KR101437745B1 - 지상액체저장탱크 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 지상액체저장탱크는, 저장물이 저장되도록 공간이 형성되어 내조를 이루는 독립탱크; 서로 마주하여 한 쌍으로 이루어지되 그 사이에 보강물이 형성되는 스틸플레이트와, 상기 스틸플레이트 사이에 형성되는 콘크리트를 구비하고, 외조를 이루도록 상기 독립탱크의 상부 및 좌우측을 둘러싸는 샌드위치플레이트; 및 상기 독립탱크와 상기 샌드위치플레이트 사이에 구비되는 펄라이트(perlite)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 지상액체저장탱크 및 이를 제조하는 방법은, 별도의 거푸집을 설치하고 해체할 필요없이 샌드위치플레이트를 모듈화하여 시공할 수 있으므로, 설치공수가 단축되고 인력을 절감하여 비용절감을 이룰 수 있으며, 공기단축을 이루어 극지방에도 설치가 용이해질 수 있다.

Description

지상액체저장탱크 및 이를 제조하는 방법{Aboveground type liquid storage tank and method for constructing there of}

본 발명은 지상액체저장탱크 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액화천연가스 저장탱크는 약 -165℃의 초저온 액화천연가스(Liquefied Natural Gas: LNG)를 저장 또는 운반하기 위한 것으로, 설치 위치에 따라 지상에 설치되거나 지중에 매립되는 육상형 저장탱크(지상액체저장탱크, 매립형저장탱크, 반매립형저장탱크를 포함)와, 차량, 선박 등 운송수단에 설치되는 이동형 저장탱크로 구분된다.

여기서, 액화천연가스 저장탱크는 초저온 상태의 액화천연가스를 저장하기 때문에, 충격에 노출시 폭발의 위험성이 있다. 이러한 이유로 액화천연가스 저장탱크의 구조는 내충격성과 밀봉성 등의 조건을 만족해야 한다. 이러한 조건을 만족하기 위해 액화천연가스 저장탱크는 다층 벽 구조로 이루어진다. 즉, 액화천연가스 저장탱크는 저장공간이 형성된 탱크 벽(외조)과, 액화천연가스와 직접 접하고 액화천연가스를 밀봉하는 내부탱크(내조)와, 탱크 벽과 내부탱크 사이에 개재되어 액화천연가스를 단열하는 펄라이트(perlite)를 포함한다.

특히, 육상형 저장탱크에 포함되는 지상액체저장탱크는 일반적으로 아래와 같이 시공이 이루어질 수 있다.

먼저, 지반을 다지기 위한 기초공사로서, 지진 또는 충격 예방을 위해 철파이프 쐐기를 박고 콘크리트를 붓는다. 그리고 나서 기초공사 토대에 지상액체저장탱크의 저장능력을 결정하는 원통형의 사이드 월(side wall) 공사를 수행한다. 여기서, 사이드 월 공사는 거푸집에 콘크리트를 주입한 후 콘크리트(외조를 이룸)가 굳으면 거푸집을 제거함으로써 이룰 수 있다. 그리고 나서 사이드 월의 내벽과 바닥에 단열패널을 보강하고, 내부탱크를 콘크리트의 내측에 시공한 후 내부탱크의 마감 처리를 한다.

이와 같이, 사이드 월을 이용하여 지상액체저장탱크를 건설하면 콘크리트와 단열패널을 동시에 시공하지 못하므로, 먼저 거푸집을 이용하여 콘크리트를 시공한 후에 단열패널을 형성하여 시공함에 따른 시간 및 인력이 많이 소요된다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지상액체저장탱크의 시공시 콘크리트를 사용하여 단열성능, 내충격성, 내구성이 향상되면서도, 시공이 용이하며 공사시간을 감축할 수 있는 지상액체저장탱크 및 이를 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 지상액체저장탱크는, 저장물이 저장되도록 공간이 형성되어 내조를 이루는 독립탱크; 서로 마주하여 한 쌍으로 이루어지되 그 사이에 보강물이 형성되는 스틸플레이트와, 상기 스틸플레이트 사이에 형성되는 콘크리트를 구비하고, 외조를 이루도록 상기 독립탱크의 상부 및 좌우측을 둘러싸는 샌드위치플레이트; 및 상기 독립탱크와 상기 샌드위치플레이트 사이에 구비되는 펄라이트(perlite)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 지상액체저장탱크 제조방법은, 지면에 바닥을 형성하는 단계; 상기 바닥에 단열을 이루는 폼보드를 설치하는 단계; 상기 폼보드의 둘레면을 따라 상부로 연장되되, 공간이 형성되는 독립탱크를 설치하는 단계; 상기 독립탱크의 상부 및 좌우측벽을 둘러싸도록 샌드위치플레이트를 설치하는 단계; 및 상기 독립탱크와 상기 샌드위치플레이트 사이에 펄라이트를 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지상액체저장탱크 및 이를 제조하는 방법은, 별도의 거푸집을 설치하고 해체할 필요없이 샌드위치플레이트를 모듈화하여 시공할 수 있으므로, 설치공수가 단축되고 인력을 절감하여 비용절감을 이룰 수 있으며, 공기단축을 이루어 극지방에도 설치가 용이해질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상액체저장탱크를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지상액체저장탱크 제조방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지상액체저장탱크 제조방법의 샌드위치플레이트를 설치하는 단계를 도시한 순서도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상액체저장탱크를 개념적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지상액체저장탱크(100)는, 바닥(110), 폼보드(foam board; 120), 독립탱크(Independent Tank; 130), 샌드위치플레이트(140) 및 펄라이트(perlite; 150)를 포함한다.

바닥(110)은 지면(10)에 형성될 수 있다. 바닥(110)은 도면에 도시하지는 않았으나 지진 또는 충격 예방을 위해 철파이프 쐐기와 콘크리트 재질이 지면(10)에 형성되어 이루어질 수 있다. 그리고 폼보드(120)는 독립탱크(130)에 저장된 액체의 온도가 지면으로 전달되는 것을 방지하는 구성으로서 합성수지가 발포되어 형성될 수 있다. 이와 같은 바닥(110)과 폼보드(120)는 후술되는 제조방법에서 설명하도록 한다.

독립탱크(130)는 액체와 기체 등의 저장물(예를 들어 액화천연가스나 오일)이 저장되도록 공간이 형성되어 내조를 이룬다. 예를 들어, 독립탱크(130)가 샌드위치플레이트(140)로부터 독립하고 있어, 독립탱크(130) 자체적으로 내부의 저장물(액화천연가스)을 가두기 위한 압력을 유지해, 저장물의 중량을 받아 들이는 방식이다. 일 예로 독립탱크(130)는 모스(moss)타입이 있고, 독립형 탱크의 세부구조는 일반적 구성을 사용하므로 자세한 설명은 생략한다.

여기서, 독립탱크(130)에는 독립탱크(130) 내에 저장된 저장물을 토출시키기 위한 펌프타워(도시하지 않음)가 설치될 수 있다. 이때, 독립탱크(130)는 밀폐구조를 이루어 펌프타워의 작동이 이루어지지 않는 평시에는 내부 공간이 외부와 격리된 상태가 될 수 있다. 이러한, 독립탱크(130)는 다각형의 형태로 이루어질 수 있으며 일 예로 직육면체의 형상을 가질 수 있다.

샌드위치플레이트(140)는 외조를 이루도록 독립탱크(130)의 상부 및 좌우측을 둘러싸는 구성으로서, 샌드위치 형상을 이루도록 스틸플레이트(steel plate; 141)와 콘크리트(concrete; 143)를 구비한다.

스틸플레이트(141)는 샌드위치플레이트(140)가 벽체를 이룰 수 있도록 콘크리트(143)의 형상을 가이드하는 구성으로서, 서로 마주하여 한 쌍으로 이루어지되 그 사이에 보강물(142)이 형성된다. 예를 들어 스틸플레이트(141)는 철재질로 이루어지는 판 형태로 이루어지고, 보강물(142)은 철로 이루어져 한 쌍의 판 사이를 가로질러 복수개로 이루어짐에 따라 강성을 향상시킬 수 있다. 게다가, 보강물(142)은 스틸플레이트(141)의 사이에 다층을 이루도록 용접의 방법으로 연결될 수 있으며, 보강물(142)은 한 쌍의 플레이트를 서로 연결할 수 있어 구조를 단순화시키고 피로 및 내부식에 대한 저항이 향상될 수 있다. 그뿐만 아니라, 보강물(142)은 이종 재질인 콘크리트재질과 철이 하나의 부재를 이루어 서로 일체로 운반될 수 있도록 스틸플레이트(141) 사이에 콘크리트(143)가 유지되도록 할 수 있다.

콘크리트(143)는 스틸플레이트(141) 내에 충전되는 충전물로서, 콘크리트재질은 압축에 강한 성질을 가지며 단열성능이 우수하다고 일반적으로 알려져 있다. 이러한 콘크리트(143)가 스틸플레이트(141) 사이에 형성된다. 여기서, 콘크리트(143)는 프리스트레스드콘크리트(pre stressed concrete)를 이용할 수 있다. 이는 콘크리트 재질을 굳히기 전에 늘어난 철심이 박혀 있어 늘어난 철심에 의한 압축 잔류 응력이 만들어져, 외부로 잡아당겨지는 힘(인장력)에 대한 형상변형이 압축 잔류응력 만큼 감소되도록 한다. 여기서, 콘크리트 재질에 박히는 철심은 스틸플레이트(141) 사이에 형성된 보강물(142)의 길이방향을 따라 서로 이격되게 구비될 수 있다.

이와 같은 샌드위치플레이트(140)는 지상액체저장탱크(100)를 건조하는 과정에서 바닥 또는 독립탱크(130)를 형성하는 것과 동시에 조립이 되거나 미리 조립된 샌드위치플레이트(140)를 이용할 수 있어 공기단축 및 비용절감을 이룰 수 있도록 한다.

게다가, 샌드위치플레이트(140)는 내구성, 차음성, 내화성이 일반 시멘트 재질의 벽체에 대비하여 높아, 독립탱크(130)내 저장된 액체에 외부 자극이 전달되거나 액체의 온도가 외부로 전달되는 것을 최소화할 수 있다. 이러한, 샌드위치플레이트(140)는 스틸플레이트(141)의 시공효율성과 콘크리트 재질의 고강성을 함께 이용함으로써 시공성과 구조적 합리성이 뛰어나다.

즉, 독립탱크(130)에 저장되는 저장물이 액화천연가스(Liquefied Natural Gas: LNG)인 경우 액화천연가스는 충격에 노출시 폭발의 위험성이 있고, 극저온 상태로 보관되어야 하는 바, 이를 보관하는 지상액체저장탱크(100)는 샌드위치플레이트(140)에 의한 내충격성 및 액밀성(liquid tightness)이 견고하게 유지되는 구조를 이루도록 한다.

펄라이트(150)는 독립탱크(130)내에 저장된 액체의 온도가 외부로 전달되는 것을 차단할 수 있도록 단열을 이루는 구성으로서, 독립탱크(130)와 샌드위치플레이트(140) 사이에 구비된다. 이러한, 펄라이트(150)는 예를 들어 화산석으로 된 원석(진주석)을 고온(예를 들어1200도씨)으로 소성하여 이룰 수 있다.

이와 같은 지상액체저장탱크(100)는 지상에 액체를 저장하여 보관할 수 있으며, 여기서 액체는 액화천연가스나 오일과 같은 자원일 수 있고, 독립탱크(130)와 샌드위치플레이트(140) 각각이 모듈화되어 지상에서 조립될 수 있으므로 공기단축 및 비용절감을 이룰 수 있다.

게다가, 극지방의 경우 환경적 요인(건설장비를 운반하기 위해 배가 진입하여 들어갈 수 있는 기간이 한정됨) 등 건립 조건에 의해 일반적인 지상액체저장탱크를 시공하는 것이 어렵지만, 본 실시예는 지상액체저장탱크(100)를 모듈화하여 설치 공수 및 공기의 단축에 의해 극지방에도 설치가 용이해질 수 있다.

이러한 지상액체저장탱크(100)에 대한 제조방법은 아래에서 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지상액체저장탱크 제조방법의 순서도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지상액체저장탱크 제조방법의 샌드위치플레이트를 설치하는 단계를 도시한 순서도이다. 여기서, 앞서 설명한 일 실시예의 지상액체저장탱크와 동일한 기능을 하는 동일한 구성은 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지상액체저장탱크 제조방법은, 지면에 바닥을 형성하는 단계(S110), 바닥에 단열을 이루는 폼보드를 설치하는 단계(S120), 폼보드의 둘레면을 따라 상부로 연장되되, 공간이 형성되는 독립탱크를 설치하는 단계(S130), 독립탱크의 상부 및 좌우측벽을 둘러싸도록 샌드위치플레이트를 설치하는 단계(S140), 독립탱크와 샌드위치플레이트 사이에 펄라이트를 채우는 단계(S150)를 포함한다.

단계 S110에서는, 지면(10)에 바닥(110)을 형성한다. 이는 지반을 다지기 위한 기초공사이다. 예를 들어, 바닥(110)을 형성하는 과정은, 지진 또는 충격 예방을 위해 지지대로서 복수의 철파이프 쐐기('파일; pile'이라고도 함, 도시하지 않음)를 지면(10)에 박고, 콘크리트재질의 구성물을 철파이프 쐐기 사이로 부어 이룰 수 있다. 이때, 바닥(110)의 상면이 평편해 지도록 바닥(110)을 다질 수 있다.

단계 S120에서는, 바닥(110)에 단열을 이루는 폼보드(120)를 설치한다. 폼보드(120)는 독립탱크(130)에 저장된 액체의 온도가 지면으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 폼보드(120)는 합성수지를 평판 형상으로 발포하여 이룰 수 있다. 이러한 폼보드(120)는 독립탱크(130) 내의 저장물에 의한 하중을 견딜 수 있도록 격자 형상의 프레임을 구성할 수도 있다.

이와 같은, 폼보드(120)는 바닥(110)의 상부에 프레임이 배치된 후 합성수지를 발포하여 형성할 수 있다. 이와 달리, 폼보드(120)는 평판 형태의 구조물로 미리 형성된 후 바닥(110)의 상부에 배치되어 조립될 수도 있다

단계 S130에서는, 폼보드(120)의 둘레면을 따라 상부로 연장되되, 공간이 형성되는 독립탱크(130)를 설치한다. 여기서, 일 예로 독립탱크(130)는 모스(moss)타입으로 이루어지고, 독립형 탱크의 세부구조는 일반적 구성을 사용하므로 자세한 설명은 생략하며, 독립적으로 제조되어 폼보드(120)상에 조립될 수 있다.

한편, 독립탱크(130) 내의 저장물을 외부로 토출시킬 수 있도록 독립탱크(130) 내에 펌프타워(도시하지 않음)를 설치할 수 있다. 이때, 펌프타워는 독립탱크(130)의 하부에서 상부를 가로질러 수직으로 형성될 수 있다. 이러한 펌프타워는 독립탱크(130)를 조립하는 과정에서 함께 설치될 수 있고, 이와 달리, 독립탱크(130)의 조립이 완료된 후 별도로 장착이 이루어질 수도 있다.

단계 S140에서는, 독립탱크(130)의 상부 및 좌우측벽을 둘러싸도록 샌드위치플레이트(140)를 설치한다.

여기서, 샌드위치플레이트(140)를 설치하는 단계는 도 3에 도시한 바와 같이, 스틸플레이트(141)를 형성하는 단계(S141), 콘크리트(143)를 형성하는 단계(S142), 스틸플레이트(141)를 조립하는 단계(S143)를 포함할 수 있다.

단계 S141에서는, 서로 마주하여 한 쌍으로 이루어지되 그 사이에 보강물(142)이 형성되는 스틸플레이트(141)를 형성한다. 예를 들어, 스틸플레이트(141)는 한 쌍의 판 형태가 서로 마주하게 하고, 스틸플레이트(141)의 사이에 보강물(142)이 직각으로 구비되게 복수로 연결된다. 이때, 보강물(142)은 한 쌍의 스틸플레이트를 서로 연결하여 일체로 이루도록 할 수 있다. 이러한 스틸플레이트(141)는 충전물(콘크리트)의 형태가 이루어지도록 가이드하면서 외조의 일부로 이루어진다.

단계 S142에서는, 스틸플레이트(141) 사이에 콘크리트(143)를 형성한다. 콘크리트(143)는 내구성, 차음성, 내화성이 일반 시멘트 재질의 벽체에 대비하여 높아, 독립탱크(130)내 저장된 액체에 외부 자극이 전달되거나 액체의 온도가 외부로 전달되는 것을 최소화할 수 있다. 이러한, 콘크리트(143)는 여러 자재(모래, 자갈, 골재, 시멘트 등)가 혼합되어 물에 반죽된 혼합물로서, 스틸플레이트(141)에 주입된 후 시간이 경과되어 굳어진 형태가 스틸플레이트(141) 사이의 공간 형상에 대응하여 이루어진다. 이와 같은 단계에 의해 샌드위치플레이트(140)가 이루어진다.

단계 S143에서는, 내조탱크(130)의 외측에 샌드위치플레이트(140)를 조립한다. 샌드위치플레이트(140)는 스틸플레이트(141)의 시공효율성과 콘크리트(143)의 고강성을 함께 이용함으로써 시공성과 구조적 합리성이 뛰어날 수 있다. 이와 같이, 형성된 샌드위치플레이트(140)를 크레인과 같은 운반장비를 이용하여 바닥(110)으로 운반하고, 콘크리트(143)가 설치된 복수의 스틸플레이트(141)를 서로 연결하여 외조로서 내조탱크(130)를 감싸도록 샌드위치플레이트(140)를 조립한다.

단계 S150에서는, 독립탱크(130)와 샌드위치플레이트(140) 사이에 펄라이트(150)를 채운다. 여기서, 펄라이트(150)는 스티로폼과 달리 화재시 유독성 가스의 발생위험이 없고, 유리섬유나 석면과 같이 공기 중에 위험물질을 배출할 위험 없이 단열효과를 얻을 수 있다. 이러한 펄라이트(150)는 원석(진주석) 입자, 액상규산소다, 경화제와 같은 혼합물이 교반된 후 반죽된 혼합물이 독립탱크(130)와 샌드위치플레이트(140) 사이에 부어져 성형되고, 건조 및 냉각되어 이루어질 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 별도의 거푸집 및 이중의 월(wall; 콘크리트를 형성하기 위한 구조물)을 설치하고 해체할 필요없이 샌드위치플레이트(140)를 모듈화하여 시공할 수 있으므로, 설치공수가 단축되고 인력을 절감하여 비용절감을 이룰 수 있으며, 공기단축을 이루어 극지방에도 설치가 용이해질 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 지면 100 : 지상액체저장탱크
110 : 바닥 120 : 폼보드
130 : 독립탱크 140 : 샌드위치플레이트
141 : 스틸플레이트 142 : 보강물
143 : 콘크리트 150 : 펄라이트

Claims (4)

1. 저장물이 저장되도록 공간이 형성되어 내조를 이루는 독립형 탱크;
   서로 마주하여 한 쌍으로 이루어지되 보강물이 형성되는 스틸플레이트와 상기 스틸플레이트 사이에 충진되는 콘크리트를 구비하도록 모듈 제작되어, 상기 독립형 탱크의 외면을 둘러싸 외조를 이루는 적어도 하나 이상의 샌드위치 플레이트; 및
   상기 독립형 탱크와 상기 샌드위치플레이트 사이에 구비되는 펄라이트(perlite)를 포함하며,
   상기 독립형 탱크는, 제작이 완료된 상태로 지면에 설치된 단열 구조물의 상부에 위치되고,
   상기 모듈화된 샌드위치 플레이트는, 상기 제작이 완료된 독립형 탱크의 외면을 둘러싸도록 운반된 후 설치되는 것을 특징으로 하는 지상액체저장탱크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 독립형 탱크에 설치되어, 상기 독립형 탱크의 바닥면으로부터 상부로 저장물을 토출시키는 펌프타워를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상액체저장탱크.
3. 지면에 바닥을 형성하는 단계;
   상기 바닥에 단열을 이루는 단열 구조물을 설치하는 단계;
   제작이 완료된 독립형 탱크를 상기 단열 구조물의 상부에 위치시키는 단계;
   샌드위치 플레이트를 적어도 하나 이상 모듈 제작하는 단계; 및
   상기 모듈화된 샌드위치플레이트를 운반하여 상기 독립형 탱크의 외면을 둘러싸도록 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상액체저장탱크 제조방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 샌드위치플레이트를 모듈 제작하는 단계는,
   서로 마주하여 한 쌍으로 이루어지되 보강물이 형성되는 스틸플레이트를 형성하는 단계; 및
   상기 스틸플레이트 사이에 콘크리트를 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상액체저장탱크 제조방법.

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