KR102380744B1 - 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 상기 단열 구조체는 저장탱크 몸체의 외부 표면과 접촉되는 일면에 요철 형상을 포함하는 구조인 단열층을 포함함으로써, 독립형 액화천연가스 저장탱크에서 액화천연가스가 누설되는 경우 누설된 액화천연가스가 단열 구조체 외부로 누출되지 않고, 드립 트레이(drip tray)로 유도가 가능하도록 하며, 단열의 역할을 하는 것을 특징으로 한다.

Description

독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체{INSULATION SYSTEM FOR INDEPENDENCE TYPE LIQUEFIED NATURAL GAS STORAGE TANK(IMO-B TYPE LNG STORAGE TANK)}

본 발명은 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액화 천연 가스(Liquefied Natural Gas, LNG)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연 가스를 -163℃로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.

이러한 액화 천연 가스가 에너지 자원으로 사용됨에 따라 대량의 액화 천연 가스로 이루어진 액화 화물을 해상으로 수송할 수 있는 액화 화물 운반선이 개발되었다. 이러한 액화 화물 운반선에는 초저온 상태로 액화시킨 액화 천연 가스를 보관 및 저장할 수 있는 액화 화물 저장 탱크가 구비된다.

액화 화물 저장 탱크는 단열 부재에 의해서 액화 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(independent type)과 멤브레인형(membrane type)으로 분류될 수 있으며, 독립형의 경우 다시 Type B 및 Type C로 분류될 수 있다.

일반적으로 독립형 저장 탱크는 알루미늄, 스테인리스 강, 9% 니켈강 등으로 만들어진 저장 탱크의 외부에 폴리우레탄 재질의 단열 패널 또는 스프레이 형태의 단열재를 시공하여 극저온의 액화물을 외부 열로부터 보호한다.

이러한 액화 화물 저장 탱크는 균열 등에 의해 탱크 내의 액화물이 외부로 유출될 수 있다. Type B 독립형 탱크의 경우 이러한 누출액을 별도의 수집공간에 수집할 수 있는 구조를 갖춘 단열 패널 시스템을 적용함으로써 탱크의 누출 가스 감지 및 누출액 수용이 가능하다.

그러나, 이 경우 단열 패널 시스템을 구성하기 위해 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다. 스프레이 단열 시스템의 경우 시공이 간편하고 비용이 저렴한 장점이 있으나, 누출 가스 감지와 누출액 수용이 사실상 불가능한 단점이 있다.

따라서, 누출 가스 탐지와 누출액 수용이 가능한 스프레이 단열 시스템이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 저장탱크 몸체의 외부 표면과 접촉되는 일면에 요철 형상을 포함하는 구조인 단열층을 포함함으로써, 독립형 액화천연가스 저장탱크에서 액화천연가스가 누설되는 경우 누설된 액화천연가스가 단열 구조체 외부로 누출되지 않고, 드립 트레이(drip tray)로 유도가 가능하도록 하며, 단열의 역할을 할 수 있는 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체는 내부에 액화가스를 수용하는 저장탱크 몸체의 외부 표면에 배치되는 제1 단열층; 상기 제1 단열층 상에 배치되는 보강층; 상기 보강층 상에 배치되는 제2 단열층; 상기 제2 단열층 상에 배치되는 보호 커버층; 및 상기 보호 커버층 상에 배치되는 보호층을 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 단열층의 일면은 요철 형상을 포함하는 구조이며, 상기 요철 형상을 포함하는 일면이 상기 저장탱크 몸체의 외부 표면과 접촉하는 것일 수 있다.

또, 상기 제1 단열층은 몰드를 이용하여 폴리우레탄을 발포하여 제조되는 폴리우레탄 폼일 수 있으며, 상기 요철 형상의 수평 단면은 사각형, 원형, 또는 삼각형일 수 있다.

또한, 상기 제1 단열층의 일면과 상기 저장탱크 몸체의 외부 표면은 저온용 폴리우레탄 접착제를 이용하여 접착될 수 있다.

상기 제2 단열층은 폴리우레탄이 스프레이되어 형성될 수 있으며, 상기 보호 커버층은 알루미늄 호일일 수 있다.

한편, 상기 제2 단열층은 2층 이상이 적층된 구조이며, 상기 2층 이상의 층들 사이에 배치되는 보강층을 더 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체의 제조방법은 몰드를 이용하여 폴리우레탄을 발포하여, 일면에 요철 형성을 포함하는 구조인 폴리우레탄 폼을 제조하는 단계; 내부에 액화가스를 수용하는 저장탱크 몸체의 외부 표면에 상기 폴리우레탄 폼을 접착시켜 제1 단열층을 형성하는 단계; 상기 제1 단열층 상에 보강층을 형성하는 단계; 상기 보강층 상에 단열재를 스프레이하여 제2 단열층을 형성하는 단계; 상기 제2 단열층 상에 보호 커버층을 형성하는 단계; 및 상기 보호 커버층 상에 스프레이하여 보호층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체는 저장탱크 몸체의 외부 표면과 접촉되는 일면에 요철 형상을 포함하는 구조인 단열층을 포함함으로써, 요철이 없는 저장탱크 몸체의 외부 표면과 단열층의 요철면 사이의 공간을 통하여 액화천연가스 누설 시, 저장탱크 표면을 따라 드립 트레이(drip tray)로 유도가 가능하도록 할 수 있다. 이에, 저장탱크에서 누설되는 가스를 별도로 설치된 드립 트레이에 안정적으로 수집할 수 있어, 누설된 가스가 단열 구조체 외부로 누출되지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 단열 구조체는 기계적 결합이 없고 설치가 쉬우며, 독립형 저장탱크와의 직접적인 접착을 통해서 단열 효과를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체를 나타내는 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체는 제1 단열층(10), 보강층(20), 제2 단열층(30), 보호 커버층(40) 및 보호층(50)이 순차적으로 배치된 구조일 수 있다.

먼저, 제1 단열층(10)은 내부에 액화가스를 수용하는 저장탱크 몸체(1)의 외부 표면에 배치될 수 있다.

이때, 제1 단열층(10)의 일면은 요철 형상을 포함하는 구조이며, 요철 형상을 포함하는 일면이 저장탱크 몸체(1)의 외부 표면과 접촉하게 된다.

본 발명의 단열 구조체는 요철면을 포함하는 제1 단열층(10)을 구비함으로써, 독립형 액화천연가스 저장탱크의 단열을 진행함에 가장 문제가 되는 액화천연가스 누설 시 누설된 액화천연가스가 단열 구조체 외부로 누출되지 않고 드립 트레이(Drip Tray)로 유도 가능하도록 할 수 있다. 구체적으로, 요철이 없는 저장탱크 몸체(1)의 외부 표면과 제1 단열층(10)의 요철면 사이의 공간을 통하여 액화천연가스 누설 시, 저장탱크 몸체(1)의 외부 표면을 따라 드립 트레이로 유도가 가능하도록 할 수 있는 것이다. 이에, 저장탱크에서 누설되는 가스를 별도로 설치된 드립 트레이(미도시)에 안정적으로 수집할 수 있어, 누설된 가스가 단열 구조체 외부로 누출되지 않도록 할 수 있다.

이러한 제1 단열층(10)은 몰드를 이용하여 폴리우레탄을 발포하여 제조되는 폴리우레탄 폼인 것이 바람직하다. 또한, 제1 단열층(10)의 요철 형상의 수평 단면은 사각형, 원형, 또는 삼각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 요철 형상은 원기둥, 사각기둥, 삼각기둥 등과 같이 저장탱크 몸체(1)와 접촉하는 면이 평면 구조인 것이 바람직하다.

제1 단열층(10)의 일면과 저장탱크 몸체(1)의 외부 표면은 저온용 폴리우레탄 접착제를 이용하여 접착될 수 있다.

종래, 독립형 액화천연가스 저장탱크의 단열을 일반 폴리우레탄 판넬으로 진행할 경우에는 스터드 볼트(Stud Bolt) 등 기계적 결합이 필요한 반면, 본 발명의 단열 구조체는 기계적 결합이 없고 설치가 쉬우며, 독립형 저장탱크와의 직접적인 접착을 통해서 단열 효과를 높일 수 있다.

보강층(20)은 제1 단열층(10)상에 배치되며, 후술하는 제2 단열층(30) 하부에 배치될 수 있다. 이와 같이 보강층(20)은 제1 단열층(10)과 제2 단열층(30) 사이에 배치됨으로써, 열 충격 및 저장탱크 몸체(1)의 열 변형으로 인한 손상이 하나의 단열층에서 인접한 다른 단열층으로 퍼져나가는 것을 방지하는 역할을 한다.

이러한 보강층(20)을 형성하는 보강재로는 전술한 바와 같이 제1 단열층(10)과 제2 단열층(30) 사이의 크랙 전파를 방지할 수 있는 재질이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 유리 섬유, 카본 섬유, 아라미드 섬유 및 합성 섬유로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 섬유사로 제직한 직물, 금속박, 금속시트, 플라스틱 시트 등을 사용할 수 있다.

제2 단열층(30)은 보강층(20) 상에 배치될 수 있으며, 제1 단열층(10)과 동일한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제2 단열층(30)은 폴리우레탄이 스프레이되어 형성되는 것일 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 단열 구조체는 두 개의 단열층(10, 30)을 포함하며 두 개의 단열층(10, 30) 사이에 보강층(20)을 포함함으로써, 초저온 상태의 액화천연가스를 저장하고 있는 탱크에 열 충격으로 인한 손상이나 파손이 발생하지 않게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제2 단열층(30)은 폴리우레탄이 스프레이되어 형성되는 층이 2층 이상 적층된 구조일 수 있으며, 상기 2층 이상의 층들 사이에는 적층되는 폴리우레탄 스프레이의 손상을 방지하기 위하여 보강층(21, 22)이 배치될 수 있다.

보호 커버층(40)은 제2 단열층(30) 상에 배치되며, 알루미늄 호일(Al-foil)인 것이 바람직하다. 제2 단열층(30)인 폴리우레탄 스프레이 완료 후 알루미늄 호일을 부착함으로써, 독립형 액화천연가스 저장탱크에서 요구하는 보호커버(Splash Barrier)를 형성할 수 있다.

보호층(50)은 보호 커버층(40) 상에 배치되며, 단열층(10, 30)의 손상을 방지하고 이물질을 차단하는 역할을 한다. 이러한 보호층(50)은 스프레이되어 형성될 수 있으며, 보호층(50)을 형성하는 재료는 수분 및 이물질 등을 차단할 수 있는 재질이라면 특별히 제한되지 않는다.

한편, 전술한 바와 같은 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체는 몰드를 이용하여 폴리우레탄을 발포하여, 일면에 요철 형성을 포함하는 구조인 폴리우레탄 폼을 제조하는 단계; 내부에 액화가스를 수용하는 저장탱크 몸체(1)의 외부 표면에 상기 폴리우레탄 폼을 접착시켜 제1 단열층(10)을 형성하는 단계; 상기 제1 단열층(10) 상에 보강층(20)을 형성하는 단계; 상기 보강층(20) 상에 단열재를 스프레이하여 제2 단열층(30)을 형성하는 단계; 상기 제2 단열층(30) 상에 보호 커버층(40)을 형성하는 단계; 및 상기 보호 커버층(40) 상에 스프레이하여 보호층(50)을 형성하는 단계를 포함하여 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

1: 저장탱크 몸체
10: 제1 단열층
20, 21, 22: 보강층
30: 제2 단열층
40: 보호 커버층
50: 보호층

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 내부에 액화가스를 수용하는 저장탱크 몸체의 외부 표면에 배치되는 제1 단열층;
   상기 제1 단열층 상에 배치되는 보강층;
   상기 보강층 상에 배치되는 제2 단열층;
   상기 제2 단열층 상에 배치되는 보호 커버층; 및
   상기 보호 커버층 상에 배치되되, 수분 및 이물질을 차단하도록 스프레이되어 형성되는 보호층을 포함하며,
   상기 제1 단열층의 일면은 액화천연가스 누설 시 누설된 액화천연가스가 외부로 누출되지 않도록 드립 트레이(Drip Tray)로 유도가 가능한 요철 형상을 포함하는 구조이며, 상기 요철 형상을 포함하는 일면이 상기 저장탱크 몸체의 외부 표면과 접촉하고,
   상기 제1 단열층은 몰드를 이용하여 폴리우레탄을 발포하여 제조되는 폴리우레탄 폼이며,
   상기 요철 형상의 수평 단면은 사각형, 원형, 또는 삼각형이되, 저장탱크 몸체의 외부 표면과 접촉하는 면이 평면 구조이고,
   상기 제1 단열층의 일면과 상기 저장탱크 몸체의 외부 표면은 저온용 폴리우레탄 접착제를 이용하여 접착되며,
   상기 제2 단열층은 폴리우레탄이 스프레이되어 형성되고,
   상기 보호 커버층은 알루미늄 호일로 이루어지되, 제2 단열층인 폴리우레탄 스프레이 완료 후 제2 단열층 상에 부착구비되며,
   상기 제2 단열층은 폴리우레탄이 스프레이되어 형성되는 층이 2층 이상이 적층된 구조이며, 상기 2층 이상의 층들 사이에 배치되는 보강층을 더 포함하는 독립형 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체.
8. 삭제

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