KR20120032328A - 액화천연가스 저장탱크용 단열 패널 및 이를 포함하는 단열구조체 - Google Patents

액화천연가스 저장탱크용 단열 패널 및 이를 포함하는 단열구조체 Download PDF

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KR20120032328A
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Abstract

액화천연가스 저장탱크용 단열 패널 및 이를 포함하는 단열 구조체가 제공된다. 본 실시예에 따른 단열 패널은 내측면이 탱크 몸체의 외측면에 접착되는 지지층; 내측면이 지지층의 외측면에 접착되고, 단열 재질을 포함하여 이루어진 단열층; 단열층의 외측면에 접착되고, 외부에서 탱크 몸체를 향하는 복사열을 차단하는 복사열 차단층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액화천연가스 저장탱크용 단열 패널 및 이를 포함하는 단열구조체{Insulation pane for LNG tank and Insulation structure including the same}
본 발명은 액화천연가스 저장탱크용 단열 패널 및 이를 포함하는 단열구조체 에 관한 것이다.
액화천연가스 운반선은 액화천연가스 저장탱크의 형태에 따라 크게 독립탱크형과 멤브레인형으로 나뉜다. 여기서, 독립탱크형은 다시 모스(MOSS)형과 SPB(self-supporting plasmatic B)형으로 분류되고, 멤브레인형은 GTT Mark-III와 GTT NO 96으로 분류된다.
이와 같이 다양한 종류의 액화천연가스 저장탱크에는 각각 그 내부에 저장되는 액화천연가스가 극저온 상태를 유지할 수 있도록 단열구조체가 적용된다.
SPB형 탱크의 단열구조체와 관련하여 일반적인 단열구조체가 한국특허 제0166608호에 개시되어 있다. 일반적으로 SPB형 탱크의 단열구조체는 탱크의 외부표면에 연속하여 설치되는 복수의 단열패널을 포함한다. 각 단열 패널은, 탱크의 외부 표면에 설치된 스터드 볼트와 각 단열 패널을 관통하여 스터드 볼트와 결합되는 결합 부재에 의해 탱크의 외부 표면에 설치된다. 이 경우, 단열 패널은 스터드 볼트 및 결합 부재에 의해 지지되는데, 단열 패널에 외력이 가해지면 스터드 볼트 및 결합 부재와 접촉하는 단열 패널의 접촉 영역에 하중이 집중되어 단열 패널이 파손되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 외부 환경에 의해 외부의 복사 열이 탱크 측으로 전달될 수 있다. 종래의 단열 패널은 이러한 복사 열을 차단하지 않고 그대로 흡수하였기 때문에 단열 성능이 좋지 않았다.
본 발명의 실시예들은 시공이 간편하고 외력에 의해 쉽게 파손되지 않으며 외부의 복사열을 효과적으로 차단하도록 구성된 액화천연가스 저장탱크용 단열 패널 및 이를 포함하는 단열구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 탱크 몸체의 외측에 배치되는 액화천연가스 저장 탱크용 단열 패널에 있어서, 내측면이 상기 탱크 몸체의 외측면에 접착되는 지지층; 내측면이 상기 지지층의 외측면에 접착되고, 단열 재질을 포함하여 이루어진 단열층; 상기 단열층의 외측면에 접착되고, 외부에서 상기 탱크 몸체를 향하는 복사열을 차단하는 복사열 차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장 탱크용 단열 패널이 제공된다.
상기 복사열 차단층은 금속 시트의 양면에 각각 프리프레그(prepreg)를 배치하여 경화시킴으로서 제작될 수 있다.
상기 지지층에는 상기 지지층을 분할하는 홈부가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 탱크 몸체의 외측을 커버하는 액화천연가스 저장탱크용 단열구조체에 있어서, 상기 탱크 몸체의 외측면에 연속 배치되는, 복수의 상기 단열 패널; 및 상기 탱크 몸체의 외측면에 대한 상기 각 단열 패널의 접착 위치를 한정하고 상기 각 단열 패널의 테두리를 지지하도록 상기 탱크 몸체의 외측면에 배치된 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장탱크용 단열구조체가 제공된다.
상기 가이드부는, 상기 탱크 몸체의 단열 패널 부착 영역의 모서리부에 결합되고, 상호 이격되어 배치된 복수의 스터드 볼트; 및 상기 복수의 스터드 볼트 중 상호 이웃 하는 스터드 볼트 사이에 연장 배치되어 상기 각 단열 패널의 테두리를 지지지하는, 복수의 지지바를 포함할 수 있다.
상기 가이드부는, 상기 각 스터드 볼트에 결합 지지되고, 상기 각 스터드 볼트로 연장된 복수의 상기 지지바를 모두 지지하는 결합 지지 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 결합 지지 부재는 상기 스터드 볼트에 결합되는 결합 지지 몸체; 및 상기 결합 지지 몸체에서 연장되어 상기 지지바를 클램핑 하는 클램프를 포함할 수 있다.
복수의 상기 단열 패널 중 상호 이웃하는 단열 패널 사이의 이격공간을 채우는 충진재를 더 포함할 수 있다.
상기 충진재를 커버하고 상기 이격공간을 마감하는 마감부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 단열 패널이 별도의 체결부재 없이 탱크 몸체의 외측면에 접착됨으로써, 시공이 간편하고, 단열 패널이 접착면 전체에서 탱크 몸체에 지지될 수 있어 단열 패널에 가해지는 외력을 분산할 수 있다.
또한, 단열 패널이 복사열 차단층을 포함함으로써, 외부에서 탱크 몸체 측으로 전달되는 복사열을 효과적으로 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 2 및 도 3은 본 실시예에 따른 단열 구조체에 포함된 단열 패널의 사시도이고,
도 4는 본 실시예에 따른 단열 구조체에 포함된 가이드부가 탱크 몸체의 일면에 배치된 상태를 나타내는 개략적인 도면이고,
도 5는 본 실시예에 따른 단열 구조체에 포함된 가이드부의 일부를 분해한 개략적인 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일하거나 대응하는 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크용 단열 구조체의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 실시예에 따른 단열 구조체에 포함된 단열 패널의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 단열 구조체(1)는 단열 패널(10)과, 가이드부(60)를 포함한다. 여기서, 본 실시예에 따른 단열구조체(1)를 설명함에 있어 '내측'은 탱크 몸체(91)에 가까워지는 방향을 '외측'은 탱크 몸체(91)에서 멀어지는 방향을 의미한다.
단열 패널(10)은 복수로 이루어지고, 복수의 단열 패널(10)은 탱크 몸체(91)의 외측에 연속 배치된다.
각 단열 패널(10)은 탱크 몸체(91)의 외측면에 접착된다. 단열 패널(10)을 탱크 몸체(91)에 접착하기 위해 매스틱 접착제(mastic glue)가 사용될 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 매스틱 접착제는 단열 패널(10)의 접착면에 도포되거나 탱크 몸체(91)의 접착면에 도포될 수 있다. 이와 같이 단열 패널(10)이 별도의 체결부재 없이 탱크 몸체(91)에 부착됨으로써, 단열 패널(10)에 대한 시공이 간편하다. 또한, 단열 패널(10)은 접착면 전체가 탱크 몸체(91)의 외측면에 지지될 수 있어 단열 패널(10)에 가해지는 외력을 분산할 수 있다.
단열 패널(10)은 지지층(20)과, 단열층(30)과, 복사열 차단층(40)을 포함한다.
지지층(20)은 탱크 몸체(91)의 외측면에 접하여 배치된다. 지지층(20)의 내측면은 탱크 몸체(91)의 외측면에 접착된다. 지지층(20)은 플라이우드일 수 있다. 또는 지지층(20)은 강성 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 지지층(20)은 단열 패널(10) 전체 강도를 향상시킨다.
지지층(20)의 외측면에 단열층(30)이 접하여 배치된다. 단열층(30)의 내측면은 지지층(20)의 외측면에 접착된다. 단열층(30)은 예를 들어, 폴리우레탄폼 또는 폴리에틸렌폼과 같은 단열 성능이 좋은 재질을 포함하여 이루어진다.
단열층(30)의 외측면에 복사열 차단층(40)이 배치된다. 복사열 차단층(40)의 내측면은 단열층(30)의 외측면에 접착된다. 복사열 차단층(40)은 외부에서 탱크 몸체(91)를 향하는 복사열을 차단한다.
복사열 차단층(40)은 복사열을 반사시키는 방법으로 복사열을 차단할 수 있다. 이 경우 복사열 차단층(40)은 복사열을 반사시키는 금속 시트(41)를 포함할 수 있다. 복사열 차단층(40)은 금속 시트(41)의 양면에 각각 시트 형상의 프리프레그(prepreg)를 배치하고 고온, 고압으로 경화시킴으로 제작될 수 있다. 이와 같은 방식으로 제작된 복사열 차단층(40)은 금속 시트(41)를 프리프레그가 경화된 수지층(42)이 둘러싸는 형태로 이루어질 수 있다. 외부의 복사열은 투명 또는 반투명한 수지층(42)을 관통하여 금속 시트(41)의 외측면에 반사될 수 있다.
금속 시트(41)는 알루미늄 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
지지층(20)에는 지지층(20)을 분할하는 홈부(22)가 형성된다. 홈부(22)는 단열층(30)의 일부까지 연장 형성될 수 있다. 홈부(22)는 + 형태로 형성될 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 홈부(22)는, 탱크 몸체(91)에 접착된 지지층(20)이 탱크 몸체(91)에서 이탈되지 않고 탱크 몸체(91)의 열팽창에 대응하여 운동할 수 있는 여유를 제공한다.
도 1을 참조하면, 가이드부(60)는 각 단열 패널(10)의 접착 위치를 한정하고 각 단열 패널(10)의 테두리를 지지한다. 가이드부(60)는 탱크 몸체(91)의 외측면에 배치된다. 가이드부(60)는 각 단열 패널(10)을 탱크 몸체(91)의 외측면에 부착하기 전에 미리 탱크 몸체(91)의 외측면에 배치될 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 단열 구조체에 포함된 가이드부가 탱크 몸체의 일면에 배치된 상태를 나타내는 개략적인 도면이고, 도 5는 본 실시예에 따른 단열 구조체에 포함된 가이드부의 일부를 분해한 개략적인 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 가이드부(60)는, 복수의 스터드 볼트(61)와, 복수의 지지바(63)를 포함할 수 있다.
복수의 스터드 볼트(61)는 탱크 몸체(91)의 외측면에 결합된다. 각 스터드 볼트(61)는 용접 결합될 수 있다.
각 스터드 볼트(61)는 탱크 몸체(91)의 단열 패널 부착 영역(91a)의 모서리부에 배치된다. 단열 패널 부착 영역(91a)에는 각 단열 패널(10)(도 1 참조)이 접착된다.
이웃하는 스터드 볼트(61) 사이에 지지바(63)가 연장 배치된다. 복수의 지지바(63)는 각 단열 패널(10)(도 1 참조)의 테두리를 지지한다.
가이드부(60)는 결합 지지 부재(65)를 더 포함할 수 있다. 결합 지지 부재(65)는 각 스터드 볼트(61)에 결합 지지되고, 각 스터드 볼트(61)로 연장된 복수의 지지바(63)를 모두 지지한다. 결합 지지 부재(65)는 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 스터드 볼트(61)에 결합되는 결합 지지 몸체(66)와 결합 지지 몸체(66)에서 연장되어 지지바(63)를 클램핑 하는 클램프(67)를 포함한다. 결합 지지 몸체(66)에는 스터드 볼트(61)가 관통하는 관통홀(66a)가 형성된다. 결합 지지 몸체(66)는 너트(68)에 의해 스터드 볼트(61)와 결합될 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 클램프(67)는 지지바(63)의 폭방향 양측부와 접촉하는 한 쌍의 플레이트(67a)로 이루어질 수 있다. 이 경우, 지지바(63)는 한 쌍의 플레이트(67a) 사이에 억지끼움 방식으로 배치될 수 있다. 이 경우, 한 상의 플레이트(67a) 사이의 간격은 결합 지지 몸체(66)에서 멀어짐에 따라 좁아질 수 있다. 스터드 볼트(61)로 연장된 지지바(61)의 개수에 대응하는 개수로 이루어 진다.
또는, 지지바(63)는 결합 지지 부재(65) 없이 스터드 볼트(61)에 직접 결합될 수 있을 것이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 단열 구조체(1)는 복수의 단열 패널(10) 중 상호 이웃하는 단열 패널(10) 사이의 이격 공간(11)을 채우는 충진재(71)를 더 포함할 수 있다. 충진재(71)는 예를 들어 글라스 울(glass wool)과 같은 단열 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 이격 공간(11)을 통해 열이 출입하는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 단열 구조체(1)는 충진재(71)를 커버하고 이격공간(11)을 마감하는 마감 부재(72)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 이격 공간(11)을 통해 열이 출입하는 것을 더욱 효과적으로 차단할 수 있다. 마감 부재(72)는 예를 들어 은박 테이프일 수 있다. 이 경우, 은박 테이프의 반사면은 외부의 복사열을 반사하여 복사열을 차단한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 단열 구조체(1)의 시공 방법을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 탱크 몸체(10)의 외측면에 가이드부(60)를 배치한다. 이 경우, 탱크 몸체(10)의 외측면에 스터드 볼트(61)를 설치하고, 이웃하는 스터드 볼트(61) 사이에 지지바(63)를 배치하는 방식으로 가이드부(60)를 설치한다. 이 경우, 결합 지지 몸체(66)의 관통홀(66a)에 스터드 볼트(61)를 삽입하고, 관통홀(66a)에서 돌출된 스터드 볼트(61)에 너트(68)를 체결하여 조임으로써, 결합 지지 몸체(66)가 스터드 볼트(61)에 설치된다. 또한, 스터드 볼트(61)에 설치된 결합 지지 몸체(66)의 클램프(67)에 각 지지바(63)가 클램핑된다.
가이드부(60)에 의해 단열 패널(10)의 접착 위치가 한정되면, 매스틱 접착제를 사용하여 단열 패널(10)을 탱크 몸체(10)에 접착한다. 이 경우, 단열 패널(10)은 가이드부(60)에 지지되지만 별도의 치구를 통해 추가적으로 지지될 수 있다.
이 후, 매스틱 접착제가 경화되면 각 단열 패널(10) 사이에 충진재(71)를 삽입하고 그 위에 마감 부재(72)를 부착한다.
한편, 본 실시예들에 따른 단열구조체(1)가 적용되는 액화천연가스 저장탱크는 LNG 운반선 또는 LNG FPSO 등의 선박 또는 해상 시설물에 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 단열 구조체
10 : 단열 패널
20 : 지지층
30 : 단열층
40 : 복사열 차단층
60 : 가이드부

Claims (9)

  1. 탱크 몸체의 외측에 배치되는 액화천연가스 저장 탱크용 단열 패널에 있어서,
    내측면이 상기 탱크 몸체의 외측면에 접착되는 지지층;
    내측면이 상기 지지층의 외측면에 접착되고, 단열 재질을 포함하여 이루어진 단열층;
    상기 단열층의 외측면에 접착되고, 외부에서 상기 탱크 몸체를 향하는 복사열을 차단하는 복사열 차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장 탱크용 단열 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복사열 차단층은 금속 시트의 양면에 각각 프리프레그(prepreg)를 배치하여 경화시킴으로서 제작되는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장 탱크용 단열 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지층에는 상기 지지층을 분할하는 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장 탱크용 단열 패널.
  4. 탱크 몸체의 외측을 커버하는 액화천연가스 저장탱크용 단열구조체에 있어서,
    상기 탱크 몸체의 외측면에 연속 배치되는, 상기 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른, 복수의 단열 패널; 및
    상기 탱크 몸체의 외측면에 대한 상기 각 단열 패널의 접착 위치를 한정하고 상기 각 단열 패널의 테두리를 지지하도록 상기 탱크 몸체의 외측면에 배치된 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장탱크용 단열구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 탱크 몸체의 단열 패널 부착 영역의 모서리부에 결합되고, 상호 이격되어 배치된 복수의 스터드 볼트; 및
    상기 복수의 스터드 볼트 중 상호 이웃 하는 스터드 볼트 사이에 연장 배치되어 상기 각 단열 패널의 테두리를 지지지하는, 복수의 지지바를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장탱크용 단열구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 각 스터드 볼트에 결합 지지되고, 상기 각 스터드 볼트로 연장된 복수의 상기 지지바를 모두 지지하는 결합 지지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장탱크용 단열구조체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결합 지지 부재는,
    상기 스터드 볼트에 결합되는 결합 지지 몸체; 및
    상기 결합 지지 몸체에서 연장되어 상기 지지바를 클램핑 하는 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장탱크용 단열구조체
  8. 제4항에 있어서,
    복수의 상기 단열 패널 중 상호 이웃하는 단열 패널 사이의 이격공간을 채우는 충진재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장탱크용 단열구조체.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 충진재를 커버하고 상기 이격공간을 마감하는 마감부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장탱크용 단열구조체.
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