KR20210157232A - Insulation structure of tank for storing liquefied gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액화 가스를 저장하는 액화 가스 저장 탱크의 단열 구조에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 선박에 설치되는 액화 가스 저장 탱크의 단열 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an insulating structure of a liquefied gas storage tank for storing liquefied gas. More specifically, it relates to a thermal insulation structure of a liquefied gas storage tank installed on a ship.
온실 가스 및 각종 대기 오염 물질의 배출에 대한 국제 해사 기구(IMO; International Maritime Organization)의 규제가 강화됨에 따라, 최근 들어 조선 및 해운 업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유 등을 대신하여, 청정 에너지원인 천연 가스(NG; Natural Gas)를 선박의 연료 가스로 많이 이용하고 있다.As the International Maritime Organization (IMO)'s regulations on the emission of greenhouse gases and various air pollutants have been strengthened, the shipbuilding and shipping industry has recently replaced the existing fuels such as heavy oil and diesel oil, which are clean energy sources. Natural gas (NG) is widely used as fuel gas for ships.
천연 가스는 메탄(methane)을 주요 성분으로 하는데, 통상적으로 그 부피를 약 1/600로 줄인 액화 가스(LNG) 상태로 저장 탱크에 저장되고 있다.Natural gas has methane as its main component, and is usually stored in a storage tank as liquefied gas (LNG), whose volume is reduced to about 1/600.
본 발명의 실시 예들은 단열 성능이 우수한 선박용 액화 가스 저장 탱크의 단열 구조를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are to provide a thermal insulation structure of a liquefied gas storage tank for ships with excellent thermal insulation performance.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화 가스를 저장하는 선박용 탱크의 몸체 상에 형성되는 단열층과, 상기 단열층의 외표면에 적층되며, 상기 단열층의 발포 가스와 외부 가스의 투과를 방지하는 불연층과, 상디 단열층을 보호하도록 상기 불연층 외표면에 적층되는 보호층을 포함하는 액화 가스 저장 탱크의 단열 구조가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a heat-insulating layer formed on the body of a tank for ships for storing liquefied gas, and a non-combustible layer laminated on the outer surface of the heat-insulating layer to prevent penetration of the foam gas and external gas of the heat-insulating layer; A thermal insulation structure of the liquefied gas storage tank including a protective layer laminated on the outer surface of the non-combustible layer to protect the upper insulation layer may be provided.
상기 불연층은 상기 보호층과 마주하는 일면에 크래프트지가 부착된 알루미늄 포일을 포함한다.The non-combustible layer includes an aluminum foil having a kraft paper attached to one surface facing the protective layer.
상기 단열층은 상기 몸체의 외표면 상에 형성되되 단열 성능이 있는 제1 발포제 및 상기 제1 발포제보다 끊는점이 낮은 제2 발포제를 포함하는 제1 단열부와, 상기 제1 단열부 상에 형성되며 상기 제1 발포제를 포함하는 제2 단열부를 포함한다.The heat insulating layer is formed on the outer surface of the body and is formed on the first heat insulating part, the first insulating part comprising a first foaming agent having thermal insulation performance and a second foaming agent having a lower boiling point than that of the first foaming agent; and a second heat insulating portion including the first foaming agent.
상기 단열층은 상기 몸체의 외표면 상에 형성되며 단열 성능이 있는 성분을 포함하는 단열부와, 상기 단열부 상에 형성되며 상기 단열 성능이 있는 성분과 난연 성능이 있는 성분을 포함하는 난연부를 포함한다.The heat-insulating layer is formed on the outer surface of the body and includes a heat-insulating portion comprising a component having heat-insulating performance, and a flame-retardant section formed on the heat-insulating section and comprising a component having heat-insulating performance and a flame-retardant component .
본 발명의 실시 예들은 시간이 경과함에 따라 액화 가스 저장 탱크의 단열 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.Embodiments of the present invention can prevent the deterioration of the thermal insulation performance of the liquefied gas storage tank over time.
도 1은 일 실시 형태에 따른 선박의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 다양한 실시 형태를 보여주는 제1 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 다양한 실시 형태를 보여주는 제2 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 단열 구조를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a ship according to an embodiment.
2 is a view showing a schematic structure of a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
3 is a first exemplary view showing various embodiments of a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
4 is a second exemplary view showing various embodiments of a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the insulation structure of the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 일 실시 형태에 따른 선박의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a ship according to an embodiment.
도 1에 따르면, 선박(10)은 선체(hull; 11), 연료 탱크(20), 추진 장비(21), 부하 장비(23) 및 액화 가스 저장 탱크(40)를 포함하여 구성될 수 있다.According to FIG. 1 , a
선박(10)은 해상에 부유하며, 해상을 운항하는 것이다. 이러한 선박(10)은 액화 천연 가스(LNG; Liquefied Natural Gas)를 연료로 이용하는 LNG 추진 선박으로 구현될 수 있다.The
선박(10)은 해상에서 사람이나 화물을 목적지까지 운송하는 선박으로 구현될 수 있다. 선박(10)은 예를 들어, 여객선, 화물 운반선, 원유 운반선, 컨테이너선 등으로 구현될 수 있으며, LNG 운반선(LNG carrier), 유조선, 화학 제품 운반선 등 저인화점 연료로 추진되는 선박으로 구현되는 것도 가능하다.The
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 선박(10)은 원유, 천연가스 등의 해양 자원을 개발하기 위해 해상에 건설되는 해양 구조물(또는 해양 플랜트(off-shore plant))로 구현되는 것도 가능하다. 선박(10)은 예를 들어, FSRU(Floating, Storage and Regasification Unit), FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), FLNG(Floating LNG) 등으로 구현될 수 있다.However, the present embodiment is not limited thereto. The
선체(11)는 상부에 데크(deck)를 갖추고 있는 선박(10)의 몸체를 구성하는 것이다. 이러한 선체(11)는 그 내부에 연료 탱크(20), 추진 장비(21), 부하 장비(23) 등을 구비할 수 있다.The
연료 탱크(20)는 주요 전력원을 생산하는 데에 이용되는 연료를 저장하는 것이다. 연료 탱크(20)는 예를 들어, 액화 천연 가스(LNG)를 저장할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 연료 탱크(20)는 예를 들어, 원유 등과 같은 액체 연료를 저장하거나, 수소 등과 같은 기체 연료를 저장하는 것도 가능하다.The
연료 탱크(20)는 선체(11)의 내부 공간에 적어도 하나 설치될 수 있다. 연료 탱크(20)가 선체(11)의 내부 공간에 복수 개 설치되는 경우, 복수 개의 연료 탱크(20)는 선체(11)의 길이 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 복수 개의 연료 탱크(20)는 선체(11)의 너비 방향으로 순차적으로 배치될 수 있으며, 선체(11)의 길이 방향이나 너비 방향에 관계없이 랜덤으로 배치되는 것도 가능하다.At least one
한편, 연료 탱크(20)는 선체(11) 상에 복수 개 설치되는 경우, 몇몇은 선체(11)의 내부 공간에 설치되고, 다른 몇몇은 데크 상에 설치될 수도 있다. 또한 몇몇은 액화 천연 가스를 저장하고, 다른 몇몇은 원유 등과 같은 액체 연료나 수소 등과 같은 기체 연료를 저장하는 것도 가능하다.On the other hand, when a plurality of
추진 장비(21)는 선체(11)의 운항이 가능하도록 추진력을 발생시키는 것이다. 이러한 추진 장비(21)는 연료 탱크(20)에 저장된 연료를 이용하여 추진력을 발생시킬 수 있다. 추진 장비(21)는 메인 엔진(main engine; 22)을 포함하여 구성되어 추진력을 발생시킬 수 있다.The
메인 엔진(22)은 저압 가스 분사 엔진, 중압 가스 분사 엔진 및 고압 가스 분사 엔진 중 어느 하나의 엔진을 포함할 수 있다. 저압 가스 분사 엔진은 대략 5bar 내지 7bar 정도의 연료 가스를 이용하는 것으로서, DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 엔진 등을 포함할 수 있다. 이러한 저압 가스 분사 엔진은 천연 가스뿐만 아니라 중유(HFO; Heavy Fuel Oil) 등을 연료로 이용할 수 있는 이중 연료 엔진으로 구현될 수 있다. 중압 가스 분사 엔진은 대략 16bar 내지 45bar 정도의 연료 가스를 이용한다. 고압 가스 분사 엔진은 대략 150bar 내지 300bar 정도의 연료 가스를 이용하는 것으로서, ME-GI(M-type Electronically Controlled Gas Injection) 엔진을 포함할 수 있다.The
메인 엔진(22)의 연료 가스 공급 조건에 부합하게 유체의 온도, 압력, 상태 등을 조절하는 장치가 처리부(미도시)에 포함될 수 있다. 메인 엔진(22)이 예를 들어, 저압 가스 분사 엔진인 경우, 유체를 기화시키는 기화기, 기화기를 거친 유체를 저압가스 분사 엔진의 연료 가스 공급 압력으로 조절하는 압력 밸브, 압력 밸브를 거친 유체를 저압 가스 분사 엔진의 요구 온도에 맞게 온도를 보정하는 히터 등이 처리부에 포함될 수 있다. 메인 엔진(22)이 예를 들어, 중압 가스 분사 엔진인 경우, 유체의 압력을 조절하는 조절 밸브, 히터 등이 처리부에 포함될 수 있다. 메인 엔진(22)이 예를 들어, 고압 가스 분사 엔진인 경우, 고압 가스 분사 엔진의 연료 가스 공급 압력에 따라 유체를 가압 송출하는 고압 펌프, 가압된 유체를 기화시키는 고압 기화기 등이 처리부에 포함될 수 있다.A device for adjusting the temperature, pressure, state, etc. of the fluid to match the fuel gas supply condition of the
부하 장비(23)는 선내 유지를 위한 것이다. 부하 장비(23)는 이를 위해 선체(11)의 내부나 데크 상에 구비될 수 있으며, 배수 설비용 펌프, 연료 공급용 펌프, 블로워(blower), 공조 장치, 전등, GPS 수신기, 레이더 장치, 선박 자동 식별 장치, 자기 나침반, 무선 설비, 선박 위치 발신 장치 등을 포함할 수 있다.The
한편, 선체(11)는 부하 장비(23)가 원활하게 작동할 수 있도록 전력을 공급하기 위해 발전 엔진(generator engine; 24)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 선박(10)은 주요 전력원과 보조 전력원을 모두 갖춘 하이브리드 선박으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 연료 탱크(20)에 저장된 연료가 주요 전력원을 생산하는 데에 이용될 수 있으며, 복수 개의 배터리 모듈이 탑재되는 배터리 룸(battery room), 복수 개의 연료 전지(fuel cell), 복수 개의 태양광 패널 등이 보조 전력원을 생산하는 데에 이용될 수 있다.Meanwhile, the
선박(10)이 하이브리드 선박으로 구현되는 경우, 추진 장비(21)를 작동시키는 데에 주요 전력원을 이용하고, 부하 장비(23)를 작동시키는 데에 보조 전력원을 이용할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 선박(10)은 추진 장비(21)를 작동시키는 데에 주요 전력원과 보조 전력원을 모두 이용하고, 부하 장비(23)를 작동시키는 데에 보조 전력원을 이용하는 것도 가능하다.When the
한편, 선박(10)은 추진 장비(21)와 부하 장비(23)를 작동시키는 데에 주요 전력원과 보조 전력원을 선택적으로 이용하는 것도 가능하다. 선박(10)은 예를 들어, 추진 장비(21)를 작동시키는 데에 주요 전력원과 보조 전력원 중 어느 하나의 전력원을 이용하고, 부하 장비(23)를 작동시키는 데에 다른 하나의 전력원을 이용할 수 있다.On the other hand, it is also possible for the
액화 가스 저장 탱크(40)는 액화 가스를 저장하는 것이다. 이러한 액화 가스 저장 탱크(40)는 액화 천연 가스를 액화 가스로 저장할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 액화 가스 저장 탱크(40)는 액화 에탄, 액화 에틸렌, 액화 석유 가스, 액화 프로판, 액화 부탄 등을 액화 가스로 저장하는 것도 가능하다.The liquefied
액화 가스 저장 탱크(40)는 선체(11)의 데크 상에 적어도 하나 설치될 수 있다. 즉, 액화 가스 저장 탱크(40)는 선체(11) 상에서 연료 탱크(20)보다 상위에 배치될 수 있다. 액화 가스 저장 탱크(40)는 예를 들어, 국제 해사 기구(IMO; International Maritime Organization)의 A 타입(Type A) 탱크, B 타입(Type B) 탱크, C 타입(Type C)의 독립 탱크 등으로 구현될 수 있다. 이하에서는 액화 가스 저장 탱크(40)가 IMO C 타입으로 구현되는 경우를 예시적으로 설명하기로 한다. 액화 가스 저장 탱크(40)가 IMO C 타입으로 구현되는 경우, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 원통형으로 구현될 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.At least one liquefied
액화 가스 저장 탱크(40)는 연료 탱크(20)보다 높은 압력으로 액화 가스를 저장할 수 있다. 액화 가스 저장 탱크(40)는 연료 탱크(20)에 저장되어 있는 것과 동일한 액화 가스를 저장할 수 있으나, 연료 탱크(20)에 저장되어 있는 것과 상이한 액화 가스를 저장하는 것도 가능하다.The liquefied
액화 가스 저장 탱크(40)는 연료 탱크(20)에 저장되어 있는 것과 동일한 액화 가스(예를 들어, 액화 천연 가스)를 저장하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 액화 가스가 연료로 이용될 수 있도록 연료 탱크(20)에 공급할 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 메인 엔진(22)에 액화 가스를 연료로 직접 공급하는 것도 가능하다. 메인 엔진(22)에 액화 가스를 연료로 직접 공급하는 경우, 액화 가스 저장 탱크(40) 내에 발생된 증발 가스(BOG; Boiled Off Gas)를 수집하여 메인 엔진(22)에 공급하는 것도 가능하다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 다양한 실시 형태를 보여주는 제1 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 다양한 실시 형태를 보여주는 제2 예시도이다.When the liquefied
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 단열 구조를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the insulation structure of the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 액화 가스 저장 탱크(40)의 단열 구조는 접착층(42), 단열층(43), 불연층(44) 및 보호층(45)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the heat insulating structure of the liquefied
접착층(42)은 탱크 몸체(41) 상에 시공되는 것이다. 이러한 접착층(42)은 탱크 몸체(41)의 표면과 단열층(43) 간 부착력을 높이기 위해 시공될 수 있으며, 도료(예를 들어, 프라이머(primer))를 소재로 하여 형성될 수 있다.The
한편, 접착층(42)은 탱크 몸체(41)의 표면에 대한 클리닝 검사(tank surface cleaning check) 후에 탱크 몸체(41) 상에 시공될 수 있다.Meanwhile, the
단열층(43)는 접착층(42) 상에 시공되는 것이다. 이러한 단열층(43)은 스프레이 폴리우레탄 폼(SPF)을 소재로 하여 형성될 수 있으며, 특히 최소한의 기계적 물성을 가지면서 단열에 최적화된 스프레이 폴리우레탄 폼을 소재로 하여 형성될 수 있다.The
스프레이 폴리우레탄 폼은 스프레이 타입(spray type)의 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)이다. 이러한 스프레이 폴리우레탄 폼은 이소시아네이트 화합물(예를 들어, MDI(Methylene Di-para-phenylene Isocyanate))과 하이드록시기를 갖는 폴리올(polyol) 화합물로 이루어지며, 상기의 폴리올 화합물에 발포제, 난연제, 촉매제, 가교제 등을 혼합 반응시켜 발포 생성물로 형성될 수 있다.Spray polyurethane foam is a polyurethane foam (polyurethane foam) of the spray type (spray type). This spray polyurethane foam consists of an isocyanate compound (eg, Methylene Di-para-phenylene Isocyanate (MDI)) and a polyol compound having a hydroxyl group, and a foaming agent, a flame retardant, a catalyst, and a crosslinking agent in the polyol compound. and the like may be mixed and reacted to form a foamed product.
단열층(43)이 스프레이 폴리우레탄 폼을 소재로 하여 형성되는 경우, 경제성, 시공 편의성 등의 장점을 가질 수 있다. 또한, 단열층(43)이 스프레이 폴리우레탄 폼을 소재로 하여 형성되는 경우, 시공의 특성상 층상 구조를 가질 수 있으며, 1회 분사시 약 20mm ~ 30mm의 두께를 갖도록 시공되어, 단열 요구 사항에 따라 300mm 혹은 그 이상의 단열 두께를 갖도록 설계될 수 있다.When the
스프레이 폴리우레탄 폼의 성능은 온도, 습도 등과 더불어 시공 두께에도 영향을 받는다. 일회 시공시 시공 두께가 13mm 이하이면, 열적 물성 및 기계적 물성이 저하될 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 일회 시공시 시공 두께가 15mm 이상이 되도록 단열층(43)을 시공할 수 있다. 바람직하게는, 일회 시공시 시공 두께가 20mm ~ 30mm가 되도록 단열층(43)을 시공할 수 있다.The performance of spray polyurethane foam is affected by the thickness of the application as well as temperature and humidity. If the construction thickness is 13 mm or less during one-time construction, thermal and mechanical properties may be deteriorated. Therefore, in this embodiment, the
한편, 시공 이후 스프레이 폴리우레탄 폼의 내부에 발생되는 열이 충분히 냉각될 수 있도록, 하루 기준으로 시공될 수 있는 시공 두께는 약 100mm로 제한할 수 있다. 이 경우, 단열층(43)은 각각 하루 기준으로 3회 내지 5회 시공될 수 있다.On the other hand, so that the heat generated inside the spray polyurethane foam after construction can be sufficiently cooled, the construction thickness that can be installed per day may be limited to about 100 mm. In this case, the
한편, 단열층(43)은 단열을 목적으로 탱크 몸체(41)의 표면으로부터 일정 두께만큼 선 시공될 수 있으며, 이때 전체 단열 시공 두께의 20mm ~ 50mm를 제외하고 시공될 수 있다.On the other hand, the
단열층(43)은 단열 성능을 높이기 위해 탱크 몸체(41) 상에 불연부(44)보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 이러한 단열층(43)은 접착층(42) 및 보호층(45)보다도 더 두껍게 형성될 수 있다.The
단열층(43)은 단열 성능이 있는 발포제(이하에서는 이를 제1 발포제로 칭함)를 포함할 수 있다. 이 경우, 단열층(43)은 예를 들어, 시공 온도에 상대적으로 민감하지 않으며 단열 성능이 우수한 HFC-245fa 등의 발포 가스를 포함하는 스프레이 폴리우레탄 폼으로 구성될 수 있다.The
제1 발포제는 단열 성능을 가지면서 끓는점(boiling point)이 10℃ ~ 40℃인 발포제일 수 있다. 제1 발포제는 예를 들어, 끓는점이 약 15.3℃인 발포제(화학식 CF3CH2CHF2, 발포제 HFC-245fa)일 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 발포제는 끓는점이 15℃ ~ 32℃인 발포제(예를 들어, HBA-2), 끓는점이 15℃ ~ 30℃인 발포제(예를 들어, AFA-L1) 등일 수도 있다.The first foaming agent may be a foaming agent having a thermal insulation performance and a boiling point of 10°C to 40°C. The first blowing agent may be, for example, a blowing agent having a boiling point of about 15.3°C (formula CF3CH2CHF2, blowing agent HFC-245fa). However, the present embodiment is not limited thereto. The first blowing agent may be a blowing agent having a boiling point of 15° C. to 32° C. (eg, HBA-2), a blowing agent having a boiling point of 15° C. to 30° C. (eg, AFA-L1), and the like.
한편, 단열층(43)아 스프레이 폴리우레탄 폼을 소재로 하여 형성되는 경우, 각각의 재료의 배합 비율(formula)에 따라 열적 성질, 기계적 성질, 기타 난연 성질 등 다양한 물성이 달라질 수 있다.On the other hand, when the
단열층(43)은 기본적으로 단열 성능과 기계적 물성이 필요하다. 상기에서, 단열 성능은 액화 가스 저장 탱크(40)에 저장되는 액화 가스의 기화를 최소화하기 위해 필요하다. 또한, 기계적 물성은 외기인 탱크 몸체(41)와 화물인 액화 가스 간 온도차(최대 208도)에 의해 탱크 몸체(41) 내에 발생하는 열 응력(thermal stress)을 견디기 위해 필요하다.The
한편, 단열층(43)은 IGC 코드(code) 및 각 선급 규정(rule)에 따라 선박 내 화재 발생시를 고려하여 내화 특성(fire resistance)이 요구될 수 있다. 단열층(43)의 내화 특성에 대한 기준은 일반적으로 DIN 4201-1에 정의된 구분에 따라 최소 B2 이상이 요구된다.On the other hand, the
하지만, 선박을 건조하는 도중에 발생되는 화재로 인해 단열층(43)이 훼손되거나, 단열층(43)이 시공된 액화 가스 저장 탱크(40)가 훼손되는 사례가 빈번하게 발생하고 있으므로, 최근 들어 B1, B2의 난연 등급을 넘어서 불연을 요구하는 시장의 요구가 점차 커지고 있다.However, since there are frequent cases in which the
단열층(43)의 난연 특성은 난연 첨가재의 양을 증가시켜 개선이 가능하다. 하지만, 스프레이 폴리우레탄 폼 내에 난연 첨가재 성분을 증가시키면, 스프레이 폴리우레탄 폼의 열적 물성 및 기계적 물성이 급격히 저하되는 문제점이 있다.The flame retardant properties of the
이러한 문제점을 해결하기 위해, 먼저 단열 성능을 갖추기 위해 액화 가스 저장 탱크(40) 상에 단열층(43)을 시공한 후, 불연 성능을 추가로 갖추기 위해 단열층(43) 상에 불연층(44)을 시공할 수 있다.In order to solve this problem, first, a
불연층(44)은 불연 성능이 보강된 것이다. 이러한 불연층(44)은 불에 타지 않는 성질을 가진 불연재료로 형성될 수 있다. 불연재료는 750도에서 20분 가열 시 온도가 50도를 초과하여 상승하지 않고, 305도에서 10분간 가열 종료 후 30초 이상 잔류불꽃이 없는 재료를 포함한다.The
이러한 불연재료로서 미네랄울, 글라스울 등을 이용할 수 있으나, 본 실시 예에서는 시공성 및 불연성이 우수한 나노구조인 에어로겔 파우더(Aerogel Powder)와 세라믹(Ceramic)을 혼합한 Duitex(제품명)을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 에어로겔과 세라믹 혼합층으로 이루어진 불연층(44)은 낮은 열전도율(0.022~0.025 W/m.k)을 가짐에 의해 불연성과 단열성을 제공하여 화재 시 불꽃의 전이를 차단시킨다.Mineral wool, glass wool, etc. can be used as such non-combustible materials, but in this embodiment, Duitex (product name), which is a mixture of airgel powder and ceramic, which is a nano-structure with excellent workability and non-combustibility, can be used, However, the present invention is not limited thereto. The
단열층(43) 외표면에 시공되는 불연층(44)은 Mineral Wool + Al Foil 시공 방법 또는 Mineral Wool + Binder를 통한 시공 방법이 사용될 수 있으나, 본 실시 예의 불연층(44)은 단열층(43)의 외표면에 분사 방식을 통해 코팅 시공될 수 있다. 코팅 방식에 의해 형성되는 불연층(44)은 시공성이 우수하고, 액화 가스 저장 탱크(40)의 전체 두께 감소로 인하여 시인성을 향상시킬 수 있다.The
불연층(44)은 단열층(43)과 마찬가지로 1회 분사시 약 20mm ~ 30mm의 두께를 갖도록 시공될 수 있다. 이러한 불연층(44)은 단열층(43) 상에 한 개의 계층 또는 두 개의 계층을 가지도록 시공될 수 있다. 여기서, 한 개의 계층은 1회 분사시 20mm ~ 30mm의 두께로 형성되는 계층을 말한다. The
불연층(44)은 단열층(43)보다 얇게 형성될 수 있다. 이러한 불연층(44)은 접착층(42) 및 보호층(45)보다는 더 두껍게 형성될 수 있다.The
보호층(45)은 표면 보호층(surface protection layer)으로서, 불연층(44) 상에 시공될 수 있다. 이러한 보호층(45)은 외부 충격으로부터 단열층(43)이 파손되는 것을 방지하고, 외기에 노출되는 액화 가스 저장 탱크(40)의 특성상 빗물, 파도, 습기 등이 단열층(43)의 내부로 침입하는 것을 방지하기 위해, 불연층(44) 상에 시공될 수 있다.The
보호층(45)은 단열층(43) 및 불연층(44)보다 얇은 두께로 형성될 수 있으며, 불연층(44)의 외측면에 코팅 형태로 시공될 수 있다.The
보호층(45)은 유리 섬유 강화 플라스틱(GRP; Glass-fiber Reinforced Plastics) 수지, 중합체 코팅(polymeric coating) 등을 소재로 하여 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 보호층(45)은 요소 수지 등의 폴리 요소(polyurea), 섬유 강화 플라스틱(FRP; Fiber Reinforced Plastics) 수지 등을 소재로 하여 형성되는 것도 가능하다.The
한편, 단열층(43)은 단열 성능이 있는 제1 발포제 외에, 제1 발포제보다 끓는점이 낮은 제2 발포제를 추가로 포함하는 것도 가능하다.On the other hand, the
제2 발포제는 제1 발포제보다 포화 온도(saturation temperature)(또는 끓는점)가 낮은 발포 가스일 수 있다. 이러한 제2 발포제는 포화 온도가 영하인 발포 가스일 수 있다. 제2 발포제는 예를 들어, 끓는점이 -139℃인 발포제(화학식 CO2, 발포제 CO2), 끓는점이 -40℃인 발포제(클로로디플루오르메탄, 화학식 CHCIF2, 발포제 HFC-22) 등일 수 있다.The second blowing agent may be a blowing gas having a lower saturation temperature (or boiling point) than the first blowing agent. This second blowing agent may be a blowing gas having a saturation temperature of sub-zero. The second blowing agent may be, for example, a blowing agent having a boiling point of -139°C (formula CO2, blowing agent CO2), a blowing agent having a boiling point of -40°C (chlorodifluoromethane, chemical formula CHCIF2, blowing agent HFC-22), and the like.
단열층(43)은 스프레이 폴리우레탄 폼을 소재로 하여 형성될 때, 제1 발포제를 제2 발포제보다 더 높은 비율로 혼합할 수 있다. 단열층(43)은 예를 들어, 시공 온도가 0℃를 초과하는 경우 제1 발포제를 제2 발포제보다 더 높은 비율로 혼합할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 단열층(43)은 제1 발포제와 제2 발포제를 동일한 비율로 혼합하거나, 제2 발포제를 제1 발포제보다 더 높은 비율로 혼합하는 것도 가능하다. 단열층(43)은 예를 들어, 시공 온도가 0℃인 경우 제1 발포제와 제2 발포제를 동일한 비율로 혼합할 수 있으며, 시공 온도가 0℃ 미만인 경우 제2 발포제를 제1 발포제보다 더 높은 비율로 혼합할 수 있다.When the
단열층(43)은 이상 설명한 바와 같이 단일 성분의 스프레이 폴리우레탄 폼이 아닌, 끓는점이 낮은 발포 가스를 갖는 스프레이 폴리우레탄 폼을 적용하여, 동절기 등 낮은 시공 온도 조건 하에도 충분한 기계적 물성을 가질 수 있다.The
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.In the above, specific embodiments have been shown and described. However, it is not limited to the above-described embodiment, and a person of ordinary skill in the art to which the invention pertains will be able to make various changes without departing from the spirit of the invention described in the claims below.
10: 선박,
11: 선체,
20: 연료 탱크,
40: 액화 가스 저장 탱크,
41: 탱크 몸체,
42: 접착층,
43: 단열층,
44: 불연층,
45: 보호층.10: ship, 11: hull,
20: fuel tank, 40: liquefied gas storage tank;
41: tank body, 42: adhesive layer,
43: heat insulating layer, 44: non-combustible layer,
45: protective layer.
Claims (3)
상기 단열층의 외표면에 코팅 시공되는 불연층;
상기 불연층 상에 형성되며, 상기 단열층 및 상기 불연층을 보호하는 보호층;을 포함하는 액화 가스 저장 탱크의 단열 구조.Insulation layer formed on the body of the tank for ships for storing liquefied gas;
a non-combustible layer coated on the outer surface of the heat insulating layer;
Formed on the incombustible layer, the insulating layer and the protective layer for protecting the incombustible layer; insulation structure of the liquefied gas storage tank comprising a.
상기 불연층은 에어로겔 파우더와 세라믹을 혼합한 불연재료(Duitex)를 분사하여 형성하는 액화 가스 저장 탱크의 단열 구조.According to claim 1,
The non-combustible layer is an insulating structure of a liquefied gas storage tank formed by spraying a non-combustible material (Duitex) mixed with airgel powder and ceramic.
상기 불연층은 열전도율(0.022~0.025 W/m.k)을 갖고, 상기 보호층보다 상대적으로 두께가 큰 액화 가스 저장 탱크의 단열 구조.3. The method of claim 2,
The non-combustible layer has a thermal conductivity (0.022 ~ 0.025 W / mk), and has a relatively larger thickness than the protective layer insulated structure of the liquefied gas storage tank.
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