KR20090089620A - 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치에 관한 것으로서, 선박의 아웃터헐과 이너헐의 사이에 형성되는 발라스트 탱크를 따라 설치되어 해수의 유입이 이루어지는 배관과, 배관을 따라 복수개 설치되며 액화천연가스의 누수가 이루어지고 있는 이너헐 측으로 해수를 분사하면 액화천연가스에 의하여 분사된 해수가 누수지점에서 급속 냉각 되어 누수를 차단할 수 있는 분사노즐을 포함한다. 따라서 본 발명에 의하면 화물창으로부터 액화천연가스의 누수가 확인되면 발라스트 탱크내에 설치된 분사노즐을 통하여 해수가 분사되고 이 분사된 해수가 이너헐의 누수 지점에서 저온의 액화천연가스에 의해 급속 냉각됨으로써, 더 이상 액화천연가스가 아웃터헐에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있게 되어 액화천연가스의 누수에 따른 선박의 대형 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 가진다.

화물창, 액화천연가스, 누수, 이너헐, 아웃터헐, 차단

Description

액화천연가스의 긴급 누수 방지장치{OUTER HULL PROTECTION DEVICE FROM LNG}

본 발명은 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액화천연가스를 운반하는 선박이 외부의 충격으로부터 1, 2차 방벽의 화물창이 파손되었을 경우 액화천연가스의 누수로 이너헐(Inner Hull)은 물론, 아웃터헐(Outer Hull)에도 영향을 미칠 수 있기 때문에 이를 방지하기 위한 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액화천연가스(LNG)는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 영하 162℃로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.

이러한 액화천연가스가 에너지 자원으로 등장함에 따라 이 가스를 에너지로 이용하기 위해서는 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송방안이 검토되었으며, 그 결과물로서 액화천연가스의 해상수송을 위한 액화천연가스 선박이 나타났다.

액화천연가스 선박에는 초저온 상태로 액화시킨 액화천연가스의 보관 및 운송을 위해 이를 저장할 수 있는 화물창이 구비되어 있어야 한다. 이때, 이러한 화 물창은 대기압 보다 높은 중기압과 영하 160℃의 비등온도를 갖는 액화천연가스를 저장할 수 있기 위해, 초저온에 견딜 수 있는 재료 예를 들면, 알루미늄 합금, 스테인리스강, 35％ 니켈강 등으로 제작되어야 하며, 열응력 및 열수축에 대응할 수 있는 설계와, 열침입을 막을 수 있는 인슐레이션 구조의 설치 등이 요구된다.

도 1은 종래의 액화천연가스 선박의 구조를 도시한 단면도로서, 액화천연가스 운반 선박의 외부면인 아웃터헐(1)과 아웃터헐(1)의 내측으로 발라스트 탱크(2)를 사이에 두고 이너헐(3)이 설치된다. 그리고 이너헐(3)의 내측에 1, 2차 방벽으로 구성되는 화물창이 설치된다.

여기서 발라스트 탱크(2)는 화물의 선적 및 하역에 의해 선박의 무게중심이 변동되는 것을 최소화하여 안전한 항해가 가능하도록 돕는 것으로서, 선박에 화물이 만재되면 발라스트 탱크(2)에 해수를 채우지 않아도 선박의 무게중심이 해수면 아래에 위치하여 파도 등의 외력이 작용하여도 안전하게 항해할 수 있으나, 선적된 화물이 없거나 적은 경우에는 선박의 무게중심이 하강될 수 있도록 발라스트 탱크(2)에 해수를 유입시켜 운항하고 있다.

위와 같은 발라스트 탱크는 선박의 하단부 좌/우측에 대칭 구조를 갖도록 다수개가 설치되어 있으며, 각각의 탱크는 독립된 방 구조로 형성되어 발라스트 탱크(2)에 유입된 해수가 다른 탱크로 이동되지 못하도록 되어 있다.

그리고 화물창 구조는 일반적으로 이너헐(3) 내측에 스터드 볼트(14: stud bolt)에 의해 부착 고정되는 하부 인슐레이션 패널(10)과, 하부 인슐레이션 패널(10)의 상면에 접착제를 통하여 트리플렉스(26)를 매개로 부착되는 상부 인슐레 이션 패널(20)과, 인슐레이션 패널의 배열 설치시 하부 인슐레이션 패널(10) 사이에서 형성되는 대략 30mm정도의 빈 갭(40)에 채워지는 글라스 울(glass wool)재질의 플랫 조인트(18)가 설치된다.

그리고 마주하는 상부 인슐레이션 패널(20)로 하여 형성된 공간부(21)를 통하여 노출된 트리플렉스(26)의 상부 표면상에 에폭시 글루(epoxy glue:24)라는 접착제에 의해 다시 트리플렉스(26: supple triplex)를 부착시키고, 이 트리플렉스(26)의 상면에 다시 에폭시 글루(24)를 통하여 탑 브릿지 패널(28)을 부착시켜서 2차 방벽을 구성하며, 상부 인슐레이션 패널(20)과 탑 브리지 패널(28)의 상부에서는 동일 평면상에 1차 방벽으로 주름형상의 코러게이티드 멤브레인(30:Corrugated Membrane)이 용접으로 고정되어 화물창 벽면이 완성된다.

액화천연가스 운반 선박에 외부 충격을 포함한 기타 여러 사고가 발생하여 화물창내 1, 2차 방벽 모두 파손되었을 경우 화물창으로부터 누수된 액화천연가스가 바로 이너헐에 접촉되어 결함을 발생시키고, 이어서 아웃터헐까지 단계적으로 파손이 진행되어 더 이상 선박으로서의 역할을 수행할 수 없게 된다.

위와 같이 화물창으로부터 액화천연가스의 누수는 심각한 상황까지 갈 수 있는 상황임에도 불구하고, 종래의 선박에서는 액화천연가스가 아웃터헐에 접촉되는 것을 방지하기 위한 어떠한 안전 장치가 전무한 상태이다.

따라서 본 발명은, 해수를 공급하도록 발라스트 탱크내에 설치된 배관상에 이너헐을 향하는 복수개의 분사노즐을 설치함으로써, 화물창에 설치된 온도감지센서로부터 액화천연가스의 누수가 확인되면 분사노즐에서 해수가 분사되고 이 분사된 해수가 이너헐의 누수 지점에 접촉되면 액화천연가스에 의하여 급속 냉각되어 더 이상 액화천연가스가 아웃터헐에 접촉되는 것을 방지할 수 있는 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치에 있어서, 선박의 아웃터헐과 이너헐의 사이에 형성되는 발라스트 탱크를 따라 설치되어 해수의 유입이 이루어지는 배관과, 배관을 따라 복수개 설치되며 액화천연가스의 누수가 이루어지고 있는 이너헐 측으로 해수를 분사하면 액화천연가스에 의하여 분사된 해수가 누수지점에서 급속 냉각 되어 누수를 차단할 수 있는 분사노즐을 포함하는 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치를 제공한다.

그리고 바람직하게 분사노즐의 출구부는 이너헐을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치에 따르면, 화물창으로부터 액화천연가스의 누수가 확인되면 발라스트 탱크내에 설치된 분사노즐을 통하여 해수가 분사되고 이 분사된 해수가 이너헐의 누수 지점에서 저온의 액화천연가스에 의해 급속 냉각됨으로써, 더 이상 액화천연가스가 아웃터헐에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있게 되어 액화천연가스의 누수에 따른 선박의 대형 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치를 보여 주는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 선박에서 발라스트 탱크를 보여주는 단면도이며, 선행기술의 도 1에 도시된 실시예와 동일한 구성부재에 대해서는 종래 도면을 참조하여 동일한 도면 부호로서 설명한다.

도 2에 도시된 액화천연가스 운반 선박은, 선박의 외부면인 아웃터헐(1)과 아웃터헐(1)의 내측으로 발라스트 탱크(2)를 사이에 두고 이너헐(3)이 설치된다. 그리고 이너헐(3)의 내측에 1, 2차 방벽에 해당하는 화물창이 설치된다.

여기서 화물창 구조에 대해서는 설명을 생략한다. 다만, 부연 설명으로 1차, 2차 방벽으로 구성되는 화물창에는 기설정 위치 즉 코러게이티드 멤브레인(30)의 상면과, 코러게이티드 멤브레인(30)과 인슐레이션 패널의 사이, 또한 인슐레이션 패널과 이너헐(3)의 사이에 각각 온도감지센서(50)가 설치되며, 이렇게 설치되는 온도감지센서(50)는 화물창 전반에 걸쳐 대략 36개 정도가 된다.

이에 본 발명의 특징에 따라 선박의 선미측으로부터 선수측에 이르는 발라스트 탱크(2)를 따라 배관(40)을 설치하고, 이 배관(40)상에 복수의 분사노즐(42)을 설치한다.

배관(40)은 발라스트 탱크(2)에 해수를 공급하기 위하여 설치된 배관을 이용할 수 있으며, 이와는 별도의 배관을 설치할 수도 있다. 그리고 배관(40)의 일단부측에는 바다의 해수를 끌어 올릴 수 있는 펌프(미도시)의 설치가 필요하다.

이와 같은 배관(40)을 따라 간격 이격되어 설치되는 복수개의 분사노즐(42)은, 배관(40)을 따라 흐르는 해수가 적정량 분사될 수 있도록 하며, 바람직하게는 이너헐(3)을 향하도록 설치된다.

그리고 도 3을 참고하면, 액화천연가스 선박의 측면에 구획 설치되어 있는 발라스트 탱크(2)에 배관(40)이 설치되고, 이 배관(40)을 따라 이너헐(3)을 향하도록 분사노즐(42)이 설치되어 있음을 알 수 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치의 작동은 다음과 같이 이루어진다.

다시 도 2를 참고하여 설명하면, 먼저, 선박의 화물창에 설치된 온도감지센서(50)에서는 항시 화물창의 온도를 측정하고 이를 모니터링 하고 있다.

여기서 외부의 충격에 의하여 선박 화물창의 일부가 파손되었을 경우 액화천연가스의 누수가 발생하고, 이 누수된 액화천연가스는 이너헐(3)을 파손시키면서 누수가 진행된다. 이때, 액화천연가스의 누수로 인하여 온도감지센서(50)에서 측정된 측정값이 기준치 이하로 나타나게 되며, 이를 통하여 액화천연가스가 이너헐(3)을 통하여 누수되고 있음으로 판단하게 된다.

이어서 액화천연가스의 누수로 판단되면, 온도감지센서(50)을 모니터링하고 있는 제어부(미도시)에서 즉시 미도시된 펌프의 구동과 분사노즐(42)을 개방하게 된다.

그리고 개방된 복수의 분사노즐(42)에서 이너헐(3)를 향하여 해수를 분사하게 된다. 도시된 것과 같이 이너헐(3)의 표면 전반에 걸쳐 분사된 해수는 액화천연가스가 누수되고 있는 누수지점에서 저온의 액화천연가스와의 만남으로 급속 냉각이 이루어짐으로써 누수지점의 차단이 이루어지게 된다.

더욱이 분사노즐(42)에서 분사된 해수의 급속 냉각을 통하여 긴급히 누수지 점을 차단한 이후에는, 배관(40)을 통하여 해수를 발라스트 탱크(2)의 빈 공간에 채워 넣음으로써, 이너헐(3)에서 추가로 발생할 수 있는 누수지점을 사전에 차단할 수 있다.

다음과 같이 긴급히 누수가 차단된 선박은 추후 안전지대에서 정박하여 유지보수가 이루어지게 된다.

그러므로 본 발명에서는 이너헐(3)에 결함이 발생되어 누수가 이루어지고 있는 액화천연가스를 신속하면서도 효과적으로 차단할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치 는 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 종래의 액화천연가스 선박의 구조를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치를 보여주는 단면도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 선박에서 발라스트 탱크를 보여주는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 아웃터헐(Outer hull) 2 : 발라스트 탱크

3 : 이너헐(Inner hull) 40 : 배관

42 : 분사노즐 50 : 온도감지센서

Claims (2)

1. 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치에 있어서,

   선박의 아웃터헐과 이너헐의 사이에 형성되는 발라스트 탱크를 따라 설치되어 해수의 유입이 이루어지는 배관과,

   상기 배관을 따라 복수개 설치되며 상기 액화천연가스의 누수가 이루어지고 있는 상기 이너헐 측으로 해수를 분사하면 상기 액화천연가스에 의하여 분사된 해수가 누수지점에서 급속 냉각 되어 누수를 차단할 수 있는 분사노즐을 포함하는 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분사노즐의 출구부는 상기 이너헐을 향하도록 설치되는 액화천연가스의 긴급 누수 방지장치.

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