KR20160061096A - 액체저장탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 액체저장탱크의 내부구조를 개선하여 슬로싱 문제를 저감시키는 액체저장탱크에 관한 것으로, 해양 부유물에 장착되어 액체를 저장하는 액체저장탱크에 있어서, 액체를 저장하는 저장몸체; 상기 저장몸체의 내부에 배치되어 상기 저장몸체의 내부공간을 분할하는 링형상의 격벽중앙부재와, 상기 격벽중앙부와 상기 저장몸체의 내측면을 연결시키는 브릿지부재를 포함하는 격벽부; 를 포함하는 액체저장탱크를 제공한다.

Description

액체저장탱크{A TANK FOR STORING LIQUID}

본 발명은 해상에 부유하여 정박 또는 이동하는 해상부유물에 설치되는 액체저장탱크에 관한 것으로, 더 상세하게는, 액체저장탱크의 내부부구조를 개선하여 슬로싱 문제를 저감시키는 액체저장탱크에 관한 것이다.

대한민국 등록특허 10-1416872호를 참조하면, 일반적으로 액화가스는 기체 상태의 화합물이나 혼합물을 냉각 또는 압축하여 액체로 만든 것으로, 액화천연가스, 액체산소, 액체암모니아 등이 있다. 상기와 같은 액화가스는 단열 및 절연성이 우수한 저장탱크에 액체 상태로 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 저장탱크는 극저온의 액화가스에 의한 취성파괴 등을 우려하여 내저온성이 강한 방벽과 이러한 방벽 사이에 단열재를 매개하는 이른바 멤브레인(Membrane) 방식이 많이 사용된다.

상기 멤브레인 방식의 저장탱크 단열구조는 열전달을 효과적으로 차단하는 재료와 액화가스를 밀봉할 수 있는 금속패널로 구성되며 금속패널을 구성하는 금속재료는 저온취성에 강한 재질이 사용되며 금속패널은 액화가스를 저장탱크에 주입 또는 제거할 때 발생하는 온도와 하중의 변화에 대응하여 팽창 및 수축을 할 수 있도록 설계 및 제작된다.

그러나, 해상에서 운용되는 해상부유물인 액화가스운반선(LNG 선박, LNG-RV 선박, LPG 선박, ETHYLENE 선박 등) 및 한 곳에 정박되어 운용되는 액화가스를 저장, 생산 혹은 기화설비를 갖춘 해상부유설비(FSRU, FPSO)는 해상의 상태 즉, 파도나 해풍에 의해 전체 구조물이 동요를 받게 되며, 이러한 구조물 자체의 동요에 의해서 상기 저장탱크 내에 저장된 액화가스가 함께 유동을 하게 된다. 이때, 유동하는 액화가스는 상기 저장탱크의 내부를 강타하게 되는 데, 이러한 현상을 슬로싱으로 인한 충격력(Sloshing Impact)이라고 한다.

상기와 같은 슬로싱으로 인한 저장탱크 내부 손상은 상기 저장탱크의 크기가 커질수록 높아지는 경향이 있어 저장탱크의 크기를 대형으로 결정하는데 많은 제약으로 작용하게 된다. 특히, 특정해역에서 장기간 정박하여 운용되는 해상부유설비 및 해상환경이 나쁜 지역을 운항하는 액화가스운반선의 경우 이러한 슬로싱으로 인한 제약이 매우 중요한 설계 인자가 되고 있다.

따라서, 상기와 같은 슬로싱에 의한 충격력을 감소시키기 위해 액화가스를 저장하는 저장탱크의 내부 중앙에 격벽을 마련하여 액화가스의 유동을 분산하여 감소시키게 된다. 그러나, 상기와 같이 저장탱크의 내부에 마련되는 격벽에 의해 저장탱크의 내부가 구획됨으로써 격벽에 의해 구획된 부분마다 액화가스를 채워넣거나 빼내기 위한 이송펌프와 밸브 및 이송파이프가 필요하다. 이를 도 1에 의거하여 설명한다.

도 1은 종래의 액화가스 저장탱크를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 종래 액화가스 저장탱크는 내부에 액화가스를 저장하는 저장공간이 형성된 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 내부에 액화가스의 유동을 감소시키기 위한 격벽(20)이 상기 케이스(10)의 내부 중앙을 가로질러 설치된다.

[0009] 그리고, 상기 격벽(20)의 하방으로 케이스(10)의 내부 바닥면이 움푹하게 패인 펌프웰(12)이 형성되며, 상기 펌프웰(12)에 이송파이프(30) 및 이송펌프(40)가 설치되어 상기 케이스(10)의 저장공간에 액화가스를 공급하거나 또는 배출하게 된다.

또한, 상기 케이스(10)의 내부 중앙을 가로질러 설치되는 격벽(20)에 연결파이프(22) 및 밸브(24)가 설치되어 액화가스의 저장량에 따라 액화가스가 격벽(20)을 넘어 유동할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 액화가스 저장탱크는 내부를 가로질러 형성된 격벽(20)으로 인하여 구획된 저장공간 마다 액화가스를 배출하거나 공급받기 위한 이송파이프(30) 및 이송펌프(40)와 같은 이송설비가 설치되어야 한다.

이와 함께, 상기 격벽(20)에 의해 구획된 저장공간마다 액화가스의 저장량에 따라 액화가스를 다른 저장공간으로 유동시키는 연결파이프(22) 및 밸브(24) 역시 케이스(10) 내부에 구획된 부분마다 설치되어야 한다.

[0013] 따라서, 상기 케이스(10)의 저장공간 구획에 따라 이송설비와 연결파이프(22) 및 밸브(24)의 설치 개수가 증가하게 된다. 예컨데, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 저장탱크의 내부에 설치된 격벽(20)을 중심으로 양측에 제각기 이송파이프(30) 및 이송펌프(40)로 한 조를 이루는 이송설비가 적어도 두 조 이상 설치되기 때문에 그에 따른 설치비용이 증강할 뿐만 아니라 유지/보수에 많은 시간과 비용이 발생하는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위하여, 등록특허 10-1416872 는 격벽에 복수개의 관통공을 균일하게 타공시키는 기술을 제시하였다.

그러나, 등록특허 10-1416872호의 저장탱크는, 격벽이 저장탱크의 단면을 전체적으로 커버하는 구조로 되어 있어 전체적인 중량이 무거워지고, 또한 상기 격벽의 강도를 보강하기 위한 강도보강재(거더 및 플랫 바)가 요구되며, 저장탱크 몸체의 수축,팽창에 영향을 받아 변형이 일어날 수 있다는 문제점을 가진다.

본 발명은 상술한 종래의 액체저장탱크의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

첫번째, 격벽부의 구조를 개선하여 전체적인 중량이 감소된 액체저장탱크를 제공하기 위한 것이다.

두번째, 본 발명은, 격벽부의 구조를 개선하여 자체강성을 가지도록 하여 별도의 강도보강재가 요구되지 아니하는 액체저장탱크를 제공하기 위한 것이다.

세번째, 본 발명은 격벽부의 구조를 개선하여 격벽이 저장탱크 몸체의 수축/팽창에 영향을 받지않는 액체저장탱크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은, 해양 부유물에 장착되어 액체를 저장하는 액체저장탱크에 있어서, 액체를 저장하는 저장몸체; 상기 저장몸체의 내부에 배치되어 상기 저장몸체의 내부공간을 분할하는 링형상의 격벽중앙부재와, 상기 격벽중앙부재와 상기 저장몸체의 내측면을 연결시키는 브릿지부재를 포함하는 격벽부; 를 포함하는 액체저장탱크를 제공한다.

바람직하게, 상기 저장몸체는 상기 저장몸체는 장축을 가지는 장방형 형상으로 이루어지고, 상기 격벽중앙부재는, 상기 저장몸체의 장축과 수직방향인 폭 방향으로 배치될 수 있다.

그리고 상기 브릿지 부재는, 절곡되어 형성되며, 상기 격벽중앙부재를 중심으로 방사형상으로 복수개가 형성될 수 있으며, 상기 브릿지 부재와 상기 저장몸체의 내측면 사이에 양단이 각각 결합되는 진공링부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 격벽부의 구조를 간단한 구조로 개선하여 전체적인 중량이 감소된 액체저장탱크를 제공할 수 있다. 그리고, 격벽부의 구조를 자체 강성을 가지도록 형성하여 별도의 강도보강재 없이도 안전한 구조를 가지는 액체저장탱크를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 격벽부의 구조 및 상기 격벽부와 저장탱크 몸체와의 결합구조를 개선하여 격벽부가 저장탱크 몸체의 수축/팽창에 영향을 받지않는 액체저장탱크를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 액체저장탱크의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액체저장탱크의 내부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액체저장탱크의 정단면도이다.
도 4는 도 3의 "A-A"부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 액체저장탱크의 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체저장탱크의 정단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액체저장탱크(100)는 저장몸체(110) 및 격벽부(120)로 이루어진다.

상기 저장몸체(110)는 내부에 액체를 저장하는 저장공간을 형성한다. 상기 저장공간에는 액화가스가 저장되는데, 예를 들어 액화석유가스, 액화천연가스, 액체질소, 액체산소 등이 저장된다.

상기 저장몸체(110)는 해양부유물에 장착된다. 본 명세서에서 해양부유물이란, 해상을 떠서 정박하여 있거나 이동하는 액화가스운반선(LNG 선박, LNG-RV 선박, LPG 선박, ETHYLENE 선박 등) 및 한 곳에 정박되어 운용되는 액화가스를 저장, 생산 혹은 기화설비를 갖춘 해상부유설비(FSRU, FPSO) 등을 의미한다.

상기 저장몸체(110)는 해양부유물의 전후방향에 따라 장축을 가지는 장방형 형상을 가지며, 전후면은 반구형상으로 이루어져 내부가 밀폐되도록 형성된다.

본 실시예의 저장몸체(110)는 원통 형상으로 이루어지나, 상기 저장몸체(110)는 내부에 액체가스를 저장할 수 있다면 원통형상 이외의 다른 형상으로 이루어지는 것도 물론 가능하다.

상기 격벽부(120)는, 격벽중앙부재(121)와 브릿지 부재(122)로 이루어진다.

상기 격벽중앙부재(121)는 원판 가운데에 개구부가 형성된 링형상으로 형성되며, 상기 저장몸체(110)의 내부에서 폭방향으로 배치되어 상기 저장몸체(110)의 내부공간을 분할한다.

이에 따라 상기 격벽중앙부재(121)는 저장몸체 내부에 저장된 액체가스에 의하여 발생하는 슬로싱 현상을 감쇄할 수 있다.

그리고 일반적으로 탱크 내에서의 최대 슬로싱은 장축방향(길이방향)으로 발생하므로, 상기 격벽중앙부재(121)는 상기 저장몸체의 장축방향(길이방향)과 수직방향인 폭방향으로 설치된다.

상기 브릿지 부재(122)는 일단이 상기 격벽중앙부재(121)와 연결되고 타단이 상기 저장몸체(110)와 연결되어 상기 격벽중앙부재(121)를 지지한다.

상기 브릿지 부재(122)는 상기 격벽중앙부재(121)를 중심으로 방사형상으로 복수개가 형성되어 상기 격벽중앙부재(121)를 안정적으로 지지하는 구조로 이루어져 자체 강성을 유지함으로써 별도의 추가보강재가 불필요하게 된다.

또한, 상기 브릿지 부재(122)는 일측방향으로 라운드지게 절곡되게 형성되어 액체가스로 인한 저장몸체의 수축/ 팽창 시. 저장몸체의 변위를 흡수함으로써, 상기 격벽중앙부재(121)가 상기 저장몸체(110)의 수축/팽창에 영향을 받지 않도록 한다. 본 실시예에서는 상기 브릿지 부재(122)가 절곡되게 형성되어 있으나, 측면에서 보았을 때 상기 격벽중앙부재가 상기 브릿지부재와 상기 저장몸체와의 결합부보다 전방 또는 후방에 위치한다면 상기 브릿지부재는 직선형상 또는 그 이외의 다른 형상으로 형성되는 것도 가능하다.

상기 격벽중앙부재(121)와 상기 브릿지 부재(122)로 이루어진 본 실시예의 격벽부(120)는 구조가 매우 단순하여 중량절감효과가 크다는 장점을 가진다.

도 4를 참조하면, 상기 브릿지부재(122)와 상기 저장몸체(110)의 내측면 사이에는 진공링 부재(130)가 형성된다.

상기 브릿지 부재(122)의 일단은 상기 진공링부재(130)의 내측과 결합되고, 상기 진공링부재(130)의 외측은 상기 저장몸체(110)의 내측면과 결합된다. 본 실시예의 액체저장탱크(100)는 상기 브릿지부재가 구조상으로 변형이 가능하게 형성됨에 따라 종래의 격벽 설치구조에서 요구되었던 격벽과 저장몸체 사이의 연결스프링이 별도로 요구되지 않는다는 장점을 가진다.

또한 본 실시예에 따른 액체저장탱크(100)는, 상기 브릿지부재(122)가 격벽중앙부재(121)를 지지하는 구조로 이루어져 저장몸체의 형상이 변경되더라도 격벽중앙부재를 변형할 필요 없이 브릿지 부재(122)의 형상을 약간만 변형하면 되므로, 다양한 형상의 액체저장탱크를 제공할 수 있다는 장점을 가진다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체저장탱크(200)의 정단면도이다. 도 6을 참조하면, 저장몸체(210)가 하나의 원통형상이 아닌 두개의 원통을 붙여놓은 형태로 이루어진다. 상기 저장몸체(210)에는 두개의 격벽중앙부재(221)가 형성되며, 상기 격벽중앙부재 각각을 중심으로 방사형상으로 이루어진 브릿지부재(222)가 형성된다.

이와 같이 저장몸체의 형태가 변형되는 경우에도, 격벽중앙부재의 변형 없이도 형상에 맞추어 격벽중앙부재를 용이하게 설치할 수 있다는 장점을 가진다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 해양 부유물에 장착되어 액체를 저장하는 액체저장탱크에 있어서,
   액체를 저장하는 저장몸체; 및
   상기 저장몸체의 내부에 배치되어 상기 저장몸체의 내부공간을 분할하는 링형상의 격벽중앙부재와, 상기 격벽중앙부재와 상기 저장몸체의 내측면을 연결시키는 브릿지부재를 포함하는 격벽부;
   를 포함하는 액체저장탱크
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 저장몸체는 장축을 가지는 장방형 형상으로 이루어지고,
   상기 격벽중앙부재는, 상기 저장몸체의 장축과 수직방향인 폭 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 브릿지 부재는, 절곡되어 형성되며, 상기 격벽중앙부재를 중심으로 방사형상으로 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 액체저장탱크
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 브릿지 부재와 상기 저장몸체의 내측면 사이에 양단이 각각 결합되는 진공링부재를 더 포함하는 액체저장탱크.

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