KR101805667B1 - 액화 천연 가스 저장 탱크 - Google Patents

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Abstract

액화 석유 가스 저장 탱크가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 액화 석유 가스 저장 탱크는, 선체에 설치되는 액화 천연 가스를 수용하는 저장 탱크로서, 상기 액화 천연 가스 저장 탱크를 단열시키기 위한 단열 보드와, 상기 단열 보드에 고정된 고정부재와, 상기 선체에 고정되어 상기 고정 부재에 삽입되는 지지부재와, 상기 지지부재에 체결되어 상기 고정 부재를 상기 지지부재에 고정시키는 체결부재와, 상기 고정 부재와 상기 선체 사이에 설치되어 상기 고정 부재를 탄성 지지하는 제1 댐퍼, 및 상기 단열 보드와 상기 선체 사이에 설치되어 상기 단열 보드를 탄성 지지하는 제2 댐퍼를 포함한다.

Description

액화 천연 가스 저장 탱크{LIQUEFIED NATURAL GAS STORAGE TANK}
본 발명은 액화 천연 가스 저장 탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격 흡수 구조를 갖는 액화 천연 가스 저장 탱크에 관한 것이다.
액화 천연 가스(LNG)는 메탄을 주성분으로 하는 천연 가스를 -162 ℃로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.
이러한 액화 천연 가스가 에너지 자원으로 사용됨에 따라 액화 천연 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되었으며, 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화 천연 가스를 해상으로 수송할 수 있는 액화 천연 가스 운반선이 개발되었다.
그런데, 액화 천연 가스 운반선에는 초저온상태로 액화시킨 액화 천연 가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(cargo)이 구비되어야 하는데, 이러한 화물창은 대기압 보다 높은 증기압과 초저온 상태의 액화 천연 가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해서 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 단열 패널로 설계되어야 한다.
대한민국 공개특허 2009-0097341호에는 고정부재와 선체 내벽 사이에 탄성체가 설치된 구성을 개시하고 있으나, 고정부재에만 탄성체가 설치되고, 하부 단열 보드는 에폭시에 의하여 고정되어 하부 단열 보드에 가해지는 외부 충격을 흡수하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 충격 흡수 구조를 갖는 액화 천연 가스 저장 탱크를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 설치되는 액화 천연 가스 저장 탱크로서, 상기 액화 천연 가스 저장 탱크를 단열시키기 위한 단열 보드와, 상기 단열 보드에 고정된 고정부재와, 상기 선체에 고정되어 상기 고정 부재에 삽입되는 지지부재와, 상기 지지부재에 체결되어 상기 고정 부재를 상기 지지부재에 고정시키는 체결부재와, 상기 고정 부재와 상기 선체 사이에 설치되어 상기 고정 부재를 탄성 지지하는 제1 댐퍼, 및 상기 단열 보드와 상기 선체 사이에 설치되어 상기 단열 보드를 탄성 지지하는 제2 댐퍼를 포함하는 액화 천연 가스의 저장 탱크가 제공된다.
또한, 상기 제1 댐퍼는 스프링으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 지지부재는 볼트로 이루어지고, 상기 체결부재는 상기 볼트에 결합되는 너트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 고정부재는 상기 볼트가 삽입되는 홀을 갖는 판상으로 이루어지며, 상기 홀은 상기 고정부재의 길이방향으로 이어진 장공 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제2 댐퍼는 탄성을 갖는 폴리머로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제2 댐퍼와 상기 단열 보드 사이에는 제1 접착층이 형성되고, 상기 제2 댐퍼와 상기 선체 사이에는 제2 접착층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 댐퍼는 상기 단열 보드에 고정된 제1 가이드부재와 상기 선체에 고정되며 상기 제1 가이드부재에 슬라이딩 가능하게 결합된 제2 가이드부재에 삽입 설치될 수 있다.
또한, 상기 제2 댐퍼는 메쉬 형태로 이루어질 수 있다.
한편, 제2 댐퍼는 스트라이프 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1 댐퍼는 상기 제2 댐퍼보다 더 작은 탄성계수를 갖도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크는, 제1 댐퍼와 제2 댐퍼가 설치되어 외부의 충격을 안정적으로 완충시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 저면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 고정부재를 도시한 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 액화 천연 가스 저장 탱크는 액화 천연 가스를 저장하기 위한 공간을 형성하는 선체(1)와, 저장 공간을 단열시키기 위해 선체(1)에 부착되는 단열 보드(11)와, 액화 천연 가스와 직접 접하도록 단열 보드(11)에 부착되는 1차 방벽(3)을 포함한다.
1차 방벽(3)은 액화천연가스와 직접 접하는 부분으로 수축 및 확장이 가능하도록 주름부(Corrugation,3a)를 갖고, 스테인리스강과 같은 금속 재질로 이루어진다.
단열 보드(11)는 1차 방벽(3)의 상측에 저장되는 액화 천연 가스가 외부와 열교환하는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 본 발명의 제 1 실시예에서는 상부면이 1차 방벽(3)과 접하여 형성되는 상부 단열 보드(12), 상부 단열 보드(12)의 하부에 설치되는 2차 방벽(16), 2차 방벽(16)과 선체(1) 사이에 형성되는 하부 단열 보드(13)를 포함한다.
보다 상세히 상부 단열 보드(12)는 1차 방벽(3)을 지지하도록 1차 방벽(3)과 접하여 형성되는 상부 단열 부재 보호판(12a) 및 상부 단열 부재 보호판(12a)의 하부에 설치되고 폴리우레탄 소재로 이루어진 상부 단열 부재(12b)를 포함하도록 구성된다.
상부 단열 보드(12)의 하부에는 2차 방벽(16)이 설치된다. 2차 방벽(16)은, 1차 방벽(3)으로부터 새어나온 액화 천연 가스가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 것으로, 2차 방벽은, 예를 들어 복수의 금속 또는 비금속 재료로 형성될 수 있는 박판이 겹쳐져 형성될 수 있는 공지의 금속 또는 비금속 재질 판재 형상 부재로 이루어질 수 있다.
2차 방벽(16)의 하부에는 하부 단열 보드(13)가 형성된다. 하부 단열 보드(13)는 상부 단열 보드(12)와 마찬가지로 1차 방벽(3)의 상측에 위치하는 액화 천연 가스가 외부와 열교환하는 것을 차단하도록 형성된다.
이를 위해, 하부 단열 보드(13)는 2차 방벽(16)과 접하여 형성되고 폴리우레탄 소재로 이루어진 하부 단열 부재(13b) 및 하부 단열 부재(13b)의 하부에 설치되는 하부 단열 부재 보호판(13a)을 포함하도록 구성된다.
이 때, 상부 단열 보드(12) 및 하부 단열 보드(13)의 구성은 예시에 불과하며, 목재 또는 합성수지 또는 금속박판으로 이루어진 플레이트와 폴리우레탄 소재로 이루어진 단열판의 다양한 조합으로 이루어질 수 있다.
단열 보드(11)의 하부면, 즉 하부 단열 부재 보호판(13a)의 하부면의 형상은 직사각형 형상으로 이루어진다. 이와 관련하여 하부 단열 보드(13)는 직육면체 형상으로 이루어진다.
하부 단열 보드(13)는 스터드 볼트(4) 및 너트(5)에 의해 선체(1)에 견고하게 고정된다. 하부 단열 보드(13)가 선체(1)에 견고하게 고정될 수 있도록 선체(1)에 스터드 볼트(4)가 일정한 간격으로 설치되고, 하부 단열 보드(13)에는 스터드 볼트(4)와 결합할 수 있도록 고정부재(14)가 설치된다. 고정부재(14)는 너트(5)에 의해 스터드 볼트(4)에 견고하게 고정된다. 여기서 스터드 볼트(4)가 지지부재가 되고, 너트(5)가 체결부재가 된다.
스터드 볼트(4)는 용접과 같은 접합 방법으로 선체(1)에 단단히 고정되고, 고정부재(14)는 접착제에 의한 접착, 나사 및 용접 중 어느 하나 이상의 방법을 이용한 기계적 방법으로 하부 단열 부재 보호판(13a)에 고정된다. 고정부재(14)에는 스터드 볼트(4)가 삽입되는 홀(14a)이 형성된다.
고정부재(14)와 선체 사이에는 제1 댐퍼(15)가 설치된다. 이 때, 제1 댐퍼(15)는 고정부재(14)를 탄성 지지하는 코일 스프링으로 이루어진다.
제1 댐퍼(15)는 외부의 충격이 전달될 때, 고정부재들(14)이 단열 보드(11)에 전달되는 충격을 감쇠하여 단열 보드(11)의 파손을 방지하는 역할을 한다.
하부 단열 부재 보호판(13a)의 하부면에는 단열 보드(11)를 선체(1)에 지지하기 위한 제2 댐퍼(6)가 설치된다. 제2 댐퍼(6)는 탄성을 갖는 폴리머 소재로 이루어지고 제2 댐퍼(6)는 제1 댐퍼(15)보다 더 큰 탄성계수를 갖는다. 이에 따라 제2 댐퍼(6)는 액화 천연 가스 저장 탱크의 하중을 견디면서 액화 천연 가스 저장 탱크에 전달되는 외력을 완충할 수 있다. 제2 댐퍼(6)를 이루는 소재에 대해서는 제한하지 않는다.
도 3에 도시된 바와 같이 제2 댐퍼(6)는 일방향으로 길게 이어진 스트라이프 형태로 이루어진다. 복수 개의 제2 댐퍼(6)가 하부 단열 부재 보호판(13a)에 설정된 간격으로 이격되어 고정 설치된다.
제2 댐퍼(6)와 하부 단열 부재 보호판(13a) 사이에는 제1 접착층(7)이 형성되고, 제2 댐퍼(6)와 선체(1) 사이에는 제2 접착층(8)이 형성되어 제2 댐퍼(6)가 하부 단열 부재 보호판(13a)과 선체(1)에 고정된다. 제1 접착층(7)과 제2 접착층(8)은 에폭시 수지 등으로 이루어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 댐퍼(6)는 하부 단열 부재 보호판(13a) 또는 선체(1) 중 어느 하나에만 고정될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 제1 댐퍼(15)와 제2 댐퍼(6)가 설치되므로 외부의 충격이 작용할 때, 단열 보드(11)를 안정적으로 지지할 수 있다. 특히, 하중을 지지하는 제2 댐퍼(6)의 탄성계수가 더 크게 형성되므로 제2 댐퍼(6)가 하중을 안정적으로 지지하면서 충격을 완충할 수 있다. 또한 제1 댐퍼(15)는 제2 댐퍼(6)를 보완하여 단열 보드를 지지하므로 외부의 충격을 더욱 안정적으로 완충할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크는 제2 댐퍼(26)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
하부 단열 부재 보호판(23)의 하부면에는 단열 보드를 선체(1)에 지지하기 위한 제2 댐퍼(26)가 설치된다. 제2 댐퍼(26)는 탄성을 갖는 폴리머 소재로 이루어지고 제2 댐퍼(26)는 제1 댐퍼(15)보다 더 큰 탄성계수를 갖는다. 이에 따라 제2 댐퍼(26)는 액화 천연 가스 저장 탱크의 하중을 견디면서 액화 천연 가스 저장 탱크에 전달되는 외력을 완충할 수 있다. 제2 댐퍼(26)를 이루는 소재에 대해서는 제한하지 않는다.
제2 댐퍼(26)는 복수 개의 홀을 갖는 메쉬 형태로 이루어진다. 제2 댐퍼(26)는 수직으로 연결된 복수 개의 막대들로 이루어진다. 제2 댐퍼(26)와 하부 단열 부재 보호판(23) 사이에는 제1 접착층(27)이 형성되고, 제2 댐퍼(26)와 선체(1) 사이에는 제2 접착층(28)이 형성되어 제2 댐퍼(26)가 하부 단열 부재 보호판(23)과 선체(1)에 고정된다.
본 실시예와 같이 제2 댐퍼(26)가 메쉬 형태로 이루어지면 하중을 더욱 용이하게 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 측방향으로 작용하는 충격을 안정적으로 지지하면서 충격을 완충시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 저면도이며, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 고정부재를 도시한 평면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크는 제2 댐퍼(36) 및 고정부재(24)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
하부 단열 보드(13)는 스터드 볼트(4) 및 너트(5)에 의해 선체(1)에 견고하게 고정된다. 하부 단열 보드(13)가 선체(1)에 견고하게 고정될 수 있도록 선체(1)에 스터드 볼트(4)가 일정한 간격으로 설치되고, 하부 단열 보드(13)에는 스터드 볼트(4)와 결합할 수 있도록 고정부재(24)가 설치된다. 고정부재(24)는 너트(5)에 의해 스터드 볼트(4)에 견고하게 고정된다. 여기서 스터드 볼트(4)가 지지부재가 되고, 너트(5)가 체결부재가 된다.
스터드 볼트(4)는 용접과 같은 접합 방법으로 선체(1)에 단단히 고정되고, 고정부재(24)는 접착제에 의한 접착, 나사 및 용접 중 어느 하나 이상의 방법을 이용한 기계적 방법으로 하부 단열 부재 보호판(13a)에 고정된다. 고정부재(24)에는 스터드 볼트(4)가 삽입되는 홀(24a)이 형성된다.
홀(24a)은 고정부재(24)의 길이방향으로 길게 이어진 장공 형태로 이루어진다. 이에 따라 슬로싱 등에 의하여 측방향으로 큰 하중이 작용할 때, 단열 보드가 유동할 수 있으므로 단열 보드의 파손을 방지할 수 있다.
고정부재(24)와 선체 사이에는 제1 댐퍼(15)가 설치된다. 이 때, 제1 댐퍼(15)는 고정부재(24)를 탄성 지지하는 코일 스프링으로 이루어진다.
제1 댐퍼(15)는 외부의 충격이 전달될 때, 고정부재들(24)이 단열 보드(11)에 전달되는 충격을 감쇠하여 단열 보드(11)의 파손을 방지하는 역할을 한다.
하부 단열 부재 보호판(13a)의 하부면에는 단열 보드(11)를 선체(1)에 지지하기 위한 제2 댐퍼(36)가 설치된다. 제2 댐퍼(36)는 탄성을 갖는 폴리머 소재로 이루어지고 제2 댐퍼(36)는 제1 댐퍼(15)보다 더 큰 탄성계수를 갖는다. 이에 따라 제2 댐퍼(36)는 액화 천연 가스 저장 탱크의 하중을 견디면서 액화 천연 가스 저장 탱크에 전달되는 외력을 완충할 수 있다. 제2 댐퍼(36)를 이루는 소재에 대해서는 제한하지 않는다.
제2 댐퍼(36)는 원통 형상으로 이루어지며, 하부 단열 부재 보호판(13a)에 고정된 제1 가이드부재(37)와 선체(1)에 고정되며 제1 가이드부재(37)에 슬라이딩 가능하게 결합된 제2 가이드부재(38)에 삽입 설치된다. 제1 가이드부재(37)는 플랜지를 갖는 원형의 관 형상으로 이루어지며, 접착제 또는 볼트에 의하여 하부 단열 부재 보호판(13a)에 고정된다. 제2 가이드부재(38)는 플랜지를 갖는 원형의 관 형상으로 이루어지며, 접착제 또는 볼트에 의하여 선체(1)에 고정된다.
제2 가이드부재(38)에 제1 가이드부재(37)가 삽입되어 제1 가이드부재(37)와 제2 가이드부재(38)는 상호에 대하여 슬라이딩 가능하게 결합된다.
본 실시예에 따르면 가이드부재들(37, 38)이 설치되므로 제2 댐퍼(36)가 안정적으로 위치할 수 있으며, 외부 충격을 상하 방향으로 안정적으로 지지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
1: 선체 3: 1차 방벽
4: 스터드 볼트 5: 너트
6, 26, 36: 제2 댐퍼 7, 27: 제1 접착층
8, 28: 제2 접착층 11: 단열 보드
12: 상부 단열 보드 12a: 상부 단열 부재 보호판
12b: 상부 단열 부재 13: 하부 단열 보드
13a: 하부 단열 부재 보호판 13b: 하부 단열 부재
14, 24: 고정부재 14a. 24a: 홀
15: 제1 댐퍼 16: 2차 방벽
24: 고정부재 24a: 홀
37: 제1 가이드부재 38: 제2 가이드부재

Claims (12)

  1. 선체에 설치되는 액화 천연 가스 저장 탱크로서,
    상기 액화 천연 가스 저장 탱크를 단열시키기 위한 단열 보드;
    상기 단열 보드에 고정된 고정부재;
    상기 선체에 고정되어 상기 고정 부재에 삽입되는 지지부재;
    상기 지지부재에 체결되어 상기 고정 부재를 상기 지지부재에 고정시키는 체결부재;
    상기 고정 부재와 상기 선체 사이에 설치되어 상기 고정 부재를 탄성 지지하는 제1 댐퍼; 및
    상기 단열 보드와 상기 선체 사이에 설치되어 상기 단열 보드를 탄성 지지하는 제2 댐퍼;
    를 포함하고,
    상기 제2 댐퍼는, 상기 단열 보드에 고정된 제1 가이드부재와 상기 선체에 고정되며 상기 제1 가이드부재에 슬라이딩 가능하게 결합된 제2 가이드부재에 삽입 설치되는 액화 천연 가스의 저장 탱크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 댐퍼는 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지부재는 볼트로 이루어지고, 상기 체결부재는 상기 볼트에 결합되는 너트로 이루어진 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 볼트가 삽입되는 홀을 갖는 판상으로 이루어지며, 상기 홀은 상기 고정부재의 길이방향으로 이어진 장공 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 댐퍼는 탄성을 갖는 폴리머로 이루어진 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 댐퍼와 상기 단열 보드 사이에는 제1 접착층이 형성된 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 댐퍼와 상기 선체 사이에는 제2 접착층이 형성된 것을 특징으로하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 댐퍼는 원통 형태로 이루어지며,
    상기 제1 가이드부재 및 상기 제2 가이드부재는 플랜지를 갖는 원형의 관 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항 내지 제 7 항, 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 댐퍼는 상기 제2 댐퍼보다 더 작은 탄성계수를 갖는 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
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