KR102630600B1 - 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성하는 금속 재질의 1차 방벽, 상기 1차 방벽의 외측에 마련되는 1차 단열벽, 상기 1차 단열벽의 외측에 마련되는 2차 방벽 및 상기 2차 방벽의 외측에 마련되는 2차 단열벽을 포함하고, 상기 1차 방벽과 상기 2차 방벽 사이 및 상기 2차 방벽의 외측에 각각 1, 2차 단열공간을 독립적으로 형성하는 벽체; 및 상기 저장공간의 상면에 마련되고 상기 벽체를 관통하여 상기 저장공간을 외부와 연통시키는 돔을 포함하며, 상기 돔은, 상기 벽체를 관통하며 상기 저장공간의 증발가스를 외부로 유동시키는 베이퍼 파이프; 및 상기 베이퍼 파이프의 외주로부터 연장되고 상기 2차 방벽에 밀봉 마감되는 밀봉부를 포함하며, 상기 밀봉부는, 상기 베이퍼 파이프에서 상기 벽체의 외측 부분으로부터 주변으로 연장되는 제1 수평부와, 상기 제1 수평부에서 내측 방향으로 연장되는 제1 수직부를 갖는 제1 플레이트; 상기 제1 수직부와 밀봉 연결되는 제2 수직부와, 상기 제1 수평부의 내측에 상기 제1 수평부와 평행하게 마련되는 제2 수평부를 갖는 제2 플레이트; 상기 제2 수직부와 밀봉 연결되는 제3 수직부와, 일단이 상기 2차 방벽과 밀봉 연결되는 제3 수평부를 갖는 제3 플레이트; 및 상기 제3 수평부와 상기 2차 방벽을 연결하는 연결 방벽을 포함한다.

Description

액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박{liquefied gas tank and ship having the same}
본 발명은 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.
이러한 LNG 등의 액화가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등의 선박 내에는 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 액화가스 저장탱크(소위 "화물창"으로 지칭됨)가 설치되어 있다.
액화가스 저장탱크는, 외부로부터의 열 침입에 의해 증발가스(Boil Off Gas; BOG)가 발생될 수 있으며, 단열 설계를 통해 증발 가스의 기화 비율인 자연 기화율(Boil Off Rate; BOR)을 낮추는 것이 액화가스 저장탱크 설계의 핵심 기술이다.
따라서 이러한 액화가스 저장탱크는 적어도 2층의 단열공간을 구비할 수 있다. 또한 액화가스 저장탱크에는 액화가스의 유출입 등을 위하여 상면에 돔이 형성되어 있다.
그런데 돔은 2층의 단열공간을 각각 실링하면서도 단열공간의 내부에 질소가스 등을 공급하여 단열성능 및 안전성을 확보하기 위한 구조가 적용될 수 있는데, 단열공간에 대한 관리 및 돔의 실링 등에 있어서, 지속적인 연구 및 개발이 이루어지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 단열공간의 관리를 위한 구성을 돔과 별도로 이격 배치하거나, 돔 내에 배치하되 구조를 개선함으로써, 방벽의 실링을 보장하면서도 단열공간 관리의 효율성을 확보할 수 있는 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 액화가스 저장탱크는, 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성하는 금속 재질의 1차 방벽, 상기 1차 방벽의 외측에 마련되는 1차 단열벽, 상기 1차 단열벽의 외측에 마련되는 2차 방벽 및 상기 2차 방벽의 외측에 마련되는 2차 단열벽을 포함하고, 상기 1차 방벽과 상기 2차 방벽 사이 및 상기 2차 방벽의 외측에 각각 1, 2차 단열공간을 독립적으로 형성하는 벽체; 및 상기 저장공간의 상면에 마련되고 상기 벽체를 관통하여 상기 저장공간을 외부와 연통시키는 돔을 포함하며, 상기 돔은, 상기 벽체를 관통하며 상기 저장공간의 증발가스를 외부로 유동시키는 베이퍼 파이프; 및 상기 베이퍼 파이프의 외주로부터 연장되고 상기 2차 방벽에 밀봉 마감되는 밀봉부를 포함하며, 상기 밀봉부는, 상기 베이퍼 파이프에서 상기 벽체의 외측 부분으로부터 주변으로 연장되는 제1 수평부와, 상기 제1 수평부에서 내측 방향으로 연장되는 제1 수직부를 갖는 제1 플레이트; 상기 제1 수직부와 밀봉 연결되는 제2 수직부와, 상기 제1 수평부의 내측에 상기 제1 수평부와 평행하게 마련되는 제2 수평부를 갖는 제2 플레이트; 상기 제2 수직부와 밀봉 연결되는 제3 수직부와, 일단이 상기 2차 방벽과 밀봉 연결되는 제3 수평부를 갖는 제3 플레이트; 및 상기 제3 수평부와 상기 2차 방벽을 연결하는 연결 방벽을 포함한다.
구체적으로, 상기 제2 수평부는, 상기 제2 수직부에서 상기 베이퍼 파이프를 향하는 방향으로 연장되어 일단이 상기 베이퍼 파이프와 밀봉 연결되고, 상기 제3 수평부는, 상기 제3 수직부에서 상기 베이퍼 파이프로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 일단이 상기 2차 방벽과 밀봉 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 베이퍼 파이프에 인접한 상기 2차 방벽은, 상기 2차 단열벽을 노출시키도록 마련되며, 상기 연결 방벽은, 일단이 상기 2차 단열벽에서 상기 2차 방벽에 의해 덮이지 않는 부분에 고정되며 타단이 상기 2차 단열벽을 벗어나도록 연장되어 상기 제3 수평부에 밀봉 연결되는 금속 재질의 제1 연결 방벽; 및 상기 제1 연결 방벽의 내면을 상기 2차 방벽과 밀봉 연결하는 제2 연결 방벽을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 연결 방벽은, 일단이 외측 방향으로 절곡되어 상기 2차 단열벽의 내부에 수용되며 볼팅으로 고정되고, 타단이 상기 제3 수평부에 용접 결합되며, 상기 제2 연결 방벽은, 일단이 상기 2차 방벽에 본딩으로 고정되고, 타단이 상기 제1 연결 방벽의 내면에 본딩으로 고정될 수 있다.
구체적으로, 상기 돔은, 상기 2차 단열벽과 상기 제1 내지 제3 수직부 사이에서 상기 제3 수평부의 외측에 마련되는 외측 단열재; 및 상기 1차 단열벽과 상기 베이퍼 파이프 사이에서 상기 연결 방벽의 내측에 마련되며, 일단이 상기 베이퍼 파이프와 이격되는 연결 단열벽을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 돔은, 상기 1차 단열공간을 외부와 연통시키는 단열공간 파이프를 더 포함하고, 상기 단열공간 파이프는, 상기 제1 수평부 및 상기 제2 수평부를 관통하여 상기 제2 수평부의 내측에 내측단이 마련되고, 상기 돔은, 상기 제2 수평부와 상기 연결 단열벽 사이에 마련되며 상기 단열공간 파이프의 상기 내측단을 지지하는 지지블록을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 단열공간 파이프는, 상기 제1 수평부 및 상기 제2 수평부를 관통하며 상기 제1 수평부와 상기 제2 수평부 사이에서 관통 형성되는 홀을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 벽체의 외부에서 상기 베이퍼 파이프를 두르는 시스부를 더 포함하고, 상기 2차 단열공간은, 상기 시스부, 상기 제2 수직부, 상기 제1 수직부 및 상기 제1 수평부에 의해 둘러싸이는 공간과 연통될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 액화가스 저장탱크를 갖는다.
본 발명에 따른 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박은, 돔에 대해 실링성 및 구조적 안정성 등을 확보함은 물론이고, 단열공간에 대한 불활성가스 주입 및 가스 누출 탐지 또는 압력 센싱 등이 효율적이고 안전하게 이루어질 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 평면도이다.
도 5는 도 3의 A 부분의 확대도이다.
도 6은 도 5의 B 부분의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다.
도 8은 도 7의 C 부분의 확대도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 평면도이다.
도 12는 도 10의 D 부분의 확대도이다.
도 13은 도 12의 E 부분의 확대도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다.
도 15는 도 14의 F1 부분과 F2 부분의 평단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
참고로 본 발명은 이하에서 설명하는 액화가스 저장탱크가 구비되는 선박을 포함한다. 이때 선박은 적어도 액화가스를 추진연료/발전연료로 사용하는 선박일 수 있으며, 가스 운반선, 가스가 아닌 화물이나 사람을 운반하는 상선, FSRU, FPSO, Bunkering vessel, 해양플랜트 등을 모두 포함하는 개념이다.
또한 이하에서 내외 방향은 저장공간의 중심을 향하는 방향이 내측 방향인 것으로 보고 정의되는 표현임을 알려둔다.
도 1은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크(1)는, 선체(H)에 탑재된다. 이때 액화가스 저장탱크(1)는 선체(H)의 격벽 구조가 탱크의 외면을 이루는 멤브레인형일 수 있고, 또는 선체(H) 내부 공간에 액화가스 저장탱크(1)가 인입 설치되는 독립형일 수 있다.
액화가스 저장탱크(1)의 타입은 특별히 한정하지 않으며, 또한 액화가스 저장탱크(1)가 선체(H)에 탑재되는 위치(선내 또는 갑판 상부 등의 선외) 역시 한정하지 않는다. 다만 본 발명의 액화가스 저장탱크(1)는 내측 방향으로 단열층이 배치되는 구조를 가질 수 있다.
참고로 본 명세서에서, 액화가스 저장탱크(1)는 선체(H) 격벽에 직접 단열층이 시공되는 멤브레인형인 것으로 가정하여 설명하도록 한다. 다만 액화가스 저장탱크(1)가 독립형으로 마련될 수도 있는 바, 이하에서 선체(H)라는 표현은 액화가스 저장탱크(1)의 외체로 대체하여 해석될 수 있음을 알려둔다.
액화가스 저장탱크(1)는 저장공간을 갖는다. 저장공간에는 액화가스가 저장될 수 있으며, 액화가스는 LNG일 수 있다. 이하에서는 액화가스가 LNG인 것으로 가정하고 설명하겠으나, 본 발명에서 액화가스는 LNG 외에도 비등점이 상온보다 낮아 저장을 위해 강제로 액화되며 발열량을 갖는 모든 물질(LPG, 에탄, 수소, 암모니아 등)을 포괄할 수 있다.
액화가스 저장탱크(1)의 저장공간은 벽체(10)에 의해 둘러싸여 닫힌 공간을 이룰 수 있다. 다만 액화가스의 유출입을 위해 벽체(10)에는 상면에는 돔(20) 등이 설치된다. 즉 액화가스 저장탱크(1)는 벽체(10)와 돔(20)을 포함할 수 있다.
벽체(10)는, 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성하며 또한 단열공간을 형성한다. 구체적으로 벽체(10)는 내측에서 외측 방향으로 1차 방벽(11), 1차 단열벽(12), 2차 방벽(13), 2차 단열벽(14)을 갖는다. 참고로 본 명세서에서 내측은 액화가스가 저장된 공간 내부를 향하는 방향이고 외측은 그 반대 방향을 의미한다.
1차 방벽(11)은 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성한다. 1차 방벽(11)은 저온의 액화가스로 인한 취성 파괴를 억제할 수 있도록 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 일례로 SUS, INVAR 등으로 구성된다.
또한 1차 방벽(11)에는 슬로싱을 대비하기 위해 주름 또는 요철구조가 형성될 수 있다. 이러한 1차 방벽(11)은 서로 겹배치되어 용접 등으로 실링됨에 따라 저장공간 전체(돔(20) 부분을 제외)를 닫힌 공간으로 만들게 된다.
1차 방벽(11)은 액화가스의 누출을 방지하는 방벽으로서의 기능을 갖는다. 또한 후술할 2차 방벽(13) 역시 액화가스의 누출을 방지하는 방벽이 되므로, 본 발명의 액화가스 저장탱크(1)는 적어도 2중으로 누출 방지를 구현하는 구조를 갖는다.
1차 단열벽(12)은, 1차 방벽(11)의 외측에 배치되며 1차 단열기능을 구현한다. 1차 단열벽(12)은 플라이우드, 단열블록이 적층된 형태를 가질 수 있다. 플라이우드는 1차 단열벽(12)에서 내측에 구비되며, 플라이우드에 앵커링유닛(도시하지 않음)이 고정된다. 앵커링유닛은 1차 방벽(11)의 겹침 용접을 위해 마련되는 구성으로서 1차 방벽(11)과 동일/유사한 금속 재질로 이루어질 수 있다.
단열블록은 1차 단열벽(12)에서 외측에 구비되며 단열성을 갖는다. 단열블록은 폴리우레탄폼 블록으로 이루어지거나, 단열재가 수용된 박스 블록 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 단열블록은 후술할 2차 방벽(13)에 본딩 등을 통해 접합 고정될 수 있고, 또는 선체(H) 등에 볼팅 등으로 고정되는 것도 가능하다.
1차 단열벽(12)은 1차 방벽(11)과 2차 방벽(13) 사이의 닫힌 공간 내에 배치되는데, 1차 단열벽(12)이 배치되는 공간은 단열공간을 이룰 수 있고, 1차 단열벽(12)이 배치된 단열공간은 1차 단열공간으로 지칭될 수 있다.
이웃하는 한 쌍의 1차 단열벽(12) 사이에는 연결 단열벽(121)이 채워져서 단열 구조의 끊어짐을 방지할 수 있다. 연결 단열벽(121)은 1차 단열벽(12)과 동일/유사하게 플라이우드(부호 도시하지 않음) 및 단열블록(부호 도시하지 않음)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
1차 단열벽(12)과 연결 단열벽(121)의 내면은 상호 나란하게 마련될 수 있고, 1차 단열벽(12)의 내면과 연결 단열벽(121)의 내면 상에 1차 방벽(11)이 설치될 수 있다.
2차 방벽(13)은, 1차 단열벽(12)의 외측에 마련된다. 2차 방벽(13)은 1차 방벽(11)과 함께 액화가스의 누출을 방지하는 실링 기능을 가지며, 2차 방벽(13)은 1차 방벽(11)의 파손 시 액화가스의 누출을 2차로 방지하게 된다.
2차 방벽(13)은 일례로 금속시트와 유리섬유시트가 다양하게 조합된 복합시트이거나, SUS, INVAR 등과 같은 금속 재질로 이루어질 수도 있다.
2차 방벽(13)은 2차 단열벽(14) 상에 적층되어 있을 수 있다. 2차 단열벽(14)들 사이의 틈새를 실링하기 위해 연결 방벽(부호 도시하지 않음)이 적층될 수 있으며, 2차 단열벽(14) 상의 2차 방벽(13)은 상대적 강성 재질로 마련되고, 2차 단열벽(14)들 사이의 연결 방벽은 수축 팽창을 대비하여 상대적 유연 재질로 마련될 수 있다.
2차 단열벽(14)은, 2차 방벽(13)의 외측에 배치된다. 2차 단열벽(14)은 1차 단열벽(12)과 마찬가지로 단열 기능을 가지며, 1차 단열벽(12)과 동일/유사하게 플라이우드, 단열블록이 적층된 구조로 이루어진다.
다만 2차 단열벽(14)의 플라이우드와 단열블록의 적층 순서는, 1차 단열벽(12)과 반대될 수 있다. 1차 단열벽(12)은 1차 방벽(11)의 용접 고정을 위해 앵커링유닛이 마련되는 플라이우드가 내면에 마련되는 반면, 2차 단열벽(14)은 선체(H) 측에 고정하기 위해 플라이우드가 외면에 마련될 수 있다.
2차 단열벽(14)은 선체(H) 내면에 볼트를 이용하여 고정될 수 있고, 또한 마스틱을 이용해서도 고정될 수 있다. 마스틱은 접착제로서 2차 단열벽(14)의 플라이우드를 선체(H)에 고정한다.
2차 단열벽(14)은 2차 방벽(13)과 선체(H) 사이의 닫힌 공간 내에 배치되며, 2차 단열벽(14)이 배치된 공간은 2차 단열공간으로 지칭될 수 있다.
즉 벽체(10)는 내측에서 외측으로 가면서 1차 방벽(11) - 1차 단열공간(1차 단열벽(12)) - 2차 방벽(13) - 2차 단열공간(2차 단열벽(14)) - 선체(H) 순으로 적층되도록 마련되며, 1차 단열공간과 2차 단열공간은 후술하는 돔(20)에 의해 마감된다.
이와 같이 2중의 방벽 및 2중의 단열벽(단열공간)을 갖는 벽체(10)에 의해, 액화가스 저장탱크(1)의 저장공간이 형성될 수 있다. 벽체(10)는 평면 또는 곡면이나 경사면 등을 포함하여 이루어져서 다양한 형상의 저장공간을 이룬다.
돔(20)은, 저장공간의 상면을 이루는 벽체(10)에 마련된다. 저장공간을 형성한 벽체(10)는 액화가스나 증발가스의 유출입을 위해 상면이 개구된 형상을 가지며, 개구된 부분에는 돔(20)이 설치되어 마감된다.
특히 본 발명의 액화가스 저장탱크(1)는 선박에 적용될 수 있고, 선박은 저장공간의 상면을 이루는 이너데크(ID)와, 이너데크(ID) 외측에 마련되는 트렁크데크(TD)를 포함할 수 있는데, 돔(20)은 이너데크(ID)와 트렁크데크(TD)를 모두 관통하는 형태로 마련될 수 있다.
돔(20)은 벽체(10)에 형성된 단열공간을 마감한다. 단열공간은 앞서 설명한 것과 같이 벽체(10)에서 2차 방벽(13)의 내측과 외측에 각각 독립적으로 마련되는데, 돔(20)은 이러한 1차 단열공간과 2차 단열공간을 상호 분리되도록 마감할 수 있다.
돔(20)은 액화가스 및 증발가스의 유출입을 독립적으로 담당하기 위하여 복수로 마련될 수 있으며, 액화가스의 유출입을 위한 돔(20)은 탱크 돔(20a)(Tank dome)으로 지칭되고, 증발가스의 유출입을 위한 돔(20)은 베이퍼 돔(20b)(vapor dome)으로 지칭될 수 있다.
이때 액화가스의 유출입을 위해서 베이퍼 돔(20b)으로부터 하방으로 펌프타워(40)가 연장되어 마련될 수 있으며, 탱크 돔(20a)은 베이퍼 돔(20b)에서 이격된 위치에 배치되고 펌프타워(40) 없이 증발가스를 받아 외부로 배출할 수 있다.
이하에서는 도 3 등을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 돔(20) 등에 대해 설명하도록 한다. 다만 이하에서 설명하는 돔(20)은 베이퍼 돔(20b)일 수 있음을 알려둔다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 평면도이며, 도 5는 도 3의 A 부분의 확대도이고, 도 6은 도 5의 B 부분의 확대도이다.
또한 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이고, 도 8은 도 7의 C 부분의 확대도이며, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다.
도 3 내지 도 9 등을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(1)에 마련되는 돔(20)은, 저장공간의 상면에 마련되고 벽체(10)를 관통하여 저장공간을 외부와 연통시킨다.
이러한 돔(20)은 베이퍼 파이프(21), 밀봉부(22), 연결 방벽(25), 연결 단열벽(26), 시스부(27) 등을 포함한다.
베이퍼 파이프(21)는, 벽체(10)를 관통하며 저장공간의 증발가스를 외부로 유동시킨다. 베이퍼 파이프(21)는 저장공간 내에서 발생한 증발가스를 외부로 방출하기 위해, 저장공간과 외부를 연통시키는 길이 및 형태를 가질 수 있다.
베이퍼 파이프(21)는 벽체(10)의 적층 구조 전체를 관통하게 되므로, 1차 단열공간과 2차 단열공간을 독립적으로 분할하기 위한 구조가 베이퍼 파이프(21)에 적용될 수 있다. 이에 대해서는 밀봉부(22)를 통해 자세히 설명한다.
밀봉부(22)는, 베이퍼 파이프(21)의 외주로부터 연장되고 2차 방벽(13)에 밀봉 마감된다. 즉 밀봉부(22)는 베이퍼 파이프(21)에 의해 벽체(10)의 2차 방벽(13)이 관통되더라도, 1차 단열공간과 2차 단열공간이 상호 격리되도록, 2차 방벽(13)과 베이퍼 파이프(21) 사이를 마감한다.
이를 위해 밀봉부(22)는 제1 플레이트(221), 제2 플레이트(222) 및 제3 플레이트(223) 등을 포함한다. 제1 플레이트(221)는 베이퍼 파이프(21)에서 주변으로 연장되며, 일례로 베이퍼 파이프(21)의 길이 방향으로 벽체(10)의 외측 부분으로부터 외주 방향으로 연장되어 있을 수 있다.
구체적으로 제1 플레이트(221)는, 베이퍼 파이프(21)의 표면에서 베이퍼 파이프(21)의 길이 방향과 수직한 방향(저장공간의 상면과 비교적 평행한 방향으로, 수평 방향으로 정의될 수 있음)으로 연장되는 제1 수평부(221a)와, 제1 수평부(221a)에서 내측 방향으로 연장되는 제1 수직부(221b)를 가질 수 있다.
제1 수평부(221a)는 후술할 외측 단열재(24)의 안착 및 고정을 위해, 둘레에 별도의 수직한 부재(부호 도시하지 않음)를 부가할 수 있고, 이 경우 제1 수평부(221a)는 단면이 'ㅏ'자 형태를 이룰 수 있을 것이다.
제1 수직부(221b)는 제1 수평부(221a)의 내면에서 일정 지점에 제1 수평부(221a)로부터 수직하게 연장됨에 따라, 제1 수평부(221a)와 제1 수직부(221b)는 도면에서와 같이 단면이 'T'자 형태를 이룰 수 있다. 또는, 제1 수직부(221b)가 제1 수평부(221a)의 둘레에서 내측 방향으로 연장됨에 따라 단면이 'ㄱ'자 형태를 이루는 것도 가능하다.
제2 플레이트(222)는, 베이퍼 파이프(21)와 밀봉 연결되는 제2 수평부(222a)와, 제1 수직부(221b)와 밀봉 연결되는 제2 수직부(222b)를 포함한다. 이때 제2 수평부(222a)는 일단이 제2 수직부(222b)에 연결된다.
제1 플레이트(221)의 제1 수평부(221a) 및 제2 플레이트(222)의 제2 수평부(222a)가 모두 베이퍼 파이프(21)에 연결되고, 제1 플레이트(221)의 제1 수직부(221b)와 제2 플레이트(222)의 제2 수직부(222b)가 상호 연결됨에 따라, 제1 수평부(221a), 제1 수직부(221b), 제2 수직부(222b) 및 제2 수평부(222a)에 의해 둘러싸이는 공간이 형성되며, 해당 공간은 1차 단열벽(12)과 격리될 수 있다. 다만 제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 형성되는 공간은 1차 단열공간과 동일한 내압으로 유지될 수 있다.
제2 수직부(222b)는, 도면과 같이 제1 수직부(221b)와 겹쳐 고정되거나, 또는 도면과 달리 제1 수직부(221b)와 맞대어 고정될 수 있다. 제2 플레이트(222)는 단면이 도면과 같이 'ㅓ'자 형태를 갖거나, 또는 도면과 달리 'ㄱ'자 형태 등의 형태를 가질 수 있는데, 제2 플레이트(222)의 형상에 따라 제2 수직부(222b)와 제1 수직부(221b)의 연결 방식이 달라질 수 있다.
제3 플레이트(223)는, 2차 방벽(13)과 밀봉 연결되는 제3 수평부(223a)와, 제2 수직부(222b)에 밀봉 연결되는 제3 수직부(223b)를 갖는다. 제3 수평부(223a)는 제3 수직부(223b)를 기준으로 베이퍼 파이프(21)에서 멀어지는 방향, 즉 2차 방벽(13)을 향하는 방향으로 연장될 수 있으며, 일단은 제3 수직부(223b)에 연결되고 타단은 2차 방벽(13)과 이격된 일정 지점에 놓일 수 있다.
제3 수직부(223b)는, 제2 수직부(222b)에 겹쳐 고정될 수 있다. 이 경우 제3 수직부(223b)는 제2 수직부(222b) 대비 베이퍼 파이프(21)에 상대적으로 멀게 배치될 수 있다.
제2 수직부(222b)의 외측면에 제1 수직부(221b) 및 제3 수직부(223b)가 상호 이격되거나 또는 맞닿은 채 마련됨에 따라, 제3 수직부(223b)는 제1 수직부(221b)와 상하로 나란하게 마련될 수 있다. 제3 수직부(223b)와 제2 수직부(222b)의 겹침 높이는 제2 수평부(222a)의 위치 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 제3 수직부(223b)를 갖는 제3 플레이트(223)는 단면이 도면과 같이 'ㅗ'자 형태를 가질 수 있고, 또는 'ㄴ'자 형태를 가질 수도 있으며, 외곽은 사각형 또는 다각형의 형태를 가질 수 있다.
제2 플레이트(222)의 제2 수평부(222a)는 제2 수직부(222b)에서 베이퍼 파이프(21)를 향하는 방향으로 연장되어 일단이 베이퍼 파이프(21)와 밀봉 연결되고, 제3 플레이트(223)의 제3 수평부(223a)는 제3 수직부(223b)에서 베이퍼 파이프(21)로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 일단이 2차 방벽(13)과 밀봉 연결되는데, 제2 수직부(222b)와 제3 수직부(223b)가 밀봉 연결되므로, 제2, 3 플레이트를 통해 베이퍼 파이프(21)와 2차 방벽(13)이 상호 밀봉될 수 있다.
이 경우 제1 플레이트(221)는 제2 플레이트(222)와 협동하여 1차 단열공간과 분리되는 별도의 공간을 형성할 수 있는데, 제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 형성되는 공간은 1차 단열공간과 분리된 독립적 공간이지만 1차 단열공간과 동일한 압력으로 관리될 수 있음은 앞서 언급한 바와 같다.
다만 제3 플레이트(223)의 제3 수평부(223a)가 베이퍼 파이프(21)에 직접 연결되지 않음에 따라, 제2 플레이트(222) 및 제3 플레이트(223)에 의해 둘러싸이는 공간의 경우, 2차 방벽(13) 내측의 1차 단열공간과 연통되도록 마련될 수 있다. 즉 1차 단열공간은 제2 수평부(222a), 제2, 3 수직부(222b, 223b)에 의해 둘러싸이는 공간과 연통되므로, 제2, 3 플레이트(222, 223)에 의해 형성되는 공간도 1차 단열공간이 확장된 부분으로 해석될 수 있다.
제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 구획되는 공간 내에는 단열 기능을 구현하기 위한 내측 단열재(23)가 시공될 수 있다. 내측 단열재(23)는 제1, 2 플레이트(221, 222)의 형상에 대응하는 형태를 가질 수 있으며, 일례로 제2 플레이트(222)의 단면이 'ㅏ'자 단면 형태를 갖고 제2 수직부(222b)가 제1 수직부(221b)와 겹쳐 용접되는 경우, 내측 단열재(23)는 둘레에 단차가 적용되어, 외측 부분이 제1 수직부(221b) 및 제2 수직부(222b)에 모두 맞닿아 충분한 단열을 구현할 수 있다.
베이퍼 파이프(21)에는 제1 플레이트(221)의 제1 수평부(221a)가 용접 등으로 연결된 후, 제1 수평부(221a)와 제1 수직부(221b) 및 베이퍼 파이프(21)에 의해 둘러싸이는 공간에 내측 단열재(23)가 채워진다. 제2 플레이트(222)의 제2 수직부(222b)는 제1 플레이트(221)의 제1 수직부(221b)에 용접 등으로 연결된다.
따라서 제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 형성되는 공간은, 내측 단열재(23)가 모두 채워져서, 열 침투 차단 기능을 효과적으로 구현할 수 있다.
제1 내지 제3 수직부(221b, 222b, 223b)는 벽체(10)의 2차 단열벽(14)과 이격된 상태로 마련될 수 있는데, 2차 단열벽(14)과 제1 내지 제3 수직부(221b, 222b, 223b) 사이에는 외측 단열재(24)가 설치될 수 있다. 외측 단열재(24)는 제1 수직부(221b) 등을 사이에 두고 적어도 일부분이 내측 단열재(23)와 마주하는 형태로 마련되고 제3 수평부(223a)에 안착될 수 있으며, 벽체(10)와 베이퍼 파이프(21) 사이에서 단열이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.
연결 방벽(25)은, 제3 수평부(223a)와 2차 방벽(13)을 연결한다. 제3 수평부(223a)는 타단이 간접적으로 2차 방벽(13)에 연결될 수 있는데, 벽체(10)의 2차 단열벽(14)에 마련되는 2차 방벽(13)과 제3 수평부(223a)는 연결 방벽(25)을 통해 상호 밀봉 연결될 수 있다.
연결 방벽(25)은 2차 방벽(13)과 동일 또는 유사한 재질로서, 복합시트일 수 있다. 이 경우 연결 방벽(25)은 2차 방벽(13) 및 제3 수평부(223a)에 대해 각각 본딩 등으로 고정될 수 있다. 또는 연결 방벽(25)은 금속 등의 재질일 수 있고, 복합시트로 이루어지는 2차 방벽(13)에는 본딩되고, 제3 수평부(223a)에는 용접될 수 있다. 이외에도 연결 방벽(25)은 2차 방벽(13)과 제3 플레이트(223)를 상호 밀봉 연결할 수 있는 다양한 형태 또는 재질로 이루어질 수 있다.
연결 단열벽(26)은, 1차 단열벽(12)과 베이퍼 파이프(21) 사이에서 연결 방벽(25)의 내측에 마련된다. 1차 단열벽(12)은 2차 방벽(13)과 밀봉부(22)의 연결을 위하여 2차 방벽(13)의 일부를 노출시키는 크기를 가질 수 있는데, 이때 연결 방벽(25)의 내측에 연결 단열벽(26)이 적층될 수 있다.
연결 단열벽(26)은 앞서 도 2 등을 통해 설명한 것과 같이, 단열블록과 플라이우드 등이 적층된 형태를 가질 수 있고, 플라이우드 부분이 연결 방벽(25)에 적층될 수 있다.
연결 단열벽(26)은, 일단이 1차 단열벽(12)과 맞닿으며 타단은 베이퍼 파이프(21)와 이격되도록 마련될 수 있다. 이를 통해 제2, 3 플레이트(222, 223)에 의해 구획되는 공간과, 1차 단열벽(12)이 마련되는 1차 단열공간이 원활하게 연통될 수 있다.
물론 플라이우드의 형태 등을 변경하여 제2, 3 플레이트(222, 223)에 의해 구획되는 공간을 1차 단열공간과 연통시킬 수 있다면, 연결 단열벽(26)의 타단이 베이퍼 파이프(21)와 맞닿는 것도 얼마든지 가능하다. 또한 필요에 따라 도면에 나타난 것과 같이 제2, 3 플레이트(222, 223)에 의해 둘러싸이는 공간 내에 우드블록이 마련될 수도 있다.
시스부(27)는, 벽체(10)의 외부에서 베이퍼 파이프(21)를 두르도록 마련된다. 앞서 언급한 바와 같이 저장공간의 상면은 이너데크(ID)이고 이너데크(ID) 외측에 트렁크데크(TD)가 마련될 수 있는데, 이때 시스부(27)는, 이너데크(ID)와 트렁크데크(TD) 사이 및 트렁크데크(TD)의 외측에서 베이퍼 파이프(21)를 두르도록, 트렁크데크(TD)를 관통하고 내측단이 이너데크(ID)의 외면에 연결되는 관 형태로 마련될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 밀봉부(22)는 2차 방벽(13)에 밀봉 연결되므로, 2차 단열공간은 이너데크(ID)에 마련되는 개구(부호 도시하지 않음)를 통해 외부와 연통되어 있을 수 있다. 이때 시스부(27)는 베이퍼 파이프(21)를 두르는 공간을 형성하고, 시스부(27)에 의해 형성되는 공간은 2차 단열공간과 연통될 수 있다.
구체적으로 2차 단열공간은, 시스부(27), 제3 수직부(223b), 제2 수직부(222b), 제1 수직부(221b), 제1 수평부(221a)에 의해 둘러싸이는 공간과 연통될 수 있다. 이 경우 시스부(27)를 활용하면 이너데크(ID)의 외측에서도 2차 단열공간으로 접근이 가능하다. 따라서 시스부(27)에는 2차 단열공간으로 불활성가스 등을 주입하거나 2차 단열공간의 내압을 체크하기 위한 2차 단열공간 파이프(31b)가 마련될 수 있다.
이때 2차 단열공간 파이프(31b)는 복수로 마련되며, 도 4에 나타난 것과 같이 불활성가스를 주입하기 위한 2차 단열공간 파이프(31b)와, 2차 단열공간의 압력을 체크하기 위한 2차 단열공간 파이프(31b) 등을 포함할 수 있고, 복수의 2차 단열공간 파이프(31b)는 직경이 서로 다를 수 있으며, 상호 간섭을 배제하고자 시스부(27)의 둘레에서 서로 다른 지점에 이격 배치될 수 있다.
2차 단열공간 파이프(31b)에서 설명한 것과 마찬가지로, 1차 단열공간에 대해서도 동일 기능을 구현하기 위한 구성이 요구된다. 다만 본 실시예는, 2차 단열공간 파이프(31b)는 돔(20)의 시스부(27)에 마련되도록 하는 반면, 1차 단열공간 파이프(31a)는 돔(20)과 이격된 위치에서 돔(20)과 별도로 마련할 수 있다. 이하에서는 1차 단열공간 파이프(31a)를 배치하기 위한 단열공간 통로부(30)에 대해 설명한다.
단열공간 통로부(30)는, 벽체(10)에서 돔(20)과 이격된 지점에 마련된다. 일례로 단열공간 통로부(30)는 저장공간의 상면에서 돔(20)으로부터 좌우방향으로 이격된 위치에서 이너데크(ID) 및 트렁크데크(TD)를 관통하도록 마련될 수 있다.
단열공간 통로부(30)는 벽체(10)의 2차 방벽(13)을 관통하여, 1차 단열공간을 외부와 연통시킬 수 있다. 이를 위해 단열공간 통로부(30)는 1차 단열공간 파이프(31a), 림부(32), 방벽부(33), 연결 방벽(34), 연결 단열벽(35), 시스부(36)를 포함할 수 있다. 참고로 본 명세서에서 둘 이상의 구성이 동일한 표현을 사용하고 있다 하더라도 도면 부호를 달리하면 다른 구성으로 해석될 수 있으며, 그 반대도 가능함을 알려둔다.
1차 단열공간 파이프(31a)는, 벽체(10)에서 외측으로부터 1차 단열벽(12)까지 관통하도록 마련된다. 1차 단열공간 파이프(31a)는 베이퍼 파이프(21)와 다르게 1차 방벽(11)은 관통하지 않도록 마련되어, 내측단이 1차 단열공간 내에 위치할 수 있다.
1차 단열공간 파이프(31a)는 베이퍼 파이프(21)에서 설명한 것과 마찬가지로, 1차 단열공간 및 2차 단열공간을 독립적으로 구획하기 위해, 2차 방벽(13)과 밀봉 연결될 수 있다. 이를 위해 림부(32)와 연결 방벽(34) 등이 사용된다.
림부(32)는, 1차 단열공간 파이프(31a)에서 주변으로 연장된다. 특히 림부(32)는 1차 단열공간 파이프(31a)의 표면에서 2차 방벽(13)과 나란하게 또는 평행하게 주변으로 연장될 수 있다. 림부(32)가 2차 방벽(13)과 나란하게 연장되는 경우, 림부(32)와 2차 방벽(13)은 연결 방벽(34)에 의해 상호 연결될 수 있다. 반면 림부(32)가 2차 방벽(13)과 평행하게(어긋나게) 연장되는 경우, 림부(32)와 2차 방벽(13)이 내외 방향으로 어긋나는 것을 해소하기 위해, 림부(32)와 연결 방벽(34) 사이에 방벽부(33)가 추가될 수 있다. 본 실시예는 후자의 경우를 도 8 등에 도시하였으나, 전자의 경우도 본 실시예에 포함될 수 있다.
림부(32)는 내면이 단차지게 마련되어, 1차 단열공간 파이프(31a)에 연결되는 일단은 2차 방벽(13)과 나란하고, 1차 단열공간 파이프(31a)에서 먼 타단은 2차 방벽(13)과 평행한 형태를 가질 수 있다. 이때 림부(32)의 타단 등에는 방벽부(33)가 부가될 수 있다.
방벽부(33)는, 림부(32)에서 내측에 마련된다. 방벽부(33)는 2차 방벽(13)과 동일 또는 유사한 재질로 이루어지며, 림부(32)의 내측면에 본딩 등으로 고정될 수 있다. 물론 앞서 설명한 바와 같이 림부(32)의 형태에 따라 방벽부(33)는 생략 가능하다.
연결 방벽(34)은, 림부(32) 또는 방벽부(33)를 2차 방벽(13)과 연결한다. 연결 방벽(34)은 2차 방벽(13)과 동일 또는 유사하게 복합시트로 마련될 수 있으며, 일단이 방벽부(33)에 겹쳐져 본딩되고, 타단이 2차 방벽(13)과 겹쳐져 본딩될 수 있다.
이때 연결 방벽(34)에서 방벽부(33)와 2차 방벽(13) 사이는 본딩이 이루어지지 않는 미본딩 구역으로 할당되어 연결 방벽(34)이 적어도 일부에서 변형 가능하게 마련될 수 있으므로, 이를 통해 연결 방벽(34)은 수축 팽창에 대비할 수 있다.
연결 단열벽(35)은, 연결 방벽(34)의 내측에 마련되며 1차 단열공간 파이프(31a)의 내측단을 두를 수 있다. 연결 단열벽(35)은 1차 단열벽(12)과 1차 단열공간 파이프(31a)의 사이에 마련될 수 있고, 또한 1차 단열공간 파이프(31a)의 내측단과 1차 방벽(11) 사이에도 마련될 수 있다. 따라서 연결 단열벽(35)은 1차 단열공간 파이프(31a)의 내측단을 수용하는 형태로 구비될 수 있다.
시스부(36)는, 벽체(10)의 외부에서 1차 단열공간 파이프(31a)를 두르도록 마련된다. 시스부(36)는 이너데크(ID)의 외측에 배치될 수 있으며, 2차 단열공간을 밀폐할 수 있다.
2차 단열벽(14)과 1차 단열공간 파이프(31a)의 사이에는 단열의 연속성을 위해 외측 단열재(37)가 마련될 수 있다. 다만 이너데크(ID)에 1차 단열공간 파이프(31a)의 관통을 위한 개구가 마련되고 이너데크(ID)와 1차 단열공간 파이프(31a) 사이가 밀봉되지 않음에 따라, 2차 단열공간은 외측 단열재(37) 및 개구 부분을 거쳐 외측으로 연통될 수 있다.
이때 시스부(36)는, 이너데크(ID)의 외측에 마련되고 1차 단열공간 파이프(31a)에 밀봉 연결됨에 따라, 2차 단열공간을 마감할 수 있다. 이러한 시스부(36)는 구조적 안정성을 위하여 1차 단열공간 파이프(31a)의 외주에 마련되는 다수의 브라켓(부호 도시하지 않음)을 통해 고정될 수 있다.
또한 시스부(36)와 1차 단열공간 파이프(31a) 사이에도 외측 단열재(37)가 마련된다. 즉 외측 단열재(37)는 2차 단열벽(14)과 1차 단열공간 파이프(31a) 사이 및 시스부(36)와 1차 단열공간 파이프(31a) 사이에 각각 채워질 수 있다.
시스부(36)는 이너데크(ID) 및 트렁크데크(TD)에 대해 각각 마련될 수 있다. 일례로 시스부(36)는 이너데크(ID)와 트렁크데크(TD) 사이에서 이너데크(ID)에 고정되며 1차 단열공간 파이프(31a)를 두르는 내측 시스부(361)와, 트렁크데크(TD)의 외부에서 1차 단열공간 파이프(31a)를 두르는 외측 시스부(362)를 포함할 수 있다.
2차 단열공간은 내측 시스부(361)에 의해 마감되므로, 외측 시스부(362)는 단열공간의 마감과는 무관하게, 1차 단열공간 파이프(31a)의 지지 및 단열을 위해 마련될 수 있다. 이때 외측 시스부(362)는 내측 시스부(361)와 독립적으로 마련되며, 1차 단열공간 파이프(31a)와 외측 시스부(362) 사이에 외부 단열재(38)가 마련될 수 있다. 외부 단열재(38)는 1차 단열공간 파이프(31a)와 내측 시스부(361) 사이에 마련되는 외측 단열재(37)와 동일 또는 유사한 재질일 수 있다. 또한 외측 시스부(362) 역시 브라켓(부호 도시하지 않음) 등을 이용하여 1차 단열공간 파이프(31a)에 고정 설치될 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 2차 단열공간으로의 접근은 돔(20)에 마련되는 2차 단열공간 파이프(31b)를 이용하고, 1차 단열공간으로의 접근은 돔(20)과 별도로 마련되는 단열공간 통로부(30)의 1차 단열공간 파이프(31a)를 이용할 수 있으므로, 돔(20)의 밀봉부(22)에 대한 밀봉 신뢰성을 보장할 수 있다.
또는 본 발명은 상기와 달리, 돔(20)으로부터 이격된 위치에 설치된 단열공간 통로부(30)에 2차 단열공간 파이프(31b)가 시공되는 실시예를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 이러한 변형 실시예에서 단열공간 통로부(30)의 내측 시스부(361)의 주변에 2차 단열공간 파이프(31b)가 마련될 수 있다.
이 경우 돔(20)에는 단열공간 파이프(31)가 삭제될 수 있으므로 돔(20)의 구조가 더욱 단순화될 수 있다. 또한 1, 2차 단열공간에 대한 불활성 처리 및 압력 관리가 돔(20)과 이격된 위치에서 수행될 수 있는 바, 작업 효율성을 높일 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 평면도이며, 도 12는 도 10의 D 부분의 확대도이고, 도 13은 도 12의 E 부분의 확대도이다.
또한 도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이고, 도 15는 도 14의 F1 부분과 F2 부분의 평단면도이다. 참고로 도 15의 좌측 도면은 도 14의 F1 부분의 평단면도이고, 도 15의 우측 도면은 도 14의 F2 부분의 평단면도이다.
이하에서는 도 10 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(1)에 대해 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음할 수 있다.
본 실시예는, 단열공간 파이프(31)가 모두 돔(20)에 마련되는 형태를 가질 수 있다. 즉 앞선 실시예는 2차 단열공간 파이프(31b)만 돔(20)에 마련되었는데, 본 실시예는 1차 단열공간 파이프(31a)가 돔(20)에 마련될 수 있다. 또한 밀봉부(22) 등의 구조가 일부 변경될 수 있다. 이하에서는 본 실시예가 앞선 실시예 대비 밀봉부(22), 단열공간 파이프(31) 등에서 달라지는 점에 대해 자세히 서술한다.
본 실시예의 밀봉부(22)는, 제1 플레이트(221), 제2 플레이트(222) 및 제3 플레이트(223)를 포함하는 점에서는 앞선 실시예와 유사하나, 제2, 3 플레이트(222, 223)의 연결 방식에서 차이가 있을 수 있다.
본 실시예의 제1 플레이트(221)는 베이퍼 파이프(21)에서 벽체(10)의 외측 부분으로부터 주변으로 연장되는 제1 수평부(221a)와, 제1 수평부(221a)에서 내측 방향으로 연장되는 제1 수직부(221b)를 갖는다는 점에서, 앞선 실시예에서와 유사하다.
본 실시예의 제2 플레이트(222)는 제2 수평부(222a)가 베이퍼 파이프(21)에 밀봉된다는 점에서는 앞선 실시예와 동일하나, 본 실시예의 제2 수직부(222b)는 제1 수직부(221b)와 상하 나란하게 배치되어 맞대기 용접으로 연결된다는 점에서 앞선 실시예와 상이할 수 있다.
또한 본 실시예의 제3 플레이트(223)는, 제3 수평부(223a)가 연결 방벽(25)에 연결된다는 점에서는 앞선 실시예와 동일하나, 본 실시예의 제3 수직부(223b)는 제1 수직부(221b)와 상하 어긋나게 배치되어 제2 수직부(222b)의 내측에 겹치기 용접 연결된다는 점에서 앞선 실시예와 상이하다.
본 실시예의 경우 제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 1차 단열공간과 분리되도록 형성된 별도의 공간은, 단열공간 파이프(31)에 의해 1차 단열공간과 연통될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
제1 내지 제3 플레이트(221, 222, 223)의 형태나 연결 방식 등은 앞선 실시예에서도 언급한 바와 같이 다양한 변경이 가능할 것이며, 본 발명은 공지된 기술을 토대로 하는 변경 예시들을 모두 포괄함은 물론이다.
본 실시예에서 제3 플레이트(223)의 제3 수평부(223a)는 연결 방벽(25)을 통해 2차 방벽(13)에 연결될 수 있다. 연결 방벽(25)은, 2차 방벽(13)과 동일 또는 유사하게 복합 시트로 이루어질 수 있고, 일단이 2차 방벽(13)에 본딩 고정되고, 타단이 제3 수평부(223a)에 본딩 등으로 고정될 수 있다.
또는 도면에서와 같이, 연결 방벽(25)은 제1 연결 방벽(251)과 제2 연결 방벽(252)이 겹쳐지는 다층 구조로 마련될 수 있다. 베이퍼 파이프(21)에 인접한 2차 방벽(13)은 2차 단열벽(14)보다 작은 폭을 가져서 2차 단열벽(14)의 내측면 중 일부를 노출시키도록 마련될 수 있는데, 연결 방벽(25)은 밀봉부(22)에 제1 연결 방벽(251)을 연결하고, 2차 방벽(13)과 제1 연결 방벽(251) 사이에 제2 연결 방벽(252)을 연결할 수 있다.
제1 연결 방벽(251)은, 일단이 2차 단열벽(14)에서 2차 방벽(13)에 덮이지 않는 부분에 고정된다. 제1 연결 방벽(251)은 SUS 등의 금속 재질로 이루어질 수 있고, 2차 단열벽(14)에 볼팅 등으로 고정될 수 있다. 이때 제1 연결 방벽(251)의 일단은 외측 방향으로 절곡되어 2차 단열벽(14)의 내부에 수용되어 볼팅으로 고정됨에 따라, 2차 방벽(13)과 밀봉부(22) 사이에서 불필요한 요철 부위의 발생을 방지할 수 있다.
제1 연결 방벽(251)의 타단은 2차 단열벽(14)을 벗어나도록 연장되어, 제3 수평부(223a)에 밀봉 연결될 수 있다. 이때 제1 연결 방벽(251)은 타단이 제3 수평부(223a)에 용접 결합되며, 제1 연결 방벽(251)과 제3 플레이트(223)는 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
제2 연결 방벽(252)은, 제1 연결 방벽(251)의 내면을 2차 방벽(13)과 밀봉 연결한다. 제2 연결 방벽(252)은 일단이 2차 방벽(13)의 내면에 본딩 등으로 고정될 수 있으며, 타단이 제1 연결 방벽(251)의 내면에 본딩 등으로 고정된다. 제2 연결 방벽(252)은 제1 연결 방벽(251) 대비 상대적으로 유연한 재질로 이루어질 수 있고, 2차 방벽(13)과 동일 또는 유사한 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 2차 방벽(13)과 밀봉부(22)의 제3 수평부(223a) 사이에서, 금속 재질의 제1 연결 방벽(251)을 볼팅과 용접으로 견고하게 고정하고, 복합 재질의 제2 연결 방벽(252)을 본딩 등으로 고정함으로써, 밀봉의 신뢰성과 구조적 안정성 등을 보장할 수 있다.
이러한 연결 방벽(25)의 내측에는 연결 단열벽(26)이 시공된다. 연결 단열벽(26)은 1차 단열벽(12)과 베이퍼 파이프(21) 사이에서 연결 방벽(25)의 내측에 마련된다. 연결 단열벽(26)의 일단은 1차 단열벽(12)과 맞닿도록 마련되는 반면, 연결 단열벽(26)의 타단은 베이퍼 파이프(21)와 이격되도록 이루어진다.
이와 같이 연결 단열벽(26)과 베이퍼 파이프(21) 사이에 간극을 두는 이유는, 후술할 1차 단열공간 파이프(31a)의 내측단으로 1차 단열공간이 원활하게 연통되도록 하기 위함이다. 연결 단열벽(26)은 단열블록과 플라이우드가 적층된 구조로 이루어지는데, 이때 연결 단열벽(26)을 베이퍼 파이프(21)에 맞닿게 구성할 경우 플라이우드로 인해 1차 단열공간과 단열공간 파이프(31)가 격리될 수 있기 때문이다.
본 실시예의 단열공간 파이프(31)는, 1차 단열공간 파이프(31a)와 2차 단열공간 파이프(31b)를 포함한다. 앞선 실시예에서 2차 단열공간 파이프(31b)가 시스부(27)에 마련되는 것과 같이, 본 실시예 역시 2차 단열공간 파이프(31b)는 시스부(27)에 마련된다. 시스부(27), 제1 내지 제3 수직부(221b, 222b, 223b) 및 제1 수평부(221a) 등에 의해 둘러싸이는 공간은 2차 단열공간과 연통될 수 있으므로, 시스부(27)만을 관통하는 2차 단열공간 파이프(31b)를 통해 2차 단열공간에 대한 내압 조절, 불활성 처리 등이 원활하게 이루어질 수 있다.
반면 본 실시예의 1차 단열공간 파이프(31a)는, 앞선 실시예에서 돔(20)과 이격된 위치에 별도로 마련되었던 것과 달리, 돔(20)의 밀봉부(22)를 관통하도록 마련될 수 있다. 구체적으로 1차 단열공간 파이프(31a)는, 제1 수평부(221a) 및 제2 수평부(222a)를 관통하며, 제2 수평부(222a)의 내측에 내측단이 마련될 수 있다.
앞서 설명한 것처럼 밀봉부(22)의 제2 플레이트(222)는 베이퍼 파이프(21)에 밀봉 연결되기 때문에, 제1 수평부(221a), 제1 수직부(221b), 제2 수직부(222b) 및 제2 수평부(222a)에 의해 둘러싸이는 공간은 1차 단열공간과 격리된다. 따라서 본 실시예는 1차 단열공간 파이프(31a)가 1차 단열공간까지 연통시키기 위해서, 1차 단열공간의 내측단은 제1 수평부(221a)는 물론이고 제2 수평부(222a)까지 관통하는 형태로 마련되는 것이다.
이때 1차 단열공간 파이프(31a)의 내측단은 연결 단열벽(26)의 외측에 위치할 수 있으며, 제2 수평부(222a), 제2 수직부(222b), 제3 수직부(223b)에 의해 둘러싸이는 공간에 배치될 수 있다. 1차 단열공간 파이프(31a)의 내측단이 위치하는 공간은 연결 단열벽(26)의 타단이 베이퍼 파이프(21)와 이격됨에 따라 1차 단열공간과 연통되어 있으므로, 1차 단열공간 파이프(31a)는 1차 단열공간과 원활하게 연통된다.
1차 단열공간 파이프(31a)의 내측단을 안정적으로 지지하기 위해, 제2 수평부(222a)와 연결 단열벽(26) 사이에는 1차 단열공간 파이프(31a)의 내측단을 지지하는 지지블록(28)이 마련될 수 있다. 이러한 지지블록(28)은 우드 등의 재질로 이루어지며, 1차 단열공간 파이프(31a)의 내측단은 덮지 않으면서 제2 수평부(222a)의 내측에서 1차 단열공간 파이프(31a)의 일정 지점을 파지하여 1차 단열공간 파이프(31a)를 고정한다.
다만 앞서 제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 둘러싸이며 1차 단열공간과 격리되고 1차 단열공간과 동일한 내압으로 관리되는 별도의 공간에 대해서도 불활성 처리 등이 요구될 수 있다. 이를 위해 1차 단열공간 파이프(31a)는, 제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 구획되는 공간 상에 관통 형성되는 홀(311)을 갖는다.
홀(311)은 제1 수평부(221a) 및 제2 수평부(222a)를 관통하는 1차 단열공간 파이프(31a)에서 제1 수평부(221a)와 제2 수평부(222a) 사이에서 관통 형성될 수 있다. 따라서 제1 수평부(221a), 제1 수직부(221b), 제2 수직부(222b) 및 제2 수평부(222a)에 의해 둘러싸이는 공간은, 밀봉부(22)에 의해서는 1차 단열공간과 격리되지만, 1차 단열공간 파이프(31a)를 통해서는 1차 단열공간과 연통되도록 할 수 있다.
제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 둘러싸이는 공간은 내측 단열재(23)가 채워질 수 있는데, 내측 단열재(23)는 다른 단열블록이나 단열벽 등과 마찬가지로 다공성 재질일 수 있으므로, 홀(311)을 덮도록 마련되더라도 제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 구획된 공간과 1차 단열공간을 1차 단열공간 파이프(31a)로 연통시키는 것이 가능하다.
다만 보다 원활한 연통을 위해, 제1 수평부(221a), 제1, 2 수직부(221b, 222b) 및 제2 수평부(222a)에 의해 둘러싸이는 공간은, 적어도 홀(311)과 마주하는 일측이 단열재의 시공 없이 빈 공간을 이룰 수 있다. 구체적으로 제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 둘러싸이는 공간은 1차 단열공간 파이프(31a)의 홀(311)에서 베이퍼 파이프(21)를 향하는 일측이 빈 공간을 이루고 타측에는 단열재가 채워질 수 있고, 이는 도 15의 우측에 나타난 것과 같다.
이러한 1차 단열공간 파이프(31a)는 내측단이 밀봉부(22)의 내측에 배치되고, 외측단이 시스부(27)를 관통해 외부에 배치될 수 있다. 또한 1차 단열공간 파이프(31a)는 내측단과 외측단 사이의 내외방향으로 연장되는 부분에서, 베이퍼 파이프(21)를 감싸는 나선(spiral)의 구조가 적용되어, 수축 팽창 등을 대비할 수 있다.
또는 1차 단열공간 파이프(31a)는 내측단과 외측단 사이의 일정 지점에 bellows가 적용되거나, flexible 호스가 적용되거나, 'ㄷ'자의 꺾인 구조 등이 적용됨으로써, 온도 변화에 따른 수축 팽창을 고려한 형태를 이룰 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 1차 단열공간 파이프(31a)를 돔(20)에 배치하면서도, 밀봉부(22)의 제1, 2 플레이트(221, 222)를 통해 1차 단열공간 파이프(31a)를 안정적으로 지지하는 구조를 형성할 수 있다.
또한 본 실시예는 제1, 2 플레이트(221, 222)에 의해 격리되는 공간에 대해 1차 단열공간 파이프(31a)의 홀(311)을 이용하여 1차 단열공간과 연통시키도록 함으로써, 단열공간 전체에 대해 누락 없는 관리가 효율적으로 가능하도록 할 수 있다.
추가로 본 발명은 도면에 나타나지 않은, 밀봉부(22)에 제2 플레이트(222)가 생략되는 추가 실시예도 포함할 수 있다. 이 경우 제3 플레이트(223)는, 2차 방벽(13)과 밀봉 연결되는 제3 수평부(223a)와, 제1 수직부(221b)와 밀봉 연결되는 제3 수직부(223b)를 가질 수 있으며, 제3 수평부(223a)는 제1 수평부(221a)보다 내외측에 위치하며 제1 수평부(221a)와 평행하게 마련되고, 일단은 베이퍼 파이프(21)와 이격되며 타단은 2차 방벽(13)과 밀봉 연결될 수 있다.
또한 추가 실시예에 따르면, 제3 수직부(223b)는 제1 수직부(221b)와 겹쳐 용접 등으로 고정됨에 따라 제1 수직부(221b)에 밀봉 연결된다. 이때 제1 수평부(221a), 제1 수직부(221b), 제3 수직부(223b), 제3 수평부(223a) 및 베이퍼 파이프(21)에 의해 둘러싸이는 직사각 공간은, 제3 수평부(223a)가 베이퍼 파이프(21)와 밀봉 연결되지 않도록 마련됨에 따라, 2차 방벽(13) 내측의 1차 단열공간과 연통되도록 마련될 수 있다. 따라서 추가 실시예에서 1차 단열공간은 제1 수평부(221a), 제1, 3 수직부(221b, 223b) 및 제3 수평부(223a)에 의해 둘러싸이는 공간과 연통되므로, 제1, 3 플레이트(221, 223)에 의해 형성되는 공간도 1차 단열공간이 확장된 부분으로 해석될 수 있다.
추가 실시예에서 제1, 3 플레이트(221, 223)에 의해 구획되는 공간 내에는 내측 단열재(23)가 설치되고, 2차 단열벽(14)과 제3 수직부(223b) 사이에는 외측 단열재(24)가 설치되어, 열 침투를 차단할 수 있다.
본 발명은 상기에서 설명한 실시예들로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 액화가스 저장탱크 H: 선체
ID: 이너데크 TD: 트렁크데크
10: 벽체 11: 1차 방벽
12: 1차 단열벽 121: 연결 단열벽
13: 2차 방벽 14: 2차 단열벽
20: 돔 20a: 탱크 돔
20b: 베이퍼 돔 21: 베이퍼 파이프
22: 밀봉부 221: 제1 플레이트
221a: 제1 수평부 221b: 제1 수직부
222: 제2 플레이트 222a: 제2 수평부
222b: 제2 수직부 223: 제3 플레이트
223a: 제3 수평부 223b: 제3 수직부
23: 내측 단열재 24: 외측 단열재
25: 연결 방벽 251: 제1 연결 방벽
252: 제2 연결 방벽 26: 연결 단열벽
27: 시스부 28: 지지블록
30: 단열공간 통로부 31: 단열공간 파이프
31a: 1차 단열공간 파이프 31b: 2차 단열공간 파이프
311: 홀 32: 림부
33: 방벽부 34: 연결 방벽
35: 연결 단열벽 36: 시스부
361: 내측 시스부 362: 외측 시스부
37: 외측 단열재 38: 외부 단열재
40: 펌프타워

Claims (9)

  1. 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성하는 금속 재질의 1차 방벽, 상기 1차 방벽의 외측에 마련되는 1차 단열벽, 상기 1차 단열벽의 외측에 마련되는 2차 방벽 및 상기 2차 방벽의 외측에 마련되는 2차 단열벽을 포함하고, 상기 1차 방벽과 상기 2차 방벽 사이 및 상기 2차 방벽의 외측에 각각 1, 2차 단열공간을 독립적으로 형성하는 벽체; 및
    상기 저장공간의 상면에 마련되고 상기 벽체를 관통하여 상기 저장공간을 외부와 연통시키는 돔을 포함하며,
    상기 돔은,
    상기 벽체를 관통하며 상기 저장공간의 증발가스를 외부로 유동시키는 베이퍼 파이프; 및
    상기 베이퍼 파이프의 외주로부터 연장되고 상기 2차 방벽에 밀봉 마감되는 밀봉부를 포함하며,
    상기 밀봉부는,
    상기 베이퍼 파이프에서 상기 벽체의 외측 부분으로부터 주변으로 연장되는 제1 수평부와, 상기 제1 수평부에서 내측 방향으로 연장되는 제1 수직부를 갖는 제1 플레이트;
    상기 제1 수직부와 밀봉 연결되는 제2 수직부와, 상기 제1 수평부의 내측에 상기 제1 수평부와 평행하게 마련되는 제2 수평부를 갖는 제2 플레이트;
    상기 제2 수직부와 밀봉 연결되는 제3 수직부와, 일단이 상기 2차 방벽과 밀봉 연결되는 제3 수평부를 갖는 제3 플레이트; 및
    상기 제3 수평부와 상기 2차 방벽을 연결하는 연결 방벽을 포함하는, 액화가스 저장탱크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 수평부는, 상기 제2 수직부에서 상기 베이퍼 파이프를 향하는 방향으로 연장되어 일단이 상기 베이퍼 파이프와 밀봉 연결되고,
    상기 제3 수평부는, 상기 제3 수직부에서 상기 베이퍼 파이프로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 일단이 상기 2차 방벽과 밀봉 연결되는, 액화가스 저장탱크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이퍼 파이프에 인접한 상기 2차 방벽은, 상기 2차 단열벽을 노출시키도록 마련되며,
    상기 연결 방벽은,
    일단이 상기 2차 단열벽에서 상기 2차 방벽에 의해 덮이지 않는 부분에 고정되며 타단이 상기 2차 단열벽을 벗어나도록 연장되어 상기 제3 수평부에 밀봉 연결되는 금속 재질의 제1 연결 방벽; 및
    상기 제1 연결 방벽의 내면을 상기 2차 방벽과 밀봉 연결하는 제2 연결 방벽을 포함하는, 액화가스 저장탱크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 연결 방벽은, 일단이 외측 방향으로 절곡되어 상기 2차 단열벽의 내부에 수용되며 볼팅으로 고정되고, 타단이 상기 제3 수평부에 용접 결합되며,
    상기 제2 연결 방벽은, 일단이 상기 2차 방벽에 본딩으로 고정되고, 타단이 상기 제1 연결 방벽의 내면에 본딩으로 고정되는, 액화가스 저장탱크.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 돔은,
    상기 2차 단열벽과 상기 제1 내지 제3 수직부 사이에서 상기 제3 수평부의 외측에 마련되는 외측 단열재; 및
    상기 1차 단열벽과 상기 베이퍼 파이프 사이에서 상기 연결 방벽의 내측에 마련되며, 일단이 상기 베이퍼 파이프와 이격되는 연결 단열벽을 더 포함하는, 액화가스 저장탱크.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 돔은,
    상기 1차 단열공간을 외부와 연통시키는 단열공간 파이프를 더 포함하고,
    상기 단열공간 파이프는,
    상기 제1 수평부 및 상기 제2 수평부를 관통하여 상기 제2 수평부의 내측에 내측단이 마련되고, 상기 돔은,
    상기 제2 수평부와 상기 연결 단열벽 사이에 마련되며 상기 단열공간 파이프의 상기 내측단을 지지하는 지지블록을 더 포함하는, 액화가스 저장탱크.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 단열공간 파이프는,
    상기 제1 수평부 및 상기 제2 수평부를 관통하며 상기 제1 수평부와 상기 제2 수평부 사이에서 관통 형성되는 홀을 갖는, 액화가스 저장탱크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 벽체의 외부에서 상기 베이퍼 파이프를 두르는 시스부를 더 포함하고,
    상기 2차 단열공간은,
    상기 시스부, 상기 제2 수직부, 상기 제1 수직부 및 상기 제1 수평부에 의해 둘러싸이는 공간과 연통되는, 액화가스 저장탱크.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 상기 액화가스 저장탱크를 갖는, 선박.
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