KR20220025992A - 액화가스 저장탱크의 단열시스템 - Google Patents

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허행성
박광준
황범석
오훈택
박성우
강중규
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Abstract

액화가스 저장탱크의 단열시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼 단열재를 포함하는 단열벽; 단열벽의 상부에 설치되는 복합재 소재의 2차 밀봉벽; 2차 밀봉벽의 상부에 설치되는 플라이우드층; 및 플라이우드층의 상부에 설치되는 1차 밀봉벽을 포함하여, 2차 밀봉벽이 단열벽의 중간이 아닌 단열벽의 탑 레벨에 설치되는 것을 특징으로 하여, 2차 밀봉벽의 누설 우려를 해소하고 시공성 및 경제적인 측면에서 유리한 효과를 가진다.

Description

액화가스 저장탱크의 단열시스템 {INSULATION SYSTEM OF LIQUEFIED GAS STORAGE TANK}
본 발명은 액화가스 저장탱크의 단열시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복합재 소재의 2차 밀봉벽을 단열벽 사이가 아닌 단열벽의 탑 레벨에 위치시킴으로써, 2차 밀봉벽의 누설 우려를 해소하고 시공성 및 경제적인 측면에서 유리한 효과를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템에 관한 것이다.
천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나 또는 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG')의 상태로 LNG 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 운반선 등과 같이 LNG를 수송 혹은 저장하기 위한 구조물에는 LNG의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히 '화물창'이라고도 함)가 설치된다.
LNG 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent type)과 멤브레인형(Membrane type)으로 분류할 수 있다. 통상적으로 멤브레인형 저장탱크는 GTT의 NO 96형과 MARK Ⅲ형 등으로 나뉘어지고 독립형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형 등으로 나뉘어진다.
일반적으로 멤브레인형 저장탱크는 선체 내벽 상에 2차 단열벽, 2차 밀봉벽, 1차 단열벽 및 1차 밀봉벽이 순차적으로 적층되는 이중 밀봉 구조로 이루어진다.
NO 96형 저장탱크에서 1차 및 2차 밀봉벽은 0.5 내지 0.7㎜ 두께의 인바강(Invar steel, 36% 니켈강) 멤브레인으로 이루어지며, 1차 및 2차 단열벽은 플라이우드 박스(Plywood box)에 펄라이트(Perlite) 분말이나 글라스 울(Glass wool)등의 단열재를 채운 형태의 단열박스(Insulation box)들로 구성된다.
NO 96형 저장탱크는 1차 밀봉벽과 2차 밀봉벽이 거의 같은 정도의 액밀성 및 강도를 가지고 있어 1차 밀봉벽의 누설시 상당한 기간동안 2차 밀봉벽만으로도 화물을 안전하게 지탱할 수 있다.
또한, NO 96형 저장탱크는 단열벽 목재 상자 내부에 단열재를 채운 형태로 이루어지므로 MARK Ⅲ형 저장탱크에 비하여 높은 압축강도와 강성을 갖출 수 있으며 용접이 간편하여 자동화율이 높다.
한편, MARK Ⅲ형 저장탱크에서 1차 밀봉벽은 대략 1.2mm 두께의 스테인리스강(Stainless steel, SUS) 멤브레인으로 이루어지고 2차 밀봉벽으로는 트리플렉스(Triplex)가 적용된다. 그리고 1차 및 2차 단열벽은 폴리우레탄 폼(PUF: Polyurethane Foam)의 상면 또는 하면에 목재 합판을 접착한 형태의 단열패널(Insulation panel)들로 구성된다.
MARK Ⅲ형 저장탱크의 1차 밀봉벽은 극저온 상태의 LNG에 의한 열수축을 흡수하기 위해 파형 주름을 가지며, 이러한 파형 주름에서 멤브레인의 변형을 흡수하므로 멤브레인 내에 큰 응력이 발생하지 않는다.
MARK Ⅲ형 저장탱크는 파형 주름을 가지는 1차 밀봉벽의 용접 자동화율이 낮아 설치/제작 측면에서 불리함이 있으나, 인바강 멤브레인에 비해 스테인리스강 멤브레인 및 트리플렉스의 가격이 저렴하고 시공이 간편하며, 폴리우레탄 폼의 단열효과가 뛰어나다는 장점이 있다.
도 1은 종래 MARK Ⅲ형 저장탱크의 단열시스템 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 MARK Ⅲ형 저장탱크의 단열시스템은, 선체(H) 내벽으로부터 하부 단열패널(10)과, 2차 밀봉벽(20: 21, 22), 그리고 상부 단열패널(30)과 1차 밀봉벽(40)이 순차적으로 적층된 형태를 가진다.
하부 단열패널(10)은 선체(H)의 내측면에 에폭시 매스틱(Epoxy mastic)과 스터드 볼트(Stud bolt)에 의해 고정되고, 상부 단열패널(30)은 하부 단열패널(10)과의 사이에 개재되는 2차 밀봉벽(20)을 매개로 하여 접착 방식으로 고정된다.
종래 MARK Ⅲ형 저장탱크에서 1차 밀봉벽(40)은 대략 1.2mm 두께의 스테인리스강(SUS) 멤브레인으로 이루어지고, 2차 밀봉벽(20)으로서는 트리플렉스라는 소재가 적용된다. 이때 1차 밀봉벽(40)은 LNG와 직접 접촉하여 액밀을 수행하므로 극저온에 의한 열수축을 흡수할 수 있도록 파형 주름을 가지는 것이 일반적이다.
한편, 종래 MARK Ⅲ형 저장탱크는 패널 간의 경계부에서의 구조적인 보완을 위해 상부 단열패널(30) 사이에 브릿지패널(31)을 배치하여 하부 단열패널(10) 사이의 경계부를 덮는 형태로 구성한다.
브릿지패널(31)의 설치는, 하부 단열패널(10)의 상부에 부착되어 있는 리지드 트리플렉스(Rigid triplex, 21) 상에 서플 트리플렉스(Supple triplex, 22)를 부착시킨 후, 다시 그 위에 브릿지패널(31)을 부착시키는 방식으로 이루어진다.
브릿지패널(31)의 상면은 상부 단열패널(30)의 상면과 동일 평면을 이루게 되고, 상부 단열패널(30)과 브릿지패널(31)로 이루어지는 상부 단열층의 위에 1차 밀봉벽(40)을 설치함으로써 저장탱크의 단열시스템이 완성된다.
그런데, 상기와 같이 종래 MARK Ⅲ형 저장탱크는, 리지드 트리플렉스(21)와 서플 트리플렉스(22)를 접착제를 이용하여 접착(bonding)시킨 구조로서, 접착 작업시 발생하는 오염에 의해 접착 불량이 발생하는 경우 완벽한 기밀 유지가 어려우며, 시간이 지남에 따라 접착면이 분리될 수 있으며 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 저장탱크 내부에 설치되는 단열패널들은 극저온 상태에 의하여 열수축을 하게 되는데, 이때 도면에 화살표로 표시된 것과 같이 하부 단열패널(10)의 열수축 방향과 브릿지패널(31)의 열수축 방향이 서로 반대로 형성되기 때문에, 그 경계부 상에 설치되는 보조방벽(서플 트리플렉스, 22)에 응력이 집중되어 파손될 우려가 크다.
이외에도, 종래 MARK Ⅲ형 저장탱크는, 2차 밀봉벽(20)이 하부 단열패널(10)들로 이루어지는 하부 단열층과 상부 단열패널(30) 및 브릿지패널(31)들로 이루어지는 상부 단열층의 사이에 개재되기 때문에 설치 공정이 복잡하여 작업에 많은 시간이 소요되며, 리지드 트리플렉스(21)와 서플 트리플렉스(22)의 접착 부분에서 LNG의 누설 발생시 이에 대한 유지보수에 많은 시간과 비용이 소요된다는 단점이 있다.
한국 공개특허공보 제10-2009-0096901호 (2009. 09. 15.)
상기와 같이 상하부 단열층 사이에 복합재 소재의 2차 밀봉벽을 개재하는 종래 시스템은 2차 밀봉벽에서의 누설 우려가 있으나, 이러한 문제점을 보완한다면 2차 밀봉벽으로서 금속 소재의 멤브레인을 적용하는 것보다 복합재 소재를 적용하는 것이 시공성이나 경제적인 측면에서 매우 유리할 수 있다.
따라서, 본 발명은 복합재 소재의 2차 밀봉벽의 누설 우려를 해소할 수 있는 새로운 구조를 제안함으로써, 2차 밀봉벽으로서 복합재 소재의 적용이 가능하고 이에 따라 시공성 및 경제적인 측면에서 우위를 가질 수 있는 액화가스 저장탱크의 단열시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼 단열재를 포함하는 단열벽; 상기 단열벽의 상부에 설치되는 복합재 소재의 2차 밀봉벽; 상기 2차 밀봉벽의 상부에 설치되는 플라이우드층; 및 상기 플라이우드층의 상부에 설치되는 1차 밀봉벽을 포함하여, 상기 2차 밀봉벽이 상기 단열벽의 중간이 아닌 상기 단열벽의 탑 레벨에 설치되는 것을 특징으로 하는, 액화가스 저장탱크의 단열시스템이 제공될 수 있다.
상기 2차 밀봉벽은 알루미늄 포일과 유리섬유의 조합으로 이루어지는 트리플렉스 소재로 구성될 수 있다.
상기 2차 밀봉벽은 상기 단열벽의 상부에 접착 방식으로 고정될 수 있다.
상기 플라이우드층은 플라이우드 단일 소재로 구성될 수 있다.
상기 플라이우드층은 상기 2차 밀봉벽의 상부에 접착 방식으로 고정될 수 있다.
상기 1차 밀봉벽은 스테인리스강, 인바강 및 알루미늄 합금을 포함하는 저온강 중 어느 하나의 소재로 구성될 수 있다.
상기 1차 밀봉벽이 스테인리스강 소재의 멤브레인으로 구성되는 경우, 상기 멤브레인 상에는 극저온에 의한 열수축을 흡수할 수 있도록 다수의 파형 주름이 형성될 수 있다.
상기 1차 밀봉벽은 상기 플라이우드층의 상부면에 설치되는 금속판에 용접에 의해 고정될 수 있다.
상기 단열벽은 하부 단열층과 상부 단열층을 포함하여 적어도 2 이상의 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기 하부 단열층은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼 단열재의 하면에 보호판을 접착시킨 형태로 제작되어 선체 내벽에 설치되는 다수의 하부 단열패널을 포함하고, 상기 상부 단열층은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼 단열재를 일정한 형태로 가공하여 제작되는 상부 단열패널 및 브릿지패널을 포함하며, 상기 상부 단열패널과 상부 브릿지패널은 상기 하부 단열패널의 상부에 직접 면접하여 접착될 수 있다.
상기 상부 단열패널은 상기 하부 단열패널보다 단면적이 작게 제작되어 상기 하부 단열패널의 면적 내에 배치되고, 상기 브릿지패널은 상기 상부 단열패널 사이의 간격에 배치되어 서로 이웃하는 상기 하부 단열패널 사이의 경계부를 덮도록 배치될 수 있다.
상기 하부 단열패널과 상기 상부 단열패널은 외부에서 일체형 모듈로 제작된 후 상기 액화가스 저장탱크의 내부로 투입되어 설치가 이루어질 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 하부 단열층과 상부 단열층으로 구성되는 단열벽과 이중의 밀봉을 형성하는 2차 밀봉벽 및 1차 밀봉벽을 포함하여 이중 밀봉 구조의 단열시스템을 갖춘 액화가스 저장탱크에 있어서, 상기 2차 밀봉벽을 상기 하부 단열층과 상기 상부 단열층의 사이가 아닌 상기 상부 단열층의 탑 레벨에 위치시키고, 상기 2차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽의 사이에 추가적으로 플라이우드층을 배치하는 것을 특징으로 하는, 액화가스 저장탱크의 단열시스템이 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 2차 밀봉벽을 단열벽 사이가 아닌 단열벽의 탑 레벨에 위치시킴으로써, 2차 밀봉벽의 누설 우려를 해소하고 시공성 및 경제적인 측면에서 유리한 효과를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 새로운 구조의 단열시스템을 제공함에 있어서, 극저온에 의한 열수축시에도 유연한 거동이 가능한 2차 밀봉벽의 구조를 구현함으로써, 2차 밀봉벽에서의 누설 우려를 더욱 확실히 해소하고 액화가스 저장탱크의 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 종래 MARK Ⅲ형 저장탱크의 단열시스템 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템의 더 개선된 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 개선된 구조에서 2차 밀봉벽의 설치 및 연결 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 명세서에서 액화가스 저장탱크는, 가장 대표적인 액화가스인 LNG를 비롯하여 LPG(Liquefied petroleum gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같이 저온으로 액화시켜 저장/수송될 수 있는 다양한 종류의 액화가스를 저장하는 저장탱크를 모두 포함할 수 있다.
본 발명에서 '1차' 및 '2차'라는 용어의 사용은, 저장탱크에 저장된 LNG를 기준으로 LNG를 1차적으로 밀봉 또는 단열하는 기능을 하는 것인지 2차적으로 밀봉 또는 단열하는 기능을 하는 것인지에 대한 구분 기준으로 구사된 것이다.
또한, 관례상 탱크의 요소에 적용된 용어 '상부' 또는 '위'는 중력에 대한 방향과는 관계없이 탱크의 내측을 향하는 방향을 가리키는 것이고, 마찬가지로 용어 '하부' 또는 '아래'는 중력에 대한 방향과는 관계없이 탱크의 외측을 향하는 방향을 가리키는 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템은, 선체(H) 내벽에 설치되는 단열벽(100)과, 단열벽의 상부에 설치되는 2차 밀봉벽(200), 2차 밀봉벽(200)의 상부에 설치되는 플라이우드층(300) 및 플라이우드층(300)의 상부에 설치되는 1차 밀봉벽(400)을 포함한다.
단열벽(100)은 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼(R-PUF: Reinforced Polyurethane Foam)으로 이루어지는 단열재를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 단열재에 기계적인 강성을 부여하기 위하여 플라이우드(Plywood) 또는 섬유강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastics)과 같은 복합재료(Composite material)가 복합된 형태로 제공될 수 있다.
단열벽(100)은 적어도 2 이상의 다층 구조로 형성될 수 있으며, 본 발명에서는 단열벽(100)이 하부 단열층(110)과 상부 단열층(120)을 포함하여 두 개의 층으로 구성되는 것을 바람직한 실시예로 제시한다.
구체적으로, 단열벽(100)의 하부 단열층(110)은 다수의 하부 단열패널(111)들로 구성될 수 있으며, 일정한 형태(예컨대, 육면체 형태)로 가공된 다수의 하부 단열패널(111)이 선체(H) 내벽 상에 횡방향 및 종방향을 따라 연달아 배열됨으로써 하부 단열층(110)을 구성할 수 있다.
더욱 구체적으로, 하부 단열패널(111)은 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재의 하면에 플라이우드 또는 복합재료로 이루어지는 보호판(하부 플레이트)을 접착시킨 형태로 제작될 수 있으며, 선체(H) 내벽에 도포된 매스틱(Mastic) 또는 레진(Resin) 등의 접착제 물질에 의해 선체(H)와 연결될 수 있다.
단열벽(100)의 상부 단열층(120)은 다수의 상부 단열패널(121) 및 브릿지패널(122)을 포함할 수 있다. 상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122)은 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재를 일정한 형태(예컨대, 육면체 형태)로 가공한 것일 수 있다. 상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122)은 폼 단열재로만 이루어질 수 있으며, 하부 단열패널(111)의 상면에 접착 방식으로 고정될 수 있다.
상부 단열패널(121)은 하부 단열패널(111)보다 단면적이 작게 제작되어 하부 단열패널(111)의 면적 내에 배치될 수 있다. 이때, 하부 단열패널(111)의 네 모서리로부터 상부 단열패널(121)의 각 모서리까지의 거리는 모두 동일하게 형성될 수 있다.
브릿지패널(122)은 서로 이웃하는 상부 단열패널(121) 사이에 배치되어 서로 이웃하는 하부 단열패널(111) 사이의 경계부를 덮는다. 따라서 브릿지패널(122)은 서로 이웃하는 상부 단열패널(121) 사이의 간격에 대응되는 사이즈로 제작될 수 있다.
후술하겠지만 본 발명에서는 하부 단열층(110)과 상부 단열층(120) 사이에 밀봉벽이 설치되지 않으므로, 기존 시스템(도 1 참고)에서와 같이 브릿지패널의 하부에 보조방벽(서플 트리플렉스)을 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 발명에서 상부 단열층(120)을 구성하는 상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122)은 동일한 두께로 제작될 수 있으며, 제작 및 시공의 편의를 위해 동일한 부재(두께 뿐만 아니라 너비와 길이도 동일한 형태)로 생산되는 것도 가능하다.
또한, 본 발명에서 상부 단열층(120)의 구성 중 상부 단열패널(121)은 하부 단열패널(111)과 일체의 모듈로 제작 생산될 수 있다. 전술한 바와 같이 하부 단열층(110)과 상부 단열층(120) 사이에는 별도의 밀봉벽이 설치되지 않기에, 하부 단열패널(111)과 상부 단열패널(121)은 마주하는 면이 직접 접착되어 연결될 수 있으며, 따라서 두 단열패널(111, 121)을 일체형 모듈로 제작 생산하는 것이 매우 용이하다.
하부 단열패널(111)과 상부 단열패널(121)은 외부에서 일체형 모듈로 제작이 완료된 후 입고될 수 있으며, 상기 일체형 모듈을 선체(H) 내벽에 설치함으로써 상하부 단열패널(111, 121)의 설치 작업이 동시에 수행될 수 있다. 일체형 모듈의 설치가 완료되면, 서로 이웃하는 상부 단열패널(121) 사이에 브릿지패널(122)을 설치함으로써 단열벽(100)의 시공이 마무리될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 기존 시스템에서 상하부 단열층 사이에 밀봉벽이 설치되는 공정을 삭제하고, 전체적으로 두꺼운 단열벽(100)을 형성하고 그 위에 2차 밀봉벽(200)과 1차 밀봉벽(400)을 순차적으로 설치한다.
이때, 단열벽(100)을 단일층으로 형성하면 패널 간의 경계부에서 대류에 의한 열손실이 발생할 수 있고, 선체 변형(Hull deflection)으로 인한 패널의 수직방향 변형에도 구조적으로 취약점이 발생할 수 있기 때문에, 본 발명에서는 단열벽(100)을 적어도 2 이상의 다층 구조로 형성하고, 하부 단열층(110)의 경계면을 상부 단열층(120)의 브릿지패널(122)로 덮는 구조를 적용하는 것이다.
이러한 본 발명의 구조에 따르면, 서로 이웃하는 하부 단열패널(111) 간의 경계부에서 발생하는 열침입(대류)으로 인한 열손실을 감소시킬 수 있으며, 또한 선체 변형으로 인한 상하부 단열패널(111, 121)의 수직방향 변형에 대해서도 유연한 거동이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 상하부 단열층(110, 120) 사이에 밀봉벽을 설치하는 공정을 삭제함으로써, 단열층 사이에 밀봉벽을 설치하는 복잡한 설치 공정을 간소화할 수 있으며, 기존에 상하부 단열패널들의 열수축 방향이 다르게 형성됨에 따라 그 사이에 개재되는 2차 밀봉벽에 응력이 집중 문제도 해소할 수 있다.
단열벽(100)의 상부에 설치되는 2차 밀봉벽(200)은, 알루미늄 포일(Aluminum foil)과 유리섬유의 조합으로 이루어지는 트리플렉스와 같은 복합재 소재로 구성될 수 있으며, 단열벽(100)의 상부에 접착 방식으로 고정될 수 있다.
2차 밀봉벽(200)의 상부에 설치되는 플라이우드층(300)은 용어에서도 알 수 있듯이 플라이우드 단일 소재로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 열가소성 플라스틱(GMT: Glass Fiber Mat Reinforced Thermoplastics)과 같은 복합 소재 또는 밀도가 높은 폴리우레탄 폼을 사용하는 것도 가능하다.
플라이우드층(300)은 2차 밀봉벽(200)의 상부에 접착 방식 또는 기계적인 체결 방식으로 고정될 수 있다.
플라이우드층(300)에는 후술하는 1차 밀봉벽(400)이 용접에 의해 고정될 수 있도록 금속판(미도시)이 설치될 수 있다. 금속판(미도시)은 플라이우드층(300)의 상부면에 형성되는 홈에 안착되어 리벳(Rivel) 또는 스크류(Screw) 등의 체결부재에 의해 고정될 수 있다.
플라이우드층(300)의 상부에 설치되는 1차 밀봉벽(400)은, 극저온의 액화가스와 직접 접촉하여 1차적인 기밀을 수행하는 것으로서, 액화가스에 의한 응력 변화에 대응할 수 있도록 저온취성이 강한 금속 소재로 마련될 수 있으며, 바람직하게는 스테인리스강이나 인바강 또는 알루미늄 합금 등의 저온강이 이용될 수 있다.
1차 밀봉벽(400)이 스테인리스강 소재의 멤브레인으로 구성되는 경우에는 극저온에 의한 열수축을 흡수할 수 있도록 멤브레인 상에 다수의 파형 주름이 형성될 수 있다.
1차 밀봉벽(400)은 다수의 금속 멤브레인 시트로 구성될 수 있으며, 상기 금속 멤브레인 시트가 플라이우드층(300)의 상부면에 설치되는 금속판(미도시)에 용접에 의해 고정될 수 있다. 이때, 1차 밀봉벽(400)을 구성하는 금속 멤브레인 시트들은 가장자리가 서로 겹치기 용접되어 기밀을 형성할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 복합재 소재의 2차 밀봉벽(200)을 단열벽(100)의 탑 레벨에 위치시키는 본 발명의 구조에 따르면, 복합재 소재의 2차 밀봉벽(200)이 상하부 단열층의 서로 다른 열수축 방향에 의한 영향을 받지 않으므로, 종래 시스템에서와 같은 2차 밀봉벽의 누설 우려가 해소될 수 있다.
따라서, 본 발명은 2차 밀봉벽(200)으로서 금속 소재의 밀봉벽보다 설치 및 경제적인 측면에서 매우 유리한 복합재 소재를 적용하는 것이 가능하여, 액화가스 저장탱크의 단열시스템을 건조함에 있어서 시공성이 현저하게 향상되고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 3은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템의 더 개선된 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 개선된 구조에서 2차 밀봉벽의 설치 및 연결 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여 설명되는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템은, 앞서 도 2를 참조하여 설명된 실시예에 대하여 단열벽(100)의 상부에 설치되는 2차 밀봉벽(200)의 구체적인 연결 구조를 더 제시하는 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에서 2차 밀봉벽(200)은, 상부 단열패널(121) 및 브릿지패널(122)의 상부에 설치되는 평판형 2차방벽(210)과, 하방으로 돌출된 주름을 포함하여 상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122)의 상부면을 연결하는 주름형 2차방벽(220)을 포함할 수 있다.
평판형 2차방벽(210)은 대략 사각형의 단면을 가지는 시트로 마련되며, 주름형 2차방벽(220)은 양측 날개부(221) 사이에 하방으로 돌출되는 주름부(222)를 포함하는 구조로 마련될 수 있다.
상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122)의 상부 모서리에는 사선으로 절단된 형태의 챔퍼부(Chamfer, C)가 형성될 수 있으며, 상기 챔퍼부(C)의 형성에 의해 상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122) 사이의 경계부에 주름형 2차방벽(220)의 주름부(222)를 수용하는 그루브(Groove, G)가 형성될 수 있다.
평판형 2차방벽(210)과 주름형 2차방벽(220)은 모두 전술한 바와 같이 트리플렉스와 같은 복합재 소재로 구성될 수 있다. 즉, 평판형 2차방벽(210)과 주름형 2차방벽(220)은 동일한 소재로 구성될 수 있으며 형태만 달리할 수 있다.
평판형 2차방벽(210)은 상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122)에서 챔퍼부(C)를 제외한 상부면에 부착될 수 있다.
주름형 2차방벽(220)에서 양측 날개부(221)는 평판형 2차방벽(210)의 가장자리 상부면에 안착되며 접착(bonding)에 의해 고정되고, 주름부(222)는 전술한 그루브(G)에 수용되어 상부 단열패널(121) 및 브릿지패널(122)의 상부 모서리에 형성되는 챔퍼부(C)에 접하도록 배치될 수 있다.
이때, 주름부(222)의 형상은 도면에 도시된 바와 같이 단면이 'V'자 형태를 이룰 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 예컨대 'U'자 형태의 단면 등을 포함하여 극저온에 의한 열수축을 흡수할 수 있는 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 또한, 상기와 같이 주름형 2차방벽(220)의 주름부(222) 형상이 변형되는 경우에는, 이에 대응하여 상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122) 사이에 형성되는 그루브(G)의 형상도 변형될 수 있다.
한편, 도면에는 본 발명에 따른 단열시스템의 단면만 제시되어 있으나, 도면에 도시되지 않은 방향으로의 상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122)의 모서리 부분에도 챔퍼부(C)가 형성되어 해당 부위에 주름형 2차방벽(220)이 설치될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122)의 네 모서리 부분에 모두 챔퍼부(C)가 형성될 수 있으며, 상부 단열패널(121)과 브릿지패널(122)의 꼭짓점이 만나는 부위에서는 서로 인접하는 네 개의 패널의 상부면을 연결할 수 있도록 주름형 2차방벽(220)이 십(十)자 형태로 제공될 수도 있다.
2차 밀봉벽(200)의 상부에 설치되는 플라이우드층(300)은, 평판형 2차방벽(210) 위에 설치되는 제1 플라이우드층(310)과, 주름형 2차방벽(220) 위에 설치되는 제2 플라이우드층(320)을 포함할 수 있다.
제1 플라이우드층(310)은 평판형 2차방벽(210) 상에서 주름형 2차방벽(220)이 부착되는 부위를 제외한 면적에 배치되고, 제2 플라이우드층(320)은 주름형 2차방벽(220) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 제2 플라이우드층(320)은 제1 플라이우드층(310)보다 주름형 2차방벽(220)의 두께만큼 감소된 두께를 가질 수 있다.
이와 같은 본 발명의 개선된 구조에 따르면, 액화가스의 극저온에 의한 열수축시에도 주름형 2차방벽(220)에 의해 2차 밀봉벽(200)의 유연한 거동이 가능하여 2차 밀봉벽(200) 측에서의 누설 우려를 더욱 확실히 해소할 수 있다. 따라서 2차 밀봉벽으로서 복합재 소재를 적용하면서도 구조적으로도 안정된 액화가스 저장탱크의 단열시스템을 구축하는 것이 가능하다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 단열벽
110: 하부 단열층
111: 하부 단열패널
120: 상부 단열층
121: 상부 단열패널
122: 브릿지패널
200: 2차 밀봉벽
210: 평판형 2차 밀봉벽
220: 주름형 2차 밀봉벽
300: 플라이우드층
310: 제1 플라이우드층
320: 제2 플라이우드층
400: 1차 밀봉벽

Claims (13)

  1. 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼 단열재를 포함하는 단열벽;
    상기 단열벽의 상부에 설치되는 복합재 소재의 2차 밀봉벽;
    상기 2차 밀봉벽의 상부에 설치되는 플라이우드층; 및
    상기 플라이우드층의 상부에 설치되는 1차 밀봉벽을 포함하여,
    상기 2차 밀봉벽이 상기 단열벽의 중간이 아닌 상기 단열벽의 탑 레벨에 설치되는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 2차 밀봉벽은 알루미늄 포일과 유리섬유의 조합으로 이루어지는 트리플렉스 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 2차 밀봉벽은 상기 단열벽의 상부에 접착 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 플라이우드층은 플라이우드 단일 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 플라이우드층은 상기 2차 밀봉벽의 상부에 접착 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 1차 밀봉벽은 스테인리스강, 인바강 및 알루미늄 합금을 포함하는 저온강 중 어느 하나의 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 1차 밀봉벽이 스테인리스강 소재의 멤브레인으로 구성되는 경우, 상기 멤브레인 상에는 극저온에 의한 열수축을 흡수할 수 있도록 다수의 파형 주름이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 1차 밀봉벽은 상기 플라이우드층의 상부면에 설치되는 금속판에 용접에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열벽은 하부 단열층과 상부 단열층을 포함하여 적어도 2 이상의 다층 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 하부 단열층은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼 단열재의 하면에 보호판을 접착시킨 형태로 제작되어 선체 내벽에 설치되는 다수의 하부 단열패널을 포함하고,
    상기 상부 단열층은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼 단열재를 일정한 형태로 가공하여 제작되는 상부 단열패널 및 브릿지패널을 포함하며,
    상기 상부 단열패널과 상부 브릿지패널은 상기 하부 단열패널의 상부에 직접 면접하여 접착되는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 상부 단열패널은 상기 하부 단열패널보다 단면적이 작게 제작되어 상기 하부 단열패널의 면적 내에 배치되고,
    상기 브릿지패널은 상기 상부 단열패널 사이의 간격에 배치되어 서로 이웃하는 상기 하부 단열패널 사이의 경계부를 덮는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 하부 단열패널과 상기 상부 단열패널은 외부에서 일체형 모듈로 제작된 후 상기 액화가스 저장탱크의 내부로 투입되어 설치가 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  13. 하부 단열층과 상부 단열층으로 구성되는 단열벽과 이중의 밀봉을 형성하는 2차 밀봉벽 및 1차 밀봉벽을 포함하여 이중 밀봉 구조의 단열시스템을 갖춘 액화가스 저장탱크에 있어서,
    상기 2차 밀봉벽을 상기 하부 단열층과 상기 상부 단열층의 사이가 아닌 상기 상부 단열층의 탑 레벨에 위치시키고, 상기 2차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽의 사이에 추가적으로 플라이우드층을 배치하는 것을 특징으로 하는,
    액화가스 저장탱크의 단열시스템.
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KR20090096901A (ko) 2008-03-10 2009-09-15 삼성중공업 주식회사 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이션 구조와 그제조방법 및 제조장치

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KR20090096901A (ko) 2008-03-10 2009-09-15 삼성중공업 주식회사 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이션 구조와 그제조방법 및 제조장치

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