KR20120136529A - 독립형 ｌｎｇ 저장탱크의 밀봉구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체에 관한 것으로서, 서포트우드에 단열재가 삽입될 수 있는 요홈을 형성하고, 상기 단열재가 상기 요홈 내에 삽입된 상태에서 상기 단열재의 저면과 상기 요홈의 아래쪽 서포트우드의 측면 사이에는 밀봉재가 설치되어 LNG의 누출 경로를 차단할 수 있으며, 기존의 서포트우드와 단열재간의 정밀한 조립 작업 및 복잡한 서포트우드 형상 가공이 필요 없어 시간과 비용을 절감할 수 있는 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체에 관한 것이다.

Description

독립형 ＬＮＧ 저장탱크의 밀봉구조체{SEALING STRUCTURE FOR INDEPENDENT TYPE LNG CARGO TANK}
본 발명은 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LNG 저장탱크를 용이하면서 안정적으로 지지할 수 있도록 한 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체에 관한 것이다.
천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)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.
최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.
LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.
상기 LNG 저장탱크는 대표적으로 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다.
그리고, 대표적으로 멤브레인형 저장탱크는 GTT NO 96, Mark Ⅲ 및 CS1으로 나눠지며, 독립형 저장탱크는 MOSS형과 SPB형으로 나눠진다.
상기 독립형 LNG 저장탱크는 그 구조상 LNG 저장탱크를 선박이나 구조물 내의 선체 바닥에 얹어놓을 수 있는 지지구조가 요구된다.
첨부한 도 1에 종래의 독립형 LNG 저장탱크 및 선체의 대표적인 결합구조가 도시되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, LNG 저장탱크(100)는 선체(200)의 내면에 설치된다. 이때, 상기 LNG 저장탱크(100)는 수직 서포트(300)로 구성된 독립형 저장탱크의 지지구조물을 개재하여 선체(200)의 내면 바닥에 설치된다.
상기 수직 서포트(300)는 LNG 저장탱크(100)의 바닥면을 고르게 지지하도록 복수개 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 저장탱크(100)의 표면에는 단열재(400)가 설치된다.
상기 선체(200)는 중앙의 챔버(210)를 한정하도록 그 챔버(210)를 둘러싸는 상부(220), 좌우 측벽(230), 그리고, 바닥(240)을 포함하게 된다.
그리고, 상기 선체(200) 바닥의 양 코너에는 경사면(250)들이 마련된다.
이와 같이 구성된 상기 챔버(210)에는 LNG 저장탱크(100)가 독립식으로 수용 배치된다.
한편, 상기 LNG 저장탱크(100)는 상단면(110), 좌우측벽면(120), 그리고, 하부면(130)을 포함하며, 그 내부에는 LNG가 저장되는 공간이 형성된다.
도 2에는 상기 종래기술에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조물의 구체적 구성이 도시되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 독립형 저장탱크의 지지구조물은, LNG 저장탱크(100)의 하부에 위치하여 이 LNG 저장탱크(100)를 지지하는 서포트우드(310)와, 상기 서포트우드(310)의 하부와 선체(200) 사이에 위치하는 기초부(320)를 포함하는 수직 서포트(vertical support, 300)로 구성된다.
또한, 상기 LNG 저장탱크(100)로부터 LNG가 누출될 경우 이를 밀봉하기 위해 LNG 저장탱크(100)의 외부에 부착된 단열재(insulation, 400)와 서포트우드(310)와의 하부 사이에 밀봉 테이프(500)가 부착되어 있다.
이와 같은 밀봉 테이프(500)를 효과적이면서 용이하게 부착하기 위해서 상기 단열재(400)의 하부와 일치되는 돌출부(311)가 상기 서포트우드(310)의 측면에 형성된다.
그런데, 상기 LNG 저장탱크(100)를 선체(200)에 탑재 시 선체(200) 및 LNG 저장탱크(100)의 변형으로 인해 상기 서포트우드(310)의 돌출부(311) 하부와 단열재(400)의 하부 사이에 설치 오차가 발생하여 서로 일치하지 않게 된다.
이로 인해, 상기 밀봉 테이프(500)가 쉽게 떨어져 LNG가 누출되는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 서포트우드(310)의 돌출부(311) 하부와 단열재(400)의 하부를 서로 일치시키는 정밀한 작업이 필요하고, 서포트우드(310)의 돌출부(311)를 제작하거나 계단형과 같은 복잡한 형상으로 가공하는데 시간과 비용이 증가하는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 서포트우드에 단열재가 삽입될 수 있는 요홈을 형성하고, 상기 단열재가 상기 요홈 내에 삽입된 상태에서 상기 단열재의 저면과 상기 요홈의 아래쪽 서포트우드의 측면 사이에는 밀봉재가 설치되어 LNG의 누출 경로를 효과적으로 차단 가능하므로 밀봉 효율을 높일 수 있는 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시예에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체는, 선체의 바닥면에 구비되어 LNG 저장탱크를 지지하되, 선체의 바닥에 설치되는 기초부와, 상기 기초부 위에 설치되는 서포트우드를 포함하는 수직 서포트; 및, 상기 LNG 저장탱크의 하부에 고정되는 동시에 상기 서포트우드의 측면부에 대해 밀착된 상태를 유지하는 단열재를 포함하되, 상기 서포트우드의 측면부에 요홈이 형성되어 상기 요홈 내에 단열재가 삽입되며, 상기 단열재가 상기 요홈 내에 삽입된 상태에서 상기 단열재의 저면과 상기 요홈의 아래쪽 서포트우드의 측면 사이에는 제1 밀봉재가 설치되어 있어, 단열재와 요홈 사이가 밀봉되는 것을 특징으로 한다.
상기 요홈의 내면과 단열재의 단부 사이에 상기 서포트우드와 단열재가 서로 접착되도록 제2 밀봉재가 개재되는 것을 특징으로 한다.
상기 단열재는, 전체 단열재 중 LNG 저장탱크에 대향하는 상부 단열재의 하단부에 위치하는 하부 단열재인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 밀봉재와 제2 밀봉재는 폴리우레탄 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체는, 선체의 바닥면에 구비되어 LNG 저장탱크(20)를 지지하되, 선체의 바닥에 설치되는 기초부와, 상기 기초부 위에 설치되는 서포트우드를 포함하는 수직 서포트; 상기 서포트우드의 측면부에 대해 밀착된 상태를 유지하는 발포폼 충전 형태의 단열재; 및, 상기 발포폼이 흘러내리지 않도록 차단하는 차단 브라켓을 포함하되, 상기 서포트우드의 측면부에 요홈이 형성되어 상기 요홈 내에 상기 차단 브라켓의 둘레부가 삽입된 상태에서, 상기 차단 브라켓의 저면과 상기 요홈의 아래쪽 서포트우드의 측면 사이에는 제1 밀봉재가 설치되어 있어, 단열재와 요홈 사이가 밀봉되는 것을 특징으로 한다.
상기 요홈의 내면과 차단 브라켓 단부 사이에 상기 서포트우드와 차단 브라켓이 서로 접착되도록 제2 밀봉재가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 제1 밀봉재와 제2 밀봉재는 폴리우레탄 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 수직 서포트는, 상기 서포트우드 위에 설치되어 지지력 보강을 위한 알루미늄 재질의 보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체에 의하면, 단열재와 서포트우드 사이에서 발생하는 갭에서의 LNG의 누출 경로를 효과적으로 차단 가능하므로 LNG의 누출 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 독립형 LNG 저장탱크 및 선체의 대표적인 결합구조를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
<제1실시예>
첨부한 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체는, 상기 선체(10)의 바닥면에 복수로 구비되어 LNG 저장탱크(20)를 지지하는 수직 서포트(vertical support, 30)로서, 선체(10)의 바닥에 설치되는 기초부(31)와, 상기 기초부(31) 위에 설치되는 서포트우드(32)를 포함하게 된다.
또한, 상기 LNG 저장탱크(20)의 단열을 위해 LNG 저장탱크(20)의 하부에 규격화된 육면체 형상의 단열재(40)가 고정되는 바, 상기 단열재(40)는 상기 서포트우드(32)의 측면부에 대해 밀착된 상태를 유지하게 된다.
본 발명에 따른 제1실시예에서는, 상기 서포트우드(32)의 측면부에 상기 단열재(40)의 일부가 삽입될 수 있는 요홈(321)이 형성된다.
상기 요홈(321)에 단열재(40)의 단부가 삽입되므로, 서포트우드(32)와 단열재(40) 사이를 통해 누출되는 액화천연가스의 이동경로가 길어질 뿐만 아니라 상기 요홈(321)과 단열재(40)간의 공간을 제2 밀봉재(S2)로 매공함으로써 누출 방지에 추가적인 역할을 수행하게 된다.
상기 요홈(321)에 삽입되는 단열재(40)는, 전체 단열재(40) 중 LNG 저장탱크(20)에 대향하는 상부 단열재(41)의 하단부에 위치하는 하부 단열재(42)이다.
여기서, 상기 요홈(321)의 폭은 상기 하부 단열재(42)의 폭에 대응하며, 하부 단열재(42)가 삽입될 수 있는 정도의 폭으로 이루어짐이 바람직하다.
상기 단열재(40)가 상기 요홈(321) 내에 삽입된 상태에서 상기 단열재(40)의 저면과 상기 요홈(321)의 아래쪽 서포트우드(32)의 측면 사이에는 제1 밀봉재(S1)가 설치되어 있어, 단열재(40)와 요홈(321) 사이가 밀봉된다.
또한, 상기 요홈(321)의 내면과 단열재(40)의 단부 사이에 상기 서포트우드(32)와 단열재(40)가 서로 접착되도록 제2 밀봉재(S2)가 개재된다.
이는 상기 요홈(321) 내에 상기 하부 단열재(42)가 일치되도록 삽입된 상태에서, 상기 서포트우드(32)와 단열재(40)의 경계에 형성되는 미세한 갭(gap)을 통한 LNG의 누출을 방지하기 위함이다.
이와 같이 상기 요홈(321) 내에 제2 밀봉재(S2)가 채워진 상태에서 상기 하부 단열재(42)가 삽입될 경우 하부 단열재(42)와 서포트우드(32)가 서로 접착되어 그 사이의 갭을 제거함으로써, LNG의 누출 경로를 차단할 수 있게 된다.
여기서, 상기 제1 밀봉재(S1)와 제2 밀봉재(S2)는 폴리우레탄 소재로 이루어진다.
특히, 상기 하부 단열재(42)가 상기 서포트우드(32)의 요홈(321)에 삽입될 경우 서포트우드(32)가 하부 단열재(42)를 지지해 줄 수 있게 되므로 전체 단열재(40)가 LNG 저장탱크(20)의 하부에서 안정적인 지지상태를 유지하게 된다.
이와 같은 구성에 따라, 상기 서포트우드(32) 및 단열재(40)의 조립 시에 요홈(321)의 깊이만큼 허용 공차를 크게 할 수 있어 서포트우드(32)와 단열재(40)의 조립 작업성이 개선된다. 여기서, 상기 요홈(321)의 깊이는 허용 공차를 만족하는 깊이인 것은 당연하다.
<제2실시예>
한편, 첨부한 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체를 나타내는 단면도이다.
이는 LNG 저장탱크의 지지구조물에 대한 일부 구성이 상이한 예로서, 본 발명에 따른 제1실시예에서 설명한 내용과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 부여한다.
본 발명의 제2실시예에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 선체(10)의 바닥면에 복수로 구비되어 LNG 저장탱크(20)를 지지하는 수직 서포트(30)가 포함된다.
상기 수직 서포트(30)는, 선체(10)의 바닥에 설치되는 기초부(31)와, 상기 기초부(31) 위에 설치되는 서포트우드(32)와, 상기 서포트우드(32) 위에 설치되는, 지지력 보강을 위한 알루미늄 재질의 보강부재(33)를 포함하게 된다. 여기서, 상기 보강부재(33)는 본 발명의 제1실시예에 따른 수직 서포트(30)에도 적용될 수 있다.
또한, 상기 LNG 저장탱크(20)의 단열을 위해 LNG 저장탱크(20)의 하부에 단열재(40')가 고정되는 바, 상기 단열재(40')는 상기 서포트우드(32)의 측면부에 대해 밀착된 상태를 유지하게 된다.
여기서, 상기 단열재(40')는 발포폼 충전 형태로 이루어지게 된다.
즉, 상기 발포폼 충전 형태로 이루어진 단열재(40')는 LNG 저장탱크(20)와 선체(10) 사이의 챔버(11)에 발포폼이 발포되어 충전되는 구성으로, 하부에 상기 발포폼이 흘러내리지 않도록 차단하는 차단 브라켓(43)이 구비되어 있다.
본 발명에 따른 제2실시예에서는, 상기 서포트우드(32)의 측면부에 상기 차단 브라켓(43)의 일측 단부가 삽입될 수 있는 요홈(321')이 형성된다.
상기 요홈(321')에 차단 브라켓(43)의 단부가 삽입되므로, 서포트우드(32)와 차단 브라켓(43) 사이를 통해 누출되는 액화천연가스의 이동경로가 길어질 뿐만 아니라 상기 요홈(321)과 차단 브라켓(43)간의 공간을 제2 밀봉재(S2)로 매공함으로써 누출 방지에 추가적인 역할을 수행하게 된다.
이와 같이 상기 차단 브라켓(43)은 상기 서포트우드(32)의 요홈(321')에 삽입되어 지지되는 경우, 상기 발포폼이 충전되어 하중이 자중에 의해 하방으로 작용하더라도 서포트우드(32)에 의해 차단 브라켓(43)이 안정적으로 지지된다.
여기서, 상기 요홈(321')의 폭은 상기 차단 브라켓(43)의 폭에 대응하며, 차단 브라켓(43)이 삽입될 수 있는 정도의 폭으로 이루어짐이 바람직하다.
상기 요홈(321') 내에 상기 차단 브라켓(43)의 둘레부가 삽입된 상태에서, 상기 차단 브라켓(43)의 저면과 상기 요홈(321')의 아래쪽 서포트우드(32)의 측면 사이에는 제1 밀봉재(S1)가 설치되어 있어, 단열재(40')와 요홈(321') 사이가 밀봉된다.
또한, 상기 요홈(321)의 내면과 차단 브라켓(43) 단부 사이에 상기 서포트우드(32)와 차단 브라켓(43)이 서로 접착되도록 제2 밀봉재(S2)가 개재된다.
이는 상기 요홈(321') 내에 상기 차단 브라켓(43)이 일치되도록 삽입된 상태에서, 상기 서포트우드(32)와 차단 브라켓(43)의 경계에 형성되는 미세한 갭(gap)을 통한 LNG의 누출을 방지하기 위함이다.
이와 같이 상기 요홈(321') 내에 제2 밀봉재(S2)가 채워진 상태에서 상기 차단 브라켓(43)이 삽입될 경우 차단 브라켓(43)과 서포트우드(32)가 서로 접착되어 그 사이의 갭을 제거함으로써, LNG의 누출 경로를 차단할 수 있게 된다.
여기서, 상기 제1 밀봉재(S1)와 제2 밀봉재(S2)는 폴리우레탄 소재로 이루어진다.
이와 같은 구성에 따라, 상기 서포트우드(32) 및 차단 브라켓(43)의 조립 시에 요홈(321')의 깊이만큼 허용 공차를 크게 할 수 있어 서포트우드(32)와 차단 브라켓(43)의 조립 작업성이 개선된다. 여기서, 상기 요홈(321')의 깊이는 본 발명에 따른 제1실시예와 마찬가지로 허용 공차를 만족하는 깊이인 것이 당연하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 있게 된다.
10 : 선체 11 : 챔버
20 : LNG 저장탱크 30 : 수직 서포트
31 : 기초부 32 : 서포트우드
321,321' : 요홈 33 : 보강부재
40,40' : 단열재 41 : 상부 단열재
42 : 하부 단열재 43 : 차단 브라켓

Claims (8)

  1. 선체(10)의 바닥면에 구비되어 LNG 저장탱크(20)를 지지하되, 선체(10)의 바닥에 설치되는 기초부(31)와, 상기 기초부(31) 위에 설치되는 서포트우드(32)를 포함하는 수직 서포트(30); 및,
    상기 LNG 저장탱크(20)의 하부에 고정되는 동시에 상기 서포트우드(32)의 측면부에 대해 밀착된 상태를 유지하는 단열재(40)를 포함하되,
    상기 서포트우드(32)의 측면부에 요홈(321)이 형성되어 상기 요홈(321) 내에 단열재(40)가 삽입되며, 상기 단열재(40)가 상기 요홈(321) 내에 삽입된 상태에서 상기 단열재(40)의 저면과 상기 요홈(321)의 아래쪽 서포트우드(32)의 측면 사이에는 제1 밀봉재(S1)가 설치되어 있어, 단열재(40)와 요홈(321) 사이가 밀봉되는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요홈(321)의 내면과 단열재(40)의 단부 사이에 상기 서포트우드(32)와 단열재(40)가 서로 접착되도록 제2 밀봉재(S2)가 개재되는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단열재(40)는, 전체 단열재 중 LNG 저장탱크(20)에 대향하는 상부 단열재(41)의 하단부에 위치하는 하부 단열재(42)인 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 밀봉재(S1)와 제2 밀봉재(S2)는 폴리우레탄 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체.
  5. 선체(10)의 바닥면에 구비되어 LNG 저장탱크(20)를 지지하되, 선체(10)의 바닥에 설치되는 기초부(31)와, 상기 기초부(31) 위에 설치되는 서포트우드(32)를 포함하는 수직 서포트(30);
    상기 서포트우드(32)의 측면부에 대해 밀착된 상태를 유지하는 발포폼 충전 형태의 단열재(40'); 및,
    상기 발포폼이 흘러내리지 않도록 차단하는 차단 브라켓(43)을 포함하되,
    상기 서포트우드(32)의 측면부에 요홈(321')이 형성되어 상기 요홈(321') 내에 상기 차단 브라켓(43)의 둘레부가 삽입된 상태에서, 상기 차단 브라켓(43)의 저면과 상기 요홈(321')의 아래쪽 서포트우드(32)의 측면 사이에는 제1 밀봉재(S1)가 설치되어 있어, 단열재(40')와 요홈(321') 사이가 밀봉되는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 요홈(321)의 내면과 차단 브라켓(43) 단부 사이에 상기 서포트우드(32)와 차단 브라켓(43)이 서로 접착되도록 제2 밀봉재(S2)가 구비된 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 밀봉재(S1)와 제2 밀봉재(S2)는 폴리우레탄 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체.
  8. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 수직 서포트(30)는, 상기 서포트우드(32) 위에 설치되어 지지력 보강을 위한 알루미늄 재질의 보강부재(33)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 LNG 저장탱크의 밀봉구조체.
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