KR101697821B1 - 액체화물 저장탱크 및 이를 구비한 해양구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체화물 저장탱크 및 이를 구비한 해양구조물에 관한 것으로서, 본 발명의 액체화물 저장탱크는, 하부 단열패널을 포함하는 하부 단열벽; 상기 하부 단열벽 상에 설치되는 하부 방벽; 상기 하부 방벽 상에 설치되며, 상부 단열패널 및 탑 브릿지 패널을 포함하는 상부 단열벽; 및 노멀 멤브레인 시트와 스페셜 멤브레인 시트로 이루어지는 복수 개의 단위 멤브레인 시트를 용접 연결하여 상기 상부 단열벽 상에 설치되는 상부 방벽을 포함하여 구성되되, 상기 스페셜 멤브레인 시트는, 액체화물 저장탱크에 형성되는 가스돔의 배출구의 외주면을 폐쇄시키도록, 중앙부에 상기 배출구의 외주면에 대응되는 제1 삽입공이 형성된 사각 평판 형태의 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트; 및 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트와 상기 노멀 멤브레인 시트를 연결하며, 상기 노멀 멤브레인 시트에 형성되는 주름부와 동일한 주름부가 형성되는 연결용 스페셜 멤브레인 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액체화물 저장탱크 및 이를 구비한 해양구조물은, 가스돔의 배출구의 외주면을 폐쇄시키는 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트를 최소한의 면적을 갖는 평판형으로 형성하고, 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트와 일반적으로 사용되는 노멀 멤브레인 시트를 연결하는 연결용 스페셜 멤브레인 시트에 주름부가 형성되도록 하되, 노멀 멤브레인 시트에 형성되는 주름부와 일치되도록 함으로써, 기존의 굴곡된 용접선과 같은 불필요한 용접선을 삭제할 수 있고, 멤브레인 액세서리인 도그레그의 개수를 최소화할 수 있고, 용접선 길이를 최소화할 수 있고, 누설 검사 길이를 최소화할 수 있어, 용접설치 공수를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 용접품질을 향상시킬 수 있다.

Description

액체화물 저장탱크 및 이를 구비한 해양구조물{LIQUID CARGO STORAGE TANK AND MARINE STRUCTURE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 액체화물 저장탱크 및 이를 구비한 해양구조물에 관한 것이다.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액체화물 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단에 구비되는 액체화물 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.
예를 들어, 액화천연가스(LNG)는 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 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 운반선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel), 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장하고, 필요시 저장된 LNG를 LNG 운반선으로 옮겨 싣기 위해 사용되는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), 해상에서 LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)는, LNG의 극저온에 견딜 수 있는 액체화물 저장탱크(일명, '화물창'이라고 함)를 포함한다.
이와 같이, LNG와 같은 액화가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해양구조물 내에는 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 액체화물 저장탱크가 설치되어 있다.
이러한 액체화물 저장탱크는, 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있으며, 통상적으로, 멤브레인형 저장탱크는 NO 96형과 Mark Ⅲ형으로 나눠지고, 독립형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다.
일반적으로, 멤브레인형 저장탱크 중에서, 'Mark Ⅲ'형 액체화물 저장탱크는, 스테인리스 강재 멤브레인(membrane) 주름방벽(corrugation barrier)(또는 파형 주름 방벽)으로 이루어지는 상부 방벽과, 트리플렉스(triplex) 복합재료로 이루어지는 하부 방벽을 구비한다. 또한, 상부 방벽과 하부 방벽 사이에는 상부 단열벽이 설치되고, 하부 방벽과 선체 사이에는 하부 단열벽이 설치된다. 상부 단열벽은 폴리우레탄 폼(R-PUF)으로 이루어지는 상부 단열패널의 상면에 상부 플라이우드(Plywood)를 접착한 것이다. 또한, 하부 단열벽은 상부 단열벽과 동일한 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 하부 단열패널의 하면에 하부 플라이우드를 접착한 것이다. 하부 단열벽은 마스틱(Mastic)에 의해 선체에 지지되고 스터드 볼트에 의해 선체에 고정된다.
이러한 'Mark Ⅲ'형 액체화물 저장탱크는, 상부 및 하부 단열패널의 단열재로서 폴리우레탄 폼을 사용함에 따라 단열특성이 우수하여 전체 단열벽의 두께를 'NO 96'형에 비해 얇게 구성할 수 있고, 그에 따라 액체화물 저장탱크의 내부 용적이 증가하는 장점이 있다.
또한, 액체화물 저장탱크는, 외부로부터의 열 침입에 의해 증발가스(Boil Off Gas; BOG)가 발생되며, BOG의 배출을 위해 액체화물 저장탱크의 천장부에 가스돔(Gas Dome)이 형성되어 있다. 이러한 가스돔은, 액체화물 저장탱크 내에 액화가스가 저장되어 있는 평상시에는 가스돔 배관 구조물에 연결된 채, 일정 BOG 압력에 의해 배출구가 개방되어, BOG의 배출을 허용하는 역할을 한다.
그런데 상부 방벽은 복수 개의 단위 멤브레인 시트(unit membrane sheet)를 용접시공하여 형성하고 있으며, 액체화물 저장탱크 제작공수의 약 40%가 상부 방벽 즉, 단위 멤브레인 시트의 용접시공에 사용되고 있음을 고려하여, 용접선의 길이를 줄이거나, 용접선비를 개발하는 등의 방법을 통해 용접품질을 향상시키고 용접설치 공수를 절감시키기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0781031호 (공고일: 2007년 11월 29일)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 단위 멤브레인 시트 중에서 가스돔 주변에 용접시공되는 복수 개의 스페셜 멤브레인 시트의 구조를 단순화시켜 용접선 길이를 최소화시킬 수 있게 하는 액체화물 저장탱크 및 이를 구비한 해양구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 액체화물 저장탱크는, 하부 단열패널을 포함하는 하부 단열벽; 상기 하부 단열벽 상에 설치되는 하부 방벽; 상기 하부 방벽 상에 설치되며, 상부 단열패널 및 탑 브릿지 패널을 포함하는 상부 단열벽; 및 노멀 멤브레인 시트와 스페셜 멤브레인 시트로 이루어지는 복수 개의 단위 멤브레인 시트를 용접 연결하여 상기 상부 단열벽 상에 설치되는 상부 방벽을 포함하여 구성되되, 상기 스페셜 멤브레인 시트는, 액체화물 저장탱크에 형성되는 가스돔의 배출구의 외주면을 폐쇄시키도록, 중앙부에 상기 배출구의 외주면에 대응되는 제1 삽입공이 형성된 사각 평판 형태의 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트; 및 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트와 상기 노멀 멤브레인 시트를 연결하며, 상기 노멀 멤브레인 시트에 형성되는 주름부와 동일한 주름부가 형성되는 연결용 스페셜 멤브레인 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 액체화물 저장탱크는, 멤브레인형 액체화물 저장탱크일 수 있다.
구체적으로, 상기 노멀 멤브레인 시트는, 열과 하중의 변화에 팽창 및 수축이 용이한 얇은 금속판으로서, 복수 개의 종방향 주름부와 복수 개의 횡방향 주름부로 이루어진 상기 주름부를 포함하고, 상기 가스돔 주변을 제외한 상기 액체화물 저장탱크의 바닥부, 측부, 천장부에 걸쳐 복수 개를 겹쳐 용접하여 상기 상부 방벽을 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트는, 상기 노멀 멤브레인 시트 또는 상기 연결용 스페셜 멤브레인 시트에 형성되는 상기 주름부를 포함하지 않을 수 있다.
구체적으로, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트는, 사각 모서리 부분이 모따기 형태로 가공될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트는, 일체형 또는 분리형이며, 상기 분리형일 경우, 제1 및 제2 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트 각각은, 겹치기 용접하여 상기 제1 삽입공이 형성된 사각 형태를 이루도록, 상기 제1 및 제2 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트 각각의 겹쳐지는 면이 상기 제1 삽입공의 절반에 해당되는 반구 형태가 포함되도록 가공될 수 있다.
구체적으로, 상기 연결용 스페셜 멤브레인 시트는, 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트의 조합으로 구성되며, 상기 제1 연결용 스페셜 멤브레인 시트는 역기역자(┌) 형상으로 제작되고, 상기 제2 연결용 스페셜 멤브레인 시트는 기역자(ㄱ) 형상으로 제작되고, 상기 제3 연결용 스페셜 멤브레인 시트는 역니은자(┘) 형상으로 제작되고, 상기 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트는 니은자(ㄴ) 형상으로 제작될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트는, 각각의 내부 절곡면이 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트의 사각 모서리 부분에 연결되며, 각각의 외부 절곡면이 복수 개의 상기 노멀 멤브레인 시트에 연결되며, 각각의 일측면과 타측면이 상호 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트의 가장자리에 겹쳐지는 상기 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트 각각에 형성된 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부의 단부는, 엔드 캡을 사용하여 용접 밀폐될 수 있다.
구체적으로, 상기 엔드 캡은, 상기 횡방향 주름부 또는 상기 종방향 주름부로부터 멀어질수록 단면적이 작아지는 형태일 수 있다.
구체적으로, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트와 상기 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트 각각을 겹쳐 형성되는 용접선은, 굴곡 부분이 없는 직선을 이룰 수 있다.
구체적으로, 상기 탑 브릿지 패널은, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트 하부에 형성되는 가스돔용 탑 브릿지 패널을 포함하며, 상기 가스돔용 탑 브릿지 패널은, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트에 대응되도록 중앙부에 상기 제1 삽입공과 동일한 제2 삽입공이 형성된 사각 형태일 수 있다.
구체적으로, 상기 가스돔용 탑 브릿지 패널에는, 가장자리 근처를 따라 앵커 스트립이 설치되고, 상기 제2 삽입공으로부터 사각 모서리까지 연장되는 복수 개의 유로가 형성되고, 상기 유로와 연결되는 구멍이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 구멍은, 상기 가스돔용 탑 브릿지 패널의 사각 모서리 부분이 단차지도록 가공하고, 상기 가스돔용 탑 브릿지 패널의 사각면 각각에 상기 상부 단열패널을 연결하여 완성될 수 있다.
본 발명에 따른 액체화물 저장탱크 및 이를 구비한 해양구조물은, 가스돔의 배출구의 외주면을 폐쇄시키는 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트를 최소한의 면적을 갖는 평판형으로 형성하고, 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트와 일반적으로 사용되는 노멀 멤브레인 시트를 연결하는 연결용 스페셜 멤브레인 시트에 주름부가 형성되도록 하되, 노멀 멤브레인 시트에 형성되는 주름부와 일치되도록 함으로써, 기존의 굴곡된 용접선과 같은 불필요한 용접선을 삭제할 수 있고, 멤브레인 액세서리인 도그레그의 개수를 최소화할 수 있고, 용접선 길이를 최소화할 수 있고, 누설 검사 길이를 최소화할 수 있어, 용접설치 공수를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 용접품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 저장탱크의 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 저장탱크의 단열구조물을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 방벽에 일반적으로 사용되는 노멀 멤브레인 시트의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스돔 주변에 형성된 상부 방벽의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스돔 주변에 형성된 상부 단열벽의 평면도이다.
도 6은 도 4와 비교하기 위한 종래 기술에 따른 가스돔 주변에 형성된 상부 방벽의 평면도이다.
도 7은 도 5와 비교하기 위한 종래 기술에 따른 가스돔 주변에 형성된 상부 단열벽의 평면도이다.
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 액체화물 저장탱크의 절개 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 저장탱크의 단열구조물을 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 방벽에 일반적으로 사용되는 노멀 멤브레인 시트의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스돔 주변에 형성된 상부 방벽의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스돔 주변에 형성된 상부 단열벽의 평면도이고, 도 6은 도 4와 비교하기 위한 종래 기술에 따른 가스돔 주변에 형성된 상부 방벽의 평면도이고, 도 7은 도 5와 비교하기 위한 종래 기술에 따른 가스돔 주변에 형성된 상부 단열벽의 평면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체화물 저장탱크(1)는, LNG와 같은 액화가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해양구조물 내에는 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위해 설치될 수 있으며, 바닥부(3), 측부(4), 천장부(5)를 포함한다. 이러한 액체화물 저장탱크(1)는, 해양구조물에 설치되는 멤브레인형 액체화물 저장탱크일 수 있다.
또한, 액체화물 저장탱크(1)의 천장부(5)에는 BOG의 배출 처리를 위한 가스돔(6)이 형성되어 있다. 이러한 가스돔(6)은, 액체화물 저장탱크(1) 내에 액화가스가 저장되어 있는 평상시에는 가스돔 배관 구조물(도시하지 않음)에 연결된 채, 일정 BOG 압력에 의해 배출구(6a)가 개방되어, BOG의 배출을 허용하는 역할을 한다.
또한, 액체화물 저장탱크(1)는, 액화가스를 극저온 액체 상태로 효율적으로 저장할 수 있도록 단열구조물(10)이 구비될 수 있다.
단열구조물(10)은, 액체화물 저장탱크(1)의 거의 모든 부분, 즉, 바닥부(3), 측부(4), 천장부(5)에 걸쳐 설치될 수 있으며, 마스틱(50) 및 스터드 볼트(60) 등을 이용하여 선체(2)에 결합 고정되는 하부 단열벽(100), 하부 단열벽(100) 상에 설치되는 하부 방벽(200), 하부 방벽(200) 상에 설치되는 상부 단열벽(300), 상부 단열벽(300) 상에 설치되는 상부 방벽(400)을 포함하여 구성될 수 있다.
하부 단열벽(100)은, 후술할 상부 단열벽(300)과 함께 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록 설계되며, 후술할 하부 방벽(200)과 선체(2) 사이에 설치되며, 하부 플라이우드(110), 하부 단열패널(120), 플랫 조인트(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
하부 플라이우드(110)는, 선체(2)와 후술할 하부 단열패널(120) 사이에 설치될 수 있다.
하부 단열패널(120)은, 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록, 폴리우레탄 폼으로 형성될 수 있으며, 하부 플라이우드(110)를 매개로 마스틱(50) 및 스터드 볼트(60) 등을 이용하여 선체(2)에 결합 고정할 수 있다.
플랫 조인트(130)는, 하부 단열패널(120) 사이에 간극(g)을 두고 부착되고, 글라스 울(glass wool)로 형성될 수 있다.
하부 방벽(200)은, 트리플렉스(triplex) 복합재료로 이루어질 수 있는데, 하부 단열벽(100) 상부면에 부착되는 리지드 트리플렉스(rigid triplex; 210)가 주요 구성을 이루고, 후술할 상부 단열벽(300)의 후술할 탑 브릿지 패널(320)이 형성될 위치에서 리지드 트리플렉스(210) 상에 부착되는 서플 트리플렉스(supple triplex; 220)를 포함할 수 있다. 이러한 하부 방벽(200)은, 후술할 상부 방벽(400)과 함께 액화가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
상부 단열벽(300)은, 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록 설계되며, 하부 방벽(200) 상에 설치되며, 상부 단열패널(310), 탑 브릿지 패널(TBP; 320), 상부 플라이우드(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
상부 단열패널(310)은, 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록, 폴리우레탄 폼으로 형성될 수 있으며, 리지드 트리플렉스(210) 상에 부착 고정될 수 있다.
탑 브릿지 패널(320)은, 상부 단열패널(310) 사이의 서플 트리플렉스(220) 상에 부착 고정될 수 있다.
상부 플라이우드(330)는, 상부 단열패널(310) 및 탑 브릿지 패널(320) 상에 설치될 수 있다.
상부 방벽(400)은, 인바(INVAR), 스테인리스 스틸강으로 형성될 수 있으며, 복수 개의 단위 멤브레인 시트(unit membrane sheet; 410)를 용접시공하여 상부 단열벽(300) 상에 형성될 수 있다. 상부 방벽(400)은, 액체화물 저장탱크(1)의 내부에서 액화가스와 직접 접촉되어, 하부 방벽(200)과 함께 액화가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
복수 개의 단위 멤브레인 시트(410)는, 액체화물 저장탱크(1)의 부분별 사용 용도에 따라 노멀 멤브레인 시트(normal membrane sheet; 420)와 스페셜 멤브레인 시트(special membrane sheet; 430)로 구분 제작할 수 있다.
노멀 멤브레인 시트(420)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 열과 하중의 변화에 팽창 및 수축이 용이한 얇은 금속판으로서, 종,횡방향으로 배열된 복수의 주름부(corrugation; 411)를 포함하는 사각 형태로 제작될 수 있다. 이때, 주름부(411)는, 복수 개의 횡방향 주름부(411a)와 복수 개의 종방향 주름부(411b)로 이루어질 수 있고, 횡방향 주름부(411a)와 종방향 주름부(411b)가 직교된 부위에 응력집중을 방지하기 위한 형상을 가진 교차부(411c)가 형성될 수 있다. 상기한 주름부(411) 및 교차부(411c)는 모두 열 신축에 대응할 수 있는 형상을 이루고 있으며, 소성 가공에 의해 모재의 평평한 평판부(412)로부터 융기되어 형성된다. 상기에서, 횡방향 주름부(411a)와 종방향 주름부(411b)는 크기가 다르거나 동일할 수 있다.
이러한 노멀 멤브레인 시트(420)는, 가스돔(6) 주변과 같이 특수한 부분을 제외하고 액체화물 저장탱크(1)의 거의 모든 부분, 즉, 바닥부(3), 측부(4), 천장부(5)에 걸쳐 복수 개를 겹쳐 용접으로 연결함으로써, 상부 방벽(400)을 형성하게 된다. 겹치기 용접 시, 각각의 노멀 멤브레인 시트(420)에 형성된 횡방향 주름부(411a) 및 종방향 주름부(411b)는 일직 선상에 놓이게 되고, 이로써, 노멀 멤브레인 시트(420)는 자동 용접이 가능하여 용접 작업에 어려움이 없다.
스페셜 멤브레인 시트(430)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 액체화물 저장탱크(1)의 천장부(5)에 형성되는 가스돔(6) 주변처럼 특수한 부분에 적합하도록, 사용 용도에 따라 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)와 연결용 스페셜 멤브레인 시트(450)로 구분 제작할 수 있다.
가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)는, 가스돔(6)의 배출구(6a)의 외주면을 폐쇄시킬 수 있도록, 중앙부에 배출구(6a)의 외주면에 대응되는 제1 삽입공(449)이 형성된 사각 평판 형태일 수 있다.
가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)는, 노멀 멤브레인 시트(420) 또는 후술할 연결용 스페셜 멤브레인 시트(450)에 형성되는 열 신축에 대응할 수 있는 주름부(411)가 없이 단순히 평판 형태를 이루므로, 면적을 최소한 작게 하는 것이 바람직하다.
또한, 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)는, 사각 모서리 부분에서 용접작업을 용이하게 할 수 있도록, 사각 모서리 부분이 모따기 형태로 가공될 수 있다.
이러한 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)는, 일체형 또는 분리형으로 제작될 수 있으며, 분리형일 경우 제1 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(441) 와 제2 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(442)로 제작될 수 있다.
제1 및 제2 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(441, 442) 각각은, 겹치기 용접하여 제1 삽입공(449)이 형성된 사각 형태를 이루게 되는데, 이를 위해 제1 및 제2 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(441, 442) 각각의 겹쳐지는 면이 제1 삽입공(449)의 절반에 해당되는 반구 형태가 포함되도록 가공될 수 있다.
연결용 스페셜 멤브레인 시트(450)는, 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)와 노멀 멤브레인 시트(420)를 연결하는 역할을 수행할 수 있으며, 사각 형태의 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)의 가장자리를 따라 연결될 수 있도록, 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451, 452, 453, 454)의 조합으로 구성될 수 있다.
제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(454) 각각은, 노멀 멤브레인 시트(420)와 형상이 다를 뿐 동일한 횡방향 주름부(411a) 및 종방향 주름부(411b)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451, 452, 453, 454) 각각에 형성되는 횡방향 주름부(411a) 및 종방향 주름부(411b)를 노멀 멤브레인 시트(420)와 동일하게 하는 것은, 노멀 멤브레인 시트(420)와 겹치기 용접 시 겹치는 부분이 일직 선상을 이루어 용접을 용이하게 할 수 있기 때문이다.
제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451, 452, 453, 454) 각각을 조립 연결하였을 때, 사각 형태의 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440) 가장자리에 겹치기 용접으로 연결되면서 상호간에도 겹치기 용접으로 연결될 수 있도록, 제1 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451)는 역기역자(┌) 형상으로 제작되고, 제2 연결용 스페셜 멤브레인 시트(452)는 기역자(ㄱ) 형상으로 제작되고, 제3 연결용 스페셜 멤브레인 시트(453)는 역니은자(┘) 형상으로 제작되고, 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(454)는 니은자(ㄴ) 형상으로 제작될 수 있다.
제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451, 452, 453, 454) 각각의 외부 절곡면은, 복수 개의 노멀 스페셜 멤브레인 시트(420)와 겹쳐서 용접 연결할 수 있다.
제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451, 452, 453, 454) 각각의 내부 절곡면은, 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)의 사각 모서리 부분의 형상에 대응되는데, 예를 들어, 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)의 사각 모서리 부분이 모따기 형태일 경우 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451, 452, 453, 454) 각각의 내부 절곡면 역시 모따기 형태를 이루도록 가공될 수 있다.
가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)와 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451, 452, 453, 454) 각각을 조립 연결하여 가스돔(6) 주변에 상부 방벽(400)을 형성하기 위하여, 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(454) 각각의 내부 절곡면이 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)의 가장자리를 따라 겹치고, 제1 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451)의 일측면과 제2 연결용 스페셜 멤브레인 시트(452)의 타측면이 겹치고, 제2 연결용 스페셜 멤브레인 시트(452)의 일측면과 제3 연결용 스페셜 멤브레인 시트(453)의 타측면이 겹치고, 제3 연결용 스페셜 멤브레인 시트(453)의 일측면과 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(454)의 타측면이 겹치고, 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(454)의 일측면과 제1 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451)의 타측면이 겹쳐, 용접선(500)이 형성되고, 이 용접선(500)을 따라 겹치기 용접을 실시한다.
또한, 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)의 가장자리에 겹쳐지는 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(454) 각각에 형성된 횡방향 주름부(411a) 및 종방향 주름부(411b)의 단부는, 멤브레인 액세서리(membrane accessory)인 엔드 캡(end cap; 610)을 사용하여 용접 밀폐시킬 수 있다.
엔드 캡(610)은, 횡방향 주름부(411a) 또는 종방향 주름부(411b)로부터 멀어질수록 단면적이 작아지는 형태이며, 구체적으로 횡방향 주름부(411a) 또는 종방향 주름부(411b)의 단부로부터 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440) 쪽으로 갈수록 크기가 작아지는 반원 단면, 반타원 단면 또는 포물선이 연속적으로 이어져 1/4의 구와 유사한 곡면 형태를 가질 수 있고, 횡방향 주름부(411a) 또는 종방향 주름부(411b)의 단부가 밀폐되도록 하는 동시에, 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(454) 각각과 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440) 사이의 접합 부분에서 발생될 수 있는 국부적인 스트레스를 감소시키는 역할을 할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)와 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451, 452, 453, 454) 각각을 겹쳐 형성되는 용접선(500)은, 굴곡 또는 만곡 부분이 없는 거의 직선을 이루고 있고, 길이 또한 최소화시킬 수 있음을 알 수 있어, 누설(leakage) 검사 시간을 줄일 수 있고, 용접설치 공수를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 용접품질을 향상시킬 수 있는데, 이는 종래 기술에 따른 가스돔 주변에 형성된 상부 방벽을 도시한 도 6과 비교함으로써, 더욱 명백해질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 종래 스페셜 멤브레인 시트(430a) 역시 가스돔(6) 주변에 종래 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440a)와 종래 연결용 스페셜 멤브레인 시트(450a)로 구분 제작할 수 있다. 도 6에서, 도 4와 동일하게 사용된 도면부호는 동일한 구성 요소임을 의미하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
종래 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440a)는, 가스돔(6)의 배출구(6a)의 외주면에 대응되는 제1 삽입공(449)이 형성되고, 제1 삽입공(449)의 주변에 횡방향 주름부(411a) 및 종방향 주름부(411b)가 형성되되, 제1 삽입공(449)의 크기가 상당하여 제1 삽입공(449)을 중심으로 양쪽에 형성되는 2개의 횡방향 주름부(411a) 또는 2개의 종방향 주름부(411b) 사이의 폭이 일반적인 횡방향 주름부 사이 또는 종방향 주름부(411b) 사이의 폭보다 넓게 형성될 수 밖에 없다. 이로 인하여, 상대적으로 넓은 폭을 갖는 횡방향 주름부(411a) 또는 종방향 주름부(411b)와 상대적으로 좁은 폭을 갖는 횡방향 주름부(411a) 또는 종방향 주름부(411b)를 이어주기 위해 만곡되는 부분이 발생되고, 만곡되는 부분에 멤브레인 액세서리인 도그레그(dog leg; 710)를 사용하여 용접을 실시할 수 밖에 없다. 도그레그(710)는 만곡된 부분에 사용되기 때문에 자동 용접을 불가능하게 하여 용접설치 공수가 과다하게 되는 요인이 된다.
또한, 종래 연결용 스페셜 멤브레인 시트(450a)는, 종래 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440a) 주변에 다양한 모양으로 복수 개가 제작되는데, 종래 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440a)와 복수 개의 종래 연결용 스페셜 멤브레인 시트(450a)를 겹쳐 형성되는 종래 용접선(500a)을 기준으로 확인해 볼 때, 8개가 제작된다. 종래 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440a)는 2개가 제작된다.
도 4에 도시된 본 발명의 용접선(500)과 비교할 때, 도 6에 도시된 종래 용접선(500a)은, 자동 용접이 불가능한 구간인 굴곡된 부분이 많이 존재하고, 길이 또한 상대적으로 길어, 용접설치 공수 과다 및 누설 검사 포인트가 많아 질 수 밖에 없다.
한편, 본 실시예에 따른 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)를 가스돔(6)의 배출구(6a)의 외주면을 폐쇄시킬 수 있도록, 중앙부에 배출구(6a)의 외주면에 대응되는 제1 삽입공(449)이 형성된 사각 평판 형태로 제작함에 따라, 그 하부에 형성되는 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a) 또한 새롭게 제작될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 가스돔(6)의 주변에 설치되는 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a)은, 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)에 대응되도록 중앙부에 제1 삽입공(449)과 동일한 제2 삽입공이 형성된 사각 형태로 제작할 수 있다.
가스돔용 탑 브릿지 패널(320a)은, 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)와 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트(451, 452, 453, 454) 각각을 겹쳐 자동 용접 할 수 있도록, 가장자리 근처를 따라 상부에 앵커 스트립(620)을 설치할 수 있으며, 앵커 스트립(620)의 설치 면적을 확보하기 위해 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)의 면적보다 크게 하는 것이 바람직하다.
또한, 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a)에는 제2 삽입공(329)으로부터 사각 모서리까지 연장되는 복수 개의 유로(630)와, 사각 모서리 각각에 유로(630)와 연결되는 N2 플로우 구멍(640)을 형성할 수 있다.
N2 플로우 구멍(640)은, 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a)의 사각 모서리 부분이 단차지도록 가공하고, 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a)의 사각면 각각에 상부 단열패널(310)을 연결하여 완성될 수 있다.
이러한 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a)은, 일체형 또는 분리형으로 제작될 수 있으며, 분리형일 경우 제1 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a)과 제2 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a)로 제작될 수 있다.
제1 및 제2 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a1, 320a2) 각각은, 상호 연결하여 제2 삽입공(329)이 형성된 사각 형태를 이루게 되는데, 이를 위해 제1 및 제2 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a1, 320a2) 각각의 연결면이 제2 삽입공(329)의 절반에 해당되는 반구 형태가 포함되도록 가공될 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 본 실시예에 따른 가스돔용 탑 브릿지 패널(320a)과 비교하기 위한 종래 기술에 따른 가스돔 주변에 형성된 상부 단열벽의 평면도로서, 종래 가스돔용 탑 브릿지 패널(320b)은, 4개를 상호 연결하여 제2 삽입공(329)이 형성되고, 4개의 종래 가스돔용 탑 브릿지 패널(320b) 각각의 중앙부분에 N2 플로우 구멍(640)이 형성되고, 제2 삽입공(329)과 N2 플로우 구멍(640) 사이에 복수 개의 유로(630)가 형성됨을 알 수 있다. 도 7에서, 도 5와 동일하게 사용된 도면부호는 동일한 구성요소임을 의미하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
이와 같이 본 실시예는, 가스돔(6)의 배출구(6a)의 외주면을 폐쇄시키는 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)를 최소한의 면적을 갖는 평판형으로 형성하고, 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트(440)와 일반적으로 사용되는 노멀 멤브레인 시트(420)를 연결하는 연결용 스페셜 멤브레인 시트(450)에 주름부(411)가 형성되도록 하되, 노멀 멤브레인 시트(420)에 형성되는 주름부(411)와 일치되도록 함으로써, 기존의 굴곡된 용접선과 같은 불필요한 용접선을 삭제할 수 있고, 멤브레인 액세서리인 도그레그의 개수를 최소화할 수 있고, 용접선 길이를 최소화할 수 있고, 누설 검사 길이를 최소화할 수 있어, 용접설치 공수를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 용접품질을 향상시킬 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.
1: 액체화물 저장탱크 2: 선체
3: 바닥부 4: 측부
5: 천장부 6: 가스돔
6a: 배출구 7: 마스틱
8: 스터드 볼트 10: 단열구조물
100: 하부 단열벽 110: 하부 플라이 우드
120: 하부 단열패널 130: 플랫 조인트
200: 하부 방벽 210: 리지드 트리플렉스
220: 서플 트리플렉스 300: 상부 단열벽
310: 상부 단열패널 320: 탑 브릿지 패널
329: 제2 삽입공
320a, 320a1, 320a2: 가스돔용 탑 브릿지 패널
320b: 종래 가스돔용 탑 브릿지 패널
330: 상부 플라이우드 400: 상부 방벽
410: 단위 멤브레인 시트 411: 주름부
411a: 횡방향 주름부 411b: 종방향 주름부
411c: 교차부 412: 평판부
420: 노멀 멤브레인 시트 430: 스페셜 멤브레인 시트
430a: 종래 스페셜 멤브레인 시트
440, 441, 442: 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트
440a: 종래 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트
449: 제1 삽입공
450, 451, 452, 453, 454: 연결용 스페셜 멤브레인 시트
450a: 종래 연결용 스페셜 멤브레인 시트
500, 500a: 용접선
610: 엔드 캡 620: 앵커 스트립
630: 유로 640: 구멍
710: 도그레그

Claims (15)

  1. 하부 단열패널을 포함하는 하부 단열벽;
    상기 하부 단열벽 상에 설치되는 하부 방벽;
    상기 하부 방벽 상에 설치되며, 상부 단열패널 및 탑 브릿지 패널을 포함하는 상부 단열벽; 및
    노멀 멤브레인 시트와 스페셜 멤브레인 시트로 이루어지는 복수 개의 단위 멤브레인 시트를 용접 연결하여 상기 상부 단열벽 상에 설치되는 상부 방벽을 포함하여 구성되되,
    상기 스페셜 멤브레인 시트는,
    액체화물 저장탱크에 형성되는 가스돔의 배출구의 외주면을 폐쇄시키도록, 중앙부에 상기 배출구의 외주면에 대응되는 제1 삽입공이 형성된 사각 평판 형태의 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트; 및
    상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트와 상기 노멀 멤브레인 시트를 연결하며, 상기 노멀 멤브레인 시트와 겹치기 용접 시 겹쳐지는 부분이 일직 선상을 이루어 도그레그 없이 용접할 수 있도록 상기 노멀 멤브레인 시트에 형성되는 주름부와 동일한 주름부가 형성되는 연결용 스페셜 멤브레인 시트를 포함하고,
    상기 탑 브릿지 패널은, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트 하부에 형성되는 가스돔용 탑 브릿지 패널을 포함하며,
    상기 가스돔용 탑 브릿지 패널은, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트에 대응되도록 중앙부에 상기 제1 삽입공과 동일한 제2 삽입공이 형성된 사각 형태이고,
    상기 가스돔용 탑 브릿지 패널에는, 가장자리 근처를 따라 앵커 스트립이 설치되고, 상기 제2 삽입공으로부터 사각 모서리까지 연장되는 복수 개의 유로가 형성되고, 상기 유로와 연결되는 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 액체화물 저장탱크는,
    멤브레인형 액체화물 저장탱크인 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 노멀 멤브레인 시트는,
    열과 하중의 변화에 팽창 및 수축이 용이한 얇은 금속판으로서, 복수 개의 종방향 주름부와 복수 개의 횡방향 주름부로 이루어진 상기 주름부를 포함하고, 상기 가스돔 주변을 제외한 상기 액체화물 저장탱크의 바닥부, 측부, 천장부에 걸쳐 복수 개를 겹쳐 용접하여 상기 상부 방벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트는,
    상기 노멀 멤브레인 시트 또는 상기 연결용 스페셜 멤브레인 시트에 형성되는 상기 주름부를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트는,
    사각 모서리 부분이 모따기 형태로 가공된 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트는,
    일체형 또는 분리형이며,
    상기 분리형일 경우, 제1 및 제2 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트로 이루어지고,
    상기 제1 및 제2 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트 각각은, 겹치기 용접하여 상기 제1 삽입공이 형성된 사각 형태를 이루도록, 상기 제1 및 제2 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트 각각의 겹쳐지는 면이 상기 제1 삽입공의 절반에 해당되는 반구 형태가 포함되도록 가공되는 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 연결용 스페셜 멤브레인 시트는,
    제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트의 조합으로 구성되며,
    상기 제1 연결용 스페셜 멤브레인 시트는 역기역자(┌) 형상으로 제작되고,
    상기 제2 연결용 스페셜 멤브레인 시트는 기역자(ㄱ) 형상으로 제작되고,
    상기 제3 연결용 스페셜 멤브레인 시트는 역니은자(┘) 형상으로 제작되고,
    상기 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트는 니은자(ㄴ) 형상으로 제작되는 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트는,
    각각의 내부 절곡면이 상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트의 사각 모서리 부분에 연결되며, 각각의 외부 절곡면이 복수 개의 상기 노멀 멤브레인 시트에 연결되며, 각각의 일측면과 타측면이 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트의 가장자리에 겹쳐지는 상기 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트 각각에 형성된 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부의 단부는, 엔드 캡을 사용하여 용접 밀폐되는 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 엔드 캡은,
    상기 횡방향 주름부 또는 상기 종방향 주름부로부터 멀어질수록 단면적이 작아지는 형태인 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 가스돔용 스페셜 멤브레인 시트와 상기 제1 내지 제4 연결용 스페셜 멤브레인 시트 각각을 겹쳐 형성되는 용접선은, 굴곡 부분이 없는 직선을 이루는 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 구멍은,
    상기 가스돔용 탑 브릿지 패널의 사각 모서리 부분이 단차지도록 가공하고, 상기 가스돔용 탑 브릿지 패널의 사각면 각각에 상기 상부 단열패널을 연결하여 완성되는 것을 특징으로 하는 액체화물 저장탱크.
  15. 제 1 항 내지 제 11 항 및 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 액체화물 저장탱크가 구비되는 해양구조물.
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