KR-20260060492-A - Liquefied Gas Storage Tank including Primary Barrier Punching System and Ship having the same

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Abstract

본 발명의 액화가스 저장탱크는, 선체 내측에 설치되어 내부에 저장된 액화가스를 밀봉시키는 1차 방벽, 1차 단열벽, 2차 방벽 및 2차 단열벽을 포함하는 액화가스 저장탱크로서, 상기 액화가스 저장탱크의 상부에 형성되고, 상기 1차 방벽과 상기 2차 방벽 사이의 1차 단열공간 내의 액화가스가 상기 액화가스 저장탱크 쪽으로 유입되도록 상기 1차 방벽의 천공영역을 천공하는 방벽 천공장치; 및 액화가스의 로딩 및 언로딩을 위한 복수의 파이프를 갖는 펌프타워를 포함하고, 상기 방벽 천공장치는, 상기 천공영역을 천공하는 천공부; 상기 천공부의 낙하를 억제 또는 허용하는 작동부; 및 상기 파이프의 외측에 설치되어 액화가스 저장공간 내에 노출되며 상기 천공부의 이동 경로를 형성하는 레일부를 포함한다.

Inventors

문진국
김민준
황상수
김지은
송영광

Assignees

에이치디현대중공업 주식회사
에이치디현대삼호 주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241024

Claims (11)

선체 내측에 설치되어 내부에 저장된 액화가스를 밀봉시키는 1차 방벽, 1차 단열벽, 2차 방벽 및 2차 단열벽을 포함하는 액화가스 저장탱크로서, 상기 액화가스 저장탱크의 상부에 형성되고, 상기 1차 방벽과 상기 2차 방벽 사이의 1차 단열공간 내의 액화가스가 상기 액화가스 저장탱크 쪽으로 유입되도록 상기 1차 방벽의 천공영역을 천공하는 방벽 천공장치; 및 액화가스의 로딩 및 언로딩을 위한 복수의 파이프를 갖는 펌프타워를 포함하고, 상기 방벽 천공장치는, 상기 천공영역을 천공하는 천공부; 상기 천공부의 낙하를 억제 또는 허용하는 작동부; 및 상기 파이프의 외측에 설치되어 액화가스 저장공간 내에 노출되며 상기 천공부의 이동 경로를 형성하는 레일부를 포함하는, 액화가스 저장탱크.
제1항에 있어서, 상기 펌프타워는, 2개의 언로딩 파이프; 및 적어도 하나의 긴급 배출 파이프를 포함하며, 삼각 기둥 형태를 이루는, 액화가스 저장탱크.
제2항에 있어서, 상기 레일부는, 상기 삼각 기둥의 외측을 향하는 방향으로 상기 파이프의 외측에 설치되는, 액화가스 저장탱크.
제2항에 있어서, 상기 레일부는, 상단부 상기 액화가스 저장탱크의 외측으로 연장되고, 하단부가 상기 액화가스 저장탱크의 바닥 부근까지 연장되도록 설치되는 레일; 상기 레일의 길이 방향을 따라 복수 개가 마련되며, 상기 레일을 상기 펌프타워에 연결하는 서포트; 및 상기 레일의 하단부에 마련되며, 상기 천공부가 낙하할 때 상기 레일로부터 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼를 포함하는, 액화가스 저장탱크.
제4항에 있어서, 상기 작동부는, 상기 천공부를 상기 레일의 상부 지점에 고정하거나, 고정하는 힘을 제거하여 상기 천공부를 자유 낙하시키는, 액화가스 저장탱크.
제4항에 있어서, 상기 천공부는, 상기 1차 방벽을 천공하는 비트; 상기 비트가 설치되는 이동 몸체; 및 상기 이동 몸체의 일측에서 연장되며 상기 레일에 안착되는 슬라이딩부재를 포함하는, 액화가스 저장탱크.
제1항에 있어서, 상기 방벽 천공장치는, 상기 천공부, 상기 작동부 및 상기 레일부의 상부 지점을 커버하는 커버부를 더 포함하는, 액화가스 저장탱크.
제7항에 있어서, 상기 커버부는, 상기 천공부, 상기 작동부 및 상기 레일부의 상부 지점을 수용하는 케이스; 상기 액화가스 저장공간과 마주하는 상기 케이스의 하면에 개폐 가능하게 마련되는 도어; 및 외부로 노출되는 상기 케이스의 상면을 밀봉하는 캡을 포함하는, 액화가스 저장탱크.
제8항에 있어서, 상기 도어는, 외부 제어에 의해 또는 상기 천공부의 자중에 의해 개방되는, 액화가스 저장탱크.
제1항에 있어서, 상기 방벽 천공장치는, 상기 천공부에 연결되는 와이어를 감아 올려 상기 천공부를 상승시키는 권취부를 더 포함하는, 액화가스 저장탱크.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 상기 액화가스 저장탱크가 구비되는 선박.

Description

방벽 천공장치를 포함하는 액화가스 저장탱크 및 이를 구비한 선박{Liquefied Gas Storage Tank including Primary Barrier Punching System and Ship having the same} 본 발명은 방벽 천공장치를 포함하는 액화가스 저장탱크 및 이를 구비한 선박에 관한 것이다. 최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등과 같은 액화 가스를 널리 사용하고 있다. 액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8) 과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다. 이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의 해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다. 예를 들어, 액화천연가스(LNG)는 천연가스를 극저온(대략 -163으로 냉각 하여 얻어지는 것으로, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어듦으로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다. LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 운반선 은, LNG의 극저온에 견딜 수 있는 액화가스 저장탱크(일명, '화물창'이라고 함)를 포함한다. 이러한 액화가스 저장탱크는, 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는 지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류 할 수 있으며, 통상적으로, 멤브레인형 저장탱크는 NO 96 타입과 Mark ²타입으로 나눠지고, 독립형 저장탱크는 MOSS 타입과 SPB 타입으로 나눠진다. 멤브레인형 저장탱크는 액화가스를 적재하여 운행 중인 상태에서 1차 방벽에 서 누출(Leak)이 발생하면, 액화가스 저장탱크의 내부 액화가스는 1차 방벽과 2차 방벽 사이의 1차 단열공간(Inter Barrier Space; IBS)에 채워지게 된다. 액화가스 저장탱크 내의 액화가스 수위와 1차 단열공간(IBS) 내의 액화가스 수위가 같아진 상태에서 액화가스 저장탱크 내의 액화가스를 하역할 때, 1차 단열 공간(IBS) 내의 액화가스는 액화가스 저장탱크로 유입되는 속도가 액화가스 하역 속도를 따라가지 못하면 액화가스 저장탱크와 1차 단열공간(IBS)의 수위 차가 발생 하게 된다. 이때, 1차 단열공간(IBS)의 액화가스 수위가 액화가스 저장탱크의 액화가스 수위보다 일정 기준 이상 높아지게 되면, 큰 압력 차로 인해 1차 방벽에 과도한 부 하가 걸려 1차 방벽이 손상될 수 있다. 이를 방지 하기 위해서는 액화가스 저장탱크에서 액화가스를 빼내는 속도를 조절하여 수위 차를 관리해야 하는 제한 사항이 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방벽 천공장치를 포함하는 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다. 도 2는 도 1의 A-A' 선을 따라 절단한 따른 액화가스 저장탱크의 단면 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방벽 천공장치를 포함하는 액화가스 저 장탱크를 설명하기 위한 개략도이다. 도 4는 도 3의 방벽 천공장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 방벽 천공장치로 천공 작업을 수행한 후의 도면이다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방벽 천공장치를 포함하는 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 선을 따라 절단한 따른 액화가스 저장탱크의 단면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방벽 천공장치를 포함하는 액화가스 저 장탱크를 설명하기 위한 개략도이고, 도 4는 도 3의 방벽 천공장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 방벽 천공장치로 천공 작업을 수행한 후의 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(1)는, 선박에 구비되어 극저온(약 -160도 내지 -170도) 물질인 LNG와 같은 액화가스를 저장할 수 있다. 본 실시예에서 선박은, 도시하지 않았지만, 액화가스 저장탱크(1)가 구비되는 선박은 물론 해상의 일정 지점에 부유하여 특정한 작업을 수행하는 해양구조물을 포괄하는 개념임을 알려 둔다. 또한, 본 발명에서 액화가스 저장탱크(1)는 멤브레인형인 경우를 설명하지만 이에 한정되지 않고 액화가스를 저장하는 어떠한 형태의 탱크도 포함됨을 밝혀둔다. 액화가스 저장탱크(1)는 벽체(100), 펌프타워(200), 방벽 천공장치(300)를 포함할 수 있다. 벽체(100)는 액화가스를 수용하는 액화가스 저장공간을 형성한다. 이를 위해 벽체(100)는 적어도 육면을 통해 액화가스 저장공간을 이룰 수 있으며, 일례로 액화가스 저장공간은 팔각형의 단면을 가질 수 있다. 또한, 벽체(100)는 내부에 저장된 액화가스를 열침투로 인한 증발로부터 보호 하기 위해 단열 구조를 구비할 수 있다. 일례로 벽체(100)는 2중 단열 구조 및 2중 실링 구조를 구비할 수 있다. 구체적으로 벽체(100)는 내부에 저장된 액화가스를 밀봉시키는 1차 방벽(110), 1차 방벽(110)의 외측에 마련되는 1차 단열벽(120), 1차 단열벽(120)의 외측에 마련되는 2차 방벽(130), 2차 방벽(130)과 선체(H) 사이에 마련되는 2차 단열벽(140)을 포함하는 구조를 구비할 수 있다. 벽체(100)는 2차 단열벽(140)과 선체(H) 사이에 설치되는 마스틱(160)에 의해 선체(H)에 지지될 수 있다. 1차 방벽(110)은 액화가스와 직접 접촉되어 액화가스의 누출을 막는 역할을 할 수 있으며, 스테인레스 스틸 재질로 형성될 수 있다. 1차 방벽(110)은, 주름형상으로 형성될 수 있다. 1차 방벽(110)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 라지 코러게이션(Large corrugation)과 스몰 코러게이션(Small corrugation) 구분 없이 전 지역에서 수평 주름 및 수직 주름의 크기가 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 1차 방벽(110) 전체에서 수평 주름 및 수직 주름의 크기가 동일하므로, 1차 방벽(110)의 제작을 용이하게 할 수 있다. 1차 단열벽(120)은 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록 설계되며, 1차 방벽(110)과 2차 방벽(130) 사이에 설치될 수 있다. 1차 단열벽(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 1차 방벽(110)의 외측으로 1차 플라이우드(121)와 1차 단열재(122)가 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기에서, 1차 단열재(122)는 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록, 단열성능이 우수하면서 기계적 강도가 우수한 재질, 예를 들어 1차 플라이우드(121)와 2차 방벽(130) 사이에 폴리우레탄 폼으로 형성될 수 있다. 상기한 1차 단열벽(120)은, 평면에 배치되는 복수의 평면단열벽(120a)과, 복수의 평면단열벽(120a) 사이에 배치되는 연결단열벽(120b)으로 구분될 수 있다. 2차 방벽(130)은 1차 방벽(110)에 누출(Leak)이 발생되는 경우 액화가스를 2 차적으로 밀봉하는 역할을 할 수 있으며, 인바 스틸 재지로 형성될 수 있다. 2차 방벽(130)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 2차 단열벽(140)의 2차 단열재(141)의 상부에 설치되는 메인 방벽(131)과, 노출되는 메인 방벽(131)과 1차 단열재(122) 사이에 설치되는 보조 방벽(132)으로 구분될 수 있다. 2차 단열벽(140)은, 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다. 또한, 2차 단열벽(140)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 2차 방벽(130)과 선체(H) 사이에 설치될 수 있으며, 2차 방벽(130)의 외측으로 2차 단열재(141)와 2차 플라이우드(142)가 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기에서, 2차 단열재(141)는, 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록, 단열성능이 우수하면서 기계적 강도가 우수한 재질, 예를 들어 1차 단열벽(120)과 유사하게 폴리우레탄 폼으로 형성될 수 있다. 상기와 같이 구성되는 벽체(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상면에 액화가스의 유출입을 위한 돔(160)이 형성될 수 있다. 액화가스 저장공간의 상면을 이루는 벽체(100)는 개구(도시하지 않음)가 형성되고, 개구에는 돔(160) 상방으로 돌출되는 돔(160) 코밍이 마련되며, 돔(160) 코밍에 돔(160) 커버가 안착되면서 개구가 밀폐될 수 있다. 펌프타워(200)는 적어도 하나의 긴급 배출 파이프(210)와 액화가스의 로딩 및 언로딩을 위한 복수의 파이프(220, 230)를 포함할 수 있다. 펌프타워(200)는 긴급 배출 파이프(210)와 복수의 파이프(2