KR20150045197A

KR20150045197A - 액화천연가스 화물창 및 이에 사용되는 방벽 보강부재

Info

Publication number: KR20150045197A
Application number: KR20130124587A
Authority: KR
Inventors: 조기헌; 박동희
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2015-04-28
Also published as: KR101588661B1

Abstract

방벽 주름부를 보강하는 액화천연가스 화물창 및 이에 사용되는 방벽 보강부재가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 화물창은 저장유체의 하중을 지지하는 외벽과, 저장유체를 외부로부터 단열시키는 단열패널 구조체와, 저장유체가 수용되는 저장공간을 밀봉하는 방벽을 포함하고, 방벽은 저장공간을 향해 굴곡진 방벽 주름부를 구비하고, 방벽 주름부가 저장유체의 충격에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해 방벽 주름부의 외부에 설치되는 방벽 보강부재를 포함하고, 방벽 보강부재는 방벽 주름부를 수용하는 수용공간과 저장공간을 향해 굴곡된 보강 주름부를 포함한다.

Description

액화천연가스 화물창 및 이에 사용되는 방벽 보강부재{CARGO FOR LIQUEFIED NATURAL GAS AND REINFORCING MEMBER USED IN THE SAME}

본 발명은 액화천연가스 화물창 및 이에 사용되는 방벽 보강부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방벽 주름부를 보강하는 액화천연가스 화물창 및 이에 사용되는 방벽 보강부재에 관한 것이다.

액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -162°C로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.

이러한 액화천연가스가 에너지 자원으로 사용됨에 따라 이 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되어 왔으며, 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스를 해상으로 수송할 수 있는 액화천연가스 수송선박이 개발되었다.

그런데, 액화천연가스 수송선박에는 초저온상태로 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(Cargo)이 구비되어 있어야 하는데, 이러한 화물창에 요구되는 조건이 매우 까다로워 많은 어려움이 있었다.

즉, 액화천연가스는 대기압 보다 높은 증기압을 가지며, 대략 -162°C 정도의 비등 온도를 갖기 때문에, 이러한 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해서는 이를 저장하는 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료, 예를 들면 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등으로 제작되어야 하며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 독특한 단열패널 구조로 설계되어야 한다. 이러한 액화천연가스 수송선박의 화물창은 그 구조에 따라 독립형(self-supporting) 방식과 멤브레인(membrane) 방식으로 구분할 수 있다.

액화천연가스가 단열패널 내부에 누설되는 경우 온도 증가에 따른 급격한 체적 팽창으로 인하여 화물창의 파손을 야기할 수 있다. 따라서 화물창 내부의 액화천연가스를 밀폐하기 위해 2단의 멤브레인 방벽(1차 방벽 및 2차 방벽)을 구비한다.

액화천연가스 화물창은 복수의 방벽시트가 결합되어 멤브레인 방벽을 형성하는데 이들 방벽들은 극저온의 액화천연가스에 의하여 열수축이 발생하고, 열수축 발생 시 용접 부위가 열응력을 받아 파손될 수 있다.

이러한 문제 때문에, 방벽들은 낮은 면강성(In-plane Stiffness)을 갖기 위해 방벽 주름부(corrugation)를 갖는다. 방벽 주름부는 열수축 발생 시 일정량 변형됨으로써 용접 부위에서의 열응력을 줄여준다.

한국 공개특허공보 10-2012-0013233호(2012.02.14.)는 액화천연가스 저장 탱크 및 그의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.

한국 공개특허공보 10-2012-0013233호(2012.02.14.)

본 발명의 실시예는 방벽 주름부가 저장유체의 충격에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 액화천연가스 화물창 및 이에 사용되는 방벽 보강부재를 제공하고자 한다.

또한, 조립 및 수선이 간편한 액화천연가스 화물창 및 이에 사용되는 방벽 보강부재를 제공하고자 한다.

또한, 방벽 주름부 내부 공간의 이용이 원활한 액화천연가스 화물창 및 이에 사용되는 방벽 보강부재를 제공하고자 한다.

또한, 면강성을 확보할 수 있는 수 있는 액화천연가스 화물창 및 이에 사용되는 방벽 보강부재를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 저장유체의 하중을 지지하는 외벽과, 상기 저장유체를 외부로부터 단열시키는 단열패널 구조체와, 상기 저장유체가 수용되는 저장공간을 밀봉하는 방벽을 포함하는 액화천연가스 화물창에 있어서, 상기 방벽은 상기 저장공간을 향해 굴곡진 방벽 주름부를 구비하고, 상기 방벽 주름부가 상기 저장유체의 충격에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해 상기 방벽 주름부의 외부에 설치되는 방벽 보강부재를 포함하고, 상기 방벽 보강부재는 상기 방벽 주름부를 수용하는 수용공간과, 상기 저장공간을 향해 굴곡된 보강 주름부를 포함하는 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 방벽 보강부재는 상기 방벽과 탈착 가능하도록 결합하는 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 방벽과 상기 방벽 보강부재는 억지끼움 방식에 의해 결합하는 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 방벽 보강부재는 시트 형상인 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 방벽 보강부재는 프레스 공법에 의해 형성되는 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 방벽 보강부재는 상기 서로 다른 방향의 방벽 주름부가 교차하는 교차부에 설치되는 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 방벽 주름부는 측방으로 돌출된 형상에서 수직방향으로 상부의 폭보다 하부의 폭이 좁은 제1 걸림부가 마련되고, 상기 방벽 보강부재는 상기 걸림부에 대응하는 형상을 구비하여 억지끼움 방식에 의해 결합하는 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 방벽 주름부는 중앙을 향해 만입된 형상에서 수직방향으로 상부의 간격보다 하부의 간격이 넓은 제2 걸림부가 마련되고, 상기 방벽 보강부재는 상기 걸림부에 대응하는 형상을 구비하여 억지끼움 방식에 의해 결합하는 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 교차부는 제1 방벽 주름부와 제2 방벽 주름부의 열응력을 해소하기 위하여, 상기 제1 방벽 주름부와 연결되는 곳에 마련되는 제1 홈부와, 상기 제2 방벽 주름부와 연결되는 곳에 마련되는 제2 홈부를 구비하고, 상기 방벽 보강부재는 상기 제1 홈부와 상기 제2 홈부에 대응하는 형상을 구비하는 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 교차부는 중앙에 위치하고 상기 방벽 주름부의 높이보다 높은 등성이부를 포함하고, 상기 제1 홈부는 상기 등성이부와 상기 제1 방벽 주름부를 연결하는 경사면에 하방으로 움푹 들어간 형상이고, 상기 제2 홈부는 상기 제2 방벽 주름부의 방향으로 상기 등성이부를 향해 만입된 형상인 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 방벽 보강부재는 릿지를 구비하는 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

상기 보강 주름부와 상기 방벽 주름부는 서로 이격되어 완충공간을 구비하는 액화천연가스 화물창이 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 저장유체가 수용되는 저장공간을 향해 굴곡진 방벽 주름부를 구비하는 방벽에 결합되어 상기 방벽 주름부가 상기 저장유체의 충격에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해 상기 방벽 주름부의 외면에 설치되고, 상기 방벽 주름부를 수용하는 수용공간과, 상기 저장공간을 향해 굴곡된 보강 주름부를 포함하는 방벽 보강부재가 제공될 수 있다.

상기 방벽과 상기 방벽 보강부재는 억지끼움 방식에 의해 결합하는 방벽 보강부재가 제공될 수 있다.

상기 방벽 보강부재는 프레스 공법에 의해 형성되는 시트 형상인 방벽 보강부재가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 화물창 및 이에 사용되는 방벽 보강부재는 방벽 주름부의 외면에 설치되는 방벽 보강부재를 이용하여 조립과 수선이 간편하고, 방벽 주름부 내부 공간의 활용이 자유로울 수 있다.

또한, 억지끼움에 의해 조립 가능하도록 하여 조립성을 향상시키고, 파손시 수선을 위한 분리도 용이할 수 있다.

또한, 시트 형상의 방벽 보강부재를 이용함으로써 저장유체의 수용용적을 확보할 수 있다.

또한, 시트를 프레스 공법에 의해 성형함으로써 제작 공정을 단순화 할 수 있다.

또한, 완충공간을 형성하여 충격 전달량을 줄일 수 있다.

또한, 릿지 또는 골을 형성하여 면강성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 액화천연가스 화물창의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 화물창의 방벽을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방벽 보강부재가 설치된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 3의 제1 방벽 보강부재를 바라보는 방향의 측면도이다.
도 6은 도 3의 제2 방벽 보강부재를 바라보는 방향의 측면도이다.
도 7은 제1 방벽 보강부재가 설치되는 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 제1 방벽 보강부재가 결합한 모습을 나타내는 도 4의 A-A 단면도이다.
도 9는 제2 방벽 보강부재가 설치되는 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 제2 방벽 보강부재가 결합한 모습을 나타내는 도 4의 B-B 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방벽 보강부재를 나타내는 사시도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 액화천연가스 화물창의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액화천연가스 수송선박의 화물창은 액화천연가스를 수용할 수 있는 공간을 둘러싸며 액화천연가스와 직접 맞닿는 주방벽(30)과, 주방벽(30)을 둘러싸며 액화천연가스를 외부로부터 단열하는 단열패널 구조체와, 단열패널 구조체를 둘러싸는 외벽(10)을 포함한다.

외벽(10)은 저장유체의 하중을 지지할 수 있으며, 이너 헐(Inner hull)이 사용될 수 있다. 단열패널 구조체는 상부 단열패널(24)과 하부 단열패널(21)을 포함하는 2중 구조로 이루어지는 것이 일반적이며, 상부 단열패널(24)과 하부 단열패널(21) 사이에는 보조방벽(40)이 설치될 수 있다. 또한, 단열패널은 일반적으로 폴리 우레탄 폼 등과 같이 단열성능이 우수하면서도 경량인 재료를 이용할 수 있다.

단열패널(21, 24)과 보조방벽(40) 사이에는 열응력 감소 및 기밀성 향상을 위해 보조패널(23, 25)을 삽입할 수 있다. 하부 보조패널(23)은 하부 단열패널(21)의 상면에 고정되고, 상부 보조패널(25)은 상부 단열패널(24)의 하면에 고정된다. 보조패널(23, 25)은 보통 플라이우드(plywood) 등이 사용될 수 있고, 보조방벽(40)은 SUS 등이 사용될 수 있다.

하부 단열패널(21)은 외벽(10)에 매스틱(mastic)(11) 등에 의해 접착되어, 결합과 동시에 외부의 충격을 완화할 수 있다. 또한, 하부 단열패널(21)은 외벽(10)과 스터드 볼트(12) 등을 포함한 다양한 고정부재에 의해 결합될 수 있다. 또한, 하부 단열패널(21)과 외벽(10) 사이에 결합을 용이하게 하고, 하부 단열패널(21)을 보호하기 위해 보조패널(22)을 포함할 수 있다. 또한, 상부 단열패널(24)은 주방벽(30)과 접착 및/또는 기계적 결합에 의해 결합할 수 있고, 결합을 용이하게 하기 위해 보조패널(26)을 포함할 수 있다.

주방벽(30)은 저장유체가 수용되는 저장공간을 밀봉하기 위한 것으로, 기밀성이 요구된다. 액화천연가스는 비등점 이하의 극저온으로 유지될 수 있기 때문에 액체 상태로 저장되는 것이 보통이다. 그러나 온도 또는 압력의 변화에 따라 일부 액화천연가스의 기화가 발생할 수 있으며, 이 경우 화물창 내부의 압력은 크게 증가한다. 주방벽(30)이 침투되는 경우 액체 또는 기체 상태의 액화천연가스가 단열패널 구조체에 유입되어 온도 상승에 따른 부피 팽창 등으로 단열패널 구조체를 손상시키게 된다. 이러한 손상은 넓은 구역에서 발생할 수 있고, 수선에 막대한 비용을 지출케 한다. 따라서, 상부 단열패널(24)과 하부 단열패널(21) 사이에 보조방벽(40) 층을 개재하여 주방벽(30)이 침투되는 경우에도 하부 단열패널(21)을 보호할 수 있다.

주방벽(30) 또는 보조방벽(40)은 신축성 있는 금속 재질로, 멤브레인(Membrane)으로 통용될 수 있다. 멤브레인은 단열패널 구조체를 액화천연가스로부터 기밀하게 보호하기 위한 것으로, 다수의 시트가 용접 등에 의해 결합되어 단열패널 구조체를 액화천연가스로부터 차단시킨다. 멤브레인을 다양한 재료를 사용할 수 있지만, 일반적으로 SUS(Stainless Steel) 재질이 사용될 수 있다. 이하에서는 멤브레인을 방벽(30)으로 통칭하도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 방벽(30)은 주방벽(30)을 위주로 설명하지만, 필요에 따라 보조방벽(40)에도 적용될 수 있다.

도 2는 화물창의 주방벽(30)을 나타내는 사시도이다.

주방벽(30)은 다수의 시트가 결합되어 형성될 수 있으며, 기밀성을 유지하기 위하여 결합방법으로 용접이 사용될 수 있다. 주방벽(30)은 기밀성을 유지하면서도 열변형에 의한 수축 또는 신장이 용이하도록 서로 다른 방향으로 배열되는 제1 방벽 주름부(31)와 제2 방벽 주름부(32), 그리고 두 방향의 방벽 주름부가 교차하는 교차부(33)를 포함할 수 있다.

본 발명의 참조도면에는 수직하여 배치되는 두 방향의 방벽 주름부(31, 32)가 도시되어 있지만, 필요에 따라 세 방향 이상의 방벽 주름부를 포함할 수 있다. 일 예로, 세 방향의 방벽 주름부는 서로 60도의 각도를 두고 배치될 수 있다.

주방벽(30)은 액화천연가스와 직접적으로 맞닿는 부분으로, 저장공간의 온도 변화에 따라 열변형을 일으키기 쉽다. 이러한 열변형이 계속되면 피로누적으로 인한 파괴현상이 발생할 수 있다. 따라서, 주방벽(30)은 열변형을 수용하여 열응력이 누적되는 것을 방지하기 위하여 방벽 주름부(31, 32)를 포함한다.

주방벽(30)은 평면부(30b)와 방벽 주름부(31, 32)와 교차부(33)를 포함한다. 주름부(31, 32)는 저장공간을 향해 돌출된 형상으로 단면이 2차 곡선 또는 3차 곡선 등의 형상을 할 수 있다. 또한, 주름부(31, 32)와 평면부(30b)의 교차부에는 라운드부(30c)가 형성될 수 있다. 라운드부(30c)는 서로 다른 방향의 두 면이 만나는 모서리가 불연속점이 없이 곡면으로 처리되는 것을 의미한다. 라운드부(30c)가 마련됨으로써 방벽 주름부(31, 32)는 열변형이 계속되어도 피로파괴로부터 안전할 수 있다.

또한, 평면부(30b)의 가상 연장면과 주름부(31, 32)의 사이 즉, 주름부(31, 32)의 하방에는 공간(30a)이 마련될 수 있다. 이 공간(30a)은 냉각을 위한 냉매가 지나가는 유로로 사용되거나, 방벽(30)의 기밀 상태를 검사할 수 있는 검사 가스의 유로로 사용될 수 있다. 그 밖에, 충격흡수재를 삽입하거나 보강부재를 삽입할 수 있다.

방벽(30)의 면 방향으로 작용하는 열응력은 두 방향의 주름부(31, 32)에 의해 해소될 수 있다. 즉, 주름부(31, 32)는 폭 방향으로 변형의 여지가 있기 때문에, 열응력에 대응할 수 있다. 제1 방벽 주름부(31)의 길이 방향으로 작용하는 열응력은 제2 방벽 주름부(32)의 신축성에 의해 해소되고, 제2 방벽 주름부(32)의 길이 방향으로 작용하는 열응력은 제1 방벽 주름부(31)의 신축성에 의해 해소될 수 있다.

교차부(33)는 등성이부(33a)와 방벽 주름부(31, 32)와 연결되는 연결부를 포함할 수 있다. 등성이부(33a)는 방벽 주름부(31, 32)의 높이보다 높을 수 있으며, 등성이부(33a)에서 제1 방벽 주름부(31)까지는 경사진 경사면(33b)에 의해 연결될 수 있다. 또한, 경사면(33b)과 제1 방벽 주름부(31)가 만나는 부분에는 하방으로 움푹 들어간 형상인 제1 홈부(31a)가 형성될 수 있다. 제1 홈부(31a)는 제1 방벽 주름부(31)의 길이 방향으로 변형의 여지가 있으므로, 제1 방벽 주름부(31)의 길이 방향으로 작용하는 열응력을 해소할 수 있다.

또한, 등성이부(33a)에서 제2 방벽 주름부(32)까지는 만입면(33c)에 의해 연결될 수 있다. 또한, 만입면(33c)과 제2 방벽 주름부(32)가 만나는 부분에는 등성이부(33a)를 향해 만입된 형상인 제2 홈부(32a)가 형성될 수 있다. 제2 홈부(32a)는 제2 방벽 주름부(32)의 길이 방향으로 변형의 여지가 있으므로, 제2 방벽 주름부(32)의 길이 방향으로 작용하는 열응력을 해소할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방벽 보강부재가 설치된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 평면도이고, 도 5는 도 3의 제1 방벽 보강부재를 바라보는 방향의 측면도이고, 도 6은 도 3의 제2 방벽 보강부재를 바라보는 방향의 측면도이다.

도 3 내지 도 6을 참고하여 방벽 보강부재(110, 120)를 설명하도록 한다. 방벽 보강부재(110, 120)는 방벽 주름부(31, 32)의 외부에 설치되어, 방벽 주름부(31, 32)가 저장유체의 충격에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다. 화물창 내부에 액화천연가스와 같은 액상화물을 수용한 상태로 선박에 동요(動搖)가 일어나면, 저장유체의 요동으로 화물창의 측벽 및 천장 구조물에 슬로싱 충격(Sloshing impact)이 발생한다.

슬로싱(Sloshing)이란, 선박이나 부유식 구조물이 다양한 해상 상태에서 운동할 때 화물창 내에 수용된 액체 상태의 물질이 유동하는 현상을 말한다. 화물창 내부의 일부 영역에만 액체가 차 있을 경우, 액체의 유동에 의한 슬로싱에 의해 화물창 벽면과 천장은 심한 충격을 받게 되며 이를 슬로싱 충격(Sloshing impact)이라 한다. 이러한 슬로싱 충격에 의해 화물창의 단열패널 구조체 등은 손상될 수 있는 문제가 발생한다.

슬로싱 현상은 선박 운항 중 선박의 동적 움직임에 의해 필연적으로 발생하는 것으로, 화물창은 슬로싱에 의한 하중을 견디기 위해 충분한 강도를 가지도록 설계되어야 한다. 특히, 방벽의 주름부(31, 32)는 저장공간을 향해 굴곡된 돌출 형상이며, 그 내부에 공간이 형성되기 때문에 슬로싱 충격에 취약할 수 있다. 따라서, 방벽 주름부(31, 32)를 슬로싱 충격으로부터 보호하기 위해 방벽 보강부재(110, 120)를 설치한다.

도 7은 제1 방벽 보강부재가 설치되는 모습을 나타내는 분해 사시도이고, 도 8은 도 5의 제1 방벽 보강부재가 결합한 모습을 나타내는 도 4의 A-A 단면도이다. 또한, 도 9는 제2 방벽 보강부재가 설치되는 모습을 나타내는 분해 사시도이고, 도 10은 도 9의 제2 방벽 보강부재가 결합한 모습을 나타내는 도 4의 B-B 단면도이다.

방벽 보강부재(110, 120)는 제1 방벽 주름부(31)에 결합하는 제1 방벽 보강부재(110)와, 제2 방벽 주름부(32)에 결합하는 제2 방벽 보강부재(120)를 포함한다.

도면에 도시한 바와 같이, 제1 방벽 보강부재(110)는 교차부(33)를 사이에 두고 마주보는 두 방벽 보강부재가 제1 방벽 주름부(31)에 결합할 수 있고, 제2 방벽 보강부재(120)는 교차부(33)를 사이에 두고 마주보는 두 방벽 보강부재가 제2 방벽 주름부(32)에 결합할 수 있다. 또는, 도면과 달리 교차부(33)를 가로지르는 하나의 방벽 보강부재가 방벽 주름부에 결합하는 것도 가능하다.

방벽 보강부재(110, 120)는 방벽 주름부(31, 32)를 수용하는 수용공간(111, 121)과 저장공간을 향해 굴곡된 보강 주름부(112, 122)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방벽 보강부재(110, 120)는 얇은 시트 형상을 이용할 수 있다. 따라서, 외측은 굴곡된 보강 주름부(112, 122)를 형성하고, 내측은 수용공간(111, 121)이 마련된다. 도면과 달리 얇은 시트를 이용하지 않고 두께감 있는 형상일 수 있다. 다만, 얇은 시트를 이용하는 경우 프레스 공법에 의해 제작할 수 있다는 점에서 제작의 편의성이 증대되고, 저장공간의 용적을 확보할 수 있다는 점에서 수송효율이 증대된다.

방벽 보강부재(110, 120)는 교차부(33)와 방벽 주름부(31, 32)에 걸쳐 마련되며, 교차부(33)의 제1 홈부(31a)와 제2 홈부(32a)를 커버할 수 있다. 도 3 및 도 4에는 교차부(33)의 등성이부(33a)를 커버하지 않는 방벽 보강부재(110, 120)를 도시하였지만, 이와 달리 등성이부(33a)를 커버하도록 형상이 제공될 수도 있다. 또한, 도면에는 교차부(33)에서 비교적 가까운 부분까지의 방벽 주름부(31, 32)를 커버하는 것을 도시하였지만, 방벽 보강부재(110, 120)의 길이는 필요에 따라 최적의 길이를 설정할 수 있을 것이다. 또한, 인접하는 두 교차부 사이를 모두 커버할 수 있도록 마련되는 것도 가능하다.

또한, 방벽 보강부재(110, 120)는 방벽 주름부(31, 32)의 폭 방향으로는 모두 커버하도록 마련될 수 있다. 즉, 방벽 주름부(31, 32)와 평면부(30b)의 경계인 라운드부(30c)까지 커버할 수 있다. 더불어, 방벽 주름부(31, 32)와 인접하는 평면부(30b)를 커버하는 것도 가능하다.

방벽 보강부재(110, 120)는 교차부(33)와 결합할 수 있다. 방벽 보강부재(110, 120)는 방벽(30)과 탈착 가능하도록 결합할 수 있으며, 결합 방식은 억지끼움 방식을 이용할 수 있다. 기계적 체결부재를 이용할 경우 방벽의 기밀성을 유지하기가 어려우며, 방벽(30)과 용접하는 경우 수리를 위한 제거가 어려운 단점이 있다.

이하, 도 7 내지 도 10을 참고하여 방벽 보강부재(110, 120)가 방벽(30)에 결합하는 방법을 설명하도록 한다.

방벽(30)과 방벽 보강부재(110, 120)가 탈착 가능하도록 결합되기 위해 방벽(30)의 교차부(33)에는 걸림부(31b, 32b)가 마련될 수 있다. 걸림부(31b, 32b)는 측방으로 돌출된 형상에 형성되는 제1 걸림부(31b)와, 등성이부(33a)를 향해 만입된 형상에 형성되는 제2 걸림부(32b)를 포함할 수 있다.

도 8은 제1 홈부(31a)에서의 단면도를 나타내는 것으로, 하방으로 움푹 들어간 제1 홈부(31a)에 의해 측부는 측방으로 돌출된 형상이다. 측부는 상부의 폭(d1)보다 하부의 폭(d2)이 좁은 제1 걸림부(31b)가 형성된다. 또한, 제1 방벽 보강부재(110) 역시 제1 걸림부(31b)의 형상에 대응하도록 상부의 폭보다 하부의 폭이 좁게 마련되는 제1 결합부(113)를 마련한다. 따라서, 제1 방벽 보강부재(110)는 외력이 없이는 제1 걸림부(31b)에 결합할 수 없고, 외력을 가하여 누르면 제1 방벽 보강부재(110)의 단부가 벌어지면서 제1 걸림부(31b)와 제1 결합부(113)가 억지끼움 결합된다. 이러한 끼움 방식은 체결이 간단하면서도 찰탁 가능하다는 이점이 있다.

도 10은 제2 홈부(32a)에서의 단면도를 나타내는 것으로, 등성이부(33a)를 향해 만입된 제2 홈부(32a)에 의해 측부는 측방에서 가운데를 향해 돌출된 형상이다. 측부는 상부의 간격(d3)보다 하부의 간격(d4)이 넓은 제2 걸림부(32b)가 형성된다. 또한, 제2 방벽 보강부재(120) 역시 제2 걸림부(32b)의 형상에 대응하도록 상부의 간격보다 하부의 간격이 넓게 마련되는 제2 결합부(123)를 마련한다. 따라서, 제2 방벽 보강부재(120)는 외력이 없이는 제2 걸림부(32b)에 결합할 수 없고, 외력을 가하여 누르면 제2 방벽 보강부재(120)의 단부가 오므라지면서 제2 걸림부(32b)와 제2 결합부(123)가 억지끼움 결합된다.

다음으로 방벽 보강부재(110, 120)의 결합순서에 대하여 설명하도록 한다. 제1 방벽 보강부재(110)와 제2 방벽 보강부재(120)의 결합 순서는 필요에 따라 달라질 수 있다. 즉, 제1 방벽 보강부재(110) 중 교차부(33)를 중심으로 어느 한 쪽의 보강부재를 결합한 후, 시계방향 또는 시계 반대방향으로 결합하는 것이 가능하다. 또는, 제1 방벽 보강부재(110) 양쪽을 설치한 후 제2 방벽 보강부재(120) 양쪽을 설치하는 것도 가능하다.

본 발명의 일 실시예에서는 제1 방벽 주름부(31)와 제2 방벽 주름부(32)에 모두 걸림부(31b, 32b)가 형성되는 것을 도시하였다. 그러나 둘 중에 어느 하나의 방벽 주름부에만 걸림부가 형성되는 것이 가능하다. 이 경우 걸림부가 형성되지 않은 방벽 주름부에 방벽 보강부재를 먼저 설치하고, 그 이후 걸림부가 형성된 방벽 주름부에 방벽 보강부재를 설치한다. 이 때, 이후에 설치되는 방벽 보강부재는 이전에 설치된 방벽 보강부재와 겹치도록 마련되어야 한다. 따라서, 이전에 설치된 방벽 보강부재는 걸림부와 결합부의 억지끼움이 마련되지 않아도 이후에 설치되는 방벽 보강부재에 의해 이탈이 방지될 수 있다.

제1 방벽 보강부재(110)와 제2 방벽 보강부재(120)가 맞닿는 부분은 용접에 의해 결합할 수 있다. 방벽 보강부재(110, 120)는 방벽 주름부(31, 32)와 억지끼움 결합하여 상하 방향으로는 이탈이 방지된다. 또한, 제1 방벽 보강부재(110)의 경우 제1 홈부(31a)가 하방으로 형성되어 걸림부의 역할을 하여 길이 방향으로도 이탈이 방지된다. 다만, 제2 방벽 보강부재(120)의 경우에는 제2 홈부(32b)가 길이방향으로 형성되어 길이 방향으로의 이탈이 가능할 수 있다. 이 때, 두 방벽 보강부재(110, 120)를 서로 용접으로 결합하여 상하 방향뿐만 아니라 측면 방향으로도 이탈이 방지되어, 방벽 주름부에 방벽 보강부재가 견고히 결합할 수 있다.

제1 방벽 보강부재(110)와 제2 방벽 보강부재(120)의 맞대기 용접뿐만 아니라, 어느 일측이 오버랩 되어 용접될 수 있다. 또한, 두 방벽 보강부재를 커버하는 중간부재를 덧대어 용접할 수 있다. 이 경우, 방벽에 전달되는 용접열이 줄어든다는 장점이 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방벽 보강부재를 나타내는 사시도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 방벽 보강부재(110, 120)는 릿지(Ridge)(130)를 포함할 수 있다. 릿지(130)는 방벽 보강부재(110, 120)의 길이방향으로 돌출되도록 마련된다. 길이방향으로 돌출된다는 의미는 방벽 보강부재(110, 120)의 길이방향에 대하여 측면에서 보았을 때 웨이브가 형성될 수 있다는 의미이다. 또한, 릿지(130)는 방벽 보강부재(110, 120)의 폭방향을 따라 형성될 수 있다. 도 11에서는 방벽 보강부재(110, 120)의 원주면에 연속하여 형성되는 릿지(130)를 도시하였지만, 이와 달리 단속적으로 형성되는 릿지를 포함한다. 즉, 방벽 보강부재(110, 120)의 측면부에만 릿지가 형성되는 것이 가능할 수도 있다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이 두 개 이상의 릿지(130-1, 130-2)가 방벽 보강부재(110, 120)의 길이방향으로 연속적으로 마련될 수도 있고 하나의 릿지만이 마련될 수도 있다. 연속적으로 릿지가 마련되는 경우 두 릿지(130-1, 130-2) 사이에는 하나의 골이 형성될 수도 있다.

릿지(130)는 방벽 보강부재(110, 120)의 면내강성을 증가시킬 수 있다. 면내강성(in-plane stiffness)이란 면상 구조에서 중심 면내 방향으로 주어진 단위 변형에 대하여 생기는 면내 방향의 강성을 나타낸다. 따라서, 면내강성이 증가한 방벽 보강부재(110, 120)는 슬로싱에 대한 저향력이 증가하고, 방벽 주름부(31, 32)를 변형으로부터 더 잘 보호할 수 있다.

도면에서는 나타내지 않았지만, 방벽 주름부(31, 32)와 방벽 보강부재(110, 120) 사이에는 완충공간이 마련될 수 있다. 즉, 방벽 보강부재(110, 120)는 걸림부(31b, 32b)와 결합하는 결합부(113, 123)를 제외하고는 방벽 주름부(31, 32)와 이격되어 위치할 수 있다. 완충공간은 단열효과를 가질 뿐만 아니라 방벽 주름부에 전달되는 슬로싱 충격을 줄여줄 수 있다. 따라서, 방벽 주름부를 보호하고자 하는 목적에 충실할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 외벽, 20: 단열패널 구조체,
21: 하부 단열패널, 24: 상부 단열패널,
30: 주방벽, 31: 제1 방벽 주름부,
31a: 제1 홈부, 31b: 제1 걸림부,
32: 제2 방벽 주름부, 32a: 제2 홈부,
32b: 제2 걸림부, 33: 교차부,
33a: 등성이부, 33b: 경사면,
33c: 만입면, 40: 보조방벽,
110: 제1 방벽 보강부재, 111: 수용공간,
112: 보강 주름부, 113: 제1 결합부,
120: 제2 방벽 보강부재, 121: 수용공간,
122: 보강 주름부, 123: 제2 결합부,
130: 릿지,

Claims

저장유체의 하중을 지지하는 외벽과, 상기 저장유체를 외부로부터 단열시키는 단열패널 구조체와, 상기 저장유체가 수용되는 저장공간을 밀봉하는 방벽을 포함하는 액화천연가스 화물창에 있어서,
상기 방벽은 상기 저장공간을 향해 굴곡진 방벽 주름부를 구비하고,
상기 방벽 주름부가 상기 저장유체의 충격에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해 상기 방벽 주름부의 외부에 설치되는 방벽 보강부재를 포함하고,
상기 방벽 보강부재는 상기 방벽 주름부를 수용하는 수용공간과, 상기 저장공간을 향해 굴곡된 보강 주름부를 포함하는 액화천연가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 방벽 보강부재는 상기 방벽과 탈착 가능하도록 결합하는 액화천연가스 화물창.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 방벽과 상기 방벽 보강부재는 억지끼움 방식에 의해 결합하는 액화천연가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 방벽 보강부재는 시트 형상인 액화천연가스 화물창.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 방벽 보강부재는 프레스 공법에 의해 형성되는 액화천연가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 방벽 보강부재는 상기 서로 다른 방향의 방벽 주름부가 교차하는 교차부에 설치되는 액화천연가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 방벽 주름부는 측방으로 돌출된 형상에서 수직방향으로 상부의 폭보다 하부의 폭이 좁은 제1 걸림부가 마련되고,
상기 방벽 보강부재는 상기 걸림부에 대응하는 형상을 구비하는 액화천연가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 방벽 주름부는 중앙을 향해 만입된 형상에서 수직방향으로 상부의 간격보다 하부의 간격이 넓은 제2 걸림부가 마련되고,
상기 방벽 보강부재는 상기 걸림부에 대응하는 형상을 구비하는 액화천연가스 화물창.
제6항에 있어서,
상기 교차부는 제1 방벽 주름부와 제2 방벽 주름부의 열응력을 해소하기 위하여, 상기 제1 방벽 주름부와 연결되는 곳에 마련되는 제1 홈부와, 상기 제2 방벽 주름부와 연결되는 곳에 마련되는 제2 홈부를 구비하고,
상기 방벽 보강부재는 상기 제1 홈부와 상기 제2 홈부에 대응하는 형상을 구비하는 액화천연가스 화물창.
제9항에 있어서,
상기 교차부는 중앙에 위치하고 상기 방벽 주름부의 높이보다 높은 등성이부를 포함하고,
상기 제1 홈부는 상기 등성이부와 상기 제1 방벽 주름부를 연결하는 경사면에 하방으로 움푹 들어간 형상이고,
상기 제2 홈부는 상기 제2 방벽 주름부의 방향으로 상기 등성이부를 향해 만입된 형상인 액화천연가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 방벽 보강부재는 릿지를 더 포함하는 액화천연가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 보강 주름부와 상기 방벽 주름부는 서로 이격되어 완충공간을 구비하는 액화천연가스 화물창.
저장유체가 수용되는 저장공간을 향해 굴곡진 방벽 주름부를 구비하는 방벽에 결합되어 상기 방벽 주름부가 상기 저장유체의 충격에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해 상기 방벽 주름부의 외면에 설치되고,
상기 방벽 주름부를 수용하는 수용공간과, 상기 저장공간을 향해 굴곡된 보강 주름부를 포함하는 방벽 보강부재.