KR102361421B1 - 코너 구조체 및 이를 갖는 액화가스 저장탱크 - Google Patents

코너 구조체 및 이를 갖는 액화가스 저장탱크 Download PDF

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조용범
양영철
서흥석
이영범
윤용근
한해철
오병택
윤은영
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한국가스공사
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Abstract

액화가스를 적재하는 저장탱크의 모서리에 설치되어, 액화가스의 누출을 방지하는 밀봉벽(51, 52)을 지지하는 액화가스 저장탱크의 코너 구조체(100)가 개시된다.
코너 구조체(100)는, 서로 상이한 방향으로 배향되도록 선체 구조벽의 내부 표면에 배치되는 2개의 단열부재(110)와, 각각의 단열부재(110) 상에 설치되고 밀봉벽(51, 52)이 접합되는 가동부재(130)를 포함할 수 있다.
가동부재(130)는 단열부재(110)에 대하여 슬라이딩 변위가 가능하도록 결합될 수 있다.

Description

코너 구조체 및 이를 갖는 액화가스 저장탱크 {CORNER STRUCTURE AND LIQUEFIED GAS STORAGE TANK HAVING THE SAME}
본 발명은, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초저온 상태의 액체인 액화가스를 저장하기 위한 액화가스 저장탱크의 내부에서 모서리 부분에 밀봉벽을 설치할 수 있도록 배열되는 코너 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 액화가스에는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas, LPG), 액화에탄가스, 액화에틸렌가스, 액화질소, 액화이산화탄소, 액화암모니아 등이 있다.
예를 들어, 액화천연가스는 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 액화천연가스, 액화석유가스 등의 액화가스는 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 액화가스 저장탱크는 유동에 의한 기계적 응력에 대한 대비책을 강구하여야 한다. 그러나, 기계적 응력에 대하여 대비책이 마련된 선박에 설치된 액화가스 저장탱크는 당연히 육상 저장탱크에도 사용될 수 있으므로, 본 명세서에는 선박에 설치된 액화가스 저장탱크의 구조를 일례로 설명한다.
액화천연가스 등의 액화가스 저장탱크가 설치되는 선박은 통상, 외형을 이루는 외부벽과, 이 외부벽의 내부에 형성된 내부벽으로 이루어지는 이중구조의 선체를 갖는다. 상기 선박의 내부벽과 외부벽은 연결벽에 의해 연결되어 일체로 형성되며, 경우에 따라 상기 내부벽이 존재하지 않는 단일구조의 선체로 이루어질 수도 있다.
또한, 선체의 내부, 즉 내부벽의 내부는 하나 이상의 격벽에 의하여 분할될 수 있다. 상기 격벽은 통상적인 LNG 운반선 등에 설치되는 공지의 코퍼댐(cofferdam)에 의해 형성될 수도 있다.
상기 격벽에 의해 분할된 각각의 내부 공간은 액화천연가스와 같은 초저온 액체를 저장하는 저장탱크로서 활용될 수 있다.
여기에서, 상기 저장탱크의 내주벽면은 밀봉벽에 의해서 액밀 상태로 밀봉된다. 즉, 상기 밀봉벽은 복수개의 금속판들이 용접에 의해 서로 일체로 연결됨으로써 하나의 저장공간을 형성하며, 그에 따라 상기 저장탱크는 액화천연가스를 누출 없이 저장 및 수송할 수 있게 된다.
이러한 밀봉벽은 다수의 앵커 구조체에 의해 선박의 내부벽 또는 격벽과 연결되어 있다. 따라서, 상기 밀봉벽은 선체에 대하여 상대적인 이동이 불가능하다.
밀봉벽과 내부벽 또는 격벽 사이에는 단열층을 형성할 수 있도록 단열벽이 배열된다. 이 단열벽은, 저장탱크의 모서리 부분에 배치되는 코너 구조체와, 앵커 부재의 주변에 배치되는 앵커 구조체와, 저장탱크의 평평한 부분에 배치되는 평면 구조체로 이루어질 수 있다. 즉, 이들 코너 구조체, 앵커 구조체 및 평면 구조체에 의해서 저장탱크에 전체적인 단열층이 형성될 수 있다.
여기에서, 상기 앵커 구조체는, 선체와 밀봉벽 사이를 직접적으로 연결하여 고정하는 앵커 부재와, 이 앵커 부재의 주변에 설치되는 단열재로 이루어진다.
또한, 밀봉벽은 주로 앵커 구조체에 의해서 지지되며, 평면 구조체는 단지 상기 밀봉벽에 가해지는 LNG의 하중만 지지하고, 평면 구조체와 앵커 구조체와의 사이에는 직접적인 결합관계가 없다.
도 1에는 종래 기술에 따른 액화천연가스 저장탱크의 모서리 일부를 도시한 단면도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 종래의 액화천연가스 저장탱크(10)는 선체 구조물인 내부벽(12) 또는 격벽(14) 상에 2차 단열벽(22, 32, 42)과 1차 단열벽(24, 34, 44)이 순차적으로 설치되어 저장탱크의 내부와 외부 사이를 단열시킨다. 또한, 상기 2차 단열벽(22, 32, 42)과 1차 단열벽(24, 34, 44) 사이에는 2차 밀봉벽(23, 33, 43)이 설치되고, 상기 1차 단열벽(24, 34, 44)의 표면에는 1차 밀봉벽(50)이 설치되어, 저장탱크의 내부와 외부 사이를 2차에 걸쳐 밀봉시킨다.
이와 같이 구성된 액화천연가스의 저장탱크(10)는 내부의 코너부에 설치되는 코너 구조체(20), 바닥면에 일정 간격으로 설치되는 앵커 구조체(30), 그리고 코너 구조체(20)와 앵커 구조체(30) 사이 또는 앵커 구조체(30)와 앵커 구조체(30) 사이에 배치되어 슬라이딩 이동 가능한 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 조립될 수 있으며, 상기 1차 밀봉벽(50)이 그 위에 설치되어 단열벽을 액밀함으로써, 내측 공간에 액화천연가스(LNG)가 저장할 수 있는 공간을 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 코너 구조체(20), 앵커 구조체(30), 및 평면 구조체(40)는 각각의 1차 단열벽(24, 34, 44), 2차 단열벽(22, 32, 42) 및 2차 밀봉벽(23, 33, 43)을 포함할 수 있다.
한편, 각 구조체(20, 30, 40)에 있어서 각 단위 모듈의 2차 밀봉벽 및 각 단열벽의 접촉면은 접착제로 접착되어 일체로 형성될 수 있다. 통상적으로 상기 2차 단열벽(22, 32, 42)은 단열재인 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam)과 그 하부에 부착된 판재로 구성된다. 그리고, 상기 1차 단열벽(24, 34, 44)은 폴리우레탄 폼과 그 상부에 접착제로 부착된 판재로 이루어진다. 또한, 상기 1차 밀봉벽은 상기 1차 단열벽(24, 34, 44)의 상부에 설치되어 용접에 의해 상기 앵커 구조체(30)에 고정된다.
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(33)이 연결된다. 상기 앵커지지로드(36)의 한 말단은 1차 밀봉벽(50)에 연결되어 있고 다른 말단은 상기 고정부재(37)에 의해 선체 내부벽(12)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(12) 또는 격벽(14)에 고정된다. 또한, 상기 앵커 구조체(30)의 고정부재(37)는 앵커지지로드(36)의 주위에 설치된다.
그러나, 종래의 액화천연가스 저장탱크는 단열벽 구조체의 구성이 1차 및 2차 단열벽과, 그 사이에 개재되어 있는 2차 밀봉벽으로 이루어지는 바, 그 구성이 복잡하다. 뿐만 아니라 각 단위 모듈의 2차 밀봉벽들을 서로 연결하기 위한 구조가 복잡하고, 연결 작업이 용이하지 않다. 또한, 앵커부나 2차 밀봉벽의 연결부의 구조와 설치작업이 난해하여 2차 밀봉벽에 LNG의 밀봉의 신뢰성이 저하되어 LNG가 누출(leakage)되는 문제점이 발생할 우려도 있다.
또한, 단지 상기 밀봉벽(50)에 가해지는 LNG의 하중만 지지하고 밀봉벽(50)이 접합되지 않는 종래의 코너 구조체(20)는, 초저온 상태인 LNG의 선하적에 따른 저장탱크의 열변형이나 선체의 변형시 발생하는 응력을 흡수함에 있어서 개선의 여지가 있었다.
그리고, 근래에 들어 엔진 성능이 향상되면서, Boil-Off Gas의 소비가 줄어들고, 이에 보다 낮은 BOR(Boil-off Rate)을 요구하는 수요가 점차 늘어나고 있다. 이를 위해 단열성능이 높아지도록 단열 구조체의 두께를 증가시키면 무게가 증가하게 되고, 슬로싱 충격에 대한 단열 구조체의 수축량이 커져 밀봉벽과 앵커 구조체 간의 상대 변위가 더욱 증가하는 문제가 발생한다. 그로 인해, 밀봉벽에 있어서 LNG의 밀봉의 신뢰성이 저하되어 LNG가 누출(leakage)되는 문제점이 발생할 우려도 있다.
따라서, 단열 구조체의 단열 성능은 그대로 유지하면서 각 단위 모듈의 무게를 더욱 가볍게 제작함으로써, 저장탱크의 제작시 작업효율을 향상시키고 시공 기간과 비용을 절감하기 위한 노력이 계속적으로 이루어질 필요가 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 액화가스 저장탱크에 있어서 단열벽과 밀봉벽의 구조 및 이들의 결합구조를 간단히 하고 작업이 용이하도록 개선하는 동시에, 밀봉의 신뢰성을 증가시키고, 조립구조 및 제조공정을 단순화하여 탱크의 건조시간을 단축시키고, 코너부가 저장탱크에서 발생하는 기계적 응력을 보다 효율적으로 해소할 수 있는, 개선된 구조의 액화가스 저장탱크의 코너 구조체를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 적재하는 저장탱크의 모서리에 설치되어, 액화가스의 누출을 방지하는 밀봉벽을 지지하는 액화가스 저장탱크의 코너 구조체로서, 서로 상이한 방향으로 배향되도록 선체 구조벽의 내부 표면에 배치되는 2개의 단열부재와; 각각의 상기 단열부재 상에 설치되고 상기 밀봉벽이 접합되는 가동부재; 를 포함하며, 상기 가동부재는 상기 단열부재에 대하여 슬라이딩 변위가 가능하도록 결합되는, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체가 제공될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 단열부재는, 평평한 플레이트 형상을 가지는 하부 판, 중간 판, 및 상부 판과; 상기 하부 판과 상기 중간 판 사이에 개재되는 하부 단열재와; 상기 중간 판과 상기 상부 판 사이에 개재되는 상부 단열재를 포함하며, 상기 상부 단열재 및 상기 하부 단열재는 동일한 소재의 단열재로 만들어질 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 하부 단열재는 상기 상부 단열재보다 밀도가 낮을 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 단열부재는, 상기 하부 단열재를 보강하기 위해, 상기 하부 판과 상기 중간 판을 잇는 보강 판을 상기 하부 단열재 내에 하나 이상 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 보강 판은 상기 하부 단열재 내에서 서로 평행하게 배열되고, 상기 단열부재와 상기 선체 구조벽 사이에는 마스틱이 개재되며, 상기 마스틱은 상기 보강 판과 일직선 상에 위치될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 밀봉벽은 1차 멤브레인 및 2차 멤브레인을 포함하며, 상기 가동부재는, 상기 1차 멤브레인이 접합되는 1차 접합부와, 상기 1차 접합부와는 단차를 가지도록 형성되고 상기 2차 멤브레인이 접합되는 2차 접합부와, 상기 단열부재와의 결합을 위해 상기 2차 접합부로부터 연장되는 플랜지부를 포함하며, 상기 플랜지부가 2장의 플라이우드로 이루어지는 상기 단열부재의 상부 판들 사이에 슬라이딩 가능하게 개재됨으로써 상기 단열부재와 상기 가동부재는 상대적인 슬라이딩 변위가 가능한 방식으로 결합될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 2차 접합부 및 상기 플랜지부는 한 장의 금속판을 구부려서 형성되고, 상기 1차 접합부는 상기 2차 접합부 상에 단면이 직사각형인 금속막대를 부착시켜서 형성될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체는, 서로 상이한 방향으로 배향된 2개의 단열부재와 상기 선체 구조벽에 의해 둘러싸이는 공간에 배치되는 중간 단열재를 더 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체는, 2개의 상기 단열부재의 상부 판 사이에 배치되어 상기 밀봉벽을 지지하고, 저장탱크 내부를 향하는 표면이 곡면으로 형성되는 곡면부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 단열부재는 2개의 상부 판을 포함하고, 상기 가동부재는 상기 밀봉벽이 접합되는 접합부와 상기 접합부로부터 연장되는 플랜지부를 포함하며, 2개의 상부 판 중 아래쪽에 위치되는 제1 상부 판은 상기 플랜지부가 안착될 수 있는 오목부를 포함하고, 상기 제1 상부 판의 위쪽에 위치되는 제2 상부 판은 상기 접합부가 관통하는 개구부를 포함하며, 상기 플랜지부는 상기 오목부 내에서 상기 제1 상부 판과 상기 제2 상부 판 사이에 개재될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 오목부의 길이 및 폭은 상기 플랜지부의 길이 및 폭보다 크고, 상기 개구부의 길이 및 폭은 상기 접합부의 길이 및 폭보다 클 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화가스의 누출을 방지하는 밀봉벽을 지지하기 위해서 모서리에 설치되는 코너 구조체를 포함하는 액화가스 저장탱크로서, 상기 코너 구조체는, 서로 상이한 방향으로 배향되도록 선체 구조벽의 내부 표면에 배치되는 2개의 단열부재와; 각각의 상기 단열부재 상에 설치되고 상기 밀봉벽이 접합되는 가동부재; 를 포함하며, 상기 가동부재는 상기 단열부재에 대하여 슬라이딩 변위가 가능하도록 결합되는, 액화가스 저장탱크가 제공될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 코너 구조체의 주변에는 평면 구조체가 배치되며, 상기 평면 구조체는, 상기 선체 구조벽 상에 설치되는 2차 단열패널과, 상기 2차 단열패널 상에 부착되어 밀봉벽과 인접하는 1차 단열패널을 포함하며, 상기 1차 단열패널에 포함된 1차 단열재 및 상기 2차 단열패널에 포함된 2차 단열재는 동일한 소재의 단열재로 만들어지고, 상기 2차 단열재는 상기 1차 단열재보다 밀도가 낮으며, 상기 2차 단열패널은 상기 2차 단열재를 보강하기 위한 2차 보강 판을 상기 2차 단열재 내에 하나 이상 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 밀봉벽은 액화가스와 직접 접촉하는 1차 멤브레인과 상기 1차 멤브레인으로부터 일정간격 이격되도록 설치되는 2차 멤브레인을 포함하며, 상기 1차 멤브레인과 상기 2차 멤브레인 사이에는 간격을 일정하게 유지하기 위한 지지판재가 개재될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 액화가스 저장탱크에 있어서 단열벽과 밀봉벽의 구조 및 이들의 결합구조를 간단히 하고 작업이 용이하도록 개선하는 동시에, 밀봉의 신뢰성을 증가시키고, 조립구조 및 제조공정을 단순화하여 탱크의 건조시간을 단축시키고, 코너부가 저장탱크에서 발생하는 기계적 응력을 보다 효율적으로 해소할 수 있는, 개선된 구조의 액화가스 저장탱크의 코너 구조체가 제공될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액화천연가스의 저장탱크 일부를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체의 사시도로서, 1차 및 2차 멤브레인과, 평면 구조체의 일부를 함께 도시한 도면,
도 3은 도 2의 A-A 평면을 따라 취해진 단면도,
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체의 조립 과정을 설명하기 위한 단면도,
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체의 일부 확대 평면도, 그리고
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체에 1차 및 2차 멤브레인이 접합되는 상태를 설명하기 위한 주요부 단면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 구성 및 작용을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 '상부' 및 '하부'라는 표현은, 저장탱크를 형성하기 위해 선체의 구조벽에 부착되기 전의 각각의 코너 구조체 또는 평면 구조체를 기준으로 하며, 저장탱크 전체를 기준으로 하는 것은 아니다. 각각의 코너 구조체 또는 평면 구조체는 저장탱크의 바닥뿐만 아니라, 천장과 측벽에도 부착될 수 있으며, 예를 들어, 각각의 코너 구조체 또는 평면 구조체가 저장탱크의 바닥에 부착된 경우에는 각각의 코너 구조체 또는 평면 구조체에 있어서의 '상부' 및 '하부'가 저장탱크 전체에 있어서의 '상부' 및 '하부'와 동일한 방향성을 가지지만, 각각의 코너 구조체 또는 평면 구조체가 저장탱크의 천장이나 측면에 부착된 경우에는 각각의 코너 구조체 또는 평면 구조체에 있어서의 '상부' 및 '하부'가 저장탱크 전체에 있어서의 '상부' 및 '하부'와 상이한 방향성을 가진다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체(100) 및 평면 구조체(300)에 의해 형성되는 액화가스 저장탱크는, 도 1을 참조하여 전술한 저장탱크와 마찬가지로, 선체의 구조벽(hull; 12, 14) 상에 적층되는 단열벽 및 밀봉벽을 갖는다. 다만, 도 1에 도시된 종래의 저장탱크에서는 2차 단열벽, 2차 밀봉벽, 1차 단열벽, 및 1차 밀봉벽이 차례로 번갈아 적층되는 것에 비해, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체(100) 및 평면 구조체(300)를 갖는 저장탱크는 단열벽 상에 밀봉벽이 설치되고, 단열벽 사이에 밀봉벽이 개재되지 않는다. 단열벽은, 복수개의 모듈화된 단열 구조체(예를 들어, 코너 구조체(100), 평면 구조체(300) 등)들이 선체의 구조벽(12, 14) 상에 배열됨으로써 형성될 수 있다.
도 2에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체의 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 A-A 평면을 따라 취해진 단면도가 도시되어 있다. 도 2에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체(100)가, 1차 및 2차 멤브레인(51, 52), 그리고 평면 구조체(300)의 일부와 함께 도시되어 있다. 1차 및 2차 멤브레인(51, 52)의 형태와 평면 구조체(300)의 형태는 도시된 것만으로 한정되는 것은 아니다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체(100)는, 저장탱크(10; 도 1 참조)가 설치될 수 있도록 선체 내부공간을 구획하는 벽체, 즉 내부벽(12; 도 1 참조)이나 격벽(14; 도 1 참조)과 같은 선체 구조벽의 표면에 배치되는 단열부재(110)와, 상기 단열부재(110) 상에 지지되며 밀봉용 멤브레인(51, 52)이 접합되는 가동부재(130)를 포함한다.
여기에서, 가동부재(130)는, 초저온 상태인 LNG의 선하적에 따른 온도변화로부터 기인하는 열변형이나 파도 등에 의한 선체의 변형이 발생할 경우, 후술하는 바와 같이 단열부재(110)에 대하여 미세한 변위가 가능하도록 설치된다. 즉, 가동부재(130)와 단열부재(110)는 서로에 대해 상대적인 변위가 가능하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 단열부재(110)는, 가동부재(130)와의 사이에서는 결합구조를 가지지만, 선체 구조벽(12, 14)과의 사이에서는 결합구조를 가지지 않도록 구성될 수 있다. 후술하는 바와 같이 단열부재(110)는 마스틱(18)을 사이에 두고 선체 구조벽(12, 14) 상에 얹혀있을 뿐, 별도의 기계적인 결합구조에 의해 결합되지 않을 수 있다.
각각의 단열부재(110)는, 예를 들어 폴리우레탄 폼 소재의 단열재와 플라이우드에 의해 만들어질 수 있다. 다만, 코너 구조체(100)에 포함된 단열부재(110)의 소재 및 구조에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
단열부재(110)는, 하부 판(112), 하부 단열재(114), 중간 판(116), 상부 단열재(118) 및 상부 판(122, 124)을 포함할 수 있다. 하부 판(112) 및 중간 판(116)은 각각 한 장의 플라이우드로 이루어질 수 있고, 상부 판(122, 124)은 2장의 플라이우드로 이루어질 수 있다.
상부 단열재(118)와 하부 단열재(114)는 동일한 소재, 예를 들어 폴리우레탄 폼(PUF)으로 만들어질 수 있으며, 하부 단열재(114)의 밀도는 상부 단열재(118)보다 낮거나 같은 밀도값을 갖도록 발포성형될 수 있다. 예를 들어 상부 단열재(118)는 80 내지 240kg/㎥의 밀도를 갖는 PUF로 만들어질 수 있고, 하부 단열재(114)는 40 내지 240kg/㎥의 밀도를 갖는 PUF로 만들어질 수 있다. 극저온의 액화가스와 상대적으로 가깝게 위치되는 상부 단열재(118)는 상대적으로 고밀도로 제작되어 단열성능을 향상시키고, 극저온의 액화가스와 상대적으로 멀리 위치(선체 구조벽 측에 더욱 가깝게 위치)되는 하부 단열재(114)는 상대적으로 저밀도로 제작되어 단열부재(110)의 무게를 경량화시킬 수 있다. 따라서, 저장탱크의 BOR 향상과 경량화를 동시에 달성할 수 있게 된다.
또한, 단열부재(110)는, 상대적으로 저밀도로 제작되는 하부 단열재(114)를 보강하기 위해, 하부 판(112)과 중간 판(116)을 잇는 보강 판(113)을 하나 이상 포함할 수 있다. 보강 판(113)은 플라이우드로 만들어질 수 있다. 하부 단열재(114) 내에 복수개의 보강 판(113)이 설치될 경우, 복수개의 보강 판(113)은 서로 평행하게 배열될 수 있다. 도 3에는 7개의 보강 판(113)이 도시되어 있지만, 단열부재(110)의 크기나 하부 단열재(114)의 밀도에 따라 설치되는 개수는 달라질 수 있다. 하부 단열재(114)로서는, 발포성형된 폴리우레탄 폼 덩어리를, 정해진 크기, 즉 보강 판(113) 사이의 공간의 크기에 맞춰 절단한 것을 사용할 수 있다.
단열부재(110)의 측면에는 상부 단열재(118) 및 하부 단열재(114)를 보호하기 위한 글래스 울 소재의 보호층(도시생략)이 적층될 수 있다.
위에서는 단열부재(110)의 하부 단열재(114)를 보강하기 위해, 평행하게 배열되는 보강 판(113)을 사용하는 것을 예시하고 있으나, 플라이우드 소재의 단열박스를 사용하거나, 보강 판을 격자 형태로 배열하는 등의 변형이 이루어질 수도 있다. 또, 단열부재(110)는 하부 단열재(114)를 보강하기 위한 보강 판을 사용하지 않도록 변형될 수도 있다. 또, 단열부재(110)는 상부 단열재와 하부 단열재의 2층 구조를 가지는 대신에, 후술하는 중간 단열재(140)와 마찬가지로, 단일 층의 단열재로 형성될 수도 있다.
단열부재(110)와 선체 구조벽(12, 14) 사이에는 마스틱(mastic)(18)이 개재될 수 있다. 에폭시 소재의 접착제인 마스틱(18)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 보강 판(113)과 일직선 상에 위치될 수 있도록 도포될 수 있다. 본 실시형태의 코너 구조체(100)에 따르면, 단열부재(110)와 선체 구조벽(12, 14) 사이에 마스틱(18)이 개재될 뿐, 코너 구조체(100)의 단열부재(110)를 선체 구조벽(12, 14)에 고정시키기 위한 고정구조, 예컨대 스터드 볼트 및 너트와 같은 기계적인 고정부재를 가지지 않을 수 있다.
가동부재(130)는, 1차 멤브레인(51)이 접합되는 1차 접합부(132), 이 1차 접합부(132)와는 단차를 가지도록 형성되고 2차 멤브레인(52)이 접합되는 2차 접합부(134), 및 단열부재(110)와의 결합을 위해 2차 접합부(134)로부터 연장되는 플랜지부(136)를 포함한다. 가동부재(130)의 플랜지부(136)가 2장의 플라이우드로 이루어지는 단열부재(110)의 상부 판(122, 124)들 사이에 슬라이딩 가능하게 개재됨으로써 단열부재(110)와 가동부재(130)가 연결된다.
예를 들어, 2차 접합부(134)와 플랜지부(136)는 한 장의 금속판(예컨대 두께 3t의 SUS)을 구부려서 만들어질 수 있고, 1차 접합부(132)는 2차 접합부(134) 상에 단면이 직사각형인 금속막대(예컨대 두께 13t의 SUS)를 부착시켜서 만들어질 수 있다.
전술한 바와 같이 밀봉용 멤브레인은, 액화가스와 직접 접촉하면서 1차 밀봉벽을 형성하는 1차 멤브레인(51)과, 2차 밀봉벽을 형성하는 2차 멤브레인(52)을 포함한다. 1차 멤브레인(51)과 2차 멤브레인(52)이 서로 일정한 간격을 두고 예를 들어 용접에 의해 접합될 수 있도록, 가동부재(130)에는 1차 접합부(132)와 2차 접합부(134)가 각각 형성될 수 있다. 1차 접합부(132)와 2차 접합부(134) 사이의 높이 차이는 1차 멤브레인(51)과 2차 멤브레인(52) 사이에 형성되는 간격과 동일하게 설정될 수 있다.
1차 멤브레인(51)과 2차 멤브레인(52) 사이에는 간격 유지 및 화물로부터의 하중 지지를 위한 지지판재(53)가 개재될 수 있다. 지지판재(53)를 예를 들어 플라이우드로 제작될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 코너 구조체(100)는, 예를 들어, 저장탱크를 형성하는 복수개의 벽면들 중 2개의 벽면이 90도의 각도로 이어지는 모서리 부분에 설치되기 위해, 2개의 단열부재(110)가 90도의 각도로 배향되도록 배치되어 있다. 저장탱크를 형성하는 복수개의 벽면들 중 2개가 90도 이외의 각도(예컨대 30도, 45도, 60도 등)로 이어지는 경우에는, 그 각도에 맞춰 단열부재를 배향시킬 수 있다. 이어지는 설명 및 도면에서는 90도 코너 구조체를 예로 들어 설명하고 있지만, 이는 예시일 뿐이며, 본 발명은 코너 구조체가 이루는 각도에 의해 제한되는 것은 아니다.
서로 상이한 방향으로 배향된 2개의 단열부재(110)와 선체 구조벽(12, 14)에 의해 구획형성되는 공간은, 해당 공간에 상응하는 형상을 갖는 중간 단열재(140)에 의해 채워질 수 있다. 도 2 및 도 3에서 중간 단열재(140)의 단면 형상은 대략 정사각형을 이루지만, 2개의 단열부재(110)가 이루는 각도에 맞춰 중간 단열재의 형상은 달라질 수 있다. 중간 단열재(140)는 예컨대 40 내지 240 kg/㎥의 밀도를 가지는 PUF로 만들어질 수 있다.
단열부재(110)와 중간 단열재(140) 사이의 간극은 글래스 울 등의 단열재로 충전될 수 있다. 글래스 울은 예컨대 90 kg/㎥보다 작은 밀도를 가질 수 있다. 글래스 울은 예컨대 20 내지 50 kg/㎥의 밀도를 가질 수 있다.
중간 단열재(140)의 모서리 부분, 즉, 2개의 단열부재(110)들이 인접하는 부위의 모서리 부분(도 4에서 중간 단열재(140)의 오른쪽 상부의 모서리 부분)은 파손 방지를 위해 모따기 처리될 수 있다.
단열부재는 선체 구조벽 상에 예를 들어 스터드 볼트 및 너트와 같은 기계적인 방식으로 고정되도록 변형된 구조를 가질 수 있다. 또, 단열부재는 인접하는 평면 구조체(300)에 의해 고정되도록 변형된 구조를 가질 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체(100)는, 탱크 내부를 향하는 표면이 곡면으로 형성되는 곡면부재(150)를 더 포함할 수 있다. 곡면부재(150)는 예를 들어 PLW 혹은 고밀도 폴리우레탄 폼(예컨대 80 내지 240 kg/㎥의 PUF) 소재로 이루어질 수 있다. 또는, 곡면부재(150)는 예를 들어 셀 구조를 갖는 유기 단열재로 이루어질 수 있다. 곡면부재(150)는 2개의 단열부재(110)의 상부 판(122, 124) 사이에 배치되어 멤브레인(51, 52)을 지지한다.
도 4 내지 도 8에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체의 조립 과정을 설명하기 위한 단면도가 도시되어 있고, 도 9에는 코너 구조체의 가동 플레이트와 단열부재의 상부 판을 부분적으로 확대하여 도시한 일부 확대 평면도가 도시되어 있고, 도 10에는 1차 및 2차 멤브레인이 접합되어 있는 코너 구조체의 주요부 단면도가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체(100)는 가동부재(130)가 단열부재(110)에 대해 일체로 부착되어 하나의 모듈로서 제작될 수 있다. 가동부재(130)가 부착된 단열부재(110)는, 저장탱크를 갖는 선박을 건조하는 현장에서 제작될 수도 있고, 또는 인근이나 원격지의 공장에서 모듈로서 제작된 후 현장으로 운반될 수도 있다.
도 4 및 도 10에 도시된 바와 같이, 가동부재(130)는 단열부재(110)의 상부 판(122, 124)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 상세하게는, 단열부재(110)의 2개의 상부 판 중 제1 상부 판(122)(15t의 플라이우드)에는 가동부재(130)의 플랜지부(136)가 안착될 수 있는 오목부(122a)가 형성되고, 제2 상부 판(124)(15t의 플라이우드)에는 가동부재(130)의 2차 접합부(134)가 삽입될 수 있는 개구부(124a)가 형성되어 있다.
오목부(122a)의 길이 및 폭은 가동부재(130)의 길이 및 폭보다 더 큰 치수를 갖는다. 개구부(124a)의 길이 및 폭은 가동부재(130)의 2차 접합부(134)의 길이 및 폭보다 더 큰 치수를 갖는다. 도 9에 도시된 바와 같이, 개구부(124a)와 가동부재(130)의 2차 접합부(134)와의 사이에는 간극(a, b)이 형성되어 있다. 또, 도 10에 도시된 바와 같이, 오목부(122a)의 측벽면과 가동부재(130)의 플랜지부(136)와의 사이에도 간극이 형성되어 있다.
따라서, 제1 상부 판(122), 가동부재(130) 및 제2 상부 판(124)을 차례로 적층시키고, 제1 상부 판(122)과 제2 상부 판(124)을 서로에 대해 고정시킴으로써, 가동부재(130)는 제1 상부 판(122)과 제2 상부 판(124) 사이에서 슬라이딩 가능하게 개재될 수 있다.
가동부재(130)의 2차 접합부(134)와 제1 상부 판(122)의 오목부(122a)의 바닥면과의 사이에는 스페이서(126)가 배치될 수 있다. 이 스페이서(126)는 제1 상부 판(122)과 일체로 형성될 수도 있고, 별도의 부재로 형성될 수도 있다. 스페이서와 플랜지부(136) 사이에도 간극이 형성되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 곡면부재(150)는 2개의 단열부재(110)의 사이에 위치된다. 곡면부재(150)의 곡면부(152)의 양쪽 가장자리는 가동부재(130)와 근접하지만 가동부재(130)와 접촉하지는 않는다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코너 구조체(100) 상에는 2차 멤브레인(52), 지지판재(53) 및 1차 멤브레인(51)이 차례로 적층될 수 있다.
가동부재(130)의 2차 접합부(134) 상에는 2차 멤브레인(52)이 접합된다. 2차 멤브레인(52)은, 예를 들어 90도로 구부러지는 부분인 2차 곡면부(52a)와, 편평한 판 형상을 가지도록 형성된 2차 평면부(52b)를 포함할 수 있다. 2차 곡면부(52a)는 2개의 가동부재(130) 사이에서 연장되며, 곡면부재(150)의 곡면부(152) 상에 안착될 수 있도록 단면이 대략 원호형상을 가지면서 둥글게 만곡되어 있다. 2차 평면부(52b)는 멤브레인의 열변형에 대응하기 위해 주름을 가질 수 있다.
2차 멤브레인(52) 상에는 지지판재(53)가 적층된다. 2차 멤브레인과 마찬가지로, 지지판재(53)는 예를 들어 90도로 구부러지는 부분인 곡면부 지지판재(53a)와, 편평한 판 형상을 가지도록 형성된 평면부 지지판재(53b)를 포함할 수 있다. 2차 곡면부(52a)는 2개의 가동부재(130) 사이에서 연장되며, 곡면부재(150)의 곡면부(152) 상에 안착될 수 있도록 단면이 대략 원호형상을 가지면서 둥글게 만곡되어 있다.
가동부재(130)의 1차 접합부(132) 상에는 1차 멤브레인(51)이 접합된다. 2차 멤브레인과 마찬가지로, 1차 멤브레인(51)은, 예를 들어 90도로 구부러지는 부분인 1차 곡면부(51a)와, 편평한 판 형상을 가지도록 형성된 2차 평면부(51b)를 포함할 수 있다. 1차 곡면부(51a)는 2개의 가동부재(130) 사이에서 연장되며, 곡면부 지지판재(53a) 상에 안착될 수 있도록 단면이 대략 원호형상을 가지면서 둥글게 만곡되어 있다. 1차 평면부(51b)는 멤브레인의 열변형에 대응하기 위해 주름을 가질 수 있다.
지지판재(53)는 1차 및 2차 멤브레인(51, 52)이 서로 평행하게 배열된 부분, 즉 주름이 형성된 부분을 제외한 나머지 전체에 걸쳐서 개재될 수 있지만, 주름이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분 중 일부에 걸쳐서 개재될 수도 있다.
지지판재(53)로서는, 일정한 두께의 플라이우드가 단독으로 사용된 것, 일정한 두께의 폴리우레탄 폼(또는 강화 폴리우레탄 폼)이 단독으로 사용된 것, 혹은 폴리우레탄 폼(또는 강화 폴리우레탄 폼)에 플라이우드가 부착된 것 등을 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 화물의 선적 및 하역시나 해상에서의 외력 발생시, 선체나 멤브레인의 변형 등에 기인하여 가동부재(130)와 단열부재(110)는 서로에 대해 상대적인 변위가 발생할 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 단열부재(110)의 제1 상부 판(122)에 형성된 오목부(122a)의 크기가 가동부재(130)의 플랜지부(136)의 크기보다 크고, 단열부재(110)의 제2 상부 판(124)에 형성된 개구부(124a)의 크기가 가동부재(130)의 2차 접합부(134)의 크기보다 크기 때문에, 변위가 발생하더라도 이를 흡수할 수 있게 된다.
또한, 액화가스의 선적시 발생하는 열변형에 의해 멤브레인(51, 52)이 수축할 경우, 멤브레인(51, 52)이 접합되어 있는 가동부재(130)도 함께 수축할 수 있다. 이 때 가동부재(130)의 양쪽 끝부분은 가동부재의 중앙부분 쪽으로 미세하게 슬라이딩하면서 변위할 수 있다. 전술한 바와 같이 가동부재(130)의 플랜지부(136)가 제1 상부 판(122)과 제2 상부 판(124)의 사이에 슬라이딩 가능하게 개재되어 있으므로, 가동부재(130)의 수축 및 팽창 발생시에도 단열부재(110)에 대한 가동부재(130)의 결합 상태는 계속 유지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 저장탱크(10)는 1차 및 2차 멤브레인(51, 52)에 의해서 액밀 상태로 밀봉된다. 즉, 저장탱크(10)는 복수개의 금속판이 용접에 의해 서로 일체로 연결됨으로써 2겹의 밀봉벽으로 둘러싸인 하나의 저장공간을 형성하며, 그에 따라 상기 저장탱크(10)는 액화가스를 누출 없이 저장 및 수송할 수 있게 된다.
초저온 상태인 LNG 등의 액화가스와 직접 접촉하는 1차 멤브레인(51)과, 이 1차 멤브레인(51)으로부터 이격되도록 설치되는 2차 멤브레인(52)에는 공지된 바와 같이 액화가스의 선하적에 따른 온도변화에 대응하기 위해 주름이 형성될 수 있다.
이러한 1차 및 2차 멤브레인(51, 52)은 다수의 코너 구조체(100)와 앵커 구조체(도시생략)를 통하여 선박의 선체 구조벽(12, 14)에 간접적으로 연결될 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 코너 구조체(100)의 주변에는 평면 구조체(300)가 배열될 수 있다. 평면 구조체(300)는, 전술한 코너 구조체(100)의 단열부재(110)와 비교하여, 1차 단열패널(310)과 2차 단열패널(320)이 적층된 구조를 가진다는 점에서 서로 상이하다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 단열벽을 형성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 평면 구조체(300)는, 1차 단열패널(310)과 2차 단열패널(320)을 포함할 수 있으며, 1차 단열패널(310)과 2차 단열패널(320)은 예를 들어 PU 본딩(PU bonding)에 의해 서로 접착되어 일체화될 수 있다.
평면 구조체(300)의 1차 단열패널(310)과 2차 단열패널(320)은, 예를 들어 폴리우레탄 폼 소재의 단열재와 플라이우드에 의해 만들어질 수 있다. 보다 상세하게는, 밀봉벽 측에 더욱 가깝게 위치되는 평면 구조체(300)의 1차 단열패널(310)은, 예를 들어 폴리우레탄 폼 등으로 만들어지는 1차 단열재(314)와, 이 1차 단열재(314)의 상부면 및 하부면에 접착되는 1차 상부 판(312) 및 1차 하부 판(316)을 포함할 수 있다. 1차 단열재(314)와 1차 상부 및 하부 판(312, 316) 사이의 접착은 예를 들어 PU 본딩에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 선체 구조벽 측에 더욱 가깝게 위치되는 평면 구조체(300)의 2차 단열패널(320)은, 예를 들어 폴리우레탄 폼 등으로 만들어지는 2차 단열재(324)와, 이 2차 단열재(324)의 상부면 및 하부면에 적층되는 2차 상부 판(322) 및 2차 하부 판(326)을 포함할 수 있다.
2차 상부 판(322)과 2차 하부 판(326) 사이에는 강도 보강을 위한 복수개의 2차 보강 판(328)이 배치될 수 있다. 2차 상부 판(322)과 2차 하부 판(326)을 잇는 2차 보강 판(328)은 플라이우드로 만들어질 수 있다. 2차 단열재(324) 내에 복수개의 2차 보강 판(328)이 설치될 경우, 복수개의 2차 보강 판(328)은 서로 평행하게 배열될 수 있다. 도 3에는 10개의 2차 보강 판(328)을 갖는 평면 구조체(300)가 도시되어 있지만, 평면 구조체(300)의 크기나 2차 단열재(324)의 밀도에 따라 설치되는 보강 판의 개수는 달라질 수 있다.
2차 단열재(324)는 복수개의 2차 보강 판(328) 사이의 공간에 채워질 수 있다. 예를 들어 2차 단열재(324)는 각각의 공간에 맞는 크기로 절단되어 삽입될 수 있다.
1차 단열재(314)와 2차 단열재(324)는 동일한 소재, 예를 들어 폴리우레탄 폼으로 만들어질 수 있으며, 2차 단열재(324)의 밀도는 1차 단열재(314)의 밀도보다 낮은 값을 갖도록 발포성형될 수 있다.
본 발명에 따르면, 평면 구조체(300)를 1차 단열패널(310)과 2차 단열패널(320)을 부착시켜 2층으로 제작함으로써 저장탱크의 외부로부터 내부로의 열 유입을 더욱 양호하게 차단하는 한편, 2차 단열패널(320) 내부에 채워지는 2차 단열재(324)를 저밀도로 형성함으로써, BOR 향상과 단열 구조체의 경량화를 동시에 달성할 수 있게 된다.
나아가서, 2차 단열패널(320)을 서로 평행하게 배치되는 복수개의 2차 보강 판(328)에 의해 보강함으로써, 2차 단열패널(320)에 대해 상대적으로 저밀도의 단열재를 사용하더라도 2차 단열패널(320)의 강도를 향상시킬 수 있게 된다.
1차 단열패널(310)과 2차 단열패널(320)을 서로 부착시켜 만들어지는 평면 구조체(300)는 사전에 공장에서 모듈화되어 사전-제작되며, 모듈화된 각 단위 평면 구조체는 현장으로 운반된 후, 저장탱크를 제작하기 위해 선체 구조벽에 장착된다.
평면 구조체(300)의 측면에는 1차 단열재(314) 및 2차 단열재(324)를 보호하기 위한 글래스 울 소재의 보호층(도시생략)이 적층될 수 있다. 코너 구조체(100)와 평면 구조체(300) 사이에는 글래스 울 등의 단열물질이 채워질 수 있다.
위에서는 평면 구조체(300)의 2차 단열재(324)를 보강하기 위해 평행하게 배열되는 2차 보강 판(328)을 사용하는 것을 예시하고 있으나, 플라이우드 소재의 단열박스를 사용하거나, 보강 판을 격자 형태로 배열하는 등의 변형이 이루어질 수도 있다. 또, 평면 구조체(300)는 2차 단열재(324)를 보강하기 위한 보강 판을 사용하지 않도록 변형될 수도 있다. 또, 평면 구조체(300)는 1차 단열재와 2차 단열재의 2층 구조를 가지는 대신에, 전술한 중간 단열재(140)와 마찬가지로, 단일 층의 단열재로 형성될 수도 있다.
평면 구조체(300)와 선체 구조벽(12, 14) 사이에는 마스틱(mastic)(18)이 개재될 수 있다. 에폭시 소재의 접착제인 마스틱(18)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 2차 보강 판(328)과 일직선 상에 위치될 수 있도록 도포될 수 있다. 본 실시형태의 평면 구조체(300)에 따르면, 평면 구조체(300)를 선체 구조벽(12, 14)에 고정시키기 위한 고정구조, 예컨대 스터드 볼트 및 너트와 같은 기계적인 고정부재(도시생략)를 가질 수 있다.
평면 구조체(110)의 상부표면 중앙에는 밀봉벽을 지지하기 위한 앵커 유닛(도시생략)이 장착될 수 있다. 평면 구조체(300)가 앵커 유닛을 포함하는 경우, 앵커 유닛을 갖는 평면 구조체는 앵커 구조체로서 기능할 수 있다. 액화가스 저장탱크의 제작시, 필요에 따라, 앵커 구조체와 평면 구조체를 적절히 배열하여 선체 구조벽에 장착할 수 있다.
코너 구조체(100)의 단열부재(110)와 마찬가지로, 평면 구조체(300)는 사전에 공장에서 모듈화되어 사전-제작되며, 모듈화된 각각의 단위 평면 구조체는 현장으로 운반된 후, 저장탱크를 제작하기 위해 선체 구조벽에 장착될 수 있다.
저장탱크(10)에 배열되는 각각의 코너 구조체(100), 앵커 구조체 및 평면 구조체는 별도의 장소에서 각각 하나의 모듈로서 제조된 후, 저장탱크(10)로 옮겨져 조립될 수 있다. 모듈화함에 따라 저장탱크의 제작시 작업성이 향상될 수 있다.
1차 및 2차 멤브레인(51, 52)은 코너 구조체(100)와 앵커 구조체에 의해서 지지되며, 평면 구조체는 단지 상기 1차 및 2차 멤브레인(51, 52)에 가해지는 LNG의 하중만 지지한다. 또한, 평면 구조체와 코너 구조체(100), 또는 평면 구조체와 앵커 구조체 사이에는 직접적인 결합관계가 없도록 구성될 수 있다.
상기된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 1차 멤브레인(51)과 2차 멤브레인(52) 사이가 이격되어 있으며, 그 사이에는 지지판재(53)가 개재되어 있을 뿐, 단열재가 개재되어 있지는 않다. 종래의 대부분의 단열 방벽 구조는, LNG와 직접 접하는 1차 밀봉벽과 2차 밀봉벽 사이에 1차 단열벽을 개재시키고 있었기 때문에 1차 단열벽을 통과하여 1차 밀봉벽을 2차 밀봉벽에 의해 지지하기 위해 복잡한 구조가 요구되었다. 하지만, 본 발명에 따른 코너 구조체(100)는 1차 및 2차 멤브레인(51, 52) 사이에는 별도의 단열 기능을 수행하는 단열재를 개재시키지 않도록 구성되어 있기 때문에, 가동부재(130)의 1차 및 2차 접합부에 의해 상대적으로 용이하게 1차 및 2차 멤브레인(51, 52)을 지지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 1차 멤브레인(51)과 2차 멤브레인(52) 사이가 이격되어 있기 때문에, 파도 등의 외력으로 인해 선체가 변형되어 저장탱크의 형상이 변형되더라도 1차 및 2차 멤브레인(51, 52) 사이에서 마찰이 일어나지 않고, 어느 한 쪽의 멤브레인에 충격이 가해져 손상이 발생하더라도 그 손상이 다른 한 쪽의 멤브레인에 직접적으로 전파되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 밀봉은 1차 및 2차 멤브레인(51, 52)에 의해 이중 구조로 이루어진 것으로 설명하고 있으나, 3층 이상의 다중 구조로 적층되어 이루어지는 것도 물론 가능하다.
또, 본 발명에 따르면, 1차 및 2차 멤브레인(51, 52)이 접합되어 있는 가동부재(130)가, 전술한 바와 같이, 단열부재(110)에 대해서 미세하게 슬라이딩 가능하게 연결됨으로써, 1차 및 2차 멤브레인(51, 52)이 선체에 대하여 안정적으로 지지될 수 있다. 그에 따라, LNG의 선하적에 따른 열변형이나 파도 등의 외력에 의한 선체의 변형으로 인해 발생한 응력을 확실하게 흡수할 수 있게 된다.
가동부재(130)의 1차 접합부는, 도 11에 도시된 바와 같이, 단면이 직사각형인 금속막대로 만들어질 수 있거나, 절곡된 금속판으로 만들어질 수 있다. 도 11의 (a)에는 금속막대로 만들어진 1차 접합부(132)를 가지는 가동부재(130)의 조립 전 단면도가 도시되어 있고, 도 11의 (b)에는 절곡된 금속판으로 만들어진 1차 접합부(132A)를 가지는 가동부재(130A)의 조립 전 단면도가 도시되어 있다.
본 발명의 상기 실시형태에서 사용되는 단열재, 단열부재 또는 단열물질은, 예를 들어, 글래스 울, 미네랄 울, 폴리에스테르 충전재, 폴리우레탄 발포체, 멤라민 발포체, 폴리에틸렌 발포체, 폴리프로필렌 발포체, 실리콘 발포체, 폴리비닐클로라이드 발포체 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 실시형태에서, 멤브레인이 예컨대 GTT Mark-Ⅲ형에 사용되는 주름진(corrugated) 스테인리스강으로 이루어진 것에 대해 기재하고 있으나, 멤브레인은 예컨대 GTT의 No.96에 사용되는 인바강으로 이루어질 수도 있다.
더불어, 본 발명은 선반의 선체 내부에 설치되는 액화가스 저장탱크뿐만 아니라, 육상에 설치되는 액화가스 저장탱크에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.
10: 저장탱크, 12: (선체 구조벽으로서의) 내부벽, 14: (선체 구조벽으로서의) 격벽, 18: 마스틱(mastic), 51: 1차 멤브레인, 51a: 1차 곡면부, 51b: 1차 평면부, 52: 2차 멤브레인, 52a: 2차 곡면부, 52b: 2차 평면부, 53: 지지판재, 53a: 곡면부 지지판재, 53b: 평면부 지지판재, 100: 코너 구조체, 110: 단열부재, 112: 하부 판, 113: 보강 판, 114: 하부 단열재, 116: 중간 판, 118: 상부 단열재, 122: 제1 상부 판, 122a: 오목부, 124: 제2 상부 판, 124a: 개구부, 126: 스페이서, 130: 가동부재, 132: 1차 접합부, 134: 2차 접합부, 136: 플랜지부, 300: 평면 구조체, 310: 1차 단열패널, 312: 1차 상부 판, 314: 1차 단열재, 316: 1차 하부 판, 320: 2차 단열패널, 322: 2차 상부 판, 324: 2차 단열재, 326: 2차 하부 판, 328: 보강 판.

Claims (14)

  1. 액화가스를 적재하는 저장탱크의 모서리에 설치되어, 액화가스의 누출을 방지하는 밀봉벽을 지지하는 액화가스 저장탱크의 코너 구조체로서,
    서로 상이한 방향으로 배향되도록 선체 구조벽의 내부 표면에 배치되는 2개의 단열부재와;
    각각의 상기 단열부재 상에 설치되고 상기 밀봉벽이 접합되는 가동부재;
    를 포함하며,
    상기 가동부재는 상기 단열부재에 대하여 슬라이딩 변위가 가능하도록 결합되며,
    상기 밀봉벽은 1차 멤브레인 및 2차 멤브레인을 포함하며,
    상기 가동부재는, 상기 1차 멤브레인이 접합되는 1차 접합부와, 상기 1차 접합부와는 단차를 가지도록 형성되고 상기 2차 멤브레인이 접합되는 2차 접합부와, 상기 단열부재와의 결합을 위해 상기 2차 접합부로부터 연장되는 플랜지부를 포함하며,
    상기 단열부재는 2개의 상부 판을 포함하고, 상기 플랜지부가 상기 단열부재의 상부 판들 사이에 슬라이딩 가능하게 개재됨으로써 상기 단열부재와 상기 가동부재는 상대적인 슬라이딩 변위가 가능한 방식으로 결합되는, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열부재는, 평평한 플레이트 형상을 가지는 하부 판, 중간 판, 및 상부 판과; 상기 하부 판과 상기 중간 판 사이에 개재되는 하부 단열재와; 상기 중간 판과 상기 상부 판 사이에 개재되는 상부 단열재를 포함하며,
    상기 상부 단열재 및 상기 하부 단열재는 동일한 소재의 단열재로 만들어지는, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 하부 단열재는 상기 상부 단열재보다 밀도가 낮은, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 단열부재는, 상기 하부 단열재를 보강하기 위해, 상기 하부 판과 상기 중간 판을 잇는 보강 판을 상기 하부 단열재 내에 하나 이상 포함하는, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 보강 판은 상기 하부 단열재 내에서 서로 평행하게 배열되고, 상기 단열부재와 상기 선체 구조벽 사이에는 마스틱이 개재되며, 상기 마스틱은 상기 보강 판과 일직선 상에 위치되는, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 판들은 플라이우드로 이루어지는, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 2차 접합부 및 상기 플랜지부는 한 장의 금속판을 구부려서 형성되고, 상기 1차 접합부는 상기 2차 접합부 상에 단면이 직사각형인 금속막대를 부착시켜서 형성되는, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  8. 청구항 1에 있어서,
    서로 상이한 방향으로 배향된 2개의 단열부재와 상기 선체 구조벽에 의해 둘러싸이는 공간에 배치되는 중간 단열재를 더 포함하는, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  9. 청구항 1에 있어서,
    2개의 상기 단열부재의 상부 판 사이에 배치되어 상기 밀봉벽을 지지하고, 저장탱크 내부를 향하는 표면이 곡면으로 형성되는 곡면부재를 더 포함하는, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  10. 청구항 1에 있어서,
    2개의 상부 판 중 아래쪽에 위치되는 제1 상부 판은 상기 플랜지부가 안착될 수 있는 오목부를 포함하고, 상기 제1 상부 판의 위쪽에 위치되는 제2 상부 판은 상기 제1 및 제2 접합부가 관통하는 개구부를 포함하며,
    상기 플랜지부는 상기 오목부 내에서 상기 제1 상부 판과 상기 제2 상부 판 사이에 개재되는, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 오목부의 길이 및 폭은 상기 플랜지부의 길이 및 폭보다 크고, 상기 개구부의 길이 및 폭은 상기 접합부의 길이 및 폭보다 큰, 액화가스 저장탱크의 코너 구조체.
  12. 액화가스의 누출을 방지하는 밀봉벽을 지지하기 위해서 모서리에 설치되는 코너 구조체를 포함하는 액화가스 저장탱크로서,
    상기 코너 구조체는,
    서로 상이한 방향으로 배향되도록 선체 구조벽의 내부 표면에 배치되는 2개의 단열부재와;
    각각의 상기 단열부재 상에 설치되고 상기 밀봉벽이 접합되는 가동부재;
    를 포함하며,
    상기 가동부재는 상기 단열부재에 대하여 슬라이딩 변위가 가능하도록 결합되며,
    상기 밀봉벽은 1차 멤브레인 및 2차 멤브레인을 포함하며,
    상기 가동부재는, 상기 1차 멤브레인이 접합되는 1차 접합부와, 상기 1차 접합부와는 단차를 가지도록 형성되고 상기 2차 멤브레인이 접합되는 2차 접합부와, 상기 단열부재와의 결합을 위해 상기 2차 접합부로부터 연장되는 플랜지부를 포함하며,
    상기 단열부재는 2개의 상부 판을 포함하고, 상기 플랜지부가 상기 단열부재의 상부 판들 사이에 슬라이딩 가능하게 개재됨으로써 상기 단열부재와 상기 가동부재는 상대적인 슬라이딩 변위가 가능한 방식으로 결합되는, 액화가스 저장탱크.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 코너 구조체의 주변에는 평면 구조체가 배치되며,
    상기 평면 구조체는, 상기 선체 구조벽 상에 설치되는 2차 단열패널과, 상기 2차 단열패널 상에 부착되어 밀봉벽과 인접하는 1차 단열패널을 포함하며,
    상기 1차 단열패널에 포함된 1차 단열재 및 상기 2차 단열패널에 포함된 2차 단열재는 동일한 소재의 단열재로 만들어지고, 상기 2차 단열재는 상기 1차 단열재보다 밀도가 낮으며,
    상기 2차 단열패널은 상기 2차 단열재를 보강하기 위한 2차 보강 판을 상기 2차 단열재 내에 하나 이상 포함하는, 액화가스 저장탱크.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 밀봉벽은 액화가스와 직접 접촉하는 1차 멤브레인과 상기 1차 멤브레인으로부터 일정간격 이격되도록 설치되는 2차 멤브레인을 포함하며,
    상기 1차 멤브레인과 상기 2차 멤브레인 사이에는 간격을 일정하게 유지하기 위한 지지판재가 개재되어 있는, 액화가스 저장탱크.
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