KR20220034992A - 이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템 - Google Patents

이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템 Download PDF

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황범석
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박성우
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Abstract

이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템은, 상부 단열층과 하부 단열층을 포함하여 적어도 2 이상의 층으로 분할되어 다층 구조를 가지는 주 단열벽; 주 단열벽의 상부에 설치되며 일정한 간격으로 이격 배치되는 다수의 보조 단열패널로 구성되는 보조 단열벽; 보조 단열벽의 상부에 설치되는 2차 밀봉벽; 2차 밀봉벽의 상측에 설치되는 1차 밀봉벽; 및 2차 밀봉벽과 1차 밀봉벽 사이에 개재되어 1차 밀봉벽을 2차 밀봉벽으로부터 이격시키는 밀봉벽 이격층을 포함하고, 1차 밀봉벽과 2차 밀봉벽은 극저온에 의한 열수축을 흡수할 수 있도록 횡방향 및 종방향으로 형성되는 다수의 주름을 포함하되, 1차 밀봉벽에 형성되는 주름은 저장탱크의 내측 방향을 향해 돌출되고, 2차 밀봉벽에 형성되는 주름은 저장탱크의 외측 방향을 향해 돌출되어 보조 단열패널 사이의 간격 내에 수용되는 것을 특징으로 한다.

Description

이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템 {INSULATION SYSTEM OF LIQUEFIED GAS STORAGE TANK WITH DOUBLE METALLIC BARRIER STRUCTURE}
본 발명은 이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단열시스템을 패널 타입으로 구축하면서도 종래 패널 타입 단열시스템의 최대 난제인 이중 금속 방벽의 구현이 가능하게 함으로써, 우수한 단열성능을 가지는 동시에 구조적 안정성을 확보하는 것이 가능한 개선된 형태의 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 기밀성 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 주름부를 가지며, 이러한 파형 주름부에서 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.
MARK Ⅲ형 저장탱크에서와 같이 폴리우레탄 폼을 사용하여 단열벽을 구성되는 것을 패널 타입(Panel type)의 단열시스템이라고도 하는데, 이러한 패널 타입의 단열시스템은 단열성은 좋으나 단열벽이 유연한 소재로 이루어지기 때문에 열변형이나 선체의 변형에 취약한 특징을 가진다.
또한, 패널 타입의 단열시스템은 단열패널로 이루어지는 1차 단열벽과 2차 단열벽 사이에 금속 멤브레인을 설치하는 것이 구조적으로 쉽지 않으므로, 통상적으로 금속 소재 대신 복합재를 사용하여 2차 밀봉벽을 구성하며, 현재 MARK Ⅲ형 저장탱크에서도 1차 밀봉벽의 누출을 대비하여 트리플렉스라는 복합재를 사용하여 2차 밀봉벽을 구성하고 있다.
이와 같이 2차 밀봉벽이 복합재로 이루어지는 패널 타입의 단열시스템은 아무리 이중 밀봉 구조를 가진다 하더라도 1차 및 2차 밀봉벽이 모두 금속 멤브레인으로 구성되는 단열시스템보다 수밀에 취약한 것은 어쩔 수 없는 사실이다.
상술한 바와 같은 단점을 가짐에도 불구하고, 패널 타입의 단열시스템은 단열 측면에서 우수한 효과를 가지기에 다양한 액화가스 저장탱크 분야에서 널리 사용되고 있다.
이에 본 발명은 액화가스 저장탱크의 단열시스템을 패널 타입으로 구축하면서도 종래 패널 타입 단열시스템의 최대 난제인 이중 금속 방벽의 구현이 가능하게 함으로써, 단열성능과 구조적 안정성이 모두 고려된 개선된 형태의 액화가스 저장탱크의 단열시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 패널 타입의 단열시스템에 이중 금속 방벽을 구현함에 있어서 보다 단순화된 단열벽 및 밀봉벽의 설치 구조를 제공함으로써, 액화가스 저장탱크의 시공성을 크게 향상시키고 건조 기간의 단축이 가능한 효과를 도모하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 상부 단열층과 하부 단열층을 포함하여 적어도 2 이상의 층으로 분할되어 다층 구조를 가지는 주 단열벽; 상기 주 단열벽의 상부에 설치되며 일정한 간격으로 이격 배치되는 다수의 보조 단열패널로 구성되는 보조 단열벽; 상기 보조 단열벽의 상부에 설치되는 2차 밀봉벽; 상기 2차 밀봉벽의 상측에 설치되는 1차 밀봉벽; 및 상기 2차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽 사이에 개재되어 상기 1차 밀봉벽을 상기 2차 밀봉벽으로부터 이격시키는 밀봉벽 이격층을 포함하고, 상기 1차 밀봉벽과 상기 2차 밀봉벽은 극저온에 의한 열수축을 흡수할 수 있도록 횡방향 및 종방향으로 형성되는 다수의 주름을 포함하되, 상기 1차 밀봉벽에 형성되는 주름은 저장탱크의 내측 방향을 향해 돌출되고, 상기 2차 밀봉벽에 형성되는 주름은 상기 저장탱크의 외측 방향을 향해 돌출되어 상기 보조 단열패널 사이의 간격 내에 수용되는 것을 특징으로 하는, 이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템이 제공될 수 있다.
상기 일정한 간격은 상기 2차 밀봉벽에 형성되는 주름의 폭에 대응될 수 있다.
상기 1차 밀봉벽과 상기 2차 밀봉벽은 스테인리스강 소재의 멤브레인으로 구성될 수 있다.
상기 하부 단열층은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재의 하면에 보호판을 접착시킨 형태로 제작되는 다수의 하부 단열패널을 포함하고, 상기 상부 단열층은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재로 이루어지는 상부 단열패널과, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재로 이루어지며 서로 이웃하는 상기 상부 단열패널 사이에 배치되는 브리지패널을 포함할 수 있다.
상기 상부 단열패널은 상기 하부 단열패널보다 길이 및 너비가 작게 형성되어 상기 하부 단열패널의 면적 내에 배치되고, 상기 브리지패널은 서로 이웃하는 상기 하부 단열패널 간의 경계부를 덮도록 배치될 수 있다.
상기 상부 단열패널과 상기 브리지패널의 하면은 상기 하부 단열패널의 상면에 접착되어 고정될 수 있다.
상기 보조 단열패널은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재의 하면에 상부 플레이트를 접착시킨 형태로 제작되어 상기 상부 단열패널 또는 상기 브리지패널의 상면에 접착되어 고정될 수 있다.
상기 보조 단열벽의 상부에는 상기 2차 밀봉벽을 구성하는 단위 멤브레인 시트의 크기에 대응하여 격자 형태의 2차 금속판이 설치될 수 있다.
상기 2차 금속판은, 상기 다수의 보조 단열패널 중 일부에 형성되는 일(一)자 형태의 금속판과, 상기 다수의 보조 단열패널 중 또 다른 일부에 형성되는 십(十)자 형태의 금속판을 포함할 수 있다.
상기 십(十)자 형태의 금속판에는 상기 2차 밀봉벽을 관통하여 돌출되는 스터드볼트가 설치되고, 상기 스터드볼트에 의해 상기 밀봉벽 이격층이 고정될 수 있다.
상기 밀봉벽 이격층은 플라이우드 소재의 판으로 이루어지며 꼭짓점 부위가 상기 스터드볼트에 의해 고정될 수 있다.
상기 밀봉벽 이격층의 상부면에는 상기 1차 밀봉벽이 용접에 의해 고정되는 1차 금속판이 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 액화가스 저장탱크는 폴리우레탄 폼을 사용하여 단열벽을 구성하는 패널 타입의 단열시스템을 갖춤으로써 박스 타입의 단열시스템보다 우수한 단열성능을 가진다.
이때, 본 발명은 패널 타입의 단열시스템을 구축함에 있어서 종래 패널 타입 단열시스템의 최대 난제였던 이중 금속 방벽의 구현이 가능하게 함으로써, 수밀에 취약한 종래 패널 타입 단열시스템의 단점을 보완하는 것이 가능하며, 이에 따라 밀봉의 신뢰성이 증가하고 궁극적으로는 액화가스 저장탱크의 구조적 안정성이 향상되는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 패널 타입의 단열시스템에 이중 금속 방벽을 구현함에 있어서, 단열벽과 밀봉벽 간의 고정 및 밀봉벽의 설치가 보다 간단하게 이루어질 수 있는 개선된 구조를 제공함으로써, 시공성이 현저하게 향상되고 액화가스 저장탱크의 건조 기간 단축이 가능한 효과도 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템의 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 코너부에 설치되는 코너스틸을 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 단열벽의 설치가 완료된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 2차 밀봉벽의 설치까지 완료된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 2차 밀봉벽의 꼭짓점 부위에서의 연결 구조를 확대 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 밀봉벽 이격층의 설치까지 완료된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 밀봉벽 이격층이 고정되는 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 1차 밀봉벽의 설치까지 모두 완료된 상태를 나타낸 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 1은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템의 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 코너부에 설치되는 코너스틸을 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 단열벽의 설치가 완료된 상태를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 2차 밀봉벽의 설치까지 완료된 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 2차 밀봉벽의 꼭짓점 부위에서의 연결 구조를 확대 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 밀봉벽 이격층의 설치까지 완료된 상태를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 밀봉벽 이격층이 고정되는 구조를 도시한 도면이다. 도 9는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 1차 밀봉벽의 설치까지 모두 완료된 상태를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템은, 선체 내벽(1)에 설치되는 단열벽(100)과, 단열벽(100)의 상부에 설치되는 2차 밀봉벽(200) 및 1차 밀봉벽(300)을 포함한다.
단열벽(100)은 단열재로서 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼(R-PUF: Reinforced Polyurethane Foam)을 포함할 수 있으며, 폴리우레탄 폼 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. 본 발명에서 단열벽(100)은 적어도 2 이상의 다층 구조로 형성될 수 있다.
본 발명은 단열벽(100)의 상부에 2차 밀봉벽(200)과 1차 밀봉벽(300)이 연속하여 설치하여 이중 금속 방벽 구조를 구현한다. 즉, 본 발명은 기존 시스템에서 단열층 사이에 밀봉벽을 설치하는 공정을 삭제하고, 단열벽(100)을 적어도 2 이상의 다층 구조로 형성하여 전체적으로 두꺼운 단열벽을 형성하고, 그 위에 이중의 밀봉벽(200, 300)을 설치하는 것이다.
액화가스 저장탱크의 내부는 극저온(LNG의 경우, -163℃) 상태이므로, 밀봉벽(200, 300)은 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.
밀봉벽(200, 300)이 스테인리스강 멤브레인으로 이루어지는 경우에는 극저온에 의한 열수축에 대응이 가능하도록 멤브레인 상에 다수의 주름을 형성하는 것이 바람직하다.
도 4, 도 5, 도 7 및 도 9에 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템의 설치 과정이 순차적으로 도시되어 있다. 각각의 도면에서 단열시스템의 층별 구조를 구체적으로 확인할 수 있으므로, 이하에서는 해당 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템의 구조를 상세히 설명한다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명에서 단열벽(100)은 적어도 2 이상의 복수의 층으로 마련되는 주 단열벽(110)과 주 단열벽(100)의 상부에 설치되는 보조 단열벽(120)을 포함할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 주 단열벽(110)이 하부 단열층과 상부 단열층을 포함하여 두 개의 층으로 구성되는 것을 바람직한 실시예로 제시한다.
구체적으로, 주 단열벽(110)의 하부 단열층은 다수의 하부 단열패널(111)을 포함할 수 있으며, 단위 유닛으로 제작되는 다수의 하부 단열패널(111)이 선체 내벽(1) 상에 횡방향 및 종방향을 따라 연달아 배열됨으로써 하부 단열층을 구성할 수 있다.
주 단열벽(110)의 상부 단열층은 다수의 상부 단열패널(112)과 브리지패널(113)을 포함할 수 있으며, 단위 유닛으로 제작되는 다수의 상부 단열패널(112)이 하부 단열층 상에 소정의 간격을 두고 배치되고, 서로 이웃하는 상부 단열패널(120) 사이의 간격에 브리지패널(113)이 배치되어 상부 단열층을 구성할 수 있다.
이때, 상부 단열패널(112)은 하부 단열패널(111)보다 단면적이 작게 제작되어 하부 단열패널(111)의 면적 내에 배치될 수 있으며, 브리지패널(113)이 서로 이웃하는 하부 단열패널(111) 사이의 경계부를 덮도록 배치된다.
이와 같이 본 발명은 서로 이웃하는 하부 단열패널(111)의 상부면을 브리지패널(113)로 연결하는 구조를 적용함으로써, 서로 이웃하는 하부 단열패널(111) 간의 경계부에서 발생하는 열침입(대류)으로 인한 열손실을 감소시킬 수 있으며, 또한 선체 변형(Hull deflection)으로 인한 단열패널(111, 112)의 수직방향 변형에 대해서도 유연한 거동이 가능한 장점이 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 내벽(1)에 도포된 매스틱(Mastic) 또는 레진(Resin) 등의 접착제 물질에 의해 선체와 연결될 수 있다.
상부 단열패널(112)과 브리지패널(113)은 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재를 일정한 형태(예컨대, 육면체 형태)로 가공한 것일 수 있다. 즉, 상부 단열패널(112)과 브리지패널(113)은 폼 단열재로만 이루어질 수 있으며, 하부 단열패널(111)의 상면에 접착 방식으로 고정될 수 있다.
다시 말해, 본 발명에서 주 단열벽(110)을 구성하는 하부 단열층과 상부 단열층은 폴리우레탄 폼 계열로 이루어지는 단열재 간을 접착하는 방식으로 고정이 이루어질 수 있다.
하부 단열패널(111)은 소정의 길이와 너비 및 높이를 가지는 육면체 형태의 패널로 제작될 수 있다. 도면에는 하부 단열패널(111)의 길이와 너비의 비율이 1:1인 것으로 도시되어 있지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
마찬가지로, 상부 단열패널(112)도 소정의 길이와 너비 및 높이를 가지는 육면체 형태의 패널로 제작될 수 있으며, 이때 하부 단열패널(111)보다 길이 및 너비가 작게 형성되어 하부 단열패널(111)의 면적 내에 배치될 수 있다.
상부 단열패널(112)은 하부 단열패널(111)과 길이와 너비의 비율이 동일하게 마련될 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 하부 단열패널(111)의 길이와 너비의 비율이 1:1인 경우 상부 단열패널(112)의 길이와 너비는 하부 단열패널(111)보다는 작지만 비율은 동일하게 1:1로 마련될 수 있다. 그리고 하부 단열패널(111)의 네 모서리로부터 상부 단열패널(112)의 각 모서리까지의 거리는 모두 동일하게 형성될 수 있다.
브리지패널(113)은 서로 이웃하는 상부 단열패널(112) 사이의 간격에 대응되는 사이즈로 제작될 수 있다. 후술하겠지만 주 단열벽(110) 상에 설치되는 보조 단열패널(121)이 상부 단열패널(112)이나 브리지패널(113)의 면적 내에 배치되고, 이때 보조 단열패널(121)이 일정한 간격으로 배치되어야 하기 때문에, 상부 단열패널(112)의 너비가 브리지패널(113)의 너비의 정수배로 형성되는 것이 설계상 유리할 수 있다.
하부 단열패널(111)과 상부 단열패널(112)은 외부에서 일체의 구성으로 제작되어 입고될 수 있으며, 하부 단열패널(111)과 상부 단열패널(112)으로 구성되는 일체의 모듈을 선체 내벽(1)에 설치하는 작업이 완료된 후, 상부 단열패널(112) 사이에 형성되는 간격에 브리지패널(113)을 설치하는 작업이 이루어질 수 있다.
보조 단열벽(120)은 주 단열벽(110)의 상부 단열층 상에 소정의 간격을 두고 배치되는 다수의 보조 단열패널(121)을 포함할 수 있다.
본 발명에서 주 단열벽(110)의 상부에 보조 단열벽(120)을 추가로 설치하는 것은, 후술하는 2차 밀봉벽(200)에 하방으로 돌출 형성되는 주름을 수용하기 위함이다. 만약 보조 단열벽(120)이 존재하지 않는다면 주 단열벽(110)을 구성하는 상부 단열패널(112)의 상부면에 2차 밀봉벽(200)의 주름에 대응하는 홈을 가공해야 할 것이지만, 본 발명에서는 다수의 보조 단열패널(121)을 소정의 간격을 두고 배치시킴으로써 상기 간격에 의해 2차 밀봉벽(200)의 주름을 수용할 수 있는 공간이 형성되도록 한 것이다.
다수의 보조 단열패널(121)은 주 단열벽(110)의 상부에 일정한 간격을 두고 배치될 수 있으며, 여기서 '일정한 간격'이란 2차 밀봉벽(200)에 형성되는 주름의 폭에 대응하는 것을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명에서 보조 단열벽(120)은 전체 단열벽(100)에 대하여 차지하는 두께 비율이 주 단열벽(110)에 대비하여 매우 적으므로, 주 단열벽(110)에서와 같이 패널 사이를 연결하는 구조를 적용하지 않고, 보조 단열벽(120)이 주 단열벽(110)의 상부 단열층의 거동을 따라갈 수 있도록 구성한다.
구체적으로, 보조 단열벽(120)을 구성하는 각각의 보조 단열패널(121)은 주 단열벽(110)의 상부 단열층을 구성하는 상부 단열패널(112)이나 브리지패널(113)의 면적 내에 배치될 수 있으며, 상부 단열패널(112)과 브리지패널(113) 사이의 경계부를 덮도록 배치되지 않는다.
보조 단열패널(121)은 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재의 상면에 플라이우드 또는 복합재료로 이루어지는 보호판(상부 플레이트)을 접착시킨 형태로 제작될 수 있으며, 주 단열벽(110)의 상부 단열층을 구성하는 상부 단열패널(112) 또는 브리지패널(113)의 상면에 접착 방식으로 고정될 수 있다.
보조 단열패널(121)의 상부 플레이트에는 2차 밀봉벽(200)이 용접에 의해 고정될 수 있도록 앵커스트립(Anchor strip)과 같은 2차 금속판(A2)이 설치될 수 있다. 2차 금속판(A2)은 보조 단열패널(121)의 상부 플레이트에 형성되는 홈에 안착되어 스크류(Screw) 또는 리벳(Rivet) 등에 의해 기계적인 체결 방식으로 고정될 수 있다.
2차 금속판(A2)은 2차 밀봉벽(200)을 구성하는 단위 멤브레인 시트의 크기에 대응하여 보조 단열벽(120)의 상부에 격자 형태로 설치될 수 있다. 따라서, 일부 보조 단열패널(121)에는 일(一)자 형태의 2차 금속판(A2)이 설치되고, 일부 보조 단열패널(121)에는 십(十)자 형태의 2차 금속판(A2)이 설치되며, 일부 보조 단열패널(121)에는 2차 금속판(A2)이 설치되지 않을 수 있다.
일(一)자 형태의 2차 금속판(A2)이 설치되는 보조 단열패널(121) 상에는 2차 밀봉벽을 구성하는 단위 멤브레인 시트의 모서리 부분이 용접되어 고정되고, 십(十)자 형태의 2차 금속판(A2)이 설치되는 보조 단열패널(121) 상에는 2차 밀봉벽(200)을 구성하는 단위 멤브레인 시트의 모서리 및 꼭짓점 부분이 용접되어 고정된다.
십(十)자 형태의 2차 금속판(A2)이 교차하는 위치에는 후술하는 밀봉벽 이격층(400)의 고정을 위하여 스터드볼트(B)가 상방으로 돌출되게 설치될 수 있다. 스터드볼트(B)에 의한 밀봉벽 이격층(400)의 고정 구조에 대해서는 뒤에서 자세히 살펴보도록 한다.
본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열 시스템은, 저장탱크의 코너부에 설치되는 단열벽(100)의 요소로서, 코너패널(130) 및 코너패널(130)과 상부 단열패널(112) 사이에 설치되는 코너 브리지패드(140)를 더 포함할 수 있다.
주 단열벽(110)과 유사하게, 코너패널(130)은 하부 코너패널(131)과 하부 코너패널(131)의 절곡된 내측면에 배치되는 상부 코너블록(132)을 포함하여 적어도 2 이상의 다층 구조로 형성될 수 있다.
하부 코너패널(131)은 하부 단열패널(111)과 마찬가지로 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재의 하면에 플라이우드 또는 복합재료로 이루어지는 보호판(하부 플레이트)을 접착시킨 형태로 제작될 수 있으며, 선체 내벽(1)에 도포된 매스틱 또는 레진 등의 접착제 물질에 의해 선체와 연결될 수 있다.
하부 코너패널(131)은 저장탱크의 코너부, 즉 저장탱크의 어느 한 내벽과 다른 내벽이 만나는 부위에서 서로 이웃하는 내벽이 이루는 각도에 대응하여 절곡된 형태로 마련될 수도 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이 저장탱크의 내벽이 서로 90°각도를 이루는 경우에는 하부 코너패널(131)의 단면이 'ㄴ'자 형태를 이룰 수 있다.
상부 코너블록(132)은 하부 코너패널(131)의 상부에 동일한 각도로 절곡되어 배치될 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이 본 명세서에서 '상부'란 저장탱크의 내측 방향을 가리키는 것이므로, 상부 코너블록(132)이 하부 코너패널(131)의 절곡된 내측면에 배치되는 것으로 이해되어야 한다. 상부 코너블록(132)은 하부 코너패널(131)의 상부에 접착 방식으로 고정될 수 있다.
상부 코너블록(132)은 하드우드(Hardwood) 소재로 마련될 수 있다. 통상 액화가스 저장탱크의 코너부에는 구조적인 특성상 비대칭적인 하중이 작용하게 되는데, 본 발명에서는 코너부에 작용하는 비대칭적인 하중에 대하여 구조적으로 안정성을 확보할 수 있도록 코너패널(130)의 상부 코너블록(132)을 플라이우드보다 압축 강도가 우수한 하드우드 소재로 구성하는 것이다.
상부 코너블록(132)은 저장탱크의 코너부를 따라 연장되는 방향(저장탱크의 두 내벽이 접하는 라인 방향)으로는 하부 코너패널(131)과 동일한 사이즈를 가질 수 있으며, 코너부의 연장 방향과 직교하는 방향, 즉 상부 단열패널(112)을 향한 방향으로는 하부 코너패널(131)보다 작은 사이즈를 가질 수 있다.
따라서, 하부 코너패널(131)과 상부 코너블록(132)으로 이루어지는 코너패널(130)을 전체적으로 보면 끝단부에 단차부가 형성되며, 코너 브리지패드(140)는 코너패널(130)의 하단부와 이웃하는 하부 단열패널(111)의 사이의 경계부를 덮도록 배치된다.
한편, 코너패널(130)의 상부 코너블록(132)이 하드우드 소재로 마련됨에 따라, 코너패널(130)과 코너부를 제외한 일반 구역에 배치되는 단열층 간에 강성 차이가 발생할 수 있다. 이러한 강성의 차이는 극저온에 의한 열수축시 열수축량 차이에 의한 높이 단차를 발생시킬 우려가 있으며, 단열벽(100) 측에서 발생하는 높이 단차는 상부에 설치되는 밀봉벽(200, 300)의 급격한 변형을 야기하여 구조적인 문제를 발생시킬 수 있는 바, 본 발명은 상기의 문제를 미연에 방지할 수 있도록 다음과 같은 구조를 제안한다.
본 발명에서 코너패널(130)과 나머지 일반 구역의 단열패널(111, 112, 121) 사이에 설치되는 코너 브리지패드(140)는, 코너패널(130)로부터 인접하는 일반 구역의 단열패널(111, 112, 121) 측으로 갈수록 구조 강성이 순차적으로 감소하도록 설계될 수 있다.
바람직하게는, 도 2에 도시된 바에서, 하부 코너패널(131)과 상부 코너블록(132)을 합한 두께 방향(상하 방향)으로의 열수축량과, 하부 코너패널(131)과 코너 브리지패드(140)를 합한 두께 방향의로의 열수축량과, 하부 단열패널(111)과 상부 단열패널(112) 및 보조 단열패널(121)을 합한 두께 방향으로의 열수축량은 순차적으로 감소할 수 있다. 즉, 하부 코너패널(131)과 코너 브리지패드(140)가 겹쳐지는 영역에서의 열수축량은 이를 기준으로 좌우측 영역의 열수축량의 사이에 해당하는 값을 가질 수 있다.
본 발명은 코너 브리지패드(140)의 강성을 변화시킴으로써 해당 영역의 열수축량을 조절할 수 있다. 구체적으로, 코너 브리지패드(140)는 단열재의 상면에 플라이우드 또는 복합재료로 이루어지는 보호판(상부 플레이트)을 접착시킨 형태로 제작될 수 있는데, 이때 단열재로서 폴리우레탄 폼보다 강성이 강한 HD 폼(High Density Foam)을 이용하거나 또는 상부 플레이트의 두께 조절을 통하여 강성의 변화를 줄 수 있다. 이와 같이 코너 브리지패드(140)의 단열재의 소재를 변화시키는 방식과 단열재와 상부 플레이트의 두께를 조절하는 방식을 동시에 사용하는 것도 가능하다.
일례로, 일반 구역의 단열패널(111, 112, 113, 121)을 구성하는 폴리우레탄 폼(또는 강화 폴리우레탄 폼) 단열재는 110 내지 150 kg/m3 (더욱 바람직하게는 130 kg/m3)의 밀도를 가지는 반면, 코너 브리지패드(140)를 구성하는 HD 폼 단열재는 190 ~ 230 kg/m3 (더욱 바람직하게는 210 kg/m3)의 밀도를 가지도록 형성될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 액화가스 저장탱크의 코너부에 설치되는 단열층의 구조 강성이 순차적으로 감소하도록 설계될 수 있고, 따라서 극저온에 의한 열수축시에도 코너부 단열층의 높이 변화가 완만하게 형성될 수 있으므로, 코너부에서 밀봉벽(200, 300)의 변형을 구조적으로 완화시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에서 코너 브리지패드(140)는 단열시스템의 설치 및 제작시 발생하는 공차의 보완을 위해 특수한 사이즈로 제작되어 배치될 수 있으며, 따라서 나머지 일반 구역에 배치되는 단열패널(111, 112, 113, 121)들은 표준화된 사이즈로 사전에 일괄 제작하는 것이 가능해진다.
한편, 상부 코너블록(132)의 내측면에는 저장탱크의 코너부에서 서로 이웃하는 내벽에 각각 설치되는 밀봉벽(200, 300)의 연결이 가능하도록 코너스틸(500)이 설치될 수 있다. 코너스틸(500)은 스크류 또는 리벳과 같은 체결부재에 의해 상부 코너블록(132)에 고정될 수 있다.
코너스틸(500)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 코너블록(132)의 상부에 설치되는 제1 코너스틸(501)과, 제1 코너스틸(501)의 상부에 이격되게 설치되는 제2 코너스틸(502), 그리고 제1 코너스틸(501)과 제2 코너스틸(502) 사이에 개재되어 상호간을 이격시키는 갭 플라이우드(503)를 포함할 수 있다.
제1 코너스틸(501)은 끝단부가 상부 코너블록(132)의 끝단부와 일치하도록 설치될 수 있으며, 상면이 코너 브리지패드(140) 및 보조 단열패널(121)의 상면과 동일평면을 이룰 수 있다.
제1 코너스틸(501)의 상면에는 단열벽(100)의 상부에 설치되는 2차 밀봉벽(200)의 끝단이 위치할 수 있으며, 2차 밀봉벽(200)의 끝단이 제1 코너스틸(501)의 상부면에 용접되어 밀봉을 형성할 수 있다.
제2 코너스틸(502)은 갭 플라이우드(503)에 의해 제1 코너스틸(501)의 상측으로 이격되게 설치되며, 제2 코너스틸(502)의 상부면에 1차 밀봉벽(300)의 끝단이 용접되어 밀봉을 형성할 수 있다.
후술하겠지만, 본 발명에서 2차 밀봉벽(200)과 1차 밀봉벽(300)은 서로 이격된 구조를 가지는데, 이에 대응하여 밀봉벽(200, 300)이 각각 용접되는 제1 코너스틸(501)과 제2 코너스틸(502)도 이격된 구조를 가지는 것이다.
제1 및 제2 코너스틸(501, 502)의 소재로는 스테인리스강이나 인바강 또는 알루미늄 합금 등의 저온강이 이용될 수 있으며, 바람직하게는 밀봉벽(200, 300)과 동일 소재가 적용될 수 있다.
갭 플라이우드(503)는 상기와 같이 제1 코너스틸(501)과 제2 코너스틸(503)을 이격시키기 위한 구성으로서, 이때 갭 플라이우드(503)의 두께의 합은 2차 밀봉벽(200)과 후술하는 밀봉벽 이격층(400)의 두께의 합과 동일하게 형성될 수 있다.
갭 플라이우드(503)는 용어에서 알 수 있듯이 플라이우드 소재로 마련될 수 있으며, 상하면이 각각 제2 코너스틸(502)과 제1 코너스틸(501)에 접착되어 고정되거나 또는 고정되지 않은 채로 설치될 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 단열시스템에서 단열벽(100)의 상부에 설치되는 밀봉벽(200, 300)의 구조에 대해 설명한다.
본 발명은 밀봉벽(200, 300)으로서 스테인리스강 멤브레인을 이용하는 것을 바람직한 실시예로 제시한다. 밀봉벽(200, 300)이 스테인리스강 멤브레인으로 이루어지는 경우에는 극저온에 의한 열수축에 대응이 가능하도록 멤브레인 상에 다수의 주름을 형성하는 것이 바람직함은 전술한 바 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 2차 밀봉벽(200)은 주름이 하방(저장탱크의 외측 방향)으로 돌출된 형태로 마련되고, 1차 밀봉벽(300)은 주름이 상방(저장탱크의 내측 방향)으로 돌출된 형태로 마련될 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하여 2차 밀봉벽(200)의 구조에 대하여 먼저 살펴보면, 2차 밀봉벽(200)은 다수의 단위 멤브레인 시트로 구성될 수 있으며, 하방으로 돌출되는 주름이 보조 단열패널(121) 사이의 간격에 수용될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 2차 밀봉벽(200)의 멤브레인 시트는 보조 단열패널(121)의 상부에 설치되는 2차 금속판(A2)에 용접되어 단열벽(100)의 상부에 고정 설치될 수 있다. 이때 서로 이웃하는 멤브레인 시트의 가장자리가 서로 겹치기 용접되어 2차 밀봉벽(200)의 기밀을 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 2차 밀봉벽(200)의 멤브레인 시트의 꼭짓점 부위에서의 연결 구조를 확인할 수 있다. 2차 밀봉벽(200)의 멤브레인 시트는 전술한 스터드볼트(B)와의 간섭을 피하기 위하여 꼭짓점 부위가 사선으로 절단된 형태를 가질 수 있으며, 절단된 부위가 십(十)자 형태의 2차 금속판(A2)에 용접될 수 있다.
한편, 밀봉벽(200, 300)은 액화가스의 극저온에 의한 영향을 받아 신축이 발생할 수 있으므로, 2차 밀봉벽(200)과 1차 밀봉벽(300)이 서로 접촉하지 않도록 이격된 구조로 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 2차 밀봉벽(200)과 1차 밀봉벽(300) 사이에 밀봉벽 이격층(400)을 두어, 1차 밀봉벽(300)이 2차 밀봉벽(200)의 상측으로 일정 간격 이격되어 설치될 수 있도록 한다.
따라서, 1차 밀봉벽(300)의 구조를 설명하기에 앞서 2차 밀봉벽(200)과 1차 밀봉벽(300) 사이에 설치되는 밀봉벽 이격층(400)의 구조에 대하여 먼저 설명하기로 한다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 밀봉벽 이격층(400)은 2차 밀봉벽(200)과 1차 밀봉벽(300) 사이를 이격시키기 위하여 소정의 두께를 가지는 판 형태로 마련될 수 있는데, 예컨대 소정의 강도를 가지고 극저온 상태에서 사용이 가능하며 가공이 편리한 소재로서 플라이우드로 제작될 수 있다.
밀봉벽 이격층(400)의 상부에는 1차 밀봉벽(300)이 용접에 의해 고정될 수 있도록 앵커스트립과 같은 1차 금속판(A1)이 설치될 수 있다. 1차 금속판(A1)은 밀봉벽 이격층(400)의 상부면에 형성되는 홈에 안착되어 스크류 또는 리벳 등에 의해 기계적인 체결 방식으로 고정될 수 있다.
1차 금속판(A1)은 1차 밀봉벽(300)을 구성하는 단위 멤브레인 시트의 크기에 대응하여 밀봉벽 이격층(400)의 상부에 격자 형태로 설치될 수 있다.
본 발명에서는 2차 밀봉벽(200)이 하방 주름을 가짐에 따라 2차 밀봉벽(200)의 상부에는 밀봉벽 이격층(400)과 간섭되는 구조물이 없게 된다. 따라서 밀봉벽 이격층(400)은 2차 밀봉벽(200)의 상측 영역 전체에 설치가 가능하다.
밀봉벽 이격층(400)은 전술한 스터드볼트(B)에 의해 고정이 이루어질 수 있다. 구체적으로는 2차 밀봉벽(200)을 관통하여 돌출되는 스터드볼트(B)에 의해 밀봉벽 이격층(400)의 꼭짓점 부위가 고정될 수 있다.
도 8을 참조하면, 보조 단열패널(121)의 상부에 설치되는 스터드볼트(B)에 의해 밀봉벽 이격층(400)이 고정되는 구조를 확인할 수 있다. 우선 밀봉벽 이격층(400)의 꼭짓점 부위에는 스터드볼트(B)가 돌출되는 공간이 확보될 수 있도록 홈이 형성될 수 있으며, 꼭짓점 끝단부가 단차진 형태로 제공될 수 있다. 이러한 밀봉벽 이격층(400)의 꼭짓점 부위를 스터드볼트(B)의 주변에 위치시킨 상태에서 스터드볼트(B)의 상단부에 캡부재(C)를 체결시킴으로써, 밀봉벽 이격층(400)의 고정이 이루어질 수 있다.
여기서 밀봉벽 이격층(400)의 꼭짓점 끝단부가 단차진 형태로 제공되는 것은, 밀봉벽 이격층(400)의 상부에 1차 밀봉벽(300)이 설치되는 것을 고려하여, 스터드볼트(B)와 체결된 캡부재(C)의 상면이 밀봉벽 이격층(400)의 상면과 동일평면을 이룰 수 있도록 하기 위함이다.
캡부재(C)는 스터드볼트(B)와의 나사 결합을 위하여 내측에 나사선이 형성된 바디부와 바디부의 상부에 보다 직경이 확장된 형태로 마련되어 밀봉벽 이격층(400)의 단차부에 의해 지지되는 헤드부를 포함할 수 있다.
상기의 구조에 따르면, 하나의 스터드볼트(B)에 네 개의 밀봉벽 이격층(400)의 꼭짓점 부위가 동시에 고정될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 2차 밀봉벽(200)을 구성하는 멤브레인 시트의 꼭짓점도 스터드볼트(B) 측에 위치하므로, 밀봉벽 이격층(400)은 2차 밀봉벽(200)의 단위 멤브레인 시트와 대응되는 위치에 설치될 수 있다.
다음으로 도 2 및 도 9를 참조하면, 1차 밀봉벽(300)은 밀봉벽 이격층(400)의 상부면에 설치된 1차 금속판(A1)에 용접됨으로써, 밀봉벽 이격층(400)의 두께에 해당하는 높이만큼 2차 밀봉벽(200)의 상측으로 이격되어 설치될 수 있다.
2차 밀봉벽(200)에서 설명한 바와 마찬가지로, 1차 밀봉벽(300)은 단위유닛으로 마련되는 다수의 멤브레인 시트가 연속되는 구조로 이루어질 수 있으며, 멤브레인 시트는 소정의 길이와 폭을 가지는 금속 시트로서 저장탱크의 내측 방향을 향하여 돌출된 형태의 주름을 포함할 수 있다. 이때 서로 이웃하는 멤브레인 시트의 가장자리가 서로 겹치기 용접되어 1차 밀봉벽(300)의 기밀을 형성될 수 있음도 마찬가지이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 1차 밀봉벽(300)에 형성되는 주름은 2차 밀봉벽(200)에 형성되는 주름과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 여기서, 1차 금속판(A1)이 밀봉벽 이격층(400)의 상부면을 가로질러 설치됨에 따라 2차 밀봉벽(200)이 용접되는 2차 금속판(A2)과 1차 밀봉벽(300)이 용접되는 1차 금속판(A1)은 수직 위치가 서로 어긋나게 된다. 따라서, 1차 밀봉벽(300)의 주름과 2차 밀봉벽(200)의 주름 위치를 대응시킬 수 있도록 1차 금속판(A1)의 설치 위치가 고려될 수 있다. 이와 같이 1차 밀봉벽(300)과 2차 밀봉벽(200)의 주름 위치를 대응시키는 것에 의하면, 주름이 동일선상에 위치됨으로써 배치의 단조로움 및 이에 따른 설치상의 이점과 1차 밀봉벽(300)과 밀봉벽 이격층(400)을 고정시키는 고박장치(B, C)의 위치 선정의 편리한 이점 등을 가져갈 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명에서는 1차 밀봉벽(300)의 주름과 2차 밀봉벽(200)의 주름이 서로 다른 방향을 향해 돌출되기 때문에 극저온에 의한 열수축시에도 1차 밀봉벽(300)과 2차 밀봉벽(200)의 간섭 문제가 발생하지 않으며, 따라서 1차 밀봉벽(300)의 주름과 2차 밀봉벽(200)의 주름 위치를 완벽히 대응시키지 않더라도 본 발명이 의도하는 본래의 효과는 그대로 도모될 수 있다.
상술한 구조를 가지는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크는, 폴리우레탄 폼을 사용하여 단열벽을 구성하는 패널 타입의 단열시스템을 갖춤으로써 종래 박스 타입의 단열시스템보다 우수한 단열성능을 가진다.
이때, 본 발명은 패널 타입의 단열시스템을 구축함에 있어서 종래 패널 타입 단열시스템의 최대 난제였던 이중 금속 방벽의 구현이 가능하게 함으로써, 수밀에 취약한 종래 패널 타입 단열시스템의 단점을 보완하는 것이 가능하며, 이에 따라 밀봉의 신뢰성이 증가하고 궁극적으로는 액화가스 저장탱크의 구조적 안정성이 향상되는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 패널 타입의 단열시스템에 이중 금속 방벽을 구현함에 있어서, 단열벽과 밀봉벽 간의 고정 및 밀봉벽의 설치가 보다 간단하게 이루어질 수 있는 개선된 구조를 제공함으로써, 시공성이 현저하게 향상되고 액화가스 저장탱크의 건조 기간 단축이 가능한 효과도 가진다.
또한, 본 발명은 밀봉벽(200, 300)이 선체 내벽(1)과 연결되는 구조를 회피함으로써, 선체의 변형으로 인한 거동이 밀봉벽(200, 300)에 직접적으로 전달되는 것을 방지함은 물론, 밀봉벽(200, 300)이 금속 소재의 고정장치를 통하여 선체 내벽(1)과 연결되는 경우에 열손실이 발생하는 문제도 해결할 수 있다.
더불어, 본 발명은 기존의 시스템에서와 같이 2차 밀봉벽이 상/하부 단열패널 사이에 위치하는 것이 아니기 때문에 설치 테스트 관점에서의 번거로움을 해소할 수 있으며, 1차 단열패널과 2차 단열패널을 구분지을 필요가 없어 설치 비용의 측면에서도 큰 효과를 거둘 수 있다.
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 : 주 단열벽
111 : 하부 단열패널
112 : 상부 단열패널
113 : 브리지패널
120 : 보조 단열벽
130 : 코너패널
131 : 하부 코너패널
132 : 상부 코너블록
140 : 코너 브리지패드
200 : 2차 밀봉벽
300 : 1차 밀봉벽
400 : 밀봉벽 이격층
500 : 코너스틸
A1 : 1차 금속판
A2 : 2차 금속판
B : 스터드볼트
C : 캡부재

Claims (12)

  1. 상부 단열층과 하부 단열층을 포함하여 적어도 2 이상의 층으로 분할되어 다층 구조를 가지는 주 단열벽;
    상기 주 단열벽의 상부에 설치되며 일정한 간격으로 이격 배치되는 다수의 보조 단열패널로 구성되는 보조 단열벽;
    상기 보조 단열벽의 상부에 설치되는 2차 밀봉벽;
    상기 2차 밀봉벽의 상측에 설치되는 1차 밀봉벽; 및
    상기 2차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽 사이에 개재되어 상기 1차 밀봉벽을 상기 2차 밀봉벽으로부터 이격시키는 밀봉벽 이격층을 포함하고,
    상기 1차 밀봉벽과 상기 2차 밀봉벽은 극저온에 의한 열수축을 흡수할 수 있도록 횡방향 및 종방향으로 형성되는 다수의 주름을 포함하되, 상기 1차 밀봉벽에 형성되는 주름은 저장탱크의 내측 방향을 향해 돌출되고, 상기 2차 밀봉벽에 형성되는 주름은 상기 저장탱크의 외측 방향을 향해 돌출되어 상기 보조 단열패널 사이의 간격 내에 수용되는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 일정한 간격은 상기 2차 밀봉벽에 형성되는 주름의 폭에 대응되는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 1차 밀봉벽과 상기 2차 밀봉벽은 스테인리스강 소재의 멤브레인으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 단열층은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재의 하면에 보호판을 접착시킨 형태로 제작되는 다수의 하부 단열패널을 포함하고,
    상기 상부 단열층은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재로 이루어지는 상부 단열패널과, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재로 이루어지며 서로 이웃하는 상기 상부 단열패널 사이에 배치되는 브리지패널을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 상부 단열패널은 상기 하부 단열패널보다 길이 및 너비가 작게 형성되어 상기 하부 단열패널의 면적 내에 배치되고,
    상기 브리지패널은 서로 이웃하는 상기 하부 단열패널 간의 경계부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 상부 단열패널과 상기 브리지패널의 하면은 상기 하부 단열패널의 상면에 접착되어 고정되는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 보조 단열패널은, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 단열재의 하면에 상부 플레이트를 접착시킨 형태로 제작되어 상기 상부 단열패널 또는 상기 브리지패널의 상면에 접착되어 고정되는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 보조 단열벽의 상부에는 상기 2차 밀봉벽을 구성하는 단위 멤브레인 시트의 크기에 대응하여 격자 형태의 2차 금속판이 설치되는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 2차 금속판은, 상기 다수의 보조 단열패널 중 일부에 형성되는 일(一)자 형태의 금속판과, 상기 다수의 보조 단열패널 중 또 다른 일부에 형성되는 십(十)자 형태의 금속판을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 십(十)자 형태의 금속판에는 상기 2차 밀봉벽을 관통하여 돌출되는 스터드볼트가 설치되고, 상기 스터드볼트에 의해 상기 밀봉벽 이격층이 고정되는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 밀봉벽 이격층은 플라이우드 소재의 판으로 이루어지며 꼭짓점 부위가 상기 스터드볼트에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 밀봉벽 이격층의 상부면에는 상기 1차 밀봉벽이 용접에 의해 고정되는 1차 금속판이 설치되는 것을 특징으로 하는,
    이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템.
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