KR20220003916A

KR20220003916A - 액화가스 저장탱크의 보호구조 및 그 형성 방법

Info

Publication number: KR20220003916A
Application number: KR1020200081766A
Authority: KR
Inventors: 김갑수; 김정균; 이훈재
Original assignee: (주)동성화인텍
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-01-11
Also published as: CN113958859A; JP2022013905A; KR102390904B1

Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조는, 액화가스 저장탱크의 보호구조에 있어서, 탱크 몸체를 감싸도록 형성되는 단열층의 외측 표면에 배치되는 보호층을 포함하고, 상기 보호층은 상기 단열층의 외측 표면으로부터 볼록하게 돌출된 상태에서 상기 단열층의 외측 표면을 따라 연장 형성되는 주름부를 포함할 수 있다.

Description

액화가스 저장탱크의 보호구조 및 그 형성 방법{PROTECTION STRUCTURE FOR LIQUIFIED GAS TANK AND METHOD FOR FORMING THE SAME}

본 발명은, 액화가스 저장탱크의 보호구조 및 그 형성 방법에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(LNG) 또는 액화석유가스(LPG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지며 액화석유가스는 천연가스의 정제 중 분리되어 저온(대략 -50℃)으로 냉각하여 얻어질 수 있는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대폭 줄어들기 때문에 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG나 LPG 등의 액화가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 액화가스를 하역하기 위한 액화가스 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재 기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 포함한다.

이 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있으며, 통상 멤브레인형 저장탱크는 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지고, 독립형 저장탱크는 MOSS형과 SPB형으로 나눠진다.

독립형 저장탱크는, IMO 규정에 따라 A, B, C 형으로 세분될 수 있다. 독립형 저장탱크는 외부로부터 열 침입을 방지하기 위해 단열 성능이 있는 구조(단열층)가 탱크 몸체의 외부에 결합된다. 이러한 단열 구조를 보호하기 위한 보호층이 단열층의 외부에 평평하게 적층 형성된다.

그러나, 탱크 내부의 초저온 액화가스의 온도 영향으로 단열 구조에 수축 팽창 변형이 발생되는 경우, 단열층과 보호층 자재의 열팽창계수의 차이로 인해 단열재와 보호층이 손상되거나 변형되는 문제가 발생할 수 있다. 특히 선박의 갑판 위에 설치된 초저온 액화가스 저장 Tank는 악천우 바다 환경에서 단열 구조를 보호할 수 있는 강한 기계적 강도와 열 변형을 흡수할 수 있는 외장이 필요하다.

등록특허 제10-166608호

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 액화가스 저장탱크를 안정적으로 보호할 수 있는 액화가스 저장탱크의 보호구조 및 그 형성 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조는, 액화가스 저장탱크의 보호구조에 있어서, 탱크 몸체를 감싸도록 형성되는 단열층의 외측 표면에 배치되는 보호층을 포함하고, 상기 보호층은 적어도 하나 이상의 주름부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 주름부는 상기 단열층의 외측 표면으로부터 볼록하게 돌출된 상태에서 적어도 하나 이상의 방향으로 연장 형성되는 주름부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 보호층은, 상기 주름부가 형성되어 상기 단열층의 외측 표면에 배치되는 제1 보호층; 상기 제1 보호층의 적어도 일부 영역 및 상기 단열층의 상기 제1 보호층이 배치되지 않은 나머지 영역을 커버하도록 형성되는 제2 보호층을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 단열층의 외측 표면과 상기 제1 보호층 사이에 배치되는 베이스층을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 보호층과 상기 베이스층을 결합시키는 결합부재를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 주름부와 상기 단열층의 표면 사이에는 이격 공간이 형성되고, 상기 이격 공간에 배치되는 지지부재를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 주름부와 상기 단열층의 표면 사이에는 이격 공간이 형성되고, 상기 이격 공간에는 상기 단열층의 표면으로부터 돌출 형성되는 돌출부에 의해 채워질 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 보호층, 상기 제2 보호층 및 상기 베이스층은 동일한 재질의 보호재로 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 보호재는 섬유강화플라스틱(FRP)을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 탱크 몸체는 대체로 원통 형상의 중앙부 및 대체로 돔 형상으로 구비되고 상기 중앙부의 양단부에 결합되는 헤드부를 포함하고, 상기 주름부는, 상기 중앙부에서 상기 단열층의 외측 표면을 따라 상기 중앙부의 축방향 또는 상기 중앙부의 둘레방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 연장 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 주름부는, 상기 헤드부에서 상기 단열층의 외측 표면을 따라 상기 돔 형상의 중심을 지나도록 연장 형성될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조 형성방법은, 탱크 몸체를 감싸도록 형성되는 단열층의 외측 표면을 따라 연장되는 베이스 층을 형성하는 단계; 상기 베이스 층 상에 지지부재를 배치하는 단계; 상기 베이스 층 및 상기 지지부재를 커버하도록 제1 보호층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 보호층의 적어도 일부 영역 및 상기 단열층의 상기 제1 보호층이 배치되지 않은 나머지 영역을 커버하도록 제2 보호층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 보호층은 상기 베이스층의 외측 표면으로부터 볼록하게 돌출된 상태에서 상기 베이스층의 외측 표면을 따라 연장 형성되는 주름부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크가 상온에서 초저온 또는 초저온에서 상온으로 온도 변화에 따른 변위가 있을 경우, 주름부를 통해 그 변위를 흡수함으로써 보호층의 손상 및 변형을 방지할 수 있다.

또한, 보호층의 주름부는 동일한 소재로 형성되고 밀폐된 구조로 형성됨으로써 파도, 해풍과 같은 외부 환경에 의한 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조가 적용되는 저장탱크를 예시적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조의 보호층에 형성되는 주름부를 개념적으로 도시한 도면.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조의 보호층에 형성되는 주름부를 개념적으로 도시한 도면.
도 4는 도 2의 보호층의 일 실시예를 구체적으로 도시한 도면.
도 5는 도 1의 저장탱크에 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저장탱크의보호구조가 적용된 상태를 도시한 도면.
도 6의 (a)는 도 5의 저장 탱크의 일 측면에서 바라본 헤드부의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 6의 (b)는 도 5의 저장 탱크의 일 측면에서 바라본 헤드부의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 7의 (a)는 도 3의 제1 보호층의 제1 형태를 도시한 도면, 도 7의 (b)는 도 3의 제1 보호층의 제2 형태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조를 적용한 경우, 저장탱크의 열변형시 보호층의 응력 해석 결과를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조 형성방법을 나타내는 순서도.

이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일부 실시예를 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결' 또는 '결합'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결' 또는 '결합'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 탱크 몸체(10)의 내부에 형성되는 액화가스 저장공간을 향하는 방향을 내측으로 설명하고, 이와 반대되는 방향을 외측으로 설명할 수 있다.

본 발명은 액화가스 저장탱크 보호구조에 관한 것으로 액화가스를 저장하는 탱크에 적용될 수 있고, 이러한 액화가스 저장탱크는 액화가스를 수송하기 위한 저장 탱크뿐만 아니라, 연료로 사용될 액화가스를 저장하는 연료 탱크를 포함할 수 있다.

구체적으로 액화가스 저장탱크는 형태에 따라 크게 독립형(independent type)과 멤브레인형(membrane type)으로 분류할 수 있다. 여기서, 독립형은 저장탱크가 선체와 일체로 형성되지 않고 독립된 저장탱크를 선체의 지지장치가 지지하는 방식으로, Type A, B, C로 구분된다. 이 중, 본 발명은 독립형 Type C에 적용되는 것이 바람직하고, 구체적으로 독립형 Type C의 액화가스 저장탱크의 단열층 보호구조에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의보호구조가 적용될 수 있는 저장탱크는 내부에 액화 가스의 저장공간을 구비하는 탱크 몸체(10)를 포함할 수 있다.

이하에서는 탱크 몸체(10)가 대체로 원통 형상의 중앙부(11) 및 대체로 돔 형상으로 구비되고 상기 중앙부(11)의 원통 형상의 축방향 양단부에 결합되는 헤드부(12)를 포함하는 원통형 압력용기로 설명할 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 보호구조가 적용 가능한 저장탱크의 일 형상일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 탱크 몸체(10)의 내부에는 액화 가스의 저장공간이 형성될 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 액화가스를 선적할 경우 외부의 열로 인해 액화가스가 기화되어 저장탱크의 내부 압력이 상승하는 것을 방지하기 위해, 이러한 탱크 몸체(10)의 외주면에는 단열층(50)이 형성될 수 있다. 단열층(50)은 소정의 두께로 제조된 다수의 단열 패널을 탱크 몸체(10)의 외부에 설치하여 형성될 수 있다. 또는 단열층(50)은 연속적인 스프레이 방식으로 탱크 몸체(10)의 외부에 적층될 수도 있다.

탱크 내에 LNG를 저장할 경우, LNG의 온도는 대략 -163℃ 정도로서 대략 -50℃ 정도의 온도를 갖는 LPG에 비해 매우 낮기 때문에, 이러한 단열층(50)을 형성하는 단열재는 저온에서도 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있고, 예컨대 폴리우레탄 폼, 폴리스티렌 폼 등이 사용될 수 있다. 다만, 이러한 단열층(50)은 저온에서 탄성을 가질 수는 있으나 수분이나 기계적 손상에는 취약할 수 있기 때문에, 본 발명과 같은 보호층이 단열층(50) 상에 추가로 형성될 수 있다.

이하 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조의 보호층에 형성되는 주름부를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조의 보호층에 형성되는 주름부를 개념적으로 도시한 도면. 도 4는 도 2의 보호층의 일 실시예를 구체적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 1의 저장탱크에 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저장탱크의 보호구조가 적용된 상태를 도시한 도면이고, 도 6의 (a)는 도 5의 저장 탱크의 일 측면에서 바라본 헤드부의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 6의 (b)는 도 5의 저장 탱크의 일 측면에서 바라본 헤드부의 또 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 7의 (a)는 도 3의 제1 보호층의 제1 형태를 도시한 도면, 도 7의 (b)는 도 3의 제1 보호층의 제2 형태를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조를 적용한 경우, 저장탱크의 열변형시 보호층의 응력 해석 결과를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조 형성방법을 나타내는 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조는 단열층(50)의 외측 표면에 배치되는 보호층(100) 및 지지부재(220)를 포함할 수 있다.

보호층(100)은 단열층(50)의 외측 표면에 적층 배치되어 외부의 수분이나 물리적 충격으로부터 단열층(50)을 보호할 수 있다. 보호층(100)은 단열층(50)의 외측 표면으로부터 볼록하게 돌출된 상태에서 단열층(50)의 외측 표면을 따라 연장 형성되는 주름부(101)를 포함할 수 있다. 주름부(101)는 대체로 하프 파이프(half-pipe) 형상으로 형성될 수 있고, 소정의 곡률을 갖도록 만곡되게 형성될 수 있다. 주름부(101)는 단열층(50)과의 열팽창계수 및/또는 탄성계수의 차이로 인해 발생되는 열변위를 흡수하기 위한 것이다.

보호층(100)은 섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastic, 이하 FRP) 소재가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 stainless steel과 같은 금속 소재가 사용될 수도 있다.

이하에서는 연장 형성되는 주름부(101)에 있어서, 단열층(50)의 표면으로부터 가장 멀리 형성되는 만곡진 영역을 '산부'로 설명할 수 있고, 주름부(101)의 길이를 따라 연장되는 '산부'를 '주름 경로'로 설명할 수 있다. 도 8을 참조하면 단열층(50)의 열변형 등으로 인해 보호층(100)에 응력이 형성되는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 연장 형성되는 주름부(101)의 주름 경로로 모든 응력이 수렴하기 때문에, 보호층(100)의 다른 영역으로 응력이 전파되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 보호층(100)의 변형이나 파손을 방지하여 단열층(50)을 안정적으로 보호할 수 있는 것이다.

보호층(100)의 주름부(101)와 단열층(50) 사이에는 주름부(101)가 돌출 형성되는 만큼 이격 공간이 형성되고, 본 발명의 일 실시예에 따르면 이러한 이격 공간에는 주름부(101)의 형상과 대응되는 형상의 지지부재(200)가 배치될 수 있다. 지지부재(200)는 주름부(101)의 내부를 채워 외부 충격 작용 시 주름부(101)의 파손을 방지하고, 주름부(101)의 형성을 용이하게 할 수 있다. 지지부재(200)는 주름부(101)의 내부 이격 공간에 배치되어 주름부(101)의 주름 경로를 따라 응력이 집중되는 경우 주름부(101)를 안정적으로 지지할 수 있다. 일 실시예에서 지지부재(200)는 팽창된 폴리스티렌 폼(expanded polystyrene foam, 이하 EPS) 소재가 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 보호층(100)과 단열층(50) 사이는 이격 공간이 형성되지 않을 수 있다. 이 경우, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 보호층(100)의 내측 표면은 단열층(50)과 접촉되고, 주름층(101)은 단지 보호층(100)의 외측 표면으로부터 돌출 형성되는 구조로 설명될 수 있다. 또는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 단열층(50)에도 보호층(100)의 주름부(101)와 대응되는 위치에 주름부(101)와 대응되는 형상으로 돌출부(51)가 형성되고, 단열층의 돌출부(51)에 의해 보호층(100)의 주름부(101)가 지지되는 구조를 포함할 수도 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 보호층(100)은, 구체적으로 제1 보호층(110), 제2 보호층(130)을 포함할 수 있다. 또한, 보호층(100)은 제1 보호층(110)의 형성을 용이하게 하는 베이스층(180)을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명에서 제1 보호층(110), 제2 보호층(130) 및 베이스층(180)은 모두 동일한 소재(FRP)로 형성되기 때문에 물리적으로 분리되지 않을 수 있고, 다만 개념적으로 구분되는 것으로 설명할 수도 있다.

제1 보호층(110)에는 상술한 주름부(101)가 형성될 수 있다. 제1 보호층(110)에는 일정한 길이로 연장되는 주름부(101)가 형성될 수 있다. 일 실시예에서 제1 보호층(110)은 주름부(101)를 포함하여 대체로 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서 보호층(100)이 FRP 소재로 형성되는 경우, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 일정한 곡률의 주름부(101)를 포함하도록 대체로 플레이트 형상으로 미리 성형되어 준비될 수 있다. 이는 후술할 바와 같이 제2 보호층(130) 또는 베이스층(180)처럼 FRP 소재를 수작업으로 단열층(50)에 도포하여 제조하게 되면 주름부(101)의 곡률을 일정하게 형성하기 어려워서, 결국 변형량의 제어가 어려워질 수 있기 때문이다. 그러나 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 제2 보호층(130) 및 베이스층(180)과 같이 수작업으로 도포하여 준비될 수도 있음은 자명할 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이 제1 보호층(110)이 미리 성형되어 준비되는 경우, 제1 보호층(110)은 주름부(101)와 주름부(101)를 단열층(50)의 표면에 결합시키기 위한 플렌지부(102)를 포함하도록 형성될 수 있다.

제2 보호층(130)은 단열층(50)의 외부 표면 중에서 제1 보호층(110), 특히 주름부(101)가 배치되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 즉, 제2 보호층(130)은 제1 보호층(110)의 적어도 일부 영역 및 상기 단열층(50)의 상기 제1 보호층(110)이 배치되지 않은 나머지 영역을 커버하도록 형성될 수 있다. 일 실시예에서 제2 보호층(130)은 FRP 소재를 단열층(50)의 외측 표면에 수작업으로 일정한 두께로 도포하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서 제2 보호층(130)은 제1 보호층(110)이 플레이트 형상으로 미리 형성되어 준비되는 경우, 제1 보호층(110)의 플렌지부(102)의 적어도 일부 영역 및 제1 보호층(110)이 배치되지 않는 단열층(50)의 나머지 영역 상에 도포될 수 있다.

상술한 제1 보호층(110)이 일정한 곡률을 갖는 주름부(101)를 포함하는 플레이트 형상으로 미리 성형되어 준비되는 경우, 제1 보호층(110)과 단열층(50)의 외측 표면 사이에는 베이스층(180)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서 베이스층(180)은 상술한 제2 보호층(130)과 같이 FRP 소재를 단열층(50)의 외측 표면에 수작업으로 일정한 두께로 도포하여 형성될 수 있다. 이 경우 베이스층(180)은 제1 보호층(110)의 플렌지부(102)와 대응되는 영역에만 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 베이스층(180)은 미리 성형되어 준비되는 제1 보호층(110)을 단열층(50)에 결합시기키 위해 구비되는 것이다. 즉, 베이스층(180)이 단열층(50)의 외측 표면에 도포된 후 경화되면, 제1 보호층(110)의 플렌지부(102)와 베이스층(180)이 결합부재(미도시)를 통해 결합될 수 있다.

상술한 보호층은 탱크 몸체(10)를 감싸도록 형성되는 단열층(50)의 외부 표면에 적층 배치되어 단열층(50)을 보호할 수 있다. 한편, 도 4를 참조하면, 보호층(100)에 형성되는 주름부(101)는 단열층(50)의 표면에서 탱크 몸체(10)의 중앙부(11)에 대응되는 영역 및 헤드부(12)에 대응되는 영역 모두에 형성될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면 주름부(101a)의 주름 경로가 중앙부(11)의 축방향과 나란한 방향(예를 들어 도 1의 X축 방향)으로 연장 형성될 수 있다. 또한 주름부(101b)의 주름 경로가 중앙부(11)의 둘레방향(예를 들어 도 1의 Y축 또는 Z축 방향)으로 연장 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 주름부(101c)의 주름 경로가 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 돔 형상의 헤드부(12)의 중심을 지나도록 형성될 수 있다. 이때 서로 다른 주름부(101c)가 서로 직교하도록 헤드부(12)의 중심을 지나게 배치될 수 있다. 또한 도 5의(b)에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 주름부(101d)는 헤드부(12)의 중심을 기준으로 동심원을 그리도록 배치될 수도 있다.

본 발명에서는 탱크 내부의 극저온의 액화가스로 인한 탱크 몸체(10) 및 단열층(50)의 열변형 시, 단열층(50)의 표면에 형성되는 주름부(101)를 포함하는 보호층을 형성함으로써 주름부(101)의 주름 경로에 응력을 수렴시켜서 열변위를 흡수함으로써, 보호층의 다른 영역으로 응력이 전파되는 것을 방지하여 보호층(100)의 변형 또는 파손을 방지할 수 있는 것이다.

다음은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 보호구조를 형성하는 방법을 도 4 및 도 9를 참조하여 구체적으로 설명한다.

먼저 탱크 몸체(10)를 감싸도록 단열층(50)이 형성되고, 본 발명에서 제안하는 FRP 소재의 보호층(100)이 단열층(50)의 표면에 배치될 수 있다. 보호층(100)의 주름부(101)는 탱크 몸체(10)의 중앙부(11)의 축방향(101a)으로 형성되고, 중앙부(11)의 둘레방향(101b)을 따라 형성될 수 있으며, 헤드부(12)의 중심을 지나는 방향(101c)으로 형성될 수 있다.

일 실시예에서 보호층(100)이 FRP 소재로 형성될 수 있고, 단열층(50)의 표면에 일정한 두께를 갖도록 도포될 수 있다. 이 경우, 단열층(50)의 표면에 상술한 지지부재(200)가 탱크 몸체(10)의 중앙부(11)의 축방향(101a) 또는 둘레방향(101b)으로 따라 배치된 상태에서 보호층(100)이 도포됨으로써 주름부(101)가 형성될 수 있다.

또 다른 실시예에서는 FRP 소재의 보호층(100) 중에서 제1 보호층(110)이 일정한 곡률을 갖는 주름부(101)가 형성되도록 미리 성형되어 경화된 상태로 준비될 수 있다. 이하에서는 제1 보호층(110)이 미리 가공되어 준비되는 실시예에 대해 설명한다.

제1 보호층(110)은 주름부(101)가 형성된 플레이트 형상으로 준비될 수 있다. 이 때 제1 보호층(110)은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 한 방향으로 연장되는 주름부(101)를 구비하는 제1 형태와 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 두 방향으로 연장되는 주름부(101)가 상호 교차하는 제2 형태로 구비될 수 있다. 이러한 제2 형태의 제1 보호층(110) 플레이트는 도 4의 A 부분과 같이, 서로 다른 방향으로 배치되는 제1 형태의 제1 보호층(110) 플레이트 사이에 배치되어 이들을 연결하는 역할을 수행할 수 있다.

제1 보호층(110)이 미리 가공되어 준비되는 경우, 단열층(50)의 외측 표면에는 제1 보호층(110)이 배치될 위치에 FRP가 미리 도포된 후 경화되어 베이스층(180)이 형성될 수 있다(710). 이때, 베이스층(180)은 제1 보호층(110)의 플렌지부(102)와 대응되는 위치에 띠 형상으로 형성될 수 있고, 상술한 지지부재(200)가 베이스층(180) 상에 실런트(sealant)등을 이용하여 임시로 고정될 수 있다(720).

이후 미리 가공된 제1 보호층(110)이 베이스층(180) 상에 베이스층(180)과 지지부재(200)를 커버하도록 배치되고, 제1 보호층(110)의 플렌지부(102)가 베이스층(180)에 결합부재를 이용하여 결합될 수 있다(730). 결합부재는 볼트, 리벳 등이 사용될 수 있으며 공지된 어떠한 결합부재도 사용될 수 있음은 자명하다. 이때, 제1 보호층(110)의 주름부(101)가 도 4에 도시된 바와 같이 탱크 몸체(10)의 중앙부(11) 및 헤드부(12)에 다양한 방향으로 배치되어 형성될 수 있음은 상술한 바와 같다.

제1 보호층(110)이 단열층(50)의 표면에 결합된 상태에서, 제2 보호층(130)이 제1 보호층(110)의 플렌지부(102)의 적어도 일부 영역 및 제1 보호층(110)이 배치되지 않는 단열층(50) 표면의 나머지 영역에 수작업으로 도포됨으로써 형성될 수 있다(740).

한편, 제1 보호층(110), 제2 보호층(130) 및 베이스층은 모두 동일한 소재로 형성될 수 있고, 바람직하게는 FRP 소재로 형성될 수 있기 때문에 제1 보호층(110), 제2 보호층(130) 및 베이스층 각각은 보호층의 형성이 완료된 후에는 물리적으로 구분이 어려운 상태일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 액화가스 저장탱크의 보호구조에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크가 상온에서 초저온 또는 초저온에서 상온으로 온도 변화에 따른 변위가 있을 경우, 주름부(101)를 통해 그 변위를 흡수함으로써 보호층(100)의 손상 및 변형을 방지할 수 있다.

또한, 보호층(100)의 주름부(101)는 동일한 소재로 형성되고 밀폐된 구조로 형성됨으로써 파도, 해풍과 같은 외부 환경에 의한 손상을 방지할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 탱크 몸체
11: 중앙부
12: 헤드부
50: 단열층
100: 보호층
101: 주름부
102: 플렌지부
110: 제1 보호층
130: 제2 보호층
180: 베이스 층
200: 지지부재

Claims

액화가스 저장탱크의 보호구조에 있어서,
탱크 몸체를 감싸도록 형성되는 단열층의 외측 표면에 배치되는 보호층을 포함하고,
상기 보호층은 적어도 하나 이상의 주름부를 포함하는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
제1항에 있어서,
상기 주름부는 상기 단열층의 외측 표면으로부터 볼록하게 돌출된 상태에서 적어도 하나 이상의 방향으로 연장 형성되는 주름부를 포함하는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
제1항에 있어서,
상기 보호층은,
상기 주름부가 형성되어 상기 단열층의 외측 표면에 배치되는 제1 보호층; 및
상기 제1 보호층의 적어도 일부 영역 및 상기 단열층의 상기 제1 보호층이 배치되지 않은 나머지 영역을 커버하도록 형성되는 제2 보호층을 포함하는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
제3항에 있어서,
상기 단열층의 외측 표면과 상기 제1 보호층 사이에 배치되는 베이스층을 포함하는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
제4항에 있어서,
상기 제1 보호층과 상기 베이스층을 결합시키는 결합부재를 포함하는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
제1항에 있어서,
상기 주름부와 상기 단열층의 표면 사이에는 이격 공간이 형성되고,
상기 이격 공간에 배치되는 지지부재를 포함하는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
제1항에 있어서,
상기 주름부와 상기 단열층의 표면 사이에는 이격 공간이 형성되고,
상기 이격 공간에는 상기 단열층의 표면으로부터 돌출 형성되는 돌출부에 의해 채워지는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
제4항에 있어서,
상기 제1 보호층, 상기 제2 보호층 및 상기 베이스층은 동일한 재질의 보호재로 형성되는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
제8항에 있어서,
상기 보호재는 섬유강화플라스틱(FRP)을 포함하는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
제1항에 있어서,
상기 탱크 몸체는 대체로 원통 형상의 중앙부 및 대체로 돔 형상으로 구비되고 상기 중앙부의 양단부에 결합되는 헤드부를 포함하고,
상기 주름부는,
상기 중앙부에서 상기 단열층의 외측 표면을 따라 상기 중앙부의 축방향 또는 상기 중앙부의 둘레방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 연장 형성되는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
제10항에 있어서,
상기 주름부는,
상기 헤드부에서 상기 단열층의 외측 표면을 따라 상기 돔 형상의 중심을 지나도록 연장 형성되는 액화가스 저장탱크의 보호구조.
액화가스 저장탱크의 보호구조 형성방법에 있어서,
탱크 몸체를 감싸도록 형성되는 단열층의 외측 표면을 따라 연장되는 베이스 층을 형성하는 단계;
상기 베이스 층 상에 지지부재를 배치하는 단계;
상기 베이스 층 및 상기 지지부재를 커버하도록 제1 보호층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 보호층의 적어도 일부 영역 및 상기 단열층의 상기 제1 보호층이 배치되지 않은 나머지 영역을 커버하도록 제2 보호층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제1 보호층은 상기 베이스층의 외측 표면으로부터 볼록하게 돌출된 상태에서 상기 베이스층의 외측 표면을 따라 연장 형성되는 주름부를 포함하는 액화가스 저장탱크의 보호구조 형성방법.