KR102630112B1 - 단열 밀폐 탱크 - Google Patents

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브루노 드레트흐
꺄뜨린 부꺄르
까미유 구르멜렌
로린 성세비
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가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
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Abstract

본 발명은 지지 구조물(2)에 통합된 밀봉 및 단열 탱크에 관한 것으로, 상기 탱크는 수평 방향과 각도를 형성하고 지지 구조물(2)의 지지 벽에 고정된 적어도 하나의 경사 탱크 벽(1)을 포함하며, 탱크 벽(1)은, 탱크 외부에서 내부로 두께 방향으로, 대응하는 지지 벽에 대해 지지되는 단열 배리어(3) 및 단열 배리어(3)에 의해 지지되는 밀봉 멤브레인(4)을 연속적으로 포함되는 다층 구조를 가지며, 상기 탱크는 단열 배리어(3)과 지지 벽 사이에 형성된 공간에 밀봉 스트립(15)을 포함하며, 밀봉된 스트립(15)은 단열 배리어(3)와 지지 벽 사이의 공간을 벽의 가장 큰 경사 방향으로 복수의 연속적인 구역(14)에서 구획하고, 상기 구역(14)은 최대 경사 방향에 대하여 경사진 횡방향으로 탱크 벽(1)의 전체 횡방향 치수에 걸쳐 연장된다.

Description

단열 밀폐 탱크
본 발명은 밀봉 및 단열 멤브레인 탱크 분야에 관한 것이다. 본 발명은 특히 예를 들어 -50℃ 및 0°C 사이의 온도에서 액화 석유 가스(LPG)를 이송하거나 대기압에서 약 -162°C에서 액화 천연 가스(LNG)를 운송하거나 또는 약 -185°C에서 액체 아르곤을 저장하기 위한 탱크와 같은, 저온에서 액화 가스를 저장 및/또는 운송하기 위한 밀봉 및 단열 탱크 분야에 관한 것입니다. 이러한 탱크는 육지나 수상 구조물에 설치될 수 있다. 부유식 구조물의 경우, 탱크는 액화 가스를 운송하거나 부유식 구조물의 추진을 위한 연료로 사용되는 액화 가스를 수용할 수 있다.
문서 FR2265608은 2차 단열 배리어, 2차 밀봉 멤브레인, 1차 단열 배리어 및 1차 밀봉 멤브레인을 포함하는 선박의 지지 구조물에 통합된 밀봉 및 단열 탱크를 설명한다. 이 문서는 지지 구조물에 2차 단열 배리어을 배치하는 방법을 보다 구체적으로 설명한다.
상기 문헌의 2차 단열 배리어는 단열 재료로 채워지고 서로 병치된 복수의 2차 단열 박스를 포함한다. 2차 단열 박스는 선박의 지지 구조에 직접 고정된다. 선박 구조물은 평탄 요철을 구비할 수 있다. 지지 구조물의 평탄도 결함을 완화하기 위해, 매스틱 스트립이 지지 구조에 대해 지지되는 박스의 면에 배치된다. 따라서 매스틱은 절연 박스 아래에서 어느 정도 분쇄되어 평탄도 결함을 흡수할 수 있다.
그러나 이러한 종류의 배열에서는 두 개의 병치된 절연 박스 사이에 탱크 벽의 모든 치수에 걸쳐 2차 단열 배리어과 지지 구조 사이에 공간이 있다. 이러한 공간은 2차 밀봉 멤브레인과 2차 단열 배리어 사이에서도 발견된다.
2차 밀봉 멤브레인은 매우 낮은 온도에서 있게 되고, 지지 구조물은 주변 온도에 있게 되며, 수평 방향으로 각도를 형성하는 경사진 벽, 예를 들어 탱크의 수직 벽에서 열사이펀 현상이 발생되며, 냉가스 (또는 가스 혼합물)의 순환이 있으며, 따라서 2차 밀봉 멤브레인 및 2차 단열 배리어 사이에서 수직 방향에 대하여 하강하며, 온가스의 순환은 따라서 2차 단열 배리어 및 지지벽 사이에서 수직 방향에 대하여 하강하게 되는 것으로 관찰된다. 냉각 가스의 순환과 온열 가스의 순환은 탱크 벽을 통한 열의 대류 전달을 선호하는 탱크 벽의 끝에서 폐쇄 회로를 형성한다.
이러한 열사이펀 효과는 단열 배리어이 단열 역할을 효과적으로 수행하는 것을 방지하므로, 탱크 내용물의 극한 온도를 탱크로 전파하여 탱크의 외부 구조를 손상시킬 수 있다.
본 발명은 이 문제를 해결하는 것을 목표로 한다.
본 발명의 이면에 있는 한 가지 사상은 열사이펀 효과에 의한 가스 순환이 경사진 벽에 형성되는 것을 방지하는 것이다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 지지 구조물에 통합된 밀봉되고 단열된 탱크를 제공하며, 상기 탱크는 지상 중력장에 수직인 수평 방향과 각도를 형성하고 지지 구조물의 지지 벽에 고정된 적어도 하나의 기울어진 탱크 벽을 포함하되, 상기 탱크는 탱크의 외부에서 내부로의 두께 방향으로, 해당 지지 벽에 대해 지지되는 단열 배리어 및 상기 단열 배리어에 의해 지지되는 밀봉된 멤브레인을 연속적으로 포함하는 다층 구조를 가지며, 상기 탱크는 단열 배리어과 지지 벽 사이에 형성된 공간에 밀봉되거나 실질적으로 밀봉된 스트립을 포함하며, 밀봉된 또는 실질적으로 밀봉된 스트립은 벽의 최대 경사 방향으로 복수의 연속적인 구역에서 단열 배리어과 지지 벽 사이의 공간을 분할하고, 상기 구역은 가장 크게 경사진 방향에 대하여 경사진 횡방향으로 탱크 벽의 전체 가로 치수에 걸쳐 연장된다.
이러한 특징 덕분에, 지지 구조물과 온열시에 경사벽에서 상승하도록 된 2차 단열 배리어 사이에 위치한 가스는 이러한 공간을 밀봉된 스트립의 도움으로 복수의 구역으로 구획함으로써 그 순환이 차단된다. 따라서, 열사이펀 효과가 생기지 않게 된다. 실제로, 기체가 따뜻해지면 단위 질량당 부피가 감소하고 지구 중력장의 방향과 반대 방향으로 이동하는 경향이 있으므로 경사벽에서 상승하게 된다. 마찬가지로, 기체가 냉각되면 단위 부피당 질량이 증가하고 지구 중력장의 방향으로 이동하는 경향이 있으므로 경사벽에서 하강하는 경향이 있다.
여기서 "최대경사 방향으로 연속된 복수의 구역"이란 탱크벽의 최대경사선을 따라갈 때 구역이 차례로 연이어 만나게 되는 것을 의미한다.
실시예에 따르면, 이러한 종류의 탱크는 다음 특징 중 하나 이상을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 횡방향은 최대 경사 방향에 대해 직교하거나 비스듬하다. 일 실시예에 따르면, 상기 지지 벽은 평면이고 가로 방향 및 최대 경사 방향은 지지 벽의 평면에 위치된다.
일 실시예에 따르면, 밀봉된 또는 실질적으로 밀봉된 스트립 중 적어도 하나, 일부 또는 전부는 지지 구조물의 임의의 평탄도 결함을 보상하기 위해 가로 방향으로 다양한 두께를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 밀봉된 또는 실질적으로 밀봉된 스트립 중 적어도 하나, 일부 또는 전부는 탱크 벽의 모든 횡방향 치수에 걸쳐 연장된다.
일 실시예에 따르면, 밀봉된 또는 실질적으로 밀봉된 스트립 중 적어도 하나, 일부 또는 전부는 중합체 재료, 예를 들어 매스틱 또는 폐쇄 셀 발포체, 예를 들어 폐쇄 셀 폴리우레탄 발포체이거나, 또는 EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 단량체) 고무 스트립과 폴리에스테르 발포체 스트립의 조합으로 된다.
일 실시예에 따르면, 밀봉된 또는 실질적으로 밀봉된 스트립 중 적어도 하나, 일부 또는 전부는 적어도 하나의 피쉬플레이트에 의해 밀봉된 방식으로 서로 연결된 복수의 스트립 부분을 포함하고, 상기 피쉬플레이트는 2개의 인접한 스트립 부분 사이에 배치된다.
여기서, 밀봉 방식으로 연결된다는 것은 스트립 부분의 밀봉 특성이 두 스트립 부분 사이의 연결 레벨에서 유지되고, 이에 따라 피쉬 플레이트와 스트립 부분 사이에 순환 공간이 자유로이 남지 않도록 보장하는 것을 의미한다.
따라서, 밀봉된 스트립은 가로 방향으로 전체적으로 연장되며, 상기 밀봉된 스트립의 스트립 부분은 예를 들어 주름진 라인을 형성하기 위해 국부적인 방식으로 다른 방향을 따를 수 있다.
또한, 예를 들어 나무 또는 합판과 같은 단단한 재료로 만들어진 피쉬 플레이트는 지지 벽에 단열 배리어를 배치할 때 밀봉된 스트립이 과도하게 찌그러지는 것을 방지할 수 있다. 실제로, 피쉬 플레이트의 두께는 바람직하게는 인접한 스트립 부분보다 작아서 스트립 부분도 탄성 변형 범위에서 약간 압축되어 소성 범위에서 압축을 방지한다.
일 실시예에 따르면, 상기 피쉬 플레이트는 제1 스트립 부분에 위치한 제1 단부 및 제2 스트립 부분에 위치한 제2 단부를 포함하고, 제2 스트립 부분은 제1 스트립 부분에 인접한다.
일 실시예에 따르면, 상기 단열 배리어는 최대 경사 방향 및 횡방향으로 서로 병치된 복수의 단열 블록을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 밀봉된 또는 실질적으로 밀봉된 스트립 중 적어도 하나, 일부 또는 전부는 2개의 인접한 단열 블록 사이의 경계면 또는 간극의 레벨에서 중단되고, 상기 피쉬 플레이트는 2개의 인접한 단열 블록 사이에 배치되어, 두 개의 인접한 스트립 부분을 밀봉 방식으로 연결한다.
일 실시예에 따르면, 밀봉된 스트립 또는 실질적으로 밀봉된 스트립 중 적어도 하나, 일부 또는 전부는 연통 채널에 의해 횡단되며, 상기 연통 채널은 바람직하게는 높은 수두 손실 연통 채널(head loss communication channel)이므로, 적어도 하나의 실질적으로 밀봉된 스트립에 의해 분리된 구역은 현저한 대류 순환을 허용하지 않고서 2개의 구역 사이에서 압력이 균형되게 되도록 한다.
따라서, 각 구역은 단열 배리어와 지지 구조물 사이의 공간에서 압력의 균형을 가능하게 하기 위해 인접한 구역과 연통된다. 그럼에도 불구하고, 열사이펀 효과에 의한 순환 생성에 기여하는 연통을 방지하기 위해, 탱크 벽의 가장 큰 경사 방향으로 흐르는 가스의 유동에 대하여 높은 수두 손실 연통 채널이 되도록 연통 채널을 설계하는 것이 바람직하다. 또한, 다공성 물질은 연통 채널에 배치되어 연통 채널의 수두 손실에 기여할 수 있다.
여기서 "높은 수두 손실 연통 채널"이라는 표현은 연통 채널이 채널을 통과하는 유동에서 높은 수두 손실을 생성하는 유체 연통을 허용한다는 것을 의미한다. 그 높은 수두 손실은 특정 형상, 예를 들어 시케인(chicane) 및/또는 탱크 벽의 치수에 비해 충분히 작은 채널 치수에 의해 생성될 수 있어, 유동 단면의 급격한 감소에 의해 단일 수두 손실을 생성하고/하거나 또는 적절한 투과 계수를 갖는 다공성 재료를 연통 채널에 위치시키게 된다. 예를 들어, 이러한 다공성 물질은 10 내지 50mm의 최대 경사 방향으로 실질적으로 밀봉된 스트립 치수를 포함하여 5.10-8 내지 10-10m² 사이의 투과 계수를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단열 배리어는 횡방향으로 연장되는 단열 블록의 복수 열을 포함하고, 상기 단열 블록은 가장 큰 경사 방향으로 길이방향 치수를 가지며, 2개의 인접한 밀봉된 또는 실질적으로 밀봉된 스트립은 단열 블록의 길이방향 치수와 동일하거나 실질적으로 동일한 치수로 최대 경사의 방향으로 서로 이격된다.
일실시예에 따르면, 실질적으로 밀봉된 스트립의 복수 또는 전부 중 적어도 하나는 실질적으로 밀봉된 스트립 위에 분포된 복수의 연통 채널에 의해 횡단된다.
일 실시예에 따르면, 횡방향으로 연장되는 스트립 부분들 중 적어도 하나, 일부 또는 전부는 높은 수두 손실 연통 채널에 의해 차단된다.
일 실시예에 따르면, 실질적으로 밀봉된 스트립 중 적어도 하나, 일부 또는 전부는 연통 채널 또는 채널들의 레벨에서만 불연속적이다. 따라서, 실질적으로 밀봉된 스트립은 벽의 모든 횡방향 치수에 걸쳐 국부적인 방식으로만 중단된다.
일 실시예에 따르면, 밀봉된 스트립 중 적어도 하나, 일부 또는 전부는 탱크 벽의 모든 횡방향에 걸쳐 연속적이다.
일 실시예에 따르면, 실질적으로 밀봉된 스트립의 연통 채널은 5점형 배열(quincunx arrangement)로 연통 채널의 네트워크를 형성하기 위해 횡방향으로 인접한 실질적으로 밀봉된 스트립의 하나 미만의 연통 채널로부터 오프셋된다.
일 실시예에 따르면, 상기 탱크 벽은 가장 큰 경사 방향으로 연장되는 2개의 횡방향 에지를 포함하고, 각각의 실질적으로 밀봉된 스트립은 탱크 벽의 횡방향 에지 중 하나 근처에 위치한 하나 또는 적어도 하나의 연통 채널을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 각각의 구역은 적어도 높은 수두 손실 연통 채널을 통해 인접 구역과 유체 연통된다.
일 실시예에 따르면, 연통 채널의 헤드 손실은 이상으로 되되, 여기서 ΔP는 연통 채널의 최소 수두 손실, PG는 탱크의 정상적인 사용 조건에서 단열 배리어과 탱크 벽의 지지 구조물 사이 공간에 위치한 가스의 구동 압력, n은 실질적으로 밀봉된 스트립에 의해 분할된 구역의 수를 나타낸다.
연통 채널의 최소 수두 손실은 최대 허용 속도의 함수로 계산할 수 있으며, 그 자체는 예를 들어, 몇 cm/sec 와 같이 흐름이 채널을 통과하기 쉬운 열의 함수로 계산된다.
최대 허용 유속(즉, Q.ρ.Cp.ΔT 항을 제한하는 방식으로 채널에서 계산)에서 최소 수두 손실P 는 로 된다. 가스의 구동 압력 PG는 다음과 같이 계산할 수 있다. . 여기서 Δρ는 단위 부피당 질량의 차이(ρ(Tf) - ρ(Tc))이고, Tf는 저온 소스의 온도이고, Tc는 고온 소스의 온도이며, dH는 분리의 수직 피치이다.
예: 선체 및 2차 멤브레인 온도가 30°C 및 -160°C(예를 들어, 1차 구역의 침입 중)이고, 질소의 단위 부피당 해당 질량은 1.2kg/m^3 및 3.1kg/m^3이다. PG/dH = 1.86mbar/m 또는 186Pa/m. 분할이 매 X 미터인 경우, 연통 채널에서 허용되는 최대 속도(또는 유속)에서 X*186 Pa의 수두 손실이 관찰된다.
일 실시예에 따르면, 높은 수두 손실 연통 채널은 연통 채널을 채우는 다공성 물질을 포함하고, 다공성 물질은 최소 수두 손실 ΔP 이상의 수두 손실을 초래하도록 구성된 다공성을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 상기 연통 채널의 다공성 재료는 멜라민 발포체, 개방형 셀 폴리우레탄(PU) 발포체, 폴리에틸렌 충전재, 섬유 편조물, 예를 들어 유리, 대마, 린넨 또는 면 섬유 편조물로부터 선택된다.
일 실시예에 따르면, 밀봉된 멤브레인은 서로 용접된 복수의 주름진 금속 플레이트를 포함하는 주름진 밀봉된 멤브레인으로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 탱크는 단 하나의 밀봉된 멤브레인을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 밀봉된 멤브레인은 2차 밀봉된 멤브레인이고 단열 배리어은 2차 단열 배리어이고, 상기 탱크는 2차 밀봉 멤브레인에 의해 지지되는 1차 단열 배리어 및 1차 단열 배리어에 의해 지지되는 1차 밀봉 멤브레인을 포함한다.
이러한 탱크는 예를 들어 LNG, 액체 아르곤 또는 LPG를 저장하기 위한 육상 저장 설비의 일부를 형성하거나, 연안 또는 심해 부유 구조물, 특히 메탄 유조선, 부유식 저장 및 재기화 장치(FSRU), 부유식 제품 저장 및 하역(FPSO) 장치 등에 설치될 수 있다. 이러한 탱크는 또한 모든 유형의 선박에서 연료 탱크 역할을 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 저온 액체 제품의 운송을 위한 선박은 이중 선체 및 이중 선체에 배치된 전술한 바와 같은 탱크를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 저온 액체 제품에 대한 운송 시스템을 제공하되, 상기 시스템은 선박의 선체에 설치된 탱크를 부유식 도는 육상 저장 장치에 연결하기 위한 방식으로 배치된 단열 파이프, 및 부유식 또는 육상 저장 설비와 선박의 탱크 간에 단열 파이프를 통하여 저온 액체 제품을 구동하는 펌프를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 이러한 선박의 적재 또는 하역 방법을 제공하며, 여기서 저온 액체 제품은 단열 파이프를 통해 선박의 탱크와 부유식 또는 육상 저장 설비로 간에 라우팅된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예시로서 주어진 본 발명의 복수의 특정 실시예에 대한 다음의 설명 에 의해 더 잘 이해될 것이고 더 나은 목적, 세부사항, 특징 및 이점이 더 명확해질 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 탱크 벽의 절개 사시도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 탱크 벽의 가로 방향의 단면도이다.
도 3은 밀봉 멤브레인이 생략된 제2 실시예에 따른 탱크 벽의 탱크 내부에서 본 개략적인 정면도이다.
도 4는 밀봉 멤브레인이 생략된 제3 실시예에 따른 탱크 벽의 탱크 내부에서 본 개략적인 정면도이다.
도 5는 제4 실시예에 따른 탱크 벽의 탱크 외부에서 본 개략 정면도이다.
도 6은 메탄 탱커 선박 탱크와 그 탱크를 선적/하역하기 위한 터미널의 개략적인 단면도이다.
이하의 설명에서, 수평 방향과 각도를 형성하고 지지 구조물(2)의 지지 벽에 고정된 적어도 하나의 경사 탱크 벽(1)을 포함하는 밀봉단열 탱크(71)가 설명될 것이다. 수직벽의 특정한 경우는 이하에서 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 수직벽의 특정한 경우에 제한되지 않는다.
따라서 수직 벽의 경우, 그 벽의 가장 큰 경사(51)의 방향은 수직 방향이다. 여기서 "수직"이라는 용어는 지구 중력장의 방향으로 연장되는 것을 의미한다. 여기서 "수평"이라는 용어는 수직 방향에 수직인 방향으로 연장되는 것을 의미한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 탱크 벽(1)은 탱크(71)의 외부에서 내부로의 두께 방향(52)으로, 지지 벽(2)에 대해 유지되는 단열 배리어(3) 및 단열 배리어(3)에 의해 지지되는 밀봉 멤브레인(4)을 연속적으로 포함하는 다층 구조를 갖는다.
도시된 실시예에서, 상기 단열 배리어(3)는 유지 장치 또는 커플러(도시되지 않음)에 의해 지지 벽(2)에 고정된 복수의 단열 블록(5)을 포함한다. 상기 단열 블록(5)은 일반적으로 평행 육면체 형상을 가지며 평행한 열로 배치된다. 상기 단열 블록(5)은 다양한 구조로 제조될 수 있다.
상기 단열 블록(5)은 바닥판, 덮개판 및 바닥판과 덮개판 사이의 탱크 벽의 두께 방향으로 연장되는 지지 웨브를 포함하고 펄라이트, 유리솜 또는 암면과 같은 단열 패킹으로 채워진 다수의 구획부를 구획하는 박스 형태로 형성된다. 이러한 종류의 일반적인 구조는 예를 들어 WO2012/127141 또는 WO2017/103500에 설명되어 있다.
상기 단열 블록(5)은 또한 바닥 플레이트(7), 커버 플레이트(6) 및 가능하게는 예를 들어 합판으로 만들어진 중간 플레이트로 형성될 수 있다. 상기 단열 블록(5)은 또한 바닥 플레이트(7), 커버 플레이트(6) 및 가능한 중간 플레이트 사이에 끼워져 거기에 부착된 절연 폴리머 발포체(8)의 하나 이상의 층을 포함한다. 절연 폴리머 발포체(8)는 특히 선택적으로 섬유에 의해 강화된 폴리우레탄계 발포체일 수 있다. 이러한 종류의 일반적인 구조는 예를 들어 WO2017/006044에 설명되어 있다.
상기 밀봉 멤브레인(4)은 2개의 서로 수직인 일련의 주름(10, 11)을 포함하는 밀봉된 방식으로 에지에서 에지까지 용접된 금속 플레이트(9)의 연속적인 층으로 구성될 수 있다. 2개의 시리즈의 주름(10, 11)은 규칙적인 간격 또는 불규칙한 주기적인 간격을 가질 수 있다. 상기 주름(10, 11)은 연속적일 수 있고 2개의 일련의 주름(10, 11) 사이의 교차점을 형성할 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 주름(10, 11)은 두 시리즈 사이의 교차점 레벨에서 일부 주름의 불연속성을 특징으로 할 수 있다. 주름진 금속 플레이트(9)는 스테인리스 스틸로 만들어진다.
단열 배리어(3)과 지지 구조(2)사이의 공간(12)(이하 '배리어/지지 공간(12)'이라 함)에서 가스 순환의 열사이펀 효과를 차단하기 위해, 배리어/지지 공간(12)을 구획하여, 탱크 벽(1)의 가장 큰 경사 방향으로 연속적으로 구역(14)을 형성하게 된다.
도 1 및 도 2는 밀봉 스트립(15)이 단열 배리어과 지지 벽 사이의 공간을 최대 경사 방향(51)으로 복수의 구역(14)으로 분할하는 제1 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 밀봉 스트립(15)은 가장 큰 경사의 방향(51)에 대해 경사진 횡방향(50)으로 연장하는 단열 블록(5)의 두 열 사이의 접합부에 배치된다. 표현된 실시예에서, 횡방향(50)은 수평 방향, 즉 수직 벽의 최대 경사 방향(51)에 대해 90°의 각도에 대응한다. 따라서, 밀봉 스트립(15)은 불연속 없이 탱크 벽(1)의 전체 횡방향 치수에 걸쳐 연장된다. 따라서 밀봉 스트립(15)은 여기서 직선형이다. 상기 밀봉 스트립(15)은 예를 들어 매스틱 또는 폐쇄 셀 폴리머 발포체로 형성될 수 있다. 도시되지 않은 실시예에서, 횡방향(50)은 수평 방향과 0이 아닌 각도, 예를 들어 -20°와 20° 사이를 형성할 수 있다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 단열 밀봉부(19)는 탱크 벽(1)의 두께 방향으로 두 개의 인접한 단열 블록(5) 사이에 배치된다. 단열 밀봉부(19)는 단열 블록(5)의 공간을 두께 방향으로 채우는 것을 가능하게 하여, 단열 배리어(3)의 단열을 향상시킨다. 단열 밀봉부(19)는 예를 들어 유리솜 또는 분무된 중합체 발포체로 구성될 수 있다.
도 3 및 도 4에서 점선으로, 도시된 요소는 단열 배리어(3)의 단열 블록(5)과 지지 구조물(2) 사이의 위치를 나타내기 위해 도시되어 있다.
도 3은 가장 큰 경사 방향으로 배리어/지지 공간(12)의 분할하는 제2 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 명료함을 위해, 단열 블록(5)의 일부와 지지 구조물(2)을 갖는 단열 배리어(3)만이 도시되어 있다. 이 실시예에서, 그리고 제1 실시예와 대조적으로, 밀봉된 스트립(15)은 최대 경사 방향으로 단열 배리어(3) 아래에 규칙적으로 또는 불규칙하게 분포된다. 따라서, 예시된 실시예에서 복수의 밀봉 스트립(15)은 횡방향으로 단열 배리어(3)의 각 단열 블록(5) 아래로 연장된다. 여기서 밀봉 스트립(15)은 단열 블록(5)을 배치하기 전에 지지 구조물에 배치된 매스틱 비드로 구성된다.
또한, 도 3에 도시된 이러한 실시예에서, 각각의 밀봉 스트립(15)은 연통 채널(17)에 의해 가장 큰 경사 방향으로 횡단되며, 따라서 이를 완전히 제거하지 않고 실질적으로 밀봉된 스트립(15)의 밀봉 특성을 약화시킨다. 상기 연통 채널(17)은 예를 들어 다공성 재료, 예를 들어 하나 이상의 섬유 편조에 의해 형성되며, 편조는 실질적으로 최대 경사 방향으로 연장되고 밀봉 스트립(15)을 완전히 횡단하도록 밀봉 스트립(15)에 삽입된다. 따라서 연통 채널(17)은 배리어/지지 공간(12)의 유체 유동에 대해 단면의 급격한 변화 및/또는 사용된 다공성 재료에 의한 단일 수두 손실을 나타내기 때문에 높은 수두 손실 연통 채널(17)이 된다.
또한, 유체 유동에서 연통 채널(17)에 의해 생성된 수두 손실을 강조하기 위해, 가장 큰 경사 방향으로 인접한 밀봉 스트립(15)의 연통 채널(17)은 오점형 배욜로 배치되어, 각각의 구역(14)은 횡방향으로 연장되는 유체에 대한 채널을 나타내며, 상기 연통 채널(170은 2개의 인접한 구역(14) 사이에서 유체에 대한 만곡 섹션을 나타낸다.
도 4는 가장 큰 경사 방향으로 배리어/지지 공간(12)의 구획화의 제3 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 명료함을 위해, 단열 블록(5)의 일부와 지지 구조물(2)을 갖는 단열 배리어(3)만이 도시되어 있다. 이 실시예에서 구획화는 또한 밀봉된 스트립(15)의 도움으로 수행된다. 그러나, 각각의 밀봉된 스트립(15)은 피쉬 플레이트(18)에 의해 횡방향으로 서로 연결된 복수의 스트립 부분(16)에 의해 형성되고, 따라서 피쉬플레이트(18)는 2개의 인접한 스트립 부분(16) 사이에 배치된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스트립부(16) 중 하나가 각 단열 블록(5)의 하면에 배치되고 패턴을 형성하여, 스트립부(15)는 배리어/지지 공간(12)에 단열 블록(5)을 설치한 후 위치된다. 이 패턴은 다양한 방식으로 생성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 이 패턴은 단열 블록(5)의 폐쇄 윤곽을 형성하고, 폐쇄 윤곽으로부터 이격된 복수의 열을 형성하고, 횡방향으로 연장되고 가장 큰 경사 방향으로 분포된다. 여기서, 스트립 부분(16)은 이전과 같이 매스틱 비드에 의해 형성된다.
상기 피쉬 플레이트(18)는 두 개의 인접한 단열 블록(5) 사이의 접합부에 배치된다. 그것은 또한 2개의 인접한 단열 블록(5) 사이의 접합부에 규칙적으로 배치된 다른 피쉬 플레이트(18) 사이에 배치될 수 있다. 상기 피쉬 플레이트(18)는 제1 단열 블록(5)의 스트립 부분(16)의 폐쇄된 윤곽에 위치한 제1 단부를 가지며, 횡방향으로 제 1 단열 블록에 인접한 제2 단열 블록(5)의 스트립 부분(16) 패턴의 폐쇄된 윤곽에 위치한 제2 단부를 포함한다. 따라서, 단열 블록(5)의 가로 열에 대해 밀봉 스트립(15)은 이러한 단열 블록(5) 각각의 아래에 위치한 스트립 부분(16)에 의해 형성되고, 이러한 단열 블록(5) 사이에 배치된 피쉬 플레이트(18)에 의해 서로 연결된다.
상기 피쉬 플레이트(18)는 소위 기준 피쉬플레이트(18)를 형성하기 위해 다양한 두께를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 피쉬 플레이트(18)는 지지 구조물(2)의 평탄도 결함을 두께에 의해 보상함으로써 단열 배리어(3)의 평탄도를 보장하는 기능도 갖는다.
또한, 상기 연통 채널(17)은 단열 블록(5) 아래에 어떤 유체 포켓도 갇힌 채로 남아 있지 않도록 각 단열 블록(5)의 폐쇄된 윤곽에 형성된다. 이들 연통 채널(17)은 제2 실시예와 동일하게 또는 상이하게 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 동일한 단열 블록(5) 아래에 가장 큰 경사 방향으로 오점 형상의 배열로 배치된 2개의 연통 채널(17)이 배치된다.
도 5는 가장 큰 경사 방향으로 배리어/지지 공간(12)의 구획하는 제4 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 명료함을 위해, 단열 블록(5)의 일부와 지지 구조물(2)을 갖는 단열 배리어(3)만이 도시되어 있다. 또한, 이러한 예에서, 지지 구조물(2)은 생략되고(또는 투명한 것처럼 표현됨), 관점은 지지 구조물(2)과 단열 블록(5) 사이에 위치된 요소가 전경에 있도록 탱크 외부에서 온다. 이 실시예에서 그리고 제3 실시예에서와 동일한 방식으로, 각각의 밀봉 스트립(15)은 상기 피쉬 플레이트(18)에 의해 횡방향으로 서로 연결된 복수의 스트립 부분(16)에 의해 형성되고, 따라서 상기 피쉬플레이트(18)는 2개의 인접한 스트립 부분(16) 사이에 배치된다.
그러나, 제3 실시예와 달리, 여기서 상기 스트립 부분(16)은 최대 경사 방향으로 2개의 인접한 단열 블록(5) 사이의 접합부에 배치되고, 선택적으로 횡방향으로 2개의 인접한 단열 블록(5) 사이의 접합부에 배치된다. 따라서, 각 스트립 부분(16)은 2개의 단열 블록(5) 사이의 접합 레벨에서 연장된다. 횡방향 또는 가장 큰 경사 방향으로 인접한 스트립 부분(16)은 상기 피쉬 플레이트(18)에 의해 밀봉 방식으로 서로 연결된다. 여기서, 상기 스트립 부분(16)은 폐쇄 셀 폴리머 발포체에 의해 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연통 채널(17)은 스트립 부분(16)을 가로질러, 동일한 열의 단열 블록(5) 아래에 가장 큰 경사 방향으로 위치된 공간이 연통 채널(17)로 인하여 유체 연통된다. 이들 연통 채널(17)은 제2 실시예와 동일하게 또는 상이하게 형성될 수 있다. 또한, 동일한 단열 블록(5) 아래에는 가장 큰 경사 방향으로 5점 배열로 배치된 적어도 2개의 연통 채널(17)이 배치된다. 제4 실시예의 상기 피쉬 플레이트(18)는 또한 기준 피쉬 플레이트(18)일 수 있다.
위에서 설명된 다양한 실시예에서 밀봉 멤브레인(4) 및 단열 배리어(3)가 예시되고 설명되었다. 따라서, 상기 탱크 벽(1)은 단 하나의 밀봉 멤브레인(4)과 단 하나의 단열 배리어(3)으로만 구성될 수 있다.
그러나, 상기 탱크 벽(1)은 또한 소위 이중 멤브레인 구조를 포함할 수 있다. 이 경우에, 설명된 단열 배리어(3)는 2차 단열 배리어이고, 밀봉 멤브레인(4)은 2차 밀봉 멤브레인이다. 따라서, 상기 탱크 벽(1)은 또한 2차 밀봉 멤브레인(4)에 의해 지지되는 1차 단열 배리어 및 1차 단열 배리어에 의해 지지되는 1차 밀봉 멤브레인을 포함한다.
도 6을 참조하면, 메탄 탱커선(70)의 단면은 선박의 이중 선체(72)에 장착된 일반적인 프리즘 형상의 밀봉되고 절연된 탱크(71)를 도시한다. 탱크(71)의 벽은 탱크에 탑재된 LNG와 접촉하도록 의도된 1차 밀봉 배리어, 1차 밀봉 배리어과 선박의 이중 선체(72) 사이에 배치된 2차 밀봉 배리어, 및 상기 1차 밀봉 배리어와 2차 밀봉 배리어의 사이 그리고 2차 밀봉 배리어와 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 2개의 단열 배리어를 포함한다.
자체 공지된 방식으로 선박의 상부 데크에 배치된 적재/하역 파이프(73)는 탱크(71)로부터 또는 탱크(71)로 LNG 화물을 전달하기 위해 해상 또는 항구 터미널에 적절한 커넥터에 의해 연결될 수 있다.
도 6은 하역 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 육상 설비(77)를 포함하는 해상 터미널의 예를 도시한다. 적재 및 하역 스테이션(75)은 이동식 아암(74) 및 이동식 암(74)을 지지하는 타워(78)를 포함하는 고정 해양 설비이다. 이동식 아암(74)은 적재/하역 파이프(73)에 연결될 수 있는 절연된 가요성 튜브(79)의 다발을 운반한다. 지향성 이동식 아암(74)은 모든 메탄 탱커 적재 게이지에 적용된다. 도시되지 않은 연결 파이프는 타워(78) 내부로 연장된다. 적재 및 하역 스테이션(75)은 육상 설비(77)로부터 또는 지상 설비(77)로 메탄 탱커(70)의 적재 및 하역을 가능하게 한다. 후자는 액화 가스 탱크 저장고(80) 및 수중 파이프(76)를 통해 적재 또는 하역 스테이션(75)에 연결된 연결 파이프(81)를 포함한다. 상기 수중 파이프(76)는 적재 또는 하역 스테이션(75)과 육상 설비(77) 사이의 액화 가스를 먼 거리, 예를 들어 5km에 걸쳐 전달할 수 있게 하여, 메탄 탱커 선박(70)이 적재/하역 작업을 하는 동안 해안으로부터 먼 거리를 유지할 수 있게 한다.
상기 선박(70)에 탑재된 펌프 및/또는 육상 설비(77)에 구비되는 펌프 및/또는 적재 및 하역 스테이션(75)에 구비되는 펌프는 액화 가스를 전달하는 데 필요한 압력을 생성하는 데 사용된다.
본 발명이 복수의 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 결코 이들로 제한되지 않으며, 설명된 수단의 모든 기술적 등가물 및 조합이 본 발명의 범위 내에 속하는 경우에는 설명된 수단의 조합을 포함한다는 것이 명백하다.
동사 "포함하다" 또는 "구비하다" 및 그 활용 형태의 사용은 청구범위에 기재된 것 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.
청구범위에서 괄호 사이의 도면 부호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
1: 탱크 벽 2: 지지 구조물
3: 단열 배리어 14: 구역
15: 스트립 51: 최대 경사

Claims (20)

  1. 지지 구조물(2)에 통합된 밀봉 단열 탱크(71)에 있어서, 상기 탱크는 지구 중력장의 방향에 수직인 수평 방향과 각도를 형성하고 지지 구조물(2)의 지지 벽에 고정된 적어도 하나의 경사진 탱크 벽(1)을 포함하며, 상기 탱크 벽(1)은, 탱크의 내부에서 외부로 두께(52)의 방향으로, 대응하는 상기 지지 벽에 대하여 지지되는 단열 배리어(3) 및 상기 단열 배리어(3)에 의해 지지되는 밀봉 멤브레인(4)을 연속적으로 포함하며, 상기 탱크는 상기 단열 배리어(3) 및 지지 벽 사이에 형성된 공간에 밀봉된 스트립(15)을 포함하며, 밀봉된 상기 스트립(15)은 상기 지지 벽의 최대 경사(51)의 방향으로 연속적인 복수의 구역(14)에서 지지 벽과 단열 배리어(3) 사이의 공간을 구획하며, 상기 구역(14)은 최대 경사의 방향에 대하여 경사진 횡방향(50)으로 탱크 벽(1)의 전체 횡방향 치수에 걸쳐 연장되며,
    밀봉된 스트립(15) 중 적어도 하나는 수두 손실 연통 채널(17)에 의해 횡단되어, 하나의 밀봉된 스트립(15)에 의해 분리된 구역(14)은 대류 유동을 허용하지 않고서 두 구역 사이에서 압력이 균형을 이루도록 하는 저속 유체 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    밀봉된 상기 스트립(15) 중 적어도 하나는 탱크 벽(1)의 전체 횡방향 치수에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    밀봉된 상기 스트립 중 적어도 하나는 폴리머 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    밀봉된 상기 스트립(15) 중 적어도 하나는 적어도 하나의 피쉬 플레이트(18: fish plate)에 의해 밀봉된 방식으로 서로 연결된 복수의 스트립 부분(16)을 포함하고, 상기 피쉬 플레이트(18)는 2개의 인접한 상기 스트립 부분(16) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피쉬 플레이트(18)는 제1 스트립 부분(16)에 위치한 제1 단부 및 제2 스트립 부분(16)에 위치한 제2 단부를 가지며, 상기 제2 스트립 부분(16)은 제1 스트립 부분(16)에 인접한 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 단열 배리어(3)는 최대 경사 방향 및 횡방향으로 서로 병치된 복수의 단열 블록(5)을 포함하고, 밀봉된 상기 스트립(15)은 2개의 인접한 단열 블록(5) 사이의 경계면 또는 간극의 레벨에서 중단되고, 상기 피쉬 플레이트(18)는 2개의 인접한 스트립 부분(16)을 밀봉된 방식으로 연결하기 위해 2개의 인접한 단열 블록(5) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 구역(14)은 적어도 하나의 수두 손실 연통 채널(17)을 통해 인접 구역(14)과 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    연통 채널(17)의 수두 손실은 이상으로 되며, 여기서 ΔP는 연통 채널(17)의 최소 수두 손실을 나타내고, PG는 탱크의 정상 조건에서 단열 배리어(3)과 탱크 벽(1)의 지지 구조물(2) 사이 공간에 위치한 가스의 구동 압력을 나타내며, n은 밀봉된 스트립(15)에 의해 구획된 구역(14)의 수를 나타내는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  9. 제8항에 있어서,
    수두 손실 연통 채널(17)은 연통 채널(17)을 채우는 다공성 재료를 포함하고, 상기 다공성 재료는 최소 수두 손실 ΔP 이상의 수두 손실을 초래하도록 된 다공성(porosity)을 가지는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  10. 제9항에 있어서,
    연통 채널(17)의 다공성 재료가 멜라민 발포체, 개방 셀 폴리우레탄(PU) 발포체 및 섬유 편조물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    밀봉된 스트립(15) 중 적어도 하나는 연통 채널(17) 또는 연통 채널들의 레벨에서만 불연속적인 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    다수의 밀봉된 스트립(15)이 연통 채널(17)에 의해 횡단되고, 밀봉된 스트립(15)의 연통 채널(17)은 밀봉된 인접한 스트립(15)의 연통 채널(17)로부터 횡방향으로 오프셋되어, 오점형 배열(quincunx arrangement)에서 연통 채널(17)의 네트워크를 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단열 배리어(3)는 횡방향으로 연장되는 단열 블록의 복수 열을 포함하고, 상기 단열 블록은 최대 경사 방향으로 길이방향 치수를 가지며, 두 개의 인접한 밀봉된 스트립(15)은 단열 블록의 길이방향 치수와 동일한 치수만큼 최대 경사 방향으로 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    밀봉 멤브레인(4)은 서로 용접된 복수의 주름진 금속 플레이트(9)를 포함하는 주름진 밀봉 멤브레인(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탱크는 단일 밀봉 멤브레인(4) 및 단일 단열 배리어(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    밀봉 멤브레인(4)은 2차 밀봉된 멤브레인이고, 단열 배리어(3)는 2차 단열 배리어이고, 상기 탱크는 2차 단열 멤브레인에 의해 지지되는 1차 단열 배리어 및 상기 1차 단열 배리어에 의해 지지되는 1차 밀봉 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열 탱크.
  17. 저온 액체 제품의 운송을 위한 선박(70)에 있어서, 상기 선박(70)은 이중 선체(72) 및 상기 이중 선체(72)에 배치된 제1항 또는 제2항에 따른 탱크(71)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박(70).
  18. 저온 액체 제품을 위한 이송 시스템에 있어서, 상기 시스템은 제17항에 따른 선박(70), 상기 선박(70)의 이중 선체(72)에 설치된 탱크(71)를 부유식 또는 육상 저장 유닛(77)에 연결하는 방식으로 배치된 단열 파이프(73, 79, 76, 81), 및 부유식 또는 육상 저장 설비와 선박(70)의 탱크(71) 간에 상기 단열 파이프를 통하여 저온 액체 제품의 유동을 구동하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  19. 제17항의 선박(70)을 적재 또는 하역하는 방법에 있어서, 저온 액체 제품이 단열 파이프(73, 79, 76, 81)를 통해 부유식 또는 육상 저장 설비(77)와 선박(70)의 탱크(71) 간에 라우팅(route)되는 것을 특징으로 하는 적재 또는 하역하는 방법.
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