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KR20180061398A - 저장 탱크 격납 시스템 - Google Patents

저장 탱크 격납 시스템 Download PDF

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KR20180061398A
KR20180061398A KR1020187014720A KR20187014720A KR20180061398A KR 20180061398 A KR20180061398 A KR 20180061398A KR 1020187014720 A KR1020187014720 A KR 1020187014720A KR 20187014720 A KR20187014720 A KR 20187014720A KR 20180061398 A KR20180061398 A KR 20180061398A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
storage tank
plate
tubular
tubular steel
support structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020187014720A
Other languages
English (en)
Inventor
레구 라모
토마스 램
Original Assignee
알테어 엔지니어링, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/923,015 external-priority patent/US9708120B2/en
Priority claimed from US15/204,387 external-priority patent/US10352500B2/en
Application filed by 알테어 엔지니어링, 인크. filed Critical 알테어 엔지니어링, 인크.
Publication of KR20180061398A publication Critical patent/KR20180061398A/ko
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Abstract

대용량 천연 가스 저장 탱크는 2개의 다른 관형 강벽과 함께 대향 단부에서 상호 연결되는, 폐쇄된 관형 단면을 갖는 관형 강벽을 포함하여, 관형 강벽의 내부는 내측 유체 저장 챔버를 형성한다. 저장 탱크는 또한, 저장 탱크의 면을 형성하기 위해 연속적으로 상호 연결된 관형 강벽의 외측 표면들 사이에 연결되는 폐쇄용 플레이트 및 관형 강벽의 중간 세그먼트를 가로질러 내측 유체 저장 챔버에 배치되는 벌크헤드를 포함한다. 관형 강벽의 외측 표면 및 폐쇄용 플레이트의 내측 표면은 보조 유체 저장 챔버를 형성한다. 저장 탱크는 또한, 폐쇄용 플레이트를 통해 그리고 저장 탱크의 면들 중 일부 상에서 관형 강벽의 외측 표면 사이에 연장되는 외측 지지 구조를 포함하여, 내측 유체 저장 챔버 내의 유체로부터의 동적 부하에 대항하여 저장 탱크를 보강한다.

Description

저장 탱크 격납 시스템
본원에 개시되는 실시예는 대체로 저장 탱크에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 액체 및 가스를 비롯한 유체를 위한 저장 탱크에 관한 것이다.
유체, 예컨대 액체 또는 압축 가스를 수용하는 데 사용되는 산업용 저장 탱크는 보편적이며 산업에 있어서 중요하다. 저장 탱크는 현장 위치에서 유체를 임시로 또는 영구적으로 저장하는 데 사용될 수도 있고, 육지 또는 바다를 가로질러 유체를 운송하는 데 사용될 수도 있다. 유체 저장 탱크의 구조적 구성에 관련된 다수의 발명이 수 년에 걸쳐 이루어진 바 있다. 육면체 형상의 구성을 갖는 비-통상적인 유체 저장 탱크의 한 가지 예는 Thomas Lamb에게 허여된 미국 특허 제3,944,106호에서 확인되는데, 이 특허는 인용함으로써 그 전체 내용이 본원에 포함된다.
유체, 예컨대 LNC(액화 천연 가스)의 효율적인 저장 및 장거리 운송에 대한 꾸준한 요구, 구체적으로 대형 해양 이송용 유조선 또는 수송선에 의한 해외 운송에 대한 요구가 계속되고 있다. 유체, 예컨대 LNG를 더욱 경제적으로 운송하기 위한 노력의 일환으로, 전술한 LNG 수송선의 보유 용량 혹은 저장 용량은 1965년의 약 26,000 세제곱미터로부터 2005년의 200,000 세제곱미터로 현저하게 증가되었다. 자연스럽게, 전술한 대형 수송선의 길이, 비임(beam), 및 흘수(draft)도 또한 더 많은 화물 용량을 수용하기 위해 증가되었다. 그러나, 이러한 대형 수송선의 크기를 더욱 증가시키는 능력은 실질적인 한계를 갖는다.
유체, 구체적으로 액체 형태의 유체를 해양 수송선으로 저장 및 운송함에 있어서 어려움을 겪고 있다. 대형 LNG 수송선에 관한 추세는, 좌우(side-to-side) 멤브레인 유형의 대형 탱크 그리고 절연 박스 지지 유형(insulation box supported type)의 탱크를 사용하는 것이었다. 유체를 운송하는 탱크의 체적이 증가할수록, 탱크 격납 벽에 대한 유체 정역학적 부하 및 유체 동역학적 부하가 현저하게 증가한다. 전술한 멤브레인 유형 및 절연 유형의 탱크는, 바다를 통한 수송선의 자연적인 움직임으로 인해 탱크에서의 액체의 "출렁거림" 운동을 관리해야 하는 단점을 나타낸다. 그 결과로서, 전술한 유형의 탱크의 유효 보유 용량은, 탱크 라이닝 및 절연에 대한 손상을 방지하기 위해 총 용량의 80% 초과 또는 총 용량의 90 % 미만으로 제한된다. 이러한 탱크의 단점 및 한계는, 수송선의 크기가 커질수록 증가할 것으로 예상된다.
종래의 미국 특허 제3,944,106호의 탱크는, 대용량의 경우에 있어서, 예컨대 유사한 크기의 기하학적 육면체 탱크에 대해 대형 LNG 해양 수송선에 있어서, LNG의 격납에 관해 평가되었다. 이에 따르면, 미국 특허 제3,944,106호의 탱크는 기하학적 육면체의 벽 두께의 1/3을 이용하여 보다 강성을 나타내는 것으로 판정되었다. 미국 특허 제3,944,106호의 탱크는 또한 유체의 속도를 현저하게 감소시켰으며, 탱크로 전달되는 에너지를 현저하게 감소시켰고, 유체에 의해 탱크로 전달되는 힘을 현저하게 감소시켰으며, 그 결과로서 기하학적 육면체 탱크에 비해 탱크의 변형을 실질적으로 감소시켰다. 그러나, 또한, 미국 특허 제3,944,106호의 구성에 따른 탱크는 개량될 수 있는 것으로 판정되었다.
LNG 및 CNG(압축 천연 가스)에 대해 추가적인 육면체 형상의 탱크 설계가 개발된 바 있다. 이러한 탱크에 관한 세부사항은, 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 출원 공보 제2008/0099489호 및 제2010/0258571호에서 확인할 수 있으며, 이들 양 공보의 전체 내용은 인용함으로써 본원에 포함된다.
따라서, 이는, 육지 또는 바다를 가로질러 대량의 유체, 예컨대 LNG를 효율적으로 저장 및 운송하기 위한 저장 탱크를 설계 및 제조하는 데 유리할 수 있다. 대형 LNG 수송선에 관한 조선소에서 제조될 수 있는 저장 탱크를 제공하는 것이 더욱 바람직할 수 있다. 또한, 전술한 분야에서의 설계, 제조, 및 사용을 용이하게 하는 모듈형 탱크 설계를 제공하는 것이 유리하다.
대용량 천연 가스 저장 탱크의 실시예가 본원에 개시되어 있다.
일 양태에 있어서, 대용량 천연 가스 저장 탱크는, 대향 단부를 갖는 관형 강벽으로서, 폐쇄된 관형 단면을 갖고, 2개의 다른 관형 강벽의 각각의 단부와 양 단부에서 상호 연결되는 중간 세그먼트를 구비하고, 이에 따라 관형 강벽의 상호 연결된 내부가 내부 유체 저장 챔버를 형성하는 것인 관형 강벽; 관형 강벽의 중간 세그먼트를 가로질러 내부 유체 저장 챔버에 위치하는 벌크헤드(bulkhead); 연속하는 상호 연결된 관형 강벽의 외측 표면들 사이에 연결되어 저장 탱크의 면을 형성하는 폐쇄용 플레이트(plate)로서, 폐쇄용 플레이트의 내측 표면과 관형 강벽의 외측 표면은 보조 유체 저장 챔버를 형성하는 것인 페쇄용 플레이트, 내부 유체 저장 챔버에서의 유체로부터의 동적 부하에 대항하여 저장 탱크를 보강하도록 구성되는 저장 탱크의 면 중 적어도 일부 상에서, 폐쇄용 플레이트를 통해 그리고 연속적인 상호 연결된 관형 강벽의 외측 표면 사이에 연장되는 외측 지지 구조를 포함한다.
다른 양태에 있어서, 대용량 천연 가스 저장 탱크는, 각각 대향 단부를 갖는 관형 강벽으로서, 폐쇄된 관형 단면을 갖고 다른 관형 강벽의 각각의 단부와 양 단부에서 각각 상호 연결되는 중간 세그먼트를 가지며, 이에 따라 관형 강벽의 상호 연결된 내부는 내부 유체 저장 챔버를 형성하는 것인 관형 강벽; 관형 강벽의 중간 세그먼트를 가로질러 내부 유체 저장 챔버 내에 위치하는 벌크헤드 링 웨브(bulkhead ring web)로서, 각각의 벌크헤드 링 웨브는 관형 강벽들 중 하나의 내부와 연결되는 환형 평면 플레이트를 포함하고 벌크헤드 링 웨브를 통한 유체의 제한적 유동을 허용하는 구멍(aperture)을 형성하는 것인 벌크헤드 링 웨브; 연속하는 상호 연결된 관형 강벽의 외측 표면 사이에 수직으로 연장되어 저장 탱크의 최상위 면 및 최하위 면을 형성하는 폐쇄용 플레이트로서, 폐쇄용 플레이트의 내측 표면 및 관형 강벽의 외측 표면은 적어도 부분적으로 보조 유체 저장 챔버를 형성하는 것인 폐쇄용 플레이트, 연속적인 상호 연결된 관형 강벽의 외측 표면으로부터 외측을 향해 그리고 저장 탱크의 최하위 면 상에서의 폐쇄용 플레이트의 외측 표면으로부터 외측을 향해 연장되는 외측 지지 구조로서, 수송선의 선창 내의 설치 위치에서 저장 탱크를 지지하도록 구성되는 저장 탱크용 베이스(base)를 형성하는 ㅇ외측 지지 요소를 포함한다.
이러한 양태 및 다른 양태는 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다. 본 발명의 다른 용례는, 본 발명을 실시하기 위해 고려되는 최선의 양태에 대한 이하의 설명을 첨부 도면과 함께 읽으면 당업자에게 명확해질 것이다.
본원에서의 설명은 첨부 도면을 참고하고 있으며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 여러 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분을 가리킨다.
도 1은 저장 탱크 및 저장 탱크 지지 구조를 갖춘 저장 탱크 격납 시스템의 제1 예에 관한 사시도이다.
도 2는 도 1의 방향(A)으로부터 본, 도 1의 저장 탱크 격납 시스템의 바닥 면에 관한 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1의 저장 탱크 격납 시스템의 사시도로서, 지지 구조의 구성에 있어서의 가능한 변형을 도시하고 있다.
도 4는 저장 탱크의 내부 공간으로부터 본, 저장 탱크의 코너 부분의 예에 관한 후방 부분 사시도이다.
도 5a는 저장 탱크의 내부 공간으로부터 본, 도 4의 예시적인 코너 부분에 관한 후방 부분 사시도이다.
도 5b 및 도 5c는 저장 탱크의 내부 공간으로부터 본, 코너 부분에 관한 대안적인 예의 후방 부분 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 도 5a에서의 라인 6A-6A 그리고 도 5b에서의 라인 6B-6B를 따라 취한 단면도로서, 코너 부분의 구성 부품들 사이의 결합을 완성하기 위한 예시적인 방법을 도시하고 있다.
도 7은 도 1의 저장 탱크 격납부의 사시도로서, 가상선으로 도시된 저장 탱크는 저장 탱크의 수평방향 원통형 벽에 위치한 벌크헤드(bulkhead)의 예 그리고 저장 탱크의 내부 공간 내의 거싯 플레이트(gusset plate)의 예를 도시한 것이다.
도 8은, 도 7과 유시하지만 저장 탱크 및 벌크헤드를 도시하지 않으면서, 도 1의 저장 탱크 격납부를 나타낸 사시도이다.
도 9는 원통형 벽들 사이에 형성되는 내부 공간을 나타내는, 라인 9-9를 따라 취한, 도 1의 저장 탱크의 절개 사시도이다.
도 10a 내지 도 10c는, 도 9에 도시된 내부 공간을 차단하기 위한, 도면 전체에 걸쳐 도시된 폐쇄용 플레이트(closure plate)의 예에 관한 사시도이다.
도 11은 저장 탱크 및 대안적인 저장 탱크 지지 구조를 갖춘 저장 탱크 격납 시스템의 제2 예에 관한 사시도이다.
도 12는 도 11의 방향(B)으로부터 본, 도 11의 저장 탱크 격납 시스템의 바닥 면에 관한 사시도이다.
도 13은, 저장 탱크의 수평방향 원통형 벽에 위치하는 벌크헤드의 대안적인 예를 도시하는, 도 5에서의 저장 탱크 시스템의 절개 사시도이다.
도 14는, 저장 탱크의 수평방향 원통형 벽에 위치하는 벌크헤드를 도시하는, 도 11에서의 저장 탱크 격납 시스템의 대안적인 절개 사시도이다.
도 15는, 저장 탱크의 하부 코너에 위치하는 코너 보강부의 예를 도시하는, 도 11에서의 저장 탱크 격납 시스템의 절개 사시도이다.
도 16은, 저장 탱크의 하부 코너에 위치하는 코너 보강부의 예를 도시하는, 도 11에서의 저장 탱크 격납 시스템의 대안적인 절개 사시도이다.
도 17은 도 11에서의 저장 탱크 격납 시스템의 대안적인 절개 사시도이다.
도 18은, 저장 탱크의 내부 공간 내에 위치하는 거싯 플레이트의 추가적인 예를 도시하는, 도 11에서의 저장 탱크 시스템의 대안적인 부분 절개 사시도이다.
도 19는, 코너 보강부 및 거싯 플레이트의 대안적인 예를 도시하는, 도 11에서의 저장 탱크 격납 시스템의 대안적인 부분 절개 사시도이다.
도 20은 저장 탱크, 대안적인 저장 탱크 지지부, 및 폐쇄용 플레이트 구조를 도시하는, 저장 탱크 격납 시스템의 제3 예에 관한 사시도이다.
도 21은 도 20의 방향(C)으로부터 본, 도 20의 저장 탱크 격납 시스템의 바닥 면에 관한 사시도이다.
도 22는 도 20에서의 저장 탱크 격납 시스템의 측면도이다.
도 23은 수송선의 선창 내에서의 설치 위치에 도시된, 도 20의 저장 탱크 격납 시스템의 단면도이다.
도 24는 저장 탱크 및 저장 탱크 폐쇄용 플레이트 구조를 도시하는, 저장 탱크 격납 시스템의 제4 예에 관한 사시도이다.
도 25는 도 24의 방향(D)으로부터 본 저장 탱크 지지 구조를 포함하는, 도 24의 저장 탱크 격납 시스템의 바닥 면에 관한 사시도이다.
도 26은 도 24에서의 저장 탱크 격납 시스템의 측면도이다.
도 27은, 수평방향 벽에 위치하는 벌크헤드 링 웨브(bulkhead ring web)의 대안적인 예를 도시하는, 도 24에서의 저장 탱크 격납 시스템의 절개 사시도이다.
저장 탱크 격납 시스템(10)의 예가 도 1 내지 도 27에 도시되어 있다. 저장 탱크 격납 시스템(10)의 제1 예가 도 1 내지 도 10에 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참고하면, 저장 탱크 격납 시스템(10)의 제1 예는, 대체로 육면체 구성을 나타내는 저장 탱크(12)를 포함하며, 여기서 6개의 기하학적인 정사각형 면은 서로에 대해 실질적으로 직각으로 배향된다. 저장 탱크(12)는 바람직하게는 12개의 상호 연결된 중공 벽 또는 관형 벽으로 구성된다[도 1에는 하나의 예시적인 원통 형상의 벽(14)이 표시되어 있음]. 이하의 예에 있어서, 상호 연결된 관형 벽은 원통형으로 성형되며, 폐쇄형이고 실질적으로 원형인 단면을 갖지만, 다른 중공 형상 또는 다른 관형 형상도 또한 가능하다.
예시적인 저장 탱크(12)는, 서로 대략 90 도의 각도로 떨어져 위치하며 수직으로 배향되는 4개의 원통형 벽(16)을 포함하며, 코너 부분(20a)에서 수직 벽(16)의 단부들 사이에 배치되고 상기 수직 벽에 견고하게 연결되며 수평으로 배향되는 8개의 원통형 벽(18)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 8개의 수평방향 원통형 벽(18)은, 저장 탱크(12)의 저부에 배치되는 4개의 하위 원통형 벽(18a) 그리고 저장 탱크(12)의 상부에 배치되는 4개의 상위 원통형 벽(18b)을 포함한다. 바람직한 예에 있어서, 각각의 수직 벽(16) 및 수평 벽(18)은, 실질적으로 동일한 단면 및 곡률과 함께 동일한 길이를 나타낼 수 있다.
상호 연결된 원통형 중공 벽(14)은, 대기압으로 또는 대기압을 상회하는 압력으로 유지되는, 유체, 예컨대 LNG(액화 천연 가스)를 비롯한 재료의 수용에 적합한 내부 유체 저장 챔버(22)를 형성한다. 당업자에게 알려진 다른 유체, 예컨대 가스도 저장 탱크(12)에 의해 저장 또는 수용될 수 있다. 동일한 치수를 갖는 총 6 개의 면을 갖는 육면체로서 설명 및 제시하고 있지만, 저장 탱크(12)는 상이한 기하학적 구성, 예컨대 긴 수평방향 치수 및 짧은 수직방향 치수를 갖는 직사각형을 취할 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 당업자에게 알려진 다른 형상 및 다른 구성도 사용될 수 있다.
도 4는 저장 탱크(12)의 내부 공간(295)(도 9에 가장 잘 도시되어 있음)으로부터 본 예시적인 코너 부분(20a)을 도시한 것이며 도 5a는 저장 탱크(12)의 외부로부터 본 코너 부분(20a)을 도시한 것이다. 이러한 예에 있어서, 코너 부분(20a)은, 예시적인 육면체형 저장 탱크(12)의 8개의 코너를 형성하는 총 8 개의 코너 부분(20a)에 관한 4개의 수직방향 원통형 벽(16)의 각각의 대향 단부에 이웃하게 배치된다. 이러한 예에 있어서, 수직방향 원통형 벽(16)은 2개의 수평방향 하위 원통형 벽(18a)에 연결된다. 수직방향 원통형 벽(16)은 실질적으로 수직인 길이방향 축선(24)을 따라 연장되며, 2개의 수평방향 원통형 벽(18a)은 각각, 실질적으로 축선(24)에 대해 직각인 축선(26 및 28)을 따라 개별적으로 연장된다. 축선(26 및 28)은 축선(24)에 대해 수직인 평면에서 서로에 대해 실질적으로 직각으로 연장되며, 이에 따라 수평방향 원통형 벽(18a)은 실질적으로 수평 배향으로 위치하게 된다.
축선(24, 26, 및 28)은 코너 부분(20a) 내에 있는 점(도시되어 있지 않음)에서 교차한다. 대체로 도시되어 있는 바와 같이, 수직방향 원통형 벽(16) 그리고 2개의 수평방향 원통형 벽(18a)은 이들 벽 각각의 축선을 따라 연장되며, 각각의 원통형 벽들 사이의 연결부(40)에 있어서 이들 벽 각각의 원위 단부(30, 32, 및 34)에서 대체로 연결되어, 내부 유체 저장 챔버(22)를 폐쇄시킨다. 연결부(40)는, 이하에서 설명하는 바와 같이, 수직방향 원통형 벽(16) 그리고 2개의 수평방향 원통형 벽(18a)의 각각의 원위 단부(30, 32, 및 34) 사이의 공간 또는 간격을 폐쇄시키도록 위치하게 되는 폐쇄 부재(60)를 포함하지만, 연결부(40)의 다른 구성도 가능하다.
도 5b에 도시된 코너 부분(20b)의 변형예에 있어서, 수직방향 원통형 벽(16) 그리고 2개의 수평방향 원통형 벽(18a)은 마찬가지로 연결부(42)에 있어서 전술한 벽 각각의 원위 단부(30, 32, 및 34)에서 연결된다. 이러한 예에서의 연결부(42)는 폐쇄 부재(60)를 포함하지 않는다는 것을 알 수 있다. 도 5c에 도시된 코너 부분(20c)의 또 다른 변형예에서는, 수직방향 원통형 벽(16) 그리고 2개의 수평방향 원통형 벽(18a)의 각각의 원위 단부(30, 32, 및 34)가 모두 연결부(42)에서 만나는 대신, 대체로 도시된 바와 같이, 각각의 원위 단부(30, 32, 및 34) 부분에 폐쇄 연결부(44)에서 단부 캡(50; end cap)이 인접한다. 이러한 예에 있어서, 단부 캡(50)은 형상에 있어서 구형이지만, 당업자에게 알려진 유체 기밀식 코너를 폐쇄 및 형성하는 다른 형상, 다른 구성, 및 다른 연결부가 사용될 수도 있다.
도시되지 않은 변형예에 있어서, 코너(20)는, 제조상의 목적으로 및/또는 조립상의 목적으로 원통형 벽의 외관에 보다 근접하게 일치되도록 하기 위해 둥글게 될 수도 있고 구형 형상일 수도 있다.
저장 탱크(12)의 기본 구조는 바람직하게는 알루미늄으로 이루어지지만, 다른 재료, 예컨대 니켈 강, 고강도 압력 등급 강, 그리고 당업자에게 알려진 다른 재료가 사용될 수도 있다. 또한, 앞서 설명되고 제시된 바와 다른 상이한 구성요소뿐만 아니라 당업자에게 알려진 상이한 형상 및 배향이 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 바람직한 예에 있어서, 제조 중에, 저장 탱크(12)의 구성 요소들은 소정의 방식으로 시임 용접 과정(seam welding process)을 이용하여 함께 견고하게 그리고 영구적으로 결합되어 유체 기밀식 내부 유체 저장 챔버(22)를 형성한다. 예를 들면, 연결부(40, 42, 및/또는 44)는 완성 및 밀봉되어 수직방향 원통형 벽(16)과 수평방향 원통형 벽(18) 사이에 유체 기밀식 코너를 형성할 수 있다. 완성된 연결부의 구성뿐만 아니라 연결부를 완성하기 위한 프로세스는, 하나 이상의 설계상 고려사항, 강도상 고려사항, 제조상 고려사항, 및/또는 다른 고려사항에 따라 변할 수 있다. 저장 탱크(12)의 구성 부품들 사이의 전술한 연결부 및 다른 연결부의 예는 도 6a 및 도 6b를 참고하여 설명된다.
도 6a는 수직 벽(16)과 수평 벽(18a) 사이의, 도 5a에서의 연결부(40)의 단면도이다. 이러한 예에 따르면, 저장 탱크(12)는 연결부(40)를 완성하기에 앞서 조립되며, 이에 따라 연결부(40)를 완성하기에 앞서 수직 벽(16)과 수평 벽(18a)의 각각의 원위 단부(30 및 32) 사이에 공간 또는 간격이 존재하게 된다. 도시된 바와 같이, 폐쇄 부재(60)는 각각의 원위 단부(30 및 32) 사이의 간격을 실질적으로 폐쇄하도록 크기가 정해지고 구성된다. 폐쇄 부재(60)는 연결부(40)를 따라 연장되며, 도 4 및 도 5a를 참고로 이해될 수 있는 바와 같이, 폐쇄 부재(60)는 예시적인 코너 부분(20a)에서, 대체로 환형이며 개방 단부형인 링 형상의 3개 부분을 갖는다. 그러나, 폐쇄 부재(60)는, 그 용례에 따라, 저장 탱크(12)의 다른 구성 부품들 사이에 있어서 대안적인 부분 및/또는 연결부에서 상이할 수 있는 다른 형상을 나타낼 수 있다. 폐쇄 부재(60)는 유리한 용도를 가질 수 있는데, 여기서는 직접 용접을 허용하는 공차에 따라 저장 탱크(12)의 구성 부품을 제조 및/또는 조립하는 것이 가능하지 않거나, 비용 효과적이지 않거나, 또는 다른 면에서 바람직하지 않을 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 폐쇄 부재(60)는 연결부(40)에서 강화 기능 혹은 보강 기능을 행하도록 하기 위해 포함될 수 있다.
수직 벽(16) 및 수평 벽(18a)의 각각의 원위 단부(30 및 32)는 상기 벽의 내측면[내부 유체 저장 챔버(22)를 향함] 및 외측면 양자 모두로부터 모따기되며, 이에 따라 원위 단부(30 및 32) 각각에 뾰족한 꼭지점이 형성되지만, 대안으로 꼭지점은 예컨대 둥글 수도 있다. 제시된 폐쇄 부재(60)는 직사각형 단면을 갖도록 성형되고, 뾰족한 꼭지점이 원위 단부(56 및 58)의 각 지점에 대향하도록 배향된다. 이러한 구성에서는, 내측으로 테이퍼진 4개의 홈이 형성된다.
구체적으로, 수직 벽(16)을 폐쇄 부재(60)에 연결하는 용접부를 수용하기 위한 2개의 홈이 형성되며, 폐쇄 부재(60)를 수평 벽(18a)에 연결하기 위한 용접부를 수용하기 위한 2개의 홈이 형성된다. 폐쇄 부재(60)의 단면은, 예컨대 폐쇄될 간격의 크기에 따라, 상이하게 크기가 정해질 수도 있고 상이하게 성형될 수도 있다. 원위 단부(30 및 32) 및 폐쇄 부재(60) 중 하나 이상은 구체적으로 제시된 바와 달리 성형 및 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 원위 단부(30 및 32) 및 폐쇄 부재(60)의 대향 부분은 예컨대 대안으로 둥글게 될 수도 있으며, 원위 단부(30 및 32) 및 폐쇄 부재(60)는, 오직 벽(16 및 18a)의 외측면 또는 내측면 중 하나에 대해 개방되도록 홈이 형성되게 형성될 수 있다.
도 6b는 수직 벽(16)과 수평 벽(18a) 사이의, 도 5b에서의 연결부(42)의 단면도이다. 도 6b에 제시된 예시적인 연결부(42)에 따르면, 저장 탱크(12)는 연결부(42)를 완성하기에 앞서 조립되고, 이에 따라 연결될 수직 벽(16) 및 수평 벽(18a)의 각각의 원위 단부(30 및 32)는 실질적으로 이웃하게 되며, 연속적으로 시임 용접될 수도 있고 달리 기계적으로 함께 연결되어 연결부(42)를 완성시키게 된다. 제시된 예에 있어서, 수직 벽(16) 및 수평 벽(18a)의 각각의 원위 단부(30 및 32)는 상기 벽의 내측면 및 외측면 양자 모두로부터 모따기되며, 이에 따라 원위 단부(30 및 32) 각각에 뾰족한 꼭지점이 형성된다. 내측으로 테이퍼지는 홈이 원위 단부(30 및 32)의 대향 부분에 의해 형성되는데, 상기 홈은 수직 벽(16) 및 수평 벽(18a)을 결합시키는 용접부를 수용하도록 크기 설정되고 성형된다. 원위 단부(30 및 32)가 예컨대 대안으로 둥글게 될 수 있다는 것, 그리고 벽(16 및 18a)의 외측면 또는 내측면 중 오직 하나에 대해서만 개방되는 단일 홈이 형성되게 형성될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
당업자에게 알려진 코너 부분에서의 수직방향 원통형 벽(16) 및 수평방향 원통형 벽(18a)의 교차에 의해 형성되는 연결부의 다른 구성 및 다른 배향이 사용될 수도 있다. 추가적으로, 제시된 연결부는 오직 예시로서 코너 부분을 참고하여 설명된다는 것, 그리고 설명된 예는 저장 탱크(12)의 구성 부품들 사이에 임의의 다른 연결부 또는 시임에 대해 원칙적으로 적용 가능하다는 것을 이해할 것이다.
개시된 저장 탱크 격납 시스템(10)은, 이하에서 추가로 설명되는 바와 같이, 저장 탱크(12) 내에 수용되는 유체로부터의 정적 부하 및 동적 부하뿐만 아니라 저장 탱크(12)로부터의 부하를 효율적으로 그리고 효과적으로 고려하고 관리하게 구성되는 추가적인 외측 구조 및/또는 내측 구조를 포함한다.
저장 탱크(12)의 외측 표면에 연결되는 대표적인 외측 지지 구조(100)가 도 1 내지 도 3, 도 7 및 도 8을 참고로 한 제1 예에 제시되어 있다. 지지 구조(100)는 대체로 벽(14)의 외측 주위에 위치하게 되어 저장 탱크(12)의 하나 이상의 부분에 대한 반경방향 지지 및/또는 보강을 제공함으로써 내부 유체 저장 챔버(22) 내에서의 유체의 움직임으로 인해 유발되는 응력뿐만 아니라 전체적으로 저장 탱크 격납 시스템(10)의 규모(bulk)로 인해 유발되는 응력에 대해 저장 탱크 격납 시스템(10)을 강화시킨다. 제1의 예시적인 지지 구조(100)는 복수 개의 제1 브레이스(102; brace)(즉, 102a, 102b, 102c 등), 복수 개의 제2 브레이스(104)(즉, 104a, 104b, 104c 등), 및 복수 개의 제3 브레이스(106)(즉, 106a, 106b, 106c 등)를 포함한다. 이하에서 추가로 설명되는 베이스(150)가 또한 사용된다. 별개의 연결되는 구성요소로서 설명 및/또는 제시되는 지지 구조(100) 및 베이스(150)의 특정 구성 요소는 예컨대 통합될 수도 있으며, 그 반대도 성립한다는 것을 이해할 것이다.
제1 예에 있어서, 각각의 브레이스(102, 104, 및 106)는 저장 탱크(12)로부터 외측으로 연장되는 실질적으로 평면적인 부재이며, 저장 탱크(12)의 선택된 외측 부분을 근접하여 제한하도록 크기가 설정되며 성형되는 개구(108)[브레이스(102a)에 대해 표시된 각각의 개구(108)]를 갖는다. 제1 예에 있어서, 브레이스(102) 및 브레이스(104)는 수직으로 배향되고 수평방향으로 이격되며, 저장 탱크(12)의 면의 각각의 에지에 대해 평행하게 서로에 대해 직각으로 정렬된다. 브레이스(106)는 수평으로 배향되고 수직방향으로 이격되며, 마찬가지로 저장 탱크(12)의 면의 각각의 에지에 대해 평행하게 정렬된다. 브레이스(102, 104, 및 106)는, 저장 탱크(12)의 6개의 면을 각각 형성하며 이웃하는 수평방향 원통형 벽(18) 및 수직방향 원통형 벽(16)의 선택된 외측 부분에 대해 반경방향 지지를 제공하도록 그리고 상기 외측 부분을 보강하도록 대체로 위치 설정되고 배향된다.
예를 들면, 제1 예에 있어서, 브레이스(102, 104, 및 106)들은 상호 연결되어 지지 구조(100)의 부분(120)을 형성하며, 상기 부분(120)은 저장 탱크(12)의 직립면을 형성하는 하위 원통형 벽(18a)의 외측을 향하는 부분을 따라 저장 탱크(12)를 제한한다. 또한, 도시된 지지 구조(100)의 부분(120)의 구성요소는, 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 폐쇄용 플레이트(300b 또는 300c)뿐만 아니라 저장 탱크(12)의 추가적인 부분에 인접하게 위치하게 될 수 있고 성형될 수 있다.
지지 구조(100)의 각각의 부분(120)은, 저장 탱크(12)의 2개의 대향하는 직립변의 일부를 대체로 제한하도록, 2개의 평행한 하위 원통형 벽(18a)의 외측으로 향하는 부분에 인접하며 수직으로 배향되는 브레이스(102)를 포함한다. 제시된 예에 있어서, 브레이스(102)는 저장 탱크(12)의 저부면을 추가로 한정한다. 브레이스(102)는 대략적으로 저장 탱크(12)의 2개의 대향하는 직립면의 가운데에서 소정 지점에 대해 수직으로 연장된다. 브레이스(102)들은 수평방향으로 이격되며, 이에 따라 브레이스(102) 중 외측 브레이스(102c)는 수직방향 원통형 벽(16)으로부터 반경 방향으로 수직방향 원통형 벽(16)을 따라 상향으로 뿐만 아니라 연결된 수평방향 원통형 벽(18a)의 둘레방향 부분에 인접하게 연장되도록 위치하게 된다.
상기 부분(120)은 마찬가지로 나머지 2개의 평행한 하위 원통형 벽(18a)의 외측으로 향하는 부분에 인접하는 수직 배향 브레이스(104)를 포함하여, 저장 탱크(12)의 저부면뿐만 아니라 브레이스(102) 이외의 저장 탱크(12)의 2개의 대향하는 직립면의 일부를 대체로 제한한다. 브레이스(104)는 또한 대략적으로 저장 탱크(12)의 2개의 대향하는 직립면의 가운데에서 소정 지점에 대해 수직으로 연장된다. 브레이스(104)들은 수평방향으로 이격되며, 이에 따라 브레이스(104) 중 외측 브레이스(102c)는 수직방향 원통형 벽(16)으로부터 반경 방향으로 수직방향 원통형 벽(16)을 따라 상향으로 뿐만 아니라 연결된 수평방향 원통형 벽(18a)의 둘레방향 부분에 인접하게 연장되도록 위치하게 된다.
이러한 예에 있어서, 수평방향 브레이스(106)는, 저장 탱크(12)의 각각의 개별적인 직립면에서 부분(120)을 포함하는 브레이스(102) 및 브레이스(104)를 선택적으로 견고하게 상호 연결시킬 수 있다. 브레이스(102, 104, 및 106) 중 임의의 브레이스는 대안적인 개수 및/또는 구성으로 마련될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 브레이스(106d)는 저장 탱크(12)를 실질적으로 제한하도록 선택적으로 구성될 수도 있다. 브레이스(106d)는 수평방향 원통형 벽(18a)으로부터 반경 방향으로 4개의 수평방향 원통형 벽(18a)을 따라서 뿐만 아니라 연결된 수직방향 원통형 벽(16)의 둘레방향 부분에 인접하게 연장되도록 위치하게 된다. 추가적으로, 브레이스(102) 및 브레이스(104)를 상호 연결시키는 브레이스(106)의 특정 부분은 이러한 변형에 포함되지 않는다는 것을 알 수 있다.
추가적으로, 브레이스(102) 및 브레이스(104)의 중앙 브레이스(102a 및 104b)는 저장 탱크(12)를 실질적으로 제한하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 중앙 브레이스(102a 및 104b)는 평행하게 연장되는 8개의 원통형 벽(18a 및 18b) 중 4개의 외측으로 향하는 부분에 인접하도록 위치하게 되며, 이에 따라 저장 탱크(12)의 저부면, 저장 탱크(12)의 2개의 대향하는 직립면, 및 저장 탱크(12)의 상부면을 대체로 제한한다. 중앙 브레이스(102a 및 104b)는 저장 탱크(12)의 상부면 및 저부면에서 교차하며, 앞서 설명한 바와 같이 4개의 하위 원통형 벽(18a)의 외측 부분을 제한하는, 지지 구조(100)의 4개 부분(120)을 상호 연결시킨다는 것을 알 수 있다.
저장 탱크(12)의 하위 저부 절반부를 향한 브레이스(102, 104, 및 106)들의 집중은, 저장 탱크(12)의 하위 부분 그리고 유체 정역학적 힘 및 다른 힘에 대한 저장 탱크의 수용력을 강화시키는 데 사용된다. 제2 예에 있어서, T자형 플레이트(103)가 브레이스에 대해 수직으로 브레이스(102 및 104)에 선택적으로 연결되어, 좌굴 및 다른 변형에 대한 브레이스의 강도 향상을 위한 T자 형상의 섹션을 형성한다. 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 브레이스의 집중은, 예컨대 저장 탱크(12)의 저부면의 중심에서 베이스(150)에 선택적으로 포함될 수 있는 것이 또한 고려된다.
도 3b 및 도 3c는 지지 구조(100)의 구성에 있어서의 선택적인 변형을 도시하며, 여기서 지지 구조(100)는 저장 영역, 예컨대 해양 수송선(162)의 선창(160)(도 3b에 도시되어 있으며, 명확성을 위해 도 3c에는 도시되어 있지 않음)의 형상을 수용함으로써 저장 탱크(12)에 대해 조절된 측방향 지지 및 수직방향 지지를 제공하도록 또한 설계되며, 이 저장 영역 내에 저장 탱크(12)가 배치된다. 예를 들어, 저장 탱크(12)의 면을 제한하는 개구(108)의 각각의 부분에 대향하는 브레이스(102, 104, 및 106)의 외측 표면 혹은 둘레(110)[브레이스(104a)에 대해 대표적인 플레이트(110)가 표시됨]는, 선창(160)을 형성하는 오버헤드 벽(166; overhead wall) 및/또는 직립 벽(164)에 인접하게 및/또는 결합되게 구성될 수 있다.
또한 혹은 대안으로, 격납 시스템(10) 및 저장 탱크(12)를 선창(160)에 고정시키기 위한 디바이스는 선창(160)의 벽(164)과 격납 시스템(10)의 부분 사이에 위치하게 될 수 있어서, 이벤트(event) 시, 예컨대 수송선(162)의 롤링 운동(rolling motion) 혹은 피칭 운동(pitching motion) 시, 선창(160)에 대한 격납 시스템(10)의 움직임을 억제한다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 쵸크(170; chock)가 격납 시스템(10)의 지지 구조(100)의 직립부와 직립벽(164) 사이에 위치하게 된다. 또한, 제시된 예에 있어서, 쵸크(172)는 지지 구조(100)의 상위 부분과 오버헤드 벽(166) 사이에 위치하게 된다. 쵸크(172)는, 격납 시스템(10)이 플로팅(floating)되지 못하게 하여, 이벤트 시, 예컨대 선창(160)이 흘러넘칠 때 유리한 용도를 나타낼 수 있다. 쵸크(170) 및 쵸크(172)가 도시 및 설명되어 있지만, 당업자가 알고 있는 다른 디바이스가 사용될 수도 있다.
바람직한 예에 있어서, 제1 브레이스(102), 제2 브레이스(104), 및 제3 브레이스(106)는 알루미늄 판으로부터 제조되며, 각각의 개구(108)는 저장 탱크(12)의 외측의 부분의 형상에 일치하도록 크기가 결정되는데, 브레이스는 상기 부분에 선택적으로 위치하게 된다. 벽(14)에 관해 앞서 설명한 다른 재료 그리고 당업자가 알고 있는 다른 재료가 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
저장 탱크 격납 시스템(10)은, 견고한 지지 표면, 예컨대 선창(160)의 바닥(168) 상에 지지 탱크(12)를 지지하기 위한 베이스(150)를 포함한다. 한 가지 예에서는, 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이 수직 브레이스(102 및 104)에 의해 베이스(150)가 형성된다. 이러한 예에 있어서, 저장 탱크(12)의 저부를 제한하는 개구(108)의 각각의 부분에 대향하는 수직 브레이스(102 및 104)의 둘레(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(150)를 형성하기 위해 실질적으로 평면적인 플랫폼 또는 표면을 형성할 수 있어, 선창(160)의 평평한 바닥(168)에 인접하는 저장 탱크(12)의 평평한 풋프린트(footprint)를 제공한다.
베이스(150)는, 앞서 설명한 바와 같이, 브레이스(102 및 104)로 부분적으로 또는 전체적으로 형성될 수도 있고, 단독으로 또는 브레이스(102 및 104)와 조합하여 대안적인 구조로 형성될 수도 있다. 제시된 베이스(150)는, 저장 탱크(12)의 저부면에 이웃하며 경사지게 배향되는 보강 스커트부(152; reinforcement skirt)에 의해 보강된다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 복수 개의 견고하게 연결되는 보강 웨브(154; reinforcement web)가 또한 사용될 수도 있다.
베이스(150), 스커트부(152), 및/또는 웨브(154)는, 선창(160)의 형상을 허용하도록, 도 3b 및 도 3c를 참고로 하여 앞서 설명한 바와 같이, 지지 구조(100)와 유사하게 성형될 수 있다. 예를 들면, 베이스(150)를 형성하는 수직 브레이스(102 및 104)의 둘레(110)는, 직립벽(164) 및 바닥(168) 사이에서 선창(160)의 단면에 근사하도록, 도 3b 및 도 3c의 변형에 있어서 모따기된다.
또한, 선창(160) 내에서 격납 시스템(10) 및 저장 탱크(12)를 지지하기 위한 디바이스는, 베이스(150)와 화물 유지부(160)의 바닥(168) 사이에 위치하게 될 수도 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 쵸크(174; chock)가 격납 시스템(10)의 베이스(150)와 바닥(168) 사이에 위치하게 된다. 쵸크(174)가 도시 및 설명되어 있지만, 선창(160) 내에서 격납 시스템(10)을 지지하기 위해, 당업자가 알고 있는 다른 디바이스가 사용될 수도 있다. 앞서 설명한 변형은 비한정적인 예로서 제시되며, 선창(160)의 구체적인 구성에 따라 베이스(150) 및/또는 지지 구조(100)의 구성요소에 있어서 다수의 다른 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
베이스(150)는, 벽(14) 및 브레이스(102, 104, 및 106)에 대해 설명한 방식으로 이웃한 지지 탱크(12) 구조에 고정된다. 베이스(150)를 형성하는 구조는 앞서 설명한 브레이스와 동일한 재료로 제조될 수도 있고, 당업자에게 알려진 다른 재료 및 다른 구성으로 제조될 수도 있다.
도 7은, 저장 탱크(12)에 대해 앞서 설명한 본 발명의 외부 구조, 내부 구조, 및 다른 구조 중 특정 구조를 포함하는 제1 예에서의 저장 탱크 격납 시스템(10)의 특징을 제시한 것이다. 도 7의 저장 탱크 격납 시스템(10)은, 도 4, 도 5a, 및 도 6a에 도시된 바와 같은 폐쇄 부재(60)와 조합하여 형성되는 전술한 코너 부분(20a)을 갖는 저장 탱크(12)를 포함한다. 지지 구조(100) 및 베이스(150)는 도 1 내지 도 3, 도 7, 및 도 8에 관한 설명에 따라 구성된다. 도시된 바와 같이, 이러한 예는 내부 유체 저장 챔버(22) 내에서 그리고 다른 곳에서 유체를 저장 및 관리하기 위해 구성된 내부 구조를 더 포함한다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 저장 탱크 격납 시스템(10)은 벌크헤드 구조(200a; bulkhead structure)를 포함하며, 여기서 평면적인 플레이트(204)는 난형 구멍(206)을 형성함으로써 유체의 흐름을 부분적으로 차단하게 구성되는 멤브레인 내부 부분(204b) 및 보강용 외측 둘레(204a)로 이루어진다. 내측 공간(295)은 부분적으로 폐쇄용 플레이트(300b)로 한정되며, 벽(14)에 견고하게 연결되고 벽들 사이에 위치하게 되는 횡단식 거싯 플레이트(502, 504, 및 506)를 수용한다.
예시적인 저장 탱크(12)는 기하학적 면마다 150 피트(feet) 또는 50 미터(m)의 치수를 갖는다. LNG를 저장하는 용례에 있어서, 저부의 수평방향 원통형 벽(18)을 형성하는 알루미늄 플레이트의 두께는 대략 2 내지 5 인치 사이에서 변할 수 있고, 상부의 수평방향 원통형 벽(18)을 형성하는 알루미늄 플레이트의 두께는 대략 0.5 내지 3 인치 사이에서 변할 수 있으며, 수직방향 원통형 벽(16)을 형성하는 알루미늄 플레이트의 두께는 대략 2 내지 4 인치 사이에서 변할 수 있고, 저부 코너 부분(20)을 형성하는 알루미늄 플레이트의 두께는 대략 3 내지 6 인치 사이에서 변할 수 있으며, 상부 코너 부분(20)을 형성하는 알루미늄 플레이트의 두께는 대략 1 내지 3 인치 사이에서 변할 수 있다. 폐쇄용 플레이트(300b)를 형성하는 알루미늄은 두께 면에서 대략 2 내지 4 인치 사이에서 변할 수 있다. 페쇄 부재(60)를 형성하는 알루미늄은 저부 코너 부분(20)에서는 대략 4 내지 6 인치 사이에서 그리고 상부 코너 부분(20)에서는 3 내지 4 인치 사이에서 두께가 변할 수 있다.
전술한 내부 구조 및 보강부 및 지지 구조(100)의 구성요소를 형성하는 알루미늄 플레이트의 두께는 대체로 대략 1 내지 3 인치 사이에서 변할 수 있다. 지지 구조(100), 예컨대 T자형 플레이트(103) 및 평면적 플레이트(204)의 보강용 외측 둘레(204a)의 특정 부분은 대략 3 내지 6 인치 사이에서 변하는 두께를 갖는 알루미늄 플레이트로 형성될 수 있다.
대표적인 외측 지지 구조(100)의 구성요소의 조성 및 구성은, 하나 이상의 설계상 기준, 강도상 기준, 제조상 기준, 및/또는 다른 기준에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 앞서 설명한 외측 지지 구조(100)는 지지 탱크(12) 내에 수용되는 유체로부터의 실제의 정적 부하 및 동적 부하, 예상된 정적 부하 및 동적 부하, 및/또는 모사된 정적 부하 및 동적 부하뿐만 아니라 저장 탱크(12) 자체로부터의 부하에 따라 변경될 수도 있고 상이하게 설계될 수도 있다는 것이 고려된다. 따라서, 브레이스(102, 104, 및 106)의 개수, 배치, 및 배향 면에서의 변경이 행해질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 당업자에게 알려져 있는 베이스(150)의 구성 및 재료 면에서의 유사한 변형이 사용될 수도 있다. 대표적인 외측 지지 구조(100)에 대해 가능한 변형의 한 가지 예는, 도 11 내지 도 19에 도시된 저장 탱크 격납 시스템(10)의 제2 예에서 이용된다.
도 11 및 도 12를 참고하면, 제2 예에서의 지지 구조(100)는 일반적으로 제1 브레이스(102)(제2 예에서는 102m, 102n, 및 102o로 식별됨), 제2 브레이스(104)(104m, 104n, 및 104o로 식별됨), 및 제3 브레이스(106)(106m, 106n, 및 106o로 식별됨)를 포함한다. 또한, 앞서 개괄적으로 설명된 바와 같은 베이스(150)가 사용된다. 제2 예에 있어서, 각각의 브레이스(102, 104, 및 106)는, 저장 탱크(12)의 선택된 외측 부분을 근접하여 제한하도록 크기가 결정된 내부 개구(108)를 각각 형성하며 실질적으로 평면적인 부재이다.
제2 예에 있어서, 브레이스(102) 및 브레이스(104)는 수직으로 배향되고 수평방향으로 이격되며, 저장 탱크(12)의 면의 각각의 에지에 대해 평행하게 서로에 대해 직각으로 정렬된다. 브레이스(106)는 수평으로 배향되고 수직방향으로 이격되며, 마찬가지로 저장 탱크(12)의 면의 각각의 에지에 대해 평행하게 정렬된다. 제1 예에서와 같이, 브레이스(102, 104, 및 106)는, 저장 탱크(12)의 6개의 면을 각각 형성하며 이웃하는 수평방향 원통형 벽(18) 및 수직방향 원통형 벽(16)의 선택된 외측 부분에 대해 반경방향 지지를 제공하도록 그리고 상기 외측 부분을 보강하도록 대체로 위치 설정되고 배향된다.
제2 예에 있어서, 각각의 브레이스(102, 104, 및 106)는 저장 탱크(12)를 실질적으로 제한하도록 구성된다. 저장 탱크(12)의 단일 면과 관련하여, 브레이스(102) 중 2개의 외측 브레이스(102m 및 102o)는 각각 수직방향 원통형 벽(16)으로부터 반경 방향으로 수직방향 원통형 벽(16)을 따라 상향으로 뿐만 아니라 연결된 수평방향 원통형 벽(18a 및 18b)의 둘레방향 부분에 인접하게 연장되도록 위치하게 된다. 마찬가지로, 브레이스(104) 중 2개의 외측 브레이스(104m 및 104o)는 각각 수직방향 원통형 벽(16)으로부터 반경 방향으로 수직방향 원통형 벽(16)을 따라 상향으로 뿐만 아니라 연결된 수평방향 원통형 벽(18a 및 18b)의 둘레방향 부분에 인접하게 연장되도록 위치하게 된다. 마지막으로, 브레이스(106) 중 2개의 외측 브레이스(106m 및 106o)는 각각 수평방향 원통형 벽(18)으로부터 반경 방향으로 수평방향 원통형 벽(18)을 따라 수평으로 뿐만 아니라 연결된 수직방향 원통형 벽(16)의 둘레방향 부분에 인접하게 연장되도록 위치하게 된다.
명확성을 위해 브레이스(102, 104, 및 106)의 외측이 지지 탱크(12)의 단일 면과 관련하여 설명되어 있지만, 도면으로부터, 브레이스(102, 104, 및 106)의 외측은 저장 탱크(12)의 다수의 면을 제한하도록 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 브레이스(102, 104, 및 106)의 외측은 저장 탱크(12)의 4개의 면을 제한하여, 저장 탱크(12) 주위의 루프(loop)를 대체로 형성할 수 있으며, 이때 4개의 구성 부분은 각각 단일 면과 관련하여 앞서 설명한 바와 원칙적으로 유사하게 위치하게 되고 배향된다는 것을 알 수 있다.
중앙 브레이스(102n 및 104n)는 평행하게 연장되는 8개의 원통형 벽(18a 및 18b) 중 4개의 외측으로 향하는 부분에 인접하도록 위치하게 되며, 이에 따라 저장 탱크(12)의 저부면, 저장 탱크(12)의 2개의 대향하는 직립면, 및 저장 탱크(12)의 상부면을 대체로 제한한다. 중앙 브레이스(160n)는 4개의 수직방향 원통형 벽(16)의 외측을 향하는 부분에 인접하도록 위치하게 되어, 저장 탱크(12)의 총 4개의 직립면을 대체로 제한하게 된다. 중앙 브레이스(102n, 104n, 및 106n)는, 이격된 원통형 벽(14)들 사이에 생성되는 저장 탱크(12)의 면 상에서 공간(290)에 걸쳐 있을 수 있다. 그러나, 내측 브레이스(medial brace)는 또한, 이하에서 더욱 상세하게 설명되는, 폐쇄용 플레이트(300c)에 인접하게 위치하게 될 수 있고 성형될 수 있다.
설명 및 도시된 바와 같이 위치하는 브레이스(102, 104, 및 106)는, 저장 탱크(12) 주위의 보강용 격자 구조를 형성하도록 그 각각의 교차부에서 견고하게 상호 연결될 수 있다는 것을 알 수 있다. 도시되지 않은, 대표적인 외측 지지 구조(100)의 제2 예의 한 가지 변형에 있어서, 상위 브레이스(106) 중 하나 이상은 그 내용물에 의해 저장 탱크(12)에 적용되는 유체 정역학적 힘의 점진적인 감소로 인해 부하 지탱 능력이 감소될 수 있는 것을 고려한다. 예를 들면, 벽(14)의 내측 상에서의 유체 정역학적 부하는 베이스(150) 부근에서 더 크기 때문에, 복수 개의 수평 배향 브레이스(106)를 포함하는 지지 구조(100)는, 제1 브레이스(106)보다 베이스(150)로부터 더 멀리에 위치하는 제2 브레이스(106)보다 상대적으로 더 강력한 제1 브레이스(106)를 포함할 수 있다. 그러나, 용례에 따라서는, 유체 정역학적 힘의 이러한 점진적인 감소는 특정 용례에서 예상되는 동적 부하에 의해 상쇄될 수 있다는 것이 또한 고려된다.
제1 예와 마찬가지로, 제2 예의 제1 브레이스(102), 제2 브레이스(104), 및 제3 브레이스(106)는 알루미늄 플레이트로 제조되며, 각각의 개구(108)는, 브레이스가 선택적으로 위치하게 되는 저장 탱크(12)의 외측 부분의 형상에 일치하도록 크기 결정된다. 벽(14)에 관해 앞서 설명한 다른 재료 그리고 당업자가 알고 있는 다른 재료가 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
제1 예 및 제2 예의 개시된 저장 탱크 격납 시스템(10)은, 내부 유체 저장 챔버(22) 내에서 또는 이하에서 설명되는 바와 같이 다른 곳에서 유체를 저장 및 관리하기 위해서 뿐만 아니라 저장 탱크(12)를 추가적으로 보강하기 위해서 구성되는 내부 구조를 더 포함한다. 저장 탱크 격납 시스템(10)의 제1 예 및 제2 예 중 어느 하나 혹은 양자 모두를 참고하여 이하에 설명되는 다양한 내부 구조 및 다른 특징은, 이들 서로의 임의의 조합으로 뿐만 아니라 지지 구조(100)의 전술한 예의 하나 이상의 특징과의 추가적인 조합으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
액체, 예컨대 LNG를 저장하기 위한 격납 시스템(10)의 바람직한 예에 있어서, 저장 탱크(12)는 각각 도 7, 도 13, 도 17, 및 도 18에 도시된 바와 같이 내부 유체 저장 챔버(22) 내에 위치하고 이 내부 유체 저장 챔버에 고정되는 벌크헤드 구조(200a, 200b, 200c 및/또는 200d)를 포함할 수 있다. 벌크헤드 구조(200)는, 내부 유체 저장 챔버(22) 내에 수용되는 유체의 출렁거림 또는 동적 운동을 중단시키기 위해 또는 완화시키기 위해, 도면에 대체로 도시된 바와 같이 수평방향 원통형 벽(18)들 각각에 위치하게 된다.
일례에 있어서, 각각의 벌크헤드(200)는 실질적으로 중류(midstream) 위치에서 이웃하는 수평방향 원통형 벽(18)에 위치하고 이 수평방향 원통형 벽에 고정된다. 앞서 설명한 바와 같이, 벽(14) 내에 수용되는 액체의 출렁거리는 움직임은, 벽(14)의 내부에 대해 대응하는 동적 부하를 발생시킨다. 벌크헤드 구조(200)는 수평방향 원통형 벽(18) 내에 수용되는 액체의 유동을 부분적으로 차단하기 위한 내부 구조를 제공하며, 이는 수평방향 원통형 벽(18)의 단부에 의해 수용되는 동적 부하의 크기를 저하시키고 출렁거리는 정도를 감소시킨다. 추가적으로, 벌크헤드 구조(200)들 전부 또는 벌크헤드 구조들 중 일부는 벽(14)의 원통형 단면의 보강 기능을 수행하도록 구성될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 예시적인 벌크헤드 구조(200a)는, 내부 유체 저장 챔버(22)의 일부를 형성하는 수평방향 원통형 벽(18)의 단면에 걸치도록 구성되는, 실질적으로 평면적인 플레이트(204)를 포함한다. 이러한 예에 있어서, 평면적인 플레이트(204)는, 플레이트(204)의 양측에서 유체 연통을 허용하기 위해 플레이트(204) 주위에서 "x" 패턴으로 배치되는 복수 개의 타원형 구멍(206)을 형성한다.
평면적인 플레이트(204)의 외측 둘레(204a)의 재료는, 평면적인 플레이트(204)의 내측 부분(204b)의 재료보다 상대적으로 더 강성일 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 평면적인 플레이트(204)의 외측 둘레(204a)는 벽(14)의 원통형 단면에 대한 보강 기능을 수행하는 반면, 내측 부분(204b)은 멤브레인으로서 작용하여, 예컨대 도시된 바와 같이 구멍(206)을 형성함으로써 수평방향 벽(18)에 수용되는 액체의 유동을 부분적으로 차단한다. LNG를 수용하기 위한 전술한 예시적 크기에서의 탱크 시스템(10)의 용례에 있어서 다양한 두께의 다양한 재료가 사용될 수 있지만, 플레이트(204)를 형성하는 알루미늄 재료의 두께는 외측 둘레(204a)에서 대략 4 내지 5 인치일 수도 있는 한편, 내측 부분(204b)은 대략 1 내지 2 인치의 두께일 수도 있다. 이러한 예에 있어서, 수평방향 벽(18)에 수용되는 액체의 유동으로부터 발생하며 평면적인 플레이트(204)에 대해 수직인 동적 부하에 대해 내측 부분(204b)을 보강하기 위해 복수 개의 크로스 부재(208; cross member)가 더 마련될 수 있다.
평면적인 플레이트(204)에 대해 대안적인 구조가 사용될 수 있다는 것, 더 많은 구멍 혹은 더 적은 구멍이 사용될 수 있다는 것, 그리고 상기 구멍(206)은, 당업자에게 알려져 있는 바와 같이 구체적인 내용물 혹은 용례에 적합하도록 임의의 적절한 다각형 프로파일 혹은 라운딩(rounding)된 프로파일을 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들면, 평면적인 플레이트(204)는 실질적으로 균일한 두께를 갖도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 도 13에 도시된 예시적인 벌크헤드 구조(200b)에 있어서, 각각의 플레이트(204)는 3개의 구멍(206)으로 된 2개 열(row)에 배치된 6개의 직사각형 구멍(206)을 형성한다. 도 18에 도시된 벌크헤드 구조(200c)의 다른 예에 있어서, 평면적인 플레이트(204)의 둘레 주위에는 복수 개의 다각형 구멍(206)이 배치된다. 도 19에 도시된 벌크헤드 구조(200d)의 예에 있어서, 평면적인 플레이트(204)의 둘레 주위에는 복수 개의 다각형 구멍(206)이 균일하게 배치된다.
도 15 및 도 16은, 코너 부분(20)의 내부를 보강하기 위해 마련되는 코너 보강부(250)의 예를 제시하는, 격납 시스템(10)의 수평방향 절개 단면의 예를 도시한 것이다. 도 15를 참고하면, 저장 탱크(12)의 저부 코너 부분(20)에 위치하는 코너 보강부(250)는, 제1 플레이트(252), 제2 플레이트(254), 및 제3 플레이트(256)(제1 플레이트 및 제2 플레이트로부터 하방으로 연장되고 각도상으로 아래에 위치함)를 포함한다. 제1 플레이트(252), 제2 플레이트(254), 및 제3 플레이트(256)는 코너 부분(20)의 각각의 부분에 걸쳐 있으며, 도 16[코너 보강부(250)를 갖는 4개의 저부 코너 부분(20) 모두를 도시하고 있음]에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 내부 유체 저장 챔버(22) 내부에서 코너 부분(20)의 각각의 내측 벽에 연결된다. 코너 부분(20)의 일부 또는 코너 부분 전부는 코너 보강부(250)를 포함할 수 있다는 것, 그리고 용례에 따라서는 코너 보강부(250)들 중 하나 이상이 필요하지 않을 수도 있다는 것을 이해해야 한다.
일례에 있어서, 제1 플레이트의 제1 에지(258), 제2 플레이트의 제1 에지(260), 및 제3 플레이트의 제1 에지(262)는 각각 수직방향 원통형 벽(16) 및 수평방향 원통형 벽(18)에 의해 형성되는 이웃한 연결부(30)를 따라 코너(20)에 연결된다. 제1 플레이트(252), 제2 플레이트(254), 및 제3 플레이트(256)는 연결부(264)에서 연결된다. 일례에 있어서, 제1 플레이트(252), 제2 플레이트(254), 및 제3 플레이트(256)는 120 도의 각도만큼 서로 떨어져 있다. 코너 보강부(250)는 당업자에게 알려져 있는 바와 같이 구체적인 용례에 적합하게 되도록 하기 위해 다른 구성, 다른 플레이트, 또는 다른 웹 형성부를 취할 수도 있다는 것을 이해해야 한다.
이러한 예시적인 벌크헤드 구조(250)에 있어서, 제1 플레이트(252), 제2 플레이트(254), 및 제3 플레이트(256) 각각은 각각의 관통 구멍(270, 272, 및 274)을 형성하여 플레이트의 양측에서의 유체 연통을 허용하며, 이에 따라 내부 유체 저장 챔버(22)의 부분은 달리 구획화되지 않는 한 차단되지 않는다. 도 15에 도시된 바와 같이, 벌크헤드 구조(250)는 저장 탱크(12)의 각각의 상위 코너 부분(20)에 위치할 수 있다. 다른 구성 및 다른 배향의 벌크헤드 구조(250)가 사용될 수 있다는 것, 그리고 다른 보강부가 코너 부분(20)에 위치할 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
도 19를 참고하면, 코너 보강부(440)의 변형례가 도시되어 있다. 이러한 예에 있어서, 탱크 코너(20)의 보강부(440)는, [플레이트 재료(445)에 의해 둘러싸여 있는] 내부 구멍(450)을 형성하는 플레이트(445)의 형태이다[도 19의 단면도에는 단지 플레이트의 절반만이 도시되어 있음]. 이러한 예에 있어서, 플레이트(445)는 대략 45 도만큼 각을 이루고 있으며, 그 단부 상에서 또는 대안으로 코너 부분(20)의 이웃한 벽에 대해 그리고 이웃한 수직방향 원통형 벽(26) 및 수평방향 원통형 벽(18)에 대해 그 둘레 전체 주위로 시임 용접되어 있다. 구멍(450)은 중량을 감소시키는 역할을 하며, 앞서 설명한 바와 같은 저장된 유체의 출렁거림에 대한 저항을 제공한다.
당업자에게 알려져 있는 구체적인 용례에 적합하게 하기 위한, 코너 보강부의 다른 형태, 다른 구성, 다른 배향, 및 다른 위치가 사용될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같은 저장 탱크(12)를 구성하는 데 사용되는 재료는 벌크헤드(200, 250, 및 440)를 구성하는 데 사용될 수도 있다. 일례에 있어서, 제시된 벌크헤드(200, 250, 및 440)는 저장 탱크(12)에 견고하게 그리고 연속적으로 시임 용접되어 있다.
제시된 코너 보강부(250 및 440)는 특정 용례에서는 필요하지 않을 수도 있고 바람직하지 않을 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 개시된 특정 실시예, 예컨대 외부 지지 구조(100)의 제1 예를 갖춘 도 1 내지 도 10의 실시예는, 도 7 내지 도 9를 참고하면 알 수 있는 바와 같이, 코너 보강부를 포함하지 않을 수도 있다. 이러한 예 그리고 다른 예에 있어서, 바람직한 경우, 제시된 코너 보강부(250 및 440)의 보강 기능은, 외측 지지 구조(100) 및/또는 저장 탱크(12)의 다른 양태에 의해 실시될 수도 있다.
앞서 설명하고 제시한 저장 탱크(12)의 예에 있어서, 12개의 원통형 벽(16 및 18)은 폐쇄되어 섹션화되어 있으며, 이에 따라 내측 유체 저장 챔버(22)를 형성한다. 이러한 예에 있어서, 개구(290)는 저장 탱크(12)의 6개의 면 각각에 형성되어, 원통부의 내측 대면 벽들 사이에서 내부 공간(295)을 한정한다. 도면 전반에 걸쳐 도시되어 있는 저장 탱크 격납 시스템(10)의 예에 있어서, 개구(290)는 밀봉 폐쇄되어 있으며 내부 공간(295)은 원통부 내부에서 내측 유체 저장 챔버(22)와 유체 연통되게 배치되어, 이하에서 설명하는 바와 같이 유체의 추가적인 저장을 위해 내부 공간(295)을 활용하게 한다.
대표적으로 도 9를 참고하면, 외측 원통형 벽(16 및 18a)의 내측 대면 부분[예컨대, 수직방향 원통형 벽(16)의 내부 부분(310) 및 수평방향 원통형 벽(18a)의 내부 부분(312)이 표시되어 있음] 및 폐쇄용 플레이트(300a)는, 저장 탱크(12)를 형성하는 원통형 벽(16 및 18a)의 내측 벽 부분(310 및 312) 및 폐쇄용 플레이트(300a)에 의해 형성되는 보조 저장 챔버(302)를 밀봉 및 한정하는 데 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.
도면 전반에 걸쳐 폐쇄용 플레이트(300a)의 다수의 구성이 도시되어 있으며, 이는 도 10a 내지 도 10c를 추가로 참고하여 설명된다. 도 10a에 도시된 예에 있어서, 폐쇄용 플레이트(300a)는 평면적이며, 이웃하는 벽(14)들 사이에서 수직하게 연장되도록 구성된다. 도 10b에 도시된 대안적인 예에 있어서, 폐쇄용 플레이트(300b)는 구형이거나 둥글게 되어 있으며, 이웃하는 벽(14)들 사이에서 대체로 연장되지만, 이웃하는 벽(14)들의 길이방향 축선들을 연결하는 가상의 선으로부터 더 외측을 향한 위치에 있다. 도 10c에 도시된 대안적인 예에 있어서, 폐쇄용 플레이트(300c)는 또한 구형이거나 둥글게 되어 있지만, 이웃하는 벽(14)들의 외측 부분에서 이웃하는 벽(14)들 사이로 연장되어, 폐쇄용 플레이트(300c)가 이웃하는 벽(14)들 사이에서 대체로 접선 방향으로 연장되게 한다.
폐쇄용 플레이트(300a, 300b, 또는 300c)의 사용 및 저장을 위한 내부 공간(295)의 대응하는 사용을 통해, 저장 용량의 증가가 달성된다. 앞서 설명한 치수를 갖는 저장 탱크(12)의 한 가지 예에 있어서, 유사한 치수의 육면체에 비해, 탱크 시스템(10)의 용량 저장 효율은 약 0.81 내지 0.88로부터 증가되며, 이는 종래의 설계에 비해 훨씬 더 우수한 것이다. 또한, 저장 탱크(12)의 중심으로부터 더 바깥쪽에 있는 위치에 연결되는 폐쇄용 플레이트(300b, 300c)를 이용할 때, 열 손실이 감소되며, 즉 저장 탱크(12)의 외측 표면 중 더 작은 부분이, 히트 싱크(heat sink)로서 작용할 가능성이 있는 만곡부 및 코너를 포함한다.
저장 탱크 격납 시스템(10)은 예컨대 폐쇄용 플레이트(300a, 300b, 및 300c) 중 오직 한 가지 유형의 폐쇄용 플레이트를 포함하도록 구성될 수도 있고, 폐쇄용 플레이트(300a, 300b, 및 300c)들의 혼합뿐만 아니라 구체적으로 제시되지 않은 다른 폐쇄용 플레이트, 예컨대 삼각형의 폐쇄용 플레이트 혹은 I자형의 폐쇄용 플레이트를 포함하도록 구성될 수도 있다. 폐쇄용 플레이트(300a, 300b, 및 300c)는 앞서 설명된 바와 같이 벽(16, 18a)에 사용된 재료로 제조될 수도 있다. 당업자라면, 보조 저장 챔버(302)를 밀봉 및 한정하기 위해 폐쇄용 플레이트(300a, 300b, 및 300c)에 대해 다른 구성 및 다른 배향이 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
도 9에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 원통형 벽(14)이 폐쇄되어 섹션화되고 내측 유체 저장 챔버(22)가 단지 저장 영역으로서의 역할만을 수행하는 전술한 일례에 있어서, 원통형 벽(16 및 18a)은 각각 외측 부분(320 및 322), 예컨대 저장 탱크의 외측을 향해 대면하는 원형 단면의 외측 절반부 혹은 둘레 그리고 각각의 내측 부분(310 및 312)을 갖는다. 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 벽 부분 및 제2 벽 부분은 폐쇄용 플레이트(300a)의 위치에 의해 한정될 수도 있고, 폐쇄용 플레이트의 위치 부근에 배치될 수도 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 내측 유체 저장 챔버(22)에 수용되는 유체는, 수직방향 원통형 벽(16)의 내부(310)에 대해 반경방향의 유체 정역학적 힘(F1)을 가한다. 수직방향 원통형 벽(310, 312)의 부하 지탱 능력은 힘(F1)을 고려하여 충분해야만 한다. 폐쇄용 플레이트(300a)가 채용되지 않고 보조 저장 챔버(302)[또는 공간(295)]이 저장을 위해 사용되지 않는 경우, 내측 벽 부분(310)은 외측 벽 부분(320)과 유사한 부하를 견뎌야만 하며, 실질적으로 유사한 구성을 필요로 한다. LNG를 수용하기 위한, 앞서 언급된 예시적인 크기의 탱크 시스템(10)의 용례에 있어서, 알루미늄으로 된 벽(16 및 18)의 두께는 1 내지 6 인치의 두께인 것으로 예상된다. 강의 경우에는, 0.5 내지 4 인치의 두께가 사용될 수 있다. 사용되는 재료 및 용례에 따라, 당업자가 알고 있는 다른 두께가 사용될 수도 있다.
그러나, 폐쇄용 플레이트(300a)[또는 폐쇄용 플레이트(300b, 300c)]가 채용되고 보조 저장 챔버(302)가 이용되는 경우, 보조 저장 챔버(302)에 액체를 포함하면, 보조 저장 챔버(302)를 부분적으로 한정하는 수직방향 원통형 벽 부분(310)의 대향면에 반경방향의 유체 정역학적 힘(F2)이 발생된다. 유체 정역학적 힘(F2)은 유체 정역학적 힘(F1)과 대응하며 균형을 이루기 때문에, 수직방향 원통형 벽(16) 및 수평방향 원통형 벽(18a)의 부하 지탱 능력 및 대응하는 두께는 각각의 벽 부분(310 및 312)에서 감소하게 될 수 있으며, 이는 저장 탱크(12)의 질량 및 재료 비용을 감소시킨다.
원통형 벽(14) 내에서 단지 내측 유체 저장 챔버(22)만을 이용하는 저장 탱크(12)의 예에 있어서, 내측 유체 저장 챔버(22)와 연통하는 (도시 생략된) 벽의 외측에 있는 하나 이상의 포트(port)는 내측 유체 저장 챔버(22)에 유체를 충전하거나 또는 상기 내측 유체 저장 챔버로부터 유체를 빼내는 데 사용될 수 있다. 보조 저장 챔버(302)가 내측 유체 저장 챔버(22)와 함께 사용되는 경우, 내측 유체 저장 챔버(22)와 보조 저장 챔버(302) 사이의 유체 연통을 제공하기 위해, 적절한 벽(14)에는, 예컨대 벽 부분(310 및/또는 312) 상에, 하나 이상의 포트(도시되어 있지 않음)가 마련될 수 있다.
도 18을 참고하면, 제1 거싯 플레이트(400; gusset plate)(2개가 도시되어 있음)의 예가 제시된다. 이러한 예에 있어서, 각각의 거싯 플레이트(400)는 보조 저장 챔버(302)에서 수직방향으로 이웃한 수평방향 튜브 벽(18)들 사이에 배치되며, 이 수평방향 튜브 벽에 견고하게 연결된다. 각각의 거싯 플레이트(400)는, 앞서 설명한 벌크헤드(200)에 대해 대체로 언급된 바와 같은 보조 저장 챔버(302)에서의 유체의 출렁거림을 지연시키기 위해, 하나 이상의 구멍(410)(2개가 도시되어 있음)을 포함하여 거싯 플레이트(400)를 통한 유체의 유동을 허용할 수 있다. 한 가지 예에 있어서, 거싯 플레이트는 강성의 평면적인 플레이트이지만, 당업자에게 알려져 있는 바와 같은 용례에 적합하게 되도록 다른 형태 및 다른 구성을 취할 수도 있다.
도 18에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 제2 거싯 플레이트(420)가, 대략적으로 도시된 바와 같은 제1 거싯 플레이트(400) 및 수평방향 원통부(18) 사이에 배치되고 이들 제1 거싯 플레이트 및 수평방향 원통부에 견고하게 연결된다. 이러한 예에 있어서, 제2 거싯 플레이트(420)는 바람직하게는 복수 개의 유사한 구멍(425)을 구비하여, 보조 저장 챔버(302) 내에서의 유체의 출렁거림을 지연시키 위한 유체의 유동 억제를 가능하게 한다. 제1 거싯 플레이트(400) 및 제2 거싯 플레이트(420)는 양자 모두 구조 보강부를 제공하며, 보조 저장 챔버(302) 내에서의 유체의 출렁거림을 지연시킨다. 해당 분야의 당업자에게 알려져 있는 다른 거싯, 보강 플레이트, 및 출렁거림 지연 구조가 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 19에서 알 수 있는 바와 같이, 제2 거싯 플레이트(420)는 제1 거싯 플레이트(400) 없이 사용된다. 이러한 예에 있어서, 제2 거싯 플레이트(420)는 4개의 이웃한 수평방향 원통형 벽(18)에 견고하게 연결되며, 대체로 수직방향으로 배향되는 제2 거싯 플레이트(420)들 사이에서 대체로 수평 위치로 도시된 제3 거싯 플레이트(430)를 더 포함한다.
도 7 및 도 8에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 거싯 플레이트(502 및 504)는 보조 저장 챔버(302) 내의 수직방향으로 이웃하며 평행한 수평방향 원통형 벽(18)들 사이에 배치될 수 있고, 상기 수평방향 원통형 벽에 견고하게 연결될 수 있는 반면, 거싯 플레이트(506)는 수평방향으로 이웃하며 평행한 수직방향 원통형 벽(16)들 사이에 배치되며 상기 수직방향 원통형 벽에 견고하게 연결된다. 추가적으로, 거싯 플레이트(502, 504, 및 506)는 이들 거싯 플레이트의 각각의 교차점에서 연결된다. 각각의 거싯 플레이트(502, 504, 및 506)는 저장 탱크(12)의 중심을 통과하는 평면에서 연장된다. 거싯 플레이트(502 및 504)는 저장 탱크(12)의 각각의 대향하는 측면과 평행하게 수직방향으로 연장되며, 각각의 이웃하는 거싯 플레이트와의 교차부뿐만 아니라 벽(14)과의 교차부에서 단절된다. 거싯 플레이트(506)는 저장 탱크(12)의 대향하는 상부면 및 저부면과 평행하게 수평방향으로 연장되며, 또한 각각의 이웃하는 거싯 플레이트와의 교차부뿐만 아니라 벽(14)과의 교차부에서 단절된다. 명확성을 위해, 총 8 개의 거싯 플레이트 중 단지 3개의 거싯 플레이트(502, 504, 및 506)만이 표시되고 설명된다. 다른 거싯 플레이트는 거싯 플레이트(502, 504, 및 506)와 유사하게 배치 및 구성된다는 것을 알 수 있을 것이며 이해할 것이다.
도시된 바와 같이, 거싯 플레이트(502, 504, 및 506)는 이들 거싯 플레이트의 교차부에서 견고하게 상호 연결될 수 있을 뿐만 아니라 지지 구조(100)와 상호 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 수직방향으로 배치되는 거싯 플레이트(502 및 504)는 각각 중앙의 수직 브레이스(104a 및 102a)에 연결되는 반면, 수평방향으로 배치되는 거싯 플레이트(506)는 수평 브레이스(106a)에 연결된다. 거싯 플레이트(502, 504, 및 506)는 보조 저장 챔버(302)를 유체 구획화할 수 있으며, 또는 앞서 설명한 바와 같이, 유체의 유동을 허용하기 위한 하나 이상의 구멍(이 예에서는 도시되어 있지 않음)을 포함할 수 있다.
도 13, 도 14, 및 도 15를 참고하면, 저장 탱크(12)에 유체를 충전하고 저장 탱크로부터 유체를 추출하기 위한 디바이스의 한 가지 예는 충전 타워(350)의 형태이다. 이러한 예에 있어서, 충전 타워(350)는, 실질적으로 수직방향인 중공 튜브(354)에 연결되는 실질적으로 수평방향인 중공 튜브(352)를 포함한다. 수직 튜브(354)는 저장 탱크(12)의 상부 부근에 배치되거나 상기 상부 부근으로부터 연장되는 흡입 포트(356)를 포함한다. 흡입 포트(356)는 원거리 유체 소스, 예컨대 전달 펌프(도시되어 있지 않음) 또는 당업자에게 알려져 있는 다른 디바이스에 연결되도록 구성된다. 수직 튜브(354)는 저장 탱크(12)의 저부 부근에 배치되는 출구 포트(357)를 또한 포함한다. 수평방향 중공 튜브(352)는, 흡입 포트(356)와 내측 유체 저장 챔버(22) 사이에서 유체 연통을 제공하기 위해, 출구 포트(357)의 위치에서 수직 튜브(354)에 연결될 수 있고 도 15에 도시된 바와 같이 수평방향 원통형 벽(18)들 중 하나 이상에 수평방향 원통형 벽을 통해 연결될 수 있다.
도 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 수직 중공 튜브(354)는 복수 개의 지지 브라켓 또는 지지 구조(358)에 의해 지지되는데, 이는 바람직하게는 지지 구조(358)의 양측 상에서의 유체 연통을 허용한다. 수직 튜브(354) 및 지지 구조(358)는, 평면적인 플레이트(204)들 사이의 공간에서 벌크헤드 구조(200b)의 중앙 부분에 형성되는 통로를 따라 위치하게 된다. 수직 튜브(354)는 흡입 포트(356)와 보조 저장 챔버(302) 사이의 유체 연통을 제공하기 위해 하나 이상의 추가 포트(도시되어 있지 않음)를 포함할 수 있다. 대안으로, 저장 탱크(12) 내외로의 유체의 유동을 용이하게 하기 위해 원통형 벽(16b 및/또는 18b)의 내부 부분을 관통하는 관통 포트(도시되어 있지 않음)가 사용될 수 있다.
충전 타워(350)는 또한 내측 유체 저장 챔버(22) 및 보조 저장 챔버(302)로부터 유체를 추출하는 데 사용될 수 있다. 추출을 최적화하기 위해, 저장 탱크(12)가 설치 위치에 있을 경우, 출구 포트(357)는 최저부 폐쇄용 플레이트(300b)의 내측 표면에 근접하게 위치하게 될 수 있다. 폐쇄용 플레이트(300b)는, 보조 저장 챔버(302)로부터의 유체 추출 시에 중력의 영향력을 이용하도록 성형될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 출구 포트(357)는 만곡된 폐쇄용 플레이트(300b)의 표면 상의 굴절 지점 바로 위에서 보조 저장 챔버(302)의 최저 지점에 배치되어, 저장 탱크(12) 내의 모든 유체가 보조 저장 챔버(302)로부터 추출되는 것을 가능하게 하며, 다시 상호 연결된 내측 유체 저장 챔버(22)로부터 추출되는 것을 가능하게 한다. 유체의 충전 및 추출을 용이하게 하기 위해 저장 탱크(12) 내외로의 신속한 대용량 유체 유동을 허용하는 다른 튜브, 파이프, 또는 포트가 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 20 내지 도 23을 참고하면, 저장 탱크 격납 시스템(10)의 제3 예가 도시되어 있다. 도 20은, 저장 탱크(12) 및 저장 탱크(12)의 면 중 2개에 있는 한 쌍의 외측 지지 구조(100)를 도시하는 사시도이다. 외측 지지 구조(100)는 원통형 강벽(16, 18)의 외측 표면들 사이에 연장되며, 내측 유체 저장 챔버(22) 내의 유체로 인한 동적 부하에 대항하여 저장 탱크(12)를 보강한다. 도 20에서의 외측 지지 구조(100)들 중 하나는 보강용 격자 구조를 형성하는 복수 개의 상호 연결된 브레이스(102, 106)를 포함하는 것으로 도시되어 있다.
도 20에서의 다른 외측 지지 구조(100)는, 외측 지지 구조(100)들 중 하나의 외측 표면을 적어도 부분적으로 가로질러 연장되는, 대체로 평면적인 폐쇄용 플레이트(300a)에 의해 덮여있는 것으로 도시되어 있다. 도 20에서의 외측 지지 구조(100)들 양자 모두는 상호 연결된 브레이스(102, 106)의 격자 구조를 포함할 수 있으며, 적어도 부분적으로 외측 지지 구조(100)들 각각의 외측 표면 위에 연장되는 폐쇄용 플레이트(300b)에 의해 덮여 있을 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
폐쇄용 플레이트(300a)의 내측 표면, 외측 지지 구조(100)의 내측 표면, 그리고 복수 개의 원통형 강벽(16, 18)의 외측 표면은, 도 1 내지 도 19를 참고하여 설명한 바와 마찬가지로 보조 저장 챔버(302)를 형성하는 데 사용될 수 있다. 외측 지지 구조(100)에 대해 외측에 그리고 원통형 강벽(16, 18)의 외측 표면에 대해 외측에 폐쇄용 플레이트(300a)를 위치시킴으로써, 보조 저장 챔버(302)의 체적은 크게 증가될 수 있다. 충전 타워(350)의 구성은 또한 도 23을 참고하여 설명한 바와 같이 단순화될 수 있다.
도 20에서의 외측 지지 구조(100)는 또한 복수 개의 블록(600)을 포함한다. 블록(600)들 중 일부는 개구(602) 내에 배치되며, 각각의 구멍(602)은 격자 구조들 각각의 견고하게 상호 연결된 브레이스(102, 106)들 중 4개의 교차에 의해 형성된다. 개구(602) 내에 배치되는 블록(600)은, 도 23을 참고로 추가로 설명된 바와 같은 수송선의 선창으로부터 연장되는 브라켓에 인접할 때 설치 위치에 저장 탱크(12)를 유지하도록 구성된다. 블록(600)은, 해양 등급(marine grade)의 적층되고 치밀화된 목재로 형성될 수 있으며, 예컨대 에폭시를 이용하여 브레이스(102, 106)에 접착식으로 접합될 수 있다. 또한, 블록(600)에 관해 다른 고강도 재료가 이용될 수도 있다.
블록(600)들 중 일부는 또한 외측 지지 구조(100)의 지지 표면(604) 상에 배치되며, 저장 탱크(12)가, 각각의 외측 지지 구조(100)를 덮는 각각의 폐쇄용 플레이트(300a)에 대한 수송선의 선창 내에서 설치 위치에 있을 때, 상기 지지 표면(604)은 최저부 원통형 강벽(18)들 중 하나의 외측 표면으로부터 연장된다. 지지 표면(604) 및 결합된 블록(600)은, 도 23을 참고하여 추가로 설명된 바와 같이 저장 탱크를 설치 위치에 유지하기 위해, 수송선 내의 선창으로부터 연장되는 레지(ledge)에 이웃하게 구성된다.
도 21은, 도 20에서의 방향 C로부터 볼 때, 도 20의 저장 탱크 격납 시스템(10)의 저부측의 사시도이다. 여기서, 외측 지지 구조(100)들 양자 모두는, 도 20에서 설명된 바와 같이, 외측 지지 구조(100)의 외측 표면을 가로질러 연장되는 폐쇄용 플레이트(300a)에 의해 실질적으로 덮여 있다. 저장 탱크(12)는 또한 복수 개의 벌크헤드(200)와 최저부 원통형 강벽(18a)의 외측 표면 사이에서 연장되는 폐쇄용 플레이트(300a)를 포함하며, 이때 각각의 벌크헤드(200)는 대향하는 수평방향 원통형 강벽(18)을 통해 그리고 대향하는 수평방향 원통형 강벽(18)의 길이방향 축선에 대해 횡 방향으로 내측 유체 챔버(22)를 가로질러 연장된다.
또한, 각각의 벌크헤드(200)는 최저부 폐쇄용 플레이트(300a)의 섹션들 사이에서 대향하는 수평방향 원통형 강벽(18)의 외측 표면으로부터 외측을 향해 연장되어 저장 탱크를 위한 베이스(150)를 형성한다. 저장 탱크(12)의 베이스(150)는 수송선의 선창 내에서 설치 위치 내에 저장 탱크(12)를 지지하도록 구성된다. 도 21의 예에 있어서, 2개의 벌크헤드(200)는 대향하는 수평방향 원통형 강벽(18)을 통해 중앙으로 연장되며, 저장 탱크(12)의 최하위 면의 중앙에서 교차하여, 베이스(150)를 위한 단면 형상을 형성하지만, 다른 형상, 다른 교차부, 및 다른 개수의 벌크헤드(200)도 또한 가능하다. 또한, 수송선의 선창 내에 저장 탱크(12)를 배치시키기 위해 그리고 상기 저장 탱크를 단열시키기 위해 복수 개의 블록(600)이 베이스(150)를 따라 배치될 수 있다.
도 22는 도 20의 저장 탱크 격납 시스템(10)의 측면도이다. 2개의 지지 표면(604)은, 대향하는 최저부 원통형 강벽(18)의 외측 표면으로부터 각각의 폐쇄용 플레이트(300a)까지 연장되는 것으로 도시되어 있다. 대향하는 원통형 강벽(18)으로부터 연장되는 지지 표면(604)을 포함함으로써, 저장 탱크(12)는, 설치 위치에 있을 때, 수송선의 피치(pitch) 또는 롤(roll)에 대해 억제될 수 있다. 지지 표면(604)은, 저장 탱크(12)가 설치 위치에 있을 때 저장 탱크(12)의 최하위 면을 형성하는, 수평방향 원통형 강벽(18)의 길이방향 축선을 통해 연장되는 수평방향 평면 위로 15 도 내지 60 도만큼 각을 이루게 연장되는 것으로 도시되어 있다.
한 가지 비한정적인 예에 있어서, 지지 표면(604)은, 저장 탱크(12)에 대한 지지를 최적화하기 위해, 상기 수평방향 평면 위로 25 도 내지 40 도만큼 각을 이룰 수 있다. 예를 들면, 각을 이루는 지지 표면(604)은 도 23에 도시된 바와 같은 선창으로부터 연장되는 레지 상에 안착할 수 있고, 동시에 선창의 팽창 및 수축을 허용할 수 있다. 지지 표면(604)이 각을 이루게 함으로써, 저장 탱크(12) 및 선창 양자 모두의 건설 공차 또는 벽 위치의 임의의 변화는, 설치 위치에 유지되도록 하는 저장 탱크(12)의 능력에 악영향을 주지 않을 것이다.
도 23은 해양 수송선(162)의 선창(160) 내에서 설치 위치에 있는 것으로 도시된, 도 20의 저장 탱크 격납 시스템(10)의 절개 사시도이다. 측면 외측 지지 구조(100)의 상호 연결된 브레이스(102, 106)에 의해 형성되는 개구(602) 내의 블록(600)은, 선창(160)의 면을 형성하는 직립 벽(164)으로부터 연장되는 브라켓(606)에 의해 결합된다. 브라켓(606)은, 예컨대 수송선(162)의 롤링 운동(rolling motion) 또는 피칭 운동(pitching motion)의 경우에, 선창(160)에 대한 저장 탱크(12)의 움직임을 억제시키기 위해, 이웃하는 개구(602) 내의 블록(600)을 클램핑하도록 구성될 수 있다.
추가적인 블록(600)은, 선창(160)의 직립 벽(164)으로부터 연장되는 스커트(skirt) 또는 레지(608) 및 저부 표면 상에 각각 안착하도록 하기 위해, 대향하는 외측 지지 구조(100)의 하위측에서 지지 구조(604)로부터 그리고 베이스(150)로부터 연장될 수 있다. 레지(608)는, 저장 탱크(12)가 설치 위치에 있을 때, 수송선(162) 내의 저장 탱크(12)의 중량을 지지하도록 구성될 수 있다. 지지 표면(604) 그리고 선택적으로 지지 표면(604)으로부터 연장되는 블록(600)을 기울임으로써, 선창(160)의 치수의 임의의 변화를 저장 탱크(12)의 설계에 있어서 고려할 수 있다. 이는, 저장 탱크(12)와 수송선(162) 사이의 주어진 온도차뿐만 아니라 저장 탱크(12) 및 선창(160)의 넓은 크기 하에서 중요하다.
단일 벌크헤드(200)는 또한, 내측 유체 저장 챔버(22)의 일부를 형성하는 수평방향 벽(18)의 단면에 걸쳐지도록 구성되는 복수 개의 실질적으로 평면적인 플레이트(204)를 포함하는 것으로서 도 23에 도시되어 있다. 각각의 평면적인 플레이트(204)는 플레이트(204) 주위에서 "x"자 패턴으로 배치되는 복수 개의 타원형 구멍(206)을 형성하여, 플레이트(204)의 양측에서의 유체 연통이 가능하게 한다. 평면적인 플레이트(204)들 사이의 공간에 있는 벌크헤드(200)의 중앙 부분에는 통로(610)가 또한 존재한다. 통로(610)는, 저장 탱크(12)를 통해 충전 타워(350)가 연장되도록 허용하기에 충분한 크기를 갖는다.
도 23의 제3 예에 있어서, 폐쇄용 플레이트(300a)는 최저부 수평방향 원통형 강벽(18)들 사이에서 이 최저부 수평방향 원통형 강벽 아래로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 복수 개의 베인(612; vane)이 폐쇄용 플레이트(300a)의 내측 표면을 따라 연장되어, 보조 저장 챔버(302) 내에서의 유체의 출렁거림 또는 동적 운동을 완화시킨다. 최저부 수평방향 원통형 강벽(18) 아래로 폐쇄용 플레이트(300a)의 위치가 주어지면, 수직방향 중공 튜브(354) 및 수평방향 중공 튜브(352)의 조합 대신에 단지 도 13 내지 도 15에 설명되는 수직방향 중공 튜브(354)만이 충전 타워(350)를 위해 필요하게 되는데, 왜냐하면 유체가 보조 저장 챔버(302)에 진입하도록 허용하는 구멍을 갖도록 수평방향 원통형 강벽(18)이 구성될 수 있기 때문이다.
도 24 내지 도 27을 참고하면, 저장 탱크 격납 시스템(10)의 제4 예가 도시되어 있다. 도 24는, 저장 탱크(12), 폐쇄용 플레이트(300a, 300d), 그리고 폐쇄용 플레이트(300a)를 통해 연장되며 저장 탱크(12)의 수직방향 면들 중 2개 상에 있는 연속적으로 상호 연결된 원통형 강벽(16, 18)의 외측 표면들 사이에 연장되어 내측 유체 저장 챔버(도시되어 있지 않음) 내의 유체로부터의 동적 부하에 대항하여 저장 탱크(12)를 보강하기 위한 외측 지지 구조(100a, 100b)를 도시하는 사시도이다.
이러한 제4 예에서의 저장 탱크(12)는, 대향 단부를 갖춘 관형 강벽(16, 18) 및 2개의 다른 관형 강벽(16, 18) 각각의 단부와 함께 양단에서 상호 연결되는 폐쇄형 관형 단면을 갖는 중간 세그먼트을 포함하며, 이에 따라 관형 강벽(16, 18)의 상호 연결된 내부는 내측 유체 저장 챔버(도시되어 있지 않음)를 형성하게 된다. 저장 탱크(12)는 또한, 저장 탱크(12)의 면을 형성하기 위해 연속적으로 상호 연결된 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면들 사이에 연결되는 폐쇄용 플레이트(300a, 300d)를 포함한다. 폐쇄용 플레이트(300a, 300d)의 내측 표면 및 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면은, 적어도 부분적으로, 도 1 내지 도 23을 참고하여 설명한 바와 같은 보조 유체 저장 챔버(도시되어 있지 않음)를 형성한다.
2가지 유형의 폐쇄용 플레이트(300a, 300d)가 도 24에 도시되어 있다. 폐쇄용 플레이트(300a)는 저장 탱크(12)의 수직방향 면들 각각에서, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측부들 사이로 수직하게 연장된다. 반대로, 폐쇄용 플레이트(300d)는 저장 탱크(12)의 최상부측에서, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측부들 사이에 접선 방향으로 연장된다. 저장 탱크(12)의 각각의 면은, 저장 탱크(12)의 중심을 기준으로, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)에 대한 최대 외측 치수를 갖는 것으로 설명될 수 있다.
도 24에 도시된 수직방향 면의 경우에 있어서, 상기 최대 외측 치수는 관형 강벽(16, 18)의 외측 둘레에 위치하게 되며, 폐쇄용 플레이트(300a)는 상기 최대 외측 치수에 대해 내측에 있는 위치에서, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측부들 사이에 연장된다. 다시 말하면, 폐쇄용 플레이트(300a)는, 저장 탱크(12)의 수직방향 면 상에서 최대 외측 치수와 비교할 때 오목하게 되어 있다. 이는, 수송선의 선창 내에 보다 양호하게 저장 탱크(12)를 끼우기 위해 저장 탱크(12)의 전체적인 폭을 억제함에 있어서 유리하다.
최상부 면의 경우에 있어서, 폐쇄용 플레이트(300d)는, 상기 최대 외측 치수에 대해 외측에 있는 위치에서, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측부들 사이로 연장된다. 다시 말하면, 폐쇄용 플레이트(300d)는, 저장 탱크(12)의 최상부 면 상에서 최대 외측 치수로부터 외측을 향해 약간 이격되어 있다. 종종, 선창의 전반적인 높이는 그 폭보다 클 수 있고, 이로 인해 폐쇄용 플레이트(300d)의 위치에서 더 많은 리웨이(leeway)가 허용된다. 폐쇄용 플레이트(300a, 300d)들 양자 모두는 평면적인 외측 표면 또는 평탄한 외측 표면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 형상도 가능하다. 예를 들면, 보조 저장 챔버의 외측 한계를 형성하기 위해 구형 폐쇄용 플레이트, 둥근 폐쇄용 플레이트, 삼각형 폐쇄용 플레이트, 또는 I자형 폐쇄용 플레이트가 사용될 수 있다.
2개의 외측 지지 구조(100a 및 100b)가 도 24에 도시되어 있다. 양자 모두는 십자 형상을 나타내며, 이때 외측 지지 구조(100a)는 저장 탱크(12)의 우측 수직방향 면에 위치하고 외측 지지 구조(100b)는 저장 탱크(12)의 좌측 수직방향 면에 위치한다. 외측 지지 구조(100a)는 견고하게 상호 연결되는 수직 브레이스(102) 및 수평 브레이스(106)를 포함하며, 상기 수직 브레이스 및 상기 수평 브레이스는, 연속적으로 상호 연결된 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면들 사이에서, 그리고 저장 탱크(12)의 우측 수직방향 면 상의 폐쇄용 플레이트(300a)를 통해 연장된다. 외측 지지 구조(100b)는 견고하게 상호 연결되는 수직 브레이스(104) 및 수평 브레이스(106)를 포함하며, 상기 수직 브레이스 및 상기 수평 브레이스는, 연속적으로 상호 연결된 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면들 사이에서, 그리고 저장 탱크(12)의 좌측 수직방향 면 상의 폐쇄용 플레이트(300a)를 통해 연장된다.
외측 지지 구조(100a, 100b)는 폐쇄용 플레이트(300a)를 통해 연장될 뿐만 아니라, 폐쇄용 플레이트(300a)의 외측 표면으로부터 외측을 향하는 방향으로 연장되며, 이때 상기 외측을 향하는 방향은 저장 탱크(12)의 중심을 기준으로 한다. 따라서, 외측 지지 구조(100a, 100b)는 내측 유체 저장 챔버 내의 유체로부터의 동적 부하에 대항하여 저장 탱크(12)를 보강하도록 구성되며, 도 25를 참고로 추가로 설명되는 바와 같은 저장 탱크(12)의 장착 및 위치 억제에 유용한 표면을 제공한다.
도 25는, 도 24에서의 방향(D)로부터 볼 때, 외측 지지 구조(100a, 100b, 100c)를 포함하는, 도 24의 저장 탱크 격납 시스템(10)의 저부면의 사시도이다. 저장 탱크(12)의 저부면의 외측 지지 구조(100c)는, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면으로부터 외향으로 그리고 폐쇄용 플레이트(300d)의 외측 표면으로부터 외향으로 연장되어, 저장 탱크를 위한 베이스(150)를 형성하는 수직 브레이스(102, 104)를 포함한다. 베이스(150)는 수송선의 선창 내에서 설치 위치 내에 저장 탱크(12)를 지지하도록 구성된다. 여기서, 베이스(150)를 형성하는 수직 브레이스(102, 104)의 둘레는 선창의 내측 형상과 일치하도록 모따기되지만, 다른 유형의 형상을 갖는 수직 브레이스(102, 104)도 가능하다.
도 25는 또한 복수 개의 블록(600)을 도시한 것이다. 블록(600)은 다양한 방식으로 외측 지지 구조(100a, 100b, 100c) 상에 배치된다. 예를 들면, 외측 지지 구조(100a, 100b)와 관련된 블록(600)은, 수직 브레이스(102, 104) 또는 수평 브레이스(106) 그리고 인접하는 관계인 폐쇄용 플레이트(300a)의 외측 표면 중 하나와 접촉하도록 배치된다. 예컨대 수평 브레이스(106) 아래에 그리고 수평 브레이스(106)와 접촉하게 배치되는 블록(600)은, 수직 지지 표면을 제공할 수 있으며, 측면 상에 그리고 수직 브레이스(102, 104)와 접촉하게 배치되는 블록(600)은 롤 억제 표면 및 피치 억제 표면을 제공할 수 있다. 저장 탱크(12)의 베이스(150)와 관련된 블록(600)은, 수송선의 바닥으로부터 저장 탱크(12)를 이격시키기 위해, 도시된 바와 같이, 수직 브레이스(102, 104)의 외측 표면과 접촉하게 배치될 수 있다.
블록(600)은, 스페이서로서 역할을 할 때 또는 수송선의 선창으로부터 연장되는 브라켓, 정지부, 또는 다른 구조와 인접할 때, 설치 위치에서 저장 탱크(12)를 유지하도록 구성되는 방식으로 배치된다. 블록(600)은, 해양 등급(marine grade)의 적층되고 치밀화된 목재로 형성될 수 있으며, 예컨대 에폭시를 이용하여 폐쇄용 플레이트(300a, 300d) 및 브레이스(102, 104, 106)에 접착식으로 접합될 수 있다. 또한, 블록(600)에 관해 다른 고강도 재료가 이용될 수도 있다. 도 25에서의 블록(600)은 다양한 브레이스(102, 104, 106)를 따라 등간격으로 이격되는 것으로 도시되어 있지만, 다른 구성도 가능하다. 예를 들면, 블록(600)은 특정 영역에서 클러스터링(clustering)될 수도 있고 브레이스(102, 104, 106)를 감싸도록 구성될 수도 있다. 도 25에서의 블록(600)은 육면체로서 도시되어 있지만, 블록에 대한 다른 형상, 예컨대 긴 사각형, 삼각형, 또는 다른 형상도 역시 가능하다.
도 26은 도 24 및 도 25의 저장 탱크 격납 시스템(10)의 측면도이다. 이러한 도면에서, 저장 탱크(12)는, 외측 지지 구조(100b)를 형성하는 수직 브레이스(104) 및 수평 브레이스(106)에 의해 부분적으로 양분되며 수직 브레이스(102)에 의해 대체로 둘레 한정되는 것으로 도시되어 있다. 수직 브레이스(104) 및 수평 브레이스(106)는 십자 형상 또는 격자 형상으로 교차하는 것으로 도시되어 있다. 수직 브레이스(104) 및 수평 브레이스(106)는 또한 관형 강벽(16, 18)과 교차하며, 상기 관형 강벽을 통해 연장된다. 표면들을 통해 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 브레이스(102, 104, 106) 중 임의의 브레이스는 대안으로 폐쇄용 플레이트(300a, 300d) 및 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면에 이웃하게 구성될 수도 있으며, 또한 저장 탱크 격납 시스템(10)에 대한 지지 및 강성을 제공할 수 있다.
저장 탱크(12)의 최상위 면 및 최하위 면을 따라 연장되는 폐쇄용 플레이트(300d)는 모두, 최상위 면 및 최하위 면 상에서, 연속적으로 상호 연결된 관형 강벽(16, 18)에 대해 최대 외측 치수를 넘어서 또는 외측으로 연장된다. 저장 탱크(12)의 최상위 면 상의 폐쇄용 플레이트(300d)는 저장 탱크(12)의 최하위 면 상의 폐쇄용 플레이트(300d)보다 짧은 높이를 갖지만, 보조 유체 저장 챔버의 위치 및 구조에 따라 전술한 높이들은 동일할 수도 있고 반대의 값을 가질 수도 있다. 보조 유체 저장 챔버의 체적은 폐쇄용 플레이트(300d)의 배치에 따라 결정되고, 폐쇄용 플레이트(300d)의 높이가 커질수록, 보조 유체 저장 챔버의 체적이 커진다.
도 27은 도 24 내지 도 26의 저장 탱크 격납 시스템(10)의 절개 사시도로서, 저장 탱크(12)의 수평방향 관형 강벽(18)의 중간 세그먼트를 가로질러 배치되는 벌크헤드 링 웨브(200, 202; bulkhead ring web)의 예를 도시하고 있다. 벌크헤드 링 웨브(200)는, 관형 강벽(18)의 내부를 통해 연장되거나 또는 상기 관형 강벽의 내부와 달리 연결되는 환형 형상을 갖는 평면적인 플레이트(204a, 204b) 및 수직 브레이스(104)와 동일한 평면을 따라 연장되는 거싯 플레이트(502)를 포함한다. 평면적인 플레이트(204a, 204b)는 벌크헤드 링 웨브(200)를 통한 유체의 제한적인 유동을 허용하는 대형 구멍(206)을 형성한다. 벌크헤드 링 웨브(202)는 또한, 구멍(206)을 형성하는 2개의 평면적인 환형 플레이트(204c, 204d) 및 수직 브레이스(102)와 동일한 평면을 따라 연장되는 거싯 플레이트(504)를 포함한다. 평면적인 플레이트(204a, 204b, 204c, 204d) 및 구멍(206) 양자 모두는 환형 형상을 갖는다.
평면적인 플레이트(204a, 204b, 204c, 204d) 내의 구멍(206)은, 평면적인 플레이트(204a, 204b, 204c, 204d)의 내측 에지가 최소 충전 레벨 위로 연장되어 저장 탱크(12) 내에서의 출렁거림 부하를 약화시키도록 크기가 결정된다. 환형의 평면적인 플레이트(204a, 204b, 204c, 204d)는 가요성 멤브레인 유형의 벌크헤드 대신에 사용될 수 있다. 대안으로, 추가적인 구멍(도시되어 있지 않음)을 갖춘 내측 멤브레인은 평면적인 플레이트(204a, 204b, 204c, 204d)의 기존 구멍(206) 내에 장착될 수 있다. 앞서 설명한 실시예에서의 작은 구멍 스타일의 평면적인 플레이트(204) 대신에 링 형상의 평면적인 플레이트(204a, 204b, 204c, 204d)를 사용함으로써, 저장 탱크(12)의 전반적인 중량이 더욱 감소될 수 있다.
저장 탱크 격납 시스템(10)의 특징 및 구조에 관해 앞서 설명한 실시예, 특징, 및 예는, 하나 이상의 설계상 기준, 강도상 기준, 제조상 기준, 비용상 기준 및/또는 다른 기준에 따라 광범위하고 다양한 방식으로 변경 및/또는 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 설명한 이러한 치수는 몇 가지 고려되는 설계의 경우에 기초한 것이며, 비한정적인 예로서 제시된 것이다. 사용되는 재료 및 용례에 따라 다른 두께가 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
현재로서 가장 실용적이고 바람직한 실시예로 간주되는 것과 관련하여 본 발명이 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예로 한정되지 않으며, 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 변경 및 등가의 구성을 포괄하도록 의도된다는 것을 이해할 것이고, 상기 범위는 특허법 하에서 허용되는 바와 같이 전술한 모든 변경 및 등가의 구조를 포괄하도록 하는 가장 넓은 해석에 따른 것이다.

Claims (14)

  1. 대용량 천연 가스 저장 탱크(12)로서,
    대향 단부 및 중간 세그먼트를 갖는 관형 강벽(16, 18)으로서, 상기 중간 세그먼트는 폐쇄된 관형 단면을 갖고 2개의 다른 관형 강벽(16, 18) 각각의 단부와 함께 양단에서 상호 연결되며, 이에 따라 관형 강벽(16, 18)의 상호 연결된 내부는 내측 유체 저장 챔버(22)를 형성하는 것인 관형 강벽;
    저장 탱크(12)의 면을 형성하기 위해 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면들 사이에 연결되는 폐쇄용 플레이트(300; closure plate)로서, 폐쇄용 플레이트(300)의 내측 표면과 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면은 보조 유체 저장 챔버(302)를 형성하는 것인 폐쇄용 플레이트;
    내측 유체 저장 챔버(22) 내의 유체로부터의 동적 부하에 대항하여 저장 탱크(12)를 보강하도록 구성되는, 저장 탱크(12)의 면들 중 적어도 일부 상에서 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면들 사이에서 연장되는 외측 지지 구조(102, 104, 106);
    관형 강벽(16, 18)의 중간 세그먼트를 가로질러 내측 유체 저장 챔버(22) 내에 배치되는 환형의 평면적인 플레이트(204a, 204b, 204c, 204d) 및 저장 탱크(12)의 면들 중 적어도 일부 상에서 외측 지지 구조(102, 104, 106)의 적어도 일부 및 환형의 평면적인 플레이트(204a, 204b, 204c, 204d)를 연결하고 폐쇄용 플레이트(300)를 통해 연장되는 거싯 플레이트(502, 504; gusset plate)를 포함하는 벌크헤드 링 웨브(200, 202; bulkhead ring web)
    를 포함하는 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  2. 대용량 천연 가스 저장 탱크(12)로서,
    대향 단부 및 중간 세그먼트를 각각 갖는 관형 강벽(16, 18)으로서, 상기 중간 세그먼트는 폐쇄된 관형 단면을 갖고 다른 관형 강벽(16, 18) 각각의 단부와 함께 양단에서 각각 상호 연결되며, 이에 따라 관형 강벽(16, 18)의 상호 연결된 내부는 내측 유체 저장 챔버를 형성하는 것인 관형 강벽;
    관형 강벽(16, 18)의 중간 세그먼트를 가로질러 내측 유체 저장 챔버(22) 내에 배치되는 벌크헤드 링 웨브(200, 202)로서, 각각의 벌크헤드 링 웨브는 관형 강벽(16, 18)들 중 하나의 내부에 연결되는 환형의 평면적인 플레이트를 포함하고, 벌크헤드 링 웨브(200, 202)를 통한 유체의 제한적인 유동을 허용하기 위한 구멍(206)을 형성하는 것인 벌크헤드 링 웨브;
    저장 탱크(12)의 최상위 면 및 최하위 면을 형성하기 위해 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면들 사이에서 접선 방향으로 연장되는 폐쇄용 플레이트(300)로서, 폐쇄용 플레이트(300)의 내측 표면과 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면은 적어도 부분적으로 보조 유체 저장 챔버(302)를 형성하는 것인 폐쇄용 플레이트;
    수송선(carrier)의 선창 내에서의 설치 위치에서 저장 탱크(12)를 지지하도록 구성되는, 저장 탱크(12)를 위한 베이스(150; base)를 형성하기 위해, 저장 탱크(12)의 최하위 면 상에서 폐쇄용 플레이트(300)의 외측 표면으로부터 외측을 향해 그리고 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측 표면으로부터 외향으로 연장되는 외측 지지 구조(100)
    를 포함하는 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 벌크헤드 링 웨브(200, 202)는 적어도 하나의 구멍(206)을 형성하는 내측 멤브레인을 포함하여, 벌크헤드 링 웨브(200, 202)를 통한 유체의 제한적인 유동을 허용하는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  4. 제1항에 있어서, 저장 탱크(12)의 각각의 면은, 저장 탱크(12)의 중심을 기준으로 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)에 대한 최대 외측 치수를 갖는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  5. 제4항에 있어서, 폐쇄용 플레이트(300)는 저장 탱크(12)의 면들 중 적어도 일부 상에서, 상기 최대 외측 치수에 대해 내측의 위치에서, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측부들 사이에 연장되는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  6. 제5항에 있어서, 폐쇄용 플레이트(300)는 저장 탱크(12)의 수직방향 면들 상에서, 상기 최대 외측 치수에 대해 내측의 위치에서, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측부들 사이에 연장되는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  7. 제4항에 있어서, 폐쇄용 플레이트(300)는 저장 탱크(12)의 면들 중 적어도 일부 상에서, 상기 최대 외측 치수에 대해 외측의 위치에서, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측부들 사이에 연장되는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  8. 제7항에 있어서, 폐쇄용 플레이트(300)는 저장 탱크(12)의 최상위 면 및 최하위 면 상에서, 상기 최대 외측 치수에 대해 외측의 위치에서, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측부들 사이에 연장되는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  9. 제1항에 있어서,
    외측 지지 구조(102, 104, 106) 상에 배치되는 블록(600)
    을 더 포함하며, 상기 블록(600)은, 수송선의 선창으로부터 연장되는 브라켓에 인접할 때 설치 위치에 저장 탱크(12)를 유지하도록 구성되는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  10. 제1항에 있어서, 상기 외측 지지 구조(102, 104, 106)는 견고하게 상호 연결되는 수직 브레이스(brace) 및 수평 브레이스로 형성되는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  11. 제1항에 있어서, 각각의 폐쇄용 플레이트(300)는 저장 탱크(12)의 각각의 면 상에서, 연속적으로 상호 연결되는 관형 강벽(16, 18)의 외측부들 사이에서, 수직으로 연장되는 것 그리고 접선방향으로 연장되는 것 중 어느 하나로 연장되는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 폐쇄용 플레이트(300)는 구형 외측 표면, 둥근 외측 표면, 삼각형 외측 표면, I자형 외측 표면, 또는 평면형 외측 표면 중 하나를 포함하는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  13. 제3항에 있어서, 상기 구멍(206)은 환형 형상을 갖는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
  14. 제2항에 있어서, 상기 외측 지지 구조(100)는 저장 탱크(12)의 최상위 면 상에서, 폐쇄용 플레이트(300)의 외측 표면으로부터 외측을 향해 연장되고,
    저장 탱크(12)의 최상위 면 상에서 폐쇄용 플레이트(300)의 외측 표면으로부터 외향으로 외측 지지 구조(100) 상에 배치되는 블록(600)
    을 더 포함하며, 상기 블록(600)은 수송선의 선창으로부터 연장되는 브라켓에 인접할 때 설치 위치에 저장 탱크(12)를 유지하도록 구성되는 것인 대용량 천연 가스 저장 탱크.
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