KR20150028250A - 밀폐 단열 탱크 - Google Patents

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제임스 가조
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가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
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Abstract

유체밀폐 단열 탱크 벽은, 유체밀폐 장벽(5)과 단열 장벽(4)을 포함하는 다층 구조물과; 상기 절연 요소들 사이의 지지 벽(7)에 부착되며, 상기 다층 구조물의 두께 방향으로 연장하여 상기 다층 구조물을 상기 지지 벽 상에 유지하는 고정 로드(22)를 포함하며, 크로스멤버(30, 130, 230)는 각각 두 개의 절연 요소들 간의 접점에서 두 개의 고정 로드들 사이에서 연장하도록 상기 고정 로드(22)에 부착되며, 상기 절연 요소의 커버 패널(11)이 상기 크로스멤버를 통해 상기 지지 벽에 유지되도록 상기 크로스멤버(30)에 연결되며, 상기 유체밀폐 장벽(5, 105, 205)이 상기 크로스멤버를 통해 상기 절연 요소들의 커버 패널(11)에 유지되도록 상기 크로스멤버(30)에 연결될 수 있다.

Description

밀폐 단열 탱크{SEALED AND THERMALLY INSULATING TANK}
본 발명은 유체밀폐 단열 탱크 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 액화 가스, 상세하게는, 높은 메탄 농도를 가지는 액화 천연가스 저장용 육상 탱크에 관한 것이다.
이러한 육상 탱크는, 예를 들어, 프랑스특허공보 FR-A-2739675호 개시되어 있다. 또한, 선박의 지지 구조물에 존재하는 액화 가스 저장 탱크가 공지되어 있다. 이러한 선박 탱크는, 예를 들어, 유럽특허공보 EP-A-0064886호에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 지지 구조물에 내장되며 유체를 포함하는 유체밀폐 단열 탱크에 있어서, 상기 탱크의 일 벽은,
상기 지지 구조물의 지지 벽과,
유체밀폐 장벽과, 상기 유체밀폐 장벽과 상기 지지 벽 사이에 배열되며, 병치된 절연 요소들을 포함하는 단열 장벽을 포함하는 다층 구조물과,
상기 절연 요소들 사이의 상기 지지 벽에 부착되며, 상기 다층 구조물의 두께 방향으로 연장하여 상기 다층 구조물을 상기 지지 벽 상에 유지(hold)하는 고정 로드를 포함하며,
상기 절연 요소는,
상기 지지 벽에 평행하는 층의 형태로 배치된 단열 보온재와,
상기 단열 보온재의 두께부분을 통해 세워져 압축 하중을 받는 지지 요소와,
상기 지지 요소 상에 배치되며, 상기 유체밀폐 장벽을 지지하기 위해 상기 지지 벽에 평행한 지지면을 가지는 커버 패널을 포함하며,
크로스멤버은 각각의 경우, 두 개의 절연 요소들 사이의 접점에서 두 개의 고정 로드들 사이에서 연장하도록 상기 고정 로드에 부착되며,
상기 절연 요소를 덮는 커버 패널이 상기 크로스멤버를 통해 상기 지지 벽에 유지되도록 상기 크로스멤버에 연결되며,
상기 유체밀폐 장벽이 상기 크로스멤버를 통해 상기 절연 요소를 덮는 커버 패널들에 유지되도록 상기 크로스멤버에 연결되는 유체밀폐 단열 탱크가 제공될 수 있다.
상기와 같은 탱크는 실시형태들에 따라서, 다음 특징들 중에서 하나 이상을 가질 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 앵커 플레이트가 인접한 절연 요소의 상기 커버 패널과 같은 높이로 놓이도록 상기 크로스멤버에 연결되며, 상기 커버 패널을 가지는 하면과, 상기 유체밀폐 장벽이 배치되는 상면을 구비할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 앵커 플레이트는, 상기 크로스멤버가 배치된 상기 두 개의 절연 요소들의 상기 커버 패널들과 협력하도록 상기 지지 벽에 평행한 상기 크로스멤버의 각 측면으로 돌출할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 앵커 플레이트는, 상기 크로스멤버가 부착되는 상기 두 개의 고정 로드들 사이의 중간에 배치될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 유체밀폐 장벽은 물결 주름들(corrugations)과, 상기 물결 주름들 사이에 위치한 편평부를 가지는 금속막을 포함하며, 상기 앵커 플레이트는 금속으로 이루어지고, 상기 금속막은 상기 편평부에서 상기 앵커 플레이트에 용접될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 고정 로드들은 상기 지지 벽 상에 평행한 복수의 열을 형성하도록 배열되며, 일 열의 상기 고정 로드들 사이에 연장하는 상기 크로스멤버들은 각각 일 열의 고정 로드들에 인접한 상기 절연 요소들의 상기 커버 패널들 사이의 상기 지지 벽에 대하여 직각으로 돌출하는 길다란 용접 지지체를 가지며, 상기 유체밀폐 장벽은, 상기 절연 요소의 상기 커버 패널 상에 배치되는 금속 시트로 이루어지며 상기 탱크의 내측으로 돌출한 가장자리를 가지는 평면 스트립으로 구성되는 저 팽창계수의 강철로 이루어진 금속막을 포함할 수 있으며, 상기 금속 시트로 이루어진 상기 스트립의 돌출한 가장자리는 상기 길다란 용접 지지체에 연속적으로 용접되어, 상기 길다란 용접 지지체에 횡단 방향으로 변형할 수 있는 변형가능 거싯(gussets)을 형성할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 다층 구조물은 상기 탱크의 1차 장벽을 구성하며, 상기 탱크 벽은 상기 제1 다층 구조물과 상기 지지 벽 사이에 배치된 제2 다층 구조물을 더 포함하고, 상기 제2 다층 구조물은 2차 유체밀폐 장벽과, 상기 2차 유체밀폐 장벽과 상기 지지 벽 사이에 배치된 2차 단열 장벽을 포함하며, 상기 1차 장벽의 절연 요소는 상기 2차 유체밀폐 장벽을 가질 수 있다.
상기 탱크의 상기 2차 장벽은 상술한 상기 1차 장벽과 동일한 구조로 또는 상이한 구조로 구성될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 2차 절연 장벽은,
상기 지지 벽에 평행한 막 형태로 배치된 단열 보온재와, 상기 단열 보온재의 상기 두께를 지나 상승하여 압축 하중에 반응하는 지지 요소와, 상기 지지 요소 상에 배치되며, 상기 2차 유체밀폐 장벽을 지지하기 위해 상기 지지 벽에 평행한 지지면을 가지는 커버 패널을 포함하는, 병치된 2차 절연 요소들을 포함하며,
상기 지지 벽에 부착된 상기 고정 로드는 상기 2차 절연 요소들 사이에서 상기 제2 다층 구조물의 상기 두께의 방향으로 연장하여, 상기 지지 벽 상에도 상기 제2 다층 구조물을 유지하며,
2차 크로스멤버가 각각의 경우 두 개의 2차 절연 요소들 사이의 접점에서 두 개의 고정 로드들 사이에 연장하도록 상기 고정 로드들에 부착되며,
상기 2차 절연 요소의 상기 커버 패널은 상기 2차 크로스멤버를 통해 상기 지지 벽에 유지되도록 상기 2차 크로스멤버에 연결되며,
상기 2차 유체밀폐 장벽은 상기 2차 크로스멤버를 통해 상기 2차 절연 요소의 커버 패널에 유지되도록 상기 2차 크로스멤버에 연결되며,
상기 2차 유체밀폐 장벽은 그를 통과하는 상기 지지 벽에 부착되는 상기 고정 로드와, 상기 고정 로드 주위의 유체밀폐 접속부를 가질 수 있다.
다른 실시형태에 따르면, 상기 다층 구조물은 상기 탱크의 2차 장벽을 구성하며, 상기 탱크 벽은 상기 지지 벽의 반대 측 상의 상기 제1 다층 구조물 상에 배열되는 제2 다층 구조물을 더 포함하며, 상기 제2 다층 구조물은 1차 유체밀폐 장벽과, 상기 1차 유체밀폐 장벽과 상기 2차 유체밀폐 장벽 사이에 배열되는 1차 단열 장벽을 포함할 수 있다.
상기 탱크의 상기 1차 장벽은 상술한 상기 2차 장벽과 동일한 구조로 또는 상이한 구조로 구성될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 2차 유체밀폐 장벽은 금속 박편과, 고분자 수지에 의해 상기 금속 박편에 접합된 유리섬유 매트를 포함하는 복합 물질로 이루어질 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 고정 로드는 상기 절연 요소의 커버 패널보다 낮은 레벨로 배치되는 크로스멤버 연결기를 가지며, 상기 크로스멤버 연결기는 상기 고정 로드 주변에 배치되는 복수의 체결 장치들을 포함하여 상기 크로스멤버의 단부에 배치된 상보적 체결 장치와 협력할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 크로스멤버 연결기의 체결 장치는 상기 크로스멤버의 단부에 형성된 하우징에 맞춰지는 수 플러그(male plug)이며, 이러한 하우징에 핀에 의해 유지될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 지지 요소는 상기 절연 요소의 치수에 비해 작은 단면을 가지는 포스트(posts)를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 단열 보온재는 가요성 절연 물질, 예를 들어, 유리솜을 포함할 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 상기 지지 요소와 절연 요소의 커버 패널은 목재로 이루어질 수 있다. 이러한 재질은 전 세계적으로, 상대적으로 구하기 쉽고 비용 측면에서 유리하다. 또한, 가요성 기판을 사용하면, 탱크의 모든 영역에서 절연층을 용이하게 구성할 수 있다.
상기 탱크는, 예를 들어, LNG를 저장하기 위한, 육상 기반 저장시설의 부분을 형성할 수 있으며, 해안 또는 심층해저 부유 구조물, 특히, 메탄 대형선박, 부유식 LNG 저장 및 재기화 플랜트(FSRU), 부유식 원유 생산 저장설비(FPSO) 또는 이와 유사한 구조물에 설치될 수 있다. 상기 지지 구조물은 대륙 토양 또는 해저 토양에 고정된 토대 상에 건설될 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 냉각 액체 제품 운송용 선박은 이중 선체와, 상기 이중 선체에 배열된 상술한 탱크를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 선박을 적재 또는 하역(offload)하기 위한 방법을 제공하며, 냉각 액체 제품은 절연 배관을 통해 부유 저장시설 또는 육상 저장시설로부터 상기 선박의 상기 탱크로 또는 상기 선박의 탱크로부터 부유 저장시설 또는 육상 저장시설로 운송될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 냉각 액체 제품 운송용 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 상술한 선박과, 상기 선박의 선체에 설치된 상기 탱크를 부유 저장시설 또는 육상 저장시설에 연결하도록 설계된 절연 배관과, 상기 냉각 액체 제품이 상기 절연 배관을 통해 부유 저장시설 또는 육상 저장시설로부터 상기 선박의 상기 탱크로 또는 상기 선박의 탱크로부터 부유 저장시설 또는 육상 저장시설로 흐르게 하는 펌프를 포함할 수 있다.
본 발명의 기본이 되는 개념은 짧은 조립 시간을 필요로 하며 비용 측면에서 유리한 유체밀폐 단열벽 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 일부 측면들은 상기 유체밀폐 단열 탱크 벽의 필수 기능들의 개념으로부터 유래할 수 있으며, 상기 유체밀폐 단열 탱크 벽은 몇몇의 비-결합 구조적 요소들, 특히, 미세한(fine) 금속막을 제공하여 밀봉 기능을 수행하는 요소, 상기 단열 기능을 수행하는 단열 보온재, 상기 막을 지지하는 상대적으로 지속적인 플로어 벽, 상기 막과 상기 플로어 벽에 의해 경험된 정수압에 반응하는 지지 요소, 및 상기 플로어 벽, 또는 그의 지지 요소 또는 단열 보온재를 통해 인장 하중을 전달하지 않고도 상기 막을 상기 지지 벽 상에 유지하는 막-고정(membrane-anchoring) 시스템에 의해 수행될 수 있다. 상기 고정 시스템과 상기 절연 요소 간의 결합이 없기 때문에, 후자는 저 비용의 간소한 형태로, 특히, 유리솜과 같은 가요성의 비-구조적 절연체를 사용하여 생성될 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 상기 벽 구조를 모듈러 형태로 생성하는 개념으로부터 유래할 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 전세계에 걸쳐 이용가능한 표준 물질을 최대한으로 사용하는 개념으로부터 유래할 수 있다.
첨부한 도면을 참고하여, 다수의 특정 실시예들에 대하여 아래에서 설명하는 내용을 통해서, 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있고, 다른 목적이나 세부적인 내용 및 특징과 이점들도 보다 명확하게 알 수 있게 될 것이며, 실시예들은 단지 설명을 위해 비제한적으로 제공된다.
도 1은 육상 액화 천연가스 탱크를 개략적으로 도시하는 부분 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 상기 탱크의 단열 장벽에 사용될 수 있는 모듈러 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 2의 상기 모듈러 유닛에 2차원 측면도이다.
도 4는 도 2의 상기 모듈러 유닛을 사용하여 생성된 간소한 유체밀폐 단열벽의 부분 사시도이다.
도 5는 도 2의 상기 모듈러 유닛을 사용하여 생성된 유체밀폐 단열 이중벽의 부분 사시도이다.
도 6은 모듈러 유닛들을 사용하여 생성된 다른 유체밀폐 단열벽의 단면도이다.
도 7은 도 6의 탱크 벽의 유체밀폐 장벽의 단면도이다.
도 1은 액화 가스 저장용 육상(on-shore) 탱크를 부분적으로 도시한다. 육상 탱크는 지지 구조물(1)이, 대륙 토양, 해안 토양 또는 해저 토양일 수 있는 토양에 고정된 토대 상에 건설된 탱크를 의미한다. 지지 구조물(1)은 토양 레벨 상에 건설될 수 있으며, 또는 부분적으로 또는 완전히 매립될 수 있다.
지지 구조물(1)은 콘크리트로 이루어질 수 있으며 전체적으로 원통형의 기하학적 구조를 가지는 주변 벽(2)과 바닥 벽(3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주변 벽(2)은 원형 단면을 가지는 외면과 다변형 단면의 내면을 가질 수 있다.
바닥 벽(3)과 주변 벽(2)의 내부면(7)은 도 1에 개략적으로 도시된, 단열 장벽(4)과 금속 밀봉막(5)을 포함하는 다층 구조물로 덮일 수 있으며, 이는 액체와 기체가 밀폐될 수 있다. 바닥 벽(3)과 주변 벽(2)의 밀봉막(5)들 간의 유체밀폐(fluidtight) 접속은 금속 앵글 브래킷(angle bracket)(6)에 의해 달성될 수 있다.
일 실시형태에 따른 단열 장벽(4)은 도 2 및 도 3과 관련하여 이제 설명할 것이다. 지구 중력장에 대한 벽의 방향(orientation)과 무관하게, "상부(above)"는 탱크의 내부에 가깝게 자리한 위치를 나타내고, "하부(under)"는 지지 구조물에 근접하게 자리한 위치를 나타내는 것으로 한다.
이러한 실시형태에서, 단열 장벽(4)은 내부면(7)에 병치된 복수의 평행육면체형 절연 요소(10)의 형태로 생산되고, 이에 대한 일 실시예는 도 2에 도시된다.
절연 요소(10)는, 직사각형 또는 정사각형 형상의 커버 패널(11)과, 패널에 수직한 커버 패널(11)의 하부면에 고정된 복수의 지지 포스트(post)(12)를 포함할 수 있다. 포스트(12)는 지지 구조물의 내부면(7)에 받쳐지고 있다. 유향수지 패킹 부품들(13)이, 내부면(7)의 불균일함을 보정하도록 내부면(7)을 가압하는 포스트(12)의 단부에 배치될 수 있으며, 이에 따라, 탱크의 전체 범위에 걸쳐 높은 정밀도를 제공하는 이론상의 표면에 대해, 커버 패널(11)을 정렬할 수 있다. 이렇게 정렬됨으로써 밀봉막의 균일한 지지가 이루어질 수 있다. 유향수지 패킹 부품(13)은 압축 작용하도록 되어 있어서, 접착력이 우수할 필요가 없다.
커버 패널(11) 및 상기 포스트(12)의 치수 및 간격은 의도하는 애플리케이션에서 요구하는 사항, 특히, 반응할 정수압(hydrostatic pressure) 및 선택 물질에 따라 설정될 수 있다. 합판을 사용하는 일 실시형태를 위하여, 예를 들어, 상기 커버 패널(11)이 35 mm의 두께를 가지고, 포스트(12)가 1미터의 길이에 대하여 60×60 mm의 단면을 가지고, 두 개의 포스트들 간에 약 25 내지 30 cm의 간격을 가지도록 설계가 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시되지 않은 유리솜 형태의 비구조적인 단열 물질이, 상기 지지 구조물의 내부면(7)의 전체 범위를 가로질러 실질적으로 연속적인 단열층을 형성하고, 커버 패널(11)과 내부면(7) 간의 모든 간격(15)을 거의 채우도록 포스트들(12) 사이에 위치할 수 있다.
지지 구조물에 절연 요소(10)를 고정시키도록, 고정 장치(anchoring device)(20)가 절연 요소(10)를 모두 둘러싸는 둘레부분을 형성할 수 있다. 고정 장치(20)는 상기 지지 구조물에 영구적으로 고정되는, 예를 들어, 절연 요소(10)의 4 개의 모서리에서, 콘크리트로 굳어지거나 나사결합된 4개의 스터드(stud)(21)를 포함할 수 있다. 각 스터드(21)는 내부면(7)에 수직하게 연장하는 길다란 연결기(22)(coupler)를 가질 수 있다.
각 연결기(22)는 지지 구조물에 대해 지나치게 우수한 열교(thermal bridge)를 생성하는 것을 회피하기 위한 절연부(23), 포스트(12)의 상단부까지 연장하는 금속 로드(24), 및 크로스멤버(crossmember) 로드(30)를 부착하기 위한 십자형 연결기(25)를, 순서대로 포함할 수 있다. 이러한 경우, 절연부(23)는 두 개의 길다란 나무 시트들(26)로 이루어질 수 있으며, 나무 시트들은 이격된 상태로 평행하며, 하부 금속 장착판(27)을 로드(24)에 부착된 상부 금속 장착판(28)에 연결한다.
십자형 연결기(25)는 커버 패널의 모서리(17)에서 커버 패널(11)에 평행하는 네 개의 암(arm)을 가질 수 있다. 이러한 모서리(17)에서 두 개의 암들이 커버 패널(11)의 두 개의 인접한 측면을 따라 형성되고, 두 개 이상의 암들이 반대 방향으로 뻗어나가서 인접한 절연 요소와 협력할 수 있다.
크로스멤버 로드(30)는 각각의 경우 두 개의 연결기들(25) 사이에서 커버 패널(11)의 각 측면을 따라 뻗어나가는 방식으로 연결기(25)에 고정될 수 있으며, 연결기의 암들은 크로스멤버 로드(30)의 두 단부에 형성된 하우징에 끼워질 수 있다. 체결 장치가 크로스멤버 로드(30)를 연결기(25)에 고정하도록 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서, 연결기(25)의 암의 구멍(drilling)(31)과 크로스멤버 로드(30)의 단부의 대응하는 구멍(32)은, 도시되지 않은 핀을 수용함으로써, 부착이 이루어질 수 있다.
따라서, 크로스멤버 로드(30)는 커버 패널(11)을 둘러싸는 주변부(surround)를 생성하고, 연결기(22)에 의해 지지 구조물 상에 고정된다. 크로스멤버(30)는 지지 구조물 상에 절연 요소(10)와 하층막 모두를 유지시키는 기능을 한다.
이를 위해, 각각의 크로스멤버 로드(30)는 그를 따라서 대략 중간에 위치한 앵커 플레이트(anchor plate)(33)를 가지며, 앵커 플레이트는 커버 패널(11)에 평행하게 이어지며, 커버 패널(11)의 상면(16)과 정확히 같은 높이에 있을 수 있다. 앵커 플레이트(33)는 고정 나사(34)에 의해 크로스멤버(30)의 상부 가장자리에 부착될 수 있다. 앵커 플레이트(33)는 크로스멤버(30)의 각 측면 상에서 돌출하여, 크로스멤버 로드(30)의 각 측면 상에 각각 배열되는 두 개의 절연 요소들(10)의 커버 패널들(11)과 협력할 수 있다. 앵커 플레이트(33)의 돌출부를 수용하도록, 커버 패널(11)의 가장자리는, 각 경우에 있어서, 앵커 플레이트(33)의 두께와 동일한 깊이를 가지는 부분 면(spot face)을 가질 수 있다. 도 2에서 도시된 것처럼, 절연 요소(10)는 그의 네 개의 측면 각각과 맞물리는 네 개의 앵커 플레이트들(33)에 의해 지지 구조물 상에 고정될 수 있다.
도 4는 금속막(5)이 단열 장벽(4)에 배치된 후에 획득되는 탱크 벽을 도시하며, 탱크 벽은, 탱크의 한쪽 벽 전체 범위에 걸쳐 상술한 구조를 반복함으로써, 즉, 평면의 직사각형 타일 패턴을 주기적으로 형성함으로써 형성될 수 있다.
여기서, 금속막(5)은 평면의 모든 방향으로 탄성력을 제공하는 망(network)의 형태로 교차하는 물결 주름(secant corrugations)(38,39)을 갖는 미세한 철강 시트로 이루어질 수 있다. 이러한 막은 병치된 절연 요소들(10)의 커버 패널들(11) 상에 놓여 각각의 직사각형 금속 시트의 가장자리에서 앵커 플레이트들(33)에 용접된 직사각형 금속 시트들로 조립될 수 있다. 이를 위해, 직사각형 금속 시트의 치수는 전체적으로 커버 패널(11) 치수의 배수가 되는 값에 대응하도록 결정될 수 있다. 또한, 이러한 치수는 바람직하게는, 전체적으로 물결 주름의 파장(wavelength)의 배수가 되는 값, 예를 들어, 적어도 두 개의 제1 물결주름(38)의 파장과 적어도 두 개의 제2 물결 주름(39)의 파장을 가진 기본 패턴에 대응할 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 물결 주름(38, 39)의 파장은 각각, 340 mm 및 503 mm이다. 직사각형 금속 시트가 커버 패널(11)보다 큰 경우, 직사각형 금속 시트의 가장자리에 대응하지 않는 앵커 플레이트(33)는 용접되지 아니하면서 시트를 지지할 수 있다.
공지된 기술을 사용하여, 직사각형 금속 시트들은 중첩되게 다함께 용접되어, 탱크의 전체 벽을 가로지르는 밀봉막을 형성할 수 있다. 앵커 플레이트들(33) 덕분에, 금속막(5)은 어떠한 인장 하중도 절연 요소(10)에 전달하지 않으면서 커버 패널들(11)에 확실하게 유지될 수 있는데, 이는 상기와 같은 부하가 고정 장치(20), 즉, 크로스멤버(30) 및 연결기(22)에 의해 직접적으로 반응되기 때문이다.
탱크 벽을 구성하는데 포함되는 단계들은 개략적으로 다음과 같다:
- 주기적인 직사각형 타일 패턴은, 덮이게 될 지지 벽 상에 표시된다.
- 스터드(21)는 타일 패턴의 각 노드에 맞춰진다.
- 연결기(22)는 스터드(21)에 설치되며, 높이 조정된다.
- 크로스멤버(30)는 핀을 사용하여 설치 및 체결된다.
- 바람직하게는, 미리제조된 요소로서 얻어지며, 목재 구조를 포함하는 절연 요소(10), 유리솜 보온재, 유향수지 패드가 설치된다.
- 절연 요소(10)는, 나사(34)에 의해 고정되어 스팟 용접되는 앵커 플레이트(33)를 끼움으로써, 적소에 고정된다.
상술한 탱크 벽은 간단한 벽일 수 있다. 다른 실시형태에서, 탱크는 두 개의 단열 장벽과 번갈아 배치되는 두 개의 유체밀폐 장벽을 포함하는 이중벽을 포함할 수 있다. 이를 위해, 도 4에 도시된 제1 벽 구조를, 이러한 제1 벽 구조의 상부 또는 하부 어느 한쪽에 배열된 제2 유체밀폐 단열 장벽과 결합할 수 있다. 이러한 제2 유체밀폐 단열 장벽은 다양한 방식으로 만들어질 수 있다.
도 5에 도시된 일 실시형태에 따르면, 제2 유체밀폐 단열 장벽은 제1 유체밀폐 단열 장벽과 동일한 방식으로 만들어질 수 있다. 도 5에서, 도 4와 동일한 벽 구조가 탱크의 2차 장벽을 구성한다. 동일한 방식으로 생성된 1차 장벽이 2차 장벽 상에 배열된다. 2차 장벽의 구성 요소들은 도 4에서와 같이 동일한 참조 부호를 가진다. 2차 장벽의 구성 요소들과 동일하거나 유사한 상기 1차 장벽의 구성 요소들은 100번 대로 증가한 동일한 참조 부호를 가진다.
1차 연결기(122)는, 각 경우에, 하부의 2차 연결기(22)의 단부에 고정된다는 것을 알 수 있다. 1차 포스트들(112)의 위치는, 2차 막(5)의 물결 주름들 사이에서 받쳐지도록 선택될 수 있다. 1차 연결기(122)는 구멍(perforation)을 통해 2차 막(5)을 통과하는 2차 연결기(22)의 단부에 고정될 수 있다. 유체밀폐 연결기를 사용하여 2차 막(5)의 연속성을 재건할 수 있는데, 유체밀폐 연결기는 예를 들어, 2차 막(5) 상부의 1차 연결기(122)에 배치된 환형 이음고리(collar)이며, 그 주변 가장자리는 구멍을 둘러싸는 모든 주변부분에서 2차 막(2)에 용접되거나 접합된다.
도 5는 1차 장벽과 2차 장벽이 동일한 방식으로 생성된 탱크 벽을 도시한다. 다른 방법으로서, 이들 두 개의 장벽 중의 한 장벽은 다른 장벽과 다른 방식으로 만들어질 수 있다. 다른 실시형태로서, 2차 막은 철강 시트를 사용하여 생성되지 않고, 다른 저렴한 물질, 예를 들어, 고분자 결합제에 의해 하나 이상의 유리섬유 매트에 접합된 금속 박편을 포함하는 복합재를 사용하여 생성될 수 있다.
탱크 벽의 다른 실시형태를 도 6 및 도 7에 기초하여 지금부터 설명하도록 한다. 도 2 내지 도 4와 유사하거나 동일한 구성 요소들은 200번대로 증가한 참조 부호를 가질 수 있다.
이러한 실시형태는 앞서 언급한 프랑스특허공보 FR-A-2739675호의 도 5와 유사한 방식으로서, 벽의 수직 방향으로 배향된 저 팽창계수를 갖는 스틸 스트레이크(steel strakes)로 이루어진 유체밀폐 막(205)을 사용하여 주변 벽(2)을 코팅하는데 특히 적합할 수 있다.
이를 위해, 절연 요소(210)는 절연 요소(10)와 정확히 동일한 방식으로 생성될 수 있다. 그러나, 벽의 수직 방향으로 배향된 절연 요소(210)의 두 개의 측면 상에서, 앵커 플레이트들은 생략되며, 크로스멤버(230)는 길다란 용접 지지체(41)가 탱크 벽을 쭉 따라서 수직 방향으로 부착되도록 변형되어 있다. 이러한 용접 지지체(41)는, 굽힘 베이스(bent-over base)가 크로스멤버(230)에 형성된 T-단면 슬롯(40)으로 삽입되는 금속 플랜지일 수 있다. 이러한 슬롯(40)은 도시되지 않은 십자형 연결기를 통해 연장될 수도 있다.
두 개의 돌출(turned up) 가장자리(43)를 구비한 금속 스트레이크(42)는, 각 경우에, 수직 열을 형성하는 절연 요소(210)의 커버 패널(211) 상에 위치하여 각 측면에 배열된 용접 지지체(41)에 연속적으로 용접될 수 있으며, 이로 인해 돌출 가장자리(43)는 횡 방향으로 변형될 수 있는 유체밀폐 거싯(fluidtight gussets)을 형성할 수 있다. 도 7은 인접하는 두 열의 스트레이크(42)를 갖는 막(205)을 개략적으로 도시한다.
스트레이크(42)는, 앵커 플레이트에 용접되지 않으면서, 커버 패널(211)의 수평 가장자리에 있는 앵커 플레이트(미도시)에 간단하게 안착되며, 이로 인해 열 수축 효과에 의해 슬라이딩이 이루어질 수 있다. 수직 방향으로의 열 수축을 보완하기 위해, 도시되지 않은 거싯이 주변 벽(2)의 상단부에 있는 1차 막의 폐쇄부(closure)에 위치할 수 있다.
유체밀폐 단열벽을 생성하기 위한 상술한 기술은 다양한 형태의 저장소, 예를 들어, 육상 시설 또는 메탄 유조선 등과 같은 부양 구조물에 사용될 수 있다.
대응 실시형태에 따르면, 전체 각기둥 형상의 유체밀폐 단열 탱크는, 메탄 유조선의 이중 선체에 장착될 수 있다. 탱크의 벽은 탱크에 포함되는 LNG와 접촉하는 1차 유체밀폐 장벽과, 1차 유체밀폐 장벽과 선박의 이중 선체 사이에 배치되는 2차 유체밀폐 장벽과, 1차 유체밀폐 장벽과 2차 유체밀폐 장벽 사이에 및 2차 유체밀폐 장벽과 이중 선체 사이에 각각 배열되는 두 개의 절연 장벽들을 포함할 수 있다.
그 자체로, 선박의 상부 갑판 상에 배치된 적재/하역(loading/offloading) 배관은 해양 또는 포트 단자에, 적절한 연결기를 사용하여 연결되어, LNG 화물을 탱크로부터 또는 탱크에 전달할 수 있다.
예를 들어, 상기와 같은 해양 단자는 하중 및 하역 정거장, 수중 관 및 육상 시설을 포함할 수 있다. 하중 및 하역 정거장은 이동식 암과 이동식 암을 지지하는 타워를 포함하는 해양 고정 시설일 수 있다. 이동식 암은, 하중/하역 배관에 연결될 수 있는 한 묶음의 연성의 절연 호스를 포함한다. 지향성 이동식 암은 모든 사이즈의 메탄 대형선박에 맞도록 조정할 수 있다. 도시되지 않은 연결관이 타워의 내부로 연장될 수 있다. 하중 및 하역 정거장은 메탄 대형선박이 육상 시설로부터 또는 육상 시설로 하중 및 하역되게 할 수 있다. 이러한 시설은 액화 가스 저장탱크 및 수중 관에 의해 하중 또는 하역 정거장에 연결되는 연결 관을 포함할 수 있다. 수중 관은 장거리, 예를 들어, 5　km에 걸쳐 액화 가스가 하중 또는 하역 정거장과 육상 시설 사이에 전달되게 하여, 하중 및 하역 동작 동안에 메탄 유조선이 해안 지대로부터 멀리 떨어져 있을 수 있게 한다.
액화 가스를 전달하는데 필요한 압력을 생성하기 위해, 승선한 펌프 및/또는 육상 시설에 장착된 펌프 및/또는 하중 및 하역 정거장에 장착된 펌프가 사용될 수 있다.
본 발명은 다수의 특정 실시형태들과 관련하여 기술되었지만, 그에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 기술된 수단 및 방법의 모든 기술적 등가물 및 그의 결합을 포함한다는 것이 명백할 것이다.
"포함한다", "가진다" 및 이를 활용한 표현을 사용한다고 해서 청구항에 열거된 것 이외의 다른 구성 요소 또는 다른 단계를 배제하는 것은 아니다. 구성 요소 또는 단계에서 "일" 또는 "하나"를 사용한다고 해서, 달리 명시되지 않는 한, 상기와 같은 구성 요소 또는 단계가 복수 개인 것을 배제하지는 않는다.
청구항에서, 괄호 사이의 참조 부호는 청구항을 제한하는 것으로서 이해되어서는 아니 될 것이다.

Claims (17)

  1. 유체를 저장하도록 지지 구조물(1)에 설치되는 유체밀폐 단열 탱크에 있어서,
    상기 탱크의 일 벽은,
    상기 지지 구조물의 지지 벽(2,3)과;
    유체밀폐 장벽(5, 105, 205)과, 상기 유체밀폐 장벽과 상기 지지 벽 사이에 배열되며, 병치된 절연 요소(10, 110, 210)를 포함하는 단열 장벽(4,104)을 포함하는 다층 구조물과,
    상기 절연 요소들 사이의 상기 지지 벽에 부착되며, 상기 다층 구조물의 두께 방향으로 연장하여 상기 다층 구조물을 상기 지지 벽 상에 고정하는 고정 로드(22, 122, 222)를 포함하며,
    상기 절연 요소는,
    상기 지지 벽에 평행하는 층의 형태로 배열된 단열 보온재와,
    상기 단열 보온재의 두께부분을 통해 세워져, 압축 하중을 받는 지지 요소(12, 112, 212)와,
    상기 지지 요소 상에 배치되며, 상기 유체밀폐 장벽을 지지하기 위해 상기 지지 벽에 평행한 지지면(16)을 가지는 커버 패널(11, 111, 211)을 포함하며,
    크로스멤버(30, 130, 230)는 각각의 경우 두 개의 절연 요소들 사이의 접점에서 두 개의 고정 로드들 사이에서 연장하도록 상기 고정 로드(22, 122, 222)에 부착되며,
    앵커 플레이트(33, 133)가 두 개의 절연 요소들 사이의 접점을 따라 배열되고, 인접한 절연 요소의 커버 패널(11, 111)과 같은 높이로 놓이도록 상기 크로스멤버(30,130)에 연결되며, 상기 앵커 플레이트는 상기 커버 패널의 가장자리에 지지되는 하면과 상기 유체밀폐 장벽(5,105)이 배치되는 상면을 구비하여,
    상기 절연 요소를 덮는 커버 패널(11, 111, 211)이 상기 앵커 플레이트에 의해 상기 크로스멤버(30, 130)에 연결되어, 상기 크로스멤버를 통해 상기 지지 벽에 대해 고정되고,
    상기 유체밀폐 장벽(5, 105, 205)이 상기 앵커 플레이트에 의해 상기 크로스멤버(30, 130, 230)에 연결되어, 상기 크로스멤버를 통해 상기 절연 요소를 덮는 커버 패널에 대하여 고정되는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 앵커 플레이트(33, 133)는 상기 지지 벽에 평행한 상기 크로스멤버(30,130)의 각 측면으로 돌출하여, 상기 크로스멤버가 사이에 배열된 상기 두 개의 절연 요소의 상기 커버 패널(11, 111)과 협력하는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 앵커 플레이트(33, 133)는, 상기 크로스멤버가 부착되는 상기 두 개의 고정 로드(22, 122)들 사이의 중간에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체밀폐 장벽(5, 105)은 물결 주름(corrugations)과, 물결 주름들 사이에 있는 편평부를 갖는 금속막을 포함하며, 상기 앵커 플레이트(33, 133)는 금속으로 이루어져 있고, 상기 금속막은 상기 편평부에서 상기 앵커 플레이트에 용접되는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 로드(222)는 상기 지지 벽 상에 평행한 복수의 열을 형성하도록 배열되며,
    일 열의 고정 로드들 사이에서 연장하는 상기 크로스멤버(230)는 각각 일 열의 고정 로드에 인접한 절연 요소(210)의 커버 패널(21)들 사이에서 상기 지지 벽에 대하여 직각으로 돌출하는 길다란 용접 지지체(41)를 가지며,
    상기 유체밀폐 장벽(205)은 저 팽창계수의 강철로 이루어진 금속막을 포함하며, 상기 금속막은 상기 절연 요소의 상기 커버 패널(211) 상에 배치되고 상기 탱크의 내측으로 돌출된 가장자리(43)를 갖는 금속 시트의 평면 스트립(42)으로 구성되고,
    상기 금속 시트로 이루어진 스트립의 돌출된 가장자리는 상기 길다란 용접 지지체에 연속적으로 용접되어, 상기 길다란 용접 지지체에 대하여 횡단하는 방향으로 변형할 수 있는 변형가능한 거싯(gussets)을 형성하는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다층 구조물(104,105)은 상기 탱크의 1차 장벽을 구성하며,
    상기 탱크 벽은 상기 제1 다층 구조물(104, 105)과 상기 지지 벽 사이에 배열된 제2 다층 구조물(4, 5)을 더 포함하고, 상기 제2 다층 구조물(4, 5)은 2차 유체밀폐 장벽과, 상기 2차 유체밀폐 장벽과 상기 지지 벽 사이에 배열된 2차 단열 장벽을 포함하며,
    상기 1차 장벽의 절연 요소(104)는 상기 2차 유체밀폐 장벽에 대하여 지지되는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 2차 절연 장벽(4, 5)은, 상기 지지 벽에 평행하는 층 형태로 배열된 단열 보온재와, 상기 단열 보온재의 두께부분을 통해 세워져 압축 하중을 받는 지지 요소(12)와, 상기 지지 요소 상에 배치되며, 상기 2차 유체밀폐 장벽을 지지하기 위해 상기 지지 벽에 평행하는 지지면을 가지는 커버 패널(11)을 포함하는, 병치된 2차 절연 요소(10)를 포함하며,
    상기 지지 벽(2, 3)에 부착된 상기 고정 로드(22)는 상기 2차 절연 요소(10)들 사이에서 상기 제2 다층 구조물의 상기 두께의 방향으로 연장하여, 상기 지지 벽 상에도 상기 제2 다층 구조물을 고정하며,
    2차 크로스멤버가 각각의 경우 두 개의 2차 절연 요소(10)들 사이의 접점에서 두 개의 고정 로드들 사이에서 연장하도록 상기 고정 로드에 부착되며,
    상기 2차 절연 요소의 상기 커버 패널(11)은 상기 2차 크로스멤버를 통해 상기 지지 벽에 대하여 고정되도록 상기 2차 크로스멤버(30)에 연결되며,
    상기 2차 유체밀폐 장벽(5)은 상기 2차 크로스멤버를 통해 상기 2차 절연 요소의 커버 패널에 대하여 고정되도록 상기 2차 크로스멤버(30)에 연결되며,
    상기 2차 유체밀폐 장벽(5)은, 통과하는 상기 지지 벽에 부착된 상기 고정 로드(22, 122)와, 상기 고정 로드 주위에 형성된 유체밀폐 접속부를 가지는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다층 구조물(4, 5)은 상기 탱크의 2차 장벽을 구성하며, 상기 탱크 벽은 상기 지지 벽의 반대 측에서 상기 제1 다층 구조물(4, 5) 상에 배열되는 제2 다층 구조물을 더 포함하며, 상기 제2 다층 구조물은 1차 유체밀폐 장벽(105)과, 상기 1차 유체밀폐 장벽과 상기 2차 유체밀폐 장벽 사이에 배열되는 1차 단열 장벽(106)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 2차 유체밀폐 장벽(5)은 금속 박편과, 고분자 수지에 의해 상기 금속 박편에 접합된 유리섬유 매트를 포함하는 복합 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    고정 로드(22, 122, 222)는 상기 절연 요소의 커버 패널(11, 111, 211) 보다 낮은 레벨에 배열된 크로스멤버 연결기(25, 125)를 구비하고, 상기 크로스멤버 연결기는 상기 고정 로드 주변에 배치되는 복수의 체결 장치를 포함하여 상기 크로스멤버(30, 130, 230)의 단부에 배열된 상보적 체결 장치와 협력하는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 요소(12, 112, 212)는, 상기 절연 요소의 치수에 비해 작은 단면을 갖는 포스트(post)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단열 보온재는 가요성 절연 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 요소(12, 112, 212) 및 절연 요소의 커버 패널(11, 111, 211)은 목재로 이루어진 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 구조물(1)은 대륙 또는 해저 토양에 고정된 토대 상에 건설되는 것을 특징으로 하는 유체밀폐 단열 탱크.
  15. 이중 선체와, 상기 이중 선체에 배열된 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 탱크를 포함하는 냉각 액체 제품 운송용 선박에 있어서, 상기 이중 선체는 상기 탱크의 지지 구조물을 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각 액체 제품 운송용 선박.
  16. 제15항에 따른 선박을 이용하는 방법에 있어서,
    냉각 액체는 상기 선박을 적재 또는 하역(offload)하기 위하여 절연 배관을 통해 부유 저장시설 또는 육상 저장시설로부터 상기 선박의 탱크로 또는 상기 선박의 탱크로부터 상기 부유 저장시설 또는 육상 저장시설로 운송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 냉각 액체 제품 운송용 시스템에 있어서,
    상기 시스템은 제15항에 따른 선박과, 상기 선박의 선체에 설치된 상기 탱크를 부유 저장시설 또는 육상 저장시설에 연결시키는 절연 배관과, 상기 냉각 액체가 상기 절연 배관을 통해 부유 저장시설 또는 육상 저장시설로부터 상기 선박의 탱크로 또는 상기 선박의 탱크로부터 상기 부유 저장시설 또는 육상 저장시설로 흐르게 하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 액체 제품 운송용 시스템.
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