KR101393329B1

KR101393329B1 - Ｌｎｇ 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법

Info

Publication number: KR101393329B1
Application number: KR1020120037242A
Authority: KR
Inventors: 임형근; 조민호; 현재균
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2014-05-27
Also published as: KR20130114865A

Abstract

LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법이 개시된다. 본 발명의 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법은, 단열박스의 일부 공간을 제외한 나머지 단열재 삽입 공간에 부피형 단열재를 설치하는 단계; 및 일부 공간에 분말형 단열재를 충진하여 단열재 삽입 공간의 빈 공간을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

ＬＮＧ 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법{METHOD FOR INSTALLING INSULATION ON INSULATION BOX OF A LNG STORAGE TANK}

본 발명은, LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, LNG 운반선 내에 설치되는 GTT NO 96형 저장탱크의 단열박스에 사용되는 단열재의 설치방법에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 포함한다.

최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.

LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또한 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.

이 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 통상 멤브레인형 저장탱크는 GTT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다.

GTT NO 96형의 저장탱크는, 0.5 ~ 0.7㎜ 두께의 인바(Invar) 강으로 이루어지는 1차 밀봉벽 및 2차 밀봉벽과, 플라이우드 박스(plywood box) 및 펄라이트(perlite) 등으로 이루어지는 1차 단열벽 및 2차 단열벽이, 선체의 내부표면 상에 번갈아 적층 설치되어 이루어진다.

GTT NO 96형의 경우, 1차 밀봉벽 및 2차 밀봉벽이 거의 같은 정도의 액밀성 및 강도를 갖고 있어 1차 밀봉벽의 누설시 상당한 기간 동안 2차 밀봉벽만으로도 화물을 안전하게 지탱할 수 있다.

GTT NO 96 타입의 단열 시스템은, 전술한 바와 같이 인바 강(9% 니켈강)과 펄라이트 및 플라이우드로 제작된 단열박스가 2개의 층으로 적층되어 이루어지며, 플라이우드는 단열박스의 구조 재료로 사용되고 있다.

한편 종래 기술의 일 실시예는 단열성을 향상시키기 위해 전술한 분말형의 단열재인 펄라이트 이외에 부피형 단열재인 글라스울이나 폴리우레탄 폼을 사용한다.

하지만 글라스울이나 폴리우레탄 폼과 같은 부피형 단열재를 사용하는 경우 작업성이나 빈 공간의 발생으로 단열 성능이 떨어지는 문제점이 있다.

구체적으로, 글라스울의 경우 글라스울을 압축하여 삽입하므로 작업하기가 쉽지 않고, 폴리우레탄 폼을 사용하는 경우 폴리우레탄 폼을 삽입하기 위한 여유 공간이 필요하므로 이 여유 공간으로 인해 단열 성능이 저하된다.

그리고 폴리우레탄 폼을 발포 형태로 형성하는 경우 단열박스의 형상 유지를 위해 폴리우레탄 폼의 발포시 발생되는 팽창력을 고려해야 하고, 발포 시간 및 응고 시간으로 제작 시간이 증가되는 단점이 있다.

한국특허공개공보 제2003-0039709호(대우조선해양 주식회사) 2003. 05. 22.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 사용되는 단열재의 장점을 극대화하여 단열 성능을 향상시킬 수 있고, 용이하게 작업할 수 있는 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 단열박스의 일부 공간을 제외한 나머지 단열재 삽입 공간에 부피형 단열재를 설치하는 단계; 및 상기 일부 공간에 분말형 단열재를 충진하여 상기 단열재 삽입 공간의 빈 공간을 제거하는 단계를 포함하는 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법이 제공될 수 있다.

상기 단열재 삽입 공간은 상기 단열박스의 전체 공간의 90~95%를 차지할 수 있다.

상기 단열박스에는 상기 분말형 단열재가 연통될 수 있는 복수의 홀이 마련되고, 상기 일부 공간은 상기 홀과 대응되는 영역에 마련될 수 있다.

상기 부피형 단열재는 폴리우레탄폼(PUF), EPP(Expended Polypropylene), EPS(Expended Polyester), 글라스울(glass wool) 및 멜라핀폼 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 분말형 단열재는 펄라이트, 에어로겔, 건식 실리카 및 글라스버블 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, LNG 저장탱크의 단열설치방법에 있어서, 상기 단열박스의 내부에 일부 공간을 제외한 나머지 공간에 부피형 단열재를 먼저 설치하고, 이후에 상기 일부 공간에 분말형 단열재를 충진하여 빈 공간을 제거하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 부피형 단열재를 삽입 공간에 여유 공간을 두고 설치하므로 설치 작업을 편리하게 할 수 있고, 부피형 단열재가 설치되고 남은 여유 공간을 분말형 단열재로 충진하여 빈 공간을 제거하므로 단열 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스가 적용되는 단열박스를 도시한 사시도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스가 적용되는 단열박스를 도시한 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법은, 단열박스(100)의 단열재 삽입 공간(S)의 일부 공간을 제외한 나머지 단열재 삽입 공간(S)에 부피형 단열재를 설치하는 부피형 단열재 설치단계(S100)와, 일부 공간에 분말형 단열재를 충진하여 단열재 삽입 공간(S)의 빈 공간을 제거하는 분말형 단열재 충진단계(S200)를 구비한다.

부피형 단열재 설치단계(S100)는, 도 2에 도시된 단열박스(100)의 단열재 삽입 공간(S)에 부피형 단열재를 설치하는 단계로, 단열재 삽입 공간(S)에 채워지는 부피형 단열재는 종래 기술의 일 실시예와 같이 단열재 삽입 공간(S)에 전체적으로 채워지는 것이 아니라 삽입의 편리성을 위해 단열재 삽입 공간(S)의 90~95%만 채워질 수 있다. 그리고 부피형 단열재의 충진율은 전술한 충진율에 한정되지 않고 작업의 특성을 고려하여 변경될 수 있다.

본 실시 예에서 단열재 삽입 공간(S)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 가로 격벽(120) 및 세로 격벽(130)에 의해 구획되는 공간을 말하며, 부피형 단열재가 채워지고 남은 여유 공간은 가로 격벽(120)과 인접한 영역의 공간 또는 세로 격벽(130)과 인접한 영역의 공간 중 적어도 하나의 공간일 수 있다.

또한 본 실시 예에서 부피형 단열재가 채워지고 남는 여유 공간은 후술하는 분말형 단열재의 충진 또는 재충진이 용이하도록 본체(110) 및 가로 격벽(120)에 마련된 홀(H)과 대응되는 위치에 마련될 수 있다.

그리고 본 실시 예에서 부피형 단열재는 폴리우레탄폼(PUF), EPP(Expended Polypropylene), EPS(Expended Polyester), 글라스울(glass wool) 및 멜라핀폼 중 적어도 하나를 포함한다.

분말형 단열재 충진단계(S200)는, 부피형 단열재가 채워지고 남은 여유 공간에 분말형 단열재를 충진하여 빈 공간을 제거하는 단계로, 본 실시 예는 부피형 단열재가 설치되고 남은 빈 공간에 분말형 단열재가 채워지므로 빈 공간을 통해서 전달되는 열전달율을 최소화시켜 단열 성능을 향상시킬 수 있다.

본 실시 예에서 분말형 단열재는 펄라이트, 에어로겔, 건식 실리카 및 글라스버블 중 적어도 하나를 포함하고, 도 2에 도시된 본체(110) 및 가로 격벽(120)에 형성된 홀(H)을 통해서 단열박스(100)의 내부에 충진 또는 재충진될 수 있다.

그리고 단열박스(100)의 내부에 충진된 분말형 단열재는 진동 테이블(미도시)을 이용하여 일정 밀도로 서로 섞일 수 있다.

이하에서 분말형 단열재를 부피행 단열재가 채워지고 남은 여유 공간에 채우는 공정을 간략히 설명한다.

먼저 분말형 단열재는 복수의 저장 사일로(storage silo)에 저장되어 있고, 복수의 저장 사일로에 저장된 분말형 단열재는 제어부의 제어에 의해 쿠션 호퍼(cushion hopper)에서 볼 박스(ball box)로 이동된다.

볼 박스에 마련된 복수의 볼에 의해 볼 박스는 오픈(open) 또는 클로즈(close)되어 볼 박스에 저장된 분말형 단열재는 단열박스의 내부에 충진된다.

한편 분말형 단열재를 충진할 공간이 좁은 슬릿(slit) 형상인 경우 정확한 위치로의 정밀 충진을 위해 전술한 볼 박스에 별도의 유입관을 마련하여 충진의 정밀성을 높일 수 있다.

그리고 전술한 유입관에 분말형 단열재와 같은 미소 입자의 흐름을 제어할 수 있는 별도의 밸브를 마련하여 충진 공간에 채워지는 분말형 단열재의 분사량을 제어할 수도 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예는 부피형 단열재를 삽입 공간에 여유 공간을 두고 설치하므로 설치 작업을 편리하게 할 수 있고, 부피형 단열재가 설치되고 남은 여유 공간을 분말형 단열재로 충진하여 빈 공간을 제거하므로 단열 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 단열박스 110 : 본체
120 : 가로 격벽 130 : 세로 격벽
H : 홀

Claims

단열박스의 단열재 삽입 공간의 일부 공간을 제외한 나머지 단열재 삽입 공간에 부피형 단열재를 설치하는 단계; 및
상기 일부 공간에 분말형 단열재를 충진하여 상기 단열재 삽입 공간의 빈 공간을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 분말형 단열재는 볼 박스에 저장되며 상기 볼 박스에 마련된 유입관을 통해 충진되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단열재 삽입 공간은 상기 단열박스의 전체 공간의 90~95%를 차지하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단열박스에는 상기 분말형 단열재가 연통될 수 있는 복수의 홀이 마련되고,
상기 일부 공간은 상기 홀과 대응되는 영역에 마련되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법.
청구항 1에 있어서,
상기 부피형 단열재는 폴리우레탄폼(PUF), EPP(Expended Polypropylene), EPS(Expended Polyester), 글라스울(glass wool) 및 멜라핀폼 중 적어도 하나를 포함하는 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법.
청구항 1에 있어서,
상기 분말형 단열재는 펄라이트, 에어로겔, 건식 실리카 및 글라스버블 중 적어도 하나를 포함하는 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법.
LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법에 있어서,
상기 단열박스의 내부에 일부 공간을 제외한 나머지 공간에 부피형 단열재를 먼저 설치하고, 이후에 상기 일부 공간에 분말형 단열재를 충진하여 빈 공간을 제거하되, 상기 분말형 단열재는 볼 박스에 저장되며 상기 볼 박스에 마련된 유입관을 통해 충진되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스의 단열재 설치방법.