KR20130142340A - Ｎｏ 96형 ｌｎｇ 저장탱크의 단열박스 - Google Patents

Abstract

NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스가 개시된다. 본 발명의 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스는, 복수의 수평부재; 및 복수의 수평부재의 사이에 마련되는 복수의 수직부재를 포함하며, 복수의 수평부재 및 복수의 수직부재 중 적어도 하나는 복수의 목재판의 사이에 엘라스토머가 마련된 플라이우드에 의해 제작된 것을 특징으로 한다.

Description

ＮＯ 96형 ＬＮＧ 저장탱크의 단열박스{INSULATION BOX OF NO96 TYPE LNG STORAGE TANK}

본 발명은, LNG 저장탱크의 단열박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, NO 96형 타입의 LNG 저장탱크에 마련되어 LNG를 단열시키는 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하, 'LNG'라 함)의 상태로 LNG 수송선에 저장되어 원거리의 소비처로 운반된다.

이러한 LNG는 천연가스를 극저온, 예컨대 대략 -163℃로 냉각하여 얻어지는 것으로서, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 적합하다.

이와 같은 LNG는 LNG 수송선에 실려서 바다를 통해 운반되어 육상 소요처에 하역되거나, LNG RV(LNG Regasification Vessel)에 실려서 바다를 통해 운반되어 육상 소요처에 도달한 후 재기화되어 천연가스 상태로 하역될 수 있는데, LNG 수송선과 LNG RV에는 LNG의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크('화물창'이라고도 함)가 마련된다.

또한, 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 LNG 저장탱크가 마련된다.

여기서, LNG FPSO는 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요 시 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다.

또한, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후, 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같은 LNG 저장탱크는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 단열재가 화물의 하중에 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(independent tank type)과 멤브레인형(membrane type)으로 분류되고, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나뉘며, 멤브레인형 저장탱크는 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나뉘어진다.

종래 기술의 일 실시예에 따른 멤브레인형인 GT NO 96형 화물창은, 선체의 내벽에 적층되어 설치되되 플라이우드 박스(plywood box) 및 펄라이트(perlite) 등으로 이루어지는 1차 방벽 및 2차 방벽을 포함한다. 이러한 화물창에 관련된 선행기술이 한국특허공개공보 제2003-39709호(2003.05.22)에 개시되어 있다.

화물창의 1차 방벽은 LNG 측에 위치하고, 2차 방벽은 선체의 내벽 측에 위치하도록 설치된다. 그리고, 1차 방벽 및 2차 방벽은 LNG를 단열시키는 단열벽을 포함하고, 각각의 단열벽의 상측에는 0.5~0.7㎜ 두께의 인바(Invar) 강(36% Ni)으로 이루어지는 1차 밀봉벽 및 2차 밀봉벽이 각각 설치된다.

따라서, 1차 방벽과 2차 방벽이 거의 같은 정도의 액밀성 및 강도를 갖고 있어 1차 방벽의 누설시 상당한 기간 동안 2차 방벽만으로도 화물인 LNG를 안전하게 지탱할 수 있다.

GTT NO 96 타입의 단열 시스템은, 전술한 바와 같이 인바 강(36% 니켈강)과 펄라이트 및 플라이우드로 제작된 단열박스가 2개의 층으로 적층되어 이루어지며, 플라이우드는 단열박스의 구조 재료로 사용되고 있다.

플라이우드는 특성상 강에 비해 단열효과가 높고 열변형에 우수한 성질을 가지지만 강도가 약해, 저장탱크 내부의 LNG가 유동함으로써 발생하는 슬로싱 현상에 의한 충격으로 파손될 우려가 있다.

이러한 플라이우드의 강도를 향상시키기 위해서는 플라이우드의 두께를 증가시켜야 하며, 이에 따라 펄라이트의 단열 공간이 줄어들어 상대적으로 단열성능이 낮아지게 되는 문제가 발생한다.

즉 단열박스의 강도와 단열성능의 관계가 서로 상충되고 있어 강도와 단열성능을 만족시킬 수 있는 새로운 타입의 단열박스의 개발이 요구되고 있다.

한국특허공개공보 제2003-0039709호(대우조선해양 주식회사) 2003. 05. 22.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, LNG 저장탱크의 단열박스를 제작하기 위해 사용되는 플라이우드에 엘라스토머를 마련하여 강도가 향상되도록 한 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 수평부재; 및 상기 복수의 수평부재의 사이에 마련되는 복수의 수직부재를 포함하며, 상기 복수의 수평부재 및 상기 복수의 수직부재 중 적어도 하나는 복수의 목재판의 사이에 엘라스토머가 마련된 플라이우드에 의해 제작된 것을 특징으로 하는 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스가 제공될 수 있다.

상기 엘라스토머는 PVC 계열의 경질 인슐레이션 또는 폴리우레탄 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 엘라스토머와 상기 복수의 목재판은 우레탄 또는 페놀 계열의 접착제에 의해 상호 결합될 수 있다.

상기 복수의 수평부재와 상기 복수의 수직부재는 우레탄 또는 페놀 계열의 접착제에 의해 상호 결합되며, 각각의 연결 부분은 스테이플로 가고정될 수 있다.

상기 복수의 수평부재와 상기 복수의 수직부재의 이음매에 마련되며 알루미늄 박판과 유리섬유로 이루어진 다층 단열재를 더 포함할 수 있다.

상기 단열박스는, 액화천연가스(LNG)를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스; 및 상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 마련되어 상기 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, LNG 저장탱크의 단열벽을 형성하기 위한 LNG 저장탱크의 단열박스에 있어서, 적층된 복수의 목재판과, 상기 복수의 목재판의 사이에 마련되는 엘라스토머를 포함하는 플라이우드에 의해 제작된 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스가 제공될 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, LNG를 저장할 수 있는 LNG 저장탱크에 있어서, 전술한 단열박스에 의해 형성된 단열벽을 가지는 LNG 저장탱크가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 플라이우드에 마련된 엘라스토머에 의해 플라이우드의 두께를 증가시키지 않으면서도 단열박스의 강도를 향상시킬 수 있어 강도 및 단열성능을 동시에 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 NO 96형 저장탱크의 단열박스의 사용 상태도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스를 개략적으로 도시한 도면이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스(1)는, 복수의 수평부재(100)와, 복수의 수평부재(100)의 사이에 마련되는 복수의 수직부재(200)를 구비하며, 복수의 수평부재(100) 및 복수의 수직부재(200) 중 적어도 하나는 복수의 목재판(210)의 사이에 엘라스토머(220, elastomer)가 마련된 플라이우드에 의해 제작된다.

얇은 목재판(210)을 복수개 적층시켜 만들어지는 적층합판, 즉 플라이우드(plywood)는 열에 의한 변형이 적고 가공성이 우수하다. 그러나 강에 비해 강도가 약해 제품에서 제시하는 일정 수준 이상의 하중이 가해질 경우 파손될 우려가 있다.

본 실시예는 이러한 문제점을 고려하여 플라이우드의 우수한 열적 특성과 가공성을 유지하면서도 강도를 향상시키기 위해, 복수의 얇은 목재판(210)의 사이에 엘라스토머(220)가 마련된 플라이우드를 개발하였다.

복수의 얇은 목재판(210)의 사이에 엘라스토머(220)를 마련하면, 엘라스토머(220)는 복수의 얇은 목재판(210)을 본딩하는 강한 지지력을 제공하므로 별도의 보강재가 필요없다.

또한 엘라스토머(220)는 자체의 성질 상 댐핑 기능이 있으므로 댐핑 응답성 및 피로 저항성이 향상되며, 극단의 의도적인 인가 하중이나 비의도적인 인가 하중에도 향상된 하중지지력을 가질 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 얇은 목재판(210)의 사이에 마련되는 엘라스토머(220)는 PVC 계열의 경질 인슐레이션(rigid insulation) 또는 폴리우레탄 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

엘라스토머(220)는 단열박스의 조립 전 플라이우드의 절단가공 단계에서 플라이우드의 적어도 한쪽 외측표면에 PVC 계열의 경질 인슐레이션 또는 폴리우레탄을 극저온 영역에서 요구되는 접착력을 충분히 만족시킬 수 있는 에폭시, 우레탄 또는 페놀 계열의 접착제를 이용하여 부착될 수 있다.

플라이우드는 길이방향과 폭방향으로 서로 다른 강도 특성을 가지므로, 이를 고려하여 엘라스토머(220)의 방향성을 결정하여 엘라스토머(220)를 복수의 층으로 마련할 수도 있다.

복수의 얇은 목재판(210)에 엘라스토머(220)를 복수로 적층시킬 때, 요구되는 강도에 맞춰 적층수를 변경할 수 있으며, 그에 따라 다양한 강도의 플라이우드를 제작할 수 있다.

복수의 얇은 목재판(210) 사이에 엘라스토머(220)가 마련된 플라이우드는 적절한 치수로 절단된 후 조립되어, 도 1에 도시된 바와 같은 단열박스로 제작될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 단열박스를 제작하기 위해 사용되는 모든 플라이우드 즉 복수의 수평부재(100) 및 복수의 수직부재(200) 모두를 내부에 엘라스토머(220)가 마련된 것으로 사용할 수도 있고, 특히 강도가 보강될 필요가 있는 부분을 형성하는 플라이우드만을 내부에 엘라스토머(220)가 마련된 것으로 사용할 수도 있다.

그리고 복수의 수평부재(100)와 복수의 수직부재(200)는 우레탄 또는 페놀 계열의 접착제에 의해 상호 결합되며, 각각의 연결 부분은 스테이플로 가고정될 수 있다.

만약 복수의 수직부재(200)의 두께가 얇은 경우 종래의 실시예와 같이 스테이플로만 고정한다면 상대적으로 고정력이 약한 엘라스토머(220)에만 고정될 수 있기 때문 복수의 수평부재(100)와 복수의 수직부재(200)를 전술한 접착제로 결합시키고 스테이플은 가고정용으로만 사용된다.

플라이우드는 단열박스의 주요 강도 부재로서 사용되고 있으므로, 본 실시예에 따라 엘라스토머(220)층이 마련되어 굽힘강도, 전단강도, 좌굴강도, 및 압착강도 등이 향상된 플라이우드에 의해 단열박스를 제작함으로써 단열박스의 강도를 향상시킬 수 있다.

또한 복수의 얇은 목재판(210) 사이에 마련되는 엘라스토머(220)에 의해 플라이우드의 두께를 크게 증가시키지 않으면서 강도를 향상시킬 수 있으므로, 상대적으로 단열재의 충진 공간이 증가되어 단열성능의 향상도 기대할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 NO 96형 저장탱크의 단열박스의 사용 상태도이다.

본 실시 예는 LNG 저장탱크(T)에 저장된 액화천연가스(LNG)를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스(IB1)는 물론 1차 단열박스(IB1)와 선체의 내벽(H) 사이에 마련되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스(IB2)로도 사용될 수 있다.

그리고 1차 단열박스(IB1)의 상측부에는 LNG 저장탱크(T)를 1차적으로 밀봉시키는 1차 밀봉벽(M1)이 마련되고, 1차 단열박스(IB1)와 2차 단열박스(IB2)의 사이에는 2차 밀봉벽(M2)이 마련된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 실시 예에 따른 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스(1a)는 복수의 수평부재(100)와 복수의 수직부재(200)의 이음매를 통해서 열전달이 일어나는 것을 방지하기 위해 전술한 이음매에 마련되는 다층 단열재(300)를 더 구비한 점에서 전술한 실시예와 차이점이 있다.

본 실시 예에서 다층 단열재(300)는 알루미늄 박판과 유리섬유를 교대로 적층시켜 마련될 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 수평부재(100)와 복수의 수직부재(200)가 서로 접하는 부분에 복수의 수평부재(100)의 전 길이에 걸쳐 마련될 수도 있고, 복수의 수평부재(100)와 복수의 수직부재(200)가 접하는 일부 부분에만 마련될 수도 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시예는 플라이우드에 마련된 엘라스토머에 의해 플라이우드의 두께를 증가시키지 않으면서도 단열박스의 강도를 향상시킬 수 있어 강도 및 단열성능을 동시에 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1,1a : NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스
100 : 수평부재 200 : 수직부재
210 : 목재판 220 : 엘라스토머
300 : 다층 단열재 H : 선체의 내벽
IB1 : 1차 단열박스 IB2 : 2차 단열박스
M1 : 1차 밀봉벽 M2 : 2차 밀봉벽
T : LNG 저장탱크

Claims (8)

1. 복수의 수평부재; 및
   상기 복수의 수평부재의 사이에 마련되는 복수의 수직부재를 포함하며,
   상기 복수의 수평부재 및 상기 복수의 수직부재 중 적어도 하나는 복수의 목재판의 사이에 엘라스토머가 마련된 플라이우드에 의해 제작된 것을 특징으로 하는 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 엘라스토머는 PVC 계열의 경질 인슐레이션 또는 폴리우레탄 중 어느 하나를 포함하는 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 엘라스토머와 상기 복수의 목재판은 우레탄 또는 페놀 계열의 접착제에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 수평부재와 상기 복수의 수직부재는 우레탄 또는 페놀 계열의 접착제에 의해 상호 결합되며, 각각의 연결 부분은 스테이플로 가고정되는 것을 특징으로 하는 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 수평부재와 상기 복수의 수직부재의 이음매에 마련되며 알루미늄 박판과 유리섬유로 이루어진 다층 단열재를 더 포함하는 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 단열박스는,
   액화천연가스(LNG)를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스; 및
   상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 마련되어 상기 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스를 포함하는 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스.
7. LNG 저장탱크의 단열벽을 형성하기 위한 LNG 저장탱크의 단열박스에 있어서,
   적층된 복수의 목재판과, 상기 복수의 목재판의 사이에 마련되는 엘라스토머를 포함하는 플라이우드에 의해 제작된 NO 96형 LNG 저장탱크의 단열박스.
8. LNG를 저장할 수 있는 LNG 저장탱크로서,
   상기 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 단열박스에 의해 형성된 단열벽을 가지는 LNG 저장탱크.

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