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KR20240062621A
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Abstract

본 발명은 부유식 구조물을 제공한다. 본 발명의 부유식 구조물은 길이 방향으로 1열 이상으로 설치되는 저장탱크들 사이에 마련되는 벌크헤드들을 갖는 선체; 및 상기 저장탱크에 액체화물을 하역하기 위한 펌프타워를 포함하되; 상기 펌프타워는 상기 벌크헤드들 사이의 공간에 제공될 수 있다.

Description

부유식 구조물{FLOATING STRUCTURE}
본 발명은 액체화물을 하역하기 위하여 설치되는 펌프타워를 갖는 부유식 구조물에 관한 것이다.
액화천연가스(LNG) 등과 같은 액체화물을 수송하는 선박에는 극저온 상태로 액화시킨 액체화물을 저장하기 위한 화물창과, 액체화물의 로딩 및 언로딩을 위한 펌프타워가 구비되어 있다.
펌프타워는 로딩장치에 연결되어 화물창 내부로 액체화물을 유입시키는 충전파이프(filling pipe), 언로딩장치에 연결되어 화물창 외부로 액체화물을 방출시키는 방출파이프(discharge pipe), 비상시 액체화물 하역에 사용되는 응급파이프(emergency pipe) 및 이들 파이프를 서로 연결시키는 연결부재를 포함한다. 연결부재는 트러스(truss) 구조로 각 파이프와 연결될 수 있다.
펌프타워는 통상적으로 선미 쪽의 격벽(bulkhead)에 가깝게 설치되고, 화물창 내 액체화물의 운동주기와 외부 파랑하중의 운동주기가 일치하여 발생하는 슬로싱 하중(sloshing load)이 작용한다.
이때, 슬로싱 하중으로 인해 펌프타워에 변형이 발생할 수 있으며, 종래에는 이러한 슬로싱 하중에 대응하기 위해 연결부재를 추가하거나 연결부재의 배치 형태를 변경하는 등의 방법을 제안하고 있다. 그러나, 연결부재를 추가로 사용하여도 문제를 해결하는데 한계가 있다. 또 메인 엔진과 프로펠러로부터 전달되어 오는 진동원과 공진의 문제점을 항상 내포하고 있으며, 현 디자인에서는 공진회피에 한계가 있다.
가 추가로 사용되면 그만큼 용접 부위가 늘어나고 펌프타워의 안정성이 떨어질 수 있다.
또한, 기존의 펌프 타워는 화물창 내부에 있어 유지보수 측면에서 어려움이 있다, 펌프의 유지보수를 위해서는 화물창의 가스를 비우고 내부 온도를 상승시킨 후에 작업자가 들어갈 수 있어 유지보수의 작업시간이 오래 걸리며, 구조적으로 펌프타워 중간에 구속하는 곳을 만들 수 없어 진동에 아주 취약한 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는, 화물창과 화물창의 사이에 구비된 벌크헤드를 활용하여 펌프타워를 설치함으로써 극저온인 액화천연가스로 인해 발생되는 펌프타워의 구조적인 문제를 해결할 수 있는 화물창의 액체화물 하역용 펌프타워를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 길이 방향으로 1열 이상으로 설치되는 저장탱크들 사이에 마련되는 벌크헤드들을 갖는 선체; 및 상기 저장탱크에 액체화물을 하역하기 위한 펌프타워를 포함하되; 상기 펌프타워는 상기 벌크헤드들 사이의 공간에 제공되는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 펌프타워는 상기 저장탱크에 액체화물을 싣고 내리기 위하여 액체화물이 유동하는 유로를 제공하는 파이프들을 포함하되; 상기 파이프들은 열팽창 및 열수축이 흡수되는 완충부분을 포함할 수 있다.
또한, 상기 완충부분은 "ㄷ"자 형태로 절곡된 절곡부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 완충부분은 벨로우즈부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 파이프들은 입구를 갖는 하단부가 상기 저장탱크 내부와 연결되도록 상기 벌크헤드를 관통하도록 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 펌프타워를 벌크헤드 사이의 격벽공간에 설치함으로써, 구조적,진동적 문제가 개선되며, 하역과 관련된 시스템을 점검하고자 할 때 화물창과 별도의 구역으로 구획되어 있어 점검이 용이한 장점이 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선박의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벌크헤드 내의 펌프타워를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 펌프타워를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 펌프타워의 정면도이다.
도 6은 펌프타워의 변형예이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 개략적인 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 선박의 개략적인 평면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벌크헤드 내의 펌프타워를 보여주는 사시도이다.
본 발명에서 부유식 구조물이란, 액체 화물(예를 들면 LNG)를 저장하기 위한 저장탱크를 구비하면서 해상에서 부유된 채 사용되는 선박 및 각종 구조물을 모두 포함하는 개념으로, LNG FPSO(Floating,Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit), LNG 수송선, LNG RV(LNG Regasification Vessel) 를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(1)은 선체와 액화가스를 수용하는 저장탱크(110) 그리고 저장탱크(110)들 사이의 벌크헤드부(120)에 제공되는 펌프타워(200)를 포함할 수 있다.
해상에 부유할 수 있는 선체(100)는 길이 방향으로 1열 이상으로 배치되는 복수의 LNG 저장탱크(이하, 화물창이라고 함;110)과, 화물창(110)들 사이에 마련되는 벌크헤드부(120)를 포함할 수 있다.
여기서, 벌크헤드부(120)는 복수의 화물창(110) 사이에 서로 이격 배치되는 한 쌍의 벌크 헤드(122)와, 한 쌍의 벌크 헤드(122)와 내부 선체에 의해 마련되는 격벽 공간(124)을 포함한다.
저장탱크(110)는 선체(100)의 길이 방향으로 1열 이상으로 배치될 수 있다. 본 실시예의 저장탱크(110)는 제1 내지 제4 저장탱크(110-1, 110-2, 110-3, 110-4)를 포함하며, 선체(100)의 길이 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 단, 저장탱크(100)의 개수, 크기 및 형상은 다양하게 변형될 수 있다.
액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있다. 또한 액화가스는, 액체 상태 또는 자연기화되거나 강제기화된 기체 상태 등을 모두 포괄하는 용어로 사용될 수 있다.
펌프타워(200)는 벌크 헤드(122)들 사이에 제공되는 격벽 공간(124) 내에 제공된다. 펌프타워(200)의 구체적인 특징은 후술하기로 한다.
한편, 선체(100)의 선미 측에는 엔진(101)이 놓이는 엔진룸(102)이 마련되는데, 엔진룸(102) 내에 놓이는 엔진(101)은, 선박(1)의 추진 동력을 제공하는 엔진일 수 있다. 구체적으로 도시되지는 않았으나, 엔진(101)은 샤프트를 통해 프로펠러에 연결되어, 연료를 소모해 회전력을 발생시켜 프로펠러를 회전시켜서, 프로펠러의 회전에 따라 발생된 후류가 선박(1)을 전진시키도록 할 수 있다. 선체의 상부에는 데크 하우스(103)가 제공되며, 데크 하우스(103)에는 선원의 선내거주를 위한 각종 생활시설 및 선박(1)의 항해를 위한 각종 항해설비가 배치된다. 데크 하우스(103)는 다수의 층으로 이루어질 수 있고, 선원들이 거주할 수 있는 선실, 조정실, 기타 편의시설 등을 포함할 수 있다.
한편, 격벽 공간(124)의 상부를 구성하는 데크(109)에는 액화가스의 유출입을 위한 돔(130)이 제공된다. 돔(130)에는 후술할 펌프타워(200)에 마련되는 각종 파이프가 관통되도록 구비되어, 액화가스는 돔(130)을 관통한 파이프를 통해 화물창(110)에서 외부로 배출되거나, 외부에서 화물창(110)으로 유입될 수 있다. 또한 화물창(110) 내에서 발생하는 증발가스 역시 돔(130)을 관통하는 파이프를 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 펌프타워를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 펌프타워의 정면도이다.
본 발명의 복수의 화물창들 사이에 제공되는 벌크헤드부(120) 내에 배치된 펌프타워(200)는 실질적으로 동일한 구조이므로, 이하 하나의 화물창(110)와 인접한 벌크헤드부에 대해 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 펌프타워(200)는 액화가스를 화물창(110) 내부로 공급하거나 외부로 배출하기 위한 파이프(210)들과, 이들을 벌크헤드(122)에 고정시키는 고정부(290)를 포함할 수 있다. 파이프(210)들은 상단이 돔(130)에 고정될 수 있다.
파이프(210)들은 돔(130a)으로부터 격벽공간(124)의 바닥에 인접한 높이까지 수직하게 제공될 수 있다. 파이프(210)들은 화물창 내부로 액화 화물을 유입시키기 위한 충전파이프(210-1), 화물창 외부로 액화 화물을 방출시키기 위한 방출파이프(210-2) 및 비상시에 사용되는 응급파이프(210-3)를 포함할 수 있다. 한편, 펌프타워(200)는 펌핑 구동에 의해 액화가스의 방출이 가능하도록 구성되는 펌프들과, 파이프(210)의 유로를 개폐하거나 유량을 제어하는 밸브들을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 펌프는 충전파이프(210-1)와 응급파이프(210-3)에 각각 설치될 수 있다. 파이프(210)들은 일정한 간격으로 이격되고 선체의 폭방향을 따라 나란히 배치될 수 있다. 파이프들은 내구성 및 내부식성이 우수한 금속 재질의 관체를 사용할 수 있다. 단, 파이프(210)의 구조는 본 실시예에 한정되는 것이 아니며, 공지된 다양한 파이프 구조가 적용될 수있다.
고정부(290)는 파이프(210)들을 벌크헤드(122)에 안정적으로 연결 고정할 수 있도록 설치될 수 있다. 고정부(290)는 파이프(210)들의 일정 지점을 벌크헤드에 연결하여 흔들리지 않도록 지지하는 기능을 한다. 파이프(210)의 구조에 따라 고정부(290)들이 지지하는 파이프(210))의 개수 및 위치는 변경될 수 있다.
파이프(210)들은 격벽공간(124)의 내부에서 선상으로 수직하게 연장됨에 있어 격벽공간(124) 내에 설치된 수평격벽(125)들을 관통하게 제공될 수 있다. 이때 파이프(210)들은 수평격벽(125)들에 고정시킬 수도 있으나, 펌프타워(200)는 액화천연가스와 같은 극저온의 액체화물을 하역할 경우, 각각의 파이프(210)는 열변형에 의해 신축되므로, 일부 지점만 고정부(290)에 의해 고정되는 것이 바람직하다.
파이프(210)는 입구를 갖는 하단부(230)가 화물창(110) 내부와 연결되도록 벌크헤드를 관통하도록 제공된다.
한편, 파이프(210)들은 액체화물의 온도차에 의해 수축 또는 팽창시 이를 흡수하는 완충부분(220)을 포함할 수 있다. 완충부분은 "ㄷ"자 형태로 절곡된 절곡부 형태로 제공될 수 있다.
도 6은 펌프타워의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 6에서와 같이, 펌프 타워(200a)는 액화가스를 화물창 내부로 공급하거나 외부로 배출하기 위한 파이프(210a)들과, 이들을 벌크헤드에 고정시키는 고정부(290a)를 포함할 수 있다. 파이프(210a)들은 상단이 돔(130a)에 고정될 수 있다.
특히, 파이프(210a)들은 액체화물의 온도차에 의해 수축 또는 팽창시 이를 흡수하는 완충부분(220a)을 포함하며, 이 완충부분(220a)은 벨로우즈부를 포함할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 펌프타워는 펌프와 파이프를 벌크헤드에 고정시킬 수 있어 기존에 비해 구조적으로 안전하며 진동 관점에서도 개선된 효과를 기대할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지*을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.
100: 선체 110 : 화물창
120 : 벌크헤드부 200 : 펌프타워
210 : 파이프

Claims (5)

  1. 길이 방향으로 1열 이상으로 설치되는 저장탱크들 사이에 마련되는 벌크헤드들을 갖는 선체; 및
    상기 저장탱크에 액체화물을 하역하기 위한 펌프타워를 포함하되;
    상기 펌프타워는 상기 벌크헤드들 사이의 공간에 제공되는 부유식 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프타워는
    상기 저장탱크에 액체화물을 싣고 내리기 위하여 액체화물이 유동하는 유로를 제공하는 파이프들을 포함하되;
    상기 파이프들은 열팽창 및 열수축이 흡수되는 완충부분을 포함하는 부유식 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 완충부분은
    "ㄷ"자 형태로 절곡된 절곡부를 포함하는 부유식 구조물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 완충부분은
    벨로우즈부를 포함하는 부유식 구조물.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 파이프들은
    입구를 갖는 하단부가 상기 저장탱크 내부와 연결되도록 상기 벌크헤드를 관통하도록 제공되는 부유식 구조물.
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