KR102051363B1 - 코너 피스를 포함하는 밀폐형 단열 탱크 - Google Patents

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미카엘 헤리
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가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
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Abstract

매번 각각의 지지 벽(2, 3)에 고정되는 복수개의 탱크 벽을 포함하고, 지지 벽은 쌍을 이루어 모서리 코너(15)들에 인접하게 되는 밀폐형 단열 탱크에 있어서,
탱크 벽은,
단열 벽(4, 6); 및,
서로 용접되는 금속 요소(13)들로 이루어지고, 모서리 코너와 일렬로 배치된 코너 피스(28, 29)를 포함하며, 코너 피스는 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽 중 제1 및 제2 지지 벽의 실링 벽에 각각 평행하게 연정되는 제1 및 제2 연결 플렌지를 포함하는 실링 벽(5, 31)을 포함하며,
각각의 연결 플렌지는 금속 요소에 용접되고,
코너 피스는 지지 벽들을 향하여 볼록한 면을 구비하는 물결 모양부를 포함하고, 물결 모양부는 모서리 코너의 2개의 지지 벽들의 예각보다 더 작은 각을 가지도록 구부러지며, 단열 벽은 상기 물결 모양부를 수용하도록 홈(26, 27)이 형성된다.

Description

코너 피스를 포함하는 밀폐형 단열 탱크{SEALED AND THERMALLY INSULATING TANK COMPRISING A CORNER PIECE}
본 발명은 밀폐형 단열 탱크를 제조하는 분야에 관련된 것이다. 특히, 본 발명은 냉온 유체를 수용하는 탱크, 예컨대, 액화된 가스를 해상에서 저장하고 운반하는 탱크에 관련된 것이다.
밀폐형 단열 탱크는 냉온 제품을 저장하기 위하여 여러 산업 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 에너지 분야의 경우, 액화천연가스(LNG)는 지상의 저장 탱크 또는 해상의 부유식 구조상의 탱크 내에 약 -163°C의 대기압 상태에서 저장될 수 있는 액체이다.
이러한 탱크는 FR2813111에 개시되고 있다. 이러한 탱크는 길이방향을 따라 인접하되 2면각으로 형성된 면을 가지는 지지 구조를 포함한다. 상기 탱크 벽은 2면각의 모서리 상에 일렬의 모서리 스트레이크들(corner strake)을 구비하는 제1 실링 벽을 포함한다. 상기 스트레이크는 제1 실링 벽을 지지하는 벽 요소의 어떠한 변형과 탄성적으로 동반하여 가로축을 따라 변형될 수 있도록 탱크 내측을 향하여 연장되는 3개의 물결 모양들을 구비하는 물결 모양부를 포함한다.
그러나, 이러한 파형은 부피가 크고, 탱크 내에서 유체의 유동의 결과로써 변형되기 쉽다. 게다가, 이러한 물결 모양들은 정확하게 제조하기가 어렵다.
일실시예에 따르면, 본 발명은 다각 형상의 횡단면을 가지는 지지 구조를 포함하는 밀폐된 단열 탱크를 제공하며, 상기 지지 구조는 실질적으로 평면인 복수개의 지지 벽들을 포함하고, 지지 벽들은 지지 구조의 모서리 코너에서 쌍을 이루어 근접하며, 탱크는 매번 각각의 지지 벽에 고정되는 탱크 벽들을 포함하며, 탱크 벽은,
대응되는 지지 벽 상에서 지지되는 단열 벽과,
단열 벽에 의해 지지되고, 근본적으로 밀봉 방식으로 서로 용접되는 병치된 금속 요소들로 이루어진 금속 멤브레인을 포함하는 실링 벽을 포함하며,
상기 실링 벽은,
지지 구조의 모서리 코너와 일렬로 배치되고, 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 중 제1 지지 벽 상에 배치되는 실링 벽에 평행하게 연장되는 제1 연결 플렌지와 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 중 제2 지지 벽 상에 배치되는 실링 벽에 평행하게 연장되는 제2 연결 플렌지를 포함하며, 각각의 연결 플렌지들은 실링 벽의 금속 요소들 각각에 용접되고,
코너 피스는 2개의 연결 플렌지들 사이에서 연장되고 지지 구조를 향하는 방향으로 볼록한 면을 구비하는 물결 모양부를 포함하고, 물결 모양부는 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 사이의 각보다 더 예각을 갖도록 구부러지며, 단열 벽은 코너 피스의 물결 모양부를 수용하기 위해 코너 모서리와 일렬로 배치된 홈을 구비한다.
본 실시예에 따라, 이러한 탱크는 하기의 특징들을 하나 이상 구비한다.
일실시예에 따르면, 물결 모양부는 제1 및 제2 지지 벽들 상에 배치된 실링 벽들의 연장선들에 의해 형성되되 2개의 연장선들의 기하학적 교차점까지 연장되는 가상의 평면으로부터 하부에 형성된다.
일실시예에 따르면, 제1 탱크 벽 및 제2 탱크 벽은 제2 단열 벽과 제2 단열 벽에 의해 지지되는 제2 실링 벽을 더 포함하며, 제1 단열 벽은 제2 실링 벽 상에 배치되고, 제2 실링 벽은 근본적으로 밀봉 방식으로 서로 용접되는 병치된 금속 요소들로 이루어진 금속 멤브레인을 포함하며, 코너 피스는 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 중 제1 지지 벽 상에 배치되는 제2 실링 벽과 평행하게 연장되는 제1 연결 플렌지와 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 중 제2 지지 벽 상에 배치되는 제2 실링 벽과 평행하게 연장되는 제2 연결 플렌지를 포함하며, 각각의 연결 플렌지는 제2 실링 벽의 금속 요소 각각에 용접되고,
코너 피스는 2 개의 연결 플렌지 사이에서 연장되고, 지지 구조를 향하는 방향으로 볼록한 면을 구비하는 물결 모양부를 포함하고, 물결 모양부는 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 사이의 각보다 더 예각을 가지도록 구부러지며,
제2 단열 벽은 코너 피스의 물결 모양부를 수용하기 위해 모서리 코너와 일렬로 배치되는 홈이 형성된다.
일실시예에 따르면, 단열 벽은 코너 래깅(lagging: 단열용 마감) 구조들을 포함하고,
코너 래깅 구조는 제1 지지 벽과 제2 지지 벽에 의해 정의되는 등분면에 대하여 대칭되게 배치되는 2 개의 하부 구조를 포함하며,
각각의 하부 구조는,
하부 패널,
하부 패널에 의해 지지되는 단열 층, 및
단열 층에 의해 지지되는 상부 패널을 포함하고,
단열 벽의 홈은 2개의 하부 구조의 상부 패널에 배치된다.
일실시예에 따르면, 상부 패널은 늘어난 형상을 가지며, 상부 패널의 상면의 종방향 측을 따라 반-홈(half-groove)을 포함한다.
일실시예에 따르면, 제1 및 제2 단열 벽 각각은 이른바 코너 래깅 구조를 포함한다.
일실시예에 따르면, 가스의 순환을 위한 덕트는 지지 구조의 모서리 코너를 따라 제1 단열 벽의 하부 구조의 하부 패널들과 제2 실링 벽의 제2 코너 피스들의 물결 모양부 사이에 형성된다.
일실시예에 따르면, 각각의 코너 하부 구조는 등분면으로부터 하부 구조의 외면까지 연장되고, 외면은 지지 구조의 모서리 코너와 평행하게 마련되며, 등분면의 동일한 측에 위치하는 제1 하부 구조 및 제2 하부 구조의 외면은 동일한 면에서 만난다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 하부 구조 및 상기 제2 하부 구조의 상기 외면은 상기 하부 구조에 일렬로 배치된 실링 벽에 수직이다.
일실시예에 따르면, 금속 요소들은 탱크의 내측을 향하여 구부러진 종방향 모서리들에 평행한 저팽창계수의 박판이고, 실링 벽은 단열 벽 상에 기계적으로 유지되되 금속 스트레이크들과 교대로 배치되는 용접 지지체들을 더 포함하고, 2개의 금속 스트레이크들에 인접한 구부러진 모서리들이 매번 금속 스트레이크들 사이에 위치하는 용접 지지체의 두면에 용접되며, 금속 스트레이크들의 구부러지고 평행한 종방향 모서리들과 용접 지지체들은 지지 구조의 모서리 코너에 실질적으로 평행하다.
일실시예에 따르면, 용접된 조인트는 용접 지지체와 용접 지지체에 용접되는 2개의 금속 스트레이크들 사이에서 지지 구조의 모서리 코너에 수직한 방향으로 변형가능한 벨로우즈(bellows)를 형성하고, 실링 벽의 코너 피스는 모서리 코너에 수직한 방향으로 모서리 코너에 인접한 용접된 조인트들의 강도 이하의 강도를 갖는다.
일실시예에 따르면, 단열 벽은 코너 래깅 구조들에 인접한 평행 육면체 형상의 래깅 요소들을 더 포함하며, 코너 피스의 연결 플렌지들은 평행 육면체 형상의 래깅 요소들 상부에서 금속 요소들에 용접된다.
일실시예에 따르면, 지지 구조의 제3 지지 벽은 제1 및 제2 지지 벽에 의해 정의되는 모서리 코너(15)에서 제1 및 제2 지지 벽과 만나도록 끼어들고, 실링 벽은 지지 구조의 모서리 코너를 따라 배치되는 코너 피스를 포함하고 제3 지지 벽의 영역에서 정지 구조를 더 포함하고, 정지 구조는 코너 피스의 연속선 내에 배치되는 강성의 고정 피스를 포함하고, 고정 피스는 제1 지지 벽 상에 배치되는 실링 벽에 평행하게 연장되는 제1 정지 플렌지와 제2 지지 벽 상에 배치되는 실링 벽과 평행하게 연장되는 제2 정지 플렌지를 포함하며,
고정 피스는 2개의 정지 플렌트 사이에서 연장되고 지지 구조를 향하는 방향으로 볼록한 면을 구비하는 물결 모양부를 포함하고, 물결 모양부는 코너 피스의 물결 모양부가 수용되도록 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 사이의 각보다 더 예각을 가지도록 구부러지며, 코너 피스의 연결 플렌지들과 코너 피스의 물결 모양부는 정지 구조와 코너 피스 사이가 밀봉되도록 각각 정지 플렌지 및 정지 피스의 물결 모양부에 용접되고, 고정 피스는 모서리 코너의 종방향에서의 하중을 흡수하도록 제3 지지 벽에 고정된다.
일실시예에 따르면, 제3 지지 벽은 실링 벽을 포함하는 탱크 벽을 지지하며, 정지 구조는 제3 지지 벽에 평행하게 연장되는 플레이트를 구비하고, 플레이트는 강성의 고정 피스에 밀봉 방식으로 연결되며, 제3 탱크의 실링 벽은 상기 플레이트에 밀봉 방식으로 용접된다.
이러한 탱크는 가령, LNG를 저장하는 지상 저장 시설의 일부를 형성하거나, 또는, 해안가 또는 심층수 상의 부유식 구조, 특히, 메탄 유조선, 가스저장/재기화 설비(FSRU), 부유식 원유생성/저장/하역설비(FPSO) 등에 설치될 수 있다.
일실시예에 따르면, 차가운 액상 제품을 운반하기 위한 선박은 이중 선체와 이중 선체에 배치되는 상술한 탱크를 포함한다.
일실시예에 따르면, 본 발명은 또한 이러한 선박에 선적 또는 하역하기 위한 방법, 단열 파이프를 통해 부유식 또는 지상 저장 설비와 선박의 탱크 사이에서 차가운 액상 제품을 운반시키는 방법을 제공한다.
일실시예에 따르면, 본 발명은 차가운 액상 제품을 운반하기 위한 시스템을 제공하며, 이러한 시스템은 상술한 선박, 부유식 저장 시설 또는 지상 저장 시설에 상기 선박의 선체에 설치된 용기를 연결하도록 설계된 단열 파이프 및 상기 단열 파이프를 통하여 상기 부유식 저장 시설 또는 지상 저장 시설과 상기 선박의 용기 사이에서 차가운 액상 제품을 유동시키는 펌프를 포함한다.
관찰에 따른 본 발명은, 모서리 코너에서 만나는 평면의 지지 면들에 대하여 지지하는 수많은 탱크 벽들을 포함하는 밀폐형 단열 탱크에서, 탱크가 유체로 가득찬 경우 및 유체가 탱크 내부에서 유동할 경우 응력들이 모서리 코너들의 연결 지점들에서 발생한다.
본 발명에 대한 하나의 사상은 변형 가능한 물결 모양, 탱크의 외측을 향하도록 바라보는 볼록한 면 및 탱크의 내부에서 유체가 유동함으로써 발생하는 압력 하에서 물결 모양의 변형이 발생하는 것을 방지하도록 실링 벽 하부에서 연장되는 물결 모양부를 구비하는 코너 피스를 이용하는 모서리 코너의 일 측에 배치된 2개의 탱크 각각의 실링 벽들의 연결 지점을 만드는 것이고, 특히 열 수축에 의한 결과로서 벽의 변형에 의해 발생하는 실링 벽 내에서의 응력을 흡수하는 것이다.
본 발명의 양상은 부피가 크지 않고 간단하게 만들 수 있는 코너 피스를 제조함으로써 이러한 연결을 달성할 수 있다는 사상으로부터 시작된다.
본 발명의 양상은 변형을 방지할 수 있도록 단열 벽 내의 홈 내에 물결 모양을 수용하기 위한 사상으로부터 시작된다.
본 발명의 양상은 모서리 코너의 일방향에서의 하중을 흡수하기 위한 방법으로 모서리 코너의 단부에서 코너 피스를 지지 구조에 연결하는 사상으로부터 시작된다.
본 발명의 양상은 모서리 코너의 단부에서 우수한 하중의 전달을 가능하게 하도록 코너 피스의 형상을 감싸안은 피스에 코너 피스를 고정시킴으로써 모서리 코너의 단부에 코너 피스를 연결하는 사상으로부터 시작된다.
본 발명은 다른 목적, 설명, 특징들 및 효과들에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 이러한 것들은 후술할 다양한 실시예에 의해 더 분명해질 것이다. 다만, 이러한 실시예는 도면 및 이에 첨부되는 참조번호에 의해 제한적으로 해석되어져는 안 된다.
도 1은 2개의 지지벽이 교차함으로써 형성되는 코너 모서리에서의 탱크의 일부를 도시하는 부분 사시도이다.
도 2는 도 1에서 모서리에서의 탱크의 두 벽에 대한 일부를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에서 도시된 코너 모서리의 일단에서 탱크(1)의 3개의 벽에 의해 정의되는 코너에 배치된 연결 링의 삼면 구조에 대한 사시도이다.
도 4는 도 3의 삼면 구조에 대한 측면도이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 삼면 구조의 탱크 벽을 부분적으로 절개한 사시도이다.
도 6은 메탄 탱크와 이러한 탱크에 선적/하역하기 위한 터미널을 절개한 개략도이다.
도 1 및 도 2는 지지 구조(1)에 의해 지지되는 탱크 벽을 나타낸다.
지지 구조(1)는 메탄 유조선의 이중 선체의 내부 벽으로 구성되며, 각기둥 구조를 가진다. 더 자세하게는, 종방향 벽들은 배의 종방향을 따라 평행하게 연장되며, 배의 종방향에 수직한 면에서의 단면이 다각형상으로 형성된다. 종방향의 벽들은 종방향의 코너 모서리에서 만난다.
배의 종방향과 수직한 방향으로 연장되는 횡방향의 지지 벽들(39)은, 배의 종방향에서 종방향의 지지 벽들에 끼어든다. 종방향의 벽들과 횡방향의 벽들은 전후방 코너 모서리에서 만난다.
더 자세하게는, 도 1 및 도 2는 지지 구조(1)의 종방향 모서리 코너(15)에서 만나는 탱크 벽을 도시하며, 지지 구조(1)는 제1 지지 벽(2)과 제2 지지 벽(3)이 교차하면서 형성되고, 이들은 135°의 각을 형성한다.
이러한 지지 벽들(2, 3) 각각은 밀폐형 단열 탱크 벽을 지지한다.
관례상, "상부"는 탱크의 내부에 더 근접하여 위치하는 경우를 말하고, "하부"는 지지 구조(1)에 더 근접하게 위치하는 경우를 말하며, 지상의 중력장에 대한 탱크 벽의 방향과는 무관하다.
각각의 탱크 벽들은 제2 실링 벽(5)을 지지하는 제2 단열 벽(4)으로 구성된다. 제2 실링 벽(5)은 그 자체로 제1 실링 벽(7)을 지지하는 제1 단열 벽(6)을 지지한다.
제2 단열 벽(4) 및 제1 단열 벽(6) 각각이 제2 래깅 요소(8) 및 제1 래깅 요소(9)로 구성되는 것이 도 1 및 도 2에서 보여질 수 있다. 앵커 부재(10)는 제2 래깅 요소(8)가 지지 구조(1)에 대해 가압된 상태를 유지하도록 한다. 이러한 앵커 부재들은 특히 프랑스 특허 출원 1162214에 의해 개시되어 있다. 다만, 제2 래깅 요소들은 또한 FR2887010에 개시된 앵커 부재들에 의해 고정될 수 있다. 앵커 부재(10)들은 지지 구조(1)에 용접되는 스터드들(미도시)에 의해 지지 구조(1)에 고정될 수 있다.
제2(8) 및 제1(9) 래깅 요소들은 역 T자 형상의 단면을 가지는 슬롯(11)들을 포함한다. 슬롯(11)들은 용접 지지체(12)들을 슬라이딩 가능하게 수용하고, 이는 금속 스트립 형태로 된 것을 구부려 L-형상으로 만든다. 구부러진 모서리들과 함께 스트레이크(13)들은 이러한 용접 지지체(12)에 연속적으로 용접된다. 이와 같이 형성된 조인트는 용접 지지체(13)에 수직한 방향으로 변형할 수 있는 벨로즈(bellows)를 형성한다. 제2 요소 상에 존재하는 스트레이크(13)들은 제2 실링 벽(2)을 형성하고, 제1 요소(9)에 의해 지지되는 스트레이크들은 제1 실링 벽을 형성한다. 스트레이크(13)들과 벽(2, 3)들의 상부를 따라 연장되는 실링 벽(5, 31)들의 용접 지지체(11)들은 모서리 코너(15)에서 평행하게 연장된다.
제1 고정 부재(미도시)는 제2 단열 벽에 대하여 잘 알려진 방식을 통해 제1 래깅 요소(9)들을 유지한다. 예컨대, 제1 고정 부재들은 프랑스 특허 출원 1250214 또는 FR2887010에 개시되어 있다.
제1(9) 및 제2(8) 래깅 부재들은 평행 육면체 형상이며, 일정한 직사각형의 그리드 패턴을 형성하며 각각의 단열 벽들(4, 6)에 배치된다.
제2 단열 벽(8)의 제2 요소(5)는 평행선을 형성하는 매스틱(mastic)(14)의 비드들을 통하여 지지 벽들(2, 3)에 얹힌다.
코너 모서리에서 제1(6) 및 제2(4) 단열 벽의 지속성을 보장하기 위하여, 제1(18) 및 제2(17) 코너 래깅 요소들이 제1 지지벽(2)의 래깅 요소들 (8, 9)과 제2 지지벽(3)의 래깅 요소들(8, 9) 사이에 코너 모서리(15) 영역 내에 위치한다.
더 자세하게는, 코너 요소(17, 18)는 각각의 단열 벽(4, 6)을 위해 2개의 지지벽(2, 3)들에 의해 형성되는 등분면(16)의 양측에 각각 배치된다. 또한, 등분면(16)의 각 측면에 인접한 코너 요소들(17, 18)은 등분면과 일치하는 면(19)에서 만난다. 코너 요소들(17, 18) 각각은 단열 폼(21, 24) 층을 지지하는 하부 패널(20, 23)을 포함하는데, 단열 폼(21, 24)은 그 자체로 상부 패널(22, 25)을 지지한다. 코너 요소(17, 18)들은 지지벽(2, 3)들과 평행하게 연장된다. 코너 요소(17, 18)들은 인접한 래깅 요소(8, 9)들과는 독립된다.
홈(26, 27)은 물결 모양 플레이트(28, 29)를 허용하도록 코너 요소들의 상부 패널(22, 25)에 형성된다. 이를 위해, 각각의 코너 요소의 상부 패널(22, 25)은 절단부를 포함한다. 이러한 절단부는 상부 패널(22, 25)의 상부 종방향 모서리를 따라 가공되며, 등분면(16)에 인접하다. 이러한 절단부는 반-홈(half-groove)으로 마련된다. 더 자세하게는, 제1 코너 요소들의 상부 패널(25)의 절단부는 평면상의 반홈으로 형성되며, 또한, 직각 이상, 또는 직각 이하로 벌어지는 홈으로 마련될 수 있다. 제2 코너 요소들의 상부 패널(22)의 절단부는 볼록한 홈(26)을 형성한다.
인접한 상부 패널(22, 25)들의 인접한 반-홈들은 또한 각각 제1 홈(27)과 제2 홈(26)을 형성한다. 제1 홈(27)과 제2 홈(26)은 각각 제1 물결 모양 플레이트(29)와 제2 물결 모양 플레이트(28)를 수용한다.
물결 모양 플레이트(28, 29) 각각은 실링 벽(5, 31)들에 평행하게 연장되는 2개의 편평한 플렌지(30)들을 구비한다. 2개의 편평한 플렌지(30)들은 물결 모양부(32)에 의해 연결된다. 물결 모양부(32)는 대응되는 홈(26, 27) 내에서 지지 구조(1)를 향하여 연장되는 물결 모양을 구비한다. 제2 코너 피스(28)의 물결 모양부(32)는 홈(26) 내측에서 상부 패널(22)에 기대며, 제1 코너 피스(29)의 물결 모양부는 홈(27) 내측에서 상부 패널(25)에 기댄다.
제1 코너 피스(29)의 물결 모양부(32)와 제1 코너 요소(18)의 상부 패널(25)의 반-홈은 제1 채널로 마련된다.
제2 코너 피스(28)의 물결 모양부(32)와 제1 코너 요소(18)의 하부 패널(23)의 반-홈은 제2 채널로 마련된다.
제1 채널 및 제2 채널은 가령 질소와 함께 비활성화되거나, 실링 벽(5, 31)을 통한 유체의 어떠한 유출도 감지하도록 광섬유를 수용할 수 있다.
물결 모양부(32)는 용접 지지체(12)의 영역에 존재하는 조인트보다 작은 강도를 가진다.
물결 모양은 또한 2개의 지지 벽들 상에 배치되는 실링 벽(5, 31)들로부터 연장되는 가상선에 대응되는 2개의 평면에 의해 정해지며, 이들의 교차점에서 끊어지는 가상면(60)의 하측에서 연장된다.
이러한 제1(29) 및 제2(28) 물결 모양 플레이트들은 각각 제1 지지벽(2)과 제2 지지벽(3)에 대응되는 실링 벽들의 제1(13) 및 제2(31) 스트레이크들에 밀봉 방식으로 용접된다. 더 자세하게는, 물결 모양 플레이트(28, 29)의 편평한 플렌지(30)들은 단열 벽(4, 6)의 래깅 요소(8, 9) 상부에 용접된다.
이러한 물결 모양 플레이트(28, 29)들의 사용은 실링 벽(5, 31)에서 발생되는 응력, 가령, 래깅 요소(8, 9)의 열수축에 의해 발생하는 응력을 흡수하는 기능을 수행함과 동시에 밀봉이 등분면(16) 각 측면에 배치된 실링 벽(5, 31) 사이에서 달성될 수 있음을 의미한다. 더욱이, 코너 피스(28-29)의 물결 모양부가 홈 내부에서 지지 구조를 향하여 연장됨으로써 탱크 내에서 유체의 유동에 의해 발생하는 하중이 인가되더라도 손상되지 않는다. 또한, 유체의 유동에 의해 발생하는 물결 모양의 어떠한 변형도 회피할 수 있다.
물결 모양 플레이트(28, 29)는 전방(39) 및 후방 지지 벽들 사이에서 종방향 모서리 코너(15)를 따라 실질적으로 전부가 종방향 모서리 코너(15)와 일렬로 연장된다. 이러한 목적을 위해, 각각의 물결 모양 플레이트(28, 29)는 단위 피스 또는 단부가 서로 용접되는 복수개의 피스들로 제작될 수 있다.
횡방향 지지 벽(39)들 또한 탱크 벽들을 지지한다. 제1(31) 및 제2(5) 벽들을 전후 모서리 코너들 근처의 코너들 내에서 정확하게 연결하기 위해 연결 링을 사용한다.
도 5는 코너 또는 2개의 종방향 지지 벽(2, 3)과 전방 종방향 지지 벽(39)의 교차점에 의해 형성되는 삼면체(도 3 참조)에서 탱크의 교차점을 부분적으로 도시한다.
도 5는 연결 링(40)에 연결되는 지지 벽(2, 3)의 제2 실링 벽을 나타낸다. 연결 링(40)은 모서리 코너(42, 43)들의 전방을 따라 연장되는 직선형의 금속 스트립(41)과 직선형의 금속 스트립(41) 사이에 삼면체 구조(44)를 포함한다.
도 5는 2개의 스트립(41)들이 각각 지지 벽(2) 및 지지 벽(3)에 수직으로 부착되는 것을 도시한다. 이러한 스트립(41)들은 본질적으로 벽(39)에 평행한 종방향 벽(39) 상에 배치된 실링 벽들로부터 발생하는 인장력을 흡수하기 위해 사용된다.
이와 비슷하게, 연결 링(40)은 코너 모서리(42, 43)을 따라 종방향 벽(39)에 수직으로 부착되되 본질적으로 벽(2, 3)들에 평행한 종방향 벽(2, 3)들 상에 배치된 실링 벽들로부터 발생하는 인장력을 흡수하기 위한 금속 스트립들을 포함한다. 이러한 연결 링의 전체적인 구조는 FR2629897에 개시되어 있다.
삼면체 구조(44)는 도 3 및 도 4에 더욱 상세하게 도시되어 있다.
도면 5에서, 삼면체 구조(44)는 연결 구조(45)에 의해 2개의 직선형의 스트립(41)들과 연결된다. 삼면체 구조(44), 연결 피스(45)와 직선형의 스트립(41)들은 전방 모서리 코너(42, 43)들을 따라 실질적으로 연장되고 벽(2, 3, 39)들에 평행한 2개의 면들로 이루어지는 복수 쌍으로 형성된다. 또한, 3개의 탱크 벽들 각각의 제1 및 제2 실링 벽(5, 31)들은 각각 부착면(61)에 용접될 수 있다. 이러한 면은 실링 벽들로부터 지지 벽(2, 3, 39)까지 연장되고, 실링 벽과 지지 벽(2, 3, 39)을 연결한다. 또한, 삼면체 구조(44), 연결 피스(45)들 및 직선형의 스트립(41)들을 포함하는 연결 링(40)은 세 벽(2, 3, 39)들 상에 배치된 스트레이크들의 종방향에서 힘이 흡수되도록 한다.
탱크 벽(2, 3, 49)들의 실링 벽(5, 31)들은 인바(invar)로 이루어진 시트(66)로 구성되되 구부러진 모서리를 갖는 부착 이음쇄(attachment fittings)에 의해 부착면(61)에 연결된다. 이음쇄 시트(66)는 스트레이크(13)들에 용접되고, 표면(61)들에 용접되며, 이들의 구부러진 모서리를 따라 용접된다. 또한, 이음쇄 수단(66)은 스트레이크(13)들이 첨부면(61)과 밀봉되게 연결되도록 한다.
특히, 제1(29) 및 제2(28) 물결 모양 시트들은 각각 그들의 단부에서 삼면체 구조(44)의 물결 모양 플레이트(46, 47)들과 용접된다.
삼면체 구조(44)는 다수의 시트들의 용접된 조립체로서 제조되고, 거의 등분면(16)에 대하여 대칭되는 구조를 가진다.
시트들의 조립체는 3개의 지지 벽(2, 3, 39)들 각각의 상측으로 연장되는 각각의 실링 벽(5, 31)은 시트들에 의해 그들이 연장되는 방향을 따라 지지벽(2, 3, 39)까지 연장된다. 또한, 시트들은 지지 벽(2, 3, 39)으로부터 실링 벽(5, 31)들의 열수축에 의하여 발생하는 힘을 흡수한다. 직선부(41)들의 구조는 모서리 코너(42)에 수직한 평면에서 삼면체 구조(44)의 기하 구조와 유사하다.
이러한 목적으로, 2개의 편평한 바(50, 51)들은 종방향 지지벽(2, 3)과 전방 지지 벽(39)에 각각 용접된다.
편평한 바(51)들은 전방 지지벽(39)에 용접되고, 모서리 코너(15)의 방향으로 연장된다. 편평한 바(45)는 2개의 종방향 벽(2, 3) 중 어느 하나와 다른 하나에 각각 평행한 2개의 부재들을 구비한다.
편평한 바(50)들은 2개의 종방향 벽(2, 3)들에 각각 용접되는 2개의 부재들을 각각 구비한다. 편평한 바(50)들은 모서리 코너(15)의 횡방향으로 연장된다. 오리피스(52)는 편평한 바를 가로질러 질소가 유동하도록 모서리 코너와 편평한 바(51)들 사이에 형성된다.
제1 플레이트(53)는 편평한 바(50)에 용접되고, 탱크의 내부를 향하여 후방으로 연장된다. 전방 벽(39)의 제2 실링 벽들은 제1 플레이트(53)에 용접된다.
플레이트(54)는 플레이트(53)에 평행하게 연장되고, 2개의 플레이트(55)에 의해 제2 편평한 바(50)에 고정된다. 전방 벽(39)의 제1 실링 벽(31)은 플레이트(54)에 용접된다.
물결 모양 플레이트(47)는 편평한 바(51)에 용접되고, 종방향 벽(2, 3)들의 제2 실링 벽(31)을 향하여 연장된다. 종방향 벽(2, 3)의 제2 실링 벽(5)은 물결 모양 플레이트(47)에 용접된다.
제2 물결 모양 플레이트(46)는 2개의 플레이트(55)들에 의해 제2 편평한 바(51)에 고정된다. 종방향 벽(2, 3)의 제1 실링 벽(31)은 플레이트(46)에 용접된다.
플레이트(46, 47, 53, 54)들은 절곡 시트 및 용접 시트들의 조립체로 마련된다. 이러한 시트들의 조립체는 제1 및 제2 단열 벽의 지속성을 보장하도록 래깅 블록(62)들이 삽입되는 내부 부피의 범위를 정한다.
물결 모양 플레이트(46, 47)들은 물결 모양 시트들의 물결 모양부를 수용하도록 물결 모양 시트(28, 29)들과 유사한 물결 모양 형상을 가진다. 또한, 삼면체 구조(44)와 물결 모양 플레이트(28, 29)들 사이의 밀봉(sealing)은 플레이트(46, 47)에 물결 모양부(32)를 용접, 가령 TIG 용접을 이용함으로써 달성될 수 있다.
시트(46, 54)들은 중앙부(56, 57) 및 계단식 윤곽을 보여주는 측면부(58, 59)를 구비한다. 이러한 측면부는 연결 구조(45)들의 용접을 가능하게 한다. 연결 구조(45)들은 2 개의 플레이트(63, 64)들이 수직인 형상으로 마련된다. 이러한 플레이트(63, 64) 각각은 측면부(58, 59)에 각각 지지되고, 측면부(58, 59)에 용접된다. 플레이트(63)는 물결 모양 플레이트(47)까지 연장되지는 않는데, 이는 개구부(65)의 범위를 정하기 위함이다. 이러한 개구부(65)는 2개의 실링 벽(5, 31) 사이, 종방향 탱크 벽(2, 3)들과 전방 탱크 벽(39) 사이에서 질소와 함께 비활성화되는 유체의 순환을 가능하게 한다.
상술한 것과 같은 물결 모양의 코너 피스들은 탱크의 다른 모서리 코너, 가령, 탱크의 횡방향 모서리 코너를 따라 최적화될 수 있다.
상술한 탱크들은 지상 단열 구조와 같은 다양한 종류의 단열 구조 또는 메탄 유조선 또는 이와 유사한 부유식 구조에 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 메탄 유조선(70)의 절개 도면은 선박의 이중선체(72) 내에 설치된 일반적으로 프리즘 형태의 밀폐형 단열 탱크를 도시한다. 탱크 벽(71)은 탱크 내에 수용된 LNG와 접촉하도록 의도된 제1 실링벽, 제1 실링벽과 선박의 이중선체 사이에 마련된 제2 실링벽, 제1 실링벽과 제2 실링벽 사이 및 제2 실링벽과 이중선체(72) 사이에 각각 마련되는 2개의 단열벽을 포함한다.
그 자체로 잘 알려진 방법에 의해, 선박의 상부 데크에 배치되는 선적/하역 파이프들은 탱크(71)와의 사이에서 LNG 화물을 선적/하역하도록 적절한 커넥터에 의해 연결될 수 있다.
도 6은 선적/하역 스테이션(75), 해저 파이프(76) 및 지상 시설(77)을 포함하는 해양 터미널의 예를 도시한다. 선적/하역 스테이션(75)은 이동식 암(74)과 이동식 암(74)을 지지하는 타워(78)을 포함하는 고정식 해양 시설이다. 이동식 암(74)은 선적/하역 파이프(73)에 연결될 수 있는 다수의 단열 연성 파이프(79)들을 운반한다. 선회가능한 이동식 암(74)은 모든 크기의 메탄 탱커에 적합하게 마련된다. 연결 파이프(미도시)는 타워(78) 내부로 연장된다. 선적/하역 스테이션(75)은 메탄 탱커(70)와 지상 단열 구조(77)와의 사이에서 선적 및 하역을 가능하게 한다. 지상 단열 구조(77)는 액화 가스 저장 탱크(80)와 해저 파이프(76)에 의해 선적/하역 스테이션(75)과 연결되는 연결 파이프(81)들을 포함한다. 해저 파이프(76)는 원거리 상에서, 가령, 5km 떨어진 거리상에서 선적/하역 스테이션(75)과 지상 단열 구조(77) 사이에 액화 가스가 전달될 수 있도록 하며, 이로 인해, 메탄 유조선(70)은 선적/하역 작업중에 해안가에서 멀리 떨어져 위치할 수 있다.
액화 가스의 전달에 필요한 압력을 생성하기 위하여, 선박(70)에 선적되어 운반되는 펌프 및/또는 지상 단열 구조(77)에 장착된 펌프 및/또는 선적/하역 스테이션에 장착된 펌프를 사용할 수 있다.
본 발명은 특정 실시예에 관하여 설명되었으나, 이러한 실시예로 한정되지 않으며 본 발명의 범위 내에서 상기 설명된 수단 및 그 조합의 기술적 동등물이 본 발명의 범위에 속하는 경우 이러한 동등물 일체를 포함하는 것은 자명하다.
"포함하다" 및 그 활용예의 사용은 청구항에 명시된 구성요소나 단계 이외에 다른 구성요소나 단계의 존재를 배제하지 않는다. 구성요소 또는 단계에 대하여 부정관사를 사용하는 것은 달리 명시되지 않는 한 다수의 구성요소나 단계의 존재를 배제하지 않는다.
청구 범위에서, 괄호 안의 참조 번호는 해당 청구 범위를 한정하는 것으로 해석될 수 없다.

Claims (17)

  1. 다각 형상의 횡단면을 가지는 지지 구조(1)를 구비하는 밀폐형 단열 탱크에 있어서, 상기 지지 구조(1)는 평면인 복수개의 지지 벽(2, 3, 39)을 구비하고, 상기 지지 벽은 상기 다각 형상의 횡단면을 가지는 지지 구조(1)의 모서리 코너(15, 43, 42)들에 쌍을 이루어 근접하며, 상기 탱크는 각각의 지지 벽에 매번 고정되는 복수개의 탱크 벽을 구비하고,
    상기 탱크 벽은,
    대응되는 지지 벽 상에서 지지되는 단열 벽(4, 6); 및
    상기 단열 벽에 의해 지지되고, 밀봉되도록 서로 용접되는 병치된 금속 요소(13)들로 이루어진 금속 멤브레인을 포함하며, 대응되는 지지 벽에 평행하게 연장되는 실링 벽(5, 31);을 포함하고,
    상기 탱크는,
    지지 구조의 모서리 코너와 일렬로 배치되고, 상기 모서리 코너를 따라 연장되며, 상기 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 중 제1 지지 벽에 배치되는 제1 탱크 벽의 실링 벽과 평행한 상기 모서리 코너를 따라 연장되는 제1 연결 플렌지(30)와 상기 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 중 제2 지지 벽에 배치되는 제2 탱크 벽의 실링 벽과 평행한 상기 모서리 코너를 따라 연장되는 제2 연결 플렌지(30)를 구비하는 코너 피스(28, 29);를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 연결 플렌지는 상기 실링 벽의 금속 요소들 각각에 용접되며,
    상기 코너 피스는 상기 제1 및 제2 연결 플렌지 사이에서 상기 모서리 코너를 따라 연장되고 상기 지지 구조를 향하는 방향으로 볼록한 면을 구비하는 물결 모양부(32)를 포함하고, 상기 물결 모양부는 모서리 코너(15)를 정의하는 2개의 지지 벽들 사이의 각보다 더 예각을 가지도록 구부러지며, 상기 단열 벽은 상기 코너 피스의 물결 모양부(32)를 수용하기 위해 상기 모서리 코너와 일렬로 배치된 홈(26, 27)이 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 단열 탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물결 모양부(32)는 제1 및 제2 지지 벽들 상에 배치된 상기 실링 벽(5, 31)들의 연장선들에 의해 형성되되 상기 2개의 연장선들의 기하학적 교차점까지 연장되는 가상의 평면(60)으로부터 하부에 형성되는 밀폐형 단열 탱크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 탱크 벽 및 제2 탱크 벽의 단열 벽은 제1 단열 벽(6)이고, 상기 실링 벽은 제1 실링 벽이고,
    상기 제1 탱크 벽 및 상기 제2 탱크 벽은 제2 단열 벽(4)과, 상기 제2 단열벽에 의해 지지되는 제2 실링 벽(5)을 더 포함하며,
    상기 제1 단열 벽(6)은 상기 제2 실링 벽(5) 상에 배치되고,
    상기 제2 실링 벽은 밀봉되도록 서로 용접되는 병치된 금속 요소(13)들로 이루어진 금속 멤브레인을 포함하며, 상기 지지 구조의 모서리 코너와 일렬로 배치된 코너 피스(28)를 포함하고, 상기 코너 피스는 상기 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 중 제1 지지 벽 상에 배치되는 제2 실링 벽과 평행하게 연장되는 제1 연결 플렌지(30)와 상기 모서리 코너를 정의하는 2개의 지지 벽들 중 제2 지지 벽에 배치되는 제2 실링 벽과 평행하게 연장되는 제2 연결 플렌지(30)를 포함하며, 각각의 연결 플렌지는 제2 실링 벽의 금속 요소 각각에 용접되고,
    상기 코너 피스는 상기 2개의 연결 플렌지 사이에서 연장되고 상기 지지 구조(1)를 향하는 방향으로 볼록한 면을 구비하는 물결 모양부(32)를 포함하고, 상기 물결 모양부는 모서리 코너(15)를 정의하는 2개의 지지 벽들 사이의 각보다 더 예각을 가지도록 구부러지며,
    상기 제2 단열 벽은 상기 코너 피스의 물결 모양부를 수용하기 위해 상기 모서리 코너와 일렬로 배치된 홈(26)이 형성되는 밀폐형 단열 탱크.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단열 벽은 코너 래깅 구조들을 포함하고,
    코너 래깅 구조는 2개의 하부 구조(17, 18)를 포함하며, 상기 하부 구조는 각각 상기 제1 지지 벽과 상기 제2 지지 벽에 의해 정의되는 등분면(16)에 대하여 대칭되고,
    각각의 하부구조는,
    하부 패널(20, 23);
    상기 하부 패널에 의해 지지되는 단열 층(21, 24); 및
    상기 단열 층에 의해 지지되는 상부 패널(22, 25)을 포함하고,
    상기 단열 벽의 홈(26, 27)은 상기 2개의 하부 구조들의 상기 상부 패널들에 배치되는 밀폐형 단열 탱크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부 패널(22, 25)은 연장된 형상을 가지며, 상기 상부 패널의 상면의 종방향 측을 따라 반-홈(half-groove)을 포함하는 밀폐형 단열 탱크.
  6. 제3항에 있어서,
    제1 단열 벽은 제1 코너 래깅 구조를 포함하고, 제2 단열 벽은 제2 코너 래깅 구조를 포함하며,
    상기 제1 코너 래깅 구조는 상기 제1 지지 벽(2)과 상기 제2 지지 벽(3)에 의해 정의되는 등분면(16)에 대하여 대칭되는 2개의 제1 하부 구조를 포함하고, 상기 제2 코너 래깅 구조는 상기 제1 지지 벽(2)과 상기 제2 지지 벽(3)에 의해 정의되는 등분면(16)에 대하여 대칭되는 2개의 제2 하부 구조를 포함하며,
    상기 제1 하부 구조 및 상기 제2 하부 구조는 각각,
    하부 패널(20, 23);
    상기 하부 패널에 의해 지지되는 단열 층(21, 24); 및
    상기 단열 층에 의해 지지되는 상부 패널(22, 25)을 포함하고,
    상기 제1 단열 벽의 홈은 상기 2개의 제1 하부 구조의 상기 상부 패널들에 배치되고, 상기 제2 단열 벽의 홈은 상기 2개의 제2 하부 구조의 상기 상부 패널들에 배치되는, 밀폐형 단열 탱크.
  7. 제6항에 있어서,
    가스의 순환을 위한 덕트는 지지 구조의 모서리 코너를 따라 제1 단열 벽의 제1 하부 구조의 하부 패널(23)과 제2 실링 벽의 코너 피스의 물결 모양부(32) 사이에 형성되는 밀폐형 단열 탱크.
  8. 제6항에 있어서,
    각각의 코너 하부 구조는 등분면(16)으로부터 상기 하부 구조의 외면까지 연장되고, 상기 외면은 상기 지지 구조의 상기 모서리 코너와 평행하게 마련되며,
    등분면의 동일한 측에 위치하는 상기 제1 하부 구조 및 제2 하부 구조의 상기 외면은 동일한 면에서 만나는 밀폐형 단열 탱크.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 하부 구조 및 상기 제2 하부 구조의 외면은 상기 하부 구조들과 일렬로 배치된 상기 실링 벽(5, 31)에 수직인 밀폐형 단열 탱크.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속 요소(13)들은 금속 스트레이크들이고, 상기 금속 스트레이크들은 상기 탱크의 내측을 향하여 구부러진 종방향 모서리들에 평행한 박판이고,
    상기 실링 벽은 상기 단열 벽 상에 기계적으로 유지되되 상기 금속 스트레이크들과 교대로 배치되는 용접 지지체(12)를 더 포함하며, 2개의 상기 금속 스트레이크들의 인접한 구부러진 모서리들이 매번 상기 금속 스트레이크들 사이에 위치하는 상기 용접 지지체의 두면에 용접되고,
    상기 금속 스트레이크들의 구부러지고 평행한 종방향 모서리들과 용접 지지체들은 상기 지지 구조의 모서리 코너들에 평행한 밀폐형 단열 탱크.
  11. 제10항에 있어서,
    용접된 조인트는 상기 용접 지지체(12)와 상기 용접 지지체(12)에 용접되는 상기 2개의 금속 스트레이크들 사이에서 상기 지지 구조의 모서리 코너에 수직한 방향으로 변형가능한 벨로우즈(bellows)를 형성하고,
    상기 실링 벽의 상기 코너 피스(28, 29)는 상기 모서리 코너(15)에 수직한 방향에서 상기 모서리 코너에 인접한 상기 용접된 조인트들의 강도 이하의 강도를 갖는 밀폐형 단열 탱크.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 단열 벽은 상기 코너 래깅 구조에 인접한 평행 육면체 형상의 래깅 요소(8, 9)들을 더 포함하며,
    상기 코너 피스(28, 29)의 상기 제1 및 제2 연결 플렌지들은 상기 평행 육면체 형상의 래깅 요소들 상부에서 상기 금속 요소들에 용접되는 밀폐형 단열 탱크.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지 구조의 제3 지지 벽(39)은 상기 제1 및 제2 지지 벽에 의해 정의되는 모서리 코너(15)에서 상기 제1 및 제2 지지벽과 만나도록 끼어들고,
    상기 실링 벽은 상기 지지 구조의 모서리 코너를 따라 배치되는 상기 코너 피스(28, 29)를 포함하고, 상기 제3 지지 벽의 영역에서 정지 구조(44)를 더 포함하며,
    상기 정지 구조(44)는 상기 코너 피스의 연속선 내에 배치되는 강성의 고정 피스(46, 47)를 포함하고, 상기 강성의 고정 피스는 상기 제1 지지 벽 상에 배치되는 상기 실링 벽에 평행하게 연장되는 제1 정지 플렌지와 상기 제2 지지 벽 상에 배치되는 상기 실링 벽과 평행하게 연장되는 제2 정지 플렌지를 포함하며,
    상기 강성의 고정 피스는 상기 2개의 정지 플렌지 사이에서 연장되고 상기 지지 구조(1)를 향하는 방향으로 볼록한 면을 구비하는 물결 모양부를 포함하고, 상기 물결 모양부는 상기 코너 피스의 상기 물결 모양부를 수용하도록 모서리 코너(15)를 정의하는 2개의 지지 벽들 사이의 각보다 더 예각을 가지도록 구부러지며,
    상기 코너 피스(28, 29)의 상기 제1 연결 플렌지는 상기 강성의 고정 피스의 제1 정지 플렌지에 용접되고, 상기 코너 피스(28, 29)의 상기 제2 연결 플렌지는 상기 강성의 고정 피스의 제2 정지 플렌지에 용접되고, 상기 코너 피스의 물결 모양부(32)는 상기 정지 구조와 상기 코너 피스 사이가 실링되도록 상기 강성의 고정 피스의 물결 모양부에 용접되고, 상기 강성의 고정 피스는 상기 모서리 코너의 종방향에서의 하중을 흡수하도록 상기 제3 지지 벽(39)에 고정되는 밀폐형 단열 탱크.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3 지지 벽(39)은 실링 벽을 포함하는 제3 탱크 벽을 지지하며,
    상기 정지 구조는 상기 제3 지지 벽에 평행하게 연장되는 플레이트(53, 54)를 구비하고, 상기 플레이트는 상기 강성의 고정 피스에 밀봉되도록 연결되며, 상기 제3 탱크 벽의 실링 벽은 상기 플레이트에 밀봉되도록 용접되는 밀폐형 단열 탱크.
  15. 저온 액상 제품을 운반하기 위한 선박(70)에 있어서,
    상기 선박은 이중 선체(72)와 상기 이중 선체에 배치되는 제1항 또는 제2항의 탱크를 포함하는 선박.
  16. 저온 액상 제품을 선적 및 하역하기 위하여 제15항에 따른 선박(70)의 사용방법에 있어서,
    저온 액상 제품은 단열 파이프(73, 79, 76, 81)을 통하여 부유식 또는 지상 저장 시설(77)과 상기 선박(70)의 탱크 사이에서 전달되는 선박의 사용방법.
  17. 저온 액상 제품을 위한 운송 시스템에 있어서,
    제15항에 따른 선박(70), 부유식 저장 시설 또는 지상 저장 시설(77)에 상기 선박의 선체에 설치된 탱크(71)를 연결하도록 마련된 단열 파이프(73,79,76,81) 및 상기 단열 파이프를 통해 상기 부유식 저장 시설 또는 지상 저장 시설과 상기 선박의 탱크 사이에서 저온 액상 제품을 유동시키는 펌프를 포함하는 운송 시스템.
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