KR20000074754A - 액화천연가스 저장탱크의 사이드 월 구조체 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리섬유시트와 폴리우레탄 폼과 유리섬유시트로 이루어진 단열패널을 거푸집 겸용으로 함으로서 사이드 월의 시공시 철근콘크리트부와 함께 단열패널의 시공이 동시에 이루어져 시공시간을 대폭 단축시켜 경제적인 시공이 이루어지게 하고, 상기 단열패널을 구성하는 양 유리섬유시트를 보강직물로 스티칭(stit ching)하여 연결함으로서 3차원의 구조체를 이루고 그 유리섬유시트 사이에 심재인 폴리우레탄 폼을 충전시킴으로서 단열패널의 구조 강성을 높여 결과적으로 사이드 월 구조체의 강도를 향상시켜 구조의 안전성을 높일 수 있도록 하는 것으로, 콘크리트가 타설될 부위에 철근을 배근하고, 단열패널을 구성하는 일측의 유리섬유시트에 철근매시를 부착하고 이 철근매시의 직각방향으로 다수의 연결로드를 연결하고, 상기 연결로드의 단부를 통해 단열패널로부터 소정의 폭(두께)을 갖고 아웃터 거푸집을 설치하여 상기 아웃터 거푸집과 단열패널 사이에 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트부를 형성하고, 상기 철근콘크리트부의 양생에 따라 아웃터 거푸집을 제거시킴으로서 상기 철근콘크리트부와 단열패널이 연결로드와 철근매시를 매개체로 하여 일체화된 사이드 월을 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

액화천연가스 저장탱크의 사이드 월 구조체 및 그 시공방법{liquefied natural gas lang storage tank side wall structure and method}

본 발명은 액화천연가스(liquefied natural gas;LNG)의 저장탱크에 관한 것으로, 특히 저장탱크의 사이드 월(side wall) 제작시 유리섬유시트/폴리우레탄 폼/유리섬유시트로 이루어진 샌드위치 단열패널을 사용하여 철근콘크리트부와 함께 사이드 월의 구조체를 이루게 함으로서 공사기간의 단축 및 제작비용을 대폭 절감할 수 있도록 하는 액화천연가스 저장탱크의 사이드 월 구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 액화천연가스는 대기압하에서 비등점이 -163℃인 초저온 액체 (cryogennic liquid)로서 대형탱크에 저장되는 것이 일반적이며, 저장탱크는 수직 원통형의 이중구조로 구성된다. 내부탱크인 멤브레인(membrane)은 저온취성에 강한 재질을 사용하며 외부탱크인 사이드 월은 프리스트레스트 콘크리트(prestressed concrete:PC) 또는 탄소강을 사용하여 만들고 그 사이에는 단열재를 넣어 탱크 외부에서의 침입열량에 의한 기화가스(boil off gas) 발생이 최소화 되도록 제작된다.

이러한 액화천연가스 저장탱크는 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 즉, 매설형(Inground), 반매설형(Half-Inground), 지상형(Aboveground) 등이 있으며, 지형에 따라 선택 사용하게 되며, 경제적인 측면에서는 지상형을 사용하게 되고, 안전성 면에서는 매설형으로 제작하고 있다.

현재 국내에서는 지상형으로 제작, 시공하여 사용하고 있다.

종래 육상에서 사용되는 지상형 액화천연가스 저장탱크의 시공을 도 1을 통하여 설명하면 다음과 같다.

지반을 다지기 위한 기초공사(100)를 실시한 다음, 이 기초공사(100) 토대에 지진 또는 충격 예방을 위해 철파이프 쐐기를 박고 기초콘크리트부(200)를 시공한다.

상기와 같이 시공된 기초콘크리트부(200)에 탱크의 저장능력을 결정하는 원통형의 사이드 월(side wall)(300) 공사를 수행한다.

상기 사이드 월(300) 공사는 거푸집에 콘크리트를 타설한 후 콘크리트가 양생되면 거푸집을 제거한다. 이에 따라 사이드 월(300)은 소정하는 높이 및 두께로 시공된다.

다음에 사이드 월(300)의 내벽과 바닥에 단열패널을 보강하고, 사이드 월(300) 내부에서 제작된 돔형 루프(500)를 사이드 월(300)의 상부에 조립한 후 이 단열패널에 멤브레인(400)을 시공하여 내부탱크의 마감 처리를 하면 저장탱크(600)가 완성된다.

한편 상기에서 초저온 저장탱크에서 사용되는 멤브레인(400)이란, 재질이 온도와 하중의 변화에 대하여 자유로이 팽창과 수축을 할 수 있도록 설계, 제작한 특수판재를 의미하는 것으로, 탱크의 측면 및 밑면에 설치되어 초저온 액체의 누설을 방지하는 밀봉기능을 1차적으로 담당하고, 열하중에 의한 피로하중을 견디면서 액압력 또는 자중량 등에 의해서 발생되는 하중을 흡수하여 단열패널로 전달하는 기능을 갖고 있다.

도 2는 종래 사이드 월 구조체의 단면도 및 제작과정을 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 종래의 사이드 월(300)은 탱크의 외벽을 이루는 철근콘크리트부(302)와 이 철근콘크리트부(302)의 내측벽에 부착되어 탱크의 내벽을 이루며 내측면에 멤브레인(400)(도시안됨)이 부착되는 단열패널(304)로 구성된다.

상기 사이드 월(300)의 시공은 먼저 콘크리트가 타설될 부위에 철근(301)을 배근하고, 소정의 폭으로 거푸집(700)을 제작하고 이에 콘크리트를 타설하여 소정의 두께(약 55-100㎝)로 철근콘크리트부(302)를 제작하는 단계와;

상기 철근콘크리트부(302)에 합판(304a)과 폴리우레탄 폼(304b)과 합판 (304a)의 샌드위치로 이루어진 단열패널(304)(약 180-200㎜ 두께)을 접착제로 부착하는 단계로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 종래의 사이드 월(300) 구조체는 탱크의 외벽을 구성하는 철근콘크리트부(302)와 탱크의 내벽을 구성하는 단열패널(304)을 각각 시공하게 된다.

즉, 도 2a에 도시된 바와 같이 탱크의 외벽을 구성하기 위하여 먼저 소정의 폭을 두고 거푸집(700)을 설치하고 이에 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트부(302)를 형성한 다음, 상기 철근콘크리트부(302)의 양생이 이루어지면 거푸집(700)을 제거한다.

다음에 도 2b에 도시된 바와 같이 철근콘크리트부(302)의 내측면에 액상의 접착콤파운드인 매스틱(Mastic)(306)을 도포하여 단열패널(304)을 부착함으로서 사이드 월(300)을 구성하게 된다.

상기와 같이 시공되는 종래의 사이드 월(300)에 의하면 철근콘크리트부(302)와 단열패널(304)을 동시에 시공하지 못하기 때문에 먼저 양 거푸집(700)을 이용하여 철근콘크리트부(302)를 시공한 후에 단열패널(304)을 매스틱(306)으로 부착함으로서 시공에 따른 시간이 많이 소요된다. 즉, 상기와 같은 시공방법에 의하면 거푸집 1개당 1.2×2.4m 크기로서 약 13만㎥의 저장탱크(600)를 시공할 경우에 약 3,600개 정도의 거푸집이 소요되어 시공에 따른 시간이 많이 소요되며, 철근콘크리트부(302)를 시공하는 단계와, 단열패널(304)을 시공하는 2단계로 이루어지게 되어 그 결과 시공시간 및 인건비가 많이 소요된다.

한편 상기 단열패널(304)은 샌드위치 형태로서 폴리우레탄 폼(304b)의 양측에 합판(304a)(304a)으로 구성되기 때문에 이들 합판(304a)(304a)의 자중에 의한 처짐현상 및 박리현상이 발생될 수 있고, 습기에 약하여 내식성을 저하시켜 구조의 안전성을 저하시키게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 유리섬유시트와 폴리우레탄 폼과 유리섬유시트로 이루어진 단열패널을 거푸집 겸용으로 함으로서 사이드 월의 시공시 철근콘크리트부와 함께 단열패널의 시공이 동시에 이루어져 시공시간을 대폭 단축시켜 경제적인 시공이 이루어지게 하고, 상기 단열패널을 구성하는 양 유리섬유시트를 보강직물로 스티칭(stitching)하여 연결함으로서 3차원의 구조체를 이루고 그 유리섬유시트 사이에 심재인 폴리우레탄 폼을 충전시킴으로서 단열패널의 구조 강성을 높여 결과적으로 사이드 월 구조체의 강도를 향상시켜 구조의 안전성을 높일 수 있도록 하는 액화천연가스 저장탱크의 사이드 월 구조체 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

콘크리트가 타설될 부위에 철근을 배근하고,

단열패널을 구성하는 일측의 유리섬유시트에 철근매시를 부착하고 이 철근매시의 직각방향으로 다수의 연결로드를 연결하고,

상기 연결로드의 단부를 통해 단열패널로부터 소정의 폭(두께)을 갖고 아웃터 거푸집을 설치하여 상기 아웃터 거푸집과 단열패널 사이에 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트부를 형성하고,

상기 철근콘크리트부의 양생에 따라 아웃터 거푸집을 제거시킴으로서 상기 철근콘크리트부와 단열패널이 연결로드와 철근매시를 매개체로 하여 일체화된 사이드 월을 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 단열패널은 양 유리섬유시트를 보강직물로 스티칭하여 연결하고, 양 유리섬유시트 사이에 폴리우레탄 폼을 충전시켜 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 철근매시는 단열패널을 구성하는 일측면의 유리섬유시트와 접착수지로 접착된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 콘크리트가 타설될 부위에 철근을 배근하는 단계와;

단열패널을 구성하는 일측의 유리섬유시트에 철근매시를 부착하고 이 철근매시의 직각방향으로 다수의 연결로드를 연결하는 단계와;

상기 연결로드의 단부를 통해 단열패널로부터 소정의 폭(두께)을 갖고 아웃터 거푸집을 설치하는 단계와;

상기 아웃터 거푸집과 단열패널 사이에 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트부를 형성하는 단계와;

상기 철근콘크리트부의 양생에 따라 아웃터 거푸집을 제거시킴으로서 상기 철근콘크리트부와 단열패널이 연결로드와 철근매시를 매개체로 하여 일체화된 사이드 월을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 액화천연가스 저장탱크를 예시한 개략구성도.

도 2a, 도 2b는 도 1에 도시된 종래 사이드 월의 제작과정도.

도 3은 본 발명의 액화천연가스 저장탱크를 예시한 개략구성도.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 사이드 월의 상세단면도.

도 5는 도 4의 상세사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 사이드 월

12 : 철근

14 : 단열패널

14a : 유리섬유시트

14b : 폴리우레탄 폼

16 : 철근매시

18 : 연결로드

20 : 아웃터 거푸집

22 : 철근콘크리트부

24 : 보강직물

26 : 접착수지가 함침된 유리섬유시트

28 : 너트

30 : 파이프

400 : 멤브레인

500 : 돔형 루프

600 : 저장탱크

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 액화천연가스 저장탱크를 예시한 개략구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 사이드 월의 상세단면도이며, 도 5는 도 4의 상세사시도를 도시한 것이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 콘크리트가 타설될 부위에 철근(12)을 배근하고, 단열패널(14)을 구성하는 일측의 유리섬유시트(14a)에 철근매시(16)를 부착하고 이 철근매시(16)의 직각방향으로 다수의 연결로드(18)를 연결하여 이 연결로드(18)의 단부를 통하여 상기 단열패널(14)로부터 소정의 폭을 갖고 아웃터 거푸집(20)을 설치한다.

이후 상기 단열패널(14)과 아웃터 거푸집(20) 사이에 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트부(22)를 형성하고 이 철근콘크리트부(22)의 양생에 따라 상기 아웃터 거푸집(20)을 제거시킴으로서 철근콘크리트부(22)와 단열패널(14)이 일체화된 구조체의 사이드 월(10)이 시공되며, 상기 단열패널(14)의 바깥쪽에는 통상의 멤브레인 (400)이 설치된다.

상기 단열패널(14)은 양 유리섬유시트(14a)(14a)를 보강직물(24)로 스티칭하여 연결하고, 양 유리섬유시트(14a)(14a) 사이에 폴리우레탄 폼(14b)을 충전시켜 구성된다.

상기와 같이 구성되는 단열패널(14)은 보강직물(24)에 의하여 양 유리섬유시트(14a)(14a)와 발포체인 폴리우레탄 폼(14b)이 유기적으로 결합된 샌드위치 구조체를 이루게 되어 기본적으로는 단열효과를 갖고 전단응력에 대한 고도의 내구력 특성을 발휘하게 된다.

상기 보강직물(24)은 유리섬유직물, 탄소섬유직물 또는 기타의 합성섬유를 선택적으로 사용할 수 있다.

상기 철근매시(16)는 단열패널(14)의 일측 유리섬유시트(14a)에 접착수지를 함침시킨 유리섬유시트(26)에 의해 접착되며, 철근매시(16)로부터 직각되게 연결 고정되는 연결로드(18)는 용접 또는 걸고리 형태로 연결 고정될 수 있다.

도면부호 28은 너트로서 연결로드(18)의 일단부에 나사 체결되어 아웃터 거푸집(20)을 고정시키는 것이다.

상기 아웃터 거푸집(20)은 합판 또는 철판을 사용할 수 있다.

한편 도면중 설명부호 30은 연결로드(18)를 감싸고 있는 파이프로서, 이 파이프(30)는 단열패널(14)과 아웃터 거푸집(20) 사이의 간격을 고정하는데 사용된다.

상기에서 단열패널(14)은 기본적으로 탱크의 단열재로 사용되는 것이며, 콘크리트 타설시 아웃터 거푸집(20)과 함께 이너 거푸집 역할을 수행하게 되는 것이다.

따라서 본 발명의 사이드 월(10)은 철근콘크리트부(22)와 단열패널(14)이 연결로드(18)와 철근매시(16)를 매개체로 하여 일체화를 이루게 되어 시공이 간단히 이루어지게 된다.

특히 본 발명의 단열패널(14)은 1개당 2.7×12.0m 크기로서 약 13만㎥의 저장탱크(600)를 시공할 경우에 약 260개 정도가 소요되어 종래에 비하여 시공시간을 대폭 단축시킬 수 있게 된다.

그리고 상기 단열패널(14)은 철근매시(16)와 연결로드(18)에 의해 철근콘크리트부(22)와 완전한 고정 구조체를 이루게 되어 단열패널(14)이 철근콘크리트부 (22)에서 처짐이나 박리되는 현상이 제거되어 구조의 안전성을 확보하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 사이드 월 구조체는 단열패널이 이너 측 거푸집 겸용 역할을 함으로서 사이드 월의 시공시 철근콘크리트부와 함께 단열패널의 시공이 동시에 이루어져 시공시간이 대폭 단축되어 경제적인 시공이 이루어지게 되고, 상기 단열패널을 구성하는 양 유리섬유시트를 보강직물로 스티칭하여 연결함으로서 3차원의 구조체를 이루고 그 유리섬유시트 사이에 심재인 폴리우레탄 폼을 충전시킴으로서 단열패널의 구조 강성을 높여 결과적으로 사이드 월 구조체의 강도를 향상시켜 구조의 안전성을 높이게 된다.

Claims (5)

1. 콘크리트가 타설될 부위에 철근을 배근하고,

   단열패널을 구성하는 일측의 유리섬유시트에 철근매시를 부착하고 이 철근매시의 직각방향으로 다수의 연결로드를 연결하고,

   상기 연결로드의 단부를 통해 단열패널로부터 소정의 폭(두께)을 갖고 아웃터 거푸집을 설치하여 상기 아웃터 거푸집과 단열패널 사이에 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트부를 형성하고,

   상기 철근콘크리트부의 양생에 따라 아웃터 거푸집을 제거시킴으로서 상기 철근콘크리트부와 단열패널이 연결로드와 철근매시를 매개체로 하여 일체화된 사이드 월을 구성한 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 사이드 월 구조체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 단열패널은 양 유리섬유시트를 보강직물로 스티칭하여 연결하고, 양 유리섬유시트 사이에 폴리우레탄 폼을 충전시켜 구성한 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 사이드 월 구조체.
3. 제 1항에 있어서, 상기 철근매시는, 단열패널을 구성하는 일측면의 유리섬유시트에 접착수지를 함침시킨 유리섬유시트로 접착된 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 사이드 월 구조체.
4. 제 1항에 있어서, 상기 연결로드에는 단열패널과 아웃터 거푸집 사이의 간격을 고정하는 파이프를 설치한 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 사이드 월 구조체.
5. 콘크리트가 타설될 부위에 철근을 배근하는 단계와;

   단열패널을 구성하는 일측의 유리섬유시트에 철근매시를 부착하고 이 철근매시의 직각방향으로 다수의 연결로드를 연결하는 단계와;

   상기 연결로드의 단부를 통해 단열패널로부터 소정의 폭(두께)을 갖고 아웃터 거푸집을 설치하는 단계와;

   상기 아웃터 거푸집과 단열패널 사이에 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트부를 형성하는 단계와;

   상기 철근콘크리트부의 양생에 따라 아웃터 거푸집을 제거시킴으로서 상기 철근콘크리트부와 단열패널이 연결로드와 철근매시를 매개체로 하여 일체화된 사이드 월을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 사이드 월 구조체의 시공방법.