KR20220067672A - Liquefied gas insulation system with double metallic barrier structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 단열층의 상부에 이격되게 위치하는 1, 2차 방벽이 액화가스가 수용되는 영역에 인접한 고정부에 고정되도록 함으로써 열손실을 최소화하고, 이러한 고정부의 구조를 보다 간소화하여 단열효과 및 설치 시공성을 극대화하는 이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied gas insulation system having a double metal barrier structure, and more particularly, by fixing the primary and secondary barriers spaced apart from the upper part of the insulating layer to a fixing part adjacent to the area in which the liquefied gas is accommodated. It relates to a liquefied gas insulation system of a double metal barrier structure that minimizes loss and further simplifies the structure of such a fixing part to maximize the insulation effect and installation workability.
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.Natural gas is transported in gaseous form through onshore or offshore gas pipelines, or stored in LNG carriers as liquefied natural gas (hereinafter 'LNG') and transported to remote consumers. LNG is obtained by cooling natural gas to a cryogenic temperature (about -163°C), and its volume is reduced to about 1/600 of that of gaseous natural gas, so it is very suitable for long-distance transportation by sea.
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.A storage tank (commonly referred to as a 'cargo hold') that can withstand the cryogenic temperature of LNG is installed in a structure for transporting or storing LNG, such as an LNG carrier for loading and unloading LNG to an onshore destination by operating the sea. .
LNG 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 통상 멤브레인형 저장탱크는 선체 내벽 상에 2차 단열층, 2차 방벽, 1차 단열층 및 1차 방벽이 순차적으로 적층되는 이중 방벽 구조로 이루어지는데, 대표적으로 GTT의 NO 96 타입과 MARK Ⅲ 타입이 있다.LNG storage tanks can be classified into independent type and membrane type depending on whether the load of cargo acts directly on the insulation. In general, membranous storage tanks have a double barrier structure in which a secondary insulation layer, a secondary barrier, a primary insulation layer, and a primary barrier are sequentially stacked on the inner wall of the hull. .
NO 96 타입 저장탱크는, 1차 및 2차 단열층이 플라이우드 박스 내부에 펄라이트(perlite) 분말 또는 글라스 울(glass wool) 등의 단열재를 채운 형태의 단열박스(insulation box)로 구성되고, 각 층을 이루는 단열박스의 상부에 0.5 내지 0.7㎜ 두께의 인바강(invar steel, 36% 니켈강) 멤브레인을 설치하여 방벽을 형성하는 구조를 가진다.The NO 96 type storage tank consists of an insulation box in which the primary and secondary insulating layers are filled with insulating materials such as perlite powder or glass wool inside the plywood box, and each layer It has a structure of forming a barrier by installing an invar steel (36% nickel steel) membrane with a thickness of 0.5 to 0.7 mm on the upper portion of the insulation box forming the
이러한 NO 96 타입 저장탱크는 1차 방벽과 2차 방벽이 거의 같은 정도의 액밀성 및 강도를 가지고 있어 1차 방벽의 누설시 상당한 기간동안 2차 방벽만으로도 화물을 안전하게 지탱할 수 있고, 단열박스로 구성되는 단열층이 높은 압축강도와 강성을 갖출 수 있으며, 용접의 자동화율이 높다는 장점이 있다.In this NO 96 type storage tank, the primary and secondary barriers have almost the same level of liquid-tightness and strength, so in the event of leakage of the primary barrier, only the secondary barrier can safely support cargo for a considerable period of time, and it is composed of an insulated box. The insulating layer to be used can have high compressive strength and rigidity, and has the advantage of high welding automation rate.
한편, MARK Ⅲ 타입 저장탱크는, 단열층이 폴리우레탄 폼(PUF)의 상면 또는 하면에 목재 합판을 접착시킨 형태의 단열패널(insulation panel)로 구성되고, 1차 단열층의 상부에는 대략 1.2mm 두께의 스테인리스강(stainless steel, SUS) 멤브레인을 설치하여 1차 방벽을 형성하며, 2차 단열층의 상부에는 트리플렉스(triplex)라는 복합재를 사용하여 2차 방벽을 형성하고 있다.On the other hand, the MARK Ⅲ type storage tank is composed of an insulation panel in which the insulation layer is a type of bonding wood plywood to the upper or lower surface of polyurethane foam (PUF), and the upper portion of the primary insulation layer is approximately 1.2 mm thick. A primary barrier is formed by installing a stainless steel (SUS) membrane, and a secondary barrier is formed by using a composite material called a triplex on the upper portion of the secondary insulating layer.
이러한 MARK Ⅲ 타입 저장탱크는 폴리우레탄 폼 단열재를 기반으로 한 단열패널의 단열효과가 뛰어나 BOR(Boil Off Rate)의 측면에서 유리하지만, 단열패널이 유연한 성질을 가지기 때문에 열변형이나 선체의 변형에 취약한 특징을 가진다.This MARK Ⅲ type storage tank is advantageous in terms of BOR (Boil Off Rate) as it has excellent insulation effect of insulation panels based on polyurethane foam insulation, but because insulation panels have flexible properties, they are vulnerable to thermal deformation or deformation of the hull. have a characteristic
따라서 MARK Ⅲ 타입 저장탱크에서는 NO 96 타입에서와 같이 인바강 소재의 멤브레인을 적용하는 것이 쉽지 않고, 열수축 변형을 흡수할 수 있도록 파형 주름부가 형성된 스테인리스강 멤브레인을 이용하여 1차 방벽을 형성한다.Therefore, in the MARK Ⅲ type storage tank, it is not easy to apply a membrane made of Invar steel as in the NO 96 type, and a stainless steel membrane with corrugated corrugations is used to form a primary barrier to absorb heat shrinkage deformation.
또한, 파형 주름부를 가지는 스테인리스강 멤브레인의 구조적 특성상 1, 2차 단열층 사이에 금속 멤브레인을 설치하는 것에 어려움이 있기에, 현재 MARK Ⅲ 타입 저장탱크에서는 금속 대신 트리플렉스라고 하는 복합재를 사용하여 2차 방벽을 형성하고 있는데, 이는 1, 2차 방벽이 모두 금속 재질로 이루어지는 단열시스템과 대비하여 수밀에 취약하다는 단점이 있다.In addition, due to the structural characteristics of the stainless steel membrane having corrugated corrugations, it is difficult to install a metal membrane between the primary and secondary insulation layers. However, there is a disadvantage in that the primary and secondary barriers are vulnerable to watertightness compared to the insulation system made of all metal materials.
전술한 NO 96 타입과 같이 단열층이 단열박스로 구성되는 단열시스템을 박스 타입(box type)의 단열시스템이라 하고, 이와 구분하여 MARK Ⅲ 타입과 같이 단열층이 단열패널로 구성되는 단열시스템을 패널 타입(panel type)의 단열시스템이라 부르기도 한다.The insulation system in which the insulation layer is composed of an insulation box like the above-mentioned NO 96 type is called a box type insulation system, and the insulation system in which the insulation layer is composed of insulation panels like the MARK Ⅲ type is divided into panel type ( It is also called a panel type insulation system.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이중 금속 방벽 구조의 단열시스템을 구현하여 우수한 수밀 성능을 확보하는 동시에, 1, 2차 방벽 고정부 구조의 간소화를 통하여 열손실을 최소화하고 설치 시공성 및 단열효과를 극대화할 수 있는 이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템을 제공하고자 하는 것이다.The technical task to be achieved by the present invention is to achieve excellent watertight performance by implementing an insulation system of a double metal barrier structure, and at the same time, minimize heat loss through the simplification of the primary and secondary barrier fixing structures, and improve installation workability and insulation effect. This is to provide a liquefied gas insulation system with a double metal barrier structure that can be maximized.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체 내벽 상에 배치되는 단열층, 2차 방벽, 이격층 및 1차 방벽이 순차적으로 적층되어 이중 방벽 구조를 가지는 액화가스 단열시스템에 있어서, 상기 단열층의 상단에 위치하는 상부 플레이트에 설치되어 상기 2차 방벽이 용접에 의해 고정되는 2차 멤브레인 고정부; 및 상기 2차 멤브레인 고정부의 상단부와 연결되며 상기 1차 방벽이 용접에 의해 고정되는 1차 멤브레인 고정부를 포함하는, 이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, in the liquefied gas insulation system having a double barrier structure, the insulation layer, the secondary barrier, the separation layer and the primary barrier are sequentially stacked on the inner wall of the hull, a secondary membrane fixing part installed on the upper plate located on the upper end of the heat insulating layer to fix the secondary barrier by welding; And it is connected to the upper end of the secondary membrane fixing part and comprising a primary membrane fixing part to which the primary barrier is fixed by welding, the liquefied gas insulation system of the double metal barrier structure can be provided.
상기 2차 멤브레인 고정부는 하단부가 상기 상부 플레이트의 상부면에 형성된 홈에 삽입되어 고정되고 상단부는 상기 단열층의 위로 돌출되게 설치되며, 상기 1차 멤브레인 고정부는 단면이 'T'자 형상을 가지며 하단부가 상기 2차 멤브레인 고정부와 체결될 수 있다.The secondary membrane fixing unit has a lower end inserted into a groove formed on the upper surface of the upper plate and fixed, and an upper end is installed to protrude above the heat insulating layer, and the primary membrane fixing unit has a 'T' shape in cross section, and the lower end has a lower end It may be fastened to the secondary membrane fixing part.
상기 1차 멤브레인 고정부와 상기 2차 멤브레인 고정부는 스크류를 이용한 기계적인 체결방식 또는 용접 방식으로 체결될 수 있다.The primary membrane fixing part and the secondary membrane fixing part may be coupled to each other by a mechanical fastening method using a screw or a welding method.
상기 2차 방벽은 소정의 폭을 가지도록 띠 형태로 제작된 다수의 제2 금속 멤브레인 시트로 구성되며, 상기 제2 금속 멤브레인 시트의 가장자리 부분이 위로 절곡되어 절곡된 가장자리가 상기 2차 멤브레인 고정부의 돌출 부위에 용접될 수 있다.The secondary barrier is composed of a plurality of second metal membrane sheets fabricated in a band shape to have a predetermined width, and the edge of the second metal membrane sheet is bent upward, and the bent edge is the secondary membrane fixing part It can be welded to the protruding part of
상기 1차 방벽은 다수의 제1 금속 멤브레인 시트로 구성되며, 상기 제1 금속 멤브레인 시트의 가장자리 부분이 상기 1차 멤브레인 고정부의 상면에 용접될 수 있다.The first barrier may include a plurality of first metal membrane sheets, and an edge portion of the first metal membrane sheet may be welded to an upper surface of the first membrane fixing part.
서로 이웃하는 상기 제1 금속 멤브레인 시트는 가장자리 부분이 상기 1차 멤브레인 고정부 상에서 서로 겹치기 용접될 수 있다.The first metal membrane sheets adjacent to each other may be welded so that edge portions overlap each other on the primary membrane fixing unit.
상기 이격층은 소정의 두께를 가지는 다수의 갭 플라이우드로 구성되고, 상기 갭 플라이우드는 상기 2차 멤브레인 고정부 및 상기 1차 멤브레인 고정부의 설치 공간을 확보하기 위하여 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.The spacing layer may be composed of a plurality of gap plywood having a predetermined thickness, and the gap plywood may be disposed at a predetermined interval to secure an installation space for the secondary membrane fixing part and the first membrane fixing part. have.
상기 갭 플라이우드는 양 단부가 상기 1차 멤브레인 고정부의 머리부 아래에 형성되는 공간에 끼워지는 형태로 배치될 수 있다.The gap plywood may be disposed so that both ends are fitted in a space formed under the head of the primary membrane fixing part.
상기 2차 멤브레인 고정부는, 'ㄴ'자 형상의 단면을 가지며 수평방향으로 형성되는 수평부가 상기 상부 플레이트 아래에 형성되는 홈에 삽입 및 고정되는 제1 고정부재; 및 상기 제1 고정부재에서 수직방향으로 형성되는 수직부와 연결되며 상기 단열층의 위로 돌출되어 상기 2차 방벽과 용접되는 제2 고정부재를 포함할 수 있다.The secondary membrane fixing part may include: a first fixing member having a 'L'-shaped cross-section and having a horizontal part formed in a horizontal direction inserted and fixed into a groove formed under the upper plate; and a second fixing member connected to a vertical portion formed in a vertical direction from the first fixing member and protruding above the heat insulating layer to be welded to the secondary barrier.
상기 제1 고정부재의 수직부는 상단이 아래로 꺾인 구조로 마련되고, 상기 제2 고정부재의 하단은 위로 꺾인 구조를 가지며, 상기 제1 고정부재의 상단 꺾임부와 상기 제2 고정부재의 하단 꺾임부가 서로 걸림 지지될 수 있다.The vertical portion of the first fixing member is provided in a structure in which the upper end is bent downward, the lower end of the second fixing member has a structure in which the upper end is bent, and the upper end of the first fixing member and the lower end of the second fixing member are bent. The parts can be jammed against each other.
본 발명에 따른 액화가스 단열시스템은 이중 금속 방벽 구조에 의하여 우수한 수밀 성능을 확보하는 것이 가능하고, 이와 동시에 1, 2차 방벽 고정부 구조가 간소화됨으로써 열손실이 최소화되고 단열효과 및 설치 시공성이 극대화되는 효과가 있다.The liquefied gas insulation system according to the present invention is capable of securing excellent watertight performance due to the double metal barrier structure, and at the same time, by simplifying the structure of the primary and secondary barrier fixing parts, heat loss is minimized and the insulation effect and installation workability are maximized has the effect of being
본 발명의 효과들은 상술된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and other effects not mentioned will be clearly understood from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 액화가스 단열시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 단열시스템의 제1 설치상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 단열시스템의 제2 설치상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 단열시스템의 제3 설치상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 단열시스템의 제4 설치상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 단열시스템의 제5 설치상태를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a liquefied gas insulation system according to the present invention.
2 is a view showing a first installation state of the insulation system according to the present invention.
3 is a view showing a second installation state of the insulation system according to the present invention.
4 is a view showing a third installation state of the insulation system according to the present invention.
5 is a view showing a fourth installation state of the insulation system according to the present invention.
6 is a view showing a fifth installation state of the insulation system according to the present invention.
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.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
본 명세서에서 액화가스 단열시스템은, 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 저장탱크에 설치되는 단열시스템을 모두 포함할 수 있다.In the present specification, the liquefied gas insulation system, including the most representative liquefied gas such as LNG, LPG (Liquefied petroleum gas), LEG (Liquefied Ethane Gas), liquefied ethylene gas (Liquefied Ethylene Gas), liquefied propylene gas (Liquefied Propylene Gas), etc. It may include all of the insulation systems installed in the storage tank for storing various types of liquefied gas that can be stored/transported by liquefying it at a low temperature.
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.The use of the terms 'primary' and 'secondary' in the present invention is based on the LNG stored in the storage tank, primarily sealing or insulating the LNG, or secondary sealing or insulation. It is used as a classification criterion for
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.Also, customarily the terms 'up' or 'above' applied to elements of a tank refer to the direction towards the inside of the tank, irrespective of the direction to gravity; Regardless of the direction, it points toward the outside of the tank.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.
도 1은 본 발명에 따른 액화가스 단열시스템을 나타낸 도면이고, 도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 단열시스템의 제1 내지 제5 설치상태를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a liquefied gas insulation system according to the present invention, Figures 2 to 6 are views showing first to fifth installation states of the insulation system according to the present invention.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 액화가스 단열시스템은, 선체 내벽(미도시) 상에 단열층(10), 2차 방벽(20) 및 그 위에 이격되도록 설치되는 1차 방벽(40)을 포함하여 이중 금속 방벽 구조를 가진다. 2차 방벽(20)과 1차 방벽(40) 사이에는 두 방벽(20, 40) 사이를 일정 간격으로 이격시키기 위한 이격층(30)이 배치될 수 있다. First, referring to Figure 1, the liquefied gas insulation system according to the present invention, the
단열층(10)은 본 발명의 단열시스템에서 주된 단열 기능, 즉 저장탱크의 외부로부터의 열침입을 방지하는 기능을 하는 것으로서, 강화 폴리우레탄폼(R-PUF)의 상하면에 목재 합판을 부착시킨 단열패널로 구성되어 전술한 패널 타입 단열시스템의 단열층 구조와 유사한 구조를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 단열층(10)은 플라이우드 박스 내부에 펄라이트 또는 글라스울 단열재를 채운 단열박스로 구성될 수도 있다. 즉, 본 발명에서 단열층(10)은 전술한 패널 타입 단열시스템의 단열층 구조 또는 박스 타입 단열시스템의 단열층 구조의 적용이 모두 가능하다.However, the present invention is not limited thereto, and the
후술하는 바와 같이 본 발명에서는 1, 2차 방벽(40, 20)이 모두 단열층(100)의 상부에 위치하게 되는데, 이때 단열층(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 있으므로, 본 발명에서 단열층(100)은 적어도 2 이상의 다층 구조로 형성될 수 있다. 도면에는 이러한 단열층(100)의 상부 구조만 도시된 것으로 이해될 수 있다.As will be described later, in the present invention, both the primary and
1차 방벽(40)은 저장탱크 내부에 수용되는 극저온 액화가스와 직접 접촉하여 1차적인 밀봉 기능을 수행하는 것이고, 2차 방벽(20)은 1차 방벽(40)의 누설시 2차적인 밀봉 기능을 수행하는 것으로서 1차 방벽(40)의 누설이 발생하더라도 상당한 기간동안 액화가스의 액밀 및 지탱이 가능하도록 설계되어야 한다.The
1, 2차 방벽(40, 20)은 저장탱크 내부에 수용되는 액화가스의 극저온에 의한 응력 변화에 대응할 수 있도록 저온취성이 강한 금속 재질로 마련될 수 있으며, 예를 들어 스테인리스강이나 인바강 또는 알루미늄 합금 등과 같은 저온강이 이용될 수 있다.The first and
후술하겠지만, 본 단열시스템에서 2차 방벽(20)은 단열층(10)의 상부에 설치되는 2차 멤브레인 고정부(100)에 용접에 의해 고정되고, 2차 방벽(20)의 상측에 이격층(30)을 구성하는 부재로서 갭 플라이우드(31)가 배치되는 구조의 시공성을 고려하여, 2차 방벽(20)은 인바 스트레이크(invar strake)로 불리우는 인바강 멤브레인으로 구성될 수 있다.As will be described later, in the present thermal insulation system, the
한편, 극저온 액화가스와 직접 접촉하여 밀봉 기능을 수행하는 1차 방벽(40)은 2차 방벽(20)과 대비하여 극저온에 의한 열수축에 보다 많은 영향을 받는다는 점을 고려하여, 본 발명에서 1차 방벽(40)은 열수축에 대응이 용이한 스테인리스강 멤브레인으로 구성될 수 있다. 이 경우 1차 방벽(40)은 열수축에 의한 변형을 흡수할 수 있도록 다수의 파형 주름부를 포함할 수 있다.On the other hand, considering that the
다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 1, 2차 방벽(40, 20)을 모두 인바강 멤브레인으로 구성하거나 또는 모두 스테인리스강 멤브레인으로 구성하는 것도 가능함은 물론이다.However, the present invention is not limited thereto, and it is of course possible to configure all of the first and
전술한 바와 같이, 본 발명은 2차 방벽(20)으로서 금속 소재의 멤브레인을 사용하여 이중 금속 방벽 구조의 단열시스템을 구현하고, 이로써 종래 MARK Ⅲ 타입 단열시스템과 대비하여 수밀에 강한 구조를 갖출 수 있도록 하는 것을 하나의 과제로 한다.As described above, the present invention implements an insulation system of a double metal barrier structure by using a metal membrane as the
본 발명에 따른 단열시스템에서 1, 2 차 방벽(40, 20)은 모두 단열층(10)의 상측에 위치한다. 즉, 본 발명은 종래 시스템과 같이 단열층 사이에 방벽이 개재되는 것은 아니므로 상하 단열층 사이에 방벽이 설치되는 공정을 삭제할 수 있고, 따라서 1, 2차 방벽(40, 20)을 모두 금속 소재의 멤브레인으로 구성하는 이중 금속 방벽 구조의 구현에 매우 유리한 구조를 가질 수 있다.In the thermal insulation system according to the present invention, both the primary and
구체적으로, 종래와 같이 2차 방벽이 단열층 사이에 개재되는 경우에는 상하 단열층 사이의 연결 및 고정을 위하여 2차 방벽을 관통하는 고정장치의 설치가 필요하였고, 2차 방벽의 상부에 설치되는 1차 단열층의 가공에 따른 시공의 복잡성이 존재하였으며, 1차 단열층에 많은 가공이 이루어지면 결국 단열성능의 손실로 이어지는 문제가 있었다.Specifically, when the secondary barrier is interposed between the insulating layers as in the prior art, it was necessary to install a fixing device penetrating the secondary barrier in order to connect and fix the upper and lower insulating layers, and the primary installed on the upper part of the secondary barrier was required. There was a complexity of construction according to the processing of the insulation layer, and if a lot of processing was performed on the first insulation layer, there was a problem that eventually led to a loss of insulation performance.
그러나, 본 발명은 1, 2차 방벽(40, 20)이 모두 단열층(10)의 상측에 위치하고, 이때 1, 2차 방벽(40, 20)이 그 사이에 배치되는 이격층(30)에 의해 고정되는 것이 아니라 후술하는 1, 2차 멤브레인 고정부(200, 100)에 의해 고정되므로, 이격층(30)을 단순히 1, 2차 방벽(40, 20)을 이격시키는 기능만 가지는 것으로서 매우 단순한 구조로 하여 배치하는 것이 가능하다. 따라서, 2차 방벽(20)이 파형 주름부를 가지는 스테인리스강 멤브레인으로 구성되는 경우에도 단순 구조의 이격층(30)을 파형 주름부 사이의 간격에 대응되게 제작하여 배치시키면 되므로, 2차 방벽(20)이 형상과 상관없이(주름부를 가지는지의 여부와 상관없이) 금속 소재의 멤브레인으로 구성하는 것이 매우 용이해진다.However, in the present invention, both the primary and
1, 2차 방벽(40, 20)은 각각 극저온 액화가스에 의한 영향으로 신축이 발생할 수 있으므로, 1차 방벽(40)과 2차 방벽(20)이 서로 접촉하지 않도록 이격된 구조로 마련되는 것이 바람직하다.Since the first and
이를 위하여, 본 발명은 2차 방벽(20)과 1차 방벽(40) 사이에 이격층(30)을 두어 1차 방벽(40)이 2차 방벽(20)의 상측으로 일정 간격 이격되어 설치될 수 있도록 단열시스템을 구성한다.To this end, the present invention puts the
이격층(30)은 서로 열수축 정도를 달리할 수 있는 1, 2차 방벽(40, 20)을 서로 접촉되지 않도록 이격시켜 구조적인 안정을 꾀하는 것으로서, 극저온 상태에서 사용이 가능하고 하중을 견디는 구조재로서의 역할을 하는 동시에 외부로부터 열침입을 방지하는 단열재로서의 기능도 겸할 수 있는 플라이우드 소재로 마련될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기와 같은 기능(극저온 상태에서 구조재 및 단열재로서 사용 가능한 것)을 갖춘 다양한 소재가 이용될 수 있으며, 예컨대 섬유강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic)과 같은 복합재료나 고밀도의 폴리우레탄 폼을 사용하는 것도 가능하다.The
본 발명에서 이격층(30)은 복수의 갭 플라이우드(gap plywood, 31)로 구성될 수 있다. 갭 플라이우드(31)는 플라이우드를 소정의 두께를 가지도록 판 형태(또는 블록 형태)로 제작한 것으로서, 2차 방벽(20)의 상부에 연속적으로 배치 및 고정되어 본 단열시스템에서 이격층(30)을 형성할 수 있다.In the present invention, the
이때 갭 플라이우드(31)는 후술하는 2차 멤브레인 고정부(100) 및 1차 멤브레인 고정부(200)의 설치 공간 확보를 위하여 일정 간격을 두고 배치될 수 있으며, 서로 이웃하는 갭 플라이우드(31)는 그 사이에 배치되는 1차 멤브레인 고정부(200)에 의해 단열층(10) 및 2차 방벽(20)의 상부에 고정될 수 있다.At this time, the
이하에서는 본 발명에서 2차 방벽(20) 및 1차 방벽(40)이 고정되는 고정부의 구조에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the structure of the fixing part to which the
도 1을 참조하면, 본 발명의 단열층(10)의 상부에는 2차 방벽(20)의 고정을 위한 2차 멤브레인 고정부(100)가 구비될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a secondary
2차 멤브레인 고정부(100)는, 단열층(10)의 상단에 위치하는 상부 플레이트(11)에 형성되는 홈에 삽입되어 고정될 수 있으며, 상단부가 단열층(10)의 위로 돌출되게 설치되어 2차 방벽(20)과의 용접부를 제공할 수 있다.The secondary
도면에 도시된 바와 같이, 2차 멤브레인 고정부(100)는 대략 'ㄴ'자 형상을 가지면서 수평방향으로 형성되는 수평부가 단열층(10)의 상부 플레이트(11) 아래에 형성되는 홈에 직접 삽입되어 고정이 이루어지는 제1 고정부재(110)와, 제1 고정부재(110)에서 수직방향으로 형성되는 수직부와 연결되며 단열층(10)의 상부로 돌출되어 2차 방벽(20)과 용접되는 제2 고정부재(120)를 포함할 수 있다.As shown in the figure, the secondary
이때 'ㄴ'자 형상의 제1 고정부재(110)에서 수직부는 상단이 아래로 꺾인 구조로 마련되고, 제2 고정부재(120)는 대략 'J'자 형상으로서 하단이 위로 꺾인 구조를 가지며, 제1 고정부재(110)의 상단 꺾임부와 제2 고정부재(120)의 하단 꺾임부가 서로 걸림 지지되도록 단열시스템을 구성할 수 있다. 이와 같이 제1 고정부재(110)와 제2 고정부재(120)가 서로 걸림 지지되는 구조에 의하여 2차 방벽(20)의 용접부에서 변형이 발생하더라도 용이한 대응이 가능하다.At this time, in the 'B'-shaped first fixing
본 발명에서 2차 방벽(20)은 다수의 금속 멤브레인 시트로 구성되어 상기한 2차 멤브레인 고정부(100)에 용접에 의해 고정될 수 있다. 더욱 바람직하게, 2차 방벽(20)은 다수의 인바 스트레이크(invar strake)로 구성될 수 있다. 인바 스트레이크란 얇은 두께(대략 0.5 내지 0.7mm)를 가지는 인바강 소재의 금속판을 소정의 폭을 가지도록 띠 형태로 제작한 것이다. 2차 방벽(20)을 구성하는 다수의 인바 스트레이크는 각각 폭방향 가장자리가 위로 절곡된 형태를 가지고, 절곡된 가장자리 부분이 2차 멤브레인 고정부(100)의 제2 고정부재(120)에 용접될 수 있다.In the present invention, the
이러한 2차 방벽(20)의 고정을 위하여, 2차 멤브레인 고정부(100)는 상기에서 설명한 바와 같은 구조의 단면을 가지면서 단열층(10)의 상부에 어느 일방향을 따라 연장되는 형태로 구비될 수 있다.For fixing the
한편, 2차 멤브레인 고정부(100)의 상단부에는 1차 방벽(40)의 고정을 위한 1차 멤브레인 고정부(200)가 체결되어 연결될 수 있다.Meanwhile, the primary
1차 멤브레인 고정부(200)는 'T'자 형상을 가지면서 하단부가 2차 멤브레인 고정부(200)의 상단부, 보다 구체적으로는 제2 고정부재(120)에 체결될 수 있다. 이때 1차 멤브레인 고정부(200)는 하단부가 제2 고정부재(120)와 일부 겹쳐진 상태에서 체결될 수 있으며, 스크류(screw) 등을 이용한 기계적 체결방식 또는 용접이나 기타 다른 방식으로 체결이 이루어질 수도 있다.The primary
1차 방벽(40)은 다수의 금속 멤브레인 시트로 구성되어 1차 멤브레인 고정부(200)의 머리부의 편평한 부분 상측에 용접에 의해 고정될 수 있다. 더욱 바람직하게, 1차 방벽(40)은 종방향 및 횡방향으로 형성되는 다수의 주름부를 포함하는 스테인리스강 멤브레인으로 구성될 수 있으며, 서로 이웃하는 멤브레인이 1차 멤브레인 고정부(200) 상에서 서로 겹치기 용접되어 밀봉을 형성할 수 있다.The
상기와 같이 1차 방벽(40)이 이격층(30) 사이에 설치되는 1차 멤브레인 고정부(200)에 용접됨에 따라, 1차 방벽(40)을 지지하는 이격층(30)의 상부면에는 1차 방벽(40)과의 용접을 위한 별도의 부재가 마련되지 않을 수 있다. 이에 따라 본 발명의 이격층(30)은 고정장치 등의 설치를 위한 별도의 가공이 필요없이 매우 단순한 구조를 가질 수 있고, 따라서 기존의 시스템들과 대비하여 단열층(10) 및 방벽(20, 40)의 설치 시공성이 극대화됨은 물론, 불필요한 가공에 의해 단열시스템의 단열성능이 떨어지는 것도 효과적으로 방지할 수 있다.As described above, as the
한편, 1차 멤브레인 고정부(200)에서 수평방향으로 형성되는 머리부는 각 단부가 2차 방벽(20)의 상부에 배치되는 갭 플라이우드(31)에 의해 지지된다. 즉, 이격층(30)을 구성하는 갭 플라이우드(31)는 1차 멤브레인 고정부(200)의 'T'자 형태에 의해 형성되는 공간에 끼워지는 형태로 배치될 수 있다.On the other hand, the head formed in the horizontal direction in the primary
이때 1차 방벽(40)의 설치면을 편평하게 형성하기 위하여 갭 플라이우드(31)의 상단 가장자리에는 1차 멤브레인 고정부(200)의 머리부가 안착될 수 있도록 단차면이 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.At this time, in order to form a flat installation surface of the
이와 같이 본 발명에서 1차 멤브레인 고정부(200)는 1차 방벽(40)의 용접부를 제공할 뿐만 아니라 갭 플라이우드(31)를 고정시키는 역할도 겸할 수 있다. 이때, 1차 멤브레인 고정부(200)를 갭 플라이우드(31) 상부면에 리벳(rivet) 등의 부재로 체결하여 추가적인 고정력을 부여할 수도 있다.As described above, in the present invention, the primary
도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 단열시스템의 시공방법을 순차적인 과정에 따라 살펴보도록 한다.2 to 6, the construction method of the insulation system according to the present invention will be looked at according to a sequential process.
도 2에는 본 발명의 단열시스템에서 단열층(10)이 설치된 상태가 도시되어 있다. 단열층(10)은 선체 내벽(미도시) 상에 배치되는 다수의 단열패널 또는 단열박스에 의해 구성될 수 있으며, 이때 단열층(10)의 상단에 위치하는 상부 플레이트(11)에는 2차 멤브레인 고정부(100)가 설치된다.2 shows a state in which the
도 3을 참조하면, 다수의 금속 멤브레인 시트(예컨대, 인바 스트레이크)로 구성되는 2차 방벽(20)이 단열층(10)의 상부에 설치된다. 이때 하나의 시트를 구성하는 2차 방벽(20)은 가장자리 부분이 위로 절곡된 형태를 가지며, 절곡된 가장자리 부위가 2차 멤브레인 고정부(100)에 용접에 의해 고정된다. 이러한 2차 방벽(20)이 단열층(10)의 상부에 설치되는 2차 멤브레인 고정부(100) 사이의 간격에 연속적으로 배치되어 본 단열시스템의 2차적인 밀봉을 형성하게 된다.Referring to FIG. 3 , a
2차 방벽(20)의 설치가 완료되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 2차 멤브레인 고정부(100)의 상단부에 1차 멤브레인 고정부(200)가 연결 및 고정된다. 이때 1차 멤브레인 고정부(200)는 이격층(30)을 구성하는 갭 플라이우드(31)가 배치될 공간을 고려하여 높이 위치가 결정되며, 1차 멤브레인 고정부(200)와 2차 멤브레인 고정부(100) 간의 체결은 스크류 등을 이용한 기계적 체결방식이나 용접 또는 기타 다른 방식으로 이루어질 수 있다.When the installation of the
다음으로, 도 5를 참조하면, 2차 방벽(20)의 상부에 갭 플라이우드(31)가 설치된다. 이때 갭 플라이우드(31)는 'T'자 형상의 1차 멤브레인 고정부(200) 아래에 형성되는 공간에 양 단부가 끼워지는 형태로 배치될 수 있다. 갭 플라이우드(31)는 다수로 마련되어 1, 2차 멤브레인 고정부(200, 100)가 설치될 공간을 제외하고는 연속적으로 배치되어 본 단열시스템의 이격층(30)을 형성하게 된다.Next, referring to FIG. 5 , the
한편, 1차 멤브레인 고정부(200)를 2차 멤브레인 고정부(100)와 체결시키는 작업이 좁은 틈에서도 용이하게 이루어질 수 있다면, 상기의 과정에서 이격층(30)을 구성하는 갭 플라이우드(31)가 먼저 설치되고 그 다음으로 2차 멤브레인 고정부(100)가 설치되는 것으로 시공 순서가 변경될 수도 있다.On the other hand, if the operation of fastening the primary
마지막으로, 도 6을 참조하면, 이격층(30)의 상부에 1차 방벽(40)이 설치됨으로써 본 발명에 따른 액화가스 단열시스템의 시공이 마무리될 수 있다. 1차 방벽(40)은 예컨대 스테인리스강 주름 멤브레인과 같은 다수의 금속 멤브레인 시트로 구성될 수 있으며, 멤브레인 시트의 가장자리 부분이 1차 멤브레인 고정부(200)의 상면에 용접에 의해 고정될 수 있다. 이때 1차 방벽(40)을 구성하는 다수의 멤브레인 시트는 서로 이웃하는 멤브레인 시트와 가장자리가 겹치기 용접되어 밀봉을 형성할 수 있다.Finally, referring to FIG. 6 , the construction of the liquefied gas insulation system according to the present invention can be completed by installing the
본 발명에 따른 액화가스 단열시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. According to the liquefied gas insulation system according to the present invention, there are the following effects.
일반적으로 기존의 멤브레인형 저장탱크의 단열시스템은 1, 2차 방벽에 의해 단열층이 구분되고, 각각의 방벽 및 인접한 단열층을 고정하는 고정장치가 각각 구비된다. 이러한 고정장치는 단열시스템에 있어서 열손실 및 구조상 취약부에 해당하게 된다.In general, in the insulation system of the existing membrane type storage tank, the insulation layer is divided by the first and second barriers, and a fixing device for fixing each barrier and the adjacent insulation layer is provided, respectively. These fixing devices correspond to heat loss and structural weakness in the insulation system.
그러나, 본 발명은 1, 2차 방벽(40, 20)을 모두 단열층(10)의 상측에 위치하도록 하여 1, 2차 방벽(40, 20)을 단열층(10)과 구분함으로써, 기존에 단열층 및 방벽 간을 연결시키기 위하여 구비되는 고정장치에 의한 열손실 및 구조적 취약부를 없앨 수 있도록 단열시스템을 구성한 것이다.However, in the present invention, both the primary and
또한, 본 발명은 1, 2차 방벽(40, 20)이 액화가스의 수용 영역에 인접한 위치에서 고정부(100, 200)에 고정되도록 함으로써 열손실을 최소화하고, 2차 방벽(20)을 고정시키기 위한 2차 멤브레인 고정부(100)와 1차 방벽(40)을 고정시키기 위한 1차 멤브레인 고정부(200)의 구조가 통합 및 간소화됨으로써 단열효과를 극대화됨은 물론 시공성이 현저하게 향상되는 효과가 있다.In addition, the present invention minimizes heat loss by fixing the first and
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.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, it should be said that such modifications or variations are included in the claims of the present invention.
10 : 단열층
11 : 상부 플레이트
20 : 2차 방벽
30 : 이격층
31 : 갭 플라이우드
40 : 1차 방벽10: insulation layer
11: upper plate
20: secondary barrier
30: spaced layer
31 : Gap Plywood
40 : 1st Barrier
Claims (10)
상기 단열층의 상단에 위치하는 상부 플레이트에 설치되어 상기 2차 방벽이 용접에 의해 고정되는 2차 멤브레인 고정부; 및
상기 2차 멤브레인 고정부의 상단부와 연결되며 상기 1차 방벽이 용접에 의해 고정되는 1차 멤브레인 고정부를 포함하는,
이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템.In the liquefied gas insulation system having a double barrier structure by sequentially stacking an insulating layer, a secondary barrier, a separation layer and a primary barrier disposed on the inner wall of the hull,
a secondary membrane fixing part installed on an upper plate positioned on the upper end of the heat insulating layer to fix the secondary barrier by welding; and
It is connected to the upper end of the secondary membrane fixing part and comprising a primary membrane fixing part to which the primary barrier is fixed by welding,
Liquefied gas insulation system with double metal barrier structure.
상기 2차 멤브레인 고정부는 하단부가 상기 상부 플레이트의 상부면에 형성된 홈에 삽입되어 고정되고 상단부는 상기 단열층의 위로 돌출되게 설치되며,
상기 1차 멤브레인 고정부는 단면이 'T'자 형상을 가지며 하단부가 상기 2차 멤브레인 고정부와 체결되는 것을 특징으로 하는,
이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템.The method according to claim 1,
The secondary membrane fixing part is fixed by inserting a lower end into the groove formed on the upper surface of the upper plate, and the upper end is installed to protrude above the heat insulating layer,
The primary membrane fixing part has a 'T'-shaped cross-section, characterized in that the lower end is fastened to the secondary membrane fixing part,
Liquefied gas insulation system with double metal barrier structure.
상기 1차 멤브레인 고정부와 상기 2차 멤브레인 고정부는 스크류를 이용한 기계적인 체결방식 또는 용접 방식으로 체결되는 것을 특징으로 하는,
이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템.3. The method according to claim 2,
The primary membrane fixing part and the secondary membrane fixing part are characterized in that they are fastened by a mechanical fastening method using a screw or a welding method,
Liquefied gas insulation system with double metal barrier structure.
상기 2차 방벽은 소정의 폭을 가지도록 띠 형태로 제작된 다수의 제2 금속 멤브레인 시트로 구성되며, 상기 제2 금속 멤브레인 시트의 가장자리 부분이 위로 절곡되어 절곡된 가장자리가 상기 2차 멤브레인 고정부의 돌출 부위에 용접되는 것을 특징으로 하는,
이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템.3. The method according to claim 2,
The secondary barrier is composed of a plurality of second metal membrane sheets fabricated in a band shape to have a predetermined width, and an edge portion of the second metal membrane sheet is bent upward, and the bent edge is the secondary membrane fixing part characterized in that it is welded to the protrusion of
Liquefied gas insulation system with double metal barrier structure.
상기 1차 방벽은 다수의 제1 금속 멤브레인 시트로 구성되며, 상기 제1 금속 멤브레인 시트의 가장자리 부분이 상기 1차 멤브레인 고정부의 상면에 용접되는 것을 특징으로 하는,
이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템.5. The method according to claim 4,
The first barrier is composed of a plurality of first metal membrane sheets, characterized in that the edge portion of the first metal membrane sheet is welded to the upper surface of the first membrane fixing part,
Liquefied gas insulation system with double metal barrier structure.
서로 이웃하는 상기 제1 금속 멤브레인 시트는 가장자리 부분이 상기 1차 멤브레인 고정부 상에서 서로 겹치기 용접되는 것을 특징으로 하는,
이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템.6. The method of claim 5,
The first metal membrane sheets adjacent to each other are characterized in that edge portions are overlapped and welded to each other on the primary membrane fixing part,
Liquefied gas insulation system with double metal barrier structure.
상기 이격층은 소정의 두께를 가지는 다수의 갭 플라이우드로 구성되고,
상기 갭 플라이우드는 상기 2차 멤브레인 고정부 및 상기 1차 멤브레인 고정부의 설치 공간을 확보하기 위하여 일정 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는,
이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템.6. The method of claim 5,
The spacing layer is composed of a plurality of gap plywood having a predetermined thickness,
The gap plywood is characterized in that it is disposed at a predetermined interval to secure an installation space of the secondary membrane fixing part and the primary membrane fixing part,
Liquefied gas insulation system with double metal barrier structure.
상기 갭 플라이우드는 양 단부가 상기 1차 멤브레인 고정부의 머리부 아래에 형성되는 공간에 끼워지는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는,
이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템.8. The method of claim 7,
The gap plywood is characterized in that both ends are arranged in a form that is fitted in a space formed under the head of the primary membrane fixing part,
Liquefied gas insulation system with double metal barrier structure.
상기 2차 멤브레인 고정부는,
'ㄴ'자 형상의 단면을 가지며 수평방향으로 형성되는 수평부가 상기 상부 플레이트 아래에 형성되는 홈에 삽입 및 고정되는 제1 고정부재; 및
상기 제1 고정부재에서 수직방향으로 형성되는 수직부와 연결되며 상기 단열층의 위로 돌출되어 상기 2차 방벽과 용접되는 제2 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는,
이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템.3. The method according to claim 2,
The secondary membrane fixing part,
a first fixing member having a 'L'-shaped cross-section and having a horizontal portion formed in a horizontal direction inserted and fixed into a groove formed below the upper plate; and
It characterized in that it comprises a second fixing member connected to the vertical portion formed in the vertical direction in the first fixing member and protruding above the heat insulating layer is welded to the secondary barrier,
Liquefied gas insulation system with double metal barrier structure.
상기 제1 고정부재의 수직부는 상단이 아래로 꺾인 구조로 마련되고, 상기 제2 고정부재의 하단은 위로 꺾인 구조를 가지며, 상기 제1 고정부재의 상단 꺾임부와 상기 제2 고정부재의 하단 꺾임부가 서로 걸림 지지되는 것을 특징으로 하는,
이중 금속 방벽 구조의 액화가스 단열시스템.10. The method of claim 9,
The vertical portion of the first fixing member is provided in a structure in which the upper end is bent downward, the lower end of the second fixing member has a structure in which the second fixing member is bent upward, and the upper end of the first fixing member and the lower end of the second fixing member are bent. characterized in that the parts are supported by each other,
Liquefied gas insulation system with double metal barrier structure.
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