KR20220132073A - 액화가스 저장탱크의 단열구조 - Google Patents

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Abstract

액화가스 저장탱크의 단열구조가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 저장탱크의 단열구조는 극저온 유체를 저장하는 저장탱크의 외면 둘레를 커버하는 단열층; 및 저장탱크의 하부를 지지하는 지지블록과 단열층의 종방향 접합면 사이에 세로로 배치된 제1결함방지부재와, 제1결함방지부재의 하부를 받치며 일측이 지지블록에 밀착되게 횡방향으로 배치된 제2결함방지부재를 가진 결함방지부재;를 포함하되, 결함방지부재는 단열성능을 가진 유연성 물질로 마련된다.

Description

액화가스 저장탱크의 단열구조{INSULATION STRUCTURE OF LIQUEFIED GAS STORAGE TANK}
본 발명은 액화가스 저장탱크의 단열구조에 관한 것이다.
액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas) 및 액화석유가스(LPG, Liquefied Petroleum Gas)와 같은 액화가스는 각각 대략 -160℃, -45℃의 극저온상태로 액화가스 저장탱크 내에 저장된다.
도 1은 종래 C 타입의 액화가스 저장탱크의 단열구조를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 액화가스 저장탱크의 단열구조는 가로로 눕혀진 원통형의 저장탱크(10)의 외부 둘레를 감싸는 단열층(20)과, 저장탱크(10)의 앞부분과 뒷부분의 하부에 각각 부착되는 지지블록(30)을 포함한다. 이때, 지지블록(30) 하부에 마련된 새들(40, Saddle)에 의해 저장탱크(10)의 하중이 지탱된다.
단열층(20)은 스프레이 폼(Spray Foam) 재질로 마련될 수 있으며, 지지블록(30)은 우드(Wood) 재질로 마련될 수 있다. 또, 새들(40)는 스틸(Steel) 재질로 마련될 수 있다.
단열층(20)과 지지블록(30) 간 접촉부위 및 지지블록(30)과 새들(40) 간 접촉부위는 접착제에 의해 접착될 수 있다.
한편, 저장탱크(10)에 LNG와 같은 극저온 물질이 채워지는 경우, 상온(대략 20℃)에서 극저온(대략 -160℃)으로 온도가 급격히 변화되고, 이에 따라 저장탱크(10) 및 단열층(20)에 냉각 수축이 발생한다.
이때, 서로 재질이 다른 단열층(20)과 지지블록(30) 간의 수축량 차이로 인해 단열층(20)과 지지블록(30)의 접합면에 인장 및 전단 응력이 발생한다. 이러한 인장 응력 및 전단 응력이 단열층(20)의 허용 응력을 초과하면, 지지블록(30)과 단열층(20)의 종방향 접합면(50)에 갭이 발생하여 대기에 노출되게 되고, 그로 인해 아이싱(Icing)을 비롯한 각종 결함이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 인장 및 전단 응력으로 인한 저장탱크를 둘러싼 단열층의 결함을 막고 효과적인 단열이 이루어지도록 하는 액화가스 저장탱크의 단열구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 극저온 유체를 저장하는 저장탱크의 외면 둘레를 커버하는 단열층; 및 상기 저장탱크의 하부를 지지하는 지지블록과 상기 단열층의 종방향 접합면 사이에 세로로 배치된 제1결함방지부재와, 상기 제1결함방지부재의 하부를 받치며 일측이 상기 지지블록에 밀착되게 횡방향으로 배치된 제2결함방지부재를 가진 결함방지부재;를 포함하되, 상기 결함방지부재는 단열성능을 가진 유연성 물질로 마련된 액화가스 저장탱크의 단열구조가 제공될 수 있다.
상기 제1결함방지부재 및 제2결함방지부재 중 하나 이상은 에어로젤로 마련될 수 있다.
상기 단열층과 상기 제1결함방지부재의 종방향 접합면 사이에 크라프트페이퍼가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 액화가스 저장탱크의 단열구조는 인장 및 전단 응력으로 인한 저장탱크를 둘러싼 단열층의 결함을 막고 효과적인 단열이 이루어지도록 한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 액화가스 저장탱크의 단열구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단열구조가 적용된 액화가스 저장탱크를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 단열구조에 크라프트페이퍼가 적용된 예를 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단열구조가 적용된 액화가스 저장탱크를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 저장탱크의 단열구조는 극저온 유체를 저장하는 저장탱크(101)의 외면 둘레를 커버하는 단열층(110)과, 저장탱크(101)의 하부를 지지하는 지지블록(103)과 단열층(110)의 종방향 (좌우) 접합면 사이에 세로로 배치된 제1결함방지부재(121)와, 제1결함방지부재(121)의 하부를 받치며 일측이 지지블록(103)에 밀착되게 횡방향으로 배치된 제2결함방지부재(122)를 가진 결함방지부재(121,122)를 포함하되, 결함방지부재(121,122)는 단열성능을 가진 유연성 물질로 마련된다.
여기서, 저장탱크(101)는 예컨대 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있으며, 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)의 압력식 타입 C 탱크일 수 있다.
저장탱크(101)의 앞부분과 뒷부분의 하부에는 각각 지지블록(103)이 돌출되게 마련되며, 지지블록(103)은 새들(105)에 의해 지지될 수 있다. 지지블록(103)은 우드(Wood) 재질로 마련될 수 있고, 새들(105)은 스틸(Steel) 재질로 마련되어, 저장탱크(101)의 하중을 지탱한다.
지지블록(103)은 원통형의 저장탱크(101) 형태에 맞게 상단부가 곡면형상으로 마련되어 저장탱크(101)에 밀착된 상태에서 접착될 수 있으며, 하단부는 새들(105)과 접착방식으로 결합될 수 있다.
저장탱크(101)의 외면 둘레는 단열층(110)에 의해 커버되며, 단열층(110)은 예컨대 스프레이 폼(Spray Foam)을 포함할 수 있다. 단열층(110)은 시공 특성 상 층상 구조를 가질 수 있으며, 1회 분사 시 대략 20~30mm 두께를 갖도록 시공될 수 있고, 단열 요구 사항에 따라 300mm 또는 그 이상을 두께를 가질 수도 있다. 단열층(110)은 예컨대 폴리우레탄폼(Poly-urethane Foam)을 분사시키는 방법으로 형성될 수 있다.
저장탱크에 LNG와 같은 극저온 물질이 채워지는 경우, 온도가 급격히 변화되고, 저장탱크 및 단열층에 냉각 수축이 발생하게 된다. 이때, 종래에는 서로 재질이 다른 단열층과 지지블록 간의 수축량 차이로 인해 단열층과 지지블록의 종방향 접합면에 인장 및 전단 응력으로 인한 갭(Gap)이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 이를 방지하기 위해 지지블록(103)과 접하는 부위의 단열구조를 종래와 차별화되도록 제시한다.
구체적으로 제1결함방지부재(121)는 저장탱크(101)의 하부를 지지하는 지지블록(103)과 단열층(110)의 종방향 접합면 사이에 세로로 배치된다.
그리고, 제2결함방지부재(122)는 제1결함방지부재(121)의 하부를 받치며 일측이 지지블록(103)에 밀착되게 횡방향으로 배치된다. 제2결함방지부재(122)의 타측 및 내면 부위는 단열층(110)과 밀착된다.
제1결함방지부재(121) 및 제2결함방지부재(122)은 예컨대 단열성능이 우수한 에어로젤(Aerogel)로 마련될 수 있다. 에어로젤은 기존의 보온재보다 두께가 더 작으면서도 비슷한 보온성을 가지며, 유연성 재질이므로 작업 효율성이 좋다.
여기서, 제2결함방지부재(122)만 에어로젤로 마련되고, 제1결함방지부재(121)은 에어로젤을 제외한 단열성능을 가진 다른 유연성 물질로 마련될 수도 있다.
이와 같이, 제2결함방지부재(122)를 에어로젤로 마련함으로써, 지지블록(103)의 종방향 접합면과 접하는 단열층(110) 부위의 단열성능을 더욱 강화시킬 수 있다.
또, 제1결함방지부재(121)를 단열성능을 가진 유연성 물질로 마련함으로써, 상술한 갭(Gap)이 발생하더라도, 제1결함방지부재(121)과 단열층(110)의 종방향 접합면에 발생하기 때문에 대기 노출을 효과적으로 차단시킬 수 있다. 이를 통해 종래에 문제가 되었던 아이싱(Icing) 등의 결함 발생을 방지할 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 단열층(110)과 제1결함방지부재(121)의 종방향 접합면 사이에 크라프트페이퍼(130)가 배치될 수 있다.
크라프트페이퍼(130)는 단열층(110)과 제1결함방지부재(121)의 종방향 접합면에서 강제 박리가 일어나도록 함으로써, 상술한 바와 같이 갭 발생에 따른 아이싱 발생 등의 결함을 방지할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
101: 저장탱크 103: 지지블록
110: 단열층 121: 제1결함방지부재
122: 제2결함방지부재 130: 크라프트페이퍼

Claims (3)

  1. 극저온 유체를 저장하는 저장탱크의 외면 둘레를 커버하는 단열층; 및
    상기 저장탱크의 하부를 지지하는 지지블록과 상기 단열층의 종방향 접합면 사이에 세로로 배치된 제1결함방지부재와, 상기 제1결함방지부재의 하부를 받치며 일측이 상기 지지블록에 밀착되게 횡방향으로 배치된 제2결함방지부재를 가진 결함방지부재;를 포함하되,
    상기 결함방지부재는 단열성능을 가진 유연성 물질로 마련된 액화가스 저장탱크의 단열구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1결함방지부재 및 제2결함방지부재 중 하나 이상은 에어로젤로 마련된 액화가스 저장탱크의 단열구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단열층과 상기 제1결함방지부재의 종방향 접합면 사이에 크라프트페이퍼가 배치된 액화가스 저장탱크의 단열구조.
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