KR20220095378A - 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치 - Google Patents

멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220095378A
KR20220095378A KR1020200186561A KR20200186561A KR20220095378A KR 20220095378 A KR20220095378 A KR 20220095378A KR 1020200186561 A KR1020200186561 A KR 1020200186561A KR 20200186561 A KR20200186561 A KR 20200186561A KR 20220095378 A KR20220095378 A KR 20220095378A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
membrane
fixing device
barrier
liquefied gas
insulation system
Prior art date
Application number
KR1020200186561A
Other languages
English (en)
Inventor
황범석
허행성
박광준
오훈택
강중규
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020200186561A priority Critical patent/KR20220095378A/ko
Publication of KR20220095378A publication Critical patent/KR20220095378A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B73/00—Building or assembling vessels or marine structures, e.g. hulls or offshore platforms
    • B63B73/40—Building or assembling vessels or marine structures, e.g. hulls or offshore platforms characterised by joining methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B73/00—Building or assembling vessels or marine structures, e.g. hulls or offshore platforms
    • B63B73/20—Building or assembling prefabricated vessel modules or parts other than hull blocks, e.g. engine rooms, rudders, propellers, superstructures, berths, holds or tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/001—Thermal insulation specially adapted for cryogenic vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/025—Bulk storage in barges or on ships
    • F17C3/027—Wallpanels for so-called membrane tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0329—Foam
    • F17C2203/0333—Polyurethane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/22—Assembling processes
    • F17C2209/221—Welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/22—Assembling processes
    • F17C2209/228—Assembling processes by screws, bolts or rivets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/23—Manufacturing of particular parts or at special locations
    • F17C2209/232—Manufacturing of particular parts or at special locations of walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
    • F17C2260/011—Improving strength
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24—Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y02A30/244—Structural elements or technologies for improving thermal insulation using natural or recycled building materials, e.g. straw, wool, clay or used tires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명은 선체 내벽에 설치되는 단열층과, 상기 단열층의 상부에 설치되는 2차 방벽과, 상기 2차 방벽의 상부에 이격되어 설치되는 1차 방벽, 그리고 상기 2차 방벽과 상기 1차 방벽 사이에 배치되는 방벽간 구조물을 포함하는 멤브레인형 액화가스 단열시스템에서 상기 방벽간 구조물을 고정하는 고정장치에 있어서, 단열층의 상부면에 설치되는 베이스 앵커 플레이트; 베이스 앵커 플레이트 상에 고정되는 소켓부; 하단부가 소켓부에 체결되고 수직 방향으로 돌출 형성되는 스터드; 및 스터드에 끼워지며 상기 방벽간 구조물을 상하 방향으로 구속하여 고정시키는 고정부재를 포함하고, 상기 2차 방벽은 다수의 멤브레인 시트가 서로 겹치기 용접으로 연결되어 구성되며, 상기 베이스 앵커 플레이트 상에 멤브레인 시트의 꼭짓점 또는 모서리 변 일부가 용접되되, 멤브레인 시트의 꼭짓점 또는 모서리 변 부위에는 소켓부 및 스터드와의 간섭을 회피하기 위하여 사선부 또는 절단부가 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치를 제공한다.
본 발명에 따른 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치는, 돌출되는 부분이 2차 방벽을 직접적으로 관통하지 않고, 돌출부와의 간섭 없이 2차 방벽의 밀봉 작업 수행이 가능하며, 2차 방벽을 구성하는 멤브레인 시트의 용접 및 방벽간 구조물의 고정을 한 지점에서 수행할 수 있으므로, 멤브레인 관통부가 최소화되고 단열시스템의 구조적 안정성이 향상되는 효과가 있다.

Description

멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치 {Fixing device of membrane-type liquefied gas insulation system}
본 발명은 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멤브레인형 액화가스 단열시스템에서 1차 및 2차 방벽 사이에 배치되는 구조물을 고정시키기 위한 고정장치에 관한 것이다.
천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나 또는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG')의 상태로 LNG 운반선(LNGC: LNG Carrier)에 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 하역하기 위한 LNG 운반선 등과 같이 LNG를 수송 혹은 저장하기 위한 선박에는 LNG의 극저온에 견딜 수 있도록 특수하게 제작된 저장탱크(흔히 '화물창'이라고도 함)가 구비된다.
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.
NO 96 타입 저장탱크는, 1차 및 2차 단열층이 플라이우드 박스(plywood box) 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.
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.
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.
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 특성상 그 상부에 인바강 소재의 멤브레인을 적용하는 것이 쉽지 않기 때문에, 열수축 변형을 흡수할 수 있도록 파형 주름부가 형성된 스테인리스강 멤브레인을 이용하여 1차 방벽을 형성한다.
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.
전술한 NO 96 타입 저장탱크와 같이 단열층이 단열박스로 구성되는 단열시스템을 박스 타입(box type)의 단열시스템이라 하고, 이와 구분하여 MARK Ⅲ 타입 저장탱크와 같이 단열층이 단열패널로 구성되는 단열시스템을 패널 타입(panel type)의 단열시스템이라 부르기도 한다.
한편, 멤브레인형 저장탱크에서 1, 2차 방벽 사이에 설치되는 1차 단열층은 2차 단열층의 상부에 고정될 것이 요구되는데, NO 96 타입 저장탱크에서는 1차 단열박스가 선체 내벽에 고정되어 2차 방벽을 관통하도록 형성되는 커플러(coupler)에 체결되어 고정되는 방식이고, MARK Ⅲ 타입 저장탱크에서는 1차 단열패널이 2차 방벽의 상부에 본딩(bonding)에 의해 고정되는 방식이다.
NO 96 타입 저장탱크와 같이 단열층 고정장치가 2차 방벽을 관통하는 경우에는 멤브레인의 관통 부위를 밀봉시키기 위한 추가 용접 작업이 요구된다는 단점이 있고, 용접부에 응력이 집중되어 피로 파괴가 발생하는 경우에는 밀봉이 파손될 수 있다는 위험성도 존재한다.
또한, MARK Ⅲ 타입 저장탱크와 같이 단열층이 2차 방벽에 접착 방식으로 고정되는 경우에는 2차 방벽이 단열층의 거동을 그대로 따라가는 구조로서, 멤브레인에 국부적인 응력이 집중될 수 있으며 구조적인 안정성이 떨어지는 문제가 있다.
일반적으로 LNG와 같은 극저온의 액화가스를 저장하기 위한 멤브레인형 타입 저장탱크는 극저온의 화물로부터 선체를 보호하기 위하여 기밀이 가능한 두 개의 방벽으로 구성하게 되어 있다. 따라서 두 개의 방벽에 의해 단열시스템이 분리가 되고, 각 방벽을 구성하는 멤브레인 및 인접 단열시스템의 설치를 위하여 이를 고정하는 장치가 각각 필요하게 된다.
본 발명의 목적은, 액화가스 저장탱크에 설치되는 두 방벽 사이에 배치되는 구조물을 고정시킴에 있어서, 전술한 기존 방식들의 문제점을 해결하고 보다 간편하게 설치가 가능한 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치를 제공하고자 하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 멤브레인 관통부를 최소화할 수 있는 구조로서 구조적 안정성이 우수하고 형상 및 체결 방식이 단순화됨에 따라 설치 효율이 뛰어나며 설치 이후 보수/수리가 용이한 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체 내벽에 설치되는 단열층과, 상기 단열층의 상부에 설치되는 2차 방벽과, 상기 2차 방벽의 상부에 이격되어 설치되는 1차 방벽, 그리고 상기 2차 방벽과 상기 1차 방벽 사이에 배치되는 방벽간 구조물을 포함하는 멤브레인형 액화가스 단열시스템에서 상기 방벽간 구조물을 고정하는 고정장치에 있어서, 상기 단열층의 상부면에 설치되는 베이스 앵커 플레이트; 상기 베이스 앵커 플레이트 상에 고정되는 소켓부; 하단부가 상기 소켓부에 체결되고 수직 방향으로 돌출 형성되는 스터드; 상기 스터드에 끼워지며 상기 방벽간 구조물을 상하 방향으로 구속하여 고정시키는 고정부재를 포함하고, 상기 2차 방벽은 다수의 멤브레인 시트가 서로 겹치기 용접으로 연결되어 구성되며, 상기 베이스 앵커 플레이트 상에 상기 멤브레인 시트의 꼭짓점 또는 모서리 변 일부가 용접되되, 상기 멤브레인 시트의 꼭짓점 또는 모서리 변 부위에는 상기 소켓부 및 상기 스터드와의 간섭을 회피하기 위하여 사선부 또는 절단부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치가 제공될 수 있다.
상기 소켓부는 상기 베이스 앵커 플레이트의 상부에 용접에 의해 고정되어 상기 베이스 앵커 플레이트를 관통하지 않는 형태로 구비될 수 있다.
상기 고정장치는 상기 멤브레인 시트의 네 꼭짓점 부위와 상기 멤브레인 시트의 모서리 변 부위에 상기 멤브레인 시트의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 설치되고, 상기 멤브레인 시트는 꼭짓점 부위가 대각선 방향으로 절단된 사선부를 가지며, 상기 멤브레인 시트의 모서리 변 부위에는 상기 고정장치와 대응되는 위치에 'V'자 형태의 절단부가 형성될 수 있다.
상기 멤브레인 시트의 꼭짓점 부위에 설치되는 상기 고정장치의 상기 베이스 앵커 플레이트는 십(十)자 형태의 단면을 가지고, 상기 멤브레인 시트의 모서리 변 부위에 설치되는 상기 고정장치의 상기 베이스 앵커 플레이트는 일(一)자 형태의 단면을 가질 수 있다.
서로 이격되게 설치되는 상기 베이스 플레이트 사이에는 열 보호부재가 설치되고, 다수의 상기 베이스 플레이트 및 상기 열 보호부재가 상기 단열층의 상부에 전체적으로 격자 형태의 라인을 형성하며, 상기 멤브레인 시트는 가장자리가 상기 격자 형태의 라인 상에 위치한 상태에서 이웃하는 상기 멤브레인 시트의 가장자리와 겹치기 용접될 수 있다.
상기 단열층의 상부면에는 상기 베이스 플레이트 및 상기 열 보호부재가 안착될 수 있도록 단차진 형태의 홈이 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 1차 방벽과 2차 방벽 사이에 설치되는 구조물을 고정하기 위한 고정장치에서 돌출되는 부분이 2차 방벽을 직접적으로 관통하지 않고, 고정장치의 돌출부와의 간섭 없이 2차 방벽의 밀봉 작업 수행이 가능하며, 2차 방벽을 구성하는 멤브레인 시트의 용접 및 방벽간 구조물의 고정을 고정장치가 설치되는 한 지점에서 수행할 수 있으므로, 멤브레인 관통부가 최소화되고 단열시스템의 구조적 안정성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 고정장치의 형상 및 체결 방식이 단순화되고 고정장치의 돌출부에 대한 추가 밀봉 작업이 불필요해지므로, 설치 작업의 효율이 향상되고 설치 이후에도 보수 및 수리가 용이한 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 상술된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고정장치의 설치 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고정장치의 주변부에 2차 방벽이 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고정장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 고정장치의 설치 구조를 나타낸 단면도이다.
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 발명의 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.
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 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명에 따른 고정장치의 설치 구조를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 고정장치의 주변부에 2차 방벽이 설치된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 4는 본 발명에 따른 고정장치의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 고정장치의 설치 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 멤브레인형 액화가스 단열시스템은, 선체 내벽에 설치되는 단열층(10)과, 단열층(10)의 상부에 설치되는 2차 방벽(20)을 포함할 수 있다. 도면에는 생략되어 있으나, 2차 방벽(20)의 상측으로 이격된 위치에 1차 방벽이 설치되고, 2차 방벽(20)과 1차 방벽 사이에 방벽간 구조물이 배치될 수 있다.
단열층(10)은 본 발명의 단열시스템에서 주된 단열 기능, 즉 저장탱크의 외부로부터 열침입을 방지하는 기능을 하는 것으로서, 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼(R-PUF)으로 이루어지는 단열재(11a)의 상면이나 하면 혹은 상하면 모두에 보호판(11b)를 부착시킨 다수의 단열패널(11)로 구성될 수 있다. 여기서 보호판(11b)은 단열재(11a)를 보호하고 기계적인 강성을 부여하기 위한 것으로서, 플라이우드 또는 섬유강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastics)과 같은 복합재료가 이용될 수 있다.
2차 방벽(20)은 저장탱크 내부에 수용되는 극저온 액화가스를 2차적으로 밀봉하는 것으로서, 1차 방벽의 누설 발생시 상당한 기간 동안 액화가스의 액밀 및 지탱이 가능하도록 설계된다. 1차 방벽 및 2차 방벽(20)은 액화가스의 극저온에 의한 응력 변화에 대응할 수 있도록 저온취성이 강한 금속 소재로 구성될 수 있으며, 예를 들어 스테인리스강이나 인바강 또는 알루미늄 합금 등과 같은 저온강이 이용될 수 있다.
한편, 2차 방벽(20)과 1차 방벽(미도시) 사이에는 두 방벽 사이를 이격시키기 위한 목적이나 또는 1차 단열층으로서의 기능하는 방벽간 구조물(미도시)이 배치될 수 있다.
방벽간 구조물이 단순 이격층으로서 기능하는 경우에는 극저온에서 사용이 가능하고 하중을 견디는 구조재로서의 역할을 할 수 있는 소재(예컨대, 플라이우드나 섬유강화 플라스틱와 같은 복합재료 또는 고밀도의 강화 폴리우레탄 폼)를 소정의 두께를 가지는 층으로 형성한 것일 수 있으며, 방벽간 구조물이 1차 단열층으로서 기능하는 경우에는 전술한 단열패널(11)과 유사한 구조의 층을 형성한 것일 수 있다.
방벽간 구조물은 단순 이격층으로서 기능하는 경우 또는 1차 단열층으로서 기능하는 경우 모두 하부에 배치되는 구조물 상에 고정될 필요가 있는데, 앞에서도 언급하였듯이 본 발명은 1차 방벽 및 2차 방벽(20) 사이에 배치되는 구조물을 고정하기 위한 장치로서, 구조적 안정성의 확보와 설치 효율 및 보수/수리의 측면에서 향상된 효과를 가지는 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 ① 고정장치는 멤브레인 시트의 용접에 간섭이 없을 것, ② 고정장치가 하부 방벽을 관통하지 않을 것, ③ 형상의 단순화로 설치가 간단할 것, ④ 설치 이후 보수/수리가 용이할 것의 네 가지 사항들을 고려하여 설계된 새로운 형태의 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치를 제공하고자 한다.
이하 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치(100)의 구조에 대하여 구체적으로 살펴본다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치(100)는, 단열층(10)의 상부면에 설치되는 베이스 앵커 플레이트(110)와, 베이스 앵커 플레이트(110) 상에 고정되는 소켓부(120)와, 하단부가 소켓부(120)에 체결되고 수직 방향으로 돌출 형성되는 스터드(130)와, 스터드(130) 상에 순차적으로 체결되는 와셔(140) 및 고정너트(150)를 포함할 수 있다.
베이스 앵커 플레이트(110)는 단열층(10)의 상부면에 형성된 홈에 안착되며 스크류(screw), 리벳(rivet), 스테이플(staple) 등의 부재를 이용하여 기계적 체결 방식으로 고정될 수 있다.
베이스 앵커 플레이트(110)는 설치 위치에 따라 도 2의 (a)에 도시된 십(十)자 형태 또는 도 2의 (b)에 도시된 일(一)자 형태를 가질 수 있다. 다시 도 1을 참조하면, 대략 사각판 형태로 마련되는 멤브레인 시트(21)의 용접 라인을 형성하기 위하여, 다수의 단열패널(11)로 구성되는 전체 단열층(10) 상에는 베이스 앵커 플레이트(110) 및 열 보호부재(thermal protector, 200)로 구성되는 라인이 격자 형태로 마련된다. 따라서 십(十)자 형태의 베이스 앵커 플레이트(110)는 상기한 격자 형태의 교차 부위, 즉 멤브레인 시트(21)의 꼭짓점 위치에 배치되고, 일(一)자 형태의 베이스 앵커 플레이트(110)는 상기한 격자 형태에서 직선 부위, 즉 멤브레인 시트(21)의 모서리 변 위치에 배치는 것이다. 일(一)자 형태의 베이스 앵커 플레이트(110)는 멤브레인 시트(21)의 모서리 변 부위에 멤브레인 시트(21)의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
베이스 앵커 플레이트(110)가 안착될 수 있도록 단열층(10)의 상부면, 보다 구체적으로는 단열패널(11)의 상부 보호판(11b) 상에는 십(十)자 혹은 일(一)자 형태의 홈이 가공될 수 있다. 이때 홈은 단열패널(11)의 가장자리 끝단으로부터 반대측 가장자리 끝단까지 연장되는 형태로 제공될 수 있으며, 베이스 앵커 플레이트(110)가 안착된 공간을 제외한 나머지 공간에는 열 보호부재(200)가 배치되어, 멤브레인 시트(21)의 용접시 단열층(10)에 화기에 의한 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
소켓부(120)는 베이스 앵커 플레이트(110) 상에 용접에 의해 고정될 수 있으며, 이때 돌출된 구조를 가지는 소켓부(120)는 베이스 앵커 플레이트(110)를 관통하지 않는 형태로 구비되는 것이 바람직하다.
스터드(130)는 하단부가 소켓부(120)에 나사 결합 방식으로 체결될 수 있으며, 이를 위해 스터드(130)의 외주면 및 소켓부(120)의 내주면에는 서로 대응되는 나사산이 형성될 수 있다.
와셔(140)는 스터드(130)에 끼워지며, 소정의 면적을 가지는 와셔(140)가 2차 방벽(20)의 상부에 배치되는 구조물을 상하 방향으로 구속하여 고정시킨다. 이때 스터드(130)의 상단부에 체결되는 고정너트(150)가 와셔(140)를 하방으로 가압하여 줌으로써 상기 구조물이 견고하게 고정될 수 있다. 와셔(140)는 고정 구조물과 고정너트(150) 사이에 작용하는 압력을 분산시키는 기능도 담당하게 된다.
한편, 도 3을 참조하면, 단열층(10)의 상부에 2차 방벽(20)이 설치되는 구조가 도시되어 있다. 2차 방벽(20)은 다수의 멤브레인 시트(21)가 연결되어 구성될 수 있으며, 이때 서로 이웃하는 멤브레인 시트(21)의 가장자리 부위가 서로 겹치기 용접되어 2차 방벽(20)의 밀봉을 형성할 수 있다.
또한, 멤브레인 시트(21)는 단열층(10)의 상부에 설치되는 고정장치(100)의 돌출부(120, 130)과의 간섭을 회피하기 위하여, 꼭짓점 부위에 대각선 방향으로 형성된 사선부(S)를 가지고, 모서리 변 부위에는 'V'자 형태로 가공된 절단부(C)를 가질 수 있다.
먼저, 도 3의 (a)를 참조하면, 멤브레인 시트(21)는 꼭짓점 부근에서 사선부(S)가 고정장치(100)의 베이스 앵커 플레이트(110) 상에 용접될 수 있다. 이때 네 장의 멤브레인 시트(21)는 사선부(S)의 일부가 서로 겹쳐지게 배치되며, 나중에 설치되는 멤브레인 시트(21)는 베이스 앵커 플레이트(110) 상에 용접될 뿐만 아니라 이전에 설치된 멤브레인 시트(21)와 일부 겹치기 용접될 수 있다.
도 3의 (b)를 참조하면, 두 장의 멤브레인 시트(21)가 고정장치(100)를 기준으로 서로 겹쳐지게 배치되는데, 이때 먼저 설치되는 멤브레인 시트(21)는 절단부(C)를 포함하는 모서리 변이 아래에 위치하는 베이스 플레이트 상(110)에 용접되고, 나중에 설치되는 멤브레인 시트(21)는 절단부(C)를 제외한 모서리 변이 이전에 설치된 멤브레인 시트(21)의 가장자리와 겹치기 용접되며 절단부(C)는 베이스 플레이트 상(110)에 용접될 수 있다.
도 3의 (a) 및 (b)에서 베이스 앵커 플레이트(110)가 위치하지 않는 부분에서는 서로 이웃하는 멤브레인 시트(21)가 겹치기 용접을 통해 밀봉을 형성할 수 있으며, 해당 부위에는 열 보호부재(200)가 배치되어 화기에 의한 손상을 방지한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 1차 방벽(미도시)과 2차 방벽(20) 사이에 설치되는 구조물을 고정하기 위한 고정장치(100)에서 돌출되는 부분(120, 130)이 2차 방벽(20)을 직접적으로 관통하지 않고, 고정장치(100)의 돌출부(120, 130)와의 간섭 없이 2차 방벽(20)의 밀봉 작업 수행이 가능하며, 2차 방벽(20)을 구성하는 멤브레인 시트(21)의 용접 및 방벽간 구조물(미도시)의 고정을 고정장치(100)가 설치되는 한 지점에서 수행할 수 있으므로, 멤브레인 관통부가 최소화되고 단열시스템의 구조적 안정성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 고정장치(100)의 형상 및 체결 방식이 단순화되고 고정장치(100)의 돌출부(120, 130)에 대한 추가 밀봉 작업이 불필요해지므로, 설치 작업의 효율이 향상되고 설치 이후에도 보수 및 수리가 용이한 효과가 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.
10: 단열층
11: 단열패널
20: 2차 방벽
21: 멤브레인 시트
S: 사선부
C: 절단부
100: 고정장치
110: 베이스 앵커 플레이트
120: 소켓부
130: 스터드
140: 와셔
150: 고정너트

Claims (6)

  1. 선체 내벽에 설치되는 단열층과, 상기 단열층의 상부에 설치되는 2차 방벽과, 상기 2차 방벽의 상부에 이격되어 설치되는 1차 방벽, 그리고 상기 2차 방벽과 상기 1차 방벽 사이에 배치되는 방벽간 구조물을 포함하는 멤브레인형 액화가스 단열시스템에서 상기 방벽간 구조물을 고정하는 고정장치에 있어서,
    상기 단열층의 상부면에 설치되는 베이스 앵커 플레이트;
    상기 베이스 앵커 플레이트 상에 고정되는 소켓부;
    하단부가 상기 소켓부에 체결되고 수직 방향으로 돌출 형성되는 스터드; 및
    상기 스터드에 끼워지며 상기 방벽간 구조물을 상하 방향으로 구속하여 고정시키는 고정부재를 포함하고,
    상기 2차 방벽은 다수의 멤브레인 시트가 서로 겹치기 용접으로 연결되어 구성되며,
    상기 베이스 앵커 플레이트 상에 상기 멤브레인 시트의 꼭짓점 또는 모서리 변 일부가 용접되되, 상기 멤브레인 시트의 꼭짓점 또는 모서리 변 부위에는 상기 소켓부 및 상기 스터드와의 간섭을 회피하기 위하여 사선부 또는 절단부가 형성되는 것을 특징으로 하는,
    멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소켓부는 상기 베이스 앵커 플레이트의 상부에 용접에 의해 고정되어 상기 베이스 앵커 플레이트를 관통하지 않는 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는,
    멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정장치는 상기 멤브레인 시트의 네 꼭짓점 부위와 상기 멤브레인 시트의 모서리 변 부위에 상기 멤브레인 시트의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 설치되고,
    상기 멤브레인 시트는 꼭짓점 부위가 대각선 방향으로 절단된 사선부를 가지며, 상기 멤브레인 시트의 모서리 변 부위에는 상기 고정장치와 대응되는 위치에 'V'자 형태의 절단부가 형성되는 것을 특징으로 하는,
    멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 멤브레인 시트의 꼭짓점 부위에 설치되는 상기 고정장치의 상기 베이스 앵커 플레이트는 십(十)자 형태의 단면을 가지고,
    상기 멤브레인 시트의 모서리 변 부위에 설치되는 상기 고정장치의 상기 베이스 앵커 플레이트는 일(一)자 형태의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는,
    멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    서로 이격되게 설치되는 상기 베이스 플레이트 사이에는 열 보호부재가 설치되고, 다수의 상기 베이스 플레이트 및 상기 열 보호부재가 상기 단열층의 상부에 전체적으로 격자 형태의 라인을 형성하며,
    상기 멤브레인 시트는 가장자리가 상기 격자 형태의 라인 상에 위치한 상태에서 이웃하는 상기 멤브레인 시트의 가장자리와 겹치기 용접되는 것을 특징으로 하는,
    멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 단열층의 상부면에는 상기 베이스 플레이트 및 상기 열 보호부재가 안착될 수 있도록 단차진 형태의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치.
KR1020200186561A 2020-12-29 2020-12-29 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치 KR20220095378A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200186561A KR20220095378A (ko) 2020-12-29 2020-12-29 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200186561A KR20220095378A (ko) 2020-12-29 2020-12-29 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220095378A true KR20220095378A (ko) 2022-07-07

Family

ID=82398262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200186561A KR20220095378A (ko) 2020-12-29 2020-12-29 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220095378A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117662969A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 中太(苏州)氢能源科技有限公司 一种保护系统及其安装方法和储罐

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117662969A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 中太(苏州)氢能源科技有限公司 一种保护系统及其安装方法和储罐
CN117662969B (zh) * 2024-01-31 2024-04-02 中太(苏州)氢能源科技有限公司 一种保护系统及其安装方法和储罐

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101751838B1 (ko) 앵커 스트립이 제거된 액화가스 화물창의 인슐레이션 구조, 그 인슐레이션 구조를 구비하는 화물창, 및 그 화물창을 구비하는 액화가스 운반선
KR102387173B1 (ko) 액화가스 화물창의 90도 코너 부의 단열 구조, 및 그 단열 구조를 구비하는 화물창
KR20160034509A (ko) 액화가스 화물창
KR101722370B1 (ko) 화물창 방벽구조
KR101652219B1 (ko) 액화가스 화물창 및 그 제작방법
KR20160024016A (ko) 화물창 방벽구조
KR20220095378A (ko) 멤브레인형 액화가스 단열시스템의 고정장치
KR20220034992A (ko) 이중 금속 방벽 구조를 가지는 액화가스 저장탱크의 단열시스템
KR101686507B1 (ko) 액화천연가스 저장탱크
KR20200077660A (ko) 액화천연가스 저장탱크의 단열벽 고정장치
KR101864152B1 (ko) 액화가스 화물창
KR101732560B1 (ko) 액화가스 단열구조물의 고정지지체
KR20220097806A (ko) 액화가스 저장탱크 단열시스템의 코너부 구조
KR101625867B1 (ko) 액화가스 화물창 및 그 제조방법
KR101701722B1 (ko) 화물창 방벽구조
KR101567877B1 (ko) 단열시스템의 체결 구조 및 체결 방법
KR20210081916A (ko) 액화가스 저장탱크의 단열시스템
KR20220063691A (ko) 멤브레인형 액화가스 단열시스템
KR20170099008A (ko) 방벽 및 이를 이용하는 액화가스 화물창
KR20220036384A (ko) 액화가스 저장탱크의 단열시스템 및 그 시공방법
KR20220025992A (ko) 액화가스 저장탱크의 단열시스템
KR20210101859A (ko) 액화가스 저장탱크의 단열시스템
KR20160015437A (ko) 액화가스 화물창
KR101644354B1 (ko) 화물창 방벽구조
KR20160033835A (ko) 액화가스 단열구조체의 보수방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination