KR101626848B1 - 앵커 구조체 및 앵커 구조체를 포함하는 액화천연가스 저장탱크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하부판들 사이에 금속 보강 플레이트가 삽입된 앵커 구조체 및 앵커 구조체를 포함하는 액화천연가스 저장탱크에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체에 있어서, 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재; 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재; 상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판; 상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판; 및 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판 사이에 삽입된 보강 플레이트를 포함하는 앵커 구조체가 제공된다.

Description

앵커 구조체 및 앵커 구조체를 포함하는 액화천연가스 저장탱크{ANCHOR STRUCTURE AND LNG STORAGE TANK}
본 발명은 앵커 구조체 및 앵커 구조체를 포함하는 액화천연가스 저장탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 하부판들 사이에 금속 보강 플레이트가 삽입된 앵커 구조체 및 앵커 구조체를 포함하는 액화천연가스 저장탱크에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG)는 화석연료의 하나인 천연가스가 액화된 것으로서, 액화천연가스 저장탱크는 설치되는 위치에 따라 지상에 설치되거나 지중에 매립되는 육상 저장탱크 또는 자동차, 선박 등의 운송수단에 설치된 이동형 저장탱크 등으로 구분된다.
전술된 액화천연가스는 충격에 노출시 폭발의 위험성이 있고, 초저온 상태로 보관되는 바, 이를 보관하는 저장탱크는 내충격성 및 액밀성이 견고하게 유지되는 구조를 이룬다.
그리고, 유동이 거의 없는 육상 저장탱크와 대비하여, 유동이 있는 자동차, 선박에 설치되는 액화천연가스 저장탱크는 유동에 의한 기계적 응력에 대한 대비책을 강구하여야 한다. 그러나, 기계적 응력에 대하여 대비책이 마련된 선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크는 당연히 육상 저장탱크에도 사용될 수 있으므로, 본 발명에 명세서에는 선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크의 구조를 일례로 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 일 예의 액화천연가스 저장탱크를 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 일 예의 액화천연가스 저장탱크의 일부를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액화천연가스 저장탱크(10)는 선체의 바닥면에 2차 단열벽(22, 42)과 1차 단열벽(24, 44)이 순차적으로 설치되고, 상기 2차 단열벽(22, 42)과 1차 단열벽(24, 44) 사이에는 2차 밀봉벽(23, 43)이 설치되어 이들 사이를 밀봉한다. 또한, 상기 1차 단열벽(24, 44)의 상부에는 1차 밀봉벽(50)이 설치된다.
이와 같이 구성된 액화천연가스의 저장탱크(10)는 내부의 코너부에 설치되는 코너 구조체(20)와, 바닥면에 일정 간격으로 설치되는 앵커 구조체(30), 그리고 상기 코너 구조체(20) 또는 앵커 구조체(30) 사이에 삽입되어 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 평면 구조체(40)를 포함한다. 이때, 상기 코너 구조체(20), 앵커 구조체(30), 평면 구조체(40)는 각각의 단위 모듈로 미리 제작된 후, 저장탱크(10)에 조립되는 구조이며, 상기 1차 밀봉벽(50)이 그 위에 설치되어 단열벽을 액밀함으로 써, 내측 공간에 액화천연가스(LNG)가 저장할 수 있는 공간을 제공한다.
상기 코너 구조체(20), 앵커 구조체(30), 평면 구조체(40)는 각각의 1차 단열벽(24, 34, 44), 2차 단열벽(22, 32, 42) 및 2차 밀봉벽(23, 43)을 포함하며, 이들을 통칭하여 단열벽 구조체(20, 30, 40)로 정의한다.
한편, 각 단열벽 구조체(20, 30, 40)는 각 단위 모듈의 2차 밀봉벽 및 단열벽의 접촉면은 접착제로 접착되어 일체로 형성된다. 통상적으로 상기 2차 단열벽(22, 42)은 절연성 물질인 폴리우레탄 포옴(Polyurethane Form)과 그 하부에 부착된 판재로 구성된다. 그리고, 상기 1차 단열벽(24, 44)은 폴리우레탄 포옴과 그 상부에 접착제로 부착된 판재로 이루어진다. 또한, 상기 1차 단열벽(24, 34, 44)은 상기 2차 단열벽(22, 32, 42)의 상부에 설치된다.
또한, 상기 평면 구조체(40)의 2차 단열벽(42)의 하단부에는 상기 2차 단열벽(42) 보다 크게 형성된 플랜지(42a)가 형성된다. 상기 플랜지(42a)는 상기 앵커 구조체(30)의 하단부에 형성된 홈부에 삽입되어, 다소간의 슬라이딩 이동이 가능하게 설치된다.
도시된 예에서 각 앵커 구조체(30)는 앵커지지로드(36), 하부에 위치한 고정부재(37), 앵커 2차 단열벽(32) 그리고 앵커 1차 단열벽(34)을 갖고, 상기 앵커 2차 단열벽(32)과 앵커 1차 단열벽(34) 사이에는 2차 밀봉벽(23, 43)이 연결된다. 상기 앵커지지로드(36)의 한 말단은 1차 밀봉벽(50)에 연결되어 있고 다른 말단은 상기 고정부재(37)에 의해 선체 내부벽(420)에 연결되어 있다.
한편, 상기 앵커 구조체(30)는 상기 앵커지지로드(36)의 상단에 상기 1차 밀봉벽(50)이 용접되어 결합된다.
또한, 상기 앵커 구조체(30)는 이웃하는 평면 구조체(40)의 연결 지점에 위치하여 이들을 상호 연결하며, 상기 평면 구조체(40)는 저장탱크(10)를 이루는 선체 내부벽(420) 또는 격벽(440)에 고정된다. 또한, 상기 앵커 구조체(30)의 고정부재(37)는 앵커지지로드(36)의 주위에 설치된다.
다음으로, 도 2 및 3을 참조하여 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크를 설명한다. 도 2는 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재를 도시한 도면이고, 도 3은 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크의 일부를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재(110)는 상부가 평평하게 형성된 절두(截頭) 원추형상을 가진다. 그리고, 절두 원추형상의 앵커 부재(110)는, 그 상부면 측은 폐쇄되어 있는 한편 그 하부면 측은 개방되어 있으며, 저장탱크의 내부 표면 쪽으로 갈수록 넓어지는 형태의 몸체를 갖는다.
상기 앵커 부재(110)의 원추형 몸체(111)의 하부에는, 저장탱크의 내부 표면, 즉 내부벽 또는 격벽의 표면에 상기 앵커 부재(110)를 고정시키기 위한 고정부(112)가 형성되어 있다.
또한, 상기 고정부(112)에는 일정한 간격을 두고 복수 개의 관통구멍(112a)이 형성되어 있으며, 그에 따라 이 관통구멍(112a)에는 저장탱크(10)의 내부 표면에 고정 장착된 복수 개의 스터드 볼트(61)가 각각 삽입되어 너트(62)에 의해 고정될 수 있다.
그리고, 앵커 부재(110)의 원추형 몸체(111)의 상부에는 단차가 형성되어 2 개의 접합부(113, 114)가 형성되고, 제1 접합부(113)에는 제1 밀봉 막(51)이 용접에 의해 고정 장착되고, 제2 접합부(114)에는 제2 밀봉 막(52)이 용접에 의해 고정 장착된다.
도 1의 종래 기술에 따른 액화천연가스 저장탱크는 단열벽 구조체의 구성이 1, 2차 단열벽 및 1, 2차 밀봉벽으로 이루어져 구성이 복잡할 뿐만 아니라 2차 밀봉벽을 연결하기 위한 구조가 복잡하고, 단열벽의 작업이 용이하지 않다. 또한, 앵커부나 2차 밀봉벽의 연결부의 구조와 설치작업이 난해하여 2차 밀봉벽에 LNG의 밀봉의 신뢰성이 저하(leakage)되는 문제점이 발생할 우려도 있다.
그리고, 도 2 및 3의 종래 기술에 따른 액화천연가스 저장탱크는 앵커 부재의 접합부 및 고정부가 고정되어 있어서 선체 변형에 따른 능동적인 대처 및 LNG의 하중을 받는 단열시스템의 응력집중을 해소할 수 없고, 앵커 부재의 형상이 복잡하여 제작성이 떨어지는 문제점이 있다.
선행기술 : 국내등록특허 제10-0499710호(2005.06.28 등록)
본 발명의 목적은 설치 작업의 용이성 및 제작성을 향상시키고 선체 변형에 따른 능동적으로 대처할 수 있고 LNG의 하중을 받는 단열시스템의 응력집중을 해소할 수 있는 액화천연가스 저장 탱크의 앵커 구조체 및 앵커 부재를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체에 있어서, 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재; 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재; 상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판; 상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판; 및 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판 사이에 삽입된 보강 플레이트를 포함하는 앵커 구조체가 제공된다.
특히, 상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커지지로드를 포함하고, 상기 단열재에는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제1 관통 구멍이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 단열재의 하부에 위치하고, 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제2 관통 구멍이 형성된 캡부와 상기 캡부 하단에서 방사형으로 연장된 프랜지부로 구성된 앵커 지지 볼트 캡을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 앵커지지로드의 하부에는 나사홈이 형성되어 있어 상기 앵커지지로드의 하부는 상기 제1 관통 구멍 및 제2 관통 구멍을 관통한 후 앵커 부재 고정 나사와 결합되어 상기 앵커 지지 볼트 캡에 고정되고, 상기 앵커지지로드는 위아래로 움직일 수 있다.
또한, 상기 밀봉벽은 액화천연가스와 직접 접하는 1차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽의 하부에 위치하는 2차 밀봉벽을 포함하고, 상기 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 접합부와 상기 1차 밀봉벽이 접합되는 제2 접합부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커지지로드; 및 상기 앵커 지지 로드와 수직으로 연결되고 상기 단열재의 상부에 위치하는 앵커 지지 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 캡부와 상기 제1 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제1 플랜지부로 구성되고, 상기 제1 플랜지부는 상기 앵커 지지 플레이트와 접하나 상기 앵커 지지 플레이트에 고정되지는 않을 수 있다.
또한, 상기 앵커 부재는 제2 캡부와 상기 제2 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제2 플랜지부로 구성된 앵커 지지 캡을 더 포함하고, 상기 제2 플랜지부는 상기 제1 플랜지부를 덮고 상기 제2 플랜지부의 가장자리는 용접에 의해 상기 앵커 지지 플레이트에 고정될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면,액화천연가스를 저장하는 저장 탱크에 있어서, 상기 저장 탱크의 내부벽에 설치되어 단열층을 형성하는 단열벽; 상기 단열벽의 상면에 설치되어 상기 액화천연가스를 액밀하는 밀봉벽; 상기 저장 탱크의 내부벽과 상기 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체를 포함하고, 상기 앵커 구조체는 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재, 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재, 상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판, 상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판, 및 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판 사이에 삽입된 보강 플레이트를 포함하는, 저장 탱크가 제공된다.
특히, 상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커지지로드를 포함하고, 상기 단열재에는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제1 관통 구멍이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 앵커 구조체는 상기 단열재의 하부에 위치하고 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제2 관통 구멍이 형성된 캡부와 상기 캡부 하단에서 방사형으로 연장된 프랜지부로 구성된 앵커 지지 볼트 캡을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 앵커지지로드의 하부에는 나사홈이 형성되어 있어 상기 앵커지지로드의 하부는 상기 제1 관통 구멍 및 제2 관통 구멍을 관통한 후 앵커 부재 고정 나사와 결합되어 상기 앵커 지지 볼트 캡에 고정되고, 상기 앵커지지로드는 위아래로 움직일 수 있다.
또한, 상기 밀봉벽은 액화천연가스와 직접 접하는 1차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽의 하부에 위치하는 2차 밀봉벽을 포함하고, 상기 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 접합부와 상기 1차 밀봉벽이 접합되는 제2 접합부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커지지로드; 및 상기 앵커 지지 로드와 수직으로 연결되고 상기 단열재의 상부에 위치하는 앵커 지지 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 캡부와 상기 제1 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제1 플랜지부로 구성되고, 상기 제1 플랜지부는 상기 앵커 지지 플레이트와 접하나 상기 앵커 지지 플레이트에 고정되지는 않을 수 있다.
또한, 상기 앵커 부재는 제2 캡부와 상기 제2 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제2 플랜지부로 구성된 앵커 지지 캡을 더 포함하고, 상기 제2 플랜지부는 상기 제1 플랜지부를 덮고 상기 제2 플랜지부의 가장자리는 용접에 의해 상기 앵커 지지 플레이트에 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 밀봉벽과 접합되는 앵커 부재의 접합부가 수평 방향으로 슬라이딩될 수 있도록 함으로써 선체 변형에 대해 능동적으로 대처할 수 있고, 앵커 지지 로드의 하부가 아래 위로 움직일 수 있도록 함으로써 LNG의 하중을 받는 단열시스템의 응력집중을 해소할 수 있다.
그리고, 제1 앵커 하부판과 제2 앵커 하부판 사이에 금속 보강 플레이트를 설치하여 앵커 구조체의 강도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 일 예의 액화천연가스 저장탱크의 일부를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재를 도시한 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크의 일부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크가 설치된 예시적인 선박의 단면도이다.
도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 분해도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 앵커 부재의 단면도이다.
도 10은 도 5의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 11은 도 5의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 4 및 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크가 설치되어 있는 선박의 구조를 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크가 설치된 예시적인 선박의 단면도이고, 도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액화천연가스 저장탱크는 선박(400)에 설치될 수 있고, 선박(400)은 외형을 형성하는 외부벽(410)과, 외부벽(410)의 내부에 형성된 내부벽(420)의 이중구조를 갖는 선체로 이루어진다. 상기 선박(400)의 내부벽(420)과 외부벽(410)은 연결리브(430)에 의해 연결되어 일체로 형성되며, 경우에 따라 상기 내부벽(420)이 존재하지 않은 단일구조의 선체로 이루어질 수도 있다. 한편, 상기 선박(400)의 상부만 단일층의 갑판으로 형성될 수 있으며, 그 외형은 선박(400)의 크기 또는 저장용량 등의 차이에 따라 그 형태는 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 상기 내부벽(420)의 내부는 하나 이상의 격벽(440)에 의하여 분할될 수 있고, 격벽(440)은 코퍼댐을 형성할 수도 있다.
여기서, 밀봉벽(480)은 저장탱크에 저장된 액화천연가스(LNG)를 액밀하고, 액화천연가스(LNG)와 접하고, 초저온 LNG의 선하적에 따른 온도변화에 대응하기 위해 주름부가 형성될 수 있다. 밀봉벽(480)은 복수의 앵커 구조체(450)에 의해 선박(400)의 내부벽(420) 또는 격벽(440)에 연결되어 있다. 따라서, 상기 밀봉벽(480)은 선체에 대하여 이동이 자유롭지 않다.
또한, 상기 밀봉벽(480)과 내부벽(420) 사이에는 단열벽의 층을 구성하는 모듈인 단열벽 구조체(460, 450, 470)가 위치한다. 단열벽 구조체(460, 450, 470)는 내부벽(420) 또는 내부 격벽(440)과 밀봉벽(480) 사이에 위치하여 저장 탱크(10)를 단열하는 단열벽을 이룬다.
또한, 단열벽 구조체(460, 450, 470)는 각각 모듈로 구성되어 코너부에 위치하는 코너 구조체(460), 선체의 내부벽이 일정 간격으로 설치되는 앵커 구조체(450), 코너 구조체(460) 또는 앵커 구조체(450) 사이의 평면에 설치되는 평면 구조체(470)로 이루어진다.
이와 같이 본 발명에서는 밀봉벽(480)은 앵커 구조체(450)에 의해서 주로 지지되고 평면 구조체(470)는 밀봉벽(480)이 받는 LNG의 하중만 지지하고 밀봉벽(480)과 직접적인 결합관계가 없다.
앵커 구조체(450)는 저장탱크의 내부벽(420) 또는 격벽(440)에 설치되고, 상기 앵커 구조체(450)를 관통하는 앵커 부재에 의해 고정된다.
또한, 평면 구조체(470)는 앵커 구조체(450) 또는 코너 구조체(460) 사이에 삽입되어, 복수의 연결수단에 의해 탱크의 내부벽(420)에 설치된다. 즉, 평면 구조체(470)는 선체의 내부벽(420)에 용접되어 설치된 스터드 볼트에 평면 구조체(470)의 평면 하부판을 너트로 체결하여 설치된다. 평면 구조체(470)는 코너 구조체(460) 또는 앵커 구조체(450)의 측면과 소정거리 이격된 틈(1~4mm)이 형성될 수 있으며, 이와 같이 형성된 틈은 선체의 변형시 평면 구조체(470)가 유동할 수 있는 공간을 제공하여 변형량을 흡수할 수 있게 한다. 따라서, 상기 평면 구조체(470)는 바닥면에 대해 수평 방향으로 약간의 이동(슬라이딩)이 가능하게 된다.
상기 평면 구조체(470)는 상기 내부벽(420)에 면접하는 평면 하부판(471), 평면 하부판(471)의 상부에 형성되는 평면 단열재(472), 및 평면 단열재(472)의 상부에 형성되는 평면 상부판(473)으로 이루어진다.
여기서, 평면 하부판(471)과 평면 상부판(473)은 플라이우드(Plywood) 재질로 이루어지고, 평면 단열재(472)는 폴로우레탄 포옴(Polyurethane Form)으로 형성된다.
그리고, 단열벽 구조체(450, 470)의 상부에는 액화천연가스와 직접 접하는 밀봉벽(480)이 설치된다. 밀봉벽(480)은 이중 구조, 즉 LNG와 직접 접하는 1차 밀봉벽(481)과 1차 밀봉벽(481) 하부의 2차 밀봉벽(482)으로 구성되며, 1차 밀봉벽(481)과 2차 밀봉벽(482)이 서로 소정 높이로 이격되게 배치된다. 밀봉벽(480)은 온도 변화에 의하여 다소 신축이 발생할 수 있으므로, 이 경우 1차 밀봉벽(481)과 2차 밀봉벽(482)이 접촉에 의하여 파손될 수 있으므로, 이들이 서로 접촉하지 않도록 1차 밀봉벽(481)과 2차 밀봉벽(155) 사이에 이격된 거리를 일정하게 유지하기 위한 지지판재(483)가 설치된다.
그리고, 밀봉벽(480)에는 수축 및 신장시 파손 등을 방지하기 위해 다수의 주름부가 형성된다. 주름부는 LNG의 선하적에 따른 온도변화에 의하여 신장되거나 수축되어 밀봉벽(480)에 가해지는 열적 변형에 따른 파손을 방지한다. 또한, 밀봉벽(480)은 앵커 구조체(450)의 앵커 부재에 용접에 의해 고정된다.
한편, 도 5에서는 밀봉벽(480)이 1차 밀봉벽(481)과 2차 밀봉벽(482)의 이중 구조로 이루어진 것으로 설명하고 있으나, 3층 이상의 다중 구조로 적층되는 것도 가능하다.
다음으로, 도 6 내지 11을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체 및 앵커 부재에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 분해도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 앵커 부재의 단면도이고, 도 10은 도 5의 A 부분을 확대한 도면이고, 도 11은 도 5의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 6 내지 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체는 앵커 부재(710), 제1 앵커 상부판(720), 제2 앵커 상부판(730), 단열재(740), 제1 앵커 하부판(750), 앵커 지지 볼트 캡(760), 제2 앵커 하부판(770) 및 앵커 부재 고정 너트(780)를 포함한다.
앵커 부재(710)는 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하여 밀봉벽을 고정시키는 부재이다. 본 발명의 실시예에 따른 앵커 부재는 밀봉벽과 접하는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된다. 따라서, 선박이 흔들리는 경우 접합부가 수평방향으로 슬라이딩함에 따라, 선체 변형에 대해 능동적으로 대처할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 앵커 부재(710)는 제1 접합부(711), 제2 접합부(712), 앵커 지지 캡(713), 앵커 지지 플레이트(714), 앵커지지로드(715)를 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 앵커 지지 로드(715)와 앵커 지지 플레이트(714)는 수직으로 용접에 의해 연결된다.
제1 접합부(711)는 2차 밀봉벽(482)이 접합되는 부위로서, 2차 밀봉벽(482)이 접합되는 캡부와 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 플랜지부로 구성된다. 제1 접합부(711)는 앵커 지지 플레이트(714) 위에 놓여 제1 접합부(711)의 제1 플랜지부는 앵커 지지 플레이트(714)와 접하나, 제1 접합부(711)는 앵커 지지 플레이트(714)에 고정되지는 않는다. 그리고, 앵커 지지 캡(713)이 제1 접합부(711) 위에 놓이고, 앵커 지지 캡(713)의 가장 자리가 앵커 지지 플레이트(714)과 용접에 의해 고정된다. 앵커 지지 캡(713)은 캡부와 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 플랜지부로 구성되고, 도 9에 도시된 바와 같이 앵커 지지 캡(713)의 플랜지부의 가장 자리가 용접에 의해 앵커 지지 플레이트(714)에 고정되고, 앵커 지지 캡(713)의 플랜지부가 제1 접합부(711)의 플랜지부를 덮는다. 따라서, 제1 접합부(711)는 앵커 지지 캡(713) 내부에서 수평방향으로 슬라이딩할 수 있다. 즉, 선박이 흔들리는 경우 제1 접합부(711)가 수평방향으로 슬라이딩함에 따라, 선체 변형에 대해 능동적으로 대처할 수 있다.
그리고, 제2 접합부(712)는 1차 밀봉벽(481)이 접합되는 부위로서, 제1 접합부(711)의 상부에 위치한다. 제2 접합부(712)는 용접에 의해 제1 접합부(711)의 상부에 고정될 수 있다. 액화천연가스 저장 탱크를 제조하는 과정에서는 제2 접합부(712)가 앵커 부재(710)에 부착되지 않은 상태로 앵커 구조체(450)를 생성한 후, 앵커 구조체(450)를 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽에 설치하고, 제1 접합부(711)에 2차 밀봉벽(482)을 용접에 의해 고정시킨 후, 제1 접합부(711)의 상부에 제2 접합부(712)를 용접에 의해 고정시키고, 제2 접합부(712)에 1차 밀봉벽(481)을 용접에 의해 고정시킬 수 있다.
앵커지지로드(715)는 앵커 구조체(450)를 관통하고, 하부에는 나사홈이 형성되어 있어 앵커 부재 고정 너트(780)와 결합되어 앵커 부재(710)를 앵커 구조체(450)의 다른 구성요소들과 고정시킨다.
단열재(740)는 앵커 부재(710)의 주변에 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼 등에 의해 일체로 형성된다. 그리고, 단열재(740)의 상단에는 제1 앵커 상부판(720)과 제2 앵커 상부판(730)이 부착되고, 단열재(740)의 하단에는 제1 앵커 하부판(750)과 제2 앵커 하부판(770)이 부착된다. 제1 앵커 상부판(720), 제2 앵커 상부판(730), 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770)은 플라이우드일 수 있다.
앵커 지지 볼트 캡(760)은 제1 앵커 하부판(750)과 제2 앵커 하부판(770) 사이에 위치하고 제2 캡부와 제2 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제2 프랜지부로 구성된다. 제2 캡부에는 앵커지지로드(715)가 관통할 수 있도록 관통 구멍이 형성되어 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 앵커 상부판(720), 제2 앵커 상부판(730), 단열재(740), 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770)에도 앵커지지로드(715)가 관통할 수 있도록 관통 구멍이 형성되어 있다. 따라서, 앵커 부재(710)의 앵커지지로드(715)는 제1 앵커 상부판(720), 제2 앵커 상부판(730), 단열재(740), 제1 앵커 하부판(750), 앵커 지지 볼트 캡(760) 및 제2 앵커 하부판(770)을 관통한 후 앵커지지로드(715) 하부의 나사홈이 앵커 부재 고정 너트(780)와 결합되어 앵커 부재(710)를 앵커 구조체(450)의 다른 구성요소들과 고정시킨다.
도 10은 도 5의 A 부분을 확대한 도면이다. 즉, 도 10은 앵커지지로드(715)와 앵커 부재 고정 너트(780)가 결합된 부분을 나타낸 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 앵커 지지 볼트 캡(760)이 앵커지지로드(715)와 결합되는 부분이 캡 모양으로 형성되어 있고 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770)의 관통 구멍이 앵커지지로드(715)의 단면적보다 크게 형성되어 있어서 앵커지지로드(715)가 위아래로 움직일 수 있다. 즉, 앵커 지지 볼트 캡(760)이 앵커지지로드(715)와 결합되는 부분이 팽팽하지 않고 캡 모양이고, 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770)이 앵커지지로드와 이격되어 있어서 앵커지지로드의 하부가 위 아래로 움직일 수 있다. 액화천연가스 저장 탱크에 액화천연가스가 많이 채워지는 경우에는 액화천연가스의 하중으로 인해 앵커 구조체(450)에 압력이 가해지고, 폴리우레탄 폼 소재의 단열재(740)는 수축하지만, 금속 소재의 앵커지지로드(715)는 수축하지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 앵커지지로드(715)가 위아래로 움직일 수 있도록 함으로써 LNG의 하중을 받는 단열 시스템의 응력 집중을 해소할 수 있다.
그리고, 다시 도 7 및 8을 참조하면, 앵커 지지 볼트 캡(760)은 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770) 사이에 삽입되어 금속 보강 플레이트로서 기능할 수 있다. 도 8에서는 앵커 지지 볼트 캡(760)이 원형으로 도시되어 있으나, 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770)과 같이 사각형 모형으로 형성될 수도 있다.
그리고, 도 6 및 8에 도시된 바와 같이, 제1 앵커 상부판(720), 제2 앵커 상부판(730), 단열재(740), 제1 앵커 하부판(750), 앵커 지지 볼트 캡(760) 및 제2 앵커 하부판(770)의 가장 자리에는 앵커 구조체를 선체에 고정시키기 위해 관통 구멍이 뚫려있다. 도 6 및 8에서는 네 개의 구멍이 뚫린 것으로 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 11은 도 5의 B 부분을 확대한 도면이다. 액화천연가스 저장탱크의 내부벽(420) 및 격벽(440)에는 앵커 구조체(450)가 설치될 위치에 스터드 볼트(1101)가 사전에 고정 장착되어 있다. 그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트(1101)가 제1 앵커 하부판(750), 앵커 지지 볼트 캡(760) 및 제2 앵커 하부판(770)의 관통구멍에 삽입된 후, 너트(1102)에 의해 고정된다.
다음으로, 도 12를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크를 제조하는 방법을 설명한다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽(420) 및 격벽(440)에 앵커 구조체(450)를 포함하는 단열벽을 설치한다(S1210). S1210 단계에서는 앵커 구조체(450), 코너 구조체(460) 및 평면 구조체(470)를 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽(420) 및 격벽(440)에 고정시킨다. 이때, 앵커 구조체(450), 코너 구조체(460) 및 평면 구조체(470)의 관통 구멍에 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽(420) 및 격벽(440)에 사전에 설치되어 있는 스터드 볼트를 삽입시킨 후 너트로 고정시킬 수 있다.
그리고, 앵커 구조체(450)의 제1 접합부(711)에 2차 밀봉벽을 고정시켜 단열벽의 상면에 상기 2차 밀봉벽을 설치한다(S1220). 그리고, 제1 접합부(711)의 상부에 제2 접합부(712)를 용접에 의해 고정시키고(S1230), 제2 접합부(712)에 1차 밀봉벽을 고정시켜 1차 밀봉벽을 설치한다(S1240).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
420 : 내부벽
410 : 외부벽
430 : 연결리브
440 : 격벽
480 : 밀봉벽
481 : 1차 밀봉벽
482 : 2차 밀봉벽
450 : 앵커 구조체
460 : 코너 구조체
470 : 평면 구조체
710 : 앵커 부재
720 : 제1 앵커 상부판
730 : 제2 앵커 상부판
740 : 단열재
750 : 제1 앵커 하부판
760 : 앵커 지지 볼트 캡
770 : 제2 앵커 하부판
780 : 앵커 부재 고정 너트
711 : 제1 접합부
712 : 제2 접합부
713 : 앵커 지지 캡
714 : 앵커 지지 플레이트
715 : 앵커지지로드

Claims (16)

  1. 단일층으로 구성되는 단열벽 상면에 설치되는 밀봉벽을 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽에 고정시키기 위한 앵커 부재;
    상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재;
    상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판; 및
    상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판을 포함하되,
    상기 앵커 부재는 상기 단열재, 상기 제1 앵커 하부판 및 상기 제2 앵커 하부판을 관통하는 앵커지지로드를 포함하고,
    상기 앵커지지로드는 수평 방향에 대해 고정적으로 결합되고,
    상기 앵커 부재의 상부에 마련되어 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부는 상기 앵커지지로드와 독립적으로 수평 방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 앵커 구조체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열재에는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제1 관통 구멍이 형성되며,
    상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제2 관통 구멍이 형성된 캡부와 상기 캡부 하단에서 방사형으로 연장되어 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판 사이에 삽입되는 프랜지부로 구성되는 앵커 지지 볼트 캡을 더 포함하고,
    상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판에는 상기 앵커지지로드의 직경보다 큰 직경의 관통 구멍이 형성되며,
    상기 앵커지지로드의 하부에는 나사홈이 형성되어 있어 상기 앵커지지로드의 하부가 상기 제1 관통 구멍 및 제2 관통 구멍을 관통한 후 앵커 부재 고정 나사와 결합되어 상기 앵커 지지 볼트 캡에 고정됨으로써,
    상기 앵커지지로드가 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판에 형성된 관통 구멍의 높이 내에서 수직적 유동이 가능한 것을 특징으로 하는, 앵커 구조체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 밀봉벽은 액화천연가스와 직접 접하는 1차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽의 하부에 위치하는 2차 밀봉벽을 포함하고,
    상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커지지로드와, 상기 앵커지지로드와 수직으로 연결되고 상기 단열재의 상부에 위치하는 앵커 지지 플레이트를 포함하며,
    상기 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 접합부와 상기 1차 밀봉벽이 접합되는 제2 접합부를 포함하되,
    상기 제1 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 캡부와 상기 제1 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제1 플랜지부로 구성되고, 상기 제1 플랜지부는 상기 앵커 지지 플레이트와 접하나 상기 앵커 지지 플레이트에 고정되지는 않는, 앵커 구조체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 앵커 부재는 제2 캡부와 상기 제2 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제2 플랜지부로 구성된 앵커 지지 캡을 더 포함하고,
    상기 제2 플랜지부는 상기 제1 플랜지부를 덮고 상기 제2 플랜지부의 가장자리는 용접에 의해 상기 앵커 지지 플레이트에 고정되는, 앵커 구조체.
  9. 액화천연가스를 저장하는 저장 탱크에 있어서,
    상기 저장 탱크의 내부벽에 설치되어 단일층을 형성하는 단열벽;
    상기 단열벽의 상면에 설치되어 상기 액화천연가스를 액밀하는 밀봉벽;
    상기 저장 탱크의 내부벽과 상기 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체를 포함하고,
    상기 앵커 구조체는,
    상기 밀봉벽을 상기 저장 탱크의 내부벽에 고정시키기 위한 앵커 부재;
    상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재;
    상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판; 및
    상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판을 포함하고,
    상기 앵커 부재는 상기 단열재, 상기 제1 앵커 하부판 및 상기 제2 앵커 하부판을 관통하는 앵커지지로드를 포함하되,
    상기 앵커지지로드는 수평 방향에 대해 고정적으로 결합되고,
    상기 앵커 부재의 상부에 마련되어 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부는 상기 앵커지지로드와 독립적으로 수평 방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 저장 탱크.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 단열재에는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제1 관통 구멍이 형성되며,
    상기 앵커 구조체는, 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제2 관통 구멍이 형성된 캡부와 상기 캡부 하단에서 방사형으로 연장되어 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판 사이에 삽입되는 프랜지부로 구성되는 앵커 지지 볼트 캡을 더 포함하고,
    상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판에는 상기 앵커지지로드의 직경보다 큰 직경의 관통 구멍이 형성되며,
    상기 앵커지지로드의 하부에는 나사홈이 형성되어 있어 상기 앵커지지로드의 하부는 상기 제1 관통 구멍 및 제2 관통 구멍을 관통한 후 앵커 부재 고정 나사와 결합되어 상기 앵커 지지 볼트 캡에 고정됨으로써,
    상기 앵커지지로드가 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판에 형성된 관통 구멍의 높이 내에서 수직적 유동이 가능한 것을 특징으로 하는, 저장 탱크.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 밀봉벽은 액화천연가스와 직접 접하는 1차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽의 하부에 위치하는 2차 밀봉벽을 포함하고,
    상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커지지로드와, 상기 앵커지지로드와 수직으로 연결되고 상기 단열재의 상부에 위치하는 앵커 지지 플레이트를 포함하며,
    상기 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 접합부와 상기 1차 밀봉벽이 접합되는 제2 접합부를 포함하되,
    상기 제1 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 캡부와 상기 제1 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제1 플랜지부로 구성되고, 상기 제1 플랜지부는 상기 앵커 지지 플레이트와 접하나 상기 앵커 지지 플레이트에 고정되지는 않는, 저장 탱크.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 앵커 부재는 제2 캡부와 상기 제2 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제2 플랜지부로 구성된 앵커 지지 캡을 더 포함하고,
    상기 제2 플랜지부는 상기 제1 플랜지부를 덮고 상기 제2 플랜지부의 가장자리는 용접에 의해 상기 앵커 지지 플레이트에 고정되는, 저장 탱크.

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