KR20170012877A

KR20170012877A - 가스 저장 구조물과 제조 방법

Info

Publication number: KR20170012877A
Application number: KR1020167035177A
Authority: KR
Inventors: 존 핏츠패트릭
Original assignee: 시 엔지 코퍼레이션
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2017-02-03
Also published as: WO2015172252A1; CN106536381A; US20150330569A1; US9759379B2; TW201604077A

Abstract

가스 저장 구조물은 컨테이너 및 상기 컨테이너에 의해 지지되는 연속 코일형 파이프를 포함하며, 연속 코일형 파이프는 얇은 벽으로 된 파이프로 형성된 주요 부분과 연속 코일형 파이프의 단부를 형성하는 두꺼운 벽으로 된 파이프를 포함하며, 두꺼운 벽으로 된 파이프는 두꺼운 벽으로 된 파이프의 내경을 주요 부분의 내경과 연통시키기 위해 용접 조인트에서 주요 부분에 용접되고, 두꺼운 벽으로 된 파이프는 컨테이너에 연결되는 반면에, 주요 부분은 컨테이너에 대한 용접과 같은 어떤 견고한 연결부도 없다.

Description

가스 저장 구조물과 제조 방법{GAS STORAGE STRUCTURE AND METHOD OF MANUFACTURE}

본 발명은 가스 저장 구조물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 압축 천연 가스의 저장과 수송에 관한 것이다.

산업용 가스와 연료와 같은 가스는 때로는 사용하기 위해 생산지에서 현장으로 이송되어야 한다.

천연 가스는 종종 생산지에서 소비 현장으로 이송되야 한다. 예를 들어, 파이프라인, 액화천연가스(LNG)의 선박운송, 및 압축(비액화)천연가스(compressed (non-liquefied) natural gas, CNG)의 선박운송을 포함하는 수계(bodies of water)를 통한 그러한 천연가스 운송 방법이 알려져 있다.

운송 비용은 항상 중요 요소이다. 그러나 생산지에서 생산되는 가스량이 작은 경우 특히 비용이 고려되어야 한다. 일부 생산지는 소량의 천연 가스만을 생산하는 것이 사실이다.

본 양수인은 US 5839383에 기재된 바와 같은 가스 운송 구조물을 제공하였으나, 개선이 요구된다.

본 발명의 일측면에 따르면, 컨테이너; 및 상기 컨테이너에 의해 지지되는 연속 코일형 파이프를 포함하며, 상기 연속 코일형 파이프는, 제1 단부, 반대편 단부, 및 제1 단부와 반대편 단부 사이에 파이프의 중간 부분(length)을 포함하며, 상기 제1 단부는 두꺼운 벽으로 된 파이프로 형성되고, 상기 두꺼운 벽으로 된 파이프는 파이프의 상기 중간 부분 보다 더 두꺼운 벽 두께를 가지며, 상기 두꺼운 벽으로 된 파이프는 상기 컨테이너에 용접되며; 상기 반대편 단부는 제2 두꺼운 벽으로 된 파이프로 형성되고, 상기 제2 두꺼운 벽으로 된 파이프는 파이프의 상기 중간 부분 보다 더 두꺼운 벽 두께를 가지며, 상기 제2 두꺼운 벽으로 된 파이프는 용접 연결부에서 상기 컨테이너에 용접되며; 파이프의 상기 중간 부분은 상기 컨테이너에 어떠한 견고한 연결도 없어, 파이프의 상기 중간 부분이 내부 압력과 온도 변화로 인해 자유롭게 팽창 및 수축하는 가스 저장 구조물이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 가스 저장 구조물을 제조하는 방법이 제공되고, 상기 방법은; 릴 형상으로 된 컨테이너의 중앙 코어(central core)에 인접한 연속 파이프의 두꺼운 벽으로 된 단부를 용접하는 단계; 복수의 랩의 복수의 층으로 상기 연속 파이프를 배열하기 위하여 상기 연속 파이프의 상기 두꺼운 벽으로 된 단부와 중간 부분을 상기 중앙 코어 둘레에 감싸는 단계; 및 상기 연속 파이프의 두꺼운 벽으로 된 터미널 단부(terminal end)를 상기 컨테이너에 용접하는 단계를 포함하며, 상기 중간 부분은 상기 두꺼운 벽으로 된 단부와 상기 두꺼운 벽으로 된 터미널 단부 양자의 벽 두께 보다 더 얇은 벽 두께를 가지며, 상기 중간 부분은 내부의 압력과 온도 변화로 인해 상기 중간 부분이 팽창되거나 수축되도록 하기 위해 상기 컨테이너에 대한 어떠한 견고한 연결도 없는 것을 포함한다.

본 발명의 다른 측면들은 다음의 상세한 설명으로부터 당해 분야의 숙련된 자들에게 쉽게 명백하게 되는 것으로 이해될 수 있고, 본 발명의 다양한 실시예가 도면으로 도시되고 설명된다. 이해될 바와 같이, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서, 본 발명은 다르고 상이한 실시예들이 가능하고, 그것의 여러가지 세부사항이 다양한 다른 측면에서 수정이 가능하다. 따라서 도면들과 상세한 설명은 본질적으로 예시적인 것으로 간주되야 하며 제한적인 것으로 간주되지는 않는다.

도면을 참조하면, 본 발명의 여러가지 측면들이 도면에 상세히 실시예로서 도시되고, 다만 도면에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 선박에 의한 가스 운송에 적합한 본 발명에 따른 코일형 연속 파이프의 일실시예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 컨테이너에 감겨진, 부분적으로 잘리고 단면으로, 연속 파이프를 도시한 사시도이다.
도 3은 연속 파이프의 하나의 권선 배열의 개략도이다.
도 4는 각 스풀(spool) 둘레에 감긴 연속 파이프로 서로 쌓여진 다섯 개의 스풀 컨테이너에 대한 단면도이다(다만 모든 파이프가 도시된 것은 아님).
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 컨테이너 바닥의 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 I-I 라인을 따른 단면도이다.
도 6a는 컨테이너의 베이스에 대한 방사형 단면이다.
도 6b는 도 6a의 단면에 수직한 컨테이너의 베이스에 대한 단면도이다.
도 6c는 컨테이너의 베이스의 방사상 도면이다.
도 7은 도 5b의 컨테이너 측벽의 측면도이다.
도 8a는 연속 파이프와 컨테이너 사이의 연결부의 상부 평면도이다.
도 8b는 파이프 연결부와 함께 파이프의 추가적인 회전을 나타내는 도 8a의 Ⅱ-Ⅱ 라인에 대한 단면도이다.
도 9a는 연속 파이프와 컨테이너 사이의 다른 연결부의 상부 평면도이다.
도 9b는 도 9a의 Ⅲ-Ⅲ 라인에 대한 단면도이다.
도 9c는 도 9a의 Ⅳ-Ⅳ 라인에 대한 단면도이다.
도 10은 두꺼운 벽으로 된 파이프와 얇은 벽으로 된 파이프 사이의 조인트에 결합된 파이프의 장축을 따른 단면도이다.

후술하는 설명과 거기에 기술된 실시예는 본 발명의 다양한 측면의 원리의 특정한 실시예의 하나의 예나 또는 예들을 설명하기 위해 제공된다. 이러한 예들은 다양한 측면에서 본 발명과 그 원리들의 설명 목적을 위해 제공되는 것이지, 제한하기 위한 것이 아니다. 설명에 있어서, 유사한 부분은 명세서와 도면 전체에 걸쳐 각각 동일한 참조 번호로 표시된다. 도면은 반드시 축적(scale)이 필요한 것은 아니며, 경우에 따라서 좀 더 명백히 어떤 특징을 설명하기 위하여 비율이 과장될 수 있다.

가스 저장 구조물이 발명되었다. 가스 저장 구조물은 가스를 운송하기 위해 사용될 수 있고, 이러한 경우에 캐리어 상에 설치될 수 있다.

특히 선박으로 다량의 압축 가스를 운송하기에 적합한 가스 저장 구조물은 실질적으로 연속 파이프 코일에 의해 제공되는 다량의 저장 공간을 포함한다. 가스 저장을 위한 연속 파이프의 긴 길이(length)의 사용은 가스 저장 구조물 사이에서 상호연결 장비가 적게 요구됨에 따라 상당히 감축된 비용을 유도한다.

본 발명에 따르면, 연속 파이프로 형성된 가스 저장 구조물이 제공된다. 연속 파이프는 컨테이너 내부에 바람직하게는 채워지거나 감겨 있다. 발명의 일 측면에 있어서, 연속 파이프는 복수 층으로 감겨 있고, 각 층은 복수의 루프(loop)를 가지고 있다. 그러나 연속 파이프는 컨테이너 내에서 다양한 구성(configuration)으로 배치될 수 있다. 감겨진 파이프를 위한 컨테이너는 다양한 기능을 수행할 수 있다. 첫째, 컨테이너는 파이프 권선을 위한 회전장치로서 역할을 할 수 있다. 둘째, 컨테이너는 파이프를 들어올리기 위한 수단으로서 역할을 할 수 있다. 셋째, 컨테이너는 연속 파이프를 둘러싸고 있는 대기를 제어할 수 있다.

연속 파이프를 포함하는 컨테이너를 각각 포함하는 구조물이 서로 쌓일 때, 서로에 대해서 상위 구조물의 무게는 하위 컨테이너들의 벽에 부담이 될 수 있다. 이것은 파이프 하층이 상층 구조물의 무게에 의한 파쇄력을 견디지 못하게 한다.

본 명세서에서 파이프 루프는 자체로 되돌아가는 파이프의 부분(length)을 의미하며, 파이프 내를 흐르는 유체가 90˚이상 회전하는 것을 뜻한다. 본 명세서에서 파이프 층은 서로 측면으로 이격되고 두께가 대략 파이프 하나의 직경과 같은 밴드를 차지하는(occupy) 파이프 세트를 뜻한다. 작동시, 층은 층 사이에서 수평, 수직 또는 어떤 각도도 이룰 수 있다.

본 발명을 실시하는데 사용되는 연속 파이프를 제조하는데 사용되는 재료는 작동되는 유체 이송 압력과 온도에서 취성이 아니라 연성이며, 그 재료는 연속 파이프 내에 저장된 가스에 대해 불투과성으로 이해된다. 또한, 매우 긴 길이의 파이프가 이상적이지만, 제조를 용이하게 하기 위해 긴 파이프 부분(section)의 단부들 사이에 인라인(inline)(즉, 맞대기(butt), 바이어스 등) 용접 연결부에 의해서와 같이 중간 연결부를 만드는 것이 필요할 수 있다고 이해될 것이다. 연속 파이프는 예를 들어 X70과 같은 임의의 일반적인 등급의 철로 제조될 수 있으나, 그러나 파이프 철은 또한 모든 용접이 완성된 후 강성을 높이기 위해 조질형(quenched and tempered)이 될 수 있다.

이전의 가스 저장 구조물이 알려져 있으나, 본 명세서에서 설명된 구조물은 이전에 알려진 것들보다 향상된 성능을 위해 개발되었다.

다수의 가스 저장 구조물(11)이 도 1에 도시되어 있다. 예시적인 가스 저장 구조물(11)은 이후의 도면들에서 좀 더 자세히 개시된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 가스 저장 구조물(11)은 컨테이너(12) 내에 연속 파이프(10)를 분배하거나 권선함으로써 제조된다. 파이프(10)는 복수 층으로 권선되고, 각 층은 파이프의 복수의 루프로 형성된다. 가스는 연속 파이프(10) 내에 저장된다. 파이프의 일측 또는 양측 단부와 같이 가스의 흐름을 파이프(10) 내외로 허용하는 연속 파이프(10)의 임의의 개구에는 밸브, 예를 들어 도 1의 밸브(21)가 제공된다. 밸브는 가스의 저장과 이송을 위해 연속 파이프(10)가 밀봉되는 것이 가능하게 한다.

컨테이너(12)는 베이스(14), 외부 저장 측벽(16), 내부 저장 측벽(18), 및 탑(20)를 갖는다. 이러한 도시된 실시예에서, 컨테이너는 스플(즉, 릴(reel))의 형태로 형성되고 내부 측벽(18)은 내부 측벽(18)의 단부에 연결된 단부 플랜지를 형성하는 베이스와 탑을 갖는 중앙의 실질적으로 원통형인 코어(core)(또는 허브(hub))를 형성한다. 베이스와 탑은 내부 측벽으로부터 반경 방향으로 외부로 확장된다. 베이스와 탑은 서로 실질적으로 평행하게 연장된다. 그러므로 컨테이너(12)는 베이스와 탑(20) 사이의 내부 측벽(18)에 의해 형성된 코어 둘레에 감겨진 파이프로, 연속 파이프(10)가 권선될 수 있는 지지체를 제공한다.

연속 파이프(10)는 복수의 층으로 컨테이너(12) 내부에 권선될 수 있고, 각각의 층은 내부 측벽(18)에 의해 형성된 코어 둘레에 다수의 루프 또는 랩(wrap)을 포함할 수 있다. 파이프는 내부 측벽(18) 둘레에 감겨질 수 있고, 따라서 베이스(14), 내벽(18) 및 외벽(16)은 연속 파이프(10)를 지지한다. 도 3은 가능한 권선 배열의 간단한 설명을 도시하는데, 권선은 파이프가 코어 둘레에 제1층이 쌓여지고 제1층 위에 놓이는 제2층이 쌓여 진행된다. 여기에 도시된 바와 같이, 추가 층은 내부 측벽(18)에 의해 형성된 코어 둘레에 이미 권선된 파이프의 아래 층 둘레에 쌓인다. 파이프는 예를 들어 베이스(14)와 탑(20) 사이에 앞뒤로 파이프 텐셔너(tensioner)를 사용하여 권선된다. 이러한 유형의 권선은 종종 "릴-타입" 권선 또는 "호스 릴 코일링"이라고 불려진다.

이러한 방식으로, 연속 파이프(10)는, 내부에 위치하는 파이프의 제1 단부에서 시작하여 외부에서 종결되는 연속 파이프의 반대편 단부(23)로 끝나는, 내벽(18)에 의해 한정된 중앙 코어 둘레에 파이프를 권선함으로써 컨테이너(12) 내부에 설치된다. 연속 파이프(10)의 많은 층이 코어 상에 권선될 수 있다. 궁극적으로, 단부(23)에서 종결되는 마지막 코일은, 컨테이너 내부에 권선된 파이프의 양을 최대화하기 위해 베이스(14) 또는 탑(20)에 인접되도록 선택될 수 있고, 외부 배관 등과 연결을 위해 편리한 종단부에 가능한 인접되게 선택될 수 있다. 일실시예에 있어서, 마지막 코일은 말단부(23)가 지지되도록 베이스(14) 상에 직접 놓일 수 있도록 하기 위해 말단부(23)가 낮은 쪽에 위치되도록 권선된다.

중력은 파이프(10)의 상층 랩(wrap)의 무게가 (중력에 따라) 아래에 있는 파이프의 랩을 누르게 하지만, 이러한 하중에 의해 악영향을 받지 않는 파이프가 사용될 수 있다. 파이프 강도 계산을 통해 적절한 파이프가 쉽게 식별될 수 있다. 구조물의 스케일의 예로서, 6인치의 외경 파이프는 예를 들어, 40 피트와 같은 그러한 큰 외경, 10 피트의 벽(18)을 가로지르는 직경과 베이스로부터 탑까지 약 10 피트의 높이를 갖는 컨테이너 내부에 권선될 수 있다. 그러한 구조물은 대략 9 마일 정도 길이의 연속 파이프를 포함할 수 있다. 외경이 1 인치에서 10 인치 사이인 파이프가 가장 유용하다.

캐리어 상에서 또는 캐리어 내에서 사용될 때, 컨테이너(12)는 종종 적층된다. 예를 들어, 적층된 5개의 컨테이너(12)의 적층체(stack)가 도 4에 도시되어 있다. 이러한 적층체에서, 컨테이너의 벽(16, 18)은 그 위에 있는 어떠한 구조물의 무게도 지지할 수 있다. 컨테이너(12)는 컨테이너가 i)연속 파이프(10)를 지지하고 수용할 수 있고 ii)파이프 주변에 밀폐된 공기를 제공할 수 있는 한, 어떠한 다양한 방법으로도 구성될 수 있다. 또한 컨테이너(12)는 들어올려 질 수 있도록 형성될 수 있어, 예를 들어, 배와 같은 캐리어에서 파이프를 취급하고 적재하기가 더 용이하게 할 수 있다.

도 5a 내지 도 7에 추가적으로 도시되어 있는 바와 같이, 컨테이너의 측벽들은 기둥들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 측벽(18)은 기둥들(52)로 형성될 수 있고, 측벽(16)은 외측에 기둥들(53)로 형성될 수 있다. 또한 컨테이너(12)의 베이스(14)는 빔들(56)을 포함한다. 빔들(56)은 예를 들어, 내부 기둥들(52)과 외부 기둥들(53) 중 반경 방향으로 정렬된 것들을 연결하면서, 반경 방향으로 배향될 수 있다. 또한 컨테이너의 탑(top)(20)은 내부 기둥들(52)과 외부 기둥들(53) 사이에 연장될 수 있는 빔들(57)을 포함할 수 있다. 기둥들(52, 53)과 빔들(56, 57)은 예를 들어, I-빔(I-beams), 박스 빔(box beams), 라미네이트(laminates) 등과 같은 다양한 형태를 포함할 수 있다.

기둥들(52)은 그들의 단부에서 링 빔들(54a, 54b)과 연결될 수 있고, 기둥들(53)은 그들의 단부에서 링 빔들(55a, 55b)과 연결될 수 있다. 컨테이너의 형태는 하나 이상의 목적을 위해 변화될 수 있다. 원형 단면을 갖는 원통으로 형성된 내벽(18)은 권선된 파이프 코일(10)의 수용을 용이하게 한다. 원형, 관형(cylindrical) 내벽은 내벽에 의해 실질적으로 파이프의 일정한 지지로 파이프 코일(10)을 안쪽으로 지지한다. 이것은 내벽의 각진 부분(즉, 모서리)에 대해 파이프가 지지하는 국부적인 압력 지점이 될 수 있는 각진 내벽과 비교된다.

또한 외벽은 원형과 관형일 수 있다. 그러나 일실시예에 있어서, 빔들(55a, 55b)의 형성과 기둥들(53)의 배치에 의해 외벽(16)은 평면도에서 컨테이너가 다각형으로 형성되도록 각진 관형으로 형성된다. 예를 들어, 도 5a를 참조하면, 외벽(16)은 컨테이너가 팔각형 프리즘으로 정의될 수 있는 외부 3차원 형태를 갖도록 하기 위해 평면도에서 팔각형으로 형성될 수 있다. 구조물(11)의 외부 다각형 벽은 설치 공사를 용이하게 하는 것으로 밝혀졌다.

컨테이너(12)의 베이스(14), 측벽(16, 18) 및 탑(20)은 밀폐되도록 밀봉되는 것이 바람직하다. 이 밀봉은 컨테이너(12)에 연속 파이프(10) 또는 컨테이너(12) 또는 둘 모두에 의해 운반되는 유체에 대한 저장 기능을 제공한다. 예를 들어, 운반되는 가스를 수용하려는 파이프(10)가 컨테이너 내부에 배열되는 동안, 컨테이너 벽의 밀폐 구조는 컨테이너가 질소와 같은 건조한 불활성 가스로 파이프 주변이 채워지는 것이 가능하게 한다.

파이프(10)로부터 가스 누설이 발생하면, 컨테이너는 가스 누설을 포함하도록 구성될 수 있다. 누출이 연속 파이프(10)에서 발생하면, 초기에는 누출이 작을 것으로 여겨진다. 일단 검출되면, 연속 파이프(10)의 영향받은 코일이 즉시 비워질 수 있고 누출이 수리될 수 있다. 누출이 상당한 크기로 빠르게 증가하면, 압력이 컨테이너(12) 내부에서 증가할 것이다. 예를 들어, 컨테이너(12)의 벽은 실패없이 상당한 과압 상태를 견딜 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 컨테이너의 벽은 컨테이너(12) 내부에서 압력이 컨테이너(12) 벽의 어떤 다른 부분을 손상시킬 수 있는 레벨에 도달하기 전에 개방되도록 설정된 접을 수 있는 패널이 제공될 수 있다. 그러한 급격한 누출로부터의 가스 흐름은 환기 덕트(17)에 의해 안내될(conducted) 수 있고 승인된 높이의 환기구를 통해 배출될 수 있다. 덕트(17)는 과압 상태가 발생하는 경우을 제외하고 컨테이너를 기밀하게 유지하기 위해 거기에 밸브를 포함할 수 있다. 파이프가 밀폐 컨테이너(12)에 수용되는 동안 파이프(10) 내에 저장되는 가압 가스의 이러한 2배 저장은 파열에 관한 파이프 안전 계수의 더 낮은 값이 규제 승인과 함께 사용될 수 있어 규제 기관이 매우 안전한 것으로 인정할 수 있을 것으로 여겨진다.

일실시예에 있어서, 예를 들어, 파이프(10)는 8000 psi까지의 압력에서 가스를 수용하도록 선택되지만, 그러나 일반적으로 대략 2000 에서 4000 psi 사이에서 가스를 저장한다. 컨테이너(12)는 밀폐되도록 형성되지만 그러나 압력이 대략 25 psi를 초과하면 라인과 덕트(17)를 통해 압력을 방출한다.

일실시예에 있어서, 예를 들어, 벽(16, 18)과 베이스(14)는 그러한 벽을 통해 컨테이너로부터 유체의 누출을 막기 위해 밀봉된 플레이트(58, 59)를 포함할 수 있다. 또한, 컨테이너(12)는 작동 중에 밀봉된 탑 패널들(60)을 포함할 수 있다. 그러나 만약에 컨테이너들이 도 4에 도시된 바와 같이 적층체로 설치되도록 의도되면, 적층체의 하부 컨테이너의 탑 실(seal)은, 탑 패널들(60)이 설치된 가장 위의 컨테이너만으로 상부 컨테이너의 빔과 플레이트(58)를 포함하는 베이스(14)에 의해 제공될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 탑 실은, 형성되지만, 컨테이너를 위한 유체 밀폐 인클로저(enclosure)를 완성시킨다.

플레이트들(58, 59, 60)은 압력 유지 능력과 강도를 향상시키기 위해 다양한 형태의 보강 리브들(61a, 61b)을 포함할 수 있다.

언급된 바와 같이, 릴형 권선을 사용하며, 파이프(10)의 하나의 단부(22)는 권선이 시작하는 내벽(18)에 인접하여 위치되고, 반대편 단부(23)는 권선이 끝나는 외벽(16)에 인접하여 위치된다. 가스 저장 구조물의 연속 파이프(10)에 대해 다양한 개선이 제안되었다. 예를 들어, 단부들(22, 23)은 둘 다 외부 파이프에 연결될 수 있거나 또는 단부들의 하나나 다른 하나는 폐쇄될 수 있다. 또한 연속 파이프(10)의 권선된 부분의 자유단인 단부(23)는 그 안에 파이프를 풀리게 하는 에너지 량을 갖을 수 있다. 또한, 컨테이너(12)가 밀폐되는 것으로 의도되는 경우, 컨테이너(12)로부터 벽을 통과하는 단부들(22, 23)의 출구 지점은 이러한 지점에서 누출을 피하는 적응이 요구될 수 있다.

일실시예에 있어서, 예를 들어, 가스의 하역(loading and unloading)을 위해 연속 파이프(10)의 하나의 단부만이 개방된다. 예를 들어, 도시된 실시예에서 외벽(16)에 인접한 단부(23)만이 가스의 하역을 위해 연결된다. 그러므로, 단부(23)는 외부 파이프(66)에 연결되고, 밸브(21)는 단부(23)와 파이프(66)를 통해 매니폴드 파이프(67)로/로부터 유입과 유출을 제어하도록 위치된다.

내벽(18)에 인접한 단부(22)는 가스 하역이 그것을 통하여 쉽게 발생하지 못하도록 제약될 수 있다. 예를 들어, 단부(22)는 봉인된 단부(70)를 포함한다. 일실시예에 있어서, 단부(22)는 완전히 폐쇄될 수 있다. 그러나 도시된 실시예에 있어서, 봉인된 단부(70)는 파이프(10)의 직경보다 훨씬 더 작은 직경을 갖는 플러쉬 라인(flush line)(72)을 수용하기 위한 꼭지(nipple)와 같은 연결부를 포함한다. 플러쉬 라인(72)은 그것을 통해서 파이프(10)의 유체 플러싱을 허용하기 위해 봉인된 단부(70)에 연결될 수 있다. 플러쉬 라인(72)은 그것을 통해서 유체 흐름을 제어하기 위해서 밸브(74)를 포함할 수 있다. 밸브(74)가 단부(70)에 가깝게 도시되 있으나, 밸브는 실제로 파이프(10) 단부로부터 약간의 거리에 있을 수 있다. 플러쉬 라인(72)은 캐리어의 가스 저장 구조물을 위한 플러쉬 시스템에 연결될 수 있다.

다른 예로서, 연속 파이프(10)는 파이프의 팽장과 수축을 더 잘 수용하기 위해 컨테이너 내부에 설치될 수 있다. 예를 들어, 파이프 내부에 있는 가스의 압력이나 온도가 상승할 때 파이프는 확장할 수 있고, 가스가 배출되거나 온도가 내려가면 파이프는 수축되거나 이완될 수 있다. 팽창과 수축을 더 잘 수용하기 위해, 파이프(10)의 단부들(22, 23)만이 컨테이너에 연결되지만, 연속 파이프(10)의 단부들 사이의 중간 부분(length)(10a)은 컨테이너에 어떤 견고한 연결도 없이 유지된다. 이것은 단부들 사이의 중간 부분이 예를 들어 클램프나 특히 용접 연결부와 같은 어떤 견고한 고정 연결부도 없다는 것을 보장한다. 고정 연결은 물론 컨테이너와 단순한 접촉을 포함하지 않으며, 이러한 단순한 접촉은 중간 부분의 어떤 지점과 컨테이너 사이에서 발생할 것이다. 컨테이너에 대한 견고한 연결이 없으므로, 파이프에 국부적인 응력을 발생시키지 않으면서, 파이프가 가스로 가압될 때와 같은 그러한 경우 파이프(10)는 전체적으로 대체로 확장이 자유롭고, 파이프가 비워질 때 파이프(10)는 대체로 수축이 자유롭다. 그렇게 함으로써, 상당한 응력을 발생시킬 수 있고 파손 지점이 될 수 있는, 파이프와 컨테이너 사이의 견고한 연결 지점이 최소화된다. 가스 저장 구조물은 연속 코일형 파이프(10)의 제1 단부(22)와 컨테이너(12) 사이의 견고한 연결부(68)와 반대편 단부(23)와 컨테이너(12) 사이의 다른 견고한 연결부(69)를 포함할 수 있는 반면에, 제1 단부와 반대편 단부 사이의 파이프의 중간 부분(10a)은 컨테이너에 대한 용접과 같은 어떤 견고하고 고정된 연결부가 없다. 그러므로 파이프의 중간 부분은 자유롭게 미끄러지고 움직일 수 있는데, 예를 들어, 코일은 서로 상대적으로 미끄러질 수 있고, 코일은 다른 코일에 견고한 연결이 없고 컨테이너에 견고한 연결이 없어 정착하고 움직일 수 있다.

코일의 팽창과 수축을 수용하는 동안 그리고 코일된 파이프를 풀리도록 하는 힘을 코일된 파이프에 가하는 동안 파이프 파손을 더 최소화하기 위해, 단부들(22, 23)은 보강될 수 있다. 코일링에 적합한 파이프는 상대적으로 얇은 벽으로 될 수 있기 때문에, 컨테이너에 고정되는 동안 때때로 팽창과 수축의 응력을 견딜 수 없다. 그러므로, 일실시예에 있어서, 파이프는 중간 부분(10a)의 각각의 단부에 연결된 보강된 단부 파이프(75, 76)를 포함한다. 예를 들어, 단부들(22, 23)은 단부들 사이의 파이프의 중간 부분(10a)에 사용되는 얇은 벽으로 된 파이프에 두꺼운 벽으로 된 파이프를 결합함으로써 각각 보강된다. 예를 들어, 파이프(75, 76)는 파이프(10a) 중간 부분 보다 더 두꺼운 벽을 갖는 단부들(22, 23)에서 각각 사용될 수 있다. 파이프들(75, 76)은 각각 유체 밀폐 조인트들(78, 79)에서 융착, 용접, 커넥터 등에 의해서 그 단부에서 중간 파이프(10)에 결합될 수 있어서, 파이프(10)와 파이프들(75, 76)의 내경이 모두 실질적으로 정렬되고 연통된다. 맞대기 용접과 같은 용접은 신뢰할 만한 조인트를 제공하는 것으로 밝혀져 있다. 일실시예에 있어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 파이프(75)는 용접 조인트(78)에서 맞대기 용접 등에 있어서 파이프(10a)에 결합될 수 있다. 이것은 파이프(10a)의 내경(ID1)을 파이프(75)의 내경(ID2)과 연통시킨다. 파이프들은 연결 파이프들을 통해 파이프의 장축(X)이 일치하도록 실질적인 축 정렬로 결합될 수 있다. 파이프(75)는 파이프(10a) 보다 더 두꺼운 벽으로 된 파이프이다. 예를 들어, 파이프(75)의 벽 두께는 파이프(10a)의 벽 두께 보다 1.5에서 3배 더 두꺼울 수 있다. 파이프(75)의 벽은 조인트(78)에서 갑작스런 단차의 형성을 피하기 위해 연결 단부(75a)를 향해 두께가 테이퍼지게 형성될 수 있다. 테이퍼링(tapering)은 점진적일 수 있다. 예를 들어, 기울기는 1:3에서 1:10 사이일 수 있다. 도 10에 있어서, 가늘어지는 부분(75b)이 파이프(75)의 내벽에 도시되어 있으나, 원한다면 가늘어짐(tapering)은 외부 표면을 따라 있을 수 있다. 파이프들(10a, 75)이 용접된 후에, 용접은 외부 표면 돌출부를 줄이기 위해 연마될 수 있다.

파이프(75, 76)는 연결부(68, 69)에서 컨테이너에 대한 파이프의 연결을 수용하는 벽 두께를 갖는다. 예를 들어, 코일형 파이프(10a) 보다 더 두꺼운 벽을 갖는 파이프들(75, 76)은 실패없이 연결 응력과 용접을 더 잘 수용할 수 있다. 일실시예에 있어서, 파이프(10)와 컨테이너(12) 사이의 연결부(68, 69)에서 용접과 같은 그러한 견고한 연결부는 두꺼운 벽으로 된 파이프(75, 76)와 컨테이너 사이에만 배치될 수 있다.

일실시예에 있어서, 예를 들어 도 8a와 도 8b에서 연결부(68)에 도시된 바와 같이, 용접 연결부가 단부(22)에서 파이프를 컨터이너(12)에 고정하기 위해서 사용된다. 이러한 도시된 실시예에 있어서, 브래킷(80)은 컨테이너(12) 상에 설치된다. 예를 들어, 브래킷(80)은 하부 링 빔(54b)과 같은 하나 또는 그 이상의 컨테이너의 구조 빔이나 기둥에 하나의 단부에서 연결된 버팀목(strut)(82)과 긴 보강재(83)를 포함할 수 있다. 버팀목(82)과 보강재(83)는 다른 단부에서 파이프 지지 영역(86)을 형성한다. 파이프(75)는 예를 들어 용접(87)을 통해 파이프 지지 영역(86)에서 연결될 수 있다.

패널들(58, 59)은 컨테이너(12)의 밀폐 특성을 보장하기 위해 브래킷(80)에 대해 밀봉될 수 있다. 도시된 바와 같이, 단부(22)가 플러쉬 라인(72) 또는 다른 파이프에 연결되면, 파이프(75) 또는 플러쉬 라인은 패널(59)의 개구를 통해서 통과할 수 있고 패널과 파이프 또는 라인 사이의 접점(interface)은 다시 컨테이너가 밀폐를 유지하는 것을 보장하기 위해서 실(seal)(88)에서 처럼 봉인될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 파이프의 두꺼운 벽이 실(88)을 형성하기 위해 용접을 용이하게 수용할 수 있으므로 패널(59)을 통해 파이프(75)를 연장하는 것이 유용할 수 있다.

브래킷(80)은 링 빔(54b)을 따라 연장될 수 있고 베이스(14)와 벽(18)의 모서리에서 파이프 지지 영역(86)을 형성할 수 있다. 파이프 지지 영역(86)은 벽(18)의 곡률을 따라 형성될 수 있다. 그러므로, 파이프 지지 영역(86)에 있는 파이프(75)의 연결부는 또한 베이스(14)와 벽(18)의 모서리에 파이프(75)를 배치한다. 그러므로 파이프(75)는 벽(18) 둘레의 제1 코일의 일부를 형성하도록 배치된다. 파이프(75)는 영역(86)에 맞게 또한 벽(18)의 곡률을 따라 구부러질 수 있다. 파이프(75)는 베이스(14)와 벽(18) 사이의 모서리에서 파이프(75)의 위치설정 및 벽(18)에 대한 파이프(75)의 대응 곡률로 인하여 연결부 상의 응력을 최소화하도록 잘 지지된다. 파이프(75)의 곡률은 브래킷(80)과 조인트(78) 사이의 그것의 부분(length)을 따라 유지될 수 있어서, 조인트는 또한 잘 지지되고, 모서리에 위치되고 벽(18)에 지지된다. 그러므로, 조인트(78)는 측 방향 힘보다는 그것의 X축을 따르는 힘만을 느끼는 경향이 있다.

파이프(75)는 예를 들어, 벽(18) 둘레의 25％ 미만 또는 가능하게는 10％ 미만에 걸쳐 있어 비교적 짧을 수 있다. 이와 같이, 조인트(78)의 다른 측면 상에 연장되고 얇은 벽으로 되어 있고 좀 더 유연한 중간 파이프(10a)는 연결 조인트(78) 후에 파이프의 제1 루프를 완성하기 위해 벽(18) 둘레에 감싸질 수 있다. 파이프들(75, 10a)이 조인트(78)를 통해 X 축과 평행하게 파이프(10a)의 장축을 따라 함께 균일하게 감싸도록 파이프(75)는 파이프(10a)와 실질적으로 비슷한 외경을 갖을 수 있다. 파이프의 인접한 랩(wrap)들, 예를 들어 (도 8b의 파이프(10a)에 의해 도시된 바와 같이) 나란히 또는 위의 그러한 랩들은, 조인트(78)를 통할뿐만 아니라 파이프(75)와 나란히 평행하게 놓이도록 하기 위해, 특히, 파이프(75)는 컨테이너 내부의 파이프(10a)의 다른 랩과 실질적으로 동일한 영역을 수용할 수 있다.

브래킷(80)은 파이프(75)를 컨테이너(12)에 연결하고, 컨테이너 내에서 파이프(10)의 밀접하고(close) 균일한 랩핑(wrapping)을 보장하기 위해 형성될 수 있다. 예를 들어, 브래킷(80)은 파이프 랩핑을 방해하지 못하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 적어도 약 90˚의 각도(α)를 통해 노출된 외부 표면 둘레의 파이프의 유효 직경을 증가시키기 위하여, 버팀목(82)과 긴 보강재(83)는 돌출없이 파이프(75)와 인접한 벽과 베이스 구조물 사이에 연장된다. 이를 달성하기 위하여, 예를 들어, 긴 보강재(83a)와 같은 브래킷 구조물은 인접한 벽 표면으로부터 더 이상 수직하게 연장되지 않도록 위치되고, 파이프(10a)의 인접한 랩과 접촉하는 파이프 외부 표면의 접선을 일반적으로 따라 파이프(75)에 연결되는 표면을 갖는다. 이와 같이, 브래킷은 파이프(75)와 나란히(alongside) 또는 파이프(75) 상에 파이프(10a)의 밀접한 랩핑을 막지 못한다.

연속 파이프(10)와 컨테이너(12) 사이의 연결부(69)는 제조를 용이하게 하고 가스 저장 구조물에 대한 좋은 성능과 내구성 제공하는 다른 연결부를 나타낸다. 도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 연결부(69)는 파이프를 풀리게 하는 힘에 대항하여 연속 파이프를 고정하고, 외부 파이프(66)에 대한 연결에 내재된 힘에 대항하여 연결을 안정화시킨다.

연결부(69)는 직접 파이프와 결합하고 파이프가 파이프 릴에서 에너지를 방출하지 못하도록 유지하는 커넥터(90)를 포함하며, 이는 파이프가 반경 방향 외측으로 이동하게 하고 그렇게 함으로써 풀어지게 한다.

전술한 바와 같이, 연결부(69)에서, 두꺼운 벽으로 된 파이프(76)는 조인트(79)에서 파이프의 중간 부분(10a)에 연결될 수 있다. 커넥터(90)는 두꺼운 벽으로 된 파이프(76)와 결합하고 커넥터(90)는 컨테이너(12)에 고정된다.

커넥터(90)는 파이프 위에 가로놓인 스트랩(strap) 부분(90a)과 고정 앵커링 부분(90b)을 갖는 스트랩으로 형성될 수 있다. 스트랩 부분(90a)은 파이프(76)의 외경을 수용하는 크기의 개구(90c)를 한정하도록 연장된다. 커넥터(90)는 파이프(76)와 컨테이너(12) 사이에 견고하게 고정된다. 예를 들어, 커넥터(90)는 개구(90c)와 파이프(76) 외부 표면 사이의 용접(90d)을 통해 파이프에 고정될 수 있고, 또한 용접(90e)은 커넥터(90)를 컨테이너(12)에 고정시킬 수 있다.

커넥터(90)는 i) 축 방향 이동 ii) 리프팅 그리고 iii) 측면 이동에 대항하여 파이프(76)를 고정시킨다. 다음의 설명을 참조하면 더 잘 이해되는 바와 같이, 커넥터(90)는 주로 파이프의 장축을 따른 이동에 대해 파이프(76)를 고정시키도록 작용한다. 가스의 하역은 파이프를 축방향으로 (즉, 커넥터(90)에 대한 축 방향의 밀고 당김) 이동하게 하는 경향이 있고, 커넥터(90)는 이러한 이동에 저항한다.

도시된 바와 같이, 커넥터(90)의 스트랩 부분(90a)은 파이프(76)의 장축에 맞추어 실질적으로 축방향으로 정렬된 직립 벽으로 형성된 복수의 고정 부분들(90b)에 고정된, 두 개가 도시된 바와 같이, 하나 또는 그 이상의 웹에 의해 실제로 형성될 수 있다. 스트랩 부분(90a)은 단순화와 내구성을 위해 파이프(76)가 용접되는 유일한 부분이다.

커넥터(90)는 연속 파이프(10)가 파이프의 마지막 코일의 권선 후에 릴과 파이프 텐셔너(T) 사이에서 연장되는 경로(P)를 따라 경로(P) 상에 파이프(76)를 고정하도록 위치될 수 있다. 그러므로, 파이프는 연결부(69)를 완성하기 위해서 방향이 재배치될 필요가 없다.

커넥터(90)는 컨테이너(12) 상의 다양한 위치에 고정될 수 있다. 예를 들어, 커넥터(90)는 예를 들어 공간(a)에서 벽(16)의 내측에 위치될 수 있다. 그러나 만약에 외부 배관과의 연결을 용이하게 하거나 조사나 수리를 위한 접근을 용이하게 하기 위해 좀 더 많은 공간이 필요한 경우, 연결부(69)는 예를 들어 벽(16)으로부터 밖으로 베이스(14)로부터 연장하는 플랫폼(91) 상에 컨테이너의 연장부 상에 위치될 수 있다. 플랫폼(91)은 지지 표면(91b)과 상부 프레임(91c)을 규정하거나 지지하는 하부 지지 프레임(91a)을 포함할 수 있다. 지지 표면(91b)은 파이프가 완전히 지지될 수 있고 경로(P)를 따라 파이프의 정렬을 유지할 수 있도록 하기 위해 일반적으로 패널(58)과 같은 평면상에 연장된다.

파이프(10)는 외부 배관(66)에 대한 연결을 위해 벽(16)을 통해 연장되야 하지만, 컨테이너의 밀폐 특성이 유지되는 것이 보장되도록 주의되야 한다. 이와 같이, 밀봉은 파이프(10)와 파이프가 밀폐된 컨테이너 밖으로 통과하는 컨테이너 벽 사이에 위치되어져야 한다. 이것은 다양한 위치에서 달성될 수 있지만, 얇은 벽으로 된 중간 파이프(10a)에 대해 용접이 행해지는 경우에 발생할 수 있는 바와 같이, 용접과 같은 믿을 만한 밀봉 방법이 파이프에 문제되는 손상을 야기하지 않고 사용될 수 있기 때문에, 두꺼운 벽으로 된 파이프와 컨테이너 사이에 밀봉이 가장 잘 만들어질 수 있다. 게다가, 밀봉이 스트랩 근처에서 이루어지면, 진동 운동이 밀봉을 약화시키지 않도록 파이프가 구속될 수 있다. 그러므로 일실시예에 있어서, 플렛폼(91)은 커넥터(90) 주위에 있는 챔버를 밀폐로 만드는 인클로저(enclosure)(92)에 의해 둘러싸여 있다. 인클로저(92)는 표면(91b)을 형성하는 플레이트와 상부 프레임(91c) 위의 플레이트를 포함할 수 있고, 인클로저(92)와 파이프(76) 사이의 파이프(76) 둘레의 실(seal)(93)에 의해 완성될 수 있다. 예를 들어, 실(93)은 용접이 믿을만하고 강력한 실(seal)을 제공하기 때문에 용접일 수 있다. 파이프(76)는 두꺼운 벽으로 되어 있고 용접을 수용하도록 선택된다. 실(93)이 배치된 파이프(76)가 상당히 안정적으로 유지되도록 하기 위해, 커넥터(90)는 실(93)과 파이프(10a)의 릴 사이에 위치될 수 있다.

파이프(76)는 외부 배관(66)을 형성하기 위하여 연장되거나, 외부 배관(66)과 연결되도록 연장될 수 있다.

연결부(69)는 릴 상의 파이프 코일의 권선된 배열로부터 나오는 파이프를 안정화시키는 리테이너(retainer)(94)를 더 포함할 수 있다. 리테이너(94)는 예를 들어, 파이프 코일과 커넥터(90) 사이에 위치된 파이프 코일에 근접될 수 있고, 따라서, 리테이너(94)는 파이프의 손상을 완화시키기 위해 가능한 파이프의 물리적 결합없이, 권선 후에 파이프를 제자리에 유지시키기 위해, 컨테이너(12)와 파이프(10) 사이에 제1 홀딩 구조물일 수 있다. 예를 들어, 리테이너(94)는 탑에 가로놓인 스트랩(94a)과 탭(94b)을 갖는 측면 각과 같은 커넥터 레그(connector legs)를 포함하는 스트랩형 부재일 수 있다. 탑 스트랩(94a)은 고정될 파이프의 외경을 수용하고 고정될 파이프의 외경에 맞도록 크기가 정해진다. 고정 탭(94b)은 스트랩(94a)을 컨테이너(12)에 고정시킨다. 탭(94b)은 파스너 또는 용접과 같은 내구성있는 수단에 의해 컨테이너에 고정될 수 있다. 스트랩(94a)은 파이프에 손상을 입히는 것을 피하고 스트랩과 견고한 연결을 피하기 위해 형성될 수 있다. 예를 들어, 스트랩(94a)의 내부 표면과 측면 에지는 매끄럽게 형성될 수 있고/있거나, 예를 들어, 네오프렌(neoprene)과 같은 탄성 물질과 같은 스틸보다 더 부드러운 완충재(94)로 붙여질 수 있다(lined).

리테이너(94)는 파이프가 파이프의 마지막 코일의 권선 후에 릴과 파이프 텐셔너(T) 상의 파이프 공급부 사이에서 연장되는 경로(P)를 따라 경로(P) 상에 있는 파이프의 중간 부분을 고정하도록 위치될 수 있다. 파이프가 연결부(69)를 완성하기 위해 방향이 재배치되지 않는 것이 바람직하다. 사실상, 파이프의 마지막 코일의 권선 후 파이프 컷팅 전에 파이프가 릴과 파이프 텐셔너 사이에 연장되어 유지되는 동안 리테이너(94)는 배치될 수 있다.

리테이너(94)는 파이프가 릴에서 분리된 후, 파이프와 컨테이너 사이에 제1 스태빌라이저와 위치설정 부재를 제공할 수 있으며, 그렇다면, 리테이너(94)는 특히 화살표(L) 방향으로 상당한 측면 하중(lateral load)을 견딜 수 있도록 형성되야 한다. 파이프의 릴에서의 에너지가 파이프를 풀어주기 때문에 측면 하중이 리테이너(94)에 적용될 것이다. 따라서, 탭(94b)은 단단히 고정되야 한다.

그러나 리테이너(94)는 컨테이너에 대해 파이프의 장축을 따라 이동할 가능성이 있는 것과 같이, 파이프가 이완함에 따라 파이프를 약간 당기는 것을 허용할 수 있다.

또한, 리테이너(94)는 조인트(79)로부터의 측방향 응력을 취할 수 있으며, 그러므로 조인트(79)는 예를 들어, 탑 스트랩 하부 또는 커넥터(90)와 리테이너(94) 사이의 공간에 리테이너(94) 내에 위치되도록 형성될 수 있다.

그러므로, 리테이너(94)는 손상없이 얇은 두께로 된 벽 파이프(10a)를 유지하도록 형성될 수 있으며, 그러한 경우에, 리테이너와 파이프(10a) 사이에 직접적인 용접 연결부와 같은 견고한 연결이 없을 수 있지만, 그러나 대신에, 리테이너(94)는 단순히 파이프를 컨테이너 상의 위치에 유지한다. 특히, 단부(23)에서의 연결은 컨테이너(12)와 얇은 두께의 벽으로 된 중간 파이프(10a) 사이에 용접 연결이 없다.

일실시예에 있어서, 리테이너(94)는 조인트(79)가 파이프(76)를 연결하도록 제조되고 커넥터(91)가 설치될 때까지 파이프를 정지 상태로 유지하는데 사용된다.

본 가스 저장 구조물은 연속 파이프가 한 단부에서 컨테이너에 연결되고, 연속 파이프가 내벽(18) 둘레에 감겨진 후, 연속 파이프가 말단에서 컨테이너에 연결되는 방법에 의해 제조될 수 있다. 일실시예에 있어서, 연속 파이프는 두꺼운 벽으로 된 제1 단부, 두꺼운 벽으로 된 반대편 단부 및 제1 단부와 반대편 단부 사이에 연결된 중간 부분을 포함하며, 중간 부분은 두꺼운 벽으로 된 파이프보다 더 얇은 벽을 갖는다. 두꺼운 벽으로 된 파이프는 컨테이너에 연결되지만, 중간 부분은 용접에 의해 연결되지 않고, 어떤 견고한 방법으로도 컨테이너에 연결되지 않을 수 있다. 가스 저장 구조물에 있어서, 연속 파이프의 주요 부분은 중간 부분이다.

하나의 방법에 있어서, 말단 벽들 사이에 코어를 형성하는 내벽과 말단 벽을 갖는 스풀(spool)로 형성된 컨테이너가 사용된다. 컨테이너가 수직으로 배향된 코어의 축과 함께 사용되는 경우, 단부 벽은 베이스와 탑으로 간주될 수 있다.

두꺼운 벽으로 된 파이프 부분은, 예를 들어 맞대기 용접에 의한 용접과 같이, 중간 파이프의 제1 단부에 연결된다. 두꺼운 벽으로 된 파이프는 연결부를 통해 컨테이너의 내벽에 연결된다. 연결은 용접에 의하여 될 수 있다. 일실시예에 있어서, 두꺼운 벽으로 된 파이프는 내벽과 인접한 모서리에서 연결되며, 이는 내벽과 하나의 단부 벽 사이에 있다. 일실시예에 있어서, 두꺼운 벽으로 된 파이프는 내벽과 베이스 사이의 모서리에서 연결된다.

일실시예에 있어서, 두꺼운 벽으로 된 파이프는 내벽을 따르는 곡률과 실질적으로 일치하는 부분을 따라 곡선을 가지고, 두꺼운 벽으로 된 파이프는 내벽의 곡률을 실질적으로 따르도록 연장되는 곡선을 가진 내벽에 연결된다. 일실시예에 있어서, 컨테이너 내의 두꺼운 벽으로 된 파이프를 연결하는 것은, 내벽에 인접한 모서리의 지지 위치에서 두꺼운 벽으로 된 파이프와 중간 파이프 사이에 조인트를 놓는 것이다. 두꺼운 벽으로 된 파이프는 연결 전에 구부러지고 조인트는 연결 전에 형성될 수 있다.

중간 파이프는 모서리로부터 반대편의 하나의 단부 벽을 향해 두꺼운 벽으로 된 파이프와 나란히 첫 번째 랩으로 내벽 둘레에 감겨지며, 이것은 호스 릴 코일링으로 알려져 있다. 중간 파이프는 두꺼운 벽으로 된 파이프의 외부 표면과 조인트에서 중간 파이프의 외부 표면을 직접 접촉하는 두꺼운 파이프와 함께(alongside) 랩될 수 있다.

중간 파이프의 권선은 단부 벽들(즉, 베이스와 탑) 사이에서 앞뒤로 계속되고, 컨테이너가 연속 파이프 릴로 충분히 채워질 때까지 중간 파이프의 추가 층이 아래 층에 감겨 있으며, 연속 파이프의 주요 부분은 중간 파이프이다. 권선은 연속 파이프의 공급부와 컨테이너 사이에 있는 경로(P)를 따라 중간 파이프를 이동시킴으로서 행해질 수 있다. 이것은 예를 들어 도 5a와 도 9a의 화살표(R)에 도시된 바와 같이, 파이프 텐셔너(T)로부터 파이프를 당기기 위해 컨테이너를 회전시키는 것을 포함할 수 있다. 파이프는 파이프 텐셔너로부터 컨테이너까지 경로를 따라 당겨진다. 컨테이너가 파이프로 채워짐에 따라 경로가 이동한다는 것을 알 수 있지만, 그러나 하나의 경로(P)가 도 9a에 도시되어 있고, 그 경로는 전술한 릴의 최종 경로이다.

중간 파이프 권선 후에, 파이프는 컨테이너에 연결된다. 이렇게 하기 위해, 두꺼운 벽을 가진 터미널 파이프는 중간 파이프의 단부에 결합될 수 있다. 그것들 사이의 조인트는 예를 들어, 맞대기 용접과 같은 용접에 의해 형성될 수 있다. 두꺼운 벽으로 된 파이프는 견고한 연결을 통해 컨테이너에 연결된다. 견고한 연결은 용접에 의하여 될 수 있다. 일실시예에 있어서, 견고한 연결부는 파이프가 릴과 텐셔너 사이의 경로를 따라 실질적으로 정렬이 유지되도록 그렇게 제조되어, 파이프는 견고한 연결을 형성하거나 유지하기 위해 방향이 재배치되거나 구부러질 필요가 없다. 일실시예에 있어서, 마지막 권선은 베이스 또는 탑과 함께(alongside) 중간 파이프를 가져오고, 파이프가 베이스에 평행한 평면에 유지되도록 연결이 이루어져, 파이프는 방향이 재배치되거나 구부러질 필요가 없다.

일실시예에 있어서, 파이프는 파이프를 안정화시키기 위해 우선 유지되고, 그리고 나서 파이프와 컨테이너 사이에 견고한 연결이 이루어진다. 일실시예에 있어서, 파이프를 유지하는 제1 단계는 중간 파이프를 특히 측면 이동에 대해 고정시키고 견고한 연결은 두꺼운 벽으로 된 터미널 파이프를 고정시킨다. 유지하는 제1 단계는 용접이 얇은 벽으로 된 중간 파이프를 약화시키거나 손상시킬 수 있기 때문에, 중간 파이프를 고정시키기 위해 용접을 제외한 수단을 사용할 수 있다. 일실시예에 있어서, 파이프를 유지하는 것은 중간 파이프 위에 스트랩을 고정하는 것을 포함하며, 이는 스트랩과 파이프 사이에 용접없이 파이프 위에 스트랩을 놓고, 컨테이너에 스트랩을 고정시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이것은 측면 각도 사이의 스트랩의 개구에 파이프를 놓고, 예를 들어 스트랩의 다리(strap's legs)와 같이, 스트랩을 파이프 옆의(alongside) 컨테이너에 연결하는 것을 포함할 수 있다. 일실시예에 있어서, 측면 각도와 스트랩의 탭은 스트랩의 탑과 별도로 설치되고, 탭과 측면 각도는 우선 컨테이너에 연결되고 그리고 탑은 파이프가 스트랩 밖으로 올라가지 못하게 유지하기 위해 측면 각도에 고정된다. 마모가 얇은 벽으로 된 파이프를 손상시킬 수 있으므로, 연결은 스트랩에 대해 파이프의 마모를 방지하기 위해 완충될 수 있다.

중간 파이프와 두꺼운 벽으로 된 파이프 사이의 조인트의 형성은 파이프 유지 후까지 연기될 수 있어, 중간 파이프와 두꺼운 벽으로 된 파이프 사이의 조인트의 형성 동안 중간 파이프는 안정화된다. 그 다음, 두꺼운 벽으로 된 파이프는 컨테이너에 견고하게 연결될 수 있다.

중간 파이프가 절단될 때, 화살표(L)에서 보듯이, 힘이 파이프를 측 방향으로 이동시킨다. 리테이너(94)의 설치는 이러한 측 방향의 이동을 방지하고 중간 파이프를 안정화시킨다. 중간 파이프에 견고하게 연결되지 않은 리테이너(94)는 중간 파이프가 어느 정도 릴을 향해 후방으로 당겨지도록 허용할 수 있다. 이 때문에, 리테이너의 위치에 관한 컷의 배치는 파이프가 완전히 리테이너 밖으로 당겨짐 없이 일정량의 축 방향 이동, 예를 들어 뒤로 당기기,을 허용해야 한다. 그러나, 이러한 뒤로 당기기는 제한될 필요가 없고, 사실상, 견고한 연결이 만들어 지기 전에 이러한 뒤로 당기기는 중간 파이프 내의 어떤 축 방향 응력을 해제하도록 허용될 수 있다.

중간 파이프와 터미널 파이프 사이의 조인트는 i) 리테이너 내에, 예를 들어 리테이너 아래에, 위치되거나 ii) 스트랩 내에서 보호되거나 iii) 조인트가 예를 들어, 측면 하중에 대해 안정화되어 유지되도록 리테이너(94)와 연결부(90) 사이에 위치될 수 있다.

견고한 연결부(90)는 컨테이너의 외벽으로부터 연장되는 플렛폼 상에 설치될 수 있다. 그러므로, 상기 방법은 커넥터(90)에 견고한 연결을 수용하기 위해 컨테이너 상에 플렛폼을 설치하는 것을 포함할 수 있다.

상기 방법은 파이프 릴 둘레에 컨테이너를 밀폐시키는 것을 포함할 수 있다. 이것은 기밀 인클로저(enclosure)를 가지고 파이프 릴을 에워싸는 것을 포함할 수 있다. 일실시예에 있어서, 이것은 인클로저 밖으로 통과하는 어떤 파이프에 대해서도 실(seal)을 생성하는 것을 포함한다. 이것은 두꺼운 벽으로 된 파이프나 플러시 라인 중 하나가 인클로저로부터 튀어나오면, 제1 단부에서 요구될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 파이프 릴을 에워싸는 것은 견고한 연결부(90) 둘레에 인클로저를 설치하는 것을 포함할 수 있다. 일실시예에 있어서, 인클로저를 설치하는 것은 인클로저로부터 돌출한 터미널 파이프 주변의 밀봉을 포함하고, 밀봉은 인접한 연결부(90)와 릴로부터 연결부(90)의 다른 측면 상에 있다.

일실시예에 있어서, 인클로저는 말단부에서 연결 작업을 위한 접근을 허용하기 위해서 단계적으로 설치될 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부의 의도된 위치와 플렛폼의 외부 엣지 사이의 플렛폼 부분은 조인트가 형성된 후에 설치될 수 있어, 조인트의 형성을 위한 중간 파이프의 모든 측면에 대한 접근이 가능하도록 보장된다.

두꺼운 벽으로 된 터미널 파이프는 연속 파이프에 가스를 하역하기에 적합한 외부 배관에 연결될 수 있다. 이것은 터미널 파이프를 구부리는 것을 포함할 수 있다.

임의의 안전하게 수송가능한 가스, 예를 들어 천연 가스는, 본 발명의 가스 저장 장치로 운송될 수 있고, 임의의 안전하게 수송가능한 가스는 예를 들어 압축 또는 액화 천연 가스의 형태일 수 있다.

다른 실시예에서, 본 발명의 저장 장치는 바지선에 장착되어 압축기와 함께 도시 가까이 정박될 수 있으며, 최대 수요 시간 동안 가스 공급을 제공하기 위해 주요 가스 공급 파이프라인에 연결될 수 있다. 낮은 수요 기간 동안, 저장 장치는 보충될 수 있다. 또한, 저장 장치는 유사한 기능을 제공하기 위해, 예를 들어 발전소용 천연 가스나 도시용 도시 가스의 저장을 위해, 육지나 지하에 있는 빌딩에 배치될 수 있다. 좀 더 작은 사이즈에서, 본 발명의 저장 장치는 차량용 CNG(compressed natural gas) 연료 공급 스테인션에 압축 천연 가스(CNG)를 저장하기 위해 사용될 수 있다.

개시된 실시예들의 전술한 설명은 해당 분야의 숙련된 임의의 자가 본 발명을 제조하거나 사용할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형은 해당 분야의 숙련된 자에게 쉽게 명백할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어 나지 않고 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 도시된 실시예들에 한정되도록 의도되는 것이 아니라, 청구범위와 일치하는 전체 범위와 부합되어야 하며, 본 명세서에서 예를 들어 관사 "하나("a" or "an")"의 사용과 같은 단수 요소에 대한 언급은 특별히 그렇게 언급되지 않는 한 "하나뿐인"을 의미하는 것을 의도하는 것이 아니라 "하나 이상"을 의미한다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되거나 추후에 알려지게 될 개시 내용 전체에 걸쳐 설명된 다양한 실시예들의 요소에 대한 모든 구조적 기능적 균등물들은 청구범위의 구성요소에 포함되는 것으로 의도된다. 더욱이 본 명세서에 개시된 어떠한 것도 그러한 개시가 명백히 청구범위에 언급되었는지 여부에 상관없이 공중에 기여하기 위한 것으로 의도되지 않는다. 어떠한 청구항 요소도 구성요소가 "수단(means for)" 또는 "단계(step for)"라는 문구를 사용하여 명시적으로 인용되지 않는 한 35 USC 112, 6 단락의 조항에 따라 해석되지 않는다.

10 : 연속 파이프 10a : 파이프의 중간 부분
11 : 가스 저장 구조물 12 : 컨테이너
14 : 베이스 20 : 탑

Claims

컨테이너; 및
상기 컨테이너에 의해 지지되는 연속 코일형 파이프를 포함하며,
상기 연속 코일형 파이프는,
제1 단부, 반대편 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 반대편 단부 사이에 파이프의 중간 부분(length)을 포함하며,
상기 제1 단부는 두꺼운 벽으로 된 파이프로 형성되고, 상기 두꺼운 벽으로 된 파이프는 파이프의 상기 중간 부분 보다 더 두꺼운 벽 두께를 가지며, 상기 두꺼운 벽으로 된 파이프는 상기 컨테이너에 용접되며;
상기 반대편 단부는 제2 두꺼운 벽으로 된 파이프로 형성되고, 상기 제2 두꺼운 벽으로 된 파이프는 파이프의 상기 중간 부분 보다 더 두꺼운 벽 두께를 가지며, 상기 제2 두꺼운 벽으로 된 파이프는 용접 연결부에서 상기 컨테이너에 용접되며;
파이프의 상기 중간 부분은 상기 컨테이너에 어떠한 견고한 연결도 없어, 파이프의 상기 중간 부분이 내부 압력과 온도 변화로 인해 자유롭게 팽창 및 수축하는 것을 포함하는 가스 저장 구조물.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 단부와 상기 반대편 단부 중 하나는 캡핑되고(capped), 상기 제1 단부와 상기 반대편 단부 중 다른 하나는 상기 연속 코일형 파이프에 가스를 하역(loading and unloading)하기 위해 개방되는 가스 저장 구조물.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 컨테이너는 릴(reel)로 형성되고, 상기 제1 단부는 상기 릴의 코어에 연결되며, 상기 제1 단부는 상기 코어의 원주면(circumferential surface) 곡률을 실질적으로 따르는 부분(length)을 따라 곡률을 갖는 가스 저장 구조물.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 두꺼운 벽으로 된 파이프는 상기 코어와 상기 릴의 베이스 사이의 모서리에서 용접되고, 파이프의 상기 중간 부분은 상기 두꺼운 벽으로 된 파이프의 옆과 위에 위치된 파이프의 상기 중간 부분의 랩(wraps)으로 상기 코어 둘레에 감겨 있는 가스 저장 구조물.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 두꺼운 벽으로 된 파이프는 용접 조인트에 의해 파이프의 상기 중간 부분에 연결되고, 상기 컨테이너 상에 위치되는 파이프의 상기 중간 부분을 유지하는 리테이너(retainer)를 더 포함하며,
상기 용접 조인트는 상기 리테이너에 인접하여 위치되고 상기 용접 연결부와 상기 컨테이너 사이에 위치되는 가스 저장 구조물.
청구항 5에 있어서,
상기 리테이너는 상기 중간 파이프에 어떠한 용접도 없고 파이프의 상기 중간 부분이 지지하는 완충 면을 포함하는 가스 저장 구조물.
청구항 1에 있어서,
상기 컨테이너는 릴이고, 파이프의 상기 중간 부분은 복수 층으로 배열된 복수의 루프로 상기 릴의 중앙 코어 둘레에 권선되고, 상기 제1 단부는 상기 릴의 코어에 연결되며;
상기 제1 단부는 상기 중앙 코어의 원주면 곡률을 실질적으로 따르는 부분을 따라 곡률을 갖고, 상기 제1 단부의 상기 두꺼운 벽으로 된 파이프는 상기 중앙 코어와 상기 릴의 베이스 사이의 모서리에 용접되고, 파이프의 상기 중간 부분은 상기 두꺼운 벽으로 된 파이프의 옆과 위에 위치된 파이프의 상기 중간 부분의 랩으로 상기 코어 둘레에 감싸지며;
상기 제2 두꺼운 벽으로 된 파이프는 용접 조인트에 의해 파이프의 상기 중간 부분에 연결되고, 상기 컨테이너 상에 위치되는 파이프의 상기 중간 부분을 유지하는 리테이너를 추가적으로 포함하며,
상기 용접 조인트는 상기 리테이너에 인접하여 위치되고 상기 용접 연결부와 상기 리테이너 사이에 위치되며,
상기 리테이너는 파이프의 상기 중간 부분과 어떠한 용접도 없고, 파이프의 상기 중간 부분이 지지하는 완충 면을 포함하는 가스 저장 구조물.
청구항 7에 있어서,
상기 두꺼운 벽으로 된 파이프와 파이프의 상기 중간 부분은 실질적으로 유사한 외경을 갖는 가스 저장 구조물.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 제2 두꺼운 벽으로 된 파이프는 상기 컨테이너의 외부 다각형 벽으로 부터 밖으로 연장된 플렛폼 상에 용접되는 가스 저장 구조물.
릴 형상으로 된 컨테이너의 중앙 코어에 인접한 연속 파이프의 두꺼운 벽으로 된 단부를 용접하는 단계;
복수의 랩(wraps)의 복수의 층으로 상기 연속 파이프를 배열하기 위하여 상기 연속 파이프의 상기 두꺼운 벽으로 된 단부와 중간 부분을 상기 중앙 코어 둘레에 감싸는 단계; 및
상기 연속 파이프의 두꺼운 벽으로 된 터미널 단부(terminal end)를 상기 컨테이너에 용접하는 단계를 포함하며,
상기 중간 부분은 상기 두꺼운 벽으로 된 단부와 상기 두꺼운 벽으로 된 터미널 단부 양자의 벽 두께 보다 더 얇은 벽 두께를 가지며,
상기 중간 부분은 내부의 압력과 온도 변화로 인해 상기 중간 부분이 팽창되거나 수축되도록 하기 위해 상기 컨테이너에 대한 어떠한 견고한 연결도 없는 가스 저장 구조물 제조 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 감싸는 단계 후에,
상기 두꺼운 벽으로 된 터미널 단부를 형성하기 위하여 두꺼운 벽으로 된 파이프를 상기 중간 부분의 단부에 용접하는 단계를 더 포함하는 가스 저장 구조물 제조 방법.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 두꺼운 벽으로 된 단부를 용접하는 단계는 상기 중앙 코어와 상기 릴 형상으로 된 컨테이너의 단부 벽 사이의 모서리에서 상기 두꺼운 벽으로 된 단부를 용접하는 단계를 포함하며,
상기 두꺼운 벽으로 된 단부와 상기 중간 부분 사이의 조인트는 상기 모서리의 지지 위치에 있는 가스 저장 구조물 제조 방법.
청구항 10 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감싸는 단계는 상기 두꺼운 벽으로 된 단부와 함께(alongside) 상기 중간 부분의 제1 랩을 배열하는 단계를 포함하고,
상기 감싸는 단계는 호스 릴 코일링(hose reel coiling)을 포함하는 가스 저장 구조물 제조 방법.
청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 두꺼운 벽으로 된 단부는 상기 중앙 코어에 대한 곡률과 실질적으로 일치하는 곡선 부분을 가지며,
상기 용접하는 단계는 상기 중앙 코어에 대한 상기 제1 단부와 상기 중앙 코어의 곡률을 따르도록 연장된 상기 곡선 부분을 연결하는 단계를 포함하는 가스 저장 구조물 제조 방법.
청구항 10 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감싸는 단계는 상기 중간 부분의 공급으로부터 상기 컨테이너까지 경로를 따라 상기 중간 부분을 당기는 단계를 포함하고,
상기 두꺼운 벽으로 된 터미널 단부를 상기 컨테이너에 용접하는 단계 전에 상기 컨테이너 상에 위치하는 상기 중간 부분을 유지하는 단계를 더 포함하는 가스 저장 구조물 제조 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 유지하는 단계는 상기 컨테이너에 대해 상기 중간 부분의 장축을 따른 이동을 허용하면서, 측면 이동에 대해 상기 중간 부분을 지지하는 가스 저장 구조물 제조 방법.
청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
상기 감싸는 단계 후에, 상기 중간 부분의 연장 부분은 마지막 랩으로부터 상기 공급부를 향해 연장되고,
상기 방법은,
상기 중간 부분의 연장 부분을 스트랩과 함께 상기 컨테이너에 유지하는 단계;
상기 연장 부분이 상기 스트랩에 의해 유지된 상태로 유지되도록 상기 공급부와 상기 스트랩 사이의 상기 연장 부분을 절단하는 단계;
상기 두꺼운 벽으로 된 터미널 단부를 상기 연장 부분에 연결하는 단계; 및
용접된 연결을 형성하기 위하여 상기 두꺼운 벽으로 된 터미널 단부를 상기 컨테이너에 용접하는 단계를 더 포함하는 가스 저장 구조물 제조 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 연결하는 단계는 상기 연장 부분을 용접 조인트에서 상기 두꺼운 벽으로 된 터미널 단부에 용접하는 단계를 포함하며,
상기 용접 조인트는 상기 스트랩과 상기 용접 연결부 사이에 위치하는 가스 저장 구조물 제조 방법.
청구항 18에 있어서,
밀폐된 인클로저(enclosure)로부터 돌출된 상기 두꺼운 벽으로 된 터미널 단부의 부분과 상기 밀폐된 인클로저 내에 위치된 상기 용접 조인트를 갖는 상기 밀폐된 인클로저로 상기 컨테이너를 둘러싸는 단계를 더 포함하는 가스 저장 구조물 제조 방법.