KR20220163856A - 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서 탱크 내벽에 연속적으로 배치되는 2차 단열벽, 상기 2차 단열벽에 적층되는 1차 단열벽, 상기 1차 단열벽에 접착되며, 연속된 홈이 형성된 1차 플라이 우드, 상기 1차 플라이 우드의 상부에 적층되는 1차 방벽, 및 상기 1차 플라이 우드의 연속된 홈에 내삽되어 상기 1차 플라이 우드와 볼트 결합되고, 상기 1차 방벽과 용접 결합되는 앵커 스트립을 포함하고, 상기 앵커 스트립은 일단에서 타단까지 일정한 간격의 폭이 형성되다가, 상기 1차 플라이 우드와 볼트 결합되는 부분만 폭이 확장된 형태를 이룬다.

Description

액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박{Liquefied gas storage tank and vessel comprising the same}
본 발명은 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.
또한, LNG와 같은 액화가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등의 선박 내에는 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 저장탱크(소위 "화물창"으로 지칭됨)가 설치되어 있다.
또한, 액화가스 저장탱크는, 외부로부터의 열 침입에 의해 증발가스(Boil Off Gas; BOG)가 발생될 수 있으며, 단열 설계를 통해 증발 가스의 기화 비율인 자연 기화율(Boil Off Rate; BOR)을 낮추는 것이 액화가스 저장탱크 설계의 핵심 기술이다. 또한, 액화가스 저장탱크는 슬로싱(Sloshing) 등 다양한 하중에 노출되기 때문에 단열패널의 기계적 강도를 확보하는 것도 필수적일 수 있다.
1차 단열벽을 구성하는 단열패널의 상부에는 1차 밀봉벽을 구성하는 멤브레인이 용접되기 위한 앵커 스트립(Anchor strip)이 설치된다. 앵커 스트립의 설치를 위해 상부 플레이트에는 앵커 스트립이 안착되는 홈이 형성되고, 앵커 스트립은 홈에 안착된 상태에서 리벳(rivet, R)에 의해 상부 플레이트에 고정되고, 멤브레인은 앵커 스트립의 상부에 용접에 의해 고정된다.
이와 같은 앵커 스트립은 단열벽 상에 가로 방향과 세로 방향으로 부분 멤브레인의 크기에 맞게 일정 간격으로 배치되어 마련되고, 탄소강강판, 니켈강판, 스테인레스판 및 합금의 소재로 제작될 수 있다.
그러나 이러한 앵커스트립을 구성하는 소재는 니켈의 함량에 따라 가격 및 종류가 결정되는데, 니켈의 가격은 매년 급등하고 있어, 선박의 자재비 및 제조원가가 상승하는 문제를 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 앵커 스트립의 자재비를 절감할 수 있는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 선박은 탱크 내벽에 연속적으로 배치되는 2차 단열벽, 상기 2차 단열벽에 적층되는 1차 단열벽, 상기 1차 단열벽에 접착되며, 연속된 홈이 형성된 1차 플라이 우드, 상기 1차 플라이 우드의 상부에 적층되는 1차 방벽, 및 상기 1차 플라이 우드의 연속된 홈에 내삽되어 상기 1차 플라이 우드와 볼트 결합되고, 상기 1차 방벽과 용접 결합되는 앵커 스트립을 포함하고, 상기 앵커 스트립은 일단에서 타단까지 일정한 간격의 폭이 형성되다가, 상기 1차 플라이 우드와 볼트 결합되는 부분만 폭이 확장된 형태를 이룬다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 1차 플라이 우드에는 일정한 간격으로 복수개의 홀이 형성되고, 상기 1차 플라이 우드의 홀과 대응되는 위치에 상기 앵커 스트립도 홀이 형성되며, 상기 1차 플라이 우드의 홀과 상기 앵커 스트립의 홀이 볼트 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 1차 플라이 우드의 홀과 상기 앵커 스트립의 홀이 볼트 결합되는 부분을 제외하고 상기 앵커 스트립의 폭은 일정한 직선 구간으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 1차 방벽 및 상기 앵커 스트립의 소재는 스테인리스 스틸, 알루 미늄, 황동, 아연, 고망 간강, 탄소강강판 및 니켈강판 중 어느 한개의 소재로 제작될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 1차 방벽은 복수 개로 마련되고, 상기 앵커 스트립의 중심으로 상기 복수 개의 1차 방벽이 상호 나란히 배치되며, 상기 앵커 스트립의 중심과 상기 복수개의 1차 방벽이 용접 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 선박에 마련되는 앵커 스트립은 최소한의 면적으로 사용되어 자재비 및 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크를 설명하기 위한 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크를 설명하기 위한 일부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 1차 방벽을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 내벽 구조를 설명하기 위한 단위 단열 시스템의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 내벽 구조를 설명하기 위한 단위 단열 시스템에 배열 설치된 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 앵커 스트립의 폭의 길이를 설명한 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징은 첨부된 도면들과 관련된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성 요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하 본 명세서에서, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다. 이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다. 또한, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 LNG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발 가스는 기체 상태의 증발 가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크를 설명하기 위한 일부 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크를 설명하기 위한 일부 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 1차 방벽을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(1)는, 선박에 구비되어 극저온(약-160℃ 내지 -170℃) 물질인 LNG와 같은 액화가스를 저장할 수 있다.
이하에서 설명하는 액화가스 저장탱크(1)가 구비되는 선박은, 도시하지 않았지만, 화물을 출발지에서 목적지까지 수송하는 상선 외에도 해상의 일정 지점에 부유하여 특정한 작업을 수행하는 해양구조물을 포괄하는 개념임을 알려 둔다. 또한, 본 발명에서 액화가스 저장탱크(1)는, 액화가스를 저장하는 어떠한 형태의 탱크도 포함됨을 밝혀둔다.
액화가스 저장탱크(1)는, 액화가스와 접촉하는 1차 방벽(2), 1차 방벽(2)의 외측에 설치되는 1차 단열벽(3), 1차 단열벽(3)의 외측에 설치되는 2차 방벽(4), 2차 방벽(4)의 외측에 배치되는 2차 단열벽(5)을 포함하여 구성될 수 있다. 액화가스 저장탱크(1)는 2차 단열벽(5)과 선체(7) 사이에 설치되는 접착 부재인 마스틱(6) 및 고정 부재인 스터드(8) 등에 의해 선체(7)에 지지될 수 있다.
액화가스 저장탱크(1)는 단열성능 및 저장용량을 최적화하기 위해 1차 단열벽(3)과 2차 단열벽(5)의 두께를 최적화하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어, 1차 단열벽(3)과 2차 단열벽(5)의 주요 재질로 폴리우레탄 폼을 사용할 경우 1차 단열벽(3)의 두께와 2차 단열벽(5)의 두께를 합친 전체 두께는 250mm 내지 500mm 범위가 되도록 할 수 있다.
상기에서, 액화가스 저장탱크(1)는, 평면 및 코너구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 액화가스 저장탱크(1)의 전후 방향의 횡벽, 횡벽 사이의 바닥, 세로벽 및 천장은 평면구조에 해당할 수 있다. 또한, 예를 들어, 액화가스 저장탱크(1)의 횡벽, 바닥, 세로벽, 천장이 만나는 구조는 코너구조에 해당할 수 있다. 여기에서, 코너구조는 둔각 코너구조 또는 직각 코너구조를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 1차 방벽(2)은, 극저온 물질인 액화가스를 수용하는 수용공간을 형성하며, 금속 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 금속 재질은 스테인리스 강재가 될 수 있으며, 이에 한정되지 아니한다. 1차 방벽(2)은, 2차 방벽(4)과 함께 액화가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
1차 방벽(2)은, 앵커 스트립(33)에 의해 1차 단열벽(3)의 상부에 고정 결합되어, 액화가스 저장탱크(1)에 저장되는 극저온 물질인 액화가스와 직접 접촉되도록 설치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 1차 방벽(2)은, 1차 단열벽(3)의 상면에 접촉되는 평면부(21), 온도에 의한 수축 또는 팽창 응력(stress) 완화를 위한 곡면부(22), 평면부(21)와 곡면부(22) 사이의 경계부(23)로 구분될 수 있다. 예를 들어, 1.0 내지 1.5mm두께의 스테인리스 강재, 바람직하게는 1.0 내지 1.2mm 두께의 스테인리스 강재로 된 코러게이션 멤브레인 시트(corrugation membrane sheet)로 형성될 수 있다. 즉, 1차 방벽은 주름형상으로 형성될 수 있다.
1차 방벽(2)은, 주름형상이 제1곡률반경(R1)과 제2곡률반경(R2)을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예의 1차 방벽(2)은 평면부(21)와 곡면부(22) 사이의 경계부(23)에서 제1곡률반경(R1)을 이루고, 곡면부(22)가 제2곡률반경(R2)을 이루는 2가지 종류의 곡률반경(R1, R2)을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1곡률반경(R1)은 제2곡률반경(R2)에 비해 작게 형성될 수 있다. 곡률반경(R1, R2)을 갖는 1차 방벽(2)은, 상부가 완만한 곡선을 이루므로 용접 검사에 용이하고, 또한 옆에서 타격하는 유체가 바로 흘러가게 되므로 슬로싱에도 유연하게 대응할 수 있다.
또한, 본 실시예의 1차 방벽(2)은, 라지 코러게이션(Large corrugation)과 스몰 코러게이션(Small corrugation) 구분 없이 전 지역에서 수평 및 수직의 주름 크기가 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 1차 방벽(2) 전체에서 수평 및 수직의 주름 크기가 동일하므로, 1차 방벽 제작이 용이할 수 있다.
도 1을 참조하면, 1차 단열벽(3)은, 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록 설계되며, 1차 방벽(2)과 2차 방벽(4) 사이에 설치될 수 있다.
1차 단열벽(3)은, 1차 방벽(2)의 외측으로 1차 플라이우드(31)와 1차 단열재(32)가 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 1차 플라이우드(31)의 두께와 1차 단열재(32)의 두께를 합친 두께에 해당할 수 있다. 1차 단열벽(3)은 160mm 내지 250mm의 두께로 형성될 수 있다.
1차 플라이우드(31)는, 1차 방벽(2)과 1차 단열재(32) 사이에 설치될 수 있다.
1차 플라이우드(31)는, 6.5mm 내지 15mm의 두께로 형성될 수 있다.
1차 단열재(32)는, 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록, 단열성능이 우수하면서 기계적 강도가 우수한 재질로 형성될 수 있다.
1차 단열재(32)는, 1차 플라이우드(31)와 2차 방벽(4) 사이에 폴리우레탄 폼으로 형성될 수 있으며, 170mm 내지 240mm의 두께 범위에 해당할 수 있다.
도 1을 참조하면, 1차 단열벽(3)의 일부와, 2차 방벽(4) 및 2차 단열벽(5)이 적층되어 단위 요소를 이룰 수 있다. 여기에서, 단위 요소를 이루는 1차 단열벽(3)의 일부는 고정단열벽(3b)으로 정의할 수 있으며, 폭은 단위 요소에 포함된 2차 단열벽(5)의 폭보다 작은 폭을 가질 수 있다. 또한, 고정단열벽(3b), 2차 방벽(4) 및 2차 단열벽(5)은 기 고정된 상태로, 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 각각이 분리되어 액화가스 저장탱크(1) 내에 배치될 수도 있을 것이다. 이로 인해 1차 단열벽(3)의 양측으로 2차 방벽(4)의 일부가 노출될 수 있다. 단위 요소들은 이웃하여 배치될 수 있으며, 이때 이웃하는 1차 단열벽(3) 사이의 공간 부분, 즉 2차 방벽(4)이 노출되는 공간 부분에는 연결 단열벽(3a)이 설치될 수 있다.
2차 방벽(4)은 메인방벽(41)과 보조방벽(42)으로 구분될 수 있으며, 메인방벽(41)은 단위 요소에서 2차 단열벽(5)의 상부에 설치되고, 보조방벽(42)은 노출되는 메인방벽(41)과 연결 단열벽(3a) 사이에 설치된다. 이때, 보조방벽(42)은 서로 인접한 단위 요소들에 마련된 메인방벽(41)을 상호 연결하도록 마련된다. 즉, 이웃하여 배치되는 단위 요소들은 메인방벽(41)에 적층되는 보조방벽(42) 및 연결 단열벽(3a)에 의하여 마감될 수 있다.
연결 단열벽(3a)이 마련되는 부분의 적층 구조는 도 2에 의해 설명된다. 연결 단열벽(3a)은 단위 요소를 이루는 1차 단열벽(3)에서 설명한 것과 동일 또는 유사한 연결 플라이우드(31a)와 연결 단열재(32a)가 적층된 형태로 마련될 수 있으며, 본 명세서에서 1차 단열벽(3)이 연결 단열벽(3a) 및 고정단열벽(3b)을 포괄할 수 있음을 알려 둔다.
도 2는 도 1의 A-A'면의 단면 구조를 나타내며, 연결 단열벽(3a)은, 연결 플라이우드(31a)와 연결 단열재(32a)가 적층된 구조를 가질 수 있다. 연결 단열벽(3a)의 두께는 연결 플라이우드(31a)의 두께와 연결 단열재(32a)의 두께를 합친 두께에 해당할 수 있다.
연결 플라이우드(31a)는, 6.5mm 내지 15mm의 두께로 형성될 수 있다.
연결 단열재(32a)는, 연결 플라이우드(31a)와 2차 방벽(4)의 보조방벽(42) 사이에 폴리우레탄 폼으로 형성될 수 있으며, 160mm 내지 240mm의 두께 범위에 해당할 수 있다.
상기한 바와 같이, 1차 단열벽(3)의 1차 단열재(32)와 연결 단열벽(3a)의 연결 단열재(32a)는 두께가 동일할 수 있다. 다만, 연결 단열벽(3a)의 연결 단열재(32a)의 경우 하부에 2차 방벽(4)의 메인방벽(41)에 더하여 보조방벽(42)이 더 적층되므로, 연결 단열벽(3a)의 연결 단열재(32a)는 1차 단열벽(3)의 1차 단열재(32)의 두께보다 보조방벽(42)의 두께만큼 작은 두께일 수 있다.
상기한 연결 단열벽(3a)은, 단위 요소들을 이웃하여 배치했을 때, 이웃하는 2차 단열벽(5) 사이에 생기는 공간 부분을 보조방벽(42)과 함께 밀봉하면서 외부로부터의 열 침입을 차단하는 역할을 수행하도록 설치된다.
그런데 연결 단열벽(3a)은, 단위 요소를 이루는 이웃하는 고정단열벽(3b) 사이에 삽입 설치되는 구조이기 때문에, 연결 단열벽(3a) 하부의 2차 방벽(4)을 극저온으로부터 보호하는데 취약할 수 밖에 없다. 이에 따라 메인방벽(41)과 보조방벽(42)이 겹쳐지는 연결 단열벽(3a) 하부의 2차 방벽(4)에서 문제가 발생될 가능성이 높다. 이에 이하에서는 연결 단열벽(3a)을 중심으로 설명한다.
2차 방벽(4)은, 단열벽(3a)을 포괄하는 1차 단열벽(3)과 2차 단열벽(5) 사이에 설치될 수 있으며, 1차 방벽(2)과 함께 액화가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
고정단열벽(3b) 하단의 2차 방벽(4)은 단일 방벽으로서 메인방벽(41)을 포함하고, 연결 단열벽(3a) 하단의 2차 방벽(4)은, 단위 요소를 서로 연결하는 메인방벽(41)과, 단위 요소를 이루는 2차 단열벽(5) 상에 마련되는 보조방벽(42)을 포함할 수 있다.
메인방벽(41)은, 단위 요소를 이루는 2차 단열벽(5) 상에 마련되며 0.6mm 내지 1.0mm의 두께로 형성될 수 있고, 서로 인접한 메인방벽(41)은 보조방벽(42)이 적층되면서 기밀을 이룰 수 있다.
보조방벽(42)은, 단위 요소들을 서로 연결하는 구성으로서 0.6mm 내지 1.0mm의 두께로 형성될 수 있고 메인방벽(41) 상에 적층될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 2차 단열벽(5)은, 고정단열벽(3b) 및 연결 단열벽(3a)과 함께 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다. 또한, 2차 단열벽(5)은 2차 방벽(4)과 선체(7) 사이에 설치될 수 있으며, 2차 단열재(51), 2차 플라이우드(52)를 포함하여 구성될 수 있다.
2차 단열벽(5)은, 2차 방벽(4)의 외측으로 2차 단열재(51)와 2차 플라이우드(52)가 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 2차 단열재(51)의 두께와 2차 플라이우드(52)의 두께를 합친 전체 두께가 160mm 내지 240mm로 형성될 수 있다.
2차 단열재(51)는, 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록, 단열성능이 우수하면서 기계적 강도가 우수한 재질로 형성될 수 있다.
2차 단열재(51)는, 2차 방벽(4)과 2차 플라이우드(52) 사이에서 폴리우레탄 폼으로 형성될 수 있으며, 150mm 내지 230mm의 두께로 형성될 수 있다.
2차 플라이우드(52)는, 2차 단열재(51)와 선체(7) 사이에 설치될 수 있다. 예를 들어, 또한, 2차 단열재(51)는 2차 플라이우드(52)와 접하여 설치될 수 있다. 2차 플라이우드(52)는, 6.5mm 내지 25mm의 두께로 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시예에 따른 액화가스 저장탱크(1)는, 1차 단열벽(3)이 2차 단열벽(5)의 66% 내지 166%의 두께를 가지고, 1차 단열벽(3)에 포괄되는 연결 단열벽(3a)이 2차 단열벽(5)의 67% 내지 167%의 두께를 가지도록 하여, 연결 단열벽(3a)이 2차 단열벽(5)와 동일 또는 유사한 두께가 되도록 구성할 수 있다.
이러한 구성과 연관되도록 연결 단열벽(3a)의 연결 단열재(32a)가 2차 단열재(51)의 90% 내지 110%의 두께를 가지도록 하여, 연결 단열벽(3a)의 연결 단열재(32a)가 2차 단열재(51)와 동일 또는 유사한 두께가 되도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 연결 단열벽(3a)을 포괄하면 단위 요소를 이루는 고정단열벽(3b) 부분에 대해서는 상세히 언급하지 않지만, 2차 단열벽(5)과의 관계에서 고정단열벽(3b) 역시 연결 단열벽(3a)과 동일 또는 유사함을 밝혀둔다.
즉, 본 실시예에서는, 연결 단열벽(3a)과 2차 단열벽(5)의 두께 또는 1차 단열벽(3)의 연결 단열재(32a)와 2차 단열재(51)의 두께가 동일 또는 유사하도록 구성하였다.
이러한 두께 비율로 연결 단열벽(3a)과 2차 단열벽(5) 또는 연결 단열벽(3a)의 연결 단열재(32a)와 2차 단열재(51)를 형성했을 때, 2차 방벽(4)의 저온에서의 응력 상한 값은 연결 단열벽(3a) 하부에서 50MPa 이하에 해당할 수 있다. 또한, 구체적으로는 2차 방벽(4)의 저온에서의 응력 값은 연결 단열벽(3a) 하부에서 40MPa 내지 50MPa 일 수 있다. 이러한 수치는 유동해석의 결과에 따라 얻어진 것이다.
2차 단열벽(5), 2차 방벽(4), 1차 단열벽(3), 1차 방벽(2) 등이 적층된 구조는 단열 구조로 지칭될 수 있으며, 이러한 단열 구조는 선체(7) 내벽에 고정 설치된다. 이때 단열 구조는 물리적 연결 및 화학적 연결을 통해 선체(7)에 고정된다.
단열 구조의 물리적 연결에 대해 먼저 설명하면, 선체(7) 내벽에는 복수 개의 스터드(8)가 격자 형태로 배치된다. 스터드(8)는 볼트 형태로서, 선체(7) 내벽에 용접 등으로 수직하게 고정된다.
선체(7) 내벽에 고정된 스터드(8)에는 레벨링 부재(9)가 설치되며, 레벨링 부재(9)는 우드 등의 재질로 이루어지며 원판 또는 사각판 등의 형태를 갖는다. 레벨링 부재(9)는 단열 구조가 안착되도록 사용되는 구성으로서, 레벨링 부재(9)의 높이에 따라 단열 구조와 선체(7) 내벽 사이의 간극이 결정된다. 즉 선체(7) 내벽에 대해 단열 구조가 안착되어야 하는 높이가 산출되면, 해당 높이에 대응되는 레벨링 부재(9)가 스터드(8)에 설치될 수 있다.
단열 구조의 2차 단열벽(5)에는 스터드(8)에 대응되도록 구멍(부호 도시하지 않음)이 형성되며, 2차 단열벽(5)을 선체(7) 내벽에 안착시키면, 2차 단열벽(5)의 구멍을 통해 스터드(8) 상단이 2차 단열벽(5) 내부로 인입된다. 특히 스터드(8)는 2차 단열벽(5)에 마련되는 2차 플라이우드(52)를 관통한다.
이후 2차 플라이우드(52)를 관통한 스터드(8)의 상단에는, 2차 단열재(51)의 구멍을 통해 인입되는 고정 너트(10)가 체결된다. 따라서 고정 너트(10)와 스터드(8)의 결합에 의해 2차 플라이우드(52)가 선체(7) 내벽에 견고히 고정됨으로써, 단열 구조가 물리적으로 선체(7)에 설치될 수 있다.
단열 구조의 화학적 연결에 대해 설명하면, 선체(7) 내벽에 안착되는 2차 단열벽(5)의 외면에는 마스틱 등의 접착 부재(6)가 도포될 수 있다. 이때 접착 부재(6)는 2차 플라이우드(52)의 외면에 도포되며, 스터드(8)가 관통되는 2차 플라이우드(52)의 구멍과 어긋나게 적용된다.
접착 부재(6)가 도포된 2차 단열벽(5)을 선체(7) 내벽에 설치하면, 접착 부재(6)가 경화됨에 따라 2차 단열벽(5)을 포함한 단열 구조가 선체(7) 내벽에 화학적으로 고정될 수 있다.
이때 접착 부재(6)의 도포량은 레벨링 부재(9)의 높이에 따라 달라질 수 있다. 레벨링 부재(9)의 높이가 2차 플라이우드(52)와 선체(7) 내벽 간의 간극을 결정하게 되므로, 높이가 높은 레벨링 부재(9)가 설치된 부분에 고정될 2차 단열벽(5)은 접착 부재(6)의 도포량이 많게 결정되고, 반대로 높이가 낮은 레벨링 부재(9)가 설치된 부분에 고정될 2차 단열벽(5)은 접착 부재(6)의 도포량이 적게 결정될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 1차 방벽(2)은, 앵커 스트립(33)에 의해 1차 단열벽(3)의 상부에 고정 결합되며, 앵커 스트립(33)은 실시하기에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 내벽 구조를 설명하기 위한 단위 단열 시스템의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크 내벽 구조를 설명하기 위한 단위 단열 시스템에 배열 설치된 부분 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 앵커 스트립의 폭의 길이를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 이하 설명되는 실시예에서는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 1차 방벽(2)은 2차 방벽(4)과 함께 액화가스가 외부로 누설되는 것을 방지하는 역할을 수행하고, 1차 방벽(2)과 2차 방벽(4) 사이에는 1차 단열벽(3)이 설치된다. 또한, 2차 단열벽(5)은 2차 방벽(4)과 선체(7) 사이에 설치될 수 있으며, 2차 단열재(51), 2차 플라이우드(52)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 1차 단열벽(3)의 1차 플라이 우드(31)는 연속된 홈이 형성되어 연속된 홈 안으로 앵커 스트립(33)이 내삽되는 구조로 마련될 수 있고, 일정한 간격으로 복수 개의 홀이 형성되어 복수 개의 홀과 앵커 스트립(33)의 홀 안으로 볼트(11)가 체결되어 결합될 수 있다.
1차 방벽(2)은 앵커 스트립(33)의 중심으로 1차 방벽(2)과 이웃하는 또 다른 1차 방벽(2)은 일부 중첩되어 앵커 스트립(33)에 용접 고정될 수 있다. 또한, 1차 방벽(2)은 앞서 설명한 바와 같이, 상면과 하면에 요철이 구비되는 엠보싱 형태로 이루어지며, 엠보싱이 형성된 부분을 제외하고 평판 형상을 가지며, 엠보싱이 형성된 영역을 제외한 평판 형상 영역이 높이는 평면 상에서 신축할 수 있다. 또한, 1차 방벽(2)은 스테인리스 스틸, 알루 미늄, 황동, 아연, 고망 간강 중 어느 하나의 소재로 제작될 수 있다.
앵커 스트립(33)은 1차 플라이 우드(31)의 연속된 홈에 일단 또는 가로줄에 내삽되어 위치하고, 복수 개의 홀이 형성되어 1차 플라이 우드(31)와 볼트 결합(11)되며, 1차 플라이 우드(31)의 연속된 홈에 일단 및 가로줄에 위치한다. 또한 앵커 스트립(33)은 스테인리스 스틸, 알루 미늄, 황동, 아연, 고망 간강, 탄소강강판, 니켈강판 및 합금의 소재로 제작될 수 있으나, 스테인리스 스틸로 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 앵커 스트립(33)은 일단에서 타단까지 일정한 간격의 폭이 형성되다가, 1차 플라이 우드(31)와 볼트(11) 결합되는 부분만 폭이 확장된 형태로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 1차 플라이 우드(31)의 홀과 앵커 스트립의 홀이 볼트(11) 결합되는 부분을 제외하고 앵커 스트립(33)의 폭은 일정한 직선 구간으로 이루어질 수 있다.
즉, 앵커 스트립(33)은 1차 플라이 우드(31)와 볼트(11) 결합되는 부분만 볼록한 형상으로 이루어질 수 있는데, 앵커 스트립(33)이 볼록하게 형성되다가 다시 직선 형태로 형성되다가 볼록한 형상으로 이루어질 수 있다.
따라서, 앵커 스트립(33)을 구성하는 면적이 좁아져, 그에 따른 스테인리스 스틸 등의 소재의 합금을 사용하는 면적이 줄어들 수 있게 된다. 또한, 종래 대비 앵커 스트립(33)을 사용하는 면적이 줄어들게 됨으로써, 자재비 및 제조 원가가 절감되어, 가격 경쟁력을 가지는 선박을 제공할 수 있게 된다,
본 발명은 앞서 설명된 실시예 외에도, 상기 실시예들 중 적어도 둘 이상의 조합 또는 적어도 하나 이상의 상기 실시예와 공지기술의 조합에 의해 발생하는 실시예들을 모두 포괄한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 액화가스 저장탱크 2: 1차 방벽
21: 평면부 22: 곡면부
23: 경계부 3: 1차 단열벽
3b: 고정단열벽 31: 1차 플라이우드
32: 1차 단열재 3a: 연결 단열벽
31a: 연결 플라이우드 32a: 연결 단열재
33: 앵커 스트립 4: 2차 방벽
41: 메인방벽 42: 보조방벽
5: 2차 단열벽 51: 2차 단열재
52: 2차 플라이우드 6: 접착 부재
7: 선체 8: 스터드
9: 레벨링 부재 10: 고정 너트
11: 볼트

Claims (5)

  1. 탱크 내벽에 연속적으로 배치되는 2차 단열벽,
    상기 2차 단열벽에 적층되는 1차 단열벽,
    상기 1차 단열벽에 접착되며, 연속된 홈이 형성된 1차 플라이 우드,
    상기 1차 플라이 우드의 상부에 적층되는 1차 방벽, 및
    상기 1차 플라이 우드의 연속된 홈에 내삽되어 상기 1차 플라이 우드와 볼트 결합되고, 상기 1차 방벽과 용접 결합되는 앵커 스트립을 포함하고,
    상기 앵커 스트립은 일단에서 타단까지 일정한 간격의 폭이 형성되다가, 상기 1차 플라이 우드와 볼트 결합되는 부분만 폭이 확장된 형태를 이루는 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 플라이 우드에는 일정한 간격으로 복수개의 홀이 형성되고, 상기 1차 플라이 우드의 홀과 대응되는 위치에 상기 앵커 스트립도 홀이 형성되며, 상기 1차 플라이 우드의 홀과 상기 앵커 스트립의 홀이 볼트 결합되는 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 플라이 우드의 홀과 상기 앵커 스트립의 홀이 볼트 결합되는 부분을 제외하고 상기 앵커 스트립의 폭은 일정한 직선 구간으로 이루어지는 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 방벽 및 상기 앵커 스트립의 소재는 스테인리스 스틸, 알루 미늄, 황동, 아연, 고망 간강, 탄소강강판 및 니켈강판 중 어느 한개의 소재로 제작되는 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 방벽은 복수 개로 마련되고, 상기 앵커 스트립의 중심으로 상기 복수 개의 1차 방벽이 상호 나란히 배치되며, 상기 앵커 스트립의 중심과 상기 복수개의 1차 방벽이 용접 결합되는 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박.
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