KR20120013210A - 액화 천연 가스 저장 탱크 - Google Patents

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Abstract

액화 천연 가스 저장 탱크가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크는, 내부 선체에 설치되는 액화 천연 가스 저장 탱크로서, 상기 액화 천연 가스 저장 탱크를 단열시키기 위한 단열 보드와, 상기 단열 보드와 상기 내부 선체 사이에 설치되어 상기 내부 선체의 경사를 보정하며 탄성을 갖는 높이 조절 부재, 및 상기 높이 조절 부재와 상기 내부 선체 사이에 배치된 평탄화 플레이트를 포함한다.

Description

액화 천연 가스 저장 탱크{LIQUEFIED NATURAL GAS STORAGE TANK}
본 발명은 액화 천연 가스 저장 탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부 선체의 경사를 보정하는 구조를 갖는 액화 천연 가스 저장 탱크에 관한 것이다.
액화 천연 가스(LNG)는 메탄을 주성분으로 하는 천연 가스를 -162 ℃로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.
이러한 액화 천연 가스가 에너지 자원으로 사용됨에 따라 액화 천연 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되었으며, 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화 천연 가스를 해상으로 수송할 수 있는 액화 천연 가스 운반선이 개발되었다.
그런데, 액화 천연 가스 운반선에는 초저온상태로 액화시킨 액화 천연 가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(cargo)이 구비되어야 하는데, 이러한 화물창은 대기압 보다 높은 증기압과 초저온 상태의 액화 천연 가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해서 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 단열 패널로 설계되어야 한다.
대한민국 공개특허 2010-0069375호에는 단열 보드의 하부에 에폭시가 도포된 영역과 에폭시가 도포되지 않은 영역에 스프링이 설치된 구성을 개시하고 있으나, 에폭시와 스프링이 측방향으로 나란하게 배치되어 에폭시에 의하여 고정된 단열 보드가 스프링에 의하여 탄성 지지되지 못하는 문제가 있다.
또한, 스프링으로 이루어진 지지부재만으로는 경사를 갖는 내부 선체의 높이를 보정하기 어려운 문제점이 있다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 제2010-0069375 호
본 발명의 일 실시예는 높이 조절이 용이한 액화 천연 가스 저장 탱크를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부 선체에 설치되는 액화 천연 가스 저장 탱크로서, 상기 액화 천연 가스 저장 탱크를 단열시키기 위한 단열 보드, 상기 단열 보드와 상기 사이에 설치되어 내부 선체의 경사를 보정하며 탄성을 갖는 높이 조절 부재, 및 상기 높이 조절 부재와 상기 내부 선체 사이에 배치된 평탄화 플레이트를 포함하는 액화 천연 가스의 저장 탱크가 제공된다.
이 때, 상기 높이 조절 부재는 탄성을 갖는 제1 탄성부와 상기 제1 탄성부보다 더 큰 탄성계수를 갖는 제2 탄성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 탄성부는 상기 제2 탄성부의 상부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 탄성부와 상기 제2 탄성부는 탄성을 갖는 폴리머 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 탄성부는 상기 단열 보드에 접착층을 매개로 고정되고, 상기 제2 탄성부는 상기 내부 선체에 접착층을 매개로 고정될 수 있다.
또한, 상기 제1 탄성부와 상기 제2 탄성부 사이에는 지지판이 설치될 수 있다.
한편, 상기 제1 탄성부는 수용체와 상기 수용체에 수납된 스프링 및 상기 스프링을 가압하는 피스톤을 포함하고, 상기 제2 탄성부는 폴리머로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제1 탄성부와 상기 제2 탄성부는 스프링으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 높이 조절 부재와 상기 평탄화 플레이트는 일체화되어 상기 내부 선체에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 단열 보드는, 평탄화 플레이트가 설치되어 내부 선체에 형성된 오목부 또는 볼록부에 대한 높이를 보정하여 균일화할 수 있을 뿐만 아니라, 조절 부재를 이용하여 경사를 갖는 내부 선체의 높이를 보정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크는 액화 천연 가스 운반선에 형성된 액화 천연 가스 저장탱크의 1차 방벽(11)과 상부면이 1차 방벽(11)과 접하여 형성되며 1차 방벽(11)과 내부 선체(12) 사이에 설치되는 단열 보드(20)를 포함한다.
단열 보드(20)는 1차 방벽(11)으로 둘러싸인 저장공간에 저장되는 액화 천연 가스가 외부와 열교환하는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 본 발명의 제 1 실시예에서는 상부면이 1차 방벽(11)과 접하여 형성되는 상부 단열 보드(21), 상부 단열 보드(21)의 하부에 설치되는 2차 방벽(23), 2차 방벽(23)과 내부 선체(12) 사이에 형성되는 하부 단열 보드(22)를 포함한다.
보다 상세히 상부 단열 보드(21)는 1차 방벽(11)을 지지하도록 1차 방벽(11)과 접하여 형성되는 상부 단열 부재 보호판(21b) 및 상부 단열 부재 보호판(21b)의 하부에 설치되고 폴리우레탄 소재로 이루어진 상부 단열 부재(21a)를 포함하도록 구성된다.
상부 단열 보드(21)의 하부에는 2차 방벽(23)이 설치된다. 2차 방벽(23)은 1차 방벽(11)으로부터 새어나온 액화 천연 가스가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 것으로, 2차 방벽은, 예를 들어 복수의 금속 또는 비금속 재료로 형성되는 박판이 겹쳐져 형성될 수 있는 공지의 금속 또는 비금속 재질의 판재 형상 부재로 이루어질 수 있다.
2차 방벽(23)의 하부에는 하부 단열 보드(22)가 형성된다. 하부 단열 보드(22)는 상부 단열 보드(21)와 마찬가지로 1차 방벽(11)으로 둘러싸인 저장공간에 저장되는 액화 천연 가스가 외부와 열교환하는 것을 차단하도록 형성된다.
이를 위해, 하부 단열 보드(22)는 2차 방벽(23)과 접하여 형성되고 폴리우레탄 소재로 이루어진 하부 단열 부재(22a) 및 하부 단열 부재(22a)의 하부에 설치되는 하부 단열 부재 보호판(22b)을 포함할 수 있다.
이 때, 상부 단열 보드(21) 및 하부 단열 보드(22)의 구성은 예시에 불과하며, 목재 또는 합성수지 또는 금속박판으로 이루어진 플레이트와 폴리우레탄 소재로 이루어진 단열판의 다양한 조합으로 이루어질 수 있다.
단열 보드(20)의 하부면, 즉 하부 단열 부재 보호판(22b)의 하부면 형상은 직사각형 형상으로 이루어진다. 이와 관련하여 하부 단열 보드(22)는 직육면체 형상으로 이루어진다.
다만, 이와 같은 하부 단열 보드(22)의 형상은 필요에 따라 정육면체를 포함한 다양한 형상으로 변형될 수 있다.
하부 단열 부재 보호판(22b)의 하부면에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 단열 보드(20)를 내부 선체(12)에 지지하기 위한 높이 조절 부재(30)가 설치된다. 높이 조절 부재(30)와 내부 선체(12) 사이에는 평탄화 플레이트(13)가 설치된다. 평탄화 플레이트(13)는 합판 등의 목재, 금속, 폴리머 소재로 이루어질 수 있으며, 하부 단열 부재 보호판(22b)과 대향하도록 배치된다. 평탄화 플레이트(13)는 내부 선체(12)에 형성된 오목부, 볼록부 등을 보정하여 내부 선체(12)의 표면을 균일화하는 역할을 한다.
평탄화 플레이트(13)는 높이 조절 부재(30)와 일체화되어 내부 선체(12)에 설치될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 높이 조절 부재(30)는 제1 탄성부(31)와 제1 탄성부(31) 보다 더 큰 탄성계수를 갖는 제2 탄성부(32)가 높이 방향으로 이어져 배치되는 바, 제1 탄성부(31)의 하부에 제2 탄성부(32)가 배치된다. 제1 탄성부(31)와 제2 탄성부(32)는 폴리머 소재로 이루어질 수 있다.
높이 조절 부재(30)에 가해지는 압력은 10bar 이상이므로 액화 천연 가스 저장탱크가 설치될 때, 상대적으로 탄성이 큰 제1 탄성부(31)가 수축되어 경사를 갖는 내부 선체(12)의 높이를 보정하는 역할을 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 경사를 갖는 내부 선체(12)에서 경사에 따라 제1 탄성부(31)가 수축되며, 이에 따라 단열 보드(20)가 수평으로 배치될 수 있다.
한편, 제2 탄성부(32)는 최초 액화 천연 가스 저장 탱크가 설치될 때에는 수축되지 아니하며, 슬로싱 충격에 대해 액화 천연 가스 저장 탱크를 지지하는 역할을 하도록 큰 탄성계수를 갖는다.
제1 탄성부(31)와 단열 보드(20) 사이에는 접착층(35)이 형성되고, 제2 탄성부(32)와 내부 선체(12) 사이에도 접착층(34)이 형성된다. 이에 따라 제1 탄성부(31)는 접착층(35)을 매개로 단열 보드(20)에 고정되며, 제2 탄성부(32)는 접착층(34)을 매개로 내부 선체(12)에 고정된다. 접착층(34, 35)은 에폭시 수지 등 다양한 소재로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 제1 탄성부(31)가 내부 선체(12)의 경사를 완화시키는 역할을 하므로 경사부에 액화 천연 가스 저장 탱크가 설치되더라도 별도의 구조물의 설치가 필요 없게 된다.
또한, 제2 탄성부(32)가 단열 보드(20)를 내부 선체(12)에 대해 탄성적으로 지지함으로써, 1차 방벽(11)으로 둘러싸인 저장공간에 저장되는 액화 천연 가스에 의한 슬로싱 충격이 단열 보드(20)에 가해지더라도 단열 보드(20)가 손상되지 않는다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크는 단열 보드(20)와 단열 보드(20)를 지지하는 높이 조절 부재(40)를 포함한다. 본 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크는 높이 조절 부재의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
하부 단열 부재 보호판(22b)의 하부면에는 하부 단열 보드(22)를 내부 선체(12)에 대하여 지지하기 위한 높이 조절 부재(40)가 설치된다. 높이 조절 부재(40)와 내부 선체(12) 사이에는 평탄화 플레이트(13)가 설치된다. 평탄화 플레이트(13)는 내부 선체(12)에 형성된 오목부, 볼록부 등을 보정하여 내부 선체(12)의 표면을 균일화하는 역할을 한다.
높이 조절 부재(40)는 제1 탄성부(41)와 제1 탄성부(41) 보다 더 큰 탄성계수를 갖는 제2 탄성부(42)를 포함한다.
제1 탄성부(41)와 제2 탄성부(42)는 높이 방향으로 이어져 배치되는 바, 제1 탄성부(41)의 하부에 제2 탄성부(42)가 배치되며 제1 탄성부(41)와 제2 탄성부(42)는 접착층(44)을 매개로 고정된다.
도 3에 도시되지는 않았으나 제1 탄성부(41)와 제2 탄성부(42)는 각각 단열 보드(20)와 내부 선체(12)에 접착층(미도시)을 통해 고정될 수 있다.
제1 탄성부(41)는 내부 공간을 갖는 수용체(41b)와 수용체(41b) 내부에 수납된 스프링(41c), 및 스프링(41c)을 가압하는 피스톤(41a)을 포함한다.
수용체(41b)는 실린더 형태로 이루어지며, 스프링(41c)은 탄성을 갖는 코일 스프링으로 이루어진다. 수용체(41b)는 하단이 하부에 위치하는 제2 탄성부(42)에 지지된다. 피스톤(41a)은 상부에 위치하는 하부 단열 부재 보호판(22b)과 맞닿으며, 수용체(41b) 내부에서 슬라이딩 가능하도록 설치된다.
제2 탄성부(42)는 원통 형상으로 이루어진 탄성을 갖는 폴리머 소재로 이루어질 수 있다. 제2 탄성부(42)는 제1 탄성부(41)의 스프링(41c)보다 더 큰 탄성계수를 갖는다. 이에 따라 상대적으로 탄성이 큰 제1 탄성부(41)가 수축되어 경사를 갖는 내부 선체(12)의 높이를 보정하는 역할을 한다.
한편, 제2 탄성부(42)는 최초 액화 천연 가스 저장 탱크가 설치될 때에는 수축되지 아니하며, 슬로싱 충격에 대해 액화 천연 가스 저장 탱크를 지지하는 역할을 하도록 큰 탄성계수를 갖는다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크는 단열 보드(20)와 단열 보드(20)를 지지하는 높이 조절 부재(50)를 포함한다. 본 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크는 높이 조절 부재의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스 저장 탱크와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
하부 단열 부재 보호판(22b)의 하부면에는 하부 단열 보드(22)를 내부 선체(12)에 지지하기 위한 높이 조절 부재(50)가 설치된다. 높이 조절 부재(50)와 내부 선체(12) 사이에는 평탄화 플레이트(13)가 설치된다. 평탄화 플레이트(13)는 내부 선체(12)에 형성된 오목부, 볼록부 등을 보정하여 내부 선체(12)의 표면을 균일화하는 역할을 한다.
높이 조절 부재(50)는 제1 탄성부(51)와 제1 탄성부(51) 보다 더 큰 탄성계수를 갖는 제2 탄성부(52)를 포함한다.
제1 탄성부(51)와 제2 탄성부(52)는 높이 방향으로 이어져 배치되는 바, 제1 탄성부(51)의 하부에 제2 탄성부(52)가 배치된다. 제1 탄성부(51)와 제2 탄성부(52) 사이에는 지지판(56)이 설치되고, 제1 탄성부(51)와 하부 단열 부재 보호판(22b) 사이에는 접착층(55)이 형성되고, 제2 탄성부(52)와 내부 선체(12) 사이에는 접착층(54)이 형성된다.
제1 탄성부(51)와 제2 탄성부(52)는 스프링으로 이루어지며, 특히 코일 스프링으로 이루어진다.
제2 탄성부(52)는 제1 탄성부(51) 보다 더 큰 탄성계수를 갖는다. 이에 따라 상대적으로 탄성이 큰 제1 탄성부(51)가 수축되어 경사를 갖는 내부 선체(12)의 높이를 보정하는 역할을 한다.
한편, 제2 탄성부(52)는 최초 액화 천연 가스 저장 탱크가 설치될 때에는 수축되지 아니하며, 슬로싱 충격에 대해 액화 천연 가스 저장 탱크를 지지하는 역할을 하도록 큰 탄성계수를 갖는다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
11: 1차 방벽 12: 내부 선체
20: 단열 보드 21: 상부 단열 보드
21a: 상부 단열 부재 21b: 상부 단열 부재 보호판
22: 하부 단열 보드 22a: 하부 단열 부재
22b: 하부 단열 부재 보호판 23: 2차 방벽
30: 높이 조절 부재 31: 제1 탄성부
32: 제2 탄성부 34, 35, 54, 55: 접착층
35: 접착층 40: 높이 조절 부재
41: 제1 탄성부 41a: 피스톤
41b: 수용체 41c: 스프링
42: 제2 탄성부 50: 높이 조절 부재
51: 제1 탄성부 52: 제2 탄성부
56: 지지판

Claims (9)

  1. 내부 선체에 설치되는 액화 천연 가스 저장 탱크로서,
    상기 액화 천연 가스 저장 탱크를 단열시키기 위한 단열 보드;
    상기 단열 보드와 상기 내부 선체 사이에 설치되어 상기 내부 선체의 경사를 보정하며 탄성을 갖는 높이 조절 부재; 및
    상기 높이 조절 부재와 상기 내부 선체 사이에 배치된 평탄화 플레이트;
    를 포함하는 액화 천연 가스의 저장 탱크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 높이 조절 부재는 탄성을 갖는 제1 탄성부와 상기 제1 탄성부보다 더 큰 탄성계수를 갖는 제2 탄성부를 포함하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 탄성부는 상기 제2 탄성부의 상부에 배치된 액화 천연 가스 저장 탱크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 탄성부와 상기 제2 탄성부는 탄성을 갖는 폴리머 소재로 이루어진 액화 천연 가스 저장 탱크.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 탄성부는 상기 단열 보드에 접착층을 매개로 고정되고, 상기 제2 탄성부는 상기 내부 선체에 접착층을 매개로 고정된 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 탄성부와 상기 제2 탄성부 사이에는 지지판이 설치된 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스 저장 탱크.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 탄성부는 수용체와 상기 수용체에 수납된 스프링 및 상기 스프링을 가압하는 피스톤을 포함하고, 상기 제2 탄성부는 폴리머로 이루어진 액화 천연 가스 저장 탱크.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 탄성부와 상기 제2 탄성부는 스프링으로 이루어진 액화 천연 가스 저장 탱크.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 높이 조절 부재와 상기 평탄화 플레이트는 일체화되어 상기 내부 선체에 설치되는 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 저장 탱크.
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