KR102044272B1 - Metal membrane of low temperature fluid storage tank - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인에 관한 것으로, 제1 주름 부와 및 제2 주름 부가 상방으로 볼록하게 형성되는 반면에 교차부가 하방으로 오목하게 형성되는바, 제1 주름 부 및 제2 주름 부의 돌출 방향과, 교차부의 돌출 방향이 서로 역으로, 즉 반대로 형성됨으로써, 기존 멤브레인의 교차부와 대비하여, 상대적으로 낮아진 교차부(knot)의 높이에 따라 폴리우레탄 폼/플라이우드의 추가 가공에 대해 상대적 제약이 감소하는 효과가 있다.
또, 상대적으로 낮아진 교차부(knot)의 형상에 따라 열 수축에 대응하여 낮은 면강성을 유지함과 동시에, 슬로싱 발생에 의한 압축력에 대응하여 높은 내압(pressure resistance) 성능을 유지할 수 있다.The present invention relates to a metal membrane of a low temperature fluid storage tank, wherein the first corrugation part and the second corrugation part are formed to be convex upward while the intersection part is formed to be concave downward. The protruding direction of the parts and the protruding direction of the intersections are formed in reverse, i.e. opposite to each other, so that the further processing of the polyurethane foam / plywood depends on the height of the relatively lower knot compared to the intersection of the existing membrane. Relative constraints have the effect of decreasing.
In addition, according to the shape of the knot, which is relatively lowered, it is possible to maintain low surface stiffness in response to heat shrinkage and maintain high pressure resistance performance in response to compression force caused by sloshing.

Description

저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인{METAL MEMBRANE OF LOW TEMPERATURE FLUID STORAGE TANK}METAL MEMBRANE OF LOW TEMPERATURE FLUID STORAGE TANK}

본 발명은 액화천연가스와 같은 초저온 유체를 저장하는 저장탱크 등에 사용될 수 있으며 신축성을 가지도록 제1 주름 부, 제2 주름 부 그리고 제1 주름 부와 제2 주름 부가 교차하는 교차부를 구비하는 금속 멤브레인에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 제1 주름 부와 제2 주름 부보다 교차부의 높이가 상대적으로 낮아서 저장탱크 내부의 단열 폴리우레탄 폼의 배치와 구조적 안정성을 확보하고, 단열 폴리우레탄 폼의 형상과 성능에 무리가 가지 않도록 할 수 있는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인에 관한 것이다.The present invention can be used in storage tanks for storing cryogenic fluids, such as liquefied natural gas, and has a metal membrane having a first pleated portion, a second pleated portion, and an intersection where the first pleated portion and the second pleated portion intersect to have elasticity. More specifically, the height of the intersection portion is relatively lower than the first corrugation portion and the second corrugation portion to ensure the arrangement and structural stability of the insulation polyurethane foam inside the storage tank, and the shape and performance of the insulation polyurethane foam The present invention relates to a metal membrane of a low temperature fluid storage tank, which can prevent overload.

일반적으로 액화천연가스 저장탱크는 약 -163℃의 초저온 액화천연가스(liquefied natural gas; LNG)를 저장 또는 운반하기 위한 것으로, 액화천연가스를 밀폐하기 위해 2개의 방벽, 즉 1차 방벽 및 2차 방벽을 구비한다. 그리고 액화천연가스 저장탱크는 1차 방벽 및 2차 방벽 사이와 2차 방벽 및 내부 선체 사이에 낮은 열전도율(thermal conductivity)을 갖는 폴리우레탄 폼(polyurethane foam) 재질의 단열 부재에 플라이우드(plywood)와 같이 압축 강도가 큰 단열 부재 보호판이 결합된 단열 보드를 이용하여 단열층을 형성한다.Generally, liquefied natural gas storage tanks are for storing or transporting cryogenic liquefied natural gas (LNG) at about -163 ° C. Two barriers, namely, primary barrier and secondary, are used to seal liquefied natural gas. A barrier is provided. LNG storage tanks are made of plywood and plywood insulated from polyurethane foam with low thermal conductivity between the primary and secondary barriers and between the secondary and internal hulls. As described above, a heat insulation layer is formed by using a heat insulation board to which a heat insulation member protection plate having a large compressive strength is coupled.

액화천연가스 저장탱크의 1차 방벽은 액화천연가스와 직접 접하는 부분이므로 높은 기밀성이 요구된다. 액화천연가스 저장탱크는 스테인리스 스틸 재질로 이루어진 복수의 금속 멤브레인이 용접 결합되어 1차 방벽을 형성하는데, 이들 1차 방벽 들은 극저온의 액화천연가스와 접할 때 열 수축이 발생하고, 열 수축 발생 시 용접 부위가 열 응력을 받아 파손될 수 있다. 이러한 문제를 고려하여 1차 방벽들은 낮은 면 강성(In-plane stiffness)을 갖기 위해 주름 부(corrugation)를 갖는다. 주름 부는 열 수축 발생 시 일정량 변형됨으로써, 용접 부위에서의 열 응력을 줄여준다. 액화천연가스 저장탱크의 1차 방벽(금속 멤브레인)에 형성된 제1 주름 부와 제2 주름 부가 직교하는 부위에는 응력집중을 방지하기 위한 교차부(knot)가 형성된다.The primary barrier of liquefied natural gas storage tanks is directly contacted with liquefied natural gas, so high airtightness is required. The LNG storage tank is formed by welding a plurality of metal membranes made of stainless steel to form a primary barrier. These primary barriers undergo heat shrink when contacted with cryogenic LNG, and weld when heat shrink occurs. The site may be broken under thermal stress. In consideration of this problem, the primary barriers have corrugation to have low in-plane stiffness. The crease deforms a certain amount when heat shrinkage occurs, thereby reducing the thermal stress at the welded portion. A knot is formed at a portion of the liquefied natural gas storage tank where the first wrinkle portion and the second wrinkle portion formed on the primary barrier (metal membrane) are perpendicular to each other.

한편, 액화천연가스 저장탱크가 선박 등의 운송수단에 의해 운송될 때, 운송 도중 발생하는 선박의 롤링(rolling), 피칭(pitching) 등과 같은 움직임에 의해 저장된 액화천연가스의 표면에서 출렁거림이 발생할 수 있다. 이러한 출렁거림을 슬로싱(sloshing) 이라 하는데, 이러한 슬로싱은 1차 방벽에 큰 압축력을 가하게 된다. 이렇게 슬로싱에 의한 압축력이 1차 방벽의 항복강도(yield strength)를 초과하면 변형에 가장 취약한 주름 부 및 교차부에서 영구 변형이 발생하면서 1차 방벽의 안전성이 떨어질 수 있다. 따라서, 1차 방벽은 열 수축에 대응하여 낮은 면강성을 유지함과 동시에, 슬로싱 발생에 의한 압축력에 대응하여 높은 내압(pressure resistance) 성능을 가져야 한다.On the other hand, when the LNG storage tank is transported by a vehicle such as a ship, swelling may occur on the surface of the LNG stored by the rolling, pitching, or the like movement of the ship that occurs during transportation. Can be. This slumping is called sloshing, which applies a great compressive force to the primary barrier. When the compressive force by sloshing exceeds the yield strength of the primary barrier, the primary barrier may be deteriorated while permanent deformation occurs at the creases and intersections most susceptible to deformation. Therefore, the primary barrier must maintain a low surface stiffness in response to heat shrinkage and at the same time have a high pressure resistance performance in response to the compressive force caused by sloshing.

그러나 종래에는 제1 주름 부와 제2 주름 부보다 교차부의 높이가 상대적으로 높게 형성되어 구조적 피로(fatigue) 현상의 발생 가능성이 높다.However, in the related art, the height of the intersection portion is formed relatively higher than that of the first wrinkle portion and the second wrinkle portion, so that there is a high possibility of occurrence of a structural fatigue phenomenon.

다시 말해서, 교차부 높이가 주름 부 높이에 비해 2배 이상 높게 형성되므로, 2차 방벽 설치 시, 제1 단열패널 하단의 폴리우레탄 폼(PUF) 및 플라이우드(plywood)와 접하는 영역 일부에, 교차부 높이에 상응하는 홀(hole) 가공이 필요로 하게 되어 폴리우레탄 폼 혹은 단열패널 전체 안정성과 구조적 영향을 고려해야 하는 설계상의 제약이 있으며, 설치 작업시 추가 시수가 소요되는 단점이 있다.In other words, the intersection height is formed at least twice as high as the height of the corrugation, so when the secondary barrier is installed, it intersects with a portion of the area in contact with the polyurethane foam (PUF) and plywood at the bottom of the first insulation panel. Hole processing corresponding to the height of the part (hole) is required, there is a design constraint to consider the overall stability and structural impact of the polyurethane foam or insulation panel, there is a disadvantage that additional time is required during installation work.

국내 공개특허 제10-2009-0111141호Korean Patent Publication No. 10-2009-0111141

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제1 주름 부와 및 제2 주름 부가 상방으로 볼록하게 형성되는 반면에 교차부가 하방으로 오목하게 형성되는바, 제1 주름 부 및 제2 주름 부의 돌출 방향과, 교차부의 돌출 방향이 서로 역으로, 즉 반대로 형성됨으로써, 기존 멤브레인의 교차부와 대비하여, 상대적으로 낮아진 교차부(knot)의 높이에 따라 폴리우레탄 폼/플라이우드의 추가 가공에 대해 상대적 제약이 감소하며, 상대적으로 낮아진 교차부(knot)의 형상에 따라 열 수축에 대응하여 낮은 면강성(In-plane stiffness)을 유지함과 동시에, 슬로싱 발생에 의한 압축력에 대응하여 높은 내압(pressure resistance) 성능을 유지할 수 있는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-described problems, the first wrinkles and the second wrinkles are formed convex upwards, while the intersection is formed concave downwards, the protrusion of the first wrinkles and the second wrinkles Direction and the direction of projection of the intersections are formed in reverse, i.e. opposite, relative to the further processing of the polyurethane foam / plywood according to the relatively lower height of the knot relative to the intersection of the existing membrane. Constraints are reduced and relatively low in-plane stiffness is maintained in response to heat shrinkage, and high pressure resistance is in response to compressive forces due to sloshing. The aim is to provide a metal membrane of a low temperature fluid storage tank that can maintain its performance.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인은 다음과 같이 구성된다.In order to achieve the above object, the metal membrane of the low temperature fluid storage tank of the present invention is configured as follows.

본 발명의 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인은 제1 주름 부와, 제2 주름 부와, 교차부를 포함하며, 상기 제1 주름 부 및 상기 제2 주름 부는 상방으로 볼록하게 형성되고, 상기 교차부는 하방으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 한다.The metal membrane of the low temperature fluid storage tank of the present invention includes a first pleated portion, a second pleated portion, and an intersection portion, wherein the first pleated portion and the second pleated portion are formed convexly upward, and the intersection portion is downward. It is characterized in that it is formed concave.

본 발명은 저온유체 저장탱크의 1차 방벽을 형성할 수 있도록 서로 나란하게 배열되는 복수의 제1 주름 부; 상기 제1 주름 부에 직교하며 서로 나란하게 배열되는 복수의 제2 주름 부; 및 상기 제1 주름 부와 및 상기 제2 주름 부가 서로 교차하는 부분에 형성되는 교차부; 를 포함하는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인으로서, 상기 제1 주름 부 및 상기 제2 주름 부의 돌출 방향과, 상기 교차부의 돌출 방향이 서로 역으로 형성된다.The present invention comprises: a plurality of first corrugations arranged side by side so as to form a primary barrier of the low temperature fluid storage tank; A plurality of second pleat portions orthogonal to the first pleat portions and arranged side by side; And an intersection part formed at a portion where the first wrinkle part and the second wrinkle part intersect each other; A metal membrane of a low temperature fluid storage tank comprising a protruding direction of the first pleated portion and the second pleated portion, and the protruding direction of the intersection portion are formed in the reverse direction.

다시 말해서, 상기 교차부는, 상기 제1 주름 부와 상기 제2 주름 부의 상면보다 상대적으로 낮고 오목하게 형성된다.In other words, the intersection is formed to be relatively lower and concave than the upper surfaces of the first and second wrinkles.

상기 제1 주름 부 및 상기 제2 주름 부는 금속 멤브레인 바닥 부를 기준으로, 상방으로 볼록하게 형성된다.The first wrinkles and the second wrinkles are convex upwardly with respect to the metal membrane bottom.

상기 교차부는 하방으로 오목하게 형성되며, 상기 교차부는 상기 제1 주름 부 및 상기 제2 주름 부 높이에 비해서 낮게 단(段)지게 형성된다.The intersection portion is formed to be concave downward, and the intersection portion is formed to be shorter than the height of the first and second wrinkle portions.

상기 교차부에서는 상기 교차부의 중심을 기준으로 경사 부가 대칭되어 형성될 수 있다.In the intersection portion, the inclined portion may be formed symmetrically with respect to the center of the intersection portion.

상기 경사 부는 상기 제1 주름 부 및 상기 제2 주름 부 끝단에서 상기 교차부의 중심을 향하여 경사지고 점차 좁아지게 형성될 수 있다.The inclined portion may be formed to be inclined toward the center of the intersection portion and gradually narrower at the ends of the first and second wrinkled portions.

서로 인접하는 상기 경사 부 사이에는 상기 교차부의 중심을 지나는 장 홈이 형성될 수 있다.A long groove passing through the center of the intersection may be formed between the inclined portions adjacent to each other.

상기 교차부의 중심에는 상방으로 볼록하게 응력집중 방지용 돌출부가 형성될 수 있다.At the center of the intersection may be a protrusion for preventing stress concentration convex upwards.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인에서는, 제1 주름 부와 및 제2 주름 부가 상방으로 볼록하게 형성되는 반면에 교차부가 하방으로 오목하게 형성되는바, 제1 주름 부 및 제2 주름 부의 돌출 방향과, 교차부의 돌출 방향이 서로 역으로, 즉 반대로 형성됨으로써, 기존 멤브레인의 교차부와 대비하여, 상대적으로 낮아진 교차부(knot)의 높이에 따라 폴리우레탄 폼/플라이우드의 추가 가공에 대해 상대적 제약이 감소하는 효과가 있다.As described above, in the metal membrane of the low temperature fluid storage tank according to the present invention, the first corrugation part and the second corrugation part are formed convexly upward, while the intersection part is formed concave downward. The protruding direction of the part and the second corrugation part and the protruding direction of the intersection part are formed in reverse, i.e., opposite to each other, so that the polyurethane foam / ply depends on the height of the relatively lower knot compared to the intersection part of the existing membrane. There is an effect that the relative constraints on the further processing of the wood are reduced.

또, 본 발명에 따른 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인에서는, 상대적으로 낮아진 교차부(knot)의 높이에 따라 열 수축에 대응하여 낮은 면강성을 유지함과 동시에, 슬로싱 발생에 의한 압축력에 대응하여 높은 내압(pressure resistance) 성능을 유지할 수 있다.In addition, in the metal membrane of the low-temperature fluid storage tank according to the present invention, it is possible to maintain a low surface stiffness corresponding to heat shrinkage according to the height of the lowered knot, and to respond to a high compressive force due to sloshing. Pressure resistance performance can be maintained.

또, 초저온 액체에 의한 정압과 열 하중을 받는 금속 멤브레인 주름 부에 대하여 AVAQUS 구조 해석 프로그램을 통해서 열 응력 해석을 진행하고, 해석 결과 기존 금속 멤브레인의 교차부에 비해서, 열 수축 효과가 현저하게 향상되고, 구조적 안전성(safety)을 확보할 수 있다.In addition, thermal stress analysis is performed through the AVAQUS structural analysis program for metal membrane wrinkles subjected to static pressure and thermal loads caused by cryogenic liquids. Therefore, structural safety can be secured.

도 1은 본 발명에 따른 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인 도시한 사시도
도 2는 도 1의 평면도
도 3은 도 1의 저면도
도 4는 구조 열 응력 해석을 위하여 해석 프로그램인 AVAQUS의 해석용 모델링을 도시한 도면
도 5는 도 4의 모델링에서 열 응역 해석 결과를 설명하기 위한 도면1 is a perspective view showing a metal membrane of a low temperature fluid storage tank according to the present invention
2 is a plan view of FIG. 1
3 is a bottom view of FIG. 1
4 is a diagram illustrating an analysis modeling of the analysis program AVAQUS for structural thermal stress analysis
FIG. 5 is a diagram for describing thermal response analysis results in the modeling of FIG. 4. FIG.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the metal membrane of the low temperature fluid storage tank according to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 평면도, 및 도 3은 도 1의 저면도이다.1 is a perspective view showing a metal membrane of a low temperature fluid storage tank according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 3 is a bottom view of FIG. 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에서 저온 유체는 LNG와 같은 극저온 유체를 포함하나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 저온 유체가 극저온 유체에 국한되는 것은 아니다.1 to 3, in the present embodiment, the low temperature fluid includes a cryogenic fluid such as LNG, but the low temperature fluid according to an embodiment of the present invention is not limited to the cryogenic fluid.

본 발명에 따른 금속 멤브레인(100)은 SUS 재질 등으로 이루어질 수 있으며, 바닥 부(110), 제1 주름 부(120), 제2 주름 부(130), 및 교차부(140)를 포함할 수 있다. 참고로, 서스(SUS)는 Steel, Use, Stainless의 머리글로 일본 규격인 JIS에서 스테인리스강의 규격을 나타낼 때 사용하는 것이다.The metal membrane 100 according to the present invention may be made of SUS material and the like, and may include a bottom portion 110, a first wrinkle portion 120, a second wrinkle portion 130, and an intersection portion 140. have. For reference, Sus (SUS) is a header of Steel, Use, Stainless, and is used to indicate the stainless steel standard in the Japanese standard JIS.

본 실시 예에서는, 바닥 부(110)는 일정한 두께를 갖는 평평한 형태로 이루어질 수 있다.In the present embodiment, the bottom portion 110 may be formed in a flat shape having a constant thickness.

본 실시 예에서는, 제1 주름 부(120)의 방향을 X 방향 또는 종 방향으로 규정하고, 제2 주름 부(130)의 방향을 Y 방향 또는 횡 방향으로 규정하기로 한다.In the present embodiment, the direction of the first wrinkle part 120 is defined in the X direction or the longitudinal direction, and the direction of the second wrinkle part 130 is defined in the Y direction or the horizontal direction.

제1 주름 부(120)는 바닥 부(110)의 X 방향(종 방향)을 따라 나란하게 융기된 형태로 이루어질 수 있고, 제1 주름 부(120)의 단면은 대략 반호 형상을 이룰 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.The first pleated portion 120 may be formed in the form of raised side by side along the X direction (longitudinal direction) of the bottom portion 110, the cross section of the first pleated portion 120 may form a substantially half arc shape, It is not limited to this.

제1 주름 부(120)는 저온유체 저장탱크의 방벽을 형성할 수 있도록 복수 개가 서로 나란하게 배열되는 구성일 수 있다.The first corrugation part 120 may have a configuration in which a plurality of first corrugations 120 are arranged side by side to each other so as to form a barrier of the low temperature fluid storage tank.

제2 주름 부(130)는 바닥 부(110)의 Y 방향(횡 방향)을 따라 나란하게 융기된 형태로 이루어질 수 있고, 제2 주름 부(130)의 단면은 대략 반호 형상을 이룰 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.The second pleat portion 130 may be formed in a form that is raised side by side along the Y direction (lateral direction) of the bottom portion 110, the cross-section of the second pleat portion 130 may form an approximately half arc shape, It is not limited to this.

제2 주름 부(130)는 제1 주름 부(120)에 직교하며, 도면에는 도시하지 않았으나 복수 개가 서로 나란하게 배열되는 구성일 수 있다.The second wrinkles 130 may be orthogonal to the first wrinkles 120, and although not illustrated in the drawings, the second wrinkles 130 may be arranged in parallel with each other.

교차부(140)는 제1 주름 부(120)와 및 제2 주름 부(130)가 서로 교차하는 부분에 형성되는 데, 제1 주름 부(120)와 제2 주름 부(130)의 상면보다 상대적으로 낮고 오목하게 형성된다.The intersection portion 140 is formed at a portion where the first wrinkle portion 120 and the second wrinkle portion 130 intersect with each other, and are formed on top of upper surfaces of the first wrinkle portion 120 and the second wrinkle portion 130. It is formed relatively low and concave.

바닥 부(110)를 기준으로 볼 때, 제1 주름 부(120)와 및 제2 주름 부(130)는 상방으로 볼록하게 형성되는 반면에 교차부(140)는 하방으로 오목하게 형성된다.Based on the bottom part 110, the first wrinkle part 120 and the second wrinkle part 130 are formed to be convex upward, while the intersection part 140 is formed to be concave downward.

즉, 제1 주름 부(120) 및 제2 주름 부(130)의 돌출 방향과, 교차부(140)의 돌출 방향이 서로 역으로, 즉 반대로 형성되는 것이다.That is, the protrusion direction of the first wrinkle part 120 and the second wrinkle part 130 and the protrusion direction of the intersection part 140 are formed in the reverse direction, that is, opposite to each other.

교차부(140)에서는 교차부(140)의 중심(center)을 기준으로, 서로 마주보는 경사 부(141)가 대칭되어 형성될 수 있는데, 경사 부(141)는 제1 주름 부(120) 및 제2 주름 부(130) 끝단에서 교차부(140)의 중심을 향하여 경사지고 점차 감소하는 형상(tapered shape)일 수 있다. 경사 부(141)는 제1 주름 부(120) 및 제2 주름 부(130)의 형상과 상응하여 원호 형으로 형성될 수도 있다.In the intersection portion 140, the inclined portions 141 facing each other may be formed symmetrically based on the center of the intersection portion 140. The inclined portions 141 may include the first corrugated portion 120 and It may have a tapered shape that is inclined toward the center of the intersection 140 at the end of the second pleated portion 130 and gradually decreases. The inclined portion 141 may be formed in an arc shape corresponding to the shapes of the first wrinkle portion 120 and the second wrinkle portion 130.

서로 인접하는 경사 부(141) 사이에는, 교차부(140)의 중심을 지나는 장 홈(142)이 형성될 수 있다. Between the inclined portions 141 adjacent to each other, a long groove 142 passing through the center of the intersection portion 140 may be formed.

교차부(140)의 중심에는 교차부(140)의 중심에서 발생하는 응력집중을 방지하기 위한 응력집중 방지용 돌출부(143)가 상방으로 볼록하게 형성될 수도 있다.At the center of the cross section 140, a stress concentration preventing protrusion 143 may be formed to be convex upward to prevent stress concentration occurring at the center of the cross section 140.

응력집중 방지용 돌출부(143)의 형상은 원형이 가장 바람지하지만 이에 국한되는 것은 아니다.The shape of the protrusion 143 for preventing stress concentration has the most circular shape, but is not limited thereto.

응력집중 방지용 돌출부(143) 주위에도 장 홈(142)과 연결되는 원형 홈(144)이 형성될 수도 있다.A circular groove 144 connected to the long groove 142 may also be formed around the stress concentration preventing protrusion 143.

장 홈(142)과 원형 홈(144)은 열 수축과 팽창에 따른 반복적인 온도 변화 및 저온유체의 하중 변화에 대하여 팽창 및 수축 가능한 구조를 구현하도록 한다.The long grooves 142 and the circular grooves 144 allow the expansion and contraction structure to be implemented in response to repetitive temperature changes and load changes of the low temperature fluid due to thermal contraction and expansion.

한편, 도 4는 구조 열 응력 해석을 위하여 해석 프로그램인 AVAQUS의 해석용 모델링을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 모델링에서 열 응역 해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.On the other hand, Figure 4 is a view showing the analysis modeling of the analysis program AVAQUS for the structural thermal stress analysis, Figure 5 is a view for explaining the thermal reaction analysis results in the modeling of FIG.

도 4 및 도 5에서 확인된 바와 같이, 열 수축 응역 해석 결과치를 아래 표 1과 같이 정리할 수 있다.As confirmed in Figures 4 and 5, the heat shrink response analysis results can be summarized as shown in Table 1 below.

테스트 항목test item 종래 교차부Conventional Intersection 본 발명 교차부Invention Intersection 바닥 부(참고사항)Bottom section (Note) 열 수축 응력[㎫]Heat Shrinkage Stress [MPa] 155.6[㎫]155.6 [MPa] 139.6[㎫]139.6 [MPa] 46.19[㎫]46.19 [MPa]

즉, 종전의 금속 멤브레인에서, 교차부의 열 수축 응력은 최고 155㎫로 확인된 반면에, 본 발명의 금속 멤브레인을 적용할 경우, 교차부(Knot)의 열 수축 응력이 최고 139.6㎫로 낮게 됨을 확인하였다. 특히, 종전에는 교차부 중심에서 열 수축 응력이 상대적으로 크게 형성되지만, 본 발명에서는 응력집중 방지용 돌출부(143)에서 열 수축 응력이 2㎫로 매우 낮게 됨을 확인하였다.That is, in the conventional metal membrane, the heat shrinkage stress at the cross section was found to be 155 MPa at the maximum, whereas when applying the metal membrane of the present invention, the heat shrinkage stress at the cross section Knot was as low as 139.6 MPa. It was. In particular, in the past, the heat shrinkage stress is formed relatively large at the center of the intersection, but in the present invention, it was confirmed that the heat shrinkage stress at the stress concentration preventing protrusion 143 is very low as 2 MPa.

따라서 본 발명의 교차부는 종전에 비해서 열 수축 응력이 대폭 감소됨을 확인할 수 있다.Therefore, the intersection of the present invention can be seen that the heat shrinkage stress is significantly reduced compared to the previous.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인에서는, 제1 주름 부와 및 제2 주름 부가 상방으로 볼록하게 형성되는 반면에 교차부가 하방으로 오목하게 형성되는바, 제1 주름 부 및 제2 주름 부의 돌출 방향과, 교차부의 돌출 방향이 서로 역으로(반대로) 형성됨으로써, 기존 멤브레인의 교차부와 대비하여, 상대적으로 낮아진 교차부(knot)의 높이에 따라 폴리우레탄 폼/플라이우드의 추가 가공에 대해 상대적 제약이 감소하는 효과가 있다.As described above, in the metal membrane of the low temperature fluid storage tank according to the present invention, the first corrugation part and the second corrugation part are formed convexly upward, while the intersection part is formed concave downward. The protruding directions of the sections and the second corrugations and the protruding directions of the intersections are formed in reverse (opposite) to each other, so that the polyurethane foam / ply depends on the height of the relatively lower knot compared to the intersection of the existing membrane. There is an effect that the relative constraints on the further processing of the wood are reduced.

또, 본 발명에 따른 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인에서는, 상대적으로 낮아진 교차부(knot)의 높이에 따라 금속 멤브레인(방벽)이 열 수축에 대응하여 낮은 면강성을 유지함과 동시에, 슬로싱 발생에 의한 압축력에 대응하여 높은 내압(pressure resistance) 성능을 유지할 수 있다.In addition, in the metal membrane of the low temperature fluid storage tank according to the present invention, the metal membrane (barrier) maintains a low surface stiffness in response to heat shrinkage at the same time as the height of the knot lowered relatively, and at the same time, In response to the compression force by the high pressure resistance (pressure resistance) performance can be maintained.

또, 초저온 액체에 의한 정압과 열 하중을 받는 금속 멤브레인 주름 부에 대하여 AVAQUS 구조 해석 프로그램을 통해서 열 응력 해석을 진행하고, 해석 결과 기존 금속 멤브레인의 교차부에 비해서, 열 수축 효과가 현저하게 향상되고, 구조적 안전성(safety)을 확보할 수 있다.In addition, thermal stress analysis is performed through the AVAQUS structural analysis program for metal membrane wrinkles subjected to static pressure and thermal loads caused by cryogenic liquids. Therefore, structural safety can be secured.

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. 예를 들어, 본 발명의 설명에 있어 제1 또는 제2는 설명의 편의를 위해서 임의로 정한 것에 불과하고, 상부와 하부라는 표현도 설명의 편의를 위해서 임의로 설정한 것으로, 이에 한정되는 것은 아니며 화물창의 위치 및 화물창을 보는 방향에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention, which will be apparent to those skilled in the art. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention. For example, in the description of the present invention, the first or the second is merely set arbitrarily for convenience of description, and the expressions of upper and lower parts are arbitrarily set for convenience of description, but not limited thereto. Of course, it can be changed depending on the location and the direction to view the cargo hold.

100: 금속 멤브레인
110: 바닥 부
120: 제1 주름 부
130: 제2 주름 부
140: 교차부
141: 경사 부
142: 장 홈
143: 응력집중 방지용 돌출부
144: 원형 홈100: metal membrane
110: bottom part
120: first wrinkles
130: second wrinkles
140: intersection
141: inclined part
142: chapter home
143: protrusion for preventing stress concentration
144: circular groove

Claims (12)

저온유체 저장탱크의 방벽을 형성할 수 있도록 서로 나란하게 배열되는 복수의 제1 주름 부;
상기 제1 주름 부에 직교하며 서로 나란하게 배열되는 복수의 제2 주름 부; 및
상기 제1 주름 부와 및 상기 제2 주름 부가 서로 교차하는 부분에 형성되는 교차부; 를 포함하고,
상기 교차부는,
상기 제1 주름 부 및 상기 제2 주름 부의 끝단에서 상기 교차부의 중심을 향하여 하향 경사지고 점차 폭이 감소하는 형상으로 형성되는 복수의 경사 부; 및
상기 교차부의 중심에서 발생하는 응력 집중을 방지하기 위하여 상기 교차부의 중심에 상방으로 볼록하게 형성되는 응력집중 방지용 돌출부;를 포함하며,
상기 복수의 경사 부는 서로 이웃하는 폭방향 가장자리가 맞닿게 형성되고,
상기 복수의 경사 부 중 서로 마주하는 경사 부는 상기 교차부의 중심을 기준으로 대칭되게 형성되며,
상기 응력집중 방지용 돌출부는 상기 경사 부의 끝단과 맞닿게 형성되는 것을 특징으로 하는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인.A plurality of first corrugations arranged side by side to form a barrier of the low temperature fluid storage tank;
A plurality of second pleat portions orthogonal to the first pleat portions and arranged side by side; And
An intersection portion formed at a portion where the first wrinkle portion and the second wrinkle portion cross each other; Including,
The intersection is,
A plurality of inclined portions formed in a shape that is inclined downward toward the center of the intersection portion and gradually decreases in width at the ends of the first and second wrinkled portions; And
And a stress concentration preventing protrusion formed upwardly convexly at the center of the intersection to prevent stress concentration occurring at the center of the intersection.
The plurality of inclined portions are formed such that neighboring widthwise edges abut each other.
The inclined portions facing each other among the plurality of inclined portions are formed symmetrically with respect to the center of the intersection portion,
The stress concentration preventing protrusion is formed in contact with the end of the inclined portion metal membrane of the low temperature fluid storage tank. 청구항 1에 있어서,
금속 멤브레인의 바닥 부를 기준으로, 상기 제1 주름 부와 및 상기 제2 주름 부는 상방으로 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인.The method according to claim 1,
The metal membrane of the low temperature fluid storage tank, characterized in that the first corrugated portion and the second corrugated portion are formed convexly upward from the bottom portion of the metal membrane. 청구항 1에 있어서,
서로 이웃하는 상기 경사 부의 경계부에는 상기 교차부의 중심을 지나는 장 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인.The method according to claim 1,
The metal membrane of the low temperature fluid storage tank, characterized in that the long grooves passing through the center of the intersection is formed at the boundary between the inclined portion adjacent to each other. 청구항 3에 있어서,
상기 경사 부의 끝단과 상기 응력집중 방지용 돌출부 사이의 경계부에는, 상기 응력집중 방지용 돌출부의 둘레를 따라 원형 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인.The method according to claim 3,
The metal membrane of the low temperature fluid storage tank, characterized in that a circular groove is formed along the circumference of the stress concentration preventing protrusion, the boundary between the end of the inclined portion and the stress concentration preventing protrusion. 청구항 4에 있어서,
상기 장 홈과 상기 원형 홈은 연결되는 것을 특징으로 하는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인.The method according to claim 4,
The metal groove of the low temperature fluid storage tank, characterized in that the long groove and the circular groove is connected. 삭제delete 저온유체 저장탱크의 방벽을 형성할 수 있도록 서로 나란하게 배열되는 복수의 제1 주름 부; 상기 제1 주름 부에 직교하며 서로 나란하게 배열되는 복수의 제2 주름 부; 및 상기 제1 주름 부와 및 상기 제2 주름 부가 서로 교차하는 부분에 형성되는 교차부; 상기 제1 주름 부 및 상기 제2 주름 부의 끝단에서 상기 교차부의 중심을 향하여 하향 경사지며, 점차 폭이 감소하는 형상으로 형성되는 복수의 경사 부; 및 상기 교차부의 중심에서 발생하는 응력 집중을 방지하기 위하여 상기 교차부의 중심에 상방으로 볼록하게 형성되는 응력집중 방지용 돌출부;를 포함하는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인으로서,
상기 제1 주름 부 및 상기 제2 주름 부의 돌출 방향과, 상기 교차부의 돌출 방향이 서로 역으로 형성되고,
상기 복수의 경사 부 중 서로 마주하는 경사 부는 상기 교차부의 중심을 기준으로 대칭되게 형성되되,
상기 복수의 경사 부는 서로 이웃하는 폭방향 가장자리가 맞닿게 형성되며, 서로 이웃하는 상기 경사 부의 경계부에는 상기 교차부의 중심을 지나는 장 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인.A plurality of first corrugations arranged side by side to form a barrier of the low temperature fluid storage tank; A plurality of second pleat portions orthogonal to the first pleat portions and arranged side by side; And an intersection part formed at a portion where the first wrinkle part and the second wrinkle part intersect each other; A plurality of inclined portions that are inclined downward toward the center of the intersection portion at ends of the first and second wrinkled portions, and are formed in a shape that gradually decreases in width; And a stress concentration preventing protrusion formed convexly upwardly at the center of the intersection to prevent stress concentration occurring at the center of the intersection.
Protruding directions of the first and second pleated portions and protruding directions of the intersection portions are formed to be opposite to each other,
The inclined portions facing each other among the plurality of inclined portions are formed symmetrically with respect to the center of the crossing portion.
The plurality of inclined portions are formed in such a manner that the widthwise edges adjacent to each other are in contact with each other, and a long groove passing through the center of the intersection portion is formed at a boundary portion of the inclined portions adjacent to each other, wherein the metal membrane of the low temperature fluid storage tank. 청구항 7에 있어서,
금속 멤브레인의 바닥 부를 기준으로, 상기 제1 주름 부 및 상기 제2 주름 부는 상방으로 볼록하게 형성되고, 상기 교차부는 하방으로 오목하게 형성되며,
상기 교차부는 상기 제1 주름 부 및 상기 제2 주름 부 높이에 비해서 낮게 단(段)지게 형성되는 것을 특징으로 하는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인.The method according to claim 7,
Based on the bottom portion of the metal membrane, the first and second wrinkles are formed convex upwards, the intersection is formed concave downwards,
The crossing portion is formed of a metal membrane of the low temperature fluid storage tank, characterized in that the step is formed lower than the height of the first pleated portion and the second pleated portion. 청구항 7에 있어서,
상기 응력집중 방지용 돌출부의 둘레를 따라 원형 홈이 형성되고, 상기 원형 홈은 상기 장 홈과 연결되는 것을 특징으로 하는 저온유체 저장탱크의 금속 멤브레인.The method according to claim 7,
A circular groove is formed along the circumference of the stress concentration preventing protrusion, the circular groove is connected to the long groove, the metal membrane of the low temperature fluid storage tank. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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