KR20140019458A - 코너부 단열 구조체 및 이를 구비한 액화 천연가스 저장 탱크 - Google Patents

Abstract

코너부 단열 구조체 및 이를 구비한 액화 천연가스 저장 탱크가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 코너부 단열 구조체 및 이를 구비한 액화 천연가스 저장 탱크는, 액화천연가스 저장탱크의 코너부와 내부 선체의 코너부의 사이에 설치되는 코너부 단열 구조체에 있어서, 내부 선체의 코너부의 각도와 동일한 각도로 모서리를 갖도록 굴곡되어 내부 선체(inner hull)의 코너부에 설치되는 제1 보호판과 상기 제1 보호판에 연결되는 제2 보호판을 포함하는 하부 단열 부재 보호판과 하부 단열 부재를 포함하여, 코너부에 적어도 2개 이상의 복수개로 연결되어 설치되는 하부 단열 보드와, 하부 단열 보드에 결합되며 코너부의 각도와 동일한 각도로 굴곡되는 2차 방벽과, 2차 방벽에 결합되는 제1 면에서 코너부 각도와 동일한 각도로 굴곡되어 형성되며, 제1 면에 대응하는 제2 면은 라운드 형상인 상부 단열 보드와, 상부 단열 보드에 결합되며 라운드 형상의 1차 방벽을 포함한다.

Description

코너부 단열 구조체 및 이를 구비한 액화 천연가스 저장 탱크{CORNER INSULATION STRUCTURE AND LNG STORAGE TANK HAVING THE CORNER INSULATION BOARD}

본 발명은 액화천연가스 저장탱크의 코너부에 설치되는 단열 구조체 및 코너부 단열 구조체를 포함하는 액화 천연가스 저장 탱크에 관한 것이다.

일반적으로 액화 천연가스(LNG)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -163℃로 냉각해 그 부피를 6백 분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.

이러한 액화 천연가스가 에너지 자원으로 사용됨에 따라 이 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되어 왔으며, 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화 천연가스를 해상으로 수송할 수 있는 액화 천연가스 운반선이 개발되었다.

그런데, 액화 천연가스 운반선에는 초저온 상태로 액화시킨 액화 천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 저장탱크가 구비되어 있어야 하는데, 이러한 저장탱크에 요구되는 조건이 매우 까다로워 많은 어려움이 있었다.

즉, 액화 천연가스는 대기압 보다 높은 증기압을 가지며, 대략 -163℃ 정도의 비등 온도를 갖기 때문에, 이러한 액화 천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해서는 이를 저장하는 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료로, 예를 들면 알루미늄강, 스테인리스강 또는 35% 니켈강 등으로 제작되어야 하며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 독특한 인슐레이션 구조로 설계되어야 한다.

특히, 액화천연가스 저장탱크의 코너부(Corner portion)는 응력 집중이 발생할 수 있는 문제점이 있어서, 단열 성능과 함께 내압 성능을 고려하여 견고하게 단열 보드가 설치되는 것이 요구된다.

본 발명의 일 실시예는 액화천연가스 저장탱크의 코너부의 단열 구조체의 조립성을 향상시켜 견고하게 설치하며 응력 집중에 용이하게 대응할 수 있는 코너부 단열 구조체 및 이를 구비한 액화 천연가스 저장 탱크를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는, 액화천연가스 저장탱크의 코너부와 내부 선체의 코너부의 사이에 설치되는 코너부 단열 구조체에 있어서, 내부 선체의 코너부의 각도와 동일한 각도로 모서리를 갖도록 굴곡되어 내부 선체(inner hull)의 코너부에 설치되는 제1 보호판과 상기 제1 보호판에 연결되는 제2 보호판을 포함하는 하부 단열 부재 보호판과 하부 단열 부재를 포함하여, 코너부에 적어도 2개 이상의 복수개로 연결되어 설치되는 하부 단열 보드와, 하부 단열 보드에 결합되며 코너부의 각도와 동일한 각도로 굴곡되는 2차 방벽과, 2차 방벽에 결합되는 제1 면에서 코너부 각도와 동일한 각도로 굴곡되어 형성되며, 제1 면에 대응하는 제2 면은 라운드 형상인 상부 단열 보드와, 상부 단열 보드에 결합되며 라운드 형상의 1차 방벽을 포함한다.

하부 단열 보드는 코너부에 적어도 2개 이상의 복수개로 연결되어 설치될 수 있다.

하부 단열 부재는, 제1 보호판과 2차 방벽 사이에 결합되는 제1 단열 부재와, 제1 하부 보드의 측면에 연결되며 제2 보호판과 2차 방벽 사이에 결합되는 제2 단열 부재를 포함할 수 있다.

제1 단열 부재와 제2 단열 부재는 둔각으로 연결될 수 있다.

하부 단열 부재는, 코너부의 모서리부분에서 하부 단열 부재 보호판과 2차 방벽의 사이에 설치되는 제1 부분 단열 부재와, 제1 부분 단열 부재의 측면으로 연결되며 제1 보호판과 상기 2차 방벽의 사이에 설치되는 제2 부분 단열 부재와, 제1 부분 단열 부재의 타측면으로 연결되며 제2 보호판과 2차 방벽의 사이에 설치되는 제3 부분 단열 부재를 포함할 수 있다.

제2 부분 단열 부재와 제3 부분 단열 부재는 제1 부분 단열 부재를 사이에 두고 둔각으로 연결될 수 있다.

1차 방벽은 코너부에서 둔각으로 굴곡될 수 있다.

1차 방벽은 코너부에서 라운드면이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화천연가스 저장탱크의 코너부에서 단열 구조체의 설치가 용이하고 응력 집중이 발생되지 않도록 함으로써, 시공 품질의 향상이 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 코너부 단열 구조체를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 코너부 단열 구조체를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 코너부 단열 구조체를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 코너부 단열 구조체를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 코너부 단열 구조체를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 코너부 단열 구조체를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 코너부 단열 구조체를 개략적으로 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 코너부 단열 구조체를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 코너부 단열 구조체(100)는, 액화천연가스 저장탱크의 코너부(12)의 각도와 동일한 각도로 굴곡되어 코너부(12)의 내부 선체(미도시)에 설치되며 하부 단열 부재 보호판(11) 및 하부 단열 부재(13)를 포함하는 하부 단열 보드(10)와, 하부 단열 보드(10)에 결합되는 2차 방벽(20)과, 2차 방벽(20)에 결합되며 일면은 코너부(12) 각도와 동일한 각도로 굴곡되며 다른면은 라운드 형상인 상부 단열 보드(30)와, 상부 단열 보드(30)에 결합되는 1차 방벽(40)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 코너부 위치의 단열 구조체(100)는, 내부 선체(미도시)에 가까운 순서로, 하부 단열 부재 보호판(11)과 하부 단열 부재(13)를 포함하는 하부 단열 보드(10), 2차 방벽(20), 상부 단열 보드(30) 및 1차 방벽(40)이 차례대로 배열되어 액화 천연 가스 저장 탱크의 코너부 위치의 내부를 밀봉 및 보호하도록 형성된다.

이하에서 본 명세서에서 상부 단열 보드(30)는 1차 방벽(40)과 2차 방벽(20) 사이에 위치되는 단열 보드이며, 하부 단열 보드(10)는 2차 방벽(20)과 내부 선체(미도시) 사이에 위치되는 단열 보드를 의미한다.

이러한 상부 단열 보드(30)와 하부 단열 보드(10)는 폴리우레탄 폼과 같은 단열 성능을 갖는 공지의 폼 재료를 포함할 수 있다. 그리고 하부 단열 부재 보호판(11)은 플라이우드(plywood) 소재로 형성될 수 있다.

본 실시예의 액화천연가스 저장탱크의 코너부(12)의 내부 선체(11)는 90°각도로 굴곡된 것을 예시적으로 설명한다. 그러나 코너부(12)를 이루는 각도는 90°각도로 반드시 한정되는 것은 아니고 둔각의 범위로 다양하게 굴곡될 수 있다. 이하에서는 하부 단열 부재 보호판(11)을 코너부(12)를 이루는 제1 보호판(11a)과 제1 보호판(11a)에 90°각도로 굴곡되어 연결되는 제2 보호판(11b)을 포함하는 것으로 예시적으로 설명한다.

하부 단열 보드(10)는 코너부(12)의 굴곡된 각도에 대응하여 동일한 각도를 이루면서 설치된다. 본 실시예에서 하부 단열 보드(10)의 굴곡된 각도는 코너부(12)의 굴곡된 각도에 대응하여 90°각도로 형성되는 것을 예시적으로 설명한다. 그러나 하부 단열 보드(10)의 코너부(12)에서 굴곡된 각도는 90°각도에 반드시 한정되는 것은 아니고 둔각의 범위에서 다양하게 변형되는 것도 가능하다.

하부 단열 부재(13)는, 제1 보호판(11a)에 적층되는 제1 단열 부재(13a)와, 제2 보호판(11b)에 적층되는 제2 단열 부재(13b)를 포함할 수 있다. 제1 단열 부재(13a)와 제2 단열 부재(13b)는 코너부(12)에서 서로간에 맞닿게 위치되며 폴리우레탄 글루 등의 접착제를 사용하여 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 단열 부재(13a)의 일단과 제2 단열 부재(13b)의 일단은 코너부(12)의 맞닿는 부분에 각각 경사면(13c)이 형성되고, 이 경사면(13c)에 접착제가 도포되어 연결될 수 있다. 또한, 제1 보호판(11a)과 제2 보호판(11b) 역시 폴리우레탄 글루 등의 접착제를 사용하여 연결될 수 있다.

이와 같이 하부 단열 보드(10)는 적어도 2개 이상으로 분리되어 형성됨으로써, 코너부(12)에서 조립되는 조립성을 향상시킬 수 있다. 이러한 구성의 하부 단열 보드(10)의 상측에는 2차 방벽(20)이 결합된다.

2차 방벽(20)은 액화천연가스 저장탱크의 코너부(12)를 이루도록 굴곡되어 형성된다. 본 실시예에서 2차 방벽(20)은 코너부(12)의 하부 단열 보드(10)의 90°각도로 굴곡된 각도에 대응하여 90°각도를 이루면서 하부 단열 보드(10)에 설치된다. 그러나 2차 방벽(20)의 코너부(12)를 이루는 각도는 90°각도로 반드시 한정되는 것은 아니고 둔각의 범위로 다양하게 굴곡될 수 있다. 2차 방벽(20)과 하부 단열 보드(10)에 폴리우레탄 글루를 이용한 접착으로 고정될 수 있으며, 그 상측에는 상부 단열 보드(30)가 적층된다.

상부 단열 보드(30)는 2차 방벽(20)에 결합되는 제1 면(31, 도 2 도시)에서 코너부(12) 각도와 동일한 각도로 굴곡되어 형성되며 제1 면(31)에 대응하는 제2 면(33, 도 2 도시)은 라운드 형상으로 형성된다.

제1 면(31)은 폴리우레탄 글루를 이용하여 2차 방벽(20)에 부착된다. 제1 면(31)은 코너부(12)의 2차 방벽(20)의 90°각도로 굴곡된 각도에 대응하여 90°각도를 이루면서 2차 방벽(20)에 적층된다. 그러나 제1 면(31)의 코너부를 이루는 각도는 90°에 반드시 한정되는 것은 아니고 둔각의 범위로 다양하게 굴곡될 수 있다. 전술한 상부 단열 보드(30)의 제1 면(31)과 2차 방벽(20)의 코너부의 굴곡된 각도 및 하부 단열 보드(10)의 코너부의 굴곡된 각도는 모두 둔각의 범위에서 동일한 각도로 형성될 수 있다. 상부 단열 보드(30)는 제1 면(31)이 90°각도로 굴곡됨으로써, 코너부(12)에서 정확한 위치에 안정적으로 위치될 수 있다.

제2 면(33)은 제1 면(31)에 대향하는 면으로 1차 방벽(40)이 설치되는 부분을 말하는 것으로서, 라운드 형상을 이룬다. 제2 면(33)이 라운드 형상을 이루는 것은 1차 방벽(40)이 용이하게 설치되도록 하여 1차 방벽(40)으로부터 전달되는 응력이 일부분에 집중되지 않도록 하기 위한 것이다.

1차 방벽(40)은 스테인리스 스틸과 같은 금속 소재로 이루어질 수 있으며, 폴리우레탄 글루를 이용하여 상부 단열 보드(30)의 제2 면(33)에 설치된다.

전술한 바와 같은 본 실시예의 액화천연가스 저장탱크의 코너부 단열 구조체(100)는 2차 방벽(20)이 90°로 굴곡되게 형성됨으로써 하부 단열 보드(10)를 조립식으로 제작하는 것이 가능하여 조립성이 향상될 수 있다. 아울러 1차 방벽(40)으로 전달되는 응력이 일부분에 집중되지 않도록 하여 시공 품질을 향상시키면서 안정적인 설치가 가능하다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 코너부 단열 구조체를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다. 도 1 내지 도 3과 동일 참조 번호는 동일 기능의 동일 부재를 말하는 것으로서, 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 코너부 단열 구조체(200)의 하부 단열 부재(110)는, 제1 부분 단열 부재(111)와 제2 부분 단열 부재(113) 및 제3 부분 단열 부재(115)를 포함한다. 하부 단열 부재 보호판(11)은, 제1 부분 보호판(11A), 제2 부분 보호판(11B), 제3 부분 보호판(11C) 및 제4 부분 보호판(11D)을 포함할 수 있다.

여기서 제1 부분 단열 부재(111)는 제1 부분 보호판(11A)과 제2 부분 보호판(11B)에 설치되고, 제2 부분 단열 부재(113)는 제3 부분 보호판(11C)에 설치되며, 제3 부분 단열 부재(115)는 제4 부분 보호판(11D)에 설치된다.

제1 부분 단열 부재(111)는 코너부(12)의 모서리 부분에 설치된다.

그리고, 제2 부분 단열 부재(113)는 제1 부분 단열 부재(111)의 일측에 폴리우레탄 글루를 이용하여 연결되며 제3 부분 보호판(11C)과 2차 방벽(20)의 사이에 설치된다.

또한, 제3 부분 단열 부재(115)는 제1 부분 단열 부재(111)의 타측에 폴리우레탄 글루를 이용하여 연결되는 것으로 제4 부분 보호판(11D)와 2차 방벽(20)의 사이에 설치된다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 하부 단열 부재(110)를 제1, 제2, 제3 부분 단열 부재(111, 113, 115)로 구성함으로써, 하부 단열 부재(110)가 코너부(12)에 조립되는 조립성을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 코너부 단열 구조체를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다. 도 1 내지 도 4와 동일 참조 번호는 동일 기능의 동일 부재를 말하는 것으로서, 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 코너부 단열 구조체(300)는, 코너부(12)에서 하부 단열 부재(210)와 2차 방벽(220) 및 상부 단열 보드(330)의 제1 면(331)이 둔각으로 굴곡될 수 있다. 본 실시예서 굴곡된 각도는 108°도를 예시적으로 설명한다. 그러나 이에 반드시 한정되지 않고 135°등으로 둔각의 범위에서 다양하게 굴곡되는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 코너부 단열 구조체 및 이를 구비한 액화천연가스 저장 탱크는, 저항 능력을 가지고 추진 가능한 LNG 운반선이나 LNG RV(Regasification Vessel) 선박뿐만 아니라, LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에도 적용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10...하부 단열 보드 11...하부 단열 부재 보호판
11a..제1 보호판 11b..제2 보호판
12...코너부 13a..제1 단열 부재
13b..제2 단열 부재 20...2차 방벽
30...상부 단열 보드 31...제1 면
33...제2 면 40...1차 방벽
111..제1 부분 단열 부재 113..제2 부분 단열 부재
115..제3 부분 단열 부재

Claims (8)

1. 액화천연가스 저장탱크의 코너부와 내부 선체의 코너부의 사이에 설치되는 코너부 단열 구조체에 있어서,
   상기 내부 선체의 상기 코너부의 각도와 동일한 각도로 모서리를 갖도록 굴곡되어 상기 내부 선체(inner hull)의 상기 코너부에 설치되는 제1 보호판과 상기 제1 보호판에 연결되는 제2 보호판을 포함하는 하부 단열 부재 보호판과 하부 단열 부재를 포함하여, 상기 코너부에 적어도 2개 이상의 복수개로 연결되어 설치되는 하부 단열 보드;
   상기 하부 단열 보드에 결합되며 상기 코너부의 각도와 동일한 각도로 굴곡되는 2차 방벽;
   상기 2차 방벽에 결합되는 제1 면에서 상기 코너부 각도와 동일한 각도로 굴곡되어 형성되며, 상기 제1 면에 대응하는 제2 면은 라운드 형상인 상부 단열 보드; 및
   상기 상부 단열 보드에 결합되며 라운드 형상의 1차 방벽;
   을 포함하는 코너부 단열 구조체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부 단열 부재는, 상기 제1 보호판과 상기 2차 방벽 사이에 결합되는 제1 단열 부재와, 상기 제1 단열 부재의 측면에 연결되며 상기 제2 보호판과 상기 2차 방벽 사이에 결합되는 제2 단열 부재;
   를 포함하는 코너부 단열 구조체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 단열 부재와 상기 제2 단열 부재는 둔각으로 연결되는 것을 특징으로 하는 코너부 단열 구조체.
4. 제2항에 있어서,
   상기 하부 단열 부재는,
   상기 코너부의 모서리 부분에서 상기 하부 단열 부재 보호판과 상기 2차 방벽의 사이에 설치되는 제1 부분 단열 부재;
   상기 제1 부분 단열 부재의 측면으로 연결되며 상기 제1 보호판과 상기 2차 방벽의 사이에 설치되는 제2 부분 단열 부재; 및
   상기 제1 부분 단열 부재의 타측면으로 연결되며 상기 제2 보호판과 상기 2차 방벽의 사이에 설치되는 제3 부분 단열 부재;
   를 포함하는 코너부 단열 구조체.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 부분 단열 부재와 상기 제3 부분 단열 부재는 상기 제1 부분 단열 부재를 사이에 두고 둔각으로 연결되는 코너부 단열 구조체.
6. 제1항에 있어서,
   상기 1차 방벽은 상기 코너부에서 둔각으로 굴곡되는 코너부 단열 구조체.
7. 제1항에 있어서,
   상기 2차 방벽은 상기 코너부에서 라운드면이 형성되는 것을 특징으로 하는 코너부 단열 구조체.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 코너부 단열 구조체를 포함한 액화 천연가스 저장 탱크.

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