KR20150028438A - Membrane of tank for cryogenic fluid storage - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 복잡한 교차 주름 구조를 회피함으로써 용접과 가공이 용이하고, 제조 비용을 절감할 수 있도록 구성된 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인에 관한 것이다.The present invention relates to a membrane of a tank for storing a cryogenic fluid, and more particularly, to a membrane of a tank for cryogenic fluid storage configured to facilitate welding and processing and to reduce manufacturing cost by avoiding a complicated cross-wrinkle structure .
일반적으로, 액화천연가스(Liquified Natural Gas, 이하, 'LNG'라 함)는 천연가스를 -163℃ 정도의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 적합하다.Generally, Liquefied Natural Gas (LNG) is obtained by cooling natural gas at a cryogenic temperature of about -163 DEG C, and its volume is about 1/600 Which is suitable for long distance transportation through the sea.
이러한 LNG의 저장이 필요한 선박이나 부유식 해양 구조물, 예를 들면, LNGC(LNG Carrier), LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등은 LNG의 저장을 위해 극저온에 견디기 위한 구조 및 재질로 이루어지는 저장탱크('화물창'이라고도 함)가 마련된다.(LNG Carrier), LNG RV (Regasification Vessel), LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit ) Is provided with a storage tank (also referred to as a 'cargo window') made of a structure and material to withstand extremely low temperatures for storage of LNG.
LNG의 저장탱크 중에서 멤브레인 타입의 저장탱크는 멤브레인 금속패널로 이루어진 내부탱크가 단열재로 둘러싸여짐으로써, 외부의 잠입열량에 의한 기화가스의 발생이 최소가 되도록 한다.Among the storage tanks of LNG, the membrane type storage tank is surrounded by the inner tank made of membrane metal panel so that the generation of vaporized gas due to the external penetration heat is minimized.
또한 멤브레인 금속패널은 극저온의 LNG와 직접적으로 접촉하게 됨으로써 응력변화에 대응할 수 있도록 저온 취성에 강한 금속 재질로 제작되고, 일정한 강도를 만족시킴과 동시에 반복적인 온도변화 및 LNG의 하중변화에 대해서 팽창 및 수축이 용이하도록 코러게이션 구조를 가진다.In addition, the membrane metal panel is made of a metal material resistant to low-temperature brittleness so as to be able to respond to the stress change by directly coming into contact with the cryogenic LNG. It meets a certain strength, It has a corrugation structure to facilitate shrinkage.
종래의 멤브레인 타입 탱크의 멤브레인으로는 한국공개특허 제10-2005-0050170호의 LNG 운반선 단열탱크의 멤브레인 금속패널이 있다. 이는 멤브레인 금속패널에 서로 평행하게 등간격을 이루며 형성되고, 양단부가 마감부에 의해 평면부와 부채꼴 또는 반원형상으로 연결되는 다수개의 횡방향 직선 코러게이션과, 상기 횡방향 직선 코러게이션과 직교하고, 서로 평행하게 등간격을 이루어 형성되며, 양단부가 마감부에 의해 평면부와 부채꼴 또는 반원형상으로 연결되는 다수개의 종방향 직선 코러게이션과, 상기 횡/종방향 직선 코러게이션 마감부와 멤브레인 금속패널의 4변 사이에 위치하고, 일정폭을 구비하는 평면화된 접촉용접부로 구성되어, 단일 멤브레인 금속패널과 또 다른 단일 멤브레인 금속패널을 겹치기 용접할 시, 평면화된 접촉용접부에 의해 직선 용접하도록 구성된다.As a membrane of a conventional membrane type tank, there is a membrane metal panel of an LNG carrier insulation tank of Korean Patent Publication No. 10-2005-0050170. A plurality of transverse linear corrugations formed at equal intervals in parallel with each other on the membrane metal panel and having both ends connected to the flat section in a sector or semicircular shape by a finishing section; A plurality of longitudinal straight corrugations formed at equal intervals in parallel with each other and having both ends connected to the flat portion in a sector or semicircular shape by a finishing portion, And is configured to be straight welded by a planarized contact weld when overlapping and welding a single membrane metal panel and another single membrane metal panel.
그러나 종래의 멤브레인은 열 변형으로 인한 양방향 스트레스 변화에 대응하도록 형성되는 횡방향 직선 코러게이션과 종방향 직선 코러게이션의 교차 부분 구조가 복잡하다.However, the conventional membrane is complicated in the cross-sectional structure of the transverse linear corrugation and the longitudinal linear corrugation, which are formed so as to correspond to the bi-directional stress change due to thermal deformation.
이로 인해 여러 번의 포밍 프로세스(forming process) 등을 비롯한 복잡한 가공이 요구되며, 복잡한 주름 구조와 곡면부 용접의 필요성으로 인해 제작에 많은 어려움이 따를 뿐만 아니라, 많은 시간과 비용이 소요되고, 생산성 저하를 초래하는 문제점을 가지고 있었다.This requires complicated processing including a number of forming processes and the like. Due to the necessity of complicated wrinkle structure and welding of the curved surface, it is difficult to manufacture, and it takes a lot of time and cost, I had a problem that caused it.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복잡한 교차 주름 구조를 회피하면서도 극저온 유체의 저장에 요구되는 강도와 열변형 스트레스의 저감을 만족시키고, 가공성이 뛰어나며, 용접의 자동화 구현과 용접 품질 및 용접 속도의 향상을 가져오며, 생산성 향상과 제조비용 절감을 도모하도록 하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a cryogenic fluid which avoids a complicated crossing wrinkle structure, satisfies the strength required to store a cryogenic fluid, Thereby improving the welding quality and the welding speed, and improving the productivity and reducing the manufacturing cost.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 극저온 유체를 저장하는 탱크의 멤브레인에 있어서, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 가로지르도록 형성되는 크로스 코러게이션; 및 상기 크로스 코러게이션으로부터 이격되어, 상기 크로스 코러게이션에 교차하는 방향으로 배열되도록 상기 베이스 플레이트의 양측에 각각 형성되는 커넥션 코러게이션을 포함하고, 상기 베이스 플레이트가 다수로 배열시, 상기 크로스 코러게이션의 양단이 다른 베이스 플레이트 각각에 형성되는 커넥션 코러게이션에 연결되는 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a membrane of a tank for storing a cryogenic fluid, comprising: a base plate; A cross corrugation formed to cross the base plate; And a connection corrugation spaced apart from the cross corrugation and formed on both sides of the base plate so as to be arranged in a direction crossing the cross corrugation, There is provided a membrane of a tank for storing a cryogenic fluid which is connected to a connection corrugation whose both ends are formed on each of the other base plates.
상기 베이스 플레이트는 가로방향과 세로방향으로 번갈아가면서 배치되어 조립될 수 있다.The base plate may be arranged alternately in the transverse direction and the longitudinal direction.
상기 크로스 코러게이션과 상기 커넥션 코러게이션은 곡률면을 가지는 볼록 형태로 직선을 이루도록 형성될 수 있다.The cross corrugation and the connection corrugation may be formed so as to form a straight line in a convex shape having a curvature surface.
상기 커넥션 코러게이션은 상기 크로스 코러게이션을 향하는 측이 곡률로 마감되도록 형성될 수 있다.The connection corrugation may be formed such that the side facing the cross corrugation is closed with a curvature.
상기 크로스 코러게이션은 정사각형으로 이루어지는 상기 베이스 플레이트의 중심부를 가로지르도록 형성될 수 있다.The cross-corrugation may be formed to cross the center of the base plate.
상기 커넥션 코러게이션은 상기 크로스 코러게이션의 중심부에 직교하는 방향으로 배열되도록 형성될 수 있다.The connection corrugation may be formed to be arranged in a direction orthogonal to the center portion of the cross corrugation.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 극저온 유체를 저장하는 탱크의 멤브레인에 있어서, 베이스 플레이트에 크로스 코러게이션과 커넥션 코러게이션이 서로 이격되어 교차하는 방향으로 배열되도록 형성되고, 상기 베이스 플레이트가 다수로 배열시, 상기 크로스 코러게이션의 양단이 다른 베이스 플레이트 각각에 형성되는 커넥션 코러게이션에 연결되는 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a membrane of a tank for storing a cryogenic fluid, wherein a cross-corrugation and a connection corrugation are formed on the base plate so as to be spaced apart from each other, Is connected to a connection corrugation in which both ends of the cross corrugation are formed in different base plates, respectively, are provided.
본 발명에 따르면, 주름 구조를 이루는 코러게이션의 독립된 구조로 인해 코러게이션의 복잡한 교차 부분을 없애도록 하면서도 극저온 유체의 저장에 요구되는 강도와 열변형 스트레스의 저감을 만족시키고, 가공성이 뛰어나며, 평면 용접이 요구됨으로써 용접의 자동화 구현과 용접 품질 및 용접 속도의 향상을 가져오며, 생산성 향상과 제조비용 절감을 도모할 수 있다.According to the present invention, since the corrugation independent structure of the corrugated structure eliminates the complicated intersection of the corrugation, it satisfies the strength required to store the cryogenic fluid and the reduction of the stress of thermal deformation, It is possible to automate the welding, improve the welding quality and the welding speed, and improve the productivity and reduce the manufacturing cost.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인의 설치모습을 도시한 사시도.1 is a perspective view illustrating a membrane of a tank for storing a cryogenic fluid according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view illustrating the installation of a membrane of a tank for storing a cryogenic fluid according to an embodiment of the present invention;
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인의 설치모습을 도시한 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating a membrane of a tank for storing a cryogenic fluid according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view illustrating an installation of a membrane of a tank for storing a cryogenic fluid according to an embodiment of the present invention .
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인(100)은 베이스 플레이트(110)와, 베이스 플레이트(110)에 서로 이격되어 교차하는 방향으로 배열되도록 형성되는 크로스 코러게이션(cross corrugation; 120) 및 커넥션 코러게이션(connection corrugation; 130)을 포함하고, 베이스 플레이트(110)가 다수로 배열시, 크로스 코러게이션(120)의 양단이 다른 베이스 플레이트(110) 각각에 형성되는 커넥션 코러게이션(130)에 연결될 수 있다.1 and 2, a
본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인(100)은 극저온 유체, 예컨대 LNG의 저장이 필요한 선박이나 부유식 해양 구조물에 해당하는 LNGC(LNG Carrier), LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등에 마련된 멤브레인 타입의 저장탱크에 적용될 수 있다.The
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인(100)은 자신에 의해 제작되는 내부 탱크에 해당되는 내부 쉘, 온도차에 의한 영향을 감소시키는 단열박스에 해당하는 단열층부, 그리고 내압을 견디기 위하여 강소재로 이루어지는 외부 쉘을 포함하는 LNG의 저장, 공급 및 운반용 저장탱크 모두에 적용될 수 있다.In addition, the
베이스 플레이트(110)는 다수로 배열되어 용접에 의해 서로 연결되되, 입체구조를 가지도록 연결됨으로써 LNG 등과 같은 극저온 유체에 직접적으로 접촉하는 내부 탱크를 이룰 수 있다.The
또한, 베이스 플레이트(110)는 LNG와 직접적으로 접촉하게 됨으로써 응력변화에 대응할 수 있도록 예컨대 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있다. 이 밖에도 알루미늄 합금이나 인바(Invar)를 포함하는 니켈합금강 등과 같이, 저온 취성에 강한 금속 재질로도 제작될 수 있으며, 크로스 코러게이션(120)과 커넥션 코러게이션(130)이 형성됨으로써 일정한 강도를 만족시킴과 동시에, 반복적인 온도변화 및 극저온 유체의 하중변화에 대해서 팽창 및 수축이 용이하도록 한다. In addition, the
베이스 플레이트(110)는 사각형으로 이루어지되, 배열에 대한 순서나 배치에 대한 제한을 최소화함으로써 조립성을 높이기 위하여, 정사각형으로 이루어질 수 있다. 베이스 플레이트(110)를 좌우 및 전후로 다수로 배열시, 가로방향과 세로방향으로 번갈아가면서 배치되어 조립될 수 있고, 다수로 조립시 랩핑 용접(lapping welding)에 의해 연결될 수 있다. The
크로스 코러게이션(120)은 베이스 플레이트(110)에 가로지르도록 형성됨으로써 양측의 가장자리까지 도달하도록 형성될 수 있으며, 이로 인해 양단이 커넥션 코러게이션(130)과의 연결을 위해 개방되도록 형성될 수 있다. 또한 크로스 코러게이션(120)은 정사각형으로 이루어지는 베이스 플레이트(110)의 중심부를 가로지르도록 형성될 수 있다. The
커넥션 코러게이션(130)은 크로스 코러게이션(120)으로부터 이격되어, 크로스 코러게이션(120)에 교차하는 방향으로 배열되도록 베이스 플레이트(110)의 양측 가장자리까지 도달하도록 각각 형성된다.The
또한 커넥션 코러게이션(130)은 크로스 코러게이션(120)을 향하는 측이 곡률로 마감되도록 형성될 수 있으며, 그 반대측이 크로스 코러게이션(120)과의 연결을 위하여 개방되도록 형성될 수 있다.The
커넥션 코러게이션(130)은 크로스 코러게이션(120)의 중심부에 직교하는 방향으로 배열되도록 형성될 수 있다. 이와 같이 크로스 코러게이션(120)이 정사각형의 베이스 플레이트(110) 중심부를 가로지르고, 커넥션 코러게이션(130)이 크로스 코러게이션(120)의 중심부에 직교함으로써, 베이스 플레이트(110)를 다수로 조립시, 베이스 플레이트(110)의 가로방향 배치와 세로방향 배치의 2가지 배치 타입만을 가지도록 하여 조립성을 높이도록 한다.The
크로스 코러게이션(120)과 커넥션 코러게이션(130)은 다양한 단면 형상을 가질 수 있는데, 일례로 곡률면을 가지는 볼록 형태로 직선을 이루도록 형성되되, 본 실시예에서처럼 단면 형상이 반원으로 이루어질 수 있으며, 포밍 공정(forming process)에 의해 베이스 플레이트(110)에 형성될 수 있다.The
이와 같은 본 발명에 따른 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인의 작용을 설명하기로 한다.The operation of the membrane of the tank for storing a cryogenic fluid according to the present invention will now be described.
극저온 유체인 LNG 저장을 위한 저장탱크에서, LNG에 직접 접하는 멤브레인(100)의 조립시, 코러게이션(120,130) 각각이 서로 독립된 구조를 가지고, 나아가서, 베이스 플레이트(110)가 가로방향과 세로방향으로 배열됨으로써 코러게이션(120,130)도 이로 인해 가로방향과 세로방향으로 배열된다.In the storage tank for storing LNG, which is a cryogenic fluid, when the
따라서, 코러게이션(120,130)의 교차 부분을 없애도록 하면서도, 가로방향과 세로방향에 대해서 극저온 유체의 저장에 요구되는 강도와 열변형 스트레스의 저감을 만족시킬 수 있다. Therefore, it is possible to satisfy the reduction of the strength and thermal deformation stress required for storage of the cryogenic fluid in the transverse and longitudinal directions, while eliminating the intersection of the
또한 멤브레인(100)의 복잡한 교차 주름 구조가 생략됨으로써 포밍 공정 등의 가공이 용이하도록 하며, 주름 형상의 제조에 따른 경제적인 부담을 완화시킬 수 있다.Further, since the complicated crossing wrinkle structure of the
멤브레인(100)을 조립시, 코러게이션(120,130)의 주름 구조와 베이스 플레이트(110)의 평면 구조를 서로 분리하여 랩핑 용접과 같은 평면 용접을 할 수 있고, 이로 인해 용접의 자동화 구현이 용이하도록 하며, 용접 품질 및 용접 속도의 향상을 가져온다. When the
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is.
110 : 베이스 플레이트
120 : 크로스 코러게이션
130 : 커넥션 코러게이션110: base plate
120: Cross Cororation
130: Connection Cororation
Claims (7)
베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트에 가로지르도록 형성되는 크로스 코러게이션; 및
상기 크로스 코러게이션으로부터 이격되어, 상기 크로스 코러게이션에 교차하는 방향으로 배열되도록 상기 베이스 플레이트의 양측에 각각 형성되는 커넥션 코러게이션을 포함하고,
상기 베이스 플레이트가 다수로 배열시, 상기 크로스 코러게이션의 양단이 다른 베이스 플레이트 각각에 형성되는 커넥션 코러게이션에 연결되는 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인.1. A membrane of a tank for storing a cryogenic fluid,
A base plate;
A cross corrugation formed to cross the base plate; And
And a connection corrugation formed on both sides of the base plate so as to be spaced apart from the cross corrugation and arranged in a direction crossing the cross corrugation,
Wherein when the base plates are arranged in a plurality, the cross corrugation is connected at both ends to a connection corrugation formed in each of the other base plates.
상기 베이스 플레이트는,
가로방향과 세로방향으로 번갈아가면서 배치되어 조립되는 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인.The method according to claim 1,
Wherein the base plate comprises:
A membrane of a tank for storing a cryogenic fluid which is assembled alternately in a transverse direction and a longitudinal direction.
상기 크로스 코러게이션과 상기 커넥션 코러게이션은,
곡률면을 가지는 볼록 형태로 직선을 이루도록 형성되는 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인.The method according to claim 1,
The cross-correlation and the connection cor-
A membrane of a tank for storing a cryogenic fluid, the tank being formed to be straight in a convex shape having a curvature surface.
상기 커넥션 코러게이션은,
상기 크로스 코러게이션을 향하는 측이 곡률로 마감되도록 형성되는 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인.The method of claim 3,
In the connection corrugation,
Wherein the side facing the cross-corrugation is formed with a curvature closed.
상기 크로스 코러게이션은,
정사각형으로 이루어지는 상기 베이스 플레이트의 중심부를 가로지르도록 형성되는 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인.The method of claim 1, 3, or 4,
The cross-
Wherein the membrane is formed to cross a center portion of the base plate made of a square.
상기 커넥션 코러게이션은,
상기 크로스 코러게이션의 중심부에 직교하는 방향으로 배열되도록 형성되는 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인. The method of claim 5,
In the connection corrugation,
And is arranged to be arranged in a direction orthogonal to the center of the cross corrugation.
베이스 플레이트에 크로스 코러게이션과 커넥션 코러게이션이 서로 이격되어 교차하는 방향으로 배열되도록 형성되고, 상기 베이스 플레이트가 다수로 배열시, 상기 크로스 코러게이션의 양단이 다른 베이스 플레이트 각각에 형성되는 커넥션 코러게이션에 연결되는 극저온 유체 저장용 탱크의 멤브레인.1. A membrane of a tank for storing a cryogenic fluid,
Wherein the base plate is formed so that the cross corrugation and the connection corrugation are arranged in a direction in which they are spaced apart from each other, and when the base plates are arranged in plural, both ends of the cross corrugation are formed in connection corrugations Membrane of cryogenic fluid storage tank connected.
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