KR101633178B1 - 액체저장탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체저장탱크에 관한 것으로서, 해상 부유식 구조물에 구비되는 액체저장탱크에 있어서, 상기 액체저장탱크의 내부 공간에서 횡방향으로 연장되고 상기 액체저장탱크의 저면에서 상방으로 세워지는 적어도 하나 이상의 슬로싱 방지 장치를 포함하고, 상기 슬로싱 방지 장치는, 측면이 오목하게 함몰되어 저장물의 횡방향 운동을 받아들이는 슬로싱 방지부; 및 상기 슬로싱 방지부를 지지하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액체저장탱크는, 액체저장탱크의 저면에 오목하게 함몰된 슬로싱 방지장치를 구비하여 저장물의 슬로싱 현상을 저감시킴으로써, 액체저장탱크의 측면 손상 및 파괴를 방지하는 효과가 있으며, 액체저장탱크의 내구성이 향상되고, 이를 통해 저장물의 안전한 수송을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

액체저장탱크{Liquid storage tank}

본 발명은 액체저장탱크에 관한 것이다.

액체 상태로 운반되는 대표적인 물질로는 원유, 액화천연가스(Liquified Natural Gas), 액화석유가스(Liquified Petroleum Gas), 액화이산화탄소(Liquified Carbon Diocide; L-CO2) 등이 있다.

생산지와 소비처가 달라 운송이 필요한 경우, 대상물이 상온에서 원래 액상인 경우도 있으나, 운송시 부피를 줄이기 위해 액화시켜 운송하기도 한다.

특히 천연가스는, 육상 또는 해상의 가스 배관을 통해 가스 상태로 운반되거나 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(약 섭씨 영하 163도)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어드므로 해상을 통한 원거리 운반에 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히 '화물창'이라고 함)를 포함한다.

최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.

이러한 LNG 저장탱크는 그 형태 및 기능에 따라 구분된다. 형태에 따라서는 독립탱크(Moss; 구형, SPB; 각형) 및 멤브레인 탱크(GTT Mark3, GTT NO 96)가 있으며, 독립탱크는 IMO 기준에 따라 A, B, C type으로 구분된다.

슬로싱이란, 선박이 다양한 해상 상태에서 운동할 때 저장탱크 내에 수용된 액체 상태의 물질이 유동하는 현상을 말하는 것으로, 슬로싱에 의해 저장탱크의 벽면은 심한 충격을 받게 된다. 이러한 슬로싱 현상은 부분적재시에 더 심하게 발생한다.

따라서 슬로싱 현상에 의한 액체저장탱크의 손상 및 파괴를 방지하여 액화가스의 안전한 수송을 위해 수많은 연구 및 개발이 이루어지고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액체저장탱크의 저면에 슬로싱 방지 장치를 구비하여 슬로싱 현상에 의한 액체저장탱크의 손상 및 파괴를 방지하기 위한 액체저장탱크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 액체저장탱크는, 해상 부유식 구조물에 구비되는 액체저장탱크에 있어서, 상기 액체저장탱크의 내부 공간에서 횡방향으로 연장되고 상기 액체저장탱크의 저면에서 상방으로 세워지는 적어도 하나 이상의 슬로싱 방지 장치를 포함하고, 상기 슬로싱 방지 장치는, 측면이 오목하게 함몰되어 저장물의 횡방향 운동을 받아들이는 슬로싱 방지부; 및 상기 슬로싱 방지부를 지지하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 슬로싱 방지부는, 상기 측면의 중간지점이 상기 액체저장탱크의 저면으로부터 상방으로 1 내지 5m 에 위치할 수 있다.

구체적으로, 상기 지지부는, 종방향 폭의 길이가 상기 액체저장탱크의 저면에 구비되는 적어도 하나 이상의 주름 간격이고, 상기 주름들 사이에 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 주름이 형성되는 지점과 상기 지지부를 연결하는 보강부를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 슬로싱 방지부의 측면은, 일측의 곡률과 타측의 곡률이 상이할 수 있다.

구체적으로, 상기 슬로싱 방지부의 측면과 상기 액체저장탱크의 저면을 상기 슬로싱 방지부의 측면의 일측과 동일한 곡률로 연결하는 보강부를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 지지부는, 상기 액체저장탱크의 저면에서 상방으로 연장되는 수직선을 기준으로 기설정각도 이하로 운동할 수 있다.

구체적으로, 상기 슬로싱 방지부는, 상기 측면의 중간지점이 상기 액체저장탱크의 저면으로부터 상기 액체저장탱크의 높이 중 5 내지 15%의 위치에 설치될 수 있다.

구체적으로, 상기 슬로싱 방지부는, 상기 측면이 상측과 하측의 중간 지점을 향해 오목하게 함몰되어 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 액체저장탱크는, 액체저장탱크의 저면에 오목하게 함몰된 슬로싱 방지장치를 구비하여 저장물의 슬로싱 현상을 저감시킴으로써, 액체저장탱크의 측면 손상 및 파괴를 방지하는 효과가 있으며, 액체저장탱크의 내구성이 향상되고, 이를 통해 저장물의 안전한 수송을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체저장탱크의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액체저장탱크의 슬로싱 방지 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액체저장탱크의 슬로싱 방지 장치의 사시도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체저장탱크의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액체저장탱크의 슬로싱 방지 장치 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액체저장탱크의 슬로싱 방지 장치 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액체저장탱크(1)는, 내벽(10) 및 슬로싱 방지 장치(20)를 포함한다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 액체저장탱크(1)는 멤브레인 탱크일 수 있으며, 바람직하게는 Mark III 타입의 액체저장탱크일 수 있다. 액체저장탱크(1)는 해상 부유식 구조물(부호 도시하지 않음)의 내부에 구비될 수 있다.

액체저장탱크(1)는, 액체저장탱크 내부(부호 도시하지 않음)에 저장물, 바람직하게는 액화가스를 저장할 수 있고, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다.

액체저장탱크(1)는, 내부(부호 도시하지 않음)에 저장된 저장물과 접촉되며 충격을 흡수하는 방벽(11), 방벽(11)의 이면에 구비되어 저장물을 단열하기 위해 구비되는 단열부(12), 방벽(11)의 팽창과 수축을 보상하기 위해 형성되는 주름(Corrugation; 13)를 포함할 수 있다.

내벽(10)은, 액체저장탱크(1)를 지지하며 선박(도시하지 않음)의 내부에 구성된다. 내벽(10)을 구비하는 해상 부유식 구조물은 선박으로 액화천연가스(LNG)를 운반하는 LNG 운반선일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한, 내벽(10)의 구성은 일반적인 선박에 구성되는 내벽과 동일 또는 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

슬로싱 방지 장치(20)는, 액체저장탱크(1)의 내부 공간에서 횡방향으로 연장되고 액체저장탱크(1)의 저면(부호 도시하지 않음)에서 상방으로 세워지며 적어도 하나 이상 액체저장탱크(1)의 내부에 구비된다.

슬로싱 방지 장치(20)는 슬로싱 방지부(21) 및 지지부(22)를 포함한다.

슬로싱 방지부(21)는 정면부(211), 상면부(212), 측면부(213), 하면부(214)로 구성될 수 있다.

정면부(211)는 오목 거울의 형상을 가질 수 있으며 액체저장탱크(1)의 측면부(부호 도시하지 않음)에 연결되거나 임의의 길이만큼 이격되어 구성될 수 있다. 측면부(213)는 양측을 가지고, 양측의 일측의 곡률이 타측의 곡률과 상이할 수 있다.

측면부(213)는 상면부(212)와 하면부(214)의 중간 지점(부호 도시하지 않음)을 향해 오목하게 함몰되어 저장물의 횡방향 운동을 받아들인다. 측면부(213)의 함몰 곡률은 임의로 정할 수 있으며, 선박(도시하지 않음)의 운항경로에 따른 낮은 수위의 저장물의 유동 패턴 자료를 조사하여 정할 수 있다.

측면부(213)는 저장물로부터 받는 충격에 따라 형상이 변경되는 형상변경재질로 구성될 수 있다. 여기서 형상변경재질은 충격을 받을수록 두께가 얇아지는 성질을 가질 수 있다.

이를 통해 측면부(213)는 저장물로부터 받는 충격을 많이 받는 부위는 타 부위에 비해 더욱 함몰되도록 하여 슬로싱 방지부(21)가 저장물로부터 받는 충격을 완화할 수 있다.

상면부(212)의 종방향 길이는 하면부(214)의 종방향 길이와 상이할 수 있으며, 상면부(212)과 하면부(214)와 평행하도록 구성될 수 있다. 또한, 상면부(212)는 일측으로 편향되어 하면부(214)와 평행하게 구성될 수도 있다.

또한, 슬로싱 방지부(21)는 상면부(212)와 하면부(214)의 중간 지점이 액체저장탱크(1)의 저면으로부터 상방으로 1 내지 5m(바람직하게는 2.75m)에 위치하여 저장물이 액체저장탱크(1)에 소량 존재하는 경우에 발생하는 슬로싱에 효과적으로 적용할 수 있다.

슬로싱이란, 선박(도시하지 않음)이 다양한 해상 상태에서 운동할 때 액체저장탱크(1) 내에 수용된 액체 상태의 저장물이 유동하는 현상을 말하는 것으로, 슬로싱에 의해 액체저장탱크(1)의 방벽(11)은 심한 충격을 받게 된다.

이러한 슬로싱 현상은 약 98% 정도의 수위로 저장물을 저장하고 있는 액체저장탱크(1)보다 약 5% 미안의 수위로 저장물을 저장하고 있는 액체저장탱크(1)의 경우에 방벽(11)으로 더 강한 충격을 주게 된다.

지속적인 슬로싱 현상으로 인해 액체저장탱크(1)는 방벽(11)의 내구성이 약해지고 심한 경우에는 방벽(11)이 파괴되어 저장물(30)이 누수될 문제점도 있다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 액체저장탱크(1)의 슬로싱 방지 장치(20)는, 슬로싱 방지부(21)의 중간지점을 5 내지 15% 수위 정도(바람직하게는 약 10% 수위 정도)의 위치에 설치되도록 하여 저장물의 슬로싱현상을 효과적을 저감할 수 있다.

또한, 슬로싱 방지부(21)의 측면부(213)가 중간 지점을 향해 오목하게 함몰되어 저장물의 횡방향 유동을 상하 방향으로 분산시켜 슬로싱 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

이를 통해 액체저장탱크(1)의 신뢰성 및 안전성이 향상되어 선박의 저장물 수송이 원활하게 이루어져 수송 작업의 신뢰성이 매우 상승하는 효과가 있다.

지지부(22)는 슬로싱 방지부(21)를 지지한다. 지지부(22)는 종방향 폭의 길이가 액체저장탱크(1)의 저면에 구비되는 적어도 하나 이상의 주름(13)의 간격과 동일 또는 유사할 수 있으며, 지지부(22)는 주름(13)들 사이에 설치될 수 있다.

이를 통해 지지부(22)는 주름(13)에 의해 효과적으로 액체저장탱크(1)의 저면에 견착될 수 있으며, 슬로싱 방지부(21)의 지지력을 향상시킬 수 있다. 지지부(22)와 액체저장탱크(1)의 연결은, 볼팅 및 용접 등에 의해 이루어질 수 있다.

지지부(22)는 액체저장탱크(1)의 저면에서 상방으로 연장되는 수직선을 기준으로 기설정 각도 이하로 운동할 수 있다. 이때, 지지부(22)는, 유연성있는 재질로 구성될 수 있으며 슬로싱 방지부(21)가 저장물로부터 받는 충격을 완화시켜주는 댐핑의 역할을 할 수 있다.

지지부(22)는 하부의 저장물 유동을 원활하게 하여 슬로싱을 방지하기 위해 다공성일 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 보강부(23)를 더 포함할 수 있다. 보강부(23)는 주름(13)이 형성되는 지점(부호 도시하지 않음)과 지지부(22)를 연결할 수 있다. 보강부(23)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있으며, 일체형으로 형성될 수도 있다. 이러한 보강부(23)는 지지부(22)를 보조하여 슬로싱 방지부(21)를 지지할 수 있다.

보강부(23)는 슬로싱 방지부(21)의 측면부(213)와 액체저장탱크(1)의 저면을 슬로싱 방지부(21)의 측면부(213)에 형성된 곡률과 동일한 곡률로 연장되어 연결될 수 있다. 이를 통해 지지부(22)에 가해지는 저장물의 횡방향 운동을 함께 저감시킬 수 있어 효과적인 슬로싱 저감을 성취할 수 있다.

보강부(23)는 지지부(22)와 마찬가지로 저장물이 통과할 수 있도록 다공성일 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 액체저장탱크(1)는, 액체저장탱크(1)의 저면(부호도시하지 않음)에 오목하게 함몰된 슬로싱 방지장치(20)를 구비하여 저장물의 슬로싱 현상을 저감시킴으로써, 액체저장탱크(1)의 측면(부호 도시하지 않음) 손상 및 파괴를 방지하는 효과가 있으며, 액체저장탱크(1)의 내구성이 향상되고, 이를 통해 저장물의 안전한 수송을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

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

1: 액체저장탱크 10: 내벽
11: 방벽 12: 단열부
13: 주름(Corrugation) 20: 슬로싱 방지 장치
21: 슬로싱 방지부 211: 정면부
212: 상면부 213: 측면부
214: 하면부 22: 지지부
23: 보강부

Claims (9)

1. 해상 부유식 구조물에 구비되는 액체저장탱크에 있어서,
   상기 액체저장탱크의 내부 공간에서 횡방향으로 연장되고 상기 액체저장탱크의 저면에서 상방으로 세워지는 적어도 하나 이상의 슬로싱 방지 장치를 포함하고,
   상기 슬로싱 방지 장치는,
   측면이 상측과 하측 사이의 어느 한 지점을 향해 오목하게 함몰되어 저장물의 횡방향 운동을 받아들이는 슬로싱 방지부; 및
   상기 슬로싱 방지부를 지지하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬로싱 방지부는,
   상기 측면의 중간지점이 상기 액체저장탱크의 저면으로부터 상방으로 1 내지 5m 에 위치하는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 지지부는,
   종방향 폭의 길이가 상기 액체저장탱크의 저면에 구비되는 적어도 하나 이상의 주름 간격이고, 상기 주름들 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 주름이 형성되는 지점과 상기 지지부를 연결하는 보강부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 슬로싱 방지부의 측면은,
   일측의 곡률과 타측의 곡률이 상이한 것을 특징으로 하는 액체저장탱크.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 슬로싱 방지부의 측면과 상기 액체저장탱크의 저면을 상기 슬로싱 방지부의 측면의 일측과 동일한 곡률로 연결하는 보강부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 지지부는,
   상기 액체저장탱크의 저면에서 상방으로 연장되는 수직선을 기준으로 기설정각도 이하로 운동하는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 슬로싱 방지부는,
   상기 측면의 중간지점이 상기 액체저장탱크의 저면으로부터 상기 액체저장탱크의 높이 중 5 내지 15%의 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크.
9. 삭제

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