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KR102742797B1 - 액화 가스를 위한 저장 시설 - Google Patents

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KR102742797B1
KR102742797B1 KR1020217011303A KR20217011303A KR102742797B1 KR 102742797 B1 KR102742797 B1 KR 102742797B1 KR 1020217011303 A KR1020217011303 A KR 1020217011303A KR 20217011303 A KR20217011303 A KR 20217011303A KR 102742797 B1 KR102742797 B1 KR 102742797B1
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브루노 델레트레
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가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
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Abstract

본 발명은 하중-지탱 구조체와 탱크를 포함하는 저장 시설에 관한 것으로서, 상기 탱크는 적어도 제1 탱크 벽과 제2 탱크 벽을 포함하고, 각각의 탱크 벽은 적어도 하나의 밀봉 멤브레인과 적어도 하나의 단열 장벽을 포함하며, 상기 시설은 연결 구조체(11)를 포함하고, 상기 연결 구조체(11)는 제1 및 제2 패널(14)로 구성된 메인 빔(12)을 포함하며, 상기 연결 구조체(11)는 또한 상기 제1 패널(13)에 부착된 적어도 하나의 제1 연결 플레이트(19)와 상기 제2 패널(14)에 부착된 제2 연결 플레이트(20)를 포함하고, 상기 하중-지탱 구조체는 적어도 하나의 제1 부착 플랜지(21)와 적어도 하나의 제2 부착 플랜지(22)를 포함하며, 상기 제1 연결 플레이트(19)는 제1 부착 플랜지(21)에 부착되고 상기 제2 연결 플레이트(20)는 제2 부착 플랜지(22)에 부착된다.

Description

액화 가스를 위한 저장 시설
본 발명은 멤브레인 유형의 밀봉 및 단열 탱크의 분야에 관한 것이다. 본 발명은, 예를 들어 -50℃ 내지 0℃ 사이의 온도에서 액화석유가스(LPG)의 수송 또는 대기압에서 대략 -162℃에서 액화천연가스(LNG)의 수송을 위한 탱크와 같은, 특히 저온에서 액화 가스의 저장 및/또는 수송을 위한 밀봉 및 단열 탱크의 분야에 관한 것이다. 이러한 탱크들은 육상에 또는 부유 구조물상에 설치될 수 있다. 부유 구조물의 경우에, 탱크는 액화 가스를 수송하거나 또는 부유 구조물의 추진을 위한 연료로서 역할을 하는 액화 가스를 수용하도록 의도된 것일 수 있다.
일 실시예에서, 액화 가스는 LNG이며, 즉 대기압에서 대략 -162℃의 온도로 저장되는 높은 메탄 함량을 가진 혼합물이다. 다른 액화 가스, 특히, 에탄, 프로판, 부탄 또는 에틸렌도 구상될 수 있다.
특허문헌 WO2013124556호는 단열 장벽이 다수의 병치된 단열 블록들로 형성된 밀봉 및 단열 탱크를 서술하고 있다. 이러한 단열 블록들은 탱크 벽의 두께 방향으로 연속적으로 하부 플레이트, 하부 구조 단열 발포체, 중간 플레이트, 상부 구조 단열 발포체 및 커버 플레이트를 포함한다. 이러한 단열 블록들에서, 플레이트들은 구조 단열 발포체에 의해 탱크 벽의 두께 방향으로 서로로부터 거리를 두고 홀딩된다.
LNG를 적재 및 하역할 때, 온도 및 탱크의 충전 상태의 변화는 탱크의 멤브레인들에 높은 응력을 부과한다. 마찬가지로, 해양 수송 중에 선박의 움직임은 탱크의 장벽들에 높은 힘을 가한다. 탱크의 밀봉 및 단열 특성의 열화를 방지하기 위해, 적어도 이차 밀봉 멤브레인은 탱크의 횡방향 벽과 길이방향 벽 사이의 코너들의 레벨에서 연결 구조체의 도움으로 하중-지탱 구조체에 고정된다.
연결 구조체들을 한편으로는 하중-지탱 구조체에 고정시키고 다른 한편으로는 밀봉 멤브레인들에 연결하는 것은 멤브레인들과 선박의 선체 사이의 힘들의 전달을 가능하게 하며, 이에 따라 탱크의 전체 구조를 강화시킨다.
연결 구조체는 특히 밀봉 장벽들을 형성하는 금속 요소들의 열수축, 바다에서 선체의 변형 및 탱크들의 충전 상태에 기인한 인장력의 흡수를 가능하게 한다.
본 발명의 몇몇 측면들은 탱크가 높은 온도 변화를 겪을 경우에, 예를 들어 탱크에 액화 가스를 적재할 때, 이 유형의 연결 구조체와 조립된 이 유형의 단열 장벽은 탱크 벽에서 두께 차이를 발생시킬 수 있다는 관찰에서 유래한다. 실제로, 단열 장벽이 밀봉 멤브레인을 지지하는 연결 구조체보다 더 수축하는 경우 그 결과는 밀봉 멤브레인을 단열 장벽으로부터 멀리 이동시키는 것이다. 요즘, 단열 장벽은 또한 밀봉 멤브레인을 지지하는 기능을 가진다. 따라서, 이 유형의 차이는 밀봉 멤브레인을 약화시키고 손상의 위험을 증가시키는 경향이 있다.
설명의 나머지에서 높은 온도 변화 중에 단열 장벽과 밀봉 멤브레인 사이의 오프셋은 장벽/멤브레인 오프셋(offset)으로 지칭될 것이다.
본 발명 배후의 하나의 아이디어는 이 오프셋을 제한하는 것이다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 하중-지탱 구조체와 상기 하중-지탱 구조체 내에 배치된 밀봉 및 단열 탱크를 포함하는 액화 가스 저장 시설을 제공하며, 상기 탱크는 적어도 상기 하중-지탱 구조체의 제1 하중-지탱 벽에 부착된 제1 탱크 벽과 상기 하중-지탱 구조체의 제2 하중-지탱 벽에 부착된 제2 탱크 벽을 포함하고, 각각의 탱크 벽은 적어도 하나의 밀봉 멤브레인과 적어도 하나의 단열 장벽을 포함하며, 상기 단열 장벽은 상기 밀봉 멤브레인과 하중-지탱 구조체 사이에 배치되고, 상기 저장 시설은 상기 제1 및 제2 하중-지탱 벽 사이의 에지를 따라서 상기 밀봉 멤브레인을 하중-지탱 구조체에 부착시키도록 구성된 연결 구조체를 포함하며,
상기 연결 구조체는, 상기 제1 하중-지탱 벽에 평행하며 상기 제1 탱크 벽의 밀봉 멤브레인에 밀봉 방식으로 부착된 제1 패널과 상기 제2 하중-지탱 벽에 평행하며 상기 제2 탱크 벽의 밀봉 멤브레인에 밀봉 방식으로 부착된 제2 패널로 구성된 메인 빔(main beam)을 포함하고, 상기 연결 구조체는 또한, 상기 제1 패널에 부착되며 상기 제2 하중-지탱 벽의 방향으로 상기 제1 패널에 평행하게 연장된 적어도 하나의 제1 연결 플레이트와, 상기 제2 패널에 부착되며 상기 제1 하중-지탱 벽의 방향으로 상기 제2 패널에 평행하게 연장된 적어도 하나의 제2 연결 플레이트를 포함하며,
상기 하중-지탱 구조체는 상기 에지로부터 거리를 두고 상기 제2 하중-지탱 벽으로부터 상기 제1 탱크 벽에 평행하게 돌출된 적어도 하나의 제1 부착 플랜지와, 상기 에지로부터 거리를 두고 상기 제1 하중-지탱 벽으로부터 상기 제2 탱크 벽에 평행하게 돌출된 적어도 하나의 제2 부착 플랜지를 포함하며,
상기 제1 연결 플레이트는 상기 제1 부착 플랜지에 부착되고, 상기 제2 연결 플레이트는 상기 제2 부착 플랜지에 부착되며,
상기 제2 하중-지탱 벽과 상기 메인 빔의 제2 패널 사이에서 연장되며 상기 제1 부착 플랜지와 제1 연결 플레이트를 포함하는 제1 조립체는 상기 탱크가 비어 있는 상태에서 주위 온도로부터 채워진 상태에서 평형 온도까지 냉각될 때 상기 제2 탱크 벽의 단열 장벽의 열수축과 실질적으로 동일한 열수축을 가지며, 상기 제1 하중-지탱 벽과 상기 메인 빔의 제1 패널 사이에서 연장되며 상기 제2 부착 플랜지와 제2 연결 플레이트를 포함하는 제2 조립체는 상기 탱크가 비어 있는 상태에서 주위 온도로부터 채워진 상태에서 평형 온도까지 냉각될 때 상기 제1 탱크 벽의 단열 장벽의 열수축과 실질적으로 동일한 열수축을 가지도록, 상기 밀봉 멤브레인과 메인 빔은 0.5x10-6 내지 7.5x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 금속 합금으로 만들어지고, 적어도 제1 및 제2 부착 플레이트들은 열팽창계수가 20x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)인 재료로 만들어지며, 상기 단열 장벽은 열팽창계수가 20x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)인 재료로 만들어진다.
상기 채워진 상태는 상기 탱크가 부분적으로 또는 완전히 채워진 상태에 대응된다.
상기한 특징들 덕분에, 상기 연결 구조체는, 메인 빔의 팽창계수보다 더 높고 단열 장벽의 열팽창계수와 동일한 정도의 크기인 팽창계수를 가진 연결 플레이트들을 가지며, 이는 연결 구조체와 이에 따른 밀봉 멤브레인이 단열 장벽의 열 수축 중에 두께 방향으로의 이동을 뒤따르게 할 수 있다. 따라서, 상이한 재료들로 구성된 하중-지탱 구조체의 구성은 너무 높은 멤브레인/장벽 오프셋을 방지하기 위해 높은 온도 변화 후에 밀봉 및 단열 탱크의 탱크 벽들의 두께 변화 현상의 효율적인 관리를 가능하게 한다.
상기한 유형의 저장 시설의 실시예들은 아래의 특징들 중 하나 이상을 가진다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 연결 플레이트와 제1 부착 플랜지 사이의 부착 및/또는 상기 제2 연결 플레이트와 제2 부착 플랜지 사이의 부착은 용접, 접착, 리벳 또는 볼트에 의해 실행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 연결 플레이트와 제1 패널 사이의 부착 및/또는 상기 제2 연결 플레이트와 제2 패널 사이의 부착은 용접, 접착, 리벳 또는 볼트에 의해 실행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 패널은 제1 벽의 밀봉 멤브레인에 밀봉 방식으로, 즉 두 개의 요소들 사이에 연속적인 용접 비드로 용접된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 패널은 제1 탱크 벽의 밀봉 멤브레인에 밀봉 방식으로, 즉 두 개의 요소들 사이에 연속적인 용접 비드로 용접된다.
따라서, 상기 연결 구조체는 제1 탱크 벽과 제2 탱크 벽 사이의 교차 영역에서 밀봉 멤브레인의 연속성을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 밀봉 멤브레인은 0.5x10-6 내지 2x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 철과 니켈 합금으로 만들어진다.
일 실시예에 따르면, 상기 밀봉 멤브레인은 6.5x10-6 내지 7.5x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 철과 망간, 예를 들어, 19 내지 22 중량 %의 망간을 가진 합금으로 만들어진다.
일 실시예에 따르면, 상기 연결 구조체는 상기 제1 패널에 부착되며 상기 에지를 따라서 서로로부터 규칙적 또는 불규칙적으로 이격된 다수의 제1 연결 플레이트들을 포함하고, 상기 연결 구조체는 상기 제2 패널에 부착되며 상기 에지를 따라서 서로로부터 규칙적 또는 불규칙적으로 이격된 다수의 제2 연결 플레이트들을 포함한다.
상기 특징들 덕분에, 밀봉 멤브레인과 하중-지탱 구조체 사이의 부착이 서로 이격된 연결 플레이트들에 의해 불연속적인 방식으로 실행된다. 이러한 별개의 부착은 이러한 다양한 요소들 사이의 원하지 않는 휘어짐의 방지와 이에 따른 손상의 방지를 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 부착 플랜지들은 열팽창 계수가 12x10-6 내지 16x10-6K-1 사이(경계값 포함)인 스테인리스 강으로 만들어진다.
일 실시예에 따르면, 상기 단열 장벽은 열팽창계수가 35x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)인 섬유-보강 발포체로 만들어진다.
일 실시예에 따르면, 상기 발포체는 폴리우레탄 발포체이다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 탱크 벽과 제2 탱크 벽의 단열 장벽은 각각 섬유 보강 발포체로 만들어지며, 섬유들은 각각 제1 하중-지탱 벽과 제2 하중-지탱 벽에 평행하게 배향된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 연결 플레이트들은 25x10-6 내지 30x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 철-니켈, 예를 들어 철-니켈-망간 또는 철-니켈-크롬 금속 합금으로 만들어진다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 연결 플레이트들은 20x10-6 내지 30x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 알루미늄-아연 금속 합금으로 만들어진다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 연결 플레이트들은 20x10-6 내지 30x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 높은 함량의 망간을 가진, 예를 들어, 적어도 50%의 망간을 가진 합금으로 만들어진다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 연결 플레이트들은 20x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 폴리머 재료, 아마도 섬유 보강된 폴리머 재료로 만들어진다.
일 실시예에 따르면, 상기 단열 장벽은 탱크 벽의 두께 방향으로 250 내지 800mm 사이(경계값 포함)의 치수를 가진다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 연결 플레이트들은 탱크 벽의 두께 방향으로 150mm보다 큰 치수, 바람직하게는 200 내지 500mm 사이(경계값 포함)의 치수, 더욱 바람직하게는 300 내지 400mm의 치수를 가진다.
상기 특징들 덕분에, 제1 및 제2 연결 플레이트들은 제1 조립체와 제2 조립체의 열 수축들이 단열 장벽의 열 수축과 실질적으로 동일하도록 하기에 충분한 치수를 가진다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 부착 플랜지들은 상기 밀봉 탱크의 두께 방향으로 30mm보다 큰, 바람직하게는 40 내지 80mm 사이(경계값 포함)의 치수를 가진다.
상기 특징들 덕분에, 제1 및 제2 부착 플랜지들은, 제1 및 제2 연결 플레이트에 제1 및 제2 부착 플랜지들의 부착을, 예를 들어, 용접 토치의 도움으로 용접을 가능하게 하기에 충분한 치수를 가진다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 연결 플레이트는 상기 제1 벽의 일차 단열 장벽과 상기 제1 벽의 이차 단열 장벽 사이에서 상기 제1 패널에 부착되고, 상기 제2 연결 플레이트는 상기 제2 벽의 일차 단열 장벽과 상기 제2 벽의 이차 단열 장벽 사이에서 상기 제2 패널에 부착된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 연결 플레이트는 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 제2 단부 사이의 중심부를 포함하며, 상기 제1 단부는 제1 부착 플랜지에 부착되고, 상기 제2 단부는 제1 패널에 부착되며, 상기 중심부의 단면은 상기 제1 및 제2 단부들의 단면과 상이하고, 상기 중심부의 단면은 바람직하게는 상기 제1 및 제2 단부들의 단면보다 작다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 연결 플레이트는 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 제2 단부 사이의 중심부를 포함하며, 상기 제1 단부는 제2 부착 플랜지에 부착되고, 상기 제2 단부는 제2 패널에 부착되며, 상기 중심부의 단면은 상기 제1 및 제2 단부들의 단면과 상이하고, 상기 중심부의 단면은 바람직하게는 상기 제1 및 제2 단부들의 단면보다 작다.
따라서, 상기 중심부와 단부들 사이의 단면의 차이는 이차 단열 장벽과 하중-지탱 벽 사이의 열의 흐름의 감소와 증가된 기계적 피로 강도를 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 패널은 상기 제2 하중-지탱 벽과 상기 제2 벽의 밀봉 멤브레인 사이에서 연장된 제1 고정부(anchor portion)를 포함하고, 상기 제2 패널은 상기 제1 하중-지탱 벽과 상기 제1 벽의 밀봉 멤브레인 사이에서 연장된 제2 고정부를 포함하며, 상기 제1 연결 플레이트는 상기 제1 고정부에 부착되고, 상기 제2 연결 플레이트는 상기 제2 고정부에 부착된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 패널 부분과 상기 제2 패널 부분은 밀봉 및 단열 탱크의 두께 방향으로 30mm보다 큰 치수, 바람직하게는 40 내지 80mm 사이의 치수를 가진다.
상기 특징들 덕분에, 상기 제1 패널 부분과 상기 제2 패널 부분은, 상기 제1 연결 플레이트와 제2 연결 플레이트 각각에 용접 토치의 도움으로 상기 제1 패널 부분과 상기 제2 패널 부분의 용접을 가능하게 하는 특정 치수를 가진다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 패널 부분과 상기 제2 패널 부분은 각각 제1 패널 고정부와 제2 패널 고정부이며, 상기 제1 패널은 제1 벽의 밀봉 멤브레인에 부착된 제1 패널 수용부를 포함하고, 상기 제2 패널은 제2 벽의 밀봉 멤브레인에 부착된 제2 패널 수용부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 패널과 제2 패널은 용접 연결에 의해 서로 직각으로 부착되며, 상기 제1 패널 수용부와 제1 패널 고정부는 용접 연결부의 양측에 각각 위치하고, 상기 제2 패널 수용부와 제2 패널 고정부는 용접 연결부의 양측에 각각 위치한다.
일 실시예에 따르면, 상기 단열 장벽은 이차 단열 장벽이고 상기 밀봉 멤브레인은 이차 밀봉 멤브레인이며, 상기 제1 탱크 벽과 제2 탱크 벽은, 상기 탱크의 외부로부터 내부쪽으로 두께 방향으로, 상기 이차 단열 장벽, 상기 이차 밀봉 멤브레인, 상기 이차 밀봉 멤브레인에 의해 지지되는 일차 단열 장벽, 및 상기 일차 단열 장벽에 의해 지지되는 일차 밀봉 멤브레인을 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 이차 단열 장벽은 다수의 병치된 평행육면체 단열 블록들을 포함하고, 상기 이차 밀봉 멤브레인은 다수의 평행한 스트레이크들(strakes)을 포함하며, 스트레이크는 이차 단열 장벽의 단열 패널들의 상부 표면상에 놓인 평면 중심부와 상기 중심부에 비해 일차 밀봉 멤브레인쪽으로 돌출된 두 개의 융기된 에지들을 포함하고, 상기 스트레이크들은 반복되는 패턴에 따라 병치되며 융기된 에지들의 레벨에서 밀봉 방식으로 함께 용접되고, 이차 단열 장벽의 단열 블록들에 고정된 고정 플랜지들은 이차 단열 장벽상에 이차 밀봉 멤브레인을 유지하기 위해 병치된 스트레이크들 사이에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 상기 일차 밀봉 멤브레인은 주름진 금속 플레이트들이다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 하중-지탱 구조체와 상기 하중-지탱 구조체 내에 배치된 밀봉 및 단열 탱크를 포함하는 액화 가스 저장 시설을 제조하는 방법을 제공하며, 상기 탱크는 적어도 상기 하중-지탱 구조체의 제1 하중-지탱 벽에 부착된 제1 탱크 벽과 상기 하중-지탱 구조체의 제2 하중-지탱 벽에 부착된 제2 탱크 벽을 포함하고, 각각의 탱크 벽은 적어도 하나의 밀봉 멤브레인과 적어도 하나의 단열 장벽을 포함하며, 상기 단열 장벽은 상기 밀봉 멤브레인과 하중-지탱 구조체 사이에 배치되고, 상기 저장 시설은 상기 제1 및 제2 하중-지탱 벽 사이의 에지를 따라서 상기 밀봉 멤브레인을 하중-지탱 구조체에 부착시키도록 구성된 연결 구조체를 포함하며,
상기 연결 구조체는, 상기 제1 하중-지탱 벽에 평행하며 상기 제1 탱크 벽의 밀봉 멤브레인에 밀봉 방식으로 부착된 제1 패널과 상기 제2 하중-지탱 벽에 평행하며 상기 제2 탱크 벽의 밀봉 멤브레인에 밀봉 방식으로 부착된 제2 패널로 구성된 메인 빔(main beam)을 포함하고, 상기 연결 구조체는 또한, 상기 제1 패널에 부착되며 상기 제2 하중-지탱 벽의 방향으로 상기 제1 패널에 평행하게 연장된 적어도 하나의 제1 연결 플레이트와, 상기 제2 패널에 부착되며 상기 제1 하중-지탱 벽의 방향으로 상기 제2 패널에 평행하게 연장된 적어도 하나의 제2 연결 플레이트를 포함하며,
상기 하중-지탱 구조체는 상기 에지로부터 거리를 두고 상기 제2 하중-지탱 벽으로부터 상기 제1 탱크 벽에 평행하게 돌출된 적어도 하나의 제1 부착 플랜지와, 상기 에지로부터 거리를 두고 상기 제1 하중-지탱 벽으로부터 상기 제2 탱크 벽에 평행하게 돌출된 적어도 하나의 제2 부착 플랜지를 포함하며,
상기 제1 연결 플레이트는 상기 제1 부착 플랜지에 부착되고, 상기 제2 연결 플레이트는 상기 제2 부착 플랜지에 부착되며,
상기 밀봉 멤브레인과 메인 빔은 0.5x10-6 내지 7.5x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 금속 합금으로 만들어지며,
상기 방법은:
- 20x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 적어도 제1 및 제2 부착 플레이트들의 재료를 선택하는 단계,
- 20x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 상기 단열 장벽의 재료를 선택하는 단계를 포함하며,
상기 제2 하중-지탱 벽과 상기 메인 빔의 제2 패널 사이에서 연장되며 상기 제1 부착 플랜지와 제1 연결 플레이트를 포함하는 제1 조립체는 상기 탱크가 비어 있는 상태에서 주위 온도로부터 채워진 상태에서 평형 온도까지 냉각될 때 상기 제2 탱크 벽의 단열 장벽의 열수축과 실질적으로 동일한 열수축을 가지며, 상기 제1 하중-지탱 벽과 상기 메인 빔의 제1 패널 사이에서 연장되며 상기 제2 부착 플랜지와 제2 연결 플레이트를 포함하는 제2 조립체는 상기 탱크가 비어 있는 상태에서 주위 온도로부터 채워진 상태에서 평형 온도까지 냉각될 때 상기 제1 탱크 벽의 단열 장벽의 열수축과 실질적으로 동일한 열수축을 가지도록, 상기 선택 단계들이 실행된다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 밀봉 및 단열 탱크의 두께 방향으로 상기 단열 장벽의 치수를, 예를 들어 250 내지 500mm 사이에서, 선택하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 밀봉 및 단열 탱크의 두께 방향으로 상기 제1 및 제2 연결 플레이트들의 치수를, 예를 들어 150mm보다 큰 값으로, 선택하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 밀봉 및 단열 탱크의 두께 방향으로 상기 제1 및 제2 부착 플랜지들의 치수를, 예를 들어 50mm보다 큰 값으로, 선택하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 밀봉 및 단열 탱크의 두께 방향으로 상기 제1 패널 부분과 상기 제2 패널 부분의 치수를, 예를 들어 50mm보다 큰 값으로, 선택하는 단계를 포함한다.
상기한 유형의 저장 시설은, 예를 들어 LNG를 저장하기 위한, 육상 저장 시설이거나 해안 또는 원양의, 특히 메탄 수송선, 부유 저장 및 재기화 유닛(FSRU), 부유 생산 저장 및 하역(FPSO) 유닛, 등의 부유 저장 시설일 수 있다. 이러한 유형의 저장 시설은 임의의 유형의 선박 내의 연료 탱크로서의 역할을 할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 저온 액체 제품을 수송하기 위한 선박은 이중 선체 및 위에서 언급된 저장 시설을 포함하며, 상기 이중 선체의 부분은 상기 저장 시설의 하중-지탱 구조체를 형성한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 상기한 유형의 선박의 적재 또는 하역 방법을 제공하며, 저온 액체 제품은 단열 파이프들을 통해 부유 또는 육상 저장 시설로부터 상기 선박의 탱크로 또는 상기 선박의 탱크로부터 부유 또는 육상 저장 시설로 운반된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 저온 액체 제품을 위한 이송 시스템을 제공하며, 상기 시스템은 상술한 선박, 상기 선박의 선체 내에 설치된 탱크를 부유 또는 육상 저장 시설에 연결하는 방식으로 배치된 단열 파이프들, 및 상기 단열 파이프들을 통해 부유 또는 육상 저장 시설로부터 상기 선박의 탱크로 또는 상기 선박의 탱크로부터 부유 또는 육상 저장 시설로 저온 액체 제품의 흐름을 구동시키기 위한 펌프를 포함한다.
오로지 비제한적인 도시(illustration)로서 제공된 본 발명의 특정 실시예들의 첨부된 도면들을 참조한 다음의 설명 중에 본 발명은 더 잘 이해될 것이며, 본 발명의 다른 목적들, 상세 사항들, 특징들 및 이점들은 더 명확하게 될 것이다.
- 도 1은 두 개의 탱크 벽들에 의해 형성된 코너의 레벨에서 탱크의 단면도이다.
- 도 2는 오직 연결 구조체와 하중-지탱 구조체만 나타낸 도 1의 탱크의 개략적 사시도이다.
- 도 3은 다수의 단열 장벽 실시예에 대해 용인되는 멤브레인/장벽 오프셋에 따라서 연결 플레이트가 가질 수 있는 열팽창계수를 나타내는 그래프이다.
- 도 4는 멤브레인/장벽 오프셋의 다수의 값들에 대해 단열 장벽의 열팽창계수에 따라서 연결 플레이트가 가질 수 있는 열팽창계수를 나타내는 그래프이다.
- 도 5는 밀봉 및 단열 탱크를 포함하는 메탄 수송선과 그 탱크를 적재/하역하기 위한 터미널의 개략적인 절개 도면이다.
탱크 벽은 하중-지탱 구조체(load-bearing structure)의 하중-지탱 벽에 부착된다. 관례상, 지구 중력장에 대한 탱크 벽의 방향이 어떻더라도, "에(on)" 또는 "위에(above)"는 탱크의 내부에 더 가까이 놓여 있는 위치를 나타내며, "아래에(under 또는 below)"는 하중-지탱 구조체에 더 가까이 놓여 있는 위치를 나타낸다.
도 1에는 액화 가스, 예컨대 액화천연가스(LNG)의 저장을 위한 밀봉 및 단열 탱크의 두 개의 탱크 벽들(1, 101)의 다층 구조가 나타나 있다. 각각의 탱크 벽(1, 101)은, 두께 방향으로, 탱크의 외부로부터 내부쪽으로, 하중-지탱 벽(3, 103)상에 유지되는 이차 단열 장벽(2, 102), 상기 이차 단열 장벽(2, 102)에 기대어 있는 이차 밀봉 멤브레인(4, 104), 상기 이차 밀봉 멤브레인(4, 104)에 기대어 있는 일차 단열 장벽(5, 105), 탱크 내에 담긴 액화 가스와 접촉하도록 의도된 일차 밀봉 멤브레인(6, 106)을 연속적으로 포함한다.
상기 하중-지탱 구조체는 특히 선박의 선체 또는 이중 선체에 의해 형성될 수 있다. 상기 하중-지탱 구조체는 탱크의 일반적인 형상, 보통 다면체 형상을 형성하는 다수의 하중-지탱 벽들(3, 103)을 포함한다. 두 개의 하중-지탱 벽들(3, 103)은 에지(100)에서 연결되어 2면 각(dihedral angle)을 형성하며, 이는 다양한 값들을 가질 수 있다. 여기에서는 90°의 값이 표시된다.
상기 이차 단열 장벽(2, 102)은 그 자체가 알려진 유지 장치들(미도시)에 의해 하중-지탱 벽(3, 103)에 고정된 다수의 이차 단열 패널들(7, 107)을 포함한다.
이차 단열 패널(7, 107)은 예를 들어 합판(plywood)으로 이루어진 하부 플레이트, 커버 플레이트 및 해당되는 경우에 중간 플레이트를 포함한다. 또한, 상기 이차 단열 패널(7, 107)은 하부 플레이트, 커버 플레이트 및 해당되는 경우에 중간 플레이트 사이에 끼워져 이들에 접착되는 단열 폴리머 발포체의 하나 이상의 층들을 포함한다. 상기 단열 폴리머 발포체는 특히, 선택적으로 섬유들에 의해 보강된, 폴리우레탄 기반 발포체일 수 있다.
상기 이차 밀봉 멤브레인(4, 104)은 융기된 에지들을 가진 금속 스트레이크들(metal strakes)의 연속적인 층을 포함한다. 스트레이크들은 그들의 융기된 에지들에 의해 이차 단열 패널들(7, 107)의 커버 플레이트들에 형성된 홈들 내에 고정된 평행한 용접 지지부들에 용접된다. 스트레이크들은 예를 들어 Invar®: 즉 일반적으로 1.2x10-6 내지 2x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 철과 니켈의 합금으로 만들어진다. 또한, 일반적으로 대략 7x10-6K-1의 열팽창계수를 가진 철과 망간의 합금들을 사용하는 것도 가능하다.
상기 일차 단열 장벽(5, 105)은 다수의 일차 단열 패널들(8, 108)을 포함하며, 이들은 그 자체가 알려진 다양한 구조체들에 따라 제조될 수 있다.
상기 일차 밀봉 멤브레인(6, 106)은 다양한 방식들로 제조될 수 있다. 도 1에서, 일차 밀봉 멤브레인은 두 개의 시리즈의 상호 직교하는 주름들을 특징으로 하는 시트 금속(sheet metal)의 연속적인 층을 포함한다. 제1 시리즈의 주름들(9, 109)은 에지(100)에 직각으로 연장된다. 제2 시리즈의 주름들(10, 110)은 에지(100)에 평행하게 연장된다. 두 개의 시리즈의 주름들은 규칙적인 간격 또는 주기적으로 불규칙적인 간격을 가질 수 있다.
이제, 도 1과 2를 참조하여 두 개의 탱크 벽들(1, 101) 사이의 연결 지점의 레벨에서 상기 탱크의 이차 요소의 구조가 더욱 구체적으로 서술될 것이다.
상기 제1 탱크 벽(1)의 이차 밀봉 멤브레인(4)과 상기 제2 탱크 벽(101)의 이차 밀봉 멤브레인(104)은 탱크의 코너의 레벨에서, 즉 두 개의 하중-지탱 벽들(3, 103)이 연결되는 에지(100) 가까이에서 연결 구조체(11)의 도움으로 하중-지탱 구조체에 고정된다.
상기 연결 구조체(11)는 에지(100)에 평행하게 배치된 금속 메인 빔(metal main beam)(12)을 포함한다. 상기 메인 빔(12)은 하중-지탱 벽(3)에 평행하게 연장된 제1 패널(13)과 하중-지탱 벽(103)에 평행하게 연장된 제2 패널(14)을 포함한다. 이 두 개의 패널들(13, 14)은 용접 연결에 의해 두 개의 하중-지탱 벽들(3, 103) 사이에 형성된 각도, 즉 여기서는 직각에 대응되는 각도로 조립된다. 예를 들어, 상기 제2 패널(14)은 상기 제1 패널(13)의 각개의 서로 반대 측면들에 용접된 두 개의 플레이트들로 형성될 수 있으며, 이들은 일체로 제조되거나 서로 용접된 다수의 플레이트들의 형태로 동일하게 제조될 수 있다. 따라서, 상기 메인 빔(12)은 십자 형상이다.
상기 하중-지탱 구조체와 상기 패널들(13, 14)의 용접 연결부 사이에 연장된 상기 제1 패널(13)의 부분은, 이차 밀봉 멤브레인(4) 내의 인장력을 흡수하기 위해 연결 구조체(11)가 하중-지탱 벽(103)에 연결되도록 할 수 있는 고정부(anchor portion)(15)이다. 마찬가지로, 상기 하중-지탱 구조체와 상기 패널들(13, 14)의 용접 연결부 사이에 연장된 상기 제2 패널(14)의 부분은, 이차 밀봉 멤브레인(104) 내의 인장력을 흡수하기 위해 연결 구조체(11)를 하중-지탱 벽(3)에 연결하기 위한 고정부(16)이다.
두 개의 패널들(13, 14)의 용접 연결부를 넘어서 연장되고 이차 단열 장벽(2)과 일차 단열 장벽(5) 사이의 상기 제1 패널(13)의 부분은 이차 밀봉 멤브레인(4)의 에지가 용접되는 수용부(receiving portion)(17)이다. 마찬가지로, 두 개의 패널들(13, 14)의 용접 연결부를 넘어서 연장되고 이차 단열 장벽(102)과 일차 단열 장벽(105) 사이의 상기 제2 패널(14)의 부분은 이차 밀봉 멤브레인(104)의 에지가 용접되는 수용부(18)이다.
상기 연결 구조체(11)는 또한 제1 패널(13)의 고정부(15)에 부착되며 하중-지탱 벽(103)의 방향으로 제1 패널(13)에 평행하게 연장된 적어도 하나의 제1 연결 플레이트(19)를 포함한다. 마찬가지로, 상기 연결 구조체(11)는 제2 패널(14)의 고정부(16)에 부착되며 하중-지탱 벽(3)의 방향으로 제2 패널(14)에 평행하게 연장된 적어도 하나의 제2 연결 플레이트(20)를 포함한다.
상기 하중-지탱 구조체는 에지(100)로부터 거리를 두고 하중-지탱 벽(103)으로부터 탱크 벽(1)에 평행하게 돌출된 제1 부착 플랜지(21)와, 에지(100)로부터 거리를 두고 하중-지탱 벽(3)으로부터 탱크 벽(101)에 평행하게 돌출된 제1 부착 플랜지(22)를 포함한다.
상기 제1 연결 플레이트(19)는 제1 패널(13)의 고정부(15)를 하중-지탱 벽(103)에 연결하는 방식으로 제1 부착 플랜지(21)에 부착된다. 마찬가지로, 상기 제2 연결 플레이트(20)는 제2 패널의 고정부를 하중-지탱 벽(3)에 연결하는 방식으로 제2 부착 플랜지(22)에 부착된다. 이 방식으로, 이차 밀봉 멤브레인들(4, 104)은 연결 구조체(11)의 중개를 통해 하중-지탱 구조체에 고정된다.
상기 연결 구조체와 하중-지탱 벽들(3, 103) 사이의 부착은 별개의 방식으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 패널(13)의 고정부(15)는 에지(100)를 따라서 서로로부터 규칙적으로 이격된 다수의 제1 연결 플레이트들(19)에 의해 제1 부착 플랜지(21)에 부착된다. 마찬가지로, 상기 제2 패널(14)의 고정부(16)는 에지(100)를 따라서 서로로부터 규칙적으로 이격된 다수의 제2 연결 플레이트들(20)에 의해 제2 부착 플랜지(22)에 부착된다.
도 2는 연결 구조체와 하중-지탱 벽들(3, 103) 사이의 다른 실시예에 따른 부착을 사시도로 나타낸다. 도 1의 실시예에서와 같이 그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 연결 구조체와 하중-지탱 벽들(3, 103) 사이의 부착은 별개의 방식으로 실행된다. 상기 제1 패널(13)은 에지(100)를 따라서 서로로부터 규칙적으로 이격된 다수의 제1 연결 플레이트들(19)에 의해 제1 부착 플랜지(21)에 부착된다. 마찬가지로, 상기 제2 패널(14)은 에지(100)를 따라서 서로로부터 규칙적으로 이격된 다수의 제2 연결 플레이트들(20)에 의해 제2 부착 플랜지(22)에 부착된다.
더욱이, 이 실시예에서, 상기 제2 패널(14)은 오직 하나의 플레이트로 형성되고 상기 제1 패널(13)은 오직 하나의 플레이트로 형성되며, 그 결과 상기 제1 패널(13)과 제2 패널(14)은 그들의 에지들 중 하나에 의해 서로 용접되거나, 또는 상기 제1 하중-지탱 벽(3)과 제2 하중-지탱 벽(103) 사이의 각도와 동일한 각도로 벤딩됨으로써 제조된다. 따라서, 상기 제1 패널(13)과 제2 패널(14)은 오직 이차 단열 장벽(2, 102)과 일차 단열 장벽(5, 105) 사이에서 연장된다. 이에 따라, 여기서 상기 연결 플레이트들(19, 20)은 이차 단열 장벽(2, 102)과 일차 단열 장벽(5, 105) 사이에서 메인 빔(12)에 고정된다. 따라서, 도시된 예에서, 상기 메인 빔(12)은 L-형상이다.
추가적으로, 상기 제1 연결 플레이트들(19)과 제2 연결 플레이트들(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 에지(100)를 따라서 교번할 수 있다. 상기 연결 플레이트들(19, 20)은 에지(100)의 동일한 레벨에서 제1 패널(13)과 제2 패널(14)에 동일하게 부착될 수 있다.
상기 제1 연결 플레이트들(19)과 제2 연결 플레이트들(20)은 제1 부착 플랜지(21)와 제2 부착 플랜지(22)에 각각 용접된 제1 단부, 제1 패널(13)과 제2 패널에 각각 용접된 제2 단부, 상기 제1 단부와 제2 단부 사이의 중심부를 포함한다. 따라서, 상기 중심부는 용접된 단부들에서의 단면들과 상이한 단면을 가질 수 있으며, 예를 들어, 상기 중심부는 단부들에서의 단면보다 더 작다. 이는 유리하게는 이차 장벽(104, 4)과 하중-지탱 벽(3, 102) 사이의 열의 흐름의 감소와 기계적 피로 강도의 향상을 가능하게 한다.
도시되지 않은 실시예에서, 상기 연결 구조체(11)와 하중-지탱 벽들(3, 103) 사이의 부착은 연속적인 방식으로 실행된다. 실제로, 상기 제1 패널(13)의 고정부(15)는, 제1 부착 플랜지(21)의 크기와 동등한 크기를 가진 단일의 제1 연결 플레이트(19)에 의해 또는 에지(100)를 따라서 끝과 끝을 이어서 배치된 다수의 제1 연결 플레이트들(19)에 의해 제1 부착 플랜지(21)에 고정된다. 마찬가지로, 상기 제2 패널(14)의 고정부(16)는, 제2 부착 플랜지(22)의 크기와 동등한 크기를 가진 단일의 제2 연결 플레이트(20)에 의해 또는 에지(100)를 따라서 끝과 끝을 이어서 배치된 다수의 제2 연결 플레이트들(20)에 의해 제2 부착 플랜지(22)에 고정된다.
이제, 장벽/멤브레인 오프셋을 제한하기 위해 상기 연결 구조체(11)를 제조하기 위한 사용 가능한 재료들의 선택을 가능하게 하는 방법들이 서술된다. 이를 위해, 상기 연결 플레이트들(19, 20)의 재료는 이차 단열 장벽(2, 102)의 재료에 따라 연결 플레이트(11)와 이차 단열 장벽(2, 102)이 실질적으로 동일한 방식으로 접촉하는 이러한 방식으로 선택될 수 있다.
다음의 예들에서, 상기 연결 구조체(11), 이차 단열 장벽(2, 102) 및 부착 플랜지들(21, 22)의 치수들과 재료들은 아래와 같이 정해진다.
- 이차 단열 장벽(2, 102)의 두께 방향의 치수: 400mm.
- 부착 플랜지들(21, 22)의 두께 방향의 치수: 50mm.
- 제1 및 제2 패널들(13, 14)의 고정 부분들(15, 16)의 두께 방향의 치수: 50mm.
- 메인 빔(12)의 재료: 1.2x10-6K-1의 열팽창계수를 가진 Invar®.
- 부착 플랜지들(21, 22)의 재료: 15x10-6K-1의 열팽창계수를 가진 강철
사용되는 재료들 내의 열 구배(thermal gradient)는 실질적으로 선형인 것으로 동일하게 추정된다. 이차 밀봉 멤브레인(4, 104)과 하중-지탱 벽(3, 103) 사이의 온도의 변화는 130K와 동일한 것으로 추정된다.
도 3은 가로 좌표 축에 장벽/멤브레인 오프셋을 mm로 표시하고 세로 좌표 축에 연결 플레이트들의 재료가 가질 수 있는 열팽창계수를 K-1로 표시한 그래프를 나타낸다. 이차 단열 장벽(2, 102)의 상이한 종류에 대한 다수의 곡선들(23 내지 28)이 표시되어 있다.
곡선(23)은 열팽창계수가 대략 6x10-6K-1인 합판 박스 섹션들로 제조된 이차 단열 장벽(2, 102)에 대해 장벽/멤브레인 오프셋에 따라 연결 플레이트들(19, 20)이 가질 수 있는 열팽창계수를 나타낸다. 더욱이, 라인(34)은 재료 Invar®의 열팽창계수를 나타낸다. 따라서, 라인(34)과 곡선(23) 사이의 교차점은 Invar®로 만들어진 연결 플레이트들(19, 20)과 합판으로 만들어진 이차 단열 장벽(2, 102)의 조합을 나타낸다.
따라서, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 합판/Invar® 조합은 0.1보다 작은 장벽/멤브레인 오프셋을 가지며, 이 값은 허용되는 범위 내에 위치한다.
이차 밀봉 멤브레인(4, 104)에 대한 손상을 방지하기 위해서는 장벽/멤브레인 오프셋을 0 내지 1mm 사이의 값, 보다 바람직하게는 0 내지 0.8mm 사이의 값으로 제한하는 것이 바람직하는 것이 주목된다. 실제로, 1mm를 넘으면 이차 밀봉 멤브레인(4, 104)은, 이차 밀봉 멤브레인이 이차 단열 장벽(2, 102)에 의해 더 이상 충분히 지지되지 않는 소위 "스텝(step)"효과를 겪게 되고 높은 굽힘력(bending force)을 겪게 된다. 더욱이, 음의 장벽/멤브레인 오프셋, 즉 연결 구조체(11)가 이차 단열 장벽(2, 102)보다 더 수축되는 경우에, 이차 밀봉 멤브레인(4, 104)은 이차 단열 장벽(2, 102)에 바람직하지 않은 압축력을 가하게 될 수 있다. 따라서, 장벽/멤브레인 오프셋의 이상적인 값은 양의 값으로 0mm에 가장 가깝다. 그러나, 연결 플레이트들(19, 20)을 위해 선택된 재료는 이차 밀봉 멤브레인(4, 105)가 겪는 힘들을 균등하게 견딜 수 있어야 하며 이에 따라 그 단부가, 특히 비교적 낮은 온도 값들에서의 당김/압축에서, 충분히 강해야 한다.
곡선들(24, 25, 26, 27 및 28)은 장벽/멤브레인 오프셋에 따라 연결 플레이트들(19, 20)이 가질 수 있는 열팽창계수를 나타낸다.
열팽창계수가 각각 20x10-6K-1, 30x10-6K-1, 40x10-6K-1, 50x10-6K-1, 및 6x10-6K-1인, 예를 들어 단열 발포체로 만들어진, 이차 단열 장벽(2, 102)에 대한 장벽/멤브레인 오프셋에 따라 연결 플레이트들(19, 20)이 가질 수 있는 열팽창계수를 나타낸다.
이러한 예들에서, 이 곡선들로부터, 연결 플레이트들(19, 20)을 위한 재료 Invar®는 열팽창계수가 20x10-6K-1 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)인 단열 발포체들을 위해 가장 적합하지는 않다는 것을 알 수 있다. 실제로, 허용되는 오프셋은 심지어 40x10-6K-1보다 큰 열팽창계수 값들에 대해 0.8mm보다 더 커지게 된다.
예를 들어, 두께 방향에 직각 방향으로 배향된 섬유들로 보강되고 열팽창계수가 50x10-6K-1인 폴리우레탄 발포체의 경우에, 0.8mm의 장벽/멤브레인 오프셋을 얻기 위해서는, 곡선(27) 상의 점(30)은 연결 플레이트들(19, 20)의 재료가 대략 25x10-6K-1의 열팽창계수를 가져야 한다는 것을 보여준다. 더욱이, 장벽/멤브레인 오프셋이 0 내지 0.8mm 사이의 허용되는 범위 내에 유지되도록 하기 위해서는, 연결 플레이트들(19, 20)의 열팽창계수가 대략 25x10-6K-1 내지 65x10-6K-1 사이여야 한다.
도 3의 곡선들은 연결 플레이트들(19, 20)을 위해 사용 가능한 재료를 선택하는 방법을 도시한다. 본 기술분야의 기술자는 다른 가설하에서, 예를 들어 단열 장벽의 상이한 두께에서, 유사한 곡선들을 결정하는 방법을 알게 될 것이다.
실제로, 다음의 방정식은 이러한 다양한 파라미터들에 따라 연결 플레이트(19, 20)의 열팽창계수를 결정할 수 있게 만든다.
여기서,
αp는 연결 플레이트들(19, 20)의 열팽창계수이며,
Lp는 탱크 벽의 두께 방향으로 연결 플레이트들(19, 20)의 치수이며,
Li는 고정부들(15, 16)의 두께 방향의 치수이며,
La는 부착 플랜지들(21, 22)의 두께 방향의 치수이며,
αm은 이차 단열 장벽(2, 102)의 열팽창계수이며,
△Tmax는 이차 밀봉 멤브레인(4, 104)과 하중-지탱 벽(3, 103) 사이의 온도 변화이며,
Ead는 허용되는 장벽/멤브레인 오프셋이다.
도 4는, 도 3에서 사용된 것과 동일한 가설들 하에서, 가로 좌표 축에 이차 단열 장벽(2, 102)의 열팽창계수를 K-1로 표시하고 세로 좌표 축에 연결 플레이트들(19, 20)의 재료의 열팽창계수를 K-1로 표시한 그래프를 나타낸다. 장벽/멤브레인 오프셋의 상이한 값들을 대한 다수의 곡선들이 표시되어 있다.
곡선들(31, 32 및 33)은 장벽/멤브레인 오프셋 0.1mm, 0.8mm 및 1.2mm 각각에 대해, 이차 단열 장벽(2, 102)의 열팽창계수에 따라 연결 플레이트들(19, 20)이 가질 수 있는 열팽창계수를 나타낸다.
아래의 표는 도 3의 점들 A, B 및 C로 표시된 상이한 선택의 예들 A, B, C를 나타내며, 여기서 연결 플레이트의 재료와 조합된 이차 단열 장벽의 재료는 허용되는 범위 내의 장벽/멤브레인 오프셋들이 얻어질 수 있도록 한다.
예 이차 단열 장벽 연결 플레이트 장벽/멤브레인 오프셋

A		 두께에 대해 직각인
섬유-보강 PU 발포체
α=50 10-6K-1 		15 내지 25 중량%의 Ni과
약간의 중량 %의 Mn을 가진 Fe/Ni 합금
α=30 10-6K-1
0.7mm
B PU 발포체
α=60 10-6K-1 		폴리에테르이미드계 수지
α=56 10-6K-1 		0.5mm

C		 탱크 벽의 두께 내부의 섬유-보강 PU 발포체
α=30 10-6K-1 		15 내지 25 중량%의 Ni과
약간의 중량 %의 Cr을 가진 Fe/Ni 합금
α=25 10-6K-1
0.3mm
이차 단열 장벽과 연결 플레이트를 위한 재료들의 선택의 예
도 10을 참조하면, 메탄 수송선(70)의 절개도는 선박의 이중 선체(72) 내에 장착된 각기둥의 전반적인 형상의 밀봉 및 단열 탱크(71)를 보여준다. 상기 탱크(71)의 벽은, 상기 탱크 내에 담겨있는 LNG와 접촉하도록 의도된 일차 밀봉 장벽, 상기 일차 밀봉 장벽과 선박의 이중 선체 사이에 배치된 이차 밀봉 장벽, 및 상기 일차 밀봉 장벽과 이차 밀봉 장벽 사이 및 상기 이차 밀봉 장벽과 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 두 개의 단열 장벽들을 포함한다.
그 자체가 알려진 방식에서, LNG 화물을 상기 탱크(71)로부터 또는 상기 탱크(71)로 이송하기 위해, 상기 선박의 상부 갑판 상에 배치된 적재/하역 파이프들(loading/offloading pipes)(73)은, 적합한 커넥터들에 의해, 해양 또는 항구의 터미널에 연결된다.
도 10은 적재 및/또는 하역 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 육상 설비(77)를 포함하는 해양 터미널의 예를 보여준다. 상기 적재 및/또는 하역 스테이션(75)은 이동식 아암(mobile arm)(74)과 상기 이동식 아암(74)을 지지하는 타워(78)를 포함하는 고정된 해양 설비이다. 상기 이동식 아암(74)은 상기 적재/하역 파이프들(73)에 연결될 수 있는 단열 가요성 튜브들(79)의 묶음을 지지한다. 상기 지향 가능한 이동식 아암(74)은 모든 메탄 수송선(methane tanker) 적재 게이지들에 적합화된다. 도시되지 않은 연결 파이프는 상기 타워(78) 내부로 연장된다. 상기 적재 및/또는 하역 스테이션(75)은 상기 육상 설비(77)로부터 또는 육상 설비(77)로 상기 메탄 수송선(70)의 적재 및 하역을 가능하게 한다. 상기 육상 설비(77)는 액화 가스 탱크들(80)과 연결 파이프들(81)을 포함하며, 상기 연결 파이프들(81)은 상기 수중 파이프(76)를 통해 상기 적재 및/또는 하역 스테이션(75)에 연결된다. 상기 수중 파이프(76)는 먼 거리, 예를 들어 5Km에 걸쳐서 상기 적재 또는 하역 스테이션(75)과 상기 육상 설비(77) 사이의 액화 가스의 이송을 가능하게 하며, 이는 적재 및 하역 작업 중에 메탄 수송선(70)이 해안으로부터 먼 거리에 남아 있도록 허용한다.
액화 가스의 이송을 위해 필요한 압력을 발생시키기 위해, 상기 선박(70)에 탑재된 펌프들 및/또는 적재 및 하역 스테이션(75)에 갖춰진 펌프들이 사용된다.
비록 본 발명은 다수의 특정 실시예들에 관하여 서술되었지만, 이는 본 발명을 결코 제한하고자 하는 것이 아니며, 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 범위 내에 포함된다면, 모든 기술적 등가물들과 서술된 수단들의 조합들을 포괄하는 것은 명백하다.
동사 "포함하다(include or comprise)"와 그 활용 형태의 사용은 청구항 내에 기재된 것들 외의 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
청구항들에서, 괄호 사이의 임의의 참조 기호는 청구항의 제한으로서 해석되어서는 안 된다.

Claims (16)

  1. 하중-지탱 구조체와 상기 하중-지탱 구조체 내에 배치된 밀봉 및 단열 탱크(71)를 포함하는 액화 가스 저장 시설로서,
    상기 밀봉 및 단열 탱크(71)는 적어도 상기 하중-지탱 구조체의 제1 하중-지탱 벽(3)에 부착된 제1 탱크 벽(1)과 상기 하중-지탱 구조체의 제2 하중-지탱 벽(103)에 부착된 제2 탱크 벽(101)을 포함하고, 각각의 탱크 벽(1, 101)은 적어도 하나의 밀봉 멤브레인(4, 104)과 적어도 하나의 단열 장벽(2, 102)을 포함하며, 상기 단열 장벽(2, 102)은 상기 밀봉 멤브레인(4, 104)과 하중-지탱 구조체 사이에 배치되고, 상기 액화 가스 저장 시설은 상기 제1 및 제2 하중-지탱 벽(3, 103) 사이의 에지(100)를 따라서 상기 밀봉 멤브레인(4, 104)을 하중-지탱 구조체에 부착시키도록 구성된 연결 구조체(11)를 포함하며,
    상기 연결 구조체(11)는, 상기 제1 하중-지탱 벽(3)에 평행하며 상기 제1 탱크 벽(1)의 밀봉 멤브레인(4, 104)에 밀봉 방식으로 부착된 제1 패널(13)과 상기 제2 하중-지탱 벽(103)에 평행하며 상기 제2 탱크 벽(101)의 밀봉 멤브레인(4, 104)에 밀봉 방식으로 부착된 제2 패널(14)로 구성된 메인 빔(main beam)(12)을 포함하고, 상기 연결 구조체(11)는 또한, 상기 제1 패널(13)에 부착되며 상기 제2 하중-지탱 벽(103)의 방향으로 상기 제1 패널(13)에 평행하게 연장된 적어도 하나의 제1 연결 플레이트(19)와, 상기 제2 패널(14)에 부착되며 상기 제1 하중-지탱 벽(3)의 방향으로 상기 제2 패널(14)에 평행하게 연장된 적어도 하나의 제2 연결 플레이트(20)를 포함하며,
    상기 하중-지탱 구조체는 상기 에지(100)로부터 거리를 두고 상기 제2 하중-지탱 벽(103)으로부터 상기 제1 탱크 벽(1)에 평행하게 돌출된 적어도 하나의 제1 부착 플랜지(21)와, 상기 에지(100)로부터 거리를 두고 상기 제1 하중-지탱 벽으로부터 상기 제2 탱크 벽에 평행하게 돌출된 적어도 하나의 제2 부착 플랜지(22)를 포함하며,
    상기 제1 연결 플레이트(19)는 상기 제1 부착 플랜지(21)에 부착되고, 상기 제2 연결 플레이트(20)는 상기 제2 부착 플랜지(22)에 부착되며,
    상기 제2 하중-지탱 벽과 상기 메인 빔(12)의 제2 패널(14) 사이에서 연장되며 상기 제1 부착 플랜지(21)와 제1 연결 플레이트(19)를 포함하는 제1 조립체는 상기 밀봉 및 단열 탱크(71)가 비어 있는 상태에서 주위 온도로부터 채워진 상태에서 평형 온도까지 냉각될 때 상기 제2 탱크 벽(101)의 단열 장벽(102)의 열수축과 실질적으로 동일한 열수축을 가지며, 상기 제1 하중-지탱 벽(3)과 상기 메인 빔(12)의 제1 패널(13) 사이에서 연장되며 상기 제2 부착 플랜지(22)와 제2 연결 플레이트(20)를 포함하는 제2 조립체는 상기 밀봉 및 단열 탱크(71)가 비어 있는 상태에서 주위 온도로부터 채워진 상태에서 평형 온도까지 냉각될 때 상기 제1 탱크 벽(1)의 단열 장벽(2)의 열수축과 실질적으로 동일한 열수축을 가지도록, 상기 밀봉 멤브레인(4, 104)과 메인 빔(12)은 0.5x10-6 내지 7.5x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 금속 합금으로 만들어지고, 적어도 제1 및 제2 연결 플레이트들(19, 20)은 열팽창계수가 20x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)인 재료로 만들어지며, 상기 단열 장벽은 열팽창계수가 20x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)인 재료로 만들어지는, 액화 가스 저장 시설.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 구조체(11)는 상기 제1 패널(13)에 부착되며 상기 에지(100)를 따라서 서로로부터 규칙적으로 이격된 다수의 제1 연결 플레이트들(19)을 포함하고, 상기 연결 구조체(11)는 상기 제2 패널(14)에 부착되며 상기 에지(100)를 따라서 서로로부터 규칙적으로 이격된 다수의 제2 연결 플레이트들(20)을 포함하는, 액화 가스 저장 시설.
  3. 제1항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 부착 플랜지들(21, 22)은 열팽창 계수가 12x10-6 내지 16x10-6K-1 사이(경계값 포함)인 스테인리스 강으로 만들어지는, 액화 가스 저장 시설.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단열 장벽(2, 102)은 열팽창계수가 35x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)인 섬유-보강 발포체로 만들어지는, 액화 가스 저장 시설.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결 플레이트들(19, 20)은 25x10-6 내지 30x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 철-니켈 금속 합금으로 만들어지는, 액화 가스 저장 시설.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결 플레이트들(19, 20)은 40x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 폴리머 재료로 만들어지는, 액화 가스 저장 시설.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단열 장벽(2, 102)은 상기 밀봉 및 단열 탱크(71)의 두께 방향으로 250 내지 800mm 사이(경계값 포함)의 치수를 가지는, 액화 가스 저장 시설.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결 플레이트들(19, 20)은 상기 밀봉 및 단열 탱크(71)의 두께 방향으로 150mm보다 큰 치수를 가지는, 액화 가스 저장 시설.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 부착 플랜지들(21, 22)은 상기 밀봉 및 단열 탱크(71)의 두께 방향으로 30mm보다 큰 치수를 가지는, 액화 가스 저장 시설.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 패널(13)은 상기 제2 하중-지탱 벽(103)과 상기 제2 탱크 벽(101)의 밀봉 멤브레인(104) 사이에서 연장된 제1 고정부(anchor portion)(15)를 포함하고, 상기 제2 패널(14)은 상기 제1 하중-지탱 벽(3)과 상기 제1 탱크 벽(1)의 밀봉 멤브레인(4) 사이에서 연장된 제2 고정부(16)를 포함하며, 상기 제1 연결 플레이트(19)는 상기 제1 고정부(15)에 부착되고, 상기 제2 연결 플레이트(20)는 상기 제2 고정부(16)에 부착되는, 액화 가스 저장 시설.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단열 장벽(2, 102)은 이차 단열 장벽(2, 102)이고 상기 밀봉 멤브레인(4, 104)은 이차 밀봉 멤브레인(4, 104)이며, 상기 제1 탱크 벽(1)과 제2 탱크 벽(101)은, 상기 밀봉 및 단열 탱크(71)의 외부로부터 내부쪽으로 두께 방향으로, 상기 이차 단열 장벽(2, 102), 상기 이차 밀봉 멤브레인(4, 104), 상기 이차 밀봉 멤브레인(4, 104)에 의해 지지되는 일차 단열 장벽(5, 105), 및 상기 일차 단열 장벽(5, 105)에 의해 지지되는 일차 밀봉 멤브레인(6, 106)을 더 포함하는, 액화 가스 저장 시설.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 연결 플레이트(19)는 상기 제1 탱크 벽(1)의 일차 단열 장벽(5)과 상기 제1 탱크 벽(1)의 이차 단열 장벽(2) 사이에서 상기 제1 패널(13)에 부착되고, 상기 제2 연결 플레이트(20)는 상기 제2 탱크 벽(101)의 일차 단열 장벽(105)과 상기 제2 탱크 벽(101)의 이차 단열 장벽(102) 사이에서 상기 제2 패널(14)에 부착되는, 액화 가스 저장 시설.
  13. 하중-지탱 구조체와 상기 하중-지탱 구조체 내에 배치된 밀봉 및 단열 탱크(71)를 포함하는 액화 가스 저장 시설을 제조하는 방법으로서,
    상기 밀봉 및 단열 탱크(71)는 적어도 상기 하중-지탱 구조체의 제1 하중-지탱 벽(3)에 부착된 제1 탱크 벽(1)과 상기 하중-지탱 구조체의 제2 하중-지탱 벽(103)에 부착된 제2 탱크 벽(101)을 포함하고, 각각의 탱크 벽(1, 101)은 적어도 하나의 밀봉 멤브레인(4, 104)과 적어도 하나의 단열 장벽(2, 102)을 포함하며, 상기 단열 장벽(2, 102)은 상기 밀봉 멤브레인(4, 104)과 하중-지탱 구조체 사이에 배치되고, 상기 액화 가스 저장 시설은 상기 제1 및 제2 하중-지탱 벽(3, 103) 사이의 에지(100)를 따라서 상기 밀봉 멤브레인(4, 104)을 하중-지탱 구조체에 부착시키도록 구성된 연결 구조체(11)를 포함하며,
    상기 연결 구조체(11)는, 상기 제1 하중-지탱 벽(3)에 평행하며 상기 제1 탱크 벽(1)의 밀봉 멤브레인(4, 104)에 밀봉 방식으로 부착된 제1 패널(13)과 상기 제2 하중-지탱 벽(103)에 평행하며 상기 제2 탱크 벽(101)의 밀봉 멤브레인(4, 104)에 밀봉 방식으로 부착된 제2 패널(14)로 구성된 메인 빔(main beam)(12)을 포함하고, 상기 연결 구조체(11)는 또한, 상기 제1 패널(13)에 부착되며 상기 제2 하중-지탱 벽(103)의 방향으로 상기 제1 패널(13)에 평행하게 연장된 적어도 하나의 제1 연결 플레이트(19)와, 상기 제2 패널(14)에 부착되며 상기 제1 하중-지탱 벽(3)의 방향으로 상기 제2 패널(14)에 평행하게 연장된 적어도 하나의 제2 연결 플레이트(20)를 포함하며,
    상기 하중-지탱 구조체는 상기 에지(100)로부터 거리를 두고 상기 제2 하중-지탱 벽(103)으로부터 상기 제1 탱크 벽(1)에 평행하게 돌출된 적어도 하나의 제1 부착 플랜지(21)와, 상기 에지(100)로부터 거리를 두고 상기 제1 하중-지탱 벽으로부터 상기 제2 탱크 벽에 평행하게 돌출된 적어도 하나의 제2 부착 플랜지(22)를 포함하며,
    상기 제1 연결 플레이트(19)는 상기 제1 부착 플랜지(21)에 부착되고, 상기 제2 연결 플레이트(20)는 상기 제2 부착 플랜지(22)에 부착되며,
    상기 밀봉 멤브레인(4, 104)과 메인 빔(12)은 1.2x10-6 내지 7.5x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 금속 합금으로 만들어지며,
    상기 방법은:
    - 20x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 적어도 제1 및 제2 연결 플레이트들(19, 20)의 재료를 선택하는 단계,
    - 20x10-6 내지 60x10-6K-1 사이(경계값 포함)의 열팽창계수를 가진 상기 단열 장벽의 재료를 선택하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 하중-지탱 벽과 상기 메인 빔(12)의 제2 패널(14) 사이에서 연장되며 상기 제1 부착 플랜지(21)와 제1 연결 플레이트(19)를 포함하는 제1 조립체는 상기 밀봉 및 단열 탱크(71)가 비어 있는 상태에서 주위 온도로부터 채워진 상태에서 평형 온도까지 냉각될 때 상기 제2 탱크 벽(101)의 단열 장벽(102)의 열수축과 실질적으로 동일한 열수축을 가지며, 상기 제1 하중-지탱 벽(3)과 상기 메인 빔(12)의 제1 패널(13) 사이에서 연장되며 상기 제2 부착 플랜지(22)와 제2 연결 플레이트(20)를 포함하는 제2 조립체는 상기 밀봉 및 단열 탱크(71)가 비어 있는 상태에서 주위 온도로부터 채워진 상태에서 평형 온도까지 냉각될 때 상기 제1 탱크 벽(1)의 단열 장벽(2)의 열수축과 실질적으로 동일한 열수축을 가지도록, 상기 선택 단계들이 실행되는, 액화 가스 저장 시설을 제조하는 방법.
  14. 저온 액체 제품을 수송하기 위한 선박(70)으로서,
    상기 선박은 이중 선체(72)와 제1항 또는 제2항의 액화 가스 저장 시설을 포함하며, 상기 이중 선체의 일 부분은 상기 액화 가스 저장 시설의 하중-지탱 구조체를 형성하는, 저온 액체 제품을 수송하기 위한 선박.
  15. 저온 액체 제품을 위한 이송 시스템으로서,
    상기 시스템은 제14항의 선박(70), 상기 선박의 선체 내에 설치된 밀봉 및 단열 탱크(71)를 부유 또는 육상 저장 시설(77)에 연결하는 방식으로 배치된 단열 파이프들(73, 79, 76, 81), 및 상기 단열 파이프들을 통해 부유 또는 육상 저장 시설로부터 상기 선박의 밀봉 및 단열 탱크(71)로 또는 상기 선박의 밀봉 및 단열 탱크(71)로부터 부유 또는 육상 저장 시설로 저온 액체 제품의 흐름을 구동시키기 위한 펌프를 포함하는, 저온 액체 제품 이송 시스템.
  16. 제14항의 선박(70)의 적재 또는 하역 방법으로서,
    저온 액체 제품은 단열 파이프들(73, 79, 76, 81)을 통해 부유 또는 육상 저장 시설(77)로부터 상기 선박의 밀봉 및 단열 탱크(71)로 또는 상기 선박의 밀봉 및 단열 탱크(71)로부터 부유 또는 육상 저장 시설(77)로 운반되는, 선박의 적재 또는 하역 방법.
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