KR20140004166U - 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치 - Google Patents

Abstract

독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치가 개시된다. 본 고안의 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치는, 액화천연가스를 저장하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에 있어서, 저장탱크의 하부에 설치되어 저장탱크에서 누출되는 누출액을 수용하며 외벽이 단열성을 띠는 수집용기를 포함한다.

Description

독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치{Collecting Device Of Leak For Independent Type Cargo Tank}

본 고안은 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장탱크에서 누출되는 누출액을 수용하며 외벽이 단열성을 띠는 수집용기를 저장탱크의 하부에 설치하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에 관한 것이다.

천연가스(natural gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(ethane), 프로판(propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 최근 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로서 각광받고 있다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃이하)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

액화천연가스 운반선에는 천연가스를 냉각하여 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(cargo, 저장탱크라고도 함)이 구비된다. 액화천연가스의 끓는점은 대기압에서 약 -162℃ 정도이므로, 액화천연가스의 화물창은 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등과 같은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작될 수 있으며, 열응력 및 열수축에 강인하고, 열침입을 막을 수 있는 구조로 설계된다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel), 최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.

LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.

이러한 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 통상 멤브레인형 저장탱크는 GTT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다.

전술한 GTT형 및 TGZ형 탱크구조는 미국 특허 제 6,035,795 호, 제 6,378,722 호, 제 5,586,513 호 및 미국 특허 공보 제 2003-0000949 호 등과, 대한민국 특허 공보 제 10-2000-0011347 호 및 제 10-2000-0011346 호 등에 기재되어 있다. 또한, 독립탱크형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제 10-15063 호 및 제 10-305513 호, 제 10-189306호 등에 기재되어 있다.

일반적으로 종래 기술에 따른 독립형 저장탱크는 알루미늄 합금으로 제조된 탱크 몸체에 폴리우레탄과 같은 비교적 단단한 단열패널을 부착시켜 만들며, 선체의 내부 바닥에 배열되는 복수의 탱크 지지체 상에 놓인다.

이러한 독립형 저장탱크에서 탱크 몸체가 손상되어 누출이 발생하면, 누출된 저온의 액화가스가 선체와 접촉하면서 선체에 손상을 줄 수 있다. 이를 방지하기 위해 종래의 독립형 저장탱크의 하부에는, 액화가스의 누출시 누출된 액체를 방출하기 위한 누출액 배출구와, 이로부터 낙하하는 액화가스를 수집하기 위한 수집용기가 설치되어 있다.

도 1은 종래의 독립형 저장탱크의 누출액 배출구 및 수집용기의 설치위치를 도시하는 평단면도이고, 도 2는 종래의 독립형 저장탱크의 누출액 배출구 및 수집용기를 도시하는 측단면도이다.

종래의 독립형 저장탱크는, 탱크 몸체(3)의 외부에 폴리우레탄 폼과 같은 비교적 경질의 단열패널(4)이 부착되며, 탱크 몸체(3)의 아래쪽에는 4개의 모서리에서 누출된 액체를 배출하기 위한 누출액 배출구(5)가 설치되는데, 이들 누출액 배출구(5)는 단열패널(4)의 하부표면에 마련되어 있다.

누출액 배출구(5)의 아래쪽에는, 누출액 배출구(5)를 통하여 누출되는 액화가스를 수집하기 위한 수집용기(6)가 배치되고, 수집용기(6)와 선체 내부 표면(1) 사이에는 단열지지체(7)가 개재되어 수집용기(6)가 선체 내부 표면(1)으로부터 일정 거리만큼 이격될 수 있도록 구성된다.

수집용기(6)의 내부는 다수의 분할판(6ａ)에 의해 다수의 구획으로 분할되어 있다.

이와 같은 종래의 독립형 저장탱크용 누출액 수집 장치는 단열지지체를 제외한 수집용기는 단열재 없이 그대로 표면이 노출되어 있었으므로, -163℃의 극저온 상태인 액화천연가스의 냉기가 선체에 전달되어 선체의 온도를 떨어뜨리고, 이로 인해 선체 내벽에 손상을 줄 가능성이 있었다.

본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 저장탱크에서 누출되는 누출액을 수용하며 외벽이 단열성을 띠는 수집용기를 설치함으로써, 종래의 수집 장치에서 수집된 액화천연가스의 냉기가 선체로 전달됨으로써 선체의 온도가 저하되는 문제를 해결하고자 한다.

본 고안의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에 있어서,

상기 저장탱크의 하부에 설치되어 상기 저장탱크에서 누출되는 누출액을 수용하며 외벽이 단열성을 띠는 수집용기를 포함하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치가 제공된다.

상기 수집용기는 상기 누출액이 수용되는 금속성 내부용기와, 상기 내부용기의 외벽을 감싸며 단열재로 이루어진 단열벽체를 포함할 수 있다.

상기 수집용기는 벽면 전부가 단열재로 이루어짐으로써 단열성을 띠는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 수집용기의 내부는 다수의 분할판에 의해 다수의 구획으로 나뉠 수 있다.

상기 분할판의 하부에는 상기 다수의 구획 사이에 상기 액화천연가스의 이동이 가능하도록 개구가 형성될 수 있다.

상기 수집용기의 상단부는 상기 수집용기의 내측으로 절곡 연장됨으로써, 상기 독립형 저장탱크가 흔들릴 때에도 상기 수집용기에 수집된 상기 액화천연가스의 흘러넘침이 방지될 수 있다.

전술한 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에서, 상기 탱크 몸체의 바닥부는 4각형으로 형성되고, 상기 수집용기는 4각형인 상기 바닥부의 각 모서리 부분에 마련될 수 있다.

본 고안의 다른 측면에 따르면 전술한 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치가 마련된 LNG 운송선 또는 해양 구조물이 제공된다.

본 고안의 또 다른 측면에 따르면, LNG 운송선 또는 해양 구조물 내에 설치되어 액화천연가스를 저장하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에 있어서,

상기 저장탱크의 하부에 상기 저장탱크에서 누출되는 액화천연가스 누출액이 수집되는 수집용기를 마련하되,

상기 수집용기의 외벽을 단열재로 감싸거나 상기 수집용기를 단열소재로 제작함으로써, 상기 수집용기에 수집된 상기 액화천연가스의 냉기가 선체로 열 전달되는 것을 차단하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치가 제공된다.

본 고안의 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치는, 저장탱크에서 누출되는 누출액을 수용하는 수집용기의 외벽이 단열성을 띠도록 함으로써, 종래의 수집 장치에서 수집된 액화천연가스의 냉기가 선체로 전달됨으로써 선체의 온도가 저하되는 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 독립형 저장탱크의 누출액 배출구 및 수집용기의 개략적인 설치위치를 도시하는 평단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 독립형 저장탱크의 누출액 배출구 및 수집용기를 도시하는 측단면도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 고안의 실시예에 따라 분할판과 개구가 마련된 수집용기를 개략적으로 도시한다.

본 고안과 본 고안의 동작상의 이점 및 본 고안의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 고안을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 3은 본 고안의 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치의 일 실시예를, 도 4는 다른 실시예를 개략적으로 도시한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 고안의 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치는, 액화천연가스를 저장하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에 있어서, 저장탱크의 하부에 설치되어 저장탱크에서 누출되는 누출액을 수용하며 외벽이 단열성을 띠는 수집용기(100)를 포함한다.

도 3에 도시된 실시예에서, 수집용기(100)는 누출액이 수용되는 금속성 내부용기(110)와, 내부용기(110)의 외벽을 감싸며 단열재로 이루어진 단열벽체(120)를 포함할 수 있다.

내부용기(110)는 누출액인 액화천연가스의 극저온(-163℃)에 견딜 수 있는 금속 소재로 제작될 수 있다. 내부용기(110)의 외벽은 단열재로 이루어진 단열벽체(120)로 감싸서 내부용기(110) 내부에 수집된 액화천연가스의 냉기가 선체의 내부 벽면으로 전달되지 않도록 한다.

도 4에 도시된 다른 실시예에서, 수집용기(100)는 벽면 전부가 단열재로 이루어짐으로써 단열성을 띠는 것을 특징으로 할 수 있다.

도 3의 실시예에서 내부용기(110)와 단열벽체(120)의 이중 구조로 수집용기(100)를 구성하는 것과는 달리, 본 실시예에서는 수집용기(100) 자체를 단열재로 제작할 수 있다. 측면 벽과 하부 벽면 전부를 단열재로 구성함으로써, 간편하게 단열성 수집용기(100)를 마련할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 수집용기(100)의 내부는 다수의 분할판(130)에 의해 다수의 구획으로 나뉠 수 있다.

수집용기(100)의 내부에 다수의 분할판(130)으로 구획을 나눔으로써, 선체가 요동하는 경우에도 수집된 액화천연가스를 수집용기(100) 내에 안정적으로 담아둘 수 있다.

분할판(130)의 하부에는 다수의 구획 사이에 액화천연가스의 이동이 가능하도록 개구(140)가 형성될 수 있다.

개구(140)를 통해 누출액인 액화천연가스가 구획 사이를 이동하는 과정에서 분할판(130)에 더 많이 접촉하게 됨으로써 빨리 기화되는 효과가 있다. 기화된 가스는 질소(N₂)와 같은 불활성 가스와 함께 저장탱크 외부로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.

수집용기(100)의 상단부(150)는 수집용기(100)의 내측으로 절곡 연장됨으로써, 독립형 저장탱크가 흔들릴 때에도 수집용기(100)에 수집된 액화천연가스의 흘러넘침이 방지될 수 있다.

절곡 연장된 수집용기(100)의 상단부(150)는 바람직하게는 수평면으로부터 30° 내지 60°의 경사를 가지도록 형성되는 것이 바람직한데, 이를 통해 파도 등의 영향으로 선체가 요동하는 경우에도 액화천연가스가 수집용기(100)의 절곡 연장된 상단부(150)에 부딪혀 다시 수용됨으로써, 선체의 내벽에 흘러넘치지 않게 된다.

전술한 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에서, 탱크 몸체의 바닥부는 4각형으로 형성되고, 수집용기(100)는 4각형인 바닥부의 각 모서리 부분에 마련될 수 있다.

독립형 저장탱크의 탱크 몸체는 종래 기술과 마찬가지로 외부에 폴리우레탄 폼과 같은 비교적 경질의 단열패널이 부착되고, 탱크 몸체와 단열패널 사이에는 간극이 형성되어 탱크로부터 액화천연가스의 누출 시에 누출액의 통로로 활용될 수 있다. 통로의 하부에 누출액 배출구가 마련되는데, 탱크 몸체의 4각형 바닥부 각 모서리의 하부에 4개의 배출구가 마련될 수 있고, 각각의 누출액 배출구 아래에 수집용기(100)가 배치된다.

수집용기(100)와 선체 내벽(S) 사이에는 단열지지체(200)가 개재되어 수집용기(100)가 선체 내벽(S)으로부터 일정 거리만큼 이격될 수 있다.

본 고안의 다른 측면에 따르면 전술한 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치가 마련된 LNG 운송선 또는 해양 구조물이 제공된다.

예를 들면 이러한 운반선 또는 해양 구조물은 LNG 수송선, LPG 수송선, Oil Tanker를 비롯하여, LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물일 수 있다.

본 고안의 또 다른 측면에 따르면, LNG 운송선 또는 해양 구조물 내에 설치되어 액화천연가스를 저장하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에 있어서,

저장탱크의 하부에 저장탱크에서 누출되는 액화천연가스 누출액이 수집되는 수집용기(100)를 마련하되,

수집용기(100)의 외벽을 단열재로 감싸거나 수집용기(100)를 단열소재로 제작함으로써, 수집용기(100)에 수집된 액화천연가스의 냉기가 선체로 열 전달되는 것을 차단하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치가 제공된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예들의 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치는, 저장탱크에서 누출되는 누출액을 수용하는 수집용기(100)의 외벽이 단열성을 띠도록 함으로써, 종래의 수집 장치에서 수집된 액화천연가스의 냉기가 선체로 전달됨으로써 선체의 온도가 저하되어 선체 내벽(S)에 손상을 초래할 가능성을 감소시킬 수 있다.

이를 통해 극저온의 액화천연가스를 안전하게 저장 및 운반할 수 있게 된다.

이와 같이 본 고안은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

S: 선체 내벽
100: 수집용기
110: 내부용기
120: 단열벽체
130: 분할판
140: 개구
150: 절곡 연장된 상단부
200: 단열지지체

Claims (9)

1. 액화천연가스를 저장하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에 있어서,
   상기 저장탱크의 하부에 설치되어 상기 저장탱크에서 누출되는 누출액을 수용하며 외벽이 단열성을 띠는 수집용기를 포함하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수집용기는
   상기 누출액이 수용되는 금속성 내부용기; 및
   상기 내부용기의 외벽을 감싸며 단열재로 이루어진 단열벽체를 포함하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 수집용기는 벽면 전부가 단열재로 이루어짐으로써 단열성을 띠는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 수집용기의 내부는 다수의 분할판에 의해 다수의 구획으로 나뉘는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 분할판의 하부에는 상기 다수의 구획 사이에 상기 액화천연가스의 이동이 가능하도록 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 수집용기의 상단부는 상기 수집용기의 내측으로 절곡 연장됨으로써, 상기 독립형 저장탱크가 흔들릴 때에도 상기 수집용기에 수집된 상기 액화천연가스의 흘러넘침이 방지될 수 있는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 탱크 몸체의 바닥부는 4각형으로 형성되고, 상기 수집용기는 4각형인 상기 바닥부의 각 모서리 부분에 마련되는 것을 특징으로 하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치가 마련된 LNG 운송선 또는 해양 구조물.
9. LNG 운송선 또는 해양 구조물 내에 설치되어 액화천연가스를 저장하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치에 있어서,
   상기 저장탱크의 하부에 상기 저장탱크에서 누출되는 액화천연가스 누출액이 수집되는 수집용기를 마련하되,
   상기 수집용기의 외벽을 단열재로 감싸거나 상기 수집용기를 단열소재로 제작함으로써, 상기 수집용기에 수집된 상기 액화천연가스의 냉기가 선체로 열 전달되는 것을 차단하는 독립형 저장탱크의 누출액 수집 장치.

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