KR101259007B1 - 액상화물 화물창의 2차 방벽 및 이를 포함하는 액상화물 화물창의 단열벽체 - Google Patents

Abstract

액상화물 화물창의 2차 방벽 및 이를 포함하는 단열벽체가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 액상화물 화물창의 2차 방벽은, 층을 이루는 2차 단열패널과 1차 단열패널 사이로 설치되는 판상의 메인패널과, 일정 갭을 두고 상호 이웃하게 배치되는 2차 단열패널의 갭 위로 설치되는 판상의 제1 이음패널과, 2차 단열패널의 이격으로 인해 형성되는 상기 갭이 십자형으로 형성되는 지점에 이를 커버링하기 위해 설치되는 판상의 제2 이음패널 및, 메인패널과 제1, 제2 이음패널이 서로 만나는 지점을 상호 연결시킴으로써 갭 주변과 갭을 가로질러 일정한 패턴으로 돌출 형성되는 주름을 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.

Description

액상화물 화물창의 2차 방벽 및 이를 포함하는 액상화물 화물창의 단열벽체{Secondary barrier in the liquefied gas tank and Insulation barrier with a same}

본 발명은 액화천연가스와 같은 극저온의 액상화물을 저장하는 데에 이용되는 액상화물 화물창의 2차 방벽 및 이를 포함하는 액상화물 화물창의 단열벽체에 관한 것이다.

액화천연가스(LNG)는 대기압 하에 비등점이 대략 -163℃인 극저온 액체이다. 따라서 LNG와 같은 액상화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물은 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 화물창을 구비한다.

화물창은 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류될 수 있다. 그 중 멤브레인형 화물창은 다시 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 구분될 수 있으며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 구분될 수 있다.

도 1에는 종래 멤브레인형 화물창 중 TGZ Mark Ⅲ형 화물창의 구조가 개략적으로 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 상기 Mark Ⅲ형의 화물창은, 스테인리스강 멤브레인(Membrane)으로 이루어진 1차 방벽(20)과 트리플렉스(triplex)라는 유연소재로 이루어진 2차 방벽(25), 그리고 폴리우레탄 폼(polyurethane foam) 단열소재로 이루어진 1차 단열패널(21)과 2차 단열패널(26)이 화물창 벽면(1, 2)으로부터 번갈아 층을 이루도록 설치된 구조를 갖는다.

이와 같은 구성의 화물창 구조에서 상기 2차 방벽은 일반적으로, 에폭시 수지 또는 폴리우레탄 소재의 글루(glue)를 통해 2차 단열패널 위에 접착되는 형태로 시공된다. 따라서 그 시공에 있어 화물창 내부 온도 및 습도에 민감하게 영향을 받고, 글루 경화에 시간이 소요되므로 전체적인 화물창 단열구조를 형성함에 있어 공기가 길어지는 문제가 있다.

2차 방벽의 접착식 밀봉의 문제점 해결을 위해 최근에는, 용접방식으로 2차 방벽을 구현하는 기술이 제안되기로 하였다. 그러나 용접방식으로 2차 방벽을 구현함에 있어, 받침이 없는 빈 공간인 2차 단열패널 사이의 갭 부분을 커버하는 용접작업이 어렵고, 특히 구조적으로 온도변화에 따른 급격한 수축과 팽창에 능동적으로 대처할 수 있는 2차 방벽의 구현이 어렵다는 문제가 있다.

본 발명의 실시예는 글루를 이용한 접착식이 아닌 용접방식을 채택하여 공기를 단축시킬 수 있는 2차 방벽을 형성할 수 있는 액상화물 화물창의 2차 방벽 및 이를 포함하는 액상화물 화물창의 단열벽체를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예는 2차 방벽을 형성함에 있어 2차 단열패널 사이의 갭 부분에 대한 방벽 작업 역시 용이하게 이루어질 수 있으면서, 화물 온도차이에 따른 급격한 수축과 팽창에도 능동적으로 대처할 수 있는 구성의 액상화물 화물창의 2차 방벽 및 이를 포함하는 액상화물 화물창의 단열벽체를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 극저온의 액상화물을 저장하는 화물창 구현을 위한 구성요소로서, 층을 이루는 2차 단열패널과 1차 단열패널 사이로 설치되는 판상의 메인패널; 일정 갭을 두고 상호 이웃하게 배치되는 2차 단열패널의 상기 갭을 커버링하기 위해 설치되는 판상의 제1 이음패널; 2차 단열패널의 이격으로 인해 형성되는 상기 갭이 십자형으로 형성되는 지점에 이를 커버링하기 위해 설치되는 판상의 제2 이음패널; 및 상기 메인패널과 제1, 제2 이음패널이 서로 만나는 지점을 상호 연결시킴으로써 상기 갭 주변과 갭을 가로질러 일정한 패턴으로 돌출 형성되는 주름;을 포함하는 액상화물 화물창의 2차 방벽이 제공될 수 있다.

본 실시예에서 상기 주름은, 2차 방벽 시공 시 상기 메인패널 및 제1 이음패널, 그리고 상기 제2 이음패널이 서로 만나는 지점의 각 패널 변(邊)을 따라 경사지게 형성된 주름 형성면을 상호 접촉시킨 상태로 심용접(seam welding) 처리함으로써 돌출 형성될 수 있다.

또한, 상기 심용접으로 인해 주름이 형성되는 부분을 제외한 각 패널의 변(邊)이 상호 만나는 부분은 일반 용접을 통해 상호 이음처리 될 수 있다.

또한, 상기 주름은 갭에 의한 하나의 십자형 구획에 서로 평행하게 배치되는 두 개의 횡방향 주름과 두 개의 종방향 주름으로 이루어진 구성일 수 있다.

이때 상기 횡방향 주름과 종방향 주름은, 서로 이웃하는 주름이 상호 직각을 이루면서도 갭이 십자형으로 형성되는 지점에 위치한 각 주름의 선단이 상호 교차하지 않는 패턴으로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 일정 갭을 갖고 상호 이웃하게 배치되는 2차 단열패널; 상기 2차 단열패널 위에 작은 면적으로 층을 이루며 설치되는 상부단열패널과 이 상부단열패널 사이의 상기 갭 위로 설치되는 이음단열패널로 구성된 1차 단열패널; 상기 1차 단열패널 위에 설치되는 금속소재의 1차 방벽; 및 상기 2차 단열패널과 1차 단열패널 사이로 액상화물 밀봉을 위해 설치되는 상기한 2차 방벽;을 포함하는 액상화물 화물창의 단열벽체가 제공될 수 있다.

본 실시예에서 상기 2차 방벽을 구성하는 주름 돌출위치에 대응하는 상기 이음단열패널 하면에는 요홈면이 상기 이음단열패널의 폭 또는 길이방향으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 요홈면은 상기 주름과 형합(形合)될 수 있는 형상과 크기로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액상화물 화물창의 2차 방벽 및 이를 포함하는 액상화물 화물창의 단열벽체 의하면, 종래 글루를 이용한 접착방식이 아닌 용접방식으로 화물창의 2차 방벽을 구현하며, 이러한 용접방식은 종래 글루과 달리 별도의 경화시간이 요구되지 않는다. 이에 따라, 종래 글루를 이용한 2차 방벽 시공과 비교하여 2차 방벽을 구현하는 데에 따른 시간을 현저히 단축시킬 수 있다.

또한, 2차 방벽을 구성하는 각 패널에는 그 패널 변(邊)을 따라 주름 형성면이 경사지게 형성되어 있으며, 이 주름 형성면을 상호 접촉시킨 상태로 심용접(seam welding)을 통해 패널 간 접착이 이루어진다. 따라서 아래에 받침이 없는 부분인 2차 단열패널 사이의 갭 부분에 대한 밀봉작업 역시 무리 없이 이루어질 수 있다. 즉, 종래 용접방식으로 2차 방벽을 구현하는 데에 따른 용접작업의 어려움을 해소할 수 있다.

또한, 주름 형성면 간 심용접을 통한 접착으로 인해 그 용접경로를 따라 위로 볼록한 주름이 형성되며, 이 주름은 온도차이에 따른 급격한 수축과 팽창에 대응할 수 있는 변위구간을 형성한다. 이에 따라, 용접방식으로 2차 방벽을 구현함에 있어 문제가 되는 열 변형 문제를 해소하고 열 변형에 능동적으로 대처 가능한 2차 방벽 및 나아가서는 극저온 액상화물 화물창을 구현할 수 있게 된다.

도 1은 종래 멤브레인형 화물창 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 액상화물 화물창 2차 방벽의 사시도.
도 3은 도 2에 나타난 2차 방벽 시공 실시예를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3에 따른 2차 방벽 시공에 따른 평면도.
도 5는 도 2 내지 도 4에 나타난 심용접 부위의 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 측면에 따른 화물창 단열벽체 요부를 확대 도시한 단면도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

첨부도면을 간단히 살펴보면, 도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 액상화물 화물창 2차 방벽의 사시도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 2차 방벽 시공 실시예를 나타낸 사시도이다. 그리고 도 4는 도 3에 따른 2차 방벽 시공에 따른 평면도이며, 도 5는 도 2 내지 도 4에 나타난 심용접 부위의 단면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 2차 방벽(2)은, 금속소재의 메인패널(20)과, 이 메인패널(20)을 상호 연결시키는 제1 이음패널(22) 및 제2 이음패널(24)을 포함한다. 또한 각 패널의 가장자리 변을 따라 주름 형성면(25)이 형성되며, 이 주름 형성면(25)에 의해 시공 후 급격한 온도차에도 능동적으로 대처할 수 있는 주름(26)을 갖게 된다.

메인패널(20)은 층을 이루는 2차 단열패널(1)과 1차 단열패널(3) 사이로 위치한다. 이러한 메인패널(20)은 극저온 환경에서도 강성을 유지할 수 있는 금속소재 예컨대, 니켈 합금강 또는 스테인리스 강일 수 있으며, 상기 2차 단열패널(1) 보다는 다소 작고 그 위로 층을 이루며 설치되는 1차 단열패널(3) 보다는 다소 클 수 있다(도 3 내지 도 4 참조).

각각의 2차 단열패널(1) 위에 설치되는 메인패널(20)은 2차 방벽(2)을 이루는 다른 구성요소인 판상의 상기 제1 이음패널(22)로서 서로 상호 연결된다. 상기 제1 이음패널(22)은 각 메인패널(20)을 상호 연결시키는 판재 역할을 하며, 아울러 상기 메인패널(20)이 설치되는 각각의 2차 단열패널(1) 간 이격에 의한 갭(g) 부분을 커버링하여 액상화물이 그 갭(g) 사이로 스며드는 것을 차단하는 밀봉재 역할을 한다.

2차 단열패널(1)의 이격으로 인해 형성되는 갭(g) 중 그 갭이 십자형으로 형성되는 교차지점에는, 제2 이음패널(24)이 설치된다. 이러한 제2 이음패널(24)은 네 개의 제1 이음패널(22)을 상호 연결시키는 판재 역할과 함께, 상기 제1 이음패널(22)과 마찬가지로, 1차 방벽(4) 파손 시 액상화물이 해당 십자형 갭(g)으로 스며드는 것을 방지하는 밀봉재 역할을 한다.

본 실시예에 적용된 상기 제1 이음패널(22)과 제2 이음패널(24)은 상기한 메인패널(20)과 동일한 금속소재 예컨대, 니켈 합금강 또는 스테인리스 강일 수 있으며, 메인패널(20)과 제1 이음패널(22), 그리고 제1 이음패널(22)과 제2 이음패널(24)은 용접 구체적으로는, 후술될 심용접(seam welding)을 통해 상호 접착되어 그 이음경로를 따라 소정의 패턴으로 상기한 주름(26)을 형성하게 된다.

상기 주름(26)은 전술한 갭(g) 주변과 이 갭(g)을 가로지르는 일정한 패턴으로 돌출 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상기 주름(26)은 도 5의 도시와 같이, 2차 방벽(2) 시공 시 상기 메인패널(20) 및 제1 이음패널(22), 그리고 상기 제2 이음패널(24)이 서로 만나는 지점의 각 패널 변(邊)을 따라 경사지게 형성된 주름 형성면(25)을 상호 접촉시킨 상태로, 그 접촉된 부분을 따라 연속해서 심용접(seam welding) 즉, 맞대기 용접을 수행함으로써 형성될 수 있다.

본 실시예에서 상기 주름(26)은 구체적으로, 갭(g)에 의한 하나의 십자형 구획(도 4와 같은 구획)에 두 개의 횡방향 주름(26a)과 종방향 주름(26b)이 서로 평행하게 배치되는 구성일 수 있다. 이때 상기 횡방향 주름(26a)과 종방향 주름(26b)이 서로 이웃하는 주름(26)이 상호 직각을 이루면서도, 갭(g)이 십자형으로 형성되는 교차지점에 위치한 각 주름(26)의 선단은 상호 교차하지 않는 패턴으로 형성될 수 있다.

심용접으로 인해 주름(26)이 형성되는 부분을 제외한 각 패널의 변(邊)이 상호 만나는 부분은 일반적인 용접 예컨대, 가스 또는 아크용접을 통해 상호 이음처리 될 수 있다. 본 실시예에 따른 용접패턴의 이해를 돕기 위해 도 4에서는, 심용접에 의한 주름(26)패턴을 굵은 실선으로, 그리고 일반용접으로 접착되는 경로를 얇은 실선으로 표시하였다.

다음은 상기한 2차 방벽을 포함하는 본 발명의 다른 측면에 따른 화물창 단열벽체에 대해 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명의 다른 측면에 따른 화물창 단열벽체 요부를 확대 도시한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따르 화물창 단열벽체는, 하부 플라이우드 상에 설치되며 일정 갭(g)을 갖고 상호 이웃하게 배치되는 2차 단열패널(1)을 포함한다. 상기 2차 단열패널(1) 위에는 1차 단열패널(3)이 층을 이루며 설치되고, 1차 단열패널(3)과 2차 단열패널(1) 사이에는 전술한 일 실시예에 따른 2차 방벽(2)이 설치된다.

본 실시예에 적용된 상기 1차 단열패널(3)과 2차 단열패널(1)은 폴리에테르계 소재에 기포를 형성한 폴리우레탄 폼일 수 있다. 그리고 1차 단열패널(3) 상면과 2차 단열패널(1) 하면에는 화물창에 저장되는 액상화물 하중을 지탱하기 위한 나무를 소재로 하는 상부 플라이우드(부호 생략) 및 하부 플라이우드(부호 생략)가 설치될 수 있다.

2차 단열패널(1) 위로 설치되는 상기 1차 단열패널(3)은, 각각의 2차 단열패널(1) 위에 이보다 작은 면적으로 층을 이루며 설치되는 상부단열패널(30)과 이 상부단열패널(30) 사이로 설치되는 이음단열패널(32)로 구분될 수 있다. 이처럼 구성되는 1차 단열패널(3) 위로는 상기한 상부 플라이우드를 사이에 두고, 1.2㎜ 두께의 스테인리스강 멤브레인(Membrane)으로 이루어진 1차 방벽(4)이 설치될 수 있다.

2차 방벽(2)은 상기 2차 단열패널(1)과 1차 단열패널(3) 사이로 액상화물 밀봉을 위해 설치된다. 본 실시예에 적용되는 상기 2차 방벽(2)은 전술한 본 발명의 일 측면에 따른 2차 방벽과 동일하다. 즉, 급격한 온도변화에 능동적으로 수축 및 팽창하면서 대응할 수 있도록 일정 패턴의 주름(26)이 형성된 방벽이다.

상기 2차 방벽(2)의 주름(26)은 위로 볼록하게 돌출되는 형태로 형성된다. 따라서 이 2차 방벽(2) 위로 설치되는 1차 단열패널(3) 중 상기 주름(26) 형성위치와 대응되는 위치에서 해당 2차 방벽(2)을 덮는 이음단열패널(32) 하면에는, 시공 시 볼록하게 돌출된 상기 주름(26)을 수용할 수 있는 크기로 요홈면(320)이 형성될 수 있다.

상기 요홈면(320)은 2차 방벽(2)의 주름(26) 형성방향과 동일한 경로를 따르도록 상기 이음단열패널(32) 하면에 그 폭 또는 길이방향으로 형성될 수 있다. 특히 일정한 간격을 유진한 채 상기 주름(26)과 형합(形合)될 수 있는 크기와 형상으로 형성될 수 있다. 이때 상기 주름(26)과 요홈면(320) 사이의 간격은, 급격한 온도변화에 따른 2차 방벽(2)의 수축과 팽창이 요홈면(320)의 간섭 없이 용이하게 이루어질 수 있는 범위라면 특별한 수치적 제한은 없다.

이상에서 살펴본 본 발명의 실시예들에 따르면, 종래 글루를 이용한 접착방식이 아닌 용접방식으로 화물창의 2차 방벽을 구현하고 있다. 용접방식은 종래 글루를 이용하여 접착식으로 2차 방벽을 형성하는 것과는 달리 별도의 경화시간이 요구되지 않는다. 따라서 종래 글루를 이용한 2차 방벽과 비교하여 2차 방벽 구현시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 2차 방벽을 구성하는 각 패널에는 그 패널 변(邊)을 따라 주름 형성면이 경사지게 형성되어 있고, 이 주름 형성면을 상호 접촉시킨 상태로 심용접(seam welding)을 통해 패널 간 접착이 이루어진다. 따라서 아래에 받침이 없는 부분인 2차 단열패널 사이의 갭 부분에 대한 밀봉작업 역시 무리 없이 이루어질 수 있다. 즉, 종래 용접방식으로 2차 방벽을 구현하는 데에 따른 용접작업의 어려움을 해소할 수 있다.

또한, 주름 형성면 간 심용접을 통한 접착으로 인해 그 용접경로를 따라 위로 볼록한 주름이 형성되며, 이 주름은 온도차이에 따른 급격한 수축과 팽창에 대응할 수 있는 변위구간을 형성한다. 따라서 용접방식으로 2차 방벽을 구현함에 있어 문제가 되는 열 변형 문제를 해소하면서 열 변형에 능동적으로 대처할 수 있는 2차 방벽 및 액상화물 화물창을 구현할 수 있게 된다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 2차 단열패널 2 : 2차 방벽
3 : 1차 단열패널 4 : 1차 방벽
20 : 메인패널 22 : 제1 이음패널
24 : 제2 이음패널 25 : 주름 형성면
26 : 주름 320 : 요홈면
g : 갭

Claims (8)

1. 극저온의 액상화물을 저장하는 화물창 구현을 위한 구성요소로서,
   층을 이루는 2차 단열패널과 1차 단열패널 사이로 설치되는 판상의 메인패널;
   일정 갭을 두고 상호 이웃하게 배치되는 상기 2차 단열패널의 상기 갭을 커버링하기 위해 설치되는 판상의 제1 이음패널;
   2차 단열패널의 이격으로 인해 형성되는 상기 갭이 십자형으로 형성되는 지점에 이를 커버링하기 위해 설치되는 판상의 제2 이음패널; 및
   상기 메인패널과 제1, 제2 이음패널이 서로 만나는 지점을 상호 연결시킴으로써 상기 갭 주변과 갭을 가로질러 일정한 패턴으로 돌출 형성되는 주름;을 포함하되,
   상기 주름은,
   상기 메인패널 및 제1 이음패널, 그리고 상기 제2 이음패널이 서로 만나는 지점의 각 패널 변(邊)을 따라 경사지게 형성된 주름 형성면이 상호 접촉된 상태로 심용접(seam welding) 처리됨으로써 돌출 형성되는 액상화물 화물창의 2차 방벽.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 심용접으로 인해 주름이 형성되는 부분을 제외한 각 패널의 변(邊)이 상호 만나는 부분은 일반용접을 통해 상호 이음처리 되는 액상화물 화물창의 2차 방벽.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 주름은,
   갭에 의한 하나의 십자형 구획에 서로 평행하게 배치되는 두 개의 횡방향 주름과 두 개의 종방향 주름으로 이루어지는 액상화물 화물창의 2차 방벽.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 횡방향 주름과 종방향 주름은, 서로 이웃하는 주름이 상호 직각을 이루면서도 갭이 십자형으로 형성되는 지점에 위치한 각 주름의 선단은 상호 교차하지 않는 패턴으로 형성되는 액상화물 화물창의 2차 방벽.
   
6. 일정 갭을 갖고 상호 이웃하게 배치되는 2차 단열패널;
   상기 2차 단열패널 위에 작은 면적으로 층을 이루며 설치되는 상부단열패널과 이 상부단열패널 사이로 설치되는 이음단열패널로 구성된 1차 단열패널;
   상기 1차 단열패널 위에 설치되는 금속소재의 1차 방벽; 및
   상기 2차 단열패널과 1차 단열패널 사이로 액상화물 밀봉을 위해 설치되는 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 2차 방벽;을 포함하는 액상화물 화물창의 단열벽체.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 2차 방벽을 구성하는 주름 돌출위치에 대응하는 상기 이음단열패널 하면에는 요홈면이 상기 이음단열패널의 폭 또는 길이방향으로 형성되는 액상화물 화물창의 단열벽체.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 요홈면은 상기 주름과 형합(形合)될 수 있는 형상과 크기로 형성되는 액상화물 화물창의 단열벽체.

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