KR102568579B1 - 액화수소 저장탱크장치 - Google Patents

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손주영
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에스탱크엔지니어링(주)
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Abstract

본 발명은 액화수소 저장탱크장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화수소 저장시, 증기 발생 및 열변형에 따른 응력 발생을 감소시킬 수 있고, 배출파이프의 하부를 지지할 수 있는 액화수소 저장탱크장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 액화수소 저장탱크장치는 저장탱크와, 충전파이프수단과, 배출파이프와, 지지수단을 포함한다. 상기 저장탱크는 원통형의 측벽부와, 상기 측벽부의 상단에 결합되는 지붕부를 구비하여 내부에 액화수소를 저장할 수 있다. 상기 충전파이프수단은 상기 지붕부에서 상기 저장탱크의 바닥으로 액화수소가 주입될 수 있도록 상기 지붕부에서 상기 바닥으로 상기 저장탱크의 내측면을 따라 장착된다. 상기 배출파이프는 상기 저장탱크의 내부에 저장된 액화수소를 배출시킬 수 있게 상단이 상기 지붕부에 고정되고 하단이 상기 바닥으로 향한다. 상기 지지수단은 상기 배출파이프의 하부가 수평방향으로 일정간격 이상 흔들리지 않게 구속시키고, 상기 배출파이프가 열수축되더라도 수직방향으로 상기 배출파이프의 하부를 지지할 수 있게 상기 저장탱크의 바닥에 장착된다.
본 발명에 의하면, 충전파이프수단은 공급파이프와 유입파이프를 구비하며, 유입파이프는 저장탱크의 측벽부의 내측면을 따라 나선형을 이루도록 장착된다. 이 경우, 액화수소가 공급되면, 액화수소의 수직방향으로의 낙하속도가 감소된다. 그래서 액화수소의 수직방향의 낙하속도가 감소된 상태에서 액화수소가 저장탱크에 저장되므로 진동과 증기 발생을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 유입파이프는 수직방향으로 일정간격 이격되어 저장탱크의 측벽부의 내측면에 지지된 복수 개의 냉각파이프로 구성된다. 이 경우, 액화수소 저장시, 복수의 냉각파이프 각각이 열변형 되더라도 냉각파이프의 지지부에 발생되는 응력을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 지지수단은 지지프레임과 지지부재를 구비하여 배출파이프의 하부가 수평방향으로 일정간격 이상 흔들리지 않게 구속시키고, 배출파이프가 열수축되더라도 배출파이프의 하부를 수직방향으로 지지할 수 있다.

Description

액화수소 저장탱크장치{Storage tank apparatus for liquefied hydrogen}
본 발명은 액화수소 저장탱크장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 충전파이프로 액화수소를 충전시, 증기 발생 및 열변형에 따른 응력 발생을 감소시킬 수 있고, 배출파이프의 하부를 지지할 수 있는 액화수소 저장탱크장치에 대한 것이다.
액화천연가스 저장탱크는 약 -163℃으로 냉각된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas : LNG)를 저장하므로, 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작되며, 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 차단할 수 있는 이중 구조로 이루어진다. 이러한 저장탱크는 액화천연가스를 공급하거나 외부로 배출시키기 위한 펌프타워를 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 펌프타워(100)는 액화천연가스 저장탱크의 높이 방향으로 배치되어 저장탱크 내부로 액화천연가스를 유입시키기 위한 하나의 충전파이프(110)와, 저장탱크 내부의 액화천연가스를 배출시키기 위한 한 쌍의 배출파이프(120)와, 배출파이프(120)가 정상 작동되지 않는 비상시 사용할 수 있는 응급파이프(130)와, 한 쌍의 배출파이프(120)와 응급파이프(130)를 연결하는 트러스 구조의 지지파이프(140)들로 구성된다. 여기서, 충전파이프(110)는 액화수소의 충전시 발생되는 열수축을 고려하여 트러스 구조로부터 이격배치되어 응급파이프(130)의 측면에 슬리브 형태로 배치된다.
상기의 펌프타워(100)는 초저온의 액화천연가스에 의한 열변형에 대응하기 위하여 상단은 저장탱크의 상부에 형성된 돔 지붕(Dome Roof)에 고정되고, 하단은 저장탱크의 바닥에 고정되지 않고 바닥에서 일정간격 이격되어 배치된다.
등록특허 제10-1436669호 (등록일 2014.08.26)
한편, 최근 산업계에서 수소에 대한 수요가 증가하여 수소를 액화하여 저장하거나 운반하는 기술에 대한 개발이 진행되고 있다. 수소는 끓는점이 약 -253℃로 천연가스에 비해 훨씬 낮다. 따라서, 액화수소 저장탱크에 종래의 펌프타워를 적용하여 액화수소를 충전할 경우, 액화수소는 액화천연가스보다 저온으로 형성되므로 종래의 펌프타워를 사용하기에는 아래와 같은 어려움이 따른다.
종래의 펌프타워의 경우, 충전파이프(110)는 저장탱크의 내부에서 수직으로 배치된 원통형의 파이프로 형성된다. 그래서 로딩장치에 의해 액화수소가 공급되면 액화수소가 상부에서 하부로 낙하하면서 위치에너지가 수직방향으로의 운동에너지로 변환된다. 저장탱크의 높이가 높을 경우, 수직방향으로의 낙하속도가 높은 상태로 액화수소가 저장되므로 진동과 증기 발생이 많이 생긴다는 문제점이 있었다.
또한, 충전파이프(110)가 하나의 파이프로 형성되므로 액화수소 저장시 열변형랑이 많이 발생되므로 충전파이프(110)를 지지할 때 열변형에 의하여 응력 발생이 많이 생긴다는 문제점이 있었다. 또한, 배출파이프(120)는 하단이 고정되지 아니하므로 열변형에 의하여 배출파이프(120)가 수축하거나 외부로부터 하중이 전달될 경우, 배출파이프(120)의 하부가 고정되지 않고 흔들린다는 문제점이 있었다.
액화수소의 경우, -253 으로 , 극저온이다. 종래의 천연액화가스를 저장탱크에 저장하기 위한 펌프타워를 사용하여 액화수소를 저장할 경우, 액화수소는 천연액화가스보다 저온으로 형성되므로 종래의 펌프타워 구조를 사용하기 어렵다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 액화수소 저장시, 액화수소의 수직방향 낙하속도를 감소시켜 진동과 증기 발생을 감소시킬 수 있는 액화수소 저장탱크장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 액화수소 저장시, 충전파이프의 열변형에 따른 응력발생을 감소시킬 수 있는 액화수소 저장탱크장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 배출파이프의 하부가 흔들리지 않게 지지할 수 있는 액화수소 저장탱크장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 액화수소 저장탱크장치는 저장탱크와, 충전파이프수단과, 배출파이프와, 지지수단을 포함한다. 상기 저장탱크는 원통형의 측벽부와, 상기 측벽부의 상단에 결합되는 지붕부를 구비하여 내부에 액화수소를 저장할 수 있다. 상기 충전파이프수단은 상기 지붕부에서 상기 저장탱크의 바닥으로 액화수소가 주입될 수 있도록 상기 지붕부에서 상기 바닥으로 상기 저장탱크의 내측면을 따라 장착된다. 상기 배출파이프는 상기 저장탱크의 내부에 저장된 액화수소를 배출시킬 수 있게 상단이 상기 지붕부에 고정되고 하단이 상기 바닥으로 향한다. 상기 지지수단은 상기 배출파이프의 하부가 수평방향으로 일정간격 이상 흔들리지 않게 구속시키고, 상기 배출파이프가 열수축되더라도 수직방향으로 상기 배출파이프의 하부를 지지할 수 있게 상기 저장탱크의 바닥에 장착된다.
또한, 상기의 액화수소 저장탱크장치에 있어서, 상기 지지수단은 지지프레임과 지지부재를 구비하는 것이 바림직하다. 상기 지지프레임은 상기 배출파이프의 하부가 수평방향으로 일정간격 이상 흔들리지 않게 구속시키도록 상기 배출파이프의 하부의 외주면과 일정간격 이격된 구속부를 구비하여 상기 저장탱크의 바닥에 장착된다. 상기 지지부재는 일단은 상기 배출파이프의 하부에 결합되고, 타단은 상기 배출파이프가 열수축되더라도 상기 배출파이프의 하부가 상기 지지프레임에 지지될 수 있도록 상기 지지프레임의 상부에 지지된다.
또한, 상기의 액화수소 저장탱크장치에 있어서, 상기 지지프레임은 지지부를 더 구비하는 것이 바람직하며, 상기 지지부재는 상기 배출파이프가 열수축되면 상기 지지부재의 타단이 반경방향으로 상기 배출파이프의 외주면으로 오므라져서 상기 지지부에 지지될 수 있게 상기 배출파이프의 외주면에 결합된 것이 바람직하다. 상기 지지프레임은 상기 지지부재의 타단이 반경방향으로 벌어지지 않게 상기 지지부재의 타단을 수직방향으로 지지한다.
또한, 상기의 액화수소 저장탱크장치에 있어서, 상기 지지부재는 고정프레임과 복수의 판스프링을 구비하는 것이 바람직하며, 상기 지지부는 상기 판스프링의 타단이 반경방향으로 벌어지지 않게 지지할 수 있도록 반경방향을 따라 복수개의 쐐기가 돌기되는 것이 바람직하다. 상기 고정프레임은 상기 배출파이프의 하부의 외주면에 원주방향을 따라 결합된다. 상기 판스프링은 일단은 상기 고정프레임에 결합되고 타단은 상기 배출파이프의 외주면에서 반경방향으로 벌어질 수 있게 탄성적으로 가압되어 상기 지지부의 상부에 지지된다.
또는, 상기의 액화수소 저장탱크장치에 있어서, 상기 충전파이프수단은 공급파이프와 유입파이프를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 공급파이프는 일단이 외부와 연통되어 상기 지붕부의 내측면을 따라 장착된다. 상기 유입파이프는 일단은 상기 공급파이프로부터 액화수소를 공급받을 수 있고 타단은 상기 공급된 액화수소를 상기 저장탱크의 바닥으로 공급할 수 있게 상기 측벽부의 내측면을 따라 나선형을 이루도록 장착된다.
또한, 상기의 액화수소 저장탱크장치에 있어서, 상기 유입파이프는 수직방향으로 일정간격 이격되어 분리된 복수의 냉각파이프로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 충전파이프수단은 공급파이프와 유입파이프를 구비하며, 유입파이프는 저장탱크의 측벽부의 내측면을 따라 나선형을 이루도록 장착된다. 이 경우, 액화수소가 공급되면, 액화수소의 수직방향으로의 낙하속도가 감소된다. 그래서 액화수소의 수직방향의 낙하속도가 감소된 상태에서 액화수소가 저장탱크에 저장되므로 진공과 증기 발생을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 유입파이프는 수직방향으로 일정간격 이격되어 저장탱크의 측벽부의 내측면에 지지된 복수 개의 냉각파이프로 구성된다. 이 경우, 액화수소 저장시, 복수의 냉각파이프 각각이 열변형 되더라도 냉각파이프의 지지부에 발생되는 응력을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 지지수단은 지지프레임과 지지부재를 구비하여 배출파이프의 하부가 수평방향으로 일정간격 이상 흔들리지 않게 구속시키고, 배출파이프가 열수축되더라도 배출파이프의 하부를 수직방향으로 지지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 액화수소 저장탱크장치의 일 실시예의 개념도이고,
도 2는 도 1에 도시된 유입파이프가 액화수소 저장탱크에 장착된 개념도이고,
도 3은 도 1에 도시된 냉각파이프의 개념도이고,
도 4는 도 1에 도시된 배출파이프와 지지수단의 개념도이고,
도 5는 종래의 천연액화가스 저장탱크의 내부에 설치되는 펌프타워의 개념도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 액화수소 저장탱크장치의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 액화수소 저장탱크장치는 저장탱크(10)와, 충전파이프수단(20)과, 배출파이프(30)와, 지지수단(40)을 포함한다.
저장탱크(10)는 내부에 액화수소를 저장하는 역할을 한다. 이를 위하여 저장탱크(10)는 바닥판(11)과, 바닥판(11)에 결합되어 저장탱크(10)의 내부를 형성하기 위한 원통형의 측벽부(13)와, 측벽부(13)의 상단에 결합되는 돔 형상의 지붕부(15)를 구비한다.
충전파이프수단(20)은 저장탱크(10)의 지붕부(15)를 통하여 저장탱크(10)의 바닥으로 액화수소를 주입시키는 역할을 한다. 충전파이프수단(20)은 극저온의 액화수소를 공급하므로 액화수소 공급시 열변형에 의한 흔들림 등을 방지하기 위하여 저장탱크(10)의 내측면을 따라 지지되어 장착된다. 이를 위하여 충전파이프수단(20)은 공급파이프(21)와 유입파이프(23)를 구비한다.
공급파이프(21)는 저장탱크(10)의 외부에서 저장탱크(10)의 내부로 액화수소를 공급하는 역할을 하며, 이를 위하여 공급파이프(21)는 일단이 외부와 연통되도록 노출되어 저장탱크(10)의 지붕부(15)의 내측면을 따라 지지되어 장착된다.
유입파이프(23)는 공급파이프(21)에서 공급된 액화수소를 저장탱크(10)의 바닥으로 유입시키는 역할을 한다. 이를 위하여 유입파이프(23)는 저장탱크(10)의 측벽부(13)의 내측면을 따라 나선형으로 형성되어 내측면에 지지되어 장착된다. 이 경우, 액화수소가 공급되면, 유입파이프(23)가 수직으로 장착되는 것보다 액화수소의 수직방향으로의 낙하속도가 감소된다. 그래서 액화수소를 저장할 때, 진동과 증기 발생을 감소시킬 수 있다. 여기서 유입파이프(23)는 수직방향으로 일정간격 이격되어 저장탱크(10)의 측벽부(13)의 내측면에 지지되어 장착된 복수 개의 냉각파이프(24)로 구성된다. 여기서 냉각파이프(24)는 장착프레임(25)으로 지지된다. 액화수소의 저장시, 극저온의 액화수소가 공급되면, 유입파이프(23)는 수축된다. 본 실시예의 경우, 유입파이프(23)는 복수 개의 냉각파이프(24)로 분리되어 구성되므로 각각의 냉각파이프(24)의 수축량은 유입파이프(23)의 수축량보다 작으므로 냉각파이프(24)를 지지하는 장착프레임(25)에 작용하는 응력의 발생을 감소시킬 수 있다.
배출파이프(30)는 저장탱크(10)의 내부에 저장된 액화수소를 외부로 배출시키는 역할을 한다. 이를 위하여 배출파이프(30)는 상단이 지붕부(15)에 고정되어 하단이 저장탱크(10)의 바닥을 향하도록 수직방향으로 설치된다.
지지수단(40)은 저장탱크(10)의 바닥판(11)에 장착되어 배출파이프(30)의 하부를 지지하는 역할을 한다. 이를 위하여 지지수단(40)은 지지프레임(41)과, 지지부재(47)를 구비한다.
지지프레임(41)은 배출파이프(30)의 하부의 흔들림을 방지하고 수직방향으로 지지하는 역할을 하며, 이를 위하여 지지프레임(41)은 구속부(42)와, 지지부(44)를 구비하여 저장탱크(10)의 바닥판(11)에 장착된다.
구속부(42)는 배출파이프(30)의 하부의 외주면과 미세간격으로 이격되어 배출파이프(30)의 하부의 외주면을 감싸는 링형상으로 형성된다. 그래서 배출파이프(30)의 하단이 일정간격 이상 흔들리지 않게 구속시킬 수 있다.
지지부(44)는 지지부재(47)가 배출파이프(30)의 하부를 지지할 때 반경방향으로 벌어지지 않게 지지하는 역할을 하며, 이를 위하여 지지부(44)는 지지프레임(41)의 상부에서 반경방향을 따라 돌기된 복수개의 쐐기(45)로 구성된다.
지지부재(47)는 배출파이프(30)가 열수축되더라도 수직방향으로 배출파이프(30)의 하부가 지지프레임(41)에 지지될 수 있게 지지하는 역할을 한다. 이를 위하여 지지부재(47)는 고정프레임(48)과, 판스프링(50)을 구비한다.
고정프레임(48)은 배출파이프(30)의 하부의 외주면에 원주방향을 따라 링형상으로 형성되어 결합된다.
판스프링(50)은 일단이 고정프레임(48)에 결합되고, 타단이 지지부(44)의 쐐기(45)에 탄성적으로 가압되어 지지된다. 판스프링(50)은 저장탱크(10)에 액화수소가 저장되기 전에는 타단이 배출파이프(30)의 하부의 외주면에서 반경방향으로 벌어져서 지지부(44)의 외측에 위치한 쐐기(45)에 지지된다. 그리고 저장탱크(10)에 액화수소가 공급될 때에는 배출파이프(30)가 열수축되어 배출파이프(30)의 하단이 상승한다. 그러면 판스프링(50)도 상승하면서 타단이 반경방향으로 안쪽으로 슬라이딩하여 안쪽에 위치한 쐐기(45)에 지지된다. 따라서, 배출파이프(30)가 열수축되더라도 배출파이프(30)의 하부를 판스프링(50)에 의하여 지지부(44)에 지지될 수 있다.
본 실시예의 경우, 공급파이프(21)는 일단이 외부와 연통되어 지붕부(15)의 내측면을 따라 지지되어 장착된다. 그리고 유입파이프(23)는 복수개의 냉각파이프(24)가 수직방향으로 일정간격 이격되어 측벽부(13)의 내측면을 따라 나선형을 이루도록 지지되어 장착된다. 여기서 냉각파이프(24)는 사선방향으로 기울어지게 형성되어 일단이 공급파이프(21)로부터 액화수소를 공급받을 수 있게 상향 절곡되고, 타단이 공급된 액화수소를 저장탱크(10)의 바닥으로 공급할 수 있게 하향 절곡된다. 그래서 공급파이프(21)로 액화수소가 공급되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 지붕부(15)의 내측면을 따라 공급파이프(21)의 타단으로 배출된 액화수소는 낙하하여 제1냉각파이프(24-1)의 일단으로 공급된다. 그리고 제1냉각파이프(24-1)의 일단으로 공급된 액화수소는 제1냉각파이프(24-1)의 타단으로 배출되고 낙하하여 제2냉각파이프(24-2)의 일단으로 공급된다. 그리고 제2냉각파이프(24-2)의 일단으로 공급된 액화수소는 제2냉각파이프(24-2)의 타단으로 배출되고 낙하하여 제3냉각파이프(24-3)의 일단으로 공급된다. 이 경우, 액화수소는 저장탱크(10)의 측벽부(13)의 내측면을 따라 나선형을 이루면서 공급되므로, 수직방향으로 공급되는 것보다 수직방향으로의 낙하속도는 감소된다. 그래서 액화수소의 수직방향의 낙하속도가 감소된 상태에서 액화수소가 저장탱크(10)의 내부에 저장되므로 진동과 증기 발생을 감소시킬 수 있다. 또한, 유입파이프(23)는 복수의 냉각파이프(24)가 각각 저장탱크(10)의 측벽부(13)의 내측면을 따라 장착프레임(25)에 지지되어 장착되므로 액화수소의 저장시, 냉각파이프(24)의 열수축으로 인하여 장착프레임(25)에 발생하는 응력을 감소시킬 수 있다.
한편, 저장탱크(10)에 액화수소가 저장되면, 배출파이프(30)는 열수축된다. 본 실시예의 경우, 지지프레임(41)의 구속부(42)는 배출파이프(30)의 하부의 외주면과 미세간격으로 이격되어 배출파이프(30)의 하부의 외주면을 감싸고, 지지부(44)는 지지부재(47)가 배출파이프(30)의 하부를 지지할 때 반경방향으로 벌어지지 않게 지지할 수 있게 반경방향을 따라 복수 개의 쐐기(45)가 돌기된다. 그리고 지지부재(47)의 고정프레임(48)은 배출파이프(30)의 하부의 외주면에 결합되고, 판스프링(50)은 일단이 고정프레임(48)에 결합되고 타단이 지지부(44)의 쐐기(45)에 탄성적으로 가압되어 지지된다. 이 경우, 배출파이프(30)의 하부가 흔들리더라도 구속부(42)가 일정간격 이상 흔들리지 않게 구속시킬 수 있다. 또한, 판스프링(50)은 저장탱크(10)에 액화수소가 저장되기 전에는 타단이 배출파이프(30)의 하부의 외주면에서 반경방향으로 벌어져서 지지부(44)의 외측에 위치한 쐐기(45)에 지지되지만, 저장탱크(10)에 액화수소가 저장되어 배출파이프(30)가 열수축되면, 타단이 반경방향으로 안쪽으로 이동하면서 지지부(44)의 안쪽에 위치한 쐐기(45)에 지지된다. 그래서, 배출파이프(30)의 하부를 수직으로 계속 지지할 수 있다. 따라서, 배출파이프(30)의 상단에서 지붕주(15)에 작용하는 하중을 감소시킬 수 있다.
반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 펌프타워(100)의 충전파이프(110)는 저장탱크의 내부에서 수직으로 배치된 원통형의 파이프로 형성된다. 그래서 로딩장치에 의해 액화수소가 공급되면 액화수소가 상부에서 하부로 낙하하면서 위치에너지가 수직방향으로의 운동에너지로 변환된다. 저장탱크의 높이가 높을 경우, 수직방향으로의 낙하속도가 높은 상태에서 천연액화가스가 저장되므로 진동과 증기 발생이 많이 생긴다는 문제점이 있었다. 또한, 충전파이프(110)가 하나의 파이프로 형성되므로 액화수소 저장시 열변형랑이 많이 발생되므로 충전파이프(110)를 지지할 때 열변형에 의하여 응력 발생이 많이 생긴다는 문제점이 있었다. 또한, 배출파이프(120)는 하단이 고정되지 아니하므로 열변형에 의하여 배출파이프(120)가 수축하거나 외부의 하중에 의하여 배출파이프(120)의 하부가 고정되지 않고 흔들린다는 문제점이 있었다.
10 : 저장탱크 11 : 바닥판
13 : 측벽부 15 : 지붕부
20 : 충전파이프수단 21 : 공급파이프
23 : 유입파이프 24(24-1,24-2,24-3,24-n) : 냉각파이프
25 : 장착프레임 30 : 배출파이프
40 : 지지수단 41 : 지지프레임
42 : 구속부 44 : 지지부
45 : 쐐기 47 : 지지부재
48 : 고정프레임 50 : 판스프링
100 : 펌프타워 110 : 충전파이프
120 : 배출파이프 130 : 응급파이프
140 : 지지파이프

Claims (6)

  1. 원통형의 측벽부와, 상기 측벽부의 상단에 결합되는 지붕부를 구비하여 내부에 액화수소를 저장할 수 있는 저장탱크와,
    상기 지붕부에서 상기 저장탱크의 바닥으로 액화수소가 주입될 수 있도록 상기 지붕부에서 상기 바닥으로 상기 저장탱크의 내측면을 따라 장착된 충전파이프수단과,
    상기 저장탱크의 내부에 저장된 액화수소를 배출시킬 수 있게 상단이 상기 지붕부에 고정되고 하단이 상기 바닥으로 향하는 배출파이프와,
    상기 배출파이프의 하부가 수평방향으로 일정간격 이상 흔들리지 않게 구속시키도록 상기 배출파이프의 하부의 외주면과 일정간격 이격된 구속부를 구비하여 상기 저장탱크의 바닥에 장착된 지지프레임과, 일단은 상기 배출파이프의 하부에 결합되고 타단은 상기 배출파이프가 열수축되더라도 상기 배출파이프의 하부가 수직방향으로 상기 지지프레임에 지지될 수 있도록 상기 지지프레임의 상부에 지지되는 지지부재를 구비한 지지수단을 포함하며,
    상기 지지프레임은 상기 지지부재의 타단이 반경방향으로 벌어지지 않게 상기 지지부재의 타단을 수직방향으로 지지하는 지지부를 구비하며,
    상기 지지부재는 상기 배출파이프가 열수축되면 상기 지지부재의 타단이 반경방향으로 상기 배출파이프의 외주면으로 오므라져서 상기 지지부에 지지될 수 있게 상기 배출파이프의 외주면에 결합된 것을 특징으로 하는 액화수소 저장탱크장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 배출파이프의 하부의 외주면에 원주방향을 따라 결합된 고정프레임과, 일단은 상기 고정프레임에 결합되고 타단은 상기 배출파이프의 외주면에서 반경방향으로 벌어질 수 있게 탄성적으로 가압되어 상기 지지부의 상부에 지지되는 복수의 판스프링을 구비하며,
    상기 지지부는 상기 판스프링의 타단이 반경방향으로 벌어지지 않게 지지할 수 있도록 반경방향을 따라 복수개의 쐐기가 돌기되는 것을 특징으로 하는 액화수소 저장탱크장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 충전파이프수단은 일단이 외부와 연통되어 상기 지붕부의 내측면을 따라 장착된 공급파이프와, 일단은 상기 공급파이프로부터 액화수소를 공급받을 수 있고 타단은 상기 공급된 액화수소를 상기 저장탱크의 바닥으로 공급할 수 있게 상기 측벽부의 내측면을 따라 나선형을 이루도록 장착된 유입파이프를 구비하는 것을 특징으로 하는 액화수소 저장탱크장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유입파이프는 수직방향으로 일정간격 이격되어 분리된 복수의 냉각파이프로 구성된 것을 특징으로 하는 액화수소 저장탱크장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56120896A (en) * 1980-02-25 1981-09-22 Kawasaki Heavy Ind Ltd Pump barrel support device for double shell low temperature tank
JPH10331475A (ja) * 1997-05-29 1998-12-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 屋根上げ工法
JP2003329199A (ja) * 2002-05-14 2003-11-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 低温タンクの受入管
KR101436669B1 (ko) 2010-10-26 2014-09-01 현대중공업 주식회사 액화가스 운반선용 펌프타워

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56120896A (en) * 1980-02-25 1981-09-22 Kawasaki Heavy Ind Ltd Pump barrel support device for double shell low temperature tank
JPH10331475A (ja) * 1997-05-29 1998-12-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 屋根上げ工法
JP2003329199A (ja) * 2002-05-14 2003-11-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 低温タンクの受入管
KR101436669B1 (ko) 2010-10-26 2014-09-01 현대중공업 주식회사 액화가스 운반선용 펌프타워

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