KR20110002896U - 액화가스 저장탱크의 단열구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 LNG나 LPG 등의 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 액화가스 저장탱크의 단열구조에 관한 것이다.

본 고안에 따르면, 복수의 단열 패널이 액화가스 저장탱크의 탱크 몸체 외부에 연달아 설치되어 이루어지는 액화가스 저장탱크의 단열 구조로서, 복수의 상기 단열 패널이 서로 인접하는 부분에서 상기 탱크 몸체에 가깝게 위치하는 저온측 갭과; 상기 저온측 갭보다 넓은 간격을 가지며 상기 저온측 갭보다 상기 탱크 몸체로부터 멀리 위치하는 상온측 갭과; 상기 상온측 갭 내에서 접합제에 의해 나란히 배치되는 단열재 및 탄성재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조가 제공된다.

액화가스, 저장탱크, 독립형, 단열 패널, 갭, 폴리에스테르 섬유, 폴리우레탄 폼, 에틸렌프로필렌 고무

Description

액화가스 저장탱크의 단열구조{INSULATION STRUCTURE OF A LIQUIFIED GAS STORAGE TANK}

본 고안은 LNG나 LPG 등의 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 독립형 저장탱크의 단열구조에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(LNG) 또는 액화석유가스(LPG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 포함한다.

이 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있으며, 통상 멤브레인형 저장탱크는 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지고, 독립형 저장탱크는 MOSS형과 SPB형으로 나눠진다. MOSS형의 독립형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제 10-15063 호 등에 기재되어 있고, SPB형의 독립형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제 10-305513 호 등에 기재되어 있다.

일반적으로 독립형 저장탱크는 알루미늄 합금이나 SUS, 및 9% 니켈 등 저온에 강한 합금으로 제조된 탱크 몸체에 폴리우레탄과 같은 비교적 단단한 단열 패널을 부착시켜 만들어지며, 선체의 내부 바닥에 배열되는 복수의 탱크 지지체 상에 놓여진다.

폴리우레탄 폼에 의해 제조된 다수의 단열 패널을 탱크 몸체의 외부에 설치하는 종래기술에 따른 액화가스 저장탱크의 단열 구조는 대한민국 특허 제 10-166608 호 등에 기재되어 있다.

도 1에는 종래기술에 따른 독립형 탱크의 단열 구조 중에서 2개의 단열 패널(10)이 서로 연결되는 부분의 모습이 도시되어 있다.

액화가스에 의해 탱크 몸체(1)가 냉각되면 열변형, 즉 수축이 일어나 폴리우레탄 폼에 의해 만들어지는 단열 패널(10)에 응력이 발생할 수 있다. 이러한 응력 발생을 감소시키기 위해서, 인접하는 단열 패널(10)들끼리는 서로 일정한 간격을 가지도록 배치되는데, 단열 패널(10)의 측면에는 단차가 형성되어 있으며 탱크 몸체(1)에 가까운 저온측 갭(11)이 상온측 갭(13)보다 좁게 형성된다.

저온측 갭(11) 내에는 저온에서 탄성을 갖는 글래스 울(glass wool)과 같은 단열물질(15)이 충전되어 있다. 저온측 갭(11)과 상온측 갭(13) 사이의 경계면에는 밀봉 테이프(16)가 부착되어 저온측 갭(11)과 상온측 갭(13) 사이의 경계면을 차단한다. 상온측 갭(13) 내에는 일정 온도에서 탄성을 가지는 폴리에틸렌 폼으로 제조된 단열재(17)가 개재되어 있다.

그런데, 종래기술에 따른 단열 구조는, 작업자의 건강에 치명적인 영향을 미칠 수 있는 글래스 울과 같은 소재를 사용한다는 문제가 있었다. 또한, 탱크 몸체로부터의 액화가스 누출 발생시 밀봉 테이프(16)에 의해 누출을 방지하고 있지만, 더욱 안전하고 신뢰성 높은 누출 방지 방안에 대한 연구가 지속될 필요가 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 고안은, 종래에 비해 친환경적인 재료를 사용함으로써 단열 시스템의 제작 및 설치시 환경오염을 방지하고 작업자의 건강상 위해요소를 제거할 수 있도록 하는 동시에, 액화가스의 누출을 더욱 확실하게 방지할 수 있도록 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따르면, 복수의 단열 패널이 액화가스 저장탱크의 탱크 몸체 외부에 연달아 설치되어 이루어지는 액화가스 저장탱크의 단열 구조로서, 복수의 상기 단열 패널이 서로 인접하는 부분에서 상기 탱크 몸체에 가깝게 위치하는 저온측 갭과; 상기 저온측 갭보다 넓은 간격을 가지며 상기 저온측 갭보다 상기 탱크 몸체로부터 멀리 위치하는 상온측 갭과; 상기 상온측 갭 내에서 접합제에 의해 나란히 배치되는 단열재 및 탄성재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조가 제공된다.

상기 저온측 갭과 상기 상온측 갭 사이에는 상기 저온측 갭보다는 넓지만 상기 상온측 갭보다는 좁은 간격을 가지는 중간 갭이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 중간 갭 내에는 단열재가 접합제에 의해 배치되는 것이 바람직하다.

상기 중간 갭 내에는 탄성재가 상기 단열재와 함께 접합제에 의해 나란히 배치되는 것이 바람직하다.

상기 저온측 갭 내에는 폴리에스테르 섬유 소재의 단열 물질이 개재되는 것이 바람직하다.

상기 접합제는 폴리우레탄 본드인 것이 바람직하다.

상기 단열재는 폴리우레탄 폼인 것이 바람직하다.

상기 상온측 갭과 상기 중간 갭 사이의 경계면에는 알루미늄 테이프인 밀봉 테이프가 부착되어 상기 상온측 갭과 상기 중간 갭 사이를 차단하는 것이 바람직하다.

상기 탄성재는 에틸렌프로필렌 고무인 것이 바람직하다.

상기 단열 패널의 상기 탱크 몸체로부터 반대쪽 표면 상에는 상기 접합제에 의해 아연 도금판이 부착되며, 상기 아연 도금판은 일정한 간격을 두고 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안의 또 다른 측면에 따르면, 복수의 단열 패널이 액화가스 저장탱크의 탱크 몸체 외부에 연달아 설치되어 이루어지는 액화가스 저장탱크의 단열 구조로서, 각각의 상기 단열 패널 사이에는 폴리우레탄 폼 소재의 단열재가 탄성재와 함께 접합제에 의해 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조가 제공된다.

상술한 바와 같은 본 고안에 의하면, 종래에 비해 친환경적인 재료를 사용함으로써 단열 시스템의 제작 및 설치시 환경오염을 방지하고 작업자의 건강상 위해요소를 제거할 수 있도록 하는 동시에, 액화가스의 누출을 더욱 확실하게 방지할 수 있도록 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조가 제공될 수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 단열 구조를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 고안의 바람직한 제1 실시형태에 따른 액화가스 저장탱크의 단열 구조를 부분적으로 나타내는 측단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 고안의 바람직한 제2 실시형태에 따른 액화가스 저장탱크의 단열 구조를 부분적으로 나타내는 측단면도가 도시되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 독립형 저장탱크는, 탱크 몸체(1)의 외부에 폴리우레탄 폼과 같이 비교적 경질의 단열 패널(10)이 부착됨으로써 단열층을 형성하여 이루어진다. 탱크 몸체(1)와 단열 패널(10)의 사이는 완전히 밀착되지 않고 간극(c)이 형성되도록 서로 이격될 수 있다. 탱크 몸체(1)와 단열 패널(10) 사이의 간극(c)은, 통기 공간으로서 활용될 수 있으며 탱크 몸체(1)의 손상으로 인한 누출 발생시 누출액의 통로로서도 활용될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 제1 실시형태에 따른 액화가스 저장탱크의 단열 구조에 따르면, 각각의 단열 패널(10)의 측면에 단차가 형성되며, 인접하는 단열 패널(10)들의 사이는 일정한 간격만큼 이격된 상태로 배치된다.

탱크 몸체(1)와 가장 가까운 저온측 갭(21) 내에는 폴리에스테르 섬유 소재의 단열 물질(25)이 개재되고, 탱크 몸체(1)로부터 가장 먼 상온측 갭(23) 내에는 예컨대 폴리우레탄 본드(Polyuretane Glue) 등의 접합제(26)에 의해 접합되는 폴리 우레탄 폼 소재의 단열재(27)가 배치될 수 있다.

저온측 갭(21)과 상온측 갭(23) 사이의 중간 갭(22) 내에는, 상온측 갭(23)과 마찬가지로, 예컨대 폴리우레탄 본드(Polyuretane Glue) 등의 접합제(26)에 의해 접합되는 폴리우레탄 폼 소재의 단열재(27)가 배치될 수 있다.

저온측 갭(21)은 상온측 갭(23)에 비해 좁은 간격을 가지며, 중간 갭(22)은 저온측 갭(21)에 비해 넓고 상온측 갭(23)에 비해 좁은 간격을 가진다. 또한, 중간 갭(22)은 저온측 갭(21) 및 상온측 갭(23)에 비해 높이가 낮다.

상온측 갭(23)과 중간 갭(22) 사이의 경계면에는 예컨대 알루미늄 테이프 등의 밀봉 테이프(24)가 부착되어 상온측 갭(23)과 중간 갭(22) 사이를 차단한다.

한편, 상온측 갭(23) 내에 배치되는 폴리우레탄 폼 소재의 단열재(27)의 일측에는 탄성력이 좋은 연질의 에틸렌프로필렌 고무 소재의 탄성재(28)가 개재될 수 있다. 탄성재(28) 역시 폴리우레탄 본드 등의 접합제(26)에 의해 단열재(27)와 나란히 접합되어 있다.

이와 같이 저온측 갭(21) 내에는 폴리에스테르 섬유 소재의 단열 물질(25)이 개재되고, 상온측 갭(23) 내에는 에틸렌프로필렌 고무 소재의 탄성재(28)가 개재되기 때문에, 탱크 몸체(1)의 열변형시 단열 구조의 변형을 흡수하여 단열 패널(10)에 응력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 고안의 바람직한 제1 실시형태에 따르면, 중간 갭(22) 내에 폴리우레탄 폼 소재의 단열재(27)를 접합제(26)에 의해 접합시킴으로써 탱크 몸체(1)로부터의 액화가스 누출시 이를 1차적으로 밀봉할 수 있다.

중간 갭(22)과 상온측 갭(23) 사이의 경계면에 부착된 알루미늄 테이프 등의 밀봉 테이프(24)에 의해 액화가스의 누출이 2차적으로 방지될 수 있다.

탱크 몸체(1)로부터 가장 먼 단열 패널(10)의 표면 상에는 폴리우레탄 본드 등의 접합제(26)에 의해 아연 도금판(Galvanized steel)(29)이 부착되어 액화가스의 누출이 3차적으로 방지될 수 있다. 아연 도금판(29)의 사이에는 일정한 간격이 형성되며, 그로 인해 수축시 아연 도금판의 응력 발생을 감소시킬 수 있다.

도 3에는 본 고안의 바람직한 제2 실시형태에 따른 단열 구조가 도시되어 있다. 도 2를 참조하여 상술한 제1 실시형태의 단열 구조에 따르면 상온측 갭(23) 내에만 에틸렌프로필렌 고무 소재의 탄성재(28)가 개재되었으나, 본 제2 실시형태의 단열 구조에 따르면 상온측 갭(23)뿐만 아니라 중간 갭(22) 내에도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재(27)와 에틸렌프로필렌 고무 소재의 탄성재(28)가 개재되어 있다.

이들 단열재(27)와 탄성재(28)는 상술한 바와 같이 폴리우레탄 본드 소재의 접합제(26)에 의해 상온측 갭(23) 및 중간 갭(22) 내에 각각 접합되어 있다.

이와 같이 본 고안에 따르면, 글래스 울과 같이 환경오염이 발생할 가능성이 높고 건강상 해로운 소재를 사용하는 대신에 폴리에스테르 섬유와 같은 친환경적인 재료를 사용함으로써 단열 시스템의 제작 및 설치시 환경오염을 방지하고 작업자의 건강상 위해요소를 제거할 수 있게 된다. 또한, 본 고안에 따르면, 탱크 몸체로부터 액화가스의 누출이 발생할 경우, 누출된 액화가스가 단열 구조를 통과하여 선체측으로 유동하는 것을 3차에 걸쳐 방지하고 있기 때문에, 액화가스의 누출을 더욱 확실하게 방지할 수 있도록 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조가 제공될 수 있다.

본 고안에 따른 액화가스 저장탱크의 단열 구조는 독립형 저장탱크가 설치되어 있으면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 해양 구조물 중 어디라도 적용될 수 있으며, 다시 말해서 액화천연가스(LNG)나 액화석유가스(LPG) 등을 운반하는 액화가스 운반선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 플랜트 등에 모두 적용될 수 있다.

이상과 같이 본 고안에 따른, 액화가스 저장탱크의 단열 구조를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 고안은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 실용신안등록청구범위 내에서 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 종래 기술에 따른 액화가스 저장탱크의 단열 구조를 부분적으로 나타내는 측단면도,

도 2는 본 고안의 제1 실시형태에 따른 액화가스 저장탱크의 단열 구조를 부분적으로 나타내는 측단면도, 그리고

도 3은 본 고안의 제2 실시형태에 따른 액화가스 저장탱크의 단열 구조를 부분적으로 나타내는 측단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 탱크 몸체 20 : 단열 패널

21 : 저온측 갭 22 : 중간 갭

23 : 상온측 갭 24 : 밀봉 테이프

25 : 단열물질 26 : 접합제

27 : 단열재 28 : 탄성재

29 : 아연 도금판

Claims (11)

1. 복수의 단열 패널이 액화가스 저장탱크의 탱크 몸체 외부에 연달아 설치되어 이루어지는 액화가스 저장탱크의 단열 구조로서,

   복수의 상기 단열 패널이 서로 인접하는 부분에서 상기 탱크 몸체에 가깝게 위치하는 저온측 갭과;

   상기 저온측 갭보다 넓은 간격을 가지며 상기 저온측 갭보다 상기 탱크 몸체로부터 멀리 위치하는 상온측 갭과;

   상기 상온측 갭 내에서 접합제에 의해 나란히 배치되는 단열재 및 탄성재;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 저온측 갭과 상기 상온측 갭 사이에는 상기 저온측 갭보다는 넓지만 상기 상온측 갭보다는 좁은 간격을 가지는 중간 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 중간 갭 내에는 단열재가 접합제에 의해 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 중간 갭 내에는 탄성재가 상기 단열재와 함께 접합제에 의해 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 저온측 갭 내에는 폴리에스테르 섬유 소재의 단열 물질이 개재되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.
6. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

   상기 접합제는 폴리우레탄 본드인 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.
7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 단열재는 폴리우레탄 폼인 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.
8. 청구항 2에 있어서,

   상기 상온측 갭과 상기 중간 갭 사이의 경계면에는 밀봉 테이프가 부착되어 상기 상온측 갭과 상기 중간 갭 사이를 차단하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.
9. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 탄성재는 에틸렌프로필렌 고무인 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 단열 패널의 상기 탱크 몸체로부터 반대쪽 표면 상에는 상기 접합제에 의해 아연 도금판이 부착되며, 상기 아연 도금판은 일정한 간격을 두고 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.
11. 복수의 단열 패널이 액화가스 저장탱크의 탱크 몸체 외부에 연달아 설치되어 이루어지는 액화가스 저장탱크의 단열 구조로서,

    각각의 상기 단열 패널 사이에는 폴리우레탄 폼 소재의 단열재가 탄성재와 함께 접합제에 의해 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크의 단열 구조.

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