KR20130001844A

KR20130001844A - 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체

Info

Publication number: KR20130001844A
Application number: KR1020110062731A
Authority: KR
Inventors: 이명섭; 김도현; 권오석
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2013-01-07

Abstract

본 발명은 진공 단열형 저장 탱크에서 진공 단열을 유지토록 내조 탱크부와 외조 탱크부 간에 연결되는 지지 구조체를 새로운 타입으로 개선하여 지지 구조체에 집중되는 열 수축 및 팽창에 따른 응력과 열전달을 최소화하고, 아울러 새로운 타입으로 개선되는 지지 구조체에 의해 설치에 따른 번거로움을 해소할 수 있도록 한 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체에 관한 것이다.
본 발명은 유체를 저장하는 저장 탱크(10)의 내조 탱크부(20)와 이 내조 탱크부(20)를 감싸는 외조 탱크부(22) 사이의 진공 단열층(24)에 배치되는 지지 구조체로서, 외조 탱크부(22)의 내면에 돌출 형성되는 지지부(28)와; 상기 지지부(28)과 내조 탱크부(20)의 내면을 지지하도록 설치되어 집중되는 응력을 미끄러짐으로 해소할 수 있도록 하는 슬라이드 부재(26);를 포함하여 구성되는 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체가 제공된다.

Description

진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체{Support Structure of Storage Tank Has a Vacuum Insulation}

본 발명은 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체에 관한 것으로 더욱 상세하게는 진공 단열층 유지 및 내조 탱크부의 견고한 지지 고정을 위하여 외조 탱크부와 연결되는 지지 구조체를 새로운 타입으로 개선함으로써, 수축과 팽창에 따른 내조 탱크부의 변형시 지지 구조체로 집중되는 응력 해소와 함께 열전달을 최소하고, 아울러 지지 구조체의 설치에 따른 번거로움과 불편함도 해소할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 액화가스는 육상 또는 해상의 가스 배관을 통하여 가스 상태로 운반되거나, 또는 저장 탱크를 사용하여 액화가스(이하 "LNG"라고 함)의 상태로 저장해 운반된다. 이러한 LNG를 극저온(대략 섭씨 -163도)으로 냉각시키게 되면 가스 상태일 때보다 그 부피가 약 1/600로 감소하게 됨으로써 저장이나 원거리 운반에 효율성이 높아지게 된다.

따라서, LNG를 안전하게 효율적으로 저장하기 위해서는 극저온에 충분한 강성과 단열성이 높은 저장 탱크가 선정되어야 하며 일반적으로는 내조 및 외조 탱크 사이에 진공 단열층이 형성되어 있는 진공 단열형 저장 탱크를 주로 선정하고 있다.

상기 진공 단열형 저장 탱크의 구성을 개략적으로 소개하면, 먼저 LNG를 직접 담아두는 내조 탱크부와, 이 내조 탱크부를 전부 감싸는 구조로 진공 단열을 취하는 외조 탱크부와, 상기 내조 및 외조 탱크부 사이에 형성되는 진공 단열층과, 상기 진공 단열층의 유지 및 내조 탱크부의 견고한 지지 고정을 위하여 내조 및 외조 탱크부 간에 연결되는 지지 구조체로 구성된다. 이때 지지 구조체는 볼트로 이루어져 있고, 그로 인해 볼트를 이용한 체결구조를 취하게 됨으로써 확실한 고정력과 강력한 지지력을 보장받게 된다.

하지만, 온도변화로 인해 내조 탱크부의 수축과 팽창이 과도하게 이루어지면서 변형에 대한 응력이 지지 구조체로 집중될 경우, 앞서 언급하였듯이 종래의 지지 구조체는 볼트로 이루어져 있고, 이러한 볼트는 내조 및 외조 탱크부 간에 체결되는 구조를 취하고 있으므로 과도한 응력 집중에 대해서는 전혀 대처하지 못하는 구조적인 단점이 있다.

그에 따라 상기 지지 구조체에 과도한 응력이 집중될 경우, 지지 구조체의 파손이나 균열이 발생하여 지지 구조체가 지닌 기능을 상실하게 되고, 그로 인해 진공 단열에 대한 성능 저하는 물론, 내조 탱크부의 지지 고정에 따른 위험성도 높아져 LNG를 안정적으로 안전하게 저장할 수 없게 된다.

또한, 위와 같이 지지 구조체의 체결 위해서는 정확하고 정밀한 작업성이 요구되고, 아울러 일일이 체결하여야 하는 번거로움도 있어 작업에 대한 효율과 생산성이 저하되는 원인이 되고 있다.

또한, 종래의 지지 구조체는 지지력과 고정력이 보장될 수 있도록 금속 재질로 이루어짐으로써, 외부의 열이 지지 구조체를 통해 액화 상태의 LNG로 전달되게 된다. 그에 따라 LNG의 기화가 심각하게 진행되게 되면 저장 탱크의 폭발 사고를 방지하기 위해서는 어쩔 수 없이 기화된 가스의 배출이 불가피함으로써 손실분이 크게 발생하는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 온도변화에 의한 변형에 적절하게 대응할 수 있도록 하면서도 지지 구조체를 통한 열전달이 최소화되도록 하고, 아울러 새로운 타입으로 개선되는 지지 구조체에 의해 설치에 따른 번거로움을 해소할 수 있도록 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해결수단은, 유체를 저장하는 저장 탱크의 내조 탱크부와 이 내조 탱크부를 감싸는 외조 탱크부 사이의 진공 단열층에 배치되는 지지 구조체로서, 외조 탱크부의 내면에 돌출 형성되는 지지부와; 상기 지지부과 내조 탱크부의 내면을 지지하도록 설치되어 집중되는 응력을 미끄러짐으로 해소할 수 있도록 하는 슬라이드 부재;를 포함하여 구성되는 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체가 제공된다.

또한, 상기 지지부로부터 슬라이드부재의 위치 이탈을 방지하기 위해 슬라이부재가 접착물질로 지지부에 부착 고정되는 구조가 제공된다.

또한, 상기 지지부로부터 슬라이드부재의 위치 이탈을 방지하기 위해 지지부에 결합홈이 형성되고, 이 결합홈에 슬라이드부재가 일부 삽입되어 결합 되는 구조가 제공된다.

또한, 상기 슬라이드부재는, 내조 탱크부의 수축 및 팽창으로 집중되는 응력을 미끄러짐으로 해소할 수 있도록 유리섬유강화플래스틱(Fiber Reinforced Plastics, FRP), 목재(wood), 레진(Resin) 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명은 내조 탱크부의 수축과 팽창으로 인한 변형 응력이 지지 구조체로 집중되더라도 내조 탱크부와 지지 구조체 간에 미끄러짐이 이루어지면서 응력을 해소하게 됨으로써 지지 구조체의 파손 방지는 물론, 재질적 특성에 의한 외부 열전달도 최소화할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 이러한 효과를 통해 LNG의 저장에 대한 효율성 향상과 손실량을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체를 사용하게 되면, 내조 탱크부 혹은 외조 탱크부에 단순히 밀착시키는 지지구조만으로 설치가 이루어짐으로써, 지지 구조체의 설치에 따른 번거로움도 해소할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체를 개략적으로 나타낸 주요부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 지지 구조체를 나타내는 도 1의 A부에 대한 다른 실시 예를 나타낸 주요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 지지 구조체를 나타내는 도 1의 A부에 대한 또 다른 실시 예를 나타낸 주요부 단면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 1에서는 본 발명에 따른 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체를 개략적으로 나타낸 주요부 단면도가 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 진공 단열형 저장 탱크(10)는 배경기술에서 설명하였듯이, LNG(G)를 직접 담아두는 내조 탱크부(20)와, 이 내조 탱크부(20)를 전부 감싸는 구조로 진공 단열을 취하기 위한 외조 탱크부(22)와, 상기 내조 및 외조 탱크부(20, 22) 사이에 배치되어 내조 탱크부(20)의 지지와 함께 진공 단열층(24)이 유지되도록 하는 슬라이드부재(26) 및 지지부(28)을 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 슬라이드부재(26)의 상면은 내조 탱크부(20)의 외면에 밀착되고, 이와 대응하는 하면은 외조 탱크부(22)의 내면으로부터 돌출되어 있는 지지부(28)에 밀착되는 지지 구조로 슬라이드부재(25)가 설치된다.

상기 슬라이드부재(26)는, 열 전달이 거의 이루어지지 않고 미끄러짐이 좋은 유리섬유강화플래스틱(Fiber Reinforced Plastics, FRP), 목재(wood), 레진(Resin) 중 어느 하나의 재질로 이루어진다. 그러나 상기 슬라이드부재(26)의 재질이 앞서 언급된 재질로 한정되거나 국한될 필요는 없다. 열 전달이 거의 이루어지지 않고 마찰계수가 낮으며 하중에 대해 강력한 지지가 이루어질 수 있다면 그 어떤 재질의 사용도 무방하다.

따라서, 위와 같이 진공 단열형 저장 탱크(10)의 지지 구조체인 슬라이드부재(26)를 사용하게 되면, 종래와 같이 체결구조를 취하는 볼트와 달리 내조 및 외조 탱크부(20, 22)에 면 밀착되는 구조를 취하므로 종래와 같이 체결하여야 하는 번거로움을 해소할 수 있게 된다. 그에 따라 작업 효율이 향상되고, 작업의 편의성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 온도변화에 따라 내조 탱크부(20)의 수축과 팽창으로 인해 내조 탱크(20)와 외조 탱크(22) 사이에 상대 변위가 커지더라도 내조 탱크부(20)와 슬라이드부재(26) 간에는 미끄러짐이 이루어지게 됨으로써 슬라이드부재(26)로 집중되는 응력을 해소할 수 있게 된다. 그로 인해 체결구조를 취하는 종래의 지지 구조체인 볼트와 같이 파손되거나 균열이 발생하지 않게 되며, 이를 통해 LNG(G)를 안정적으로 안전하게 저장할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 지지 구조체(10)는 재질적 특성상 열 전달률이 매우 낮아 액화 상태의 LNG(G)의 기화 현상이 최소화될 수 있게 됨으로써, LNG(G)의 저장에 대한 효율성 향상과 함께 손실량을 최소화할 수 있게 된다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 여러 가지 변형 및 수정이 가능하고, 이러한 변형 및 수정은 본 발명의 청구범위내에 포함됨은 자명한 사실이다. 도면 중 미 설명 부호는 저장 탱크(10)를 안정적으로 지지하는 상태로 고정하는 고정구조물(30)이다.

도 2에서는 본 발명의 지지 구조체를 나타내는 도 1의 A부에 대한 다른 실시 예를 나타낸 주요부 단면도가 도시되어 있다. 앞서 설명한 도 1에서는 슬라이드부재(26)의 상면과 하면이 각각 대응하는 내조 탱크부(20)의 외면과 외조 탱크부(22)의 지지부(28)에 단순히 밀착되는 지지구조로 설명하였으나, 도 2에서는 레진인 접착물질(S)을 사용하여 슬라이드부재(26)가 외조 탱크부(22)의 지지부(28)에 견고하게 부착 고정된다.

위와 같이 슬라이드부재(26)가 외조 탱크부(22)의 지지부(28)에 부착 고정 되게 되면, 내조 탱크부(20)와의 미끄러짐이 발생하더라도 내조 탱크부(20)의 하중과 지지에 의해 형성되는 마찰력으로 슬라이드부재(26)가 외조 탱크부(22)의 지지부(28)로부터 위치 이탈됨을 방지할 수 있게 된다.

기타, 도 1과 동일한 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 중복된 설명을 피하고자 생략한다.

도 3에서는 본 발명의 지지 구조체를 나타내는 도 1의 A부에 대한 또 다른 실시 예를 나타낸 주요부 단면도가 도시되어 있다.

앞서 설명한 도 2에서는 접착물질(S)을 사용하여 슬라이드부재(26)가 외조 탱크부(22)의 지지부(28)에 견고하게 부착 고정되는 것으로 설명하였으나, 도 3에서는 지지부(32)의 상부에 결합홈(34)를 형성하고, 슬라이드부재(36)의 하부가 결합홈(34)으로 일부 삽입되어 결합 되는 구조를 취한다. 이와 같이 슬라이드부재(36)가 결합홈(34)으로 삽입되게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 슬라이드부재(36)가 지지부(28)로부터 이탈됨을 방지할 수 있게 된다.

10 : 저장 탱크부 20 : 내조 탱크부
22 : 외조 탱크부 24 : 진공 단열층
26 : 슬라이드부재 28, 32 : 지지부
30 : 고정 구조물 S : 접착물질
34 : 결합홈

Claims

유체를 저장하는 저장 탱크(10)의 내조 탱크부(20)와 이 내조 탱크부(20)를 감싸는 외조 탱크부(22) 사이의 진공 단열층(24)에 배치되는 지지 구조체로서,
외조 탱크부(22)의 내면에 돌출 형성되는 지지부(28)와;
상기 지지부(28)과 내조 탱크부(20)의 내면을 지지하도록 설치되어 집중되는 응력을 미끄러짐으로 해소할 수 있도록 하는 슬라이드 부재(26);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 지지부(28)로부터 슬라이드부재(26)의 위치 이탈을 방지하기 위해 슬라이부재(26)가 접착물질(S)로 지지부(28)에 부착 고정되는 것을 특징으로 하는 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 지지부(32)로부터 슬라이드부재(26)의 위치 이탈을 방지하기 위해 지지부(32)에 결합홈(34)이 형성되고, 이 결합홈(34)에 슬라이드부재(36)가 일부 삽입되어 결합 되는 것을 특징으로 하는 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬라이드부재(26)는, 내조 탱크부(20)의 수축 및 팽창으로 집중되는 응력을 미끄러짐으로 해소할 수 있도록 유리섬유강화플래스틱(Fiber Reinforced Plastics, FRP), 목재(wood), 레진(Resin) 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 단열형 저장 탱크의 지지 구조체.