KR102535971B1 - 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템 및 이를 포함하는 멤브레인형 저장탱크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템 구조와 이를 포함하는 멤브레인형 저장탱크에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 선체 밴딩(banding)에 대한 구조물 변형에 취약한 액화천연가스 저장탱크의 코너 영역에서 2차 단열패널의 단열부재와 제1 멤브레인 결합층 사이에 변형 흡수 공간부를 형성하여 구조물 변형을 최소화하는 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템 구조와 이를 포함하는 멤브레인형 저장탱크에 관한 것이다.
본 발명의 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템은 액화천연가스 저장탱크의 내부 공간을 외부와 단열시키기 위해 마련되고, 액화천연가스 저장탱크의 코너에 마련되도록 절곡된 형태를 갖는 2차 단열패널을 포함하는 단열 시스템으로서, 상기 2차 단열패널은, 절곡된 형태로 설치되는 단열 부재; 및 상기 단열 부재 상에 적층되는 제1 멤브레인 결합층을 포함하며, 상기 단열 부재의 내측면과 상기 제1 멤브레인 결합층의 외측면 사이에 변형 흡수 공간부가 형성된다.

Description

멤브레인형 저장탱크의 단열시스템 및 이를 포함하는 멤브레인형 저장탱크{INSULATION SYSTEM OF MEMBRAINE TYPE STORAGE TANK AND MEMBRAIN TYPE STORAGE TANK}
본 발명은 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템 구조와 이를 포함하는 멤브레인형 저장탱크에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 선체 밴딩(banding)에 대한 구조물 변형에 취약한 액화천연가스 저장탱크의 코너 영역에서 2차 단열패널의 단열부재와 제1 멤브레인 결합층 사이에 변형 흡수 공간부를 형성하여 구조물 변형을 최소화하는 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템 구조와 이를 포함하는 멤브레인형 저장탱크에 관한 것이다.
천연가스(natural gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(ethane), 프로판(propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 최근 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로서 각광받고 있다.
천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃ 이하)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들어 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
액화천연가스 운반선에는 천연가스를 냉각하여 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 저장탱크(cargo, 화물창이라고도 함)가 구비된다. 액화천연가스의 끓는점은 대기압에서 약 -162℃ 정도이므로, 액화천연가스의 저장탱크는 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등과 같은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작될 수 있으며, 열응력 및 열수축에 강인하고, 열침입을 막을 수 있는 구조로 설계된다.
LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel), 최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.
LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요 시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.
이러한 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 멤브레인형 저장탱크는 GTT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다.
종래의 액화천연가스 저장탱크의 한 형태인 TGZ Mark Ⅲ형 저장탱크는 1차 멤브레인, 1차 단열패널, 2차 멤브레인 및 2차 단열패널이 적층되는 구조이다. 1차 멤브레인은 저장탱크에 저장된 액화천연가스와 직접 접하는 부분으로서 1.2㎜ 두께의 스테인리스강 멤브레인(Membrane)으로 이루어진다.
스테인리스 강이 밀폐 능력이 뛰어나므로 멤브레인으로서 적합하지만, 또한 열변형이 크기 때문에 1차 멤브레인에는 열변형을 감안하여 다수의 주름을 형성하여 구성된다.
그러나, 1차 멤브레인과 달리 2차 멤브레인은 멤브레인 상부에 1차 단열패널이 적층되고, 멤브레인 하부에 2차 단열패널이 적층되는 구조, 즉 2차 멤브레인이 중간에 개재되는 구조이기 때문에, 2차 멤브레인의 배치에도 불구하고 1차 단열패널과 2차 단열패널이 결합될 수 있어야 하는 문제가 있는데, 2차 멤브레인이 스테인리스 강인 경우에는 더욱 열변형과 함께 적층 결합 구조를 형성시키는 것이 어려운 점이 있고, 그러한 어려움은 특히 저장탱크의 단열시스템 구조 중 코너부의 경우 더욱 절실하다.
즉, 저장 탱크의 단열시스템 구조의 코너부 영역은 선박의 기동에 따라 발생하는 선체 밴딩에 대한 구조물 변형에 취약한 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2012-0131902호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 선체 밴딩(banding)에 대한 구조물 변형에 취약한 액화천연가스 저장탱크의 코너 영역에서 2차 단열패널의 단열부재와 제1 멤브레인 결합층 사이에 변형 흡수 공간부를 형성하여 구조물 변형을 최소화하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스 저장탱크의 내부 공간을 외부와 단열시키기 위해 마련되고, 액화천연가스 저장탱크의 코너에 마련되도록 절곡된 형태를 갖는 2차 단열패널을 포함하는 단열 시스템으로서, 상기 2차 단열패널은, 절곡된 형태로 설치되는 단열 부재; 및 상기 단열 부재 상에 적층되는 제1 멤브레인 결합층을 포함하며, 상기 단열 부재의 내측면과 상기 제1 멤브레인 결합층의 외측면 사이에 변형 흡수 공간부가 형성되는, 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템을 제공한다.
상기 단열 부재는, 상기 저장탱크 측면에 설치되는 제3 단열부재; 상기 저장탱크 바닥면에 설치되는 제4 단열부재; 및 상기 제3 단열부재와 상기 제4 단열부재를 결합시키는 결합부를 포함하며, 상기 결합부 일부에 플라이우드를 삽입하여 공간을 확보하고, 나머지 공간에 글라스 울을 삽입하되, 상기 제3 단열부재의 내측 플라이우드와 상기 제4 단열부재의 내측 플라이우드 사이의 적어도 일부에는 상기 글라스 울이 설치되지 않고, 상기 제3 단열부재의 내측 플라이우드와 상기 제4 단열부재의 내측 플라이우드가 서로 맞닿지 않도록 하여 상기 변형 흡수 공간부가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 제1 멤브레인 결합층은, 절곡된 형태를 가지는 코너 단열재; 상기 코너 단열재의 양 측면에 설치되는 제3 플라이우드; 및 상기 코너 단열재 및 상기 제3 플라이우드 상에 설치되는 제2 강철판을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 코너 단열재의 외측면이 직각 형태를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 코너 단열재의 외측면을 모따기한 형상을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 코너 단열재의 외측면은 곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 2차 단열패널 상에 적층되는 2차 멤브레인; 상기 2차 멤브레인 상에 적층되고, 상기 2차 단열패널과 결합되도록 절곡된 형태를 갖는 1차 단열패널; 및 상기 1차 단열패널 상에 적층되는 1차 멤브레인을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 1차 단열패널은, 절곡된 형태의 제1 단열부재; 상기 제1 단열부재의 평탄한 양 측면에 설치되는 우드 블럭; 상기 우드 블럭의 측면에 결합되는 제2 단열부재; 상기 저장탱크의 바닥부와 평행하게 설치되며, 상기 제1 단열부재, 우드 블럭, 및 제2 단열부재의 하면에 적층되는 제1 플라이우드; 및 상기 저장탱크의 측면부와 평행하게 설치되며, 상기 제1 단열부재, 우드 블럭, 및 제2 단열부재의 측면에 적층되는 제2 플라이우드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 2차 단열패널은, 상기 제1 멤브레인 결합층과 이격되어 결합되며 플라이우드 상에 금속 스트립이 형성된 제2 멤브레인 결합층을 포함하며, 상기 2차 단열패널 상에 마련되는 1차 단열패널 결합수단이 상기 1차 단열패널에 마련되는 결합홀에 끼워짐으로써, 상기 1차 단열패널이 상기 2차 단열패널에 결합되며, 상기 1차 단열패널 결합수단은 상기 2차 단열패널의 2차 멤브레인 결합층 상에 형성되는 금속 스트립 상에 장착되는 것이 바람직하다.
상기 2차 멤브레인은 상기 제1 멤브레인 결합층과 상기 제2 멤브레인 결합층의 금속 스트립에 용접되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 단열시스템을 포함하는 멤브레인형 저장탱크를 제공한다.
본 발명의 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템과 이를 포함하는 멤브레인형 저장탱크에 의하면, 선체 밴딩(banding)에 대한 구조물 변형에 취약한 액화천연가스 저장탱크의 코너 영역에서 2차 단열패널의 단열부재와 제1 멤브레인 결합층 사이에 변형 흡수 공간부를 형성하여 구조물 변형을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 변형 흡수를 위한 빈 공간부를 둠으로써 소재 사용 비율이 낮아져 저장탱크의 전체적인 무게가 감소하여 기존 대비 많은 양의 LNG를 적재할 수 있는 효과가 있다.
또한, 선체(Hull) 변형 및 열 변형 등에 따른 액화천연가스 저장탱크의 형상 변화로 인하여 2차 멤브레인이 파괴되는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템의 코너부 구조를 입체적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템을 구성하는 2차 단열패널을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템을 구성하는 2차 단열패널과 2차 멤브레인 일부를 확대 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템을 구성하는 1차 단열패널을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 2차 단열패널의 코너 단열재 형상의 일 실시례를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 의한 2차 단열패널의 코너 단열재 형상의 다른 실시례를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 의한 2차 단열패널의 코너 단열재 형상의 또 다른 실시례를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 의한 액화천연가스 저장탱크를 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 액화천연가스를 저장하기 위한 멤브레인형 저장탱크의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 멤브레인형 저장탱크는 1차 멤브레인(110), 1차 단열패널(120), 2차 멤브레인(200) 및 2차 단열패널(300)을 포함한다.
1차 멤브레인(110)은 1차 단열패널(120) 위에 설치되어 액화천연가스와 접하면서 저장탱크에 저장된 액화천연가스(LNG)를 액밀한다.
2차 멤브레인(200)은 1차 단열패널(120)과 2차 단열패널(300) 사이에 설치되어 1차 멤브레인(110)이 새는 경우 액화천연가스를 액밀하는 역할을 한다.
1차 멤브레인(110)에는 온도 변화에 의한 수축 및 신장 시 파손 등을 방지하기 위해서 다수의 주름부가 형성된다. 주름부는 액화천연가스의 선하적에 따른 온도 변화에 의하여 신장되거나 수축되어 1차 멤브레인(110)에 가해지는 열적 변형에 따른 파손을 방지한다.
1차 멤브레인(110)은 스테인레스 스틸로 제작될 수 있다.
본 발명은 이러한 구조 중 액화천연가스 저장탱크의 코너부에 관계한다.
본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 코너부는 단열패널과 밀봉을 위한 멤브레인이 이중으로 적층되어 단열시스템을 구성한다.
도 2는 본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템의 코너부 구조를 입체적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템은, 코너에 적합한 형태로 절곡된 2차 단열패널(300)과, 2차 단열패널(300) 상에 적층되는 2차 멤브레인(200)과, 2차 멤브레인(200)에 적층되고 2차 단열패널(300)과 동일한 형태로 절곡된 1차 단열패널(120) 및 1차 단열패널(120) 상에 적층되는 스테인리스 강 소재의 1차 멤브레인(미도시)으로 구성된다.
본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템은, 1차 멤브레인 뿐 아니라 2차 멤브레인(200)도 스테인리스 강으로 구성할 수 있으며, 2차 단열패널(300)과 1차 단열패널(120)에 최적의 구조로 적층될 수 있다.
또한, 멤브레인형 저장탱크의 코너부에 적합하도록 절곡된 2차 단열패널(300)과 1차 단열패널(120)의 모서리에 강철판을 구성한 2차 단열패널(300)과 1차 단열패널(120)을 제공할 수 있다.
그에 따라, 후술할 2차 단열패널(300)에 마련되는 1차 단열패널 결합수단(332)이 1차 단열패널(120)에 마련되는 결합홀에 끼워짐으로써, 2차 단열패널(300)과 1차 단열패널(120)이 결합되게 한다.
이하에서는, 이를 위한 2차 단열패널(300) 및 1차 단열패널(120)의 구조를 각각 살펴보도록 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 2차 단열패널(300)은 폴리우레탄 폼 등으로 형성되는 단열부재(310)에 의해, 액화천연가스 저장탱크의 내부 공간이 외부와 열적으로 차단되도록 한다.
단열부재(310)는 저장탱크 측면에 설치되는 제3 단열부재(311), 저장탱크 바닥면과 설치되는 제4 단열부재(312)를 포함하며, 제3 단열부재(311)와 제4 단열부재(312)가 서로 결합되어 단열시스템의 코너부를 형성하며, 대체로 90도 내외의 각을 형성할 수 있다.
제3 단열부재(311)와 제4 단열부재(312) 사이에는 제3 단열부재(311)와 제4 단열부재(312)를 결합시키는 결합부(317)를 포함할 수 있으며, 결합부(317)는 일부에 플라이우드(315)를 삽입하여 공간을 확보하고, 나머지 공간에 글라스 울(316)을 삽입할 수 있으며, 제3 단열부재(311)의 내측 플라이우드(313)와 제4 단열부재(312)의 내측 플라이우드(314) 사이의 적어도 일부에는 글라스 울(316)이 설치되지 않고, 제3 단열부재(311)의 내측 플라이우드(313)와 제4 단열부재(312)의 내측 플라이우드(314)가 내측 코너부에서 서로 맞닿지 않도록 하여 변형 흡수 공간부(360)가 형성되도록 할 수 있다.
즉, 제3 단열부재(311)와 제4 단열부재(312)의 결합은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제3 단열부재(311)와 제4 단열부재(312) 사이 일부에 플라이우드(315)를 삽입하여 공간을 확보하고, 나머지 공간에 글라스 울(316)을 발포하여 접착 고정되도록 한다. 글라스 울(316)은 단열부재(310)의 내측 플라이우드까지 채워지지 않아 코너부의 빈 공간 영역이 형성되도록 할 수 있다.
이러한 단열부재(310) 상에 멤브레인 결합층(320,330)이 조립되고, 멤브레인 결합층(320,330) 상에 멤브레인이 적층이 되는 구조를 가진다.
본 발명에서의 멤브레인 결합층은 단열부재(310)의 절곡된 모서리를 따라 조립되는 제1 멤브레인 결합층(320)과 제2 멤브레인 결합층(330)으로 구분되어 조립된다.
코너에 형성되는 제1 멤브레인 결합층(320)은 제3 플라이우드(322)에 제2 강철판(321)이 스크류에 의해 결합되어 형성되고, 두 개의 제3 플라이우드(322) 사이에는 절곡된 형태를 가지는 코너 단열재(323)가 결합된다. 즉, 제2 강철판(321)와 같은 절곡된 형태로 제3 플라이우드와 코너 단열재가 결합되어 형성된다. 이러한 제1 멤브레인 결합층(320)이 단열부재(310)의 절곡된 모서리를 따라 형성되고, 도시와 같이 제1 멤브레인 결합층(320)은 다수가 분할 배열되어 본딩(bonding) 결합된다.
그리고, 제2 멤브레인 결합층(330)은 플라이우드로 마련되며, 단열부재(310)의 코너가 아닌 평탄면에 조립되고, 제1 멤브레인 결합층(320)과 이격되어 배열되며, 단열부재(310)의 길이 방향을 따라서 다수가 분할 배열되어 본딩(bonding) 결합된다.
이러한 제2 멤브레인 결합층(330) 상에는 금속 스트립(331, steel strip)이 일정한 패턴으로 형성된다.
본 발명의 2차 단열패널(300)은 저장탱크 내부공간을 밀봉시키기 위해 단열패널 상에 적층 형성시키는 멤브레인을 스테인리스 강(SUS)으로 구성하기 위한 구성으로 이루어지며, 또한, 2차 멤브레인 상에는 후술할 1차 단열패널(120)이 적층되어 2차 단열패널(300)과 결합될 수 있는 구성으로 이루어진다.
그래서, 2차 단열패널(300) 상에 적층 형성되는 2차 멤브레인(200)은 제2 멤브레인 결합층(330) 상의 금속 스트립(331)과 제1 멤브레인 결합층(320)에 용접됨으로써 적층된다.
금속 스트립(331)은 제2 멤브레인 결합층(330)을 적층시키기에 적합하도록 격자 형태로서 형성된다.
스테인리스 강으로 마련되는 제2 멤브레인(200)은 온도 변화에 의한 수축 및 신장 시 파손 등을 방지하기 위해서 다수의 주름부(210)가 형성된다.
이러한 다수의 주름부(210)가 안착될 수 있도록 본 발명의 2차 단열패널(300)에서 제1 멤브레인 결합층(320)과 제2 멤브레인 결합층(330)은 이격되어 그 사이에 틈이 형성되도록 하고, 제1 멤브레인 결합층(320)과 제2 멤브레인 결합층(330)은 각각 다수가 분할되어 형성됨으로써, 각각의 사이에 틈이 형성되도록 한다.
이에 따라 형성되는 틈에 제2 멤브레인(200)의 주름부(210)가 안착될 수 있게 된다.
또한, 제2 멤브레인 상에 후술할 1차 단열패널(120)이 적층되어 2차 단열패널(300)과 결합될 수 있도록, 제2 멤브레인 결합층(330)의 금속 스트립(331) 상에는 1차 단열패널 결합수단(332)이 장착되고, 이러한 결합수단은 앵커(anchor) 등으로 마련되어, 1차 단열패널(120)이 끼워질 수 있는 등으로 형성될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 코너부 단열패널은 스테인리스 스틸로 형성되고 주름을 가지는 멤브레인이 용접 결합될 수 있는 구성을 가지고, 멤브레인이 스테인리스 스틸임에도 불구하고, 멤브레인 상으로 저장탱크의 내측에 해당되는 1차 단열패널이 적층되어 2차 단열패널에 용이하게 결합될 수 있는 구성을 가짐으로써, 이러한 적층 구조로서 멤브레인형 저장탱크가 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명에 의한 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템을 구성하는 1차 단열패널을 도시한 것이다.
도 5을 참조하면, 본 발명에 의한 1차 단열패널(120)은, 절곡된 형태로 마련되는 제1 단열부재(121), 제1 단열부재(121)의 평탄한 양 측면에 결합되는 우드 블럭(122), 제1 단열부재(121)과 우드 블럭(122) 상면에 적층되는 제1 강철판(123), 우드 블럭(122)의 측면에 결합되는 제2 단열부재(124), 제2 단열부재(124)의 상면에 적층되는 상면 플라이우드(125), 저장탱크의 바닥부와 평행하게 설치되며, 제1 단열부재(121), 우드 블럭(122), 및 제2 단열부재(124)의 하면에 적층되는 제1 플라이우드(126) 및 저장탱크의 측면부와 평행하게 설치되며, 제1 단열부재(121), 우드 블럭(122), 및 제2 단열부재(124)의 측면에 적층되는 제2 플라이우드(127)를 포함할 수 있다.
우선 제1 강철판(123)은 본 발명의 멤브레인형 저장탱크의 코너부에 적합하도록 절곡된 형태로서 마련되고, 제1 강철판(123)의 하면에는 스터드 볼트가 다수 형성된다.
그리고, 제1 강철판(123) 하면에 결합될 우드 블럭(122)에는 다수의 볼트 결합홀이 스터드 볼트에 대응되게 형성됨으로써, 제1 강철판(123)의 하면에 우드 블럭(122)이 결합된다.
제1 강철판(123)의 양 측부에 우드 블럭(122)이 결합되고, 우드 블럭(122) 사이에는 제1 단열부재(121)이 결합되게 된다.
이러한 제1 단열부재(121)은 제1 강철판(123)과 접합되기 어렵고, 대신 우드 블럭(122)과 고정 결합된다.
이를 위해, 제1 단열부재(121)과 우드 블럭(122)의 하면에는 각각 홈이 형성되고, 이들 홈은 마주하여 하나의 결합홈들을 형성하게 된다.
그러한 결합홈에 블럭 형태의 결합 키를 삽입함으로써, 제1 단열부재(121)과 우드 블럭(122)이 결합된다.
이러한 결합 키는 우드 재질일 수 있고, 결합 키는 끼움 결합되거나, 나사에 의해 고정될 수도 있고, 이에 의해서 제1 단열부재(121)과 우드 블럭(122)이 결합을 이룬다.
우드 블럭(122)의 측면으로는 제2 단열부재(124)이 접합되고, 제2 단열부재(124)의 상면에는 상면 플라이우드(125)가 적층이 된다.
그리고, 1차 멤브레인(110)은 1차 단열패널(120) 상에 용접함으로써 결합시킨다.
이와 같이, 본 발명은 코너부 전체의 단열부재 상부에 스틸로 구성하지 않고, 스틸 외측으로 상 하면에 플라이우드가 형성되도록 분리하여, 공정에 용이하며, 재료비의 절감이 가능하다.
그리고, 1차 단열패널의 2차 단열패널과의 결합을 상 하면에 플라이우드가 형성된 층을 통해서 이루어지도록 하고, 그 위치는 상술한 2차 단열패널의 1차 단열패널 결합수단의 위치에 대응된다.
즉, 제2 단열부재(124)과 상면 플라이우드(125)와 함께 제1 플라이우드(126) 또는 제2 플라이우드(127)를 관통하여 1차 단열패널 결합홀(128)이 형성되고, 1차 단열패널 결합홀(128)에 앞서 설명한 2차 단열패널(300)의 2차 단열패널 결합수단(332)이 결합됨으로써, 1차 단열패널(120)과 2차 단열패널(300)이 스테인리스 스틸 소재의 2차 멤브레인(200)의 구성에도 불구하고 용이하고 효율적으로 물리적인 결합이 가능하게 된다.
한편, 2차 단열패널(300)의 코너부의 내측면(340)과 1차 단열패널(120)의 코너부의 외측면(129) 사이에 변형을 흡수하는 공간 영역이 형성될 수 있다.
즉, 1차 단열패널(120)에는 저장탱크의 바닥부와 평행하게 설치되며, 제1 단열부재(121), 우드 블럭(122), 및 제2 단열부재(124)의 하면에 적층되는 제1 플라이우드(126)와 저장탱크의 측면부와 평행하게 설치되며, 제1 단열부재(121), 우드 블럭(122), 및 제2 단열부재(124)의 측면에 적층되는 제2 플라이우드(127)를 포함할 수 있다.
제1 플라이우드(126)의 길이(P1)와 제2 플라이우드(127)의 길이(P2)는 결합되어 있는 제1 단열부재(121), 우드 블럭(122), 및 제2 단열부재(124)의 전체 길이(L1) 보다 짧게 형성되어, 제1 단열부재(121)의 외측 코너부 일부에는 제1 플라이우드(126) 및 제2 플라이우드(127)가 적층되지 않아, 제1 플라이우드(126) 및 제2 플라이우드(127)가 적층될 공간에 공간 영역이 형성될 수 있다.
다시 말해, 1차 단열패널(120)과 2차 단열패널(300)이 결합되면, 제1 플라이우드(126) 및 제2 플라이우드(127)가 적층되지 않은 제1 단열부재(121)의 코너부의 외측면(129)과 2차 단열패널의 내측면(340) 사이에 공간 영역이 형성될 수 있다.
한편, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 절곡된 형태로 설치되는 단열 부재(310)의 내측면과 단열 부재(310) 상에 적층되는 제1 멤브레인 결합층(320)의 외측면 사이에 변형 흡수 공간부(360)가 형성됨으로써, 선체 변형 즉, 선체 밴딩이 발생하더라도 변형에 따른 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 일반적으로 SUS의 경우 온도가 1℃ 낮아질 때 0.175% 수축하며, Invar의 경우 온도가 1℃ 낮아질 때 0.015% 수축한다. 따라서, 극저온의 액화천연가스를 저장하는 저장탱크의 특성상, 단열시스템의 구성요소 대부분이 극저온에서 변형이 발생하므로, 상기한 변형 흡수 공간부(360)를 형성하여, 온도 변화에 따른 변형에 대한 2차 멤브레인이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
제1 멤브레인 결합층(320)의 외측면 즉, 코너 단열재(323)의 외측면의 모양은 다양한 실시례에 의해 구현될 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 코너 단열재(323)의 코너부의 외측면은 직각 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 다른 실시례로서, 도 7 내지 8에 도시된 바와 같이, 코너 단열재(323)의 코너부의 외측면은 곡률을 갖도록 형성되거나 모따기 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템과 이를 포함하는 멤브레인형 저장탱크는 선체 밴딩(banding)에 대한 구조물 변형에 취약한 액화천연가스 저장탱크의 코너 영역에서 1차 단열패널과 2차 단열패널 사이에 변형 흡수 공간부를 형성하여 구조물 변형을 최소화할 수 있다.
또한, 변형 흡수를 위한 빈 공간부를 둠으로써 소재 사용 비율이 낮아져 저장탱크의 전체적인 무게가 감소하여 기존 대비 많은 양의 LNG를 적재할 수 있는 이점이 있다.
이상과 같이, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
110 : 1차 멤브레인
120 : 1차 단열패널
121 : 제1 단열부재
122 : 우드 블럭
123 : 제1 강철판
124 : 제2 단열부재
125 : 상면 플라이우드
126 : 제1 플라이우드
127 : 제2 플라이우드
128 : 1차 단열패널 결합홀
200 : 2차 멤브레인
210 : 주름부
300 : 2차 단열패널
310 : 단열 부재
311 : 제3 단열부재
312 : 제4 단열부재
320 : 제1 멤브레인 결합층
330 : 제2 멤브레인 결합층
331 : 금속 스트립
332 : 1차 단열패널 결합수단
360 : 변형 흡수 공간부

Claims (11)

  1. 액화천연가스 저장탱크의 내부 공간을 외부와 단열시키기 위해 마련되고, 액화천연가스 저장탱크의 코너에 마련되도록 절곡된 형태를 갖는 2차 단열패널을 포함하는 단열 시스템으로서,
    상기 2차 단열패널은,
    절곡된 형태로 설치되는 단열 부재; 및
    상기 단열 부재 상에 적층되는 제1 멤브레인 결합층을 포함하며,
    상기 단열 부재의 내측면과 상기 제1 멤브레인 결합층의 외측면 사이에 변형 흡수 공간부가 형성되며,
    상기 단열 부재는,
    상기 저장탱크 측면에 설치되는 제3 단열부재;
    상기 저장탱크 바닥면에 설치되는 제4 단열부재; 및
    상기 제3 단열부재와 상기 제4 단열부재를 결합시키는 결합부를 포함하며,
    상기 결합부 일부에 플라이우드를 삽입하여 공간을 확보하고, 나머지 공간에 글라스 울을 삽입하되,
    상기 제3 단열부재의 내측 플라이우드와 상기 제4 단열부재의 내측 플라이우드 사이의 적어도 일부에는 상기 글라스 울이 설치되지 않고,
    상기 제3 단열부재의 내측 플라이우드와 상기 제4 단열부재의 내측 플라이우드가 서로 맞닿지 않도록 하여 상기 변형 흡수 공간부가 형성되도록 하는, 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 결합층은,
    절곡된 형태를 가지는 코너 단열재;
    상기 코너 단열재의 양 측면에 설치되는 제3 플라이우드; 및
    상기 코너 단열재 및 상기 제3 플라이우드 상에 설치되는 제2 강철판을 포함하는, 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 코너 단열재의 외측면이 직각 형태를 갖도록 형성되는, 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 코너 단열재의 외측면을 모따기한 형상을 가지도록 형성되는, 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 코너 단열재의 외측면은 곡률을 갖도록 형성되는, 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 2차 단열패널 상에 적층되는 2차 멤브레인;
    상기 2차 멤브레인 상에 적층되고, 상기 2차 단열패널과 결합되도록 절곡된 형태를 갖는 1차 단열패널; 및
    상기 1차 단열패널 상에 적층되는 1차 멤브레인을 포함하는, 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 1차 단열패널은,
    절곡된 형태의 제1 단열부재;
    상기 제1 단열부재의 평탄한 양 측면에 설치되는 우드 블럭;
    상기 우드 블럭의 측면에 결합되는 제2 단열부재;
    상기 저장탱크의 바닥부와 평행하게 설치되며, 상기 제1 단열부재, 우드 블럭, 및 제2 단열부재의 하면에 적층되는 제1 플라이우드; 및
    상기 저장탱크의 측면부와 평행하게 설치되며, 상기 제1 단열부재, 우드 블럭, 및 제2 단열부재의 측면에 적층되는 제2 플라이우드를 포함하는, 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 2차 단열패널은,
    상기 제1 멤브레인 결합층과 이격되어 결합되며 플라이우드 상에 금속 스트립이 형성된 제2 멤브레인 결합층을 포함하며,
    상기 2차 단열패널 상에 마련되는 1차 단열패널 결합수단이 상기 1차 단열패널에 마련되는 결합홀에 끼워짐으로써, 상기 1차 단열패널이 상기 2차 단열패널에 결합되며,
    상기 1차 단열패널 결합수단은 상기 2차 단열패널의 2차 멤브레인 결합층 상에 형성되는 금속 스트립 상에 장착되는 것을 특징으로 하는, 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 2차 멤브레인은 상기 제1 멤브레인 결합층과 상기 제2 멤브레인 결합층의 금속 스트립에 용접되는 것을 특징으로 하는, 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템.
  11. 청구항 1, 청구항 3 내지 10 중 어느 한 항에 의한 단열시스템을 포함하는 멤브레인형 저장탱크.
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