KR20230008186A - 액화 가스를 위한 저장 탱크의 리퀴드 돔 - Google Patents

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KR20230008186A
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줄리앙 꾸또
에두아르 듀끌로이
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가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
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Abstract

액화 가스를 위한 저장 탱크의 리퀴드 돔
본 발명은 액화 가스를 위한 저장 설비(1)에 관한 것이고, 그리고 상측 커버 벽(23), 하측 커버 벽(22), 및 상측 커버 벽(23)과 하측 커버 벽(22) 사이에 자리하고 있는 열 절연 구조물(24)을 가지고 있는 로딩/오프로딩 개구(10)를 구비하는 밀봉식 열 절연성 탱크(71)에 관한 것이고, 전술된 파이프(30)와 상측 커버 벽(23)은 상이한 성질의 철-기반 합금으로부터 제조되고, 그리고 상측 커버 벽(23)으로부터 유래하는 적어도 하나의 고정용 탭(50)은 밀봉되는 방식으로 직접적으로 또는 간접적으로 상기 하측 커버 벽(22)에 고정되어 있다.

Description

액화 가스를 위한 저장 탱크의 리퀴드 돔
본 발명은 밀봉식 열 절연성 멤브레인-타입 탱크를 구비하는, 액화 가스를 위한 저장 설비들의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 예컨대 -50℃ 내지 0℃ 사이의 온도를 가지는 액화 석유 가스(liquefied petroleum gas)(LPG로도 명명됨)를 운송하기 위한 탱크 또는 대기압에서 대략 -162℃에 있는 액화 천연 가스(liquefied natural gas; LNG)를 운송하기 위한 탱크와 같이, 낮은 온도에 있는 액화 가스를 저장하기 위한 그리고/또는 운송하기 위한 밀봉식 열 절연성 탱크들의 분야에 관한 것이다.
특허문헌 FR2991430에는, 선박의 이중 선체에 의해 구성된 하중-지지 구조물에 통합되어 있는 밀봉식 열 절연성 탱크를 구비하는, 액화 가스를 위한 저장 설비가 기술되어 있다. 탱크의 각각의 벽은 2차 열 절연성 배리어, 2차 밀봉형 멤브레인, 1차 열 절연성 배리어 및 1차 밀봉형 멤브레인을 구비한다.
탱크의 정상에 자리하고 있는 구역에서, 탱크는 리퀴드 돔으로 명명되는 침니 샤프트(chimney shaft)의 형태로 되어 있는 돌출형 부위를 가지고 있다. 이 구역에서, 하중-지지 구조물은, 유체 로딩/오프로딩 파이프들이 그것을 통과하는 것으로 의도되어 있는 로딩/오프로딩 개구를 구획하도록 국소적으로 막혀 있다. 리퀴드 돔(Liquid Dome)으로 명명되는 이 로딩/오프로딩 개구는 절연체 또는 열 절연성 배리어, 및 1차 밀봉형 멤브레인을 형성하는 요소를 구비한다.
특히나 탱크와 이 리퀴드 돔이 마주하게 되는 매우 낮은 온도들에 덜 적합한 특성들을 가지고 있지만 비용이 덜 드는 재료들을 사용함으로써 이 리퀴드 돔을 생산하는 것과 관련된 생산 비용들을 줄이는 것이 바람직하다. 더욱이, 탱크는 그 주변환경의 조건들에 따라 비틀리고 구부러지는 매우 심한 기계적 스트레스들에 처하게 되는, 선박과 같은, 구조물 안에 설치되어 있고, 이런 기계적 부하들은, 액화 가스로 채워져 있는 탱크 위에 상대적으로 좁은 침니 샤프트가 있는 방식으로, 수직방향으로 뻗어 있는 리퀴드 돔의 구조물에 특히나 불리하다.
다양한 실험들과 테스트들에 이어서, 본 출원인은, 리퀴드 돔이 흡수하여야만 하는 상당한 스트레스들을 견디는 것을 허용하도록 특정 구조가 생성되어 있는 경우라면, 비용이 덜 드는 금속성 재료들로부터 제조되는 리퀴드-돔 파이프를 생각해보는 것이 가능하다는 것을 발견하였다.
본 출원인은, 탱크 안에 들어있는 극도로 차가운 유체에 대비하여, 물리적으로든 열적으로든, 완벽한 밀봉을 동시에 부여하면서도, 겪게 되는 스트레스들 모두를 견딜 수가 있지만 비용이 덜 드는 리퀴드 돔을 우선 제안하는 것으로 의도하고 있다.
그러므로, 본 발명은, 하중-지지 구조물, 및 하중-지지 구조물 안쪽에 배열되어 있는 밀봉식 열 절연성 탱크를 구비하는, 액화 가스를 위한 저장 설비에 관한 것이고, 밀봉식 열 절연성 탱크는, 하중-지지 구조물에 고정되어 있으면서 서로 연결되어 있는 복수의 탱크 벽들로 형성된 주요 구조물을 구비하고, 주요 구조물은 내부 저장 공간을 정의하고, 주요 구조물은 최소한의 밀봉형 멤브레인 및 최소한의 열 절연성 배리어를 구비하고, 열 절연성 배리어는 밀봉형 멤브레인과 하중-지지 구조물 사이에 놓여 있고, 하중-지지 구조물은 실질적으로 평평한 상측 하중-지지 벽을 구비하고, 밀봉형 멤브레인, 주요 구조물의 열 절연성 배리어 및 상측 하중-지지 벽은 유체 로딩/오프로딩 파이프들이 그것을 통과하는 것으로 의도되어 있는 로딩/오프로딩 개구 안에 이루어져 있는 상측 단부 쪽으로 수직방향 축을 따라 뻗어 있는 샤프트의 하중-지지 벽을 형성하는 파이프를 구획하는 것과 같은 이러한 방식으로 국소적으로 막혀 있고, 여기에서 탱크는 로딩/오프로딩 개구 안에 놓여 있는 커버를 구비하고, 그리고 여기에서 커버는 상측 커버 벽, 하측 커버 벽, 및 상측 커버 벽과 하측 커버 벽 사이에 자리하고 있는 열 절연 구조물을 구비한다.
본 발명은, 전술된 파이프와 상측 커버 벽이 상이한 성질의 철-기반 합금으로부터 제조된다는 점, 및 상측 커버 벽으로부터 유래하는 적어도 하나의 고정용 탭이 밀봉되는 방식으로 직접적으로 또는 간접적으로 하측 커버 벽에 고정되어 있다는 점을 특징으로 한다.
그러므로, 수많은 테스트들과 분석들 후, 본 출원인은, 열 팽창을 흡수하기 위하여 일정한 자유도를 남겨두면서 1차 멤브레인을 형성하는 하측 커버 벽을 리퀴드 돔의 개구에 단단하게 앵커고정하기 위하여 특별한 배열들이 이루어졌다는 가정하에, 저비용의 탄소강으로부터 제조되는 파이프를 사용하는 것이 가능하다는 점을 발견하였다.
그렇게 하여, 본 발명은, 이 구역이 통상적으로 겪는 모든 스트레스들에 대한 이 돔의 우수한 기계적 회복력과 액화 가스에 대비한 효과적인 밀봉을 동시에 보장하거나 유지하면서 리퀴드 돔의 생산시 실질적인 비용절감이 이루어지는 것을 허용한다.
"파이프(pipe)"라는 용어는, 리퀴드 돔의 외부 벽, 더욱 상세하게는 액화 가스를 담고 있는 탱크 속에 개구가 있는 샤프트의 벽을 형성한다는 사실을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
통상, "외부(external)" 및 "내부(internal)"라는 용어들은 탱크의 안쪽과 바깥쪽에 관하여 또 다른 것에 대한 하나의 요소의 상대적인 포지션을 정의하는데 사용된다.
본 발명의 다른 유리한 특징들은 아래에 간략히 제시되어 있다.
유리하게, 고정용 탭은 L자 형상의 단면을 가지고 있고, 90°± 10의 각도로 근위 부위로부터 시작하는 원위 부위만큼 뻗어 있는, 상측 커버 벽으로부터 유래하는 선형 근위 부위를 구비한다.
유리하게, 열 절연성 배리어는 2차 열 절연성 배리어이고, 밀봉형 멤브레인은, 탱크의 안쪽으로부터 파이프를 향하여 연달아, 1차 밀봉형 멤브레인과 2차 밀봉형 멤브레인을 구비하고, 1차 열 절연성 배리어는 1차 밀봉형 멤브레인과 2차 밀봉형 멤브레인 사이에 놓여 있고, 고정용 탭은 또한 밀봉되는 방식으로 2차 멤브레인에 고정되어 있다.
그러므로, 고정용 탭은 리퀴드 돔의 개구의 1차 멤브레인을 형성하는 하측 커버 벽에 밀봉되는 방식으로 연결되어 있을 뿐만 아니라, 고정용 탭은 또한 열 절연성 밀봉형 구조물, 이 실례에서는 2차 밀봉형 멤브레인에 연결되어 있다. 이러한 배열은, 한편으로는 탱크의 주요 구조물이, 다른 한편으로는 리퀴드 돔의 개구의 1차 멤브레인을 형성하는 하측 커버 벽이, 상측 커버 벽에 견고하게 그리고 유연하게 고정되는 것을 허용하며, 이 후자 벽은, 고정용 탭처럼, 기계적 관점에서 특히나 강한 그리고 매우 낮은 열 팽창 계수를 가지고 있는 재료로부터 제조된다.
바람직한 실시예에 따르면, 2차 밀봉형 멤브레인에 대한 고정용 탭의 고정은 고정용 탭의 원위 부위에서 수행된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 2차 밀봉형 멤브레인에 대한 고정용 탭의 고정은 접합(bonding)에 의해 달성된다.
또 다른 실시예에 따르면, 특히나 2차 밀봉형 멤브레인이 금속이거나 금속성 재료들과 조립될 수 있는 어떤 것인 실례들에 있어서 이 고정이 용접을 이용하여 달성되는 것을 생각해보는 것이 가능하다. 그 경우에서, 2차 밀봉형 멤브레인에 대한 고정용 탭의 고정은 밀봉 용접을 이용하여 달성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정용 탭이 하측 커버 벽에 직접적으로 고정되어 있는 경우, 고정은 고정용 탭의 근위 부위에서 용접에 의해 달성된다.
그 경우에서, 유리하게, 1차 밀봉형 멤브레인은 밀봉되는 방식으로, 바람직하게는 용접에 의해 하측 커버 벽에 고정되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정용 탭이 하측 커버 벽에 간접적으로 고정되어 있는 경우, 결합용 피스는 하측 커버 벽, 밀봉형 멤브레인 및 고정용 탭을 밀봉되는 방식으로 연결한다.
그 경우에서, 바람직한 사항으로서, 고정용 탭은, 근위 부위로부터 유래하며 근위 부위에 대하여 90°±10°의 각도로 뻗어 있는, 플랜지를 가지고 있고, 결합용 피스는 고정용 탭의 플랜지에 고정되어 있다.
유리하게, 파이프는 탄소강으로 제조된다. 그러므로, 파이프는 철-기반 합금으로 제조되고, 중량으로 0% < C < 2.11%를 함유한다. 바람직한 사항으로서, 탄소 함량은 0% < C < 0.8%의 범위로 구비될 수 있고, 더욱 상세하게는 추구하는 용접능력 특성들에 따라 0% < C < 0.5%의 범위로 구비될 수 있다.
다른 요소들은 이 탄소강의 조성으로 포함될 수 있다. 이들 요소들의 총량은 바람직하게는 5% 이하이고, 그래서 이 강은 약하게 합금되어 있다. 그러므로, 이 탄소강은 또한 중량으로 0% < Mn < 2%, 0% < Si < 0.5%를 함유할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 파이프는, 중량으로 0% < C < 0.21%, 0% < Mn < 1%, 0% < Si < 0.5%, 0% < P < 0.035% 및 0% < S < 0.035%를 함유하고 나머지는 철과 그 생산으로부터 불가피하게 초래되는 불순물들인 타입의 철-기반 합금으로부터 제조된다.
바람직한 사항으로서, 파이프는, 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려진, 액화 가스들을 벌크로 운반하는 선박들의 건조와 장비를 위한 국제 코드인 IGC 코드에 따르는 등급 A, B, D, AH, DH, EH, FH 또는 E의 강으로 제조된다.
유리하게, 상측 커버 벽뿐만 아니라 고정용 탭은, 중량으로 0 < C < 0.08%, 0% < Mn ≤ 2%, 0% < Si < 0.5%, 0% < P < 0.045%, 0% < S < 0.030%, 8% < Ni < 14%, 16% < Cr < 50 %, 0% < N < 0.02%, 및 선택사항으로 0% ≤ Mo ≤ 3% 및/또는 0% < Ti < 0.7%를 함유하고 나머지는 철과 그 생산으로부터 불가피하게 초래되는 불순물들인 오스테나이트강으로 이루어져 있는 철-기반 합금으로부터 제조된다.
통상, 요소들은 멘델레예프 테이블(Mendeleev table), 다시 말해서 아래의 것 중에서 주어진 것이다.
C: 탄소; Mn: 망간; Cr: 크롬; Si: 실리콘; Ni: 니켈; Co: 코발트; P: 인; O: 산소; N: 질소; Mo: 몰리브덴; S: 황 및 Ti: 티타늄
유리하게, 하측 커버 벽은:
- 복수의 평평한 금속 플레이트들로서, 평평한 금속 플레이트들은 서로 조립되어 있고, 0.5.10-6 K-1 내지 2.10-6 K-1 사이에 구비되어 있는 열 팽창 계수를 가지고 있는 철과 니켈 합금으로부터 제조되어 있는, 복수의 평평한 금속 플레이트들; 또는
- 복수의 주름진 금속 시트들로서, 주름진 금속 시트들은 반복되는 패턴으로 병치되어 있고, 밀봉되는 방식으로 함께 용접되어 있고, 금속 시트들은 스테인리스 강으로 제조되어 있는, 복수의 주름진 금속 시트들;로 이루어져 있다. 여기에서, 이런 주름진 금속 시트들은 고망간 강(high-manganese steel)으로 제조될 수 있다는 점에 주목할 수 있고, "스테인리스 강"이라는 용어는 이러한 합금을 내포하고 있다.
그러므로, 하측 커버 벽은, 그 시트들이 제조되는 금속이 탱크 안에서 매우 차가운 온도들의 결과로서 팽창하는 경우 기계적 완전성을 제공하는 것으로 의도되어 있고 도 3과 도 4에서의 주요 구조물의 1차 멤브레인 상에서 보이는 것들과 유사한, 주름들을 가지고 있을 수 있고, 또는 이와 달리 하측 커버 벽은, 예컨대 인바(Invar®)로 제조되는 것과 같이 매우 낮은 열 팽창 계수를 가지는 플레이트들로 이루어져 있을 수 있다.
본 발명은 차가운 액체 제품을 운송하기 위한 선박에 관한 것이고, 선박은 이중 선체, 및 이중 선체 안에 배치되어 있는, 상술되어 있는 바와 같은, 저장 설비를 가지고 있다.
본 발명은 또한 차가운 액체 제품을 이송하기 위한 이송 시스템에 관한 것이고, 시스템은 상술되어 있는 바와 같은 선박, 선박의 선체 안에 설치된 탱크를 부유식 또는 연안 외부 저장 설비에 연결하는 것과 같은 이러한 방식으로 배열되어 있는 절연 배관, 및 부유식 또는 연안 외부 저장 설비로부터 선박의 탱크 쪽으로 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 연안 외부 저장 설비 쪽으로 절연 배관을 통해 차가운 액체 제품의 유동을 운반하기 위한 펌프를 구비한다.
마지막으로, 본 발명은 상술되어 있는 바와 같이 선박으로부터 로딩하거나 오프로딩하기 위한 방법에 관한 것이고, 여기에서 차가운 액체 제품은 부유식 또는 연안 외부 저장 설비로부터 선박의 탱크 쪽으로 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 연안 외부 저장 설비 쪽으로 절연 배관을 통해 공급된다.
첨부된 도면들을 참조하여 단지 제한없는 도시사항으로서 제공되어 있는 본 발명의 복수의 특정 실시예들에 관한 다음에 오는 설명으로부터 본 발명은 더욱 잘 이해될 것이고, 그 다른 목표들, 세부사항들, 특징들 및 이점들은 더 명확하게 될 것이다.
[도 1] 도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 리퀴드 돔의 단면에 관한 개략적인 도면이다.
[도 2] 도 2는, 도 1의 코너 부위의 확대도이다.
[도 3] 도 3은, 도 1에 도시되어 있는 리퀴드 돔의 요소들의 제 1 각도에서 바라 본 도면이 도시되어 있는 개략적인 도면이다.
[도 4] 도 4는, 도 1에 도시되어 있는 리퀴드 돔의 요소들의 제 2 각도에서 바라 본 도면이 도시되어 있는 개략적인 도면이다.
[도 5] 도 5는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는, 도 2의 리퀴드 돔의 부위와 똑같은 부위의 단면에 관한 개략적인 도면이다.
[도 6] 도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는, 도 2의 리퀴드 돔의 부위와 똑같은 부위의 단면에 관한 개략적인 도면이다.
[도 7] 도 7은, 메탄 탱커의 저장 설비 및 이 탱크로부터 로딩하기(loading; 싣기) 위한/오프로딩하기(offloading; 내리기) 위한 터미널의 단면을 보여주는 개략적인 도면이다.
"수직방향의(vertical)"라는 용어는 여기에서 지구의 중력장의 방향으로 뻗어 있다는 것을 의미한다. "수평방향의(horizontal)"라는 용어는 여기에서 수직 방향에 대해 직각인 방향으로 뻗어 있다는 것을 의미한다.
저장 설비(1)가 메탄 캐리어와 같은 선박 상에 포지션조정되어 있는 경우, 첨부된 도면들에서 보이지 않는, 하중-지지 구조물은 선박의 이중 선체에 의해 형성되어 있다. 외부 상측 하중-지지 벽(5)은 선박의 외부 데크(5)로 지칭된다.
탱크(71)는 바닥 벽(미도시), 정상 벽, 및 저장 설비(1)가 선박 갑판 상에 자리하고 있는 경우 전방과 후방에 자리하고 있으면서 바닥 벽을 정상 벽에 연결하는, 첨부된 도면들에서 보이지 않는, 2개의 코퍼댐 벽들로부터 형성되어 있는 주요 구조물을 가지고 있으며, 2개의 측방 벽들(미도시) 및 선택사항으로 2개 내지 4개의 챔퍼 벽들(미도시)은, 첨부된 도면들에 도시되어 있지 않는, 바닥 벽이나 정상 벽(7)에 측방 벽들을 연결한다. 탱크(71)의 벽들은 그러므로 다면체 구조물을 형성하도록 그리고 내부 저장 공간(9)을 구획하도록 서로 연결되어 있다.
액화 가스를 탱크(71) 속으로 로딩하기 위하여/액화 가스를 탱크(71)로부터 오프로딩하기 위하여, 저장 설비(1)는, 첨부된 도면들에 나타나 있지 않은 특히 로딩/오프로딩 파이프들이 이 개구(10)를 통과함으로써 탱크(71)의 바닥에 도달하는 것을 허용하도록 탱크(71)의 외부 상측 하중-지지 벽(5), 내부 상측 하중-지지 벽 및 정상 벽을 국소적으로 막고 있는 로딩/오프로딩 개구(10)를 가지고 있다.
저장 설비(1)는 또한 로딩/오프로딩 타워를 구비하며, 로딩/오프로딩 타워는 첨부된 도면들에 나타나 있지 않고 탱크(71) 안쪽에서 개구(10)와 일렬로 자리하고 있으며, 탱크(71)의 전체 높이를 넘어 로딩/오프로딩 파이프들을 위한 그리고 (도시되어 있지 않는) 펌프들을 위한 지탱 구조물을 형성한다.
추가로, 저장 설비(1)는 상기의 개구(10)에서 내부 저장 공간을 폐쇄해버리기 위하여 로딩/오프로딩 개구(10) 안에 배치되어 있는 커버(12)를 가지고 있다. 커버(12)는 로딩/오프로딩 파이프들이 커버(12)를 통과하는 것을 허용하는 오리피스들을 가지고 있다.
탱크(71)는, 탱크 벽들이 내부 데크로부터 외부 데크(5) 쪽으로 연속적으로 뻗어 있는 것을 허용하며 개구에서 주요 구조물 상에 자리하고 있는 샤프트(15)를 구비하고, 여기에서 이런 데크들은 로딩/오프로딩 개구(10)에 의해 막혀 있다. 액화 가스 저장 탱크들의 경우에서, 상기의 커버(12)가 갖추어진 이러한 샤프트(15)는 리퀴드 돔으로 지칭된다.
로딩/오프로딩 개구(10)와 샤프트(15)는 통상적으로 직사각형 윤곽을 가지고 있다. 샤프트(15)는 그러므로 4개의 벽들을 구비하며, 하나는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 후방 코퍼댐 벽(8)의 연장부인 한편, 나머지 세개는 거기와 90°의 각도를 이루는 정상 벽에 연결되어 있다.
본 발명의 맥락에서, 커버(12)는, 말하자면 외부 데크(5)의 수준에서 자리하고 있고, 그래서 그것은 샤프트(15)를 폐쇄하거나 폐쇄해버린다. 탱크(71)는 액화 가스가 저장되는 것을 허용하는 멤브레인-타입 탱크(71)이다. 탱크(71)의 주요 구조물은, 바깥쪽으로부터 안쪽을 향하여, 하중-지지 구조물에 기대져 있는 절연성 요소들을 가지고 있는 2차 열 절연성 배리어(16), 2차 열 절연성 배리어(16)에 기대져 있는 2차 밀봉형 멤브레인(17), 2차 밀봉형 멤브레인(17)에 기대져 있는 절연성 요소들을 가지고 있는 1차 열 절연성 배리어(18), 및 탱크(71) 안에 들어있는 액화 가스와 접촉상태에 있는 것으로 의도되어 있는 1차 밀봉형 멤브레인(19)을 가지고 있는 멀티레이어 구조물을 구비한다.
일 실시예에 따르면, 탱크(71)의 주요 구조물은, 특히 특허문헌 FR-A-2691520에 기술되어 있는 마크 쓰리(Mark III®) 기술에 따라 생산된다.
이러한 주요 구조물에서, 2차 열 절연선 배리어(16), 1차 열 절연성 배리어 및 2차 밀봉형 멤브레인(17)은 본질적으로, 개구(10)에서 내부 상측 하중-지지 벽을 외부 상측 하중-지지 벽(5)에 연결하는 구조물이거나 내부 하중-지지 구조물일 수 있는, 하중-지지 구조물 상에 병치되어 있는 패널들로 이루어져 있다. 2차 밀봉형 멤브레인(17)은 유리섬유 패브릭으로 된 2개의 얇은 시트들 사이에 끼워져 있는 알루미늄으로 된 얇은 시트를 구비하는 합성 재료로 형성되어 있다. 그 부분을 위한 1차 밀봉형 멤브레인(19)은, 2개의 상호간 직각 방향들로 지나가는 주름들을 구비하며 그 엣지들을 따라 서로에 대해 용접되어 있는 복수의 금속 플레이트들을 조립함으로써 획득된다. 금속 플레이트들은, 예컨대 프레스가공(pressing)이나 굽힘가공(bending)에 의해 형상결정되는, 스테인리스 강 또는 알루미늄으로 된 시트들로부터 제조된다. 1차 밀봉형 멤브레인(19)은 도 3과 도 4에 분명하게 도시되어 있다.
이러한 주름진 금속 멤브레인의 다른 세부사항들은 FR-A-2861060에 분명하게 기술되어 있다.
샤프트(15) 안에서, 2차 밀봉형 멤브레인(17)은 그 상측 단부에서 고정용 탭(50)에 고정되어 있고, 더욱 상세하게는 상기의 탭(50)의 원위 부위(51)에서 고정용 탭(50)에 고정되어 있다. 2차 멤브레인(17)과 고정용 탭(50) 사이의 연결은 밀봉식 접합에 의해, 가능성있게는 용접에 의해 유리하게 달성된다.
커버(12)는 또한, 바깥쪽으로부터 안쪽을 향하여, 상측 커버 벽(23), 하측 커버 벽(22), 및 하측 커버 벽(22)과 상측 커버 벽(23) 사이에 자리하고 있는 열 절연 구조물(24)을 구비하는 멀티레이어 구조물을 구비한다. 커버(10)는 또한 상측 커버 벽(23) 상에 자리하고 있는 보강재(stiffener)(25)들을 구비한다.
커버(12)는, 상측 커버 벽(23)이 외부 상측 하중-지지 벽(5) 또는 외부 데크(5)가 있는 평면에 포지션조정되어 있는 이러한 방식으로, 로딩/오프로딩 개구(10) 안에 놓여 있다. 그러므로, 이 실례에서, 저장 설비(1)는 돔 자리를 가지고 있지 않고, 커버(12)는 외부 데크(5) 위로 돌출해 있지 않다.
상측 커버 벽(23)은 밀봉되는 방식으로 개구(10) 주위 전체에서 외부 데크(5)에 고정되어 있으므로, 커버(12)에 관한 한, 2차 밀봉형 멤브레인(17)의 역할을 하는 것은 상측 커버 벽(23)이다. 상측 커버 벽(23)은 금속 재료, 예컨대 스테인리스 강을 이용하여 생산된다.
하측 커버 벽(22)은 결합용 피스(26)를 이용하여 밀봉되는 방식으로 주요 구조물, 이 실례에서는 샤프트(15)의 1차 밀봉형 멤브레인(19)에 용접되어 있다. 결합용 피스(26)는 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 도 2 내지 도 5에 더욱 상세하게 기술되어 있다. 하측 커버 벽(22)은 또한 밀봉되는 방식으로 로딩/오프로딩 파이프들에 분명하게 용접되어 있다.
커버(12)의 열 절연 구조물(24)은, 유사하거나 상이한 구성으로 되어 있을 수 있고 서로 병치되어 있는, 복수의 절연성 요소들을 구비한다. 바람직한 실시예에서, 하측 커버 벽(22)과 그리고 결합용 피스(26)와 일렬로 자리하고 있는 절연성 요소들은 구조적 절연성 요소들인 한편, 열 절연 구조물(24)의 외주 상에 자리하고 있는 절연성 요소들은 비-구조적 절연성 요소들이다. 구조적 절연성 요소들은, 선택사항으로 섬유들로 보강되어 있는 고-밀도 폴리머 폼으로 된 블록들로 이루어져 있을 수 있고, 또는 글라스 울, 폴리머 폼 또는 펄라이트와 같은 절연성 충전물로 채워져 있는 합성물이나 합판으로부터 제조되는 박스들로 이루어져 있을 수 있다. 비-구조적 절연성 요소들은 저-밀도 폴리머 폼으로 된 블록들일 수 있고, 또는 이와 달리 글라스 울로 된 블록들일 수 있다.
고정용 탭(50)은 상측 커버 벽(23)으로부터 유래하고, 수직방향 근위 부위(51), 및 C자 형상의 후크를 형성하거나 수평방향으로 뻗어 있는 원위 부위(52)를 가지고 있으면서 수직방향으로 뻗어 있다. 고정용 탭(15)은 그러므로 상측 커버 벽(23)의 재료와 똑같은 재료로부터 유리하게 제조된다. 고정용 탭(50)은 그러므로 금속성 재료로부터 제조되고, 전형적으로는 주변의 온도가 실질적으로 0℃ 미만 또는 심지어 -40℃ 이하인 경우 양호한 기계적 완전성을 가지는 철-기반 합금으로부터 제조된다.
그러므로, 상측 커버 벽(23)뿐만 아니라 이 고정용 탭(50)은 IGC 코드에 의해 공인된 300 시리즈의 스테인리스 강으로 이루어져 있을 수 있다. 환언하자면, 고정용 탭(50)은 표준 ASTM A240에 따르는 오스테나이트강으로 이루어져 있다.
본 발명은 우선, 리퀴드 돔의 샤프트(15)를 형성하는 파이프(30)가, 고정용 탭(50)의 존재 덕분에, 특히나 ASTM A131 표준에 따르는 등급 A, B, D, AH, DH, EH, FH 또는 E의 강으로 이루어져 있는 탄소강으로 지칭되는 강으로부터 생산된다는 사실에 있다. 강의 이러한 등급들은, 액화 가스 탱크 안에서 생기는 문제점 또는 심지어 어떤 위험을 보여주는 0℃ 미만으로 주변의 온도가 눈에 띄게 강하하는 경우, 강하지 않거나 회복성이 좋지는 않지만, 이런 강들은 스테인리스 강보다 비용이 상당히 덜 든다.
그러므로, 이러한 배열은 리퀴드 돔 안에서 비용이 드는 스테인리스 강의 양을 줄이는 것을 가능하게 하고, 그리고 1차 앵커 포인트들, 말하자면 1차 멤브레인(19)에 대한 그리고 리퀴드 돔의 개구(10)에 1차 멤브레인을 형성하는 하측 커버 벽(22)에 대한 앵커고정의 포인트들 상에서의 유연성 및 2차 앵커 포인트들, 말하자면 2차 멤브레인(17) 상에서의 유연성을 부여해주는 것을 가능하게 한다.
그러므로, 본 발명의 주요 핵심 양태는 고정용 탭(50)에 대한 하측 커버 벽(22)의 연결과 고정에 있다. 게다가, 이 고정용 탭은 적어도 수 센티미터만큼 리퀴드 돔의 샤프트(15)의 파이프(30)에 대하여 오프셋되어 있고, 말하자면 파이프로부터 5 센티미터 내지 35 센티미터 떨어져 있고, 바람직하게는 15 센티미터 내지 25 센티미터 사이의 거리에 있다. 파이프(30)에 대한 고정용 탭(50)의 이러한 오프셋상태(offsetting)는 하측 커버 벽(22)의 유연한 고정을 초래하므로, 그 어셈블리는 상당한 기계적 스트레스를 흡수할 수 있고, 리퀴드 돔의 샤프트(15)의 구역은, 탱크(71)보다 훨씬 더 작거나 더 좁은 치수들을 가지고 있기 때문에 그리고 그 수직방향 포지션 때문에, 탱크(71)를 수용하고 있는 구조물이 선박인 경우, 높은 기계적 스트레스들과 장력들을 집중시킨다는 점에 주목한다.
첨부된 도면들에서 볼 수도 있는 바와 같이, 파이프(30)에 대한 고정용 탭(50)의 오프셋상태는, 다른 비-구조적 열 절연체(41)보다 배열하기가 어렵고 비용이 더 드는 구조적 열 절연체(40)의 사용을 줄이는 것을 가능하게 한다. 그러므로, 본 발명에 따르는 리퀴드 돔 구조물에서, 구조적 열 절연체(40)의 양은 고정용 탭(50)이 없는 통상적인 리퀴드 돔과 비교하여 약간 줄어들 수 있다.
본 발명의 제 2 양태는, 고정용 탭이 직접적으로 또는 간접적으로 하측 커버 벽(22)에 연결될 수 있다는 사실에 있다. 그러므로, 이러한 고정이 간접적인 경우, 도 1 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 결합용 피스(26)가 사용될 수 있는데 반해, 고정이 직접적인 경우, 일 실시예가 도 6에 도시되어 있다.
도 1 내지 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 결합용 피스(26)는 밀봉되는 방식으로 주요 구조물의 1차 밀봉형 멤브레인(19)에 용접되어 있는 제 1 플랜지(27), 하측 커버 벽(22) 주위 전체에서 밀봉되는 방식으로 하측 커버 벽(22)에 용접되어 있고 제 1 플랜지(27)에 연결되어 있는 제 2 플랜지(28), 및 근위 부위(51)로부터 수평방향으로 뻗어 있는 플랜지(53)에 연결되어 있는 제 3 플랜지(29)를 구비한다. 플랜지(53)는 고정용 탭(50)으로부터 유래하고, 이런 부위들(51. 52)과 동일한 재료로부터 유리하게 제조된다.
도 3과 도 4에는 본 발명에 따르는 리퀴드 돔의 상보적인 비-필수적 요소들이 나타나 있다. 이런 도면들에는 탱크(71)의 주요 구조물의 1차 멤브레인(19) 상에 존재해 있는 주름(60)들이 분명하게 나타나 있다. 이런 주름(60)들은, 탱크(71)가 0 ℃ 훨씬 미만의 매우 낮은 온도에서 액화 가스로 채워져 있는 경우, 1차 멤브레인(19)이 이 멤브레인(19)의 열 팽창을 견디는 것을 허용한다.
원위 부위(52)는 이 실례에서 역전된 C자 형상의 단면을 가지고 있으므로, 이 원위 부위(52)의 한쪽 부분은 용접에 의해 2차 멤브레인(17)에 고정되어 있는 한편, 이 원위 부위(52)의 또 다른쪽 부분은 2차 열 절연성 배리어(16)와 접촉상태에 있고 샤프트(15) 안에서 이 배리어(16)의 공간을 제한한다.
고정용 탭(50)의 플랜지(53)는 결합용 피스(26) 또는 직접적으로 하측 커버 벽(22)에 접근하도록 수평방향으로, 말하자면 근위 부위(51)에 대하여 90°±10°의 각도로 뻗어 있고, 후자 실시예(여기에서는 결합용 피스(26)가 없지만 근위 부위(51)로부터 돌출하고 있는 플랜지(53)는 있음)는 첨부된 도면들에서 볼 수 없지만, 본 발명의 범위 내에서 생각해 볼 만하다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예가 도시되어 있는데, 여기서는 본질적인 차이가 근위 부위(51)에서 유래하는 플랜지(53)의 부존재에 있다. 이러한 실시예에서, 결합용 피스(26)의 플랜지(29)는 고정용 탭(50)의 근위 부위(51)와 인접한 상태가 될 때까지 뻗어 있다. 결합용 피스(26)의 이 플랜지(29)는 다른 실시예들에서와 같이 정확히 밀봉 용접에 의해 고정용 탭(50)의 근위 부위(51)에 고정되어 있다. 그러므로, 이 실시예에서, 결합용 피스(26)의 플랜지(29)는 다른 실시예들에서 보다 더욱 더 길고, 전형적으로 플랜지(29)는 여기에서 적어도 15 센티미터, 바람직하게는 20 센티미터 정도의 길이를 가진다.
도 6에는 일 실시예가 도시되어 있는데, 여기서는 결합용 피스(26)가 없어서, 고정용 탭(50)과 하측 커버 벽(22) 사이의 고정은 "직접적인" 것으로 지칭된다. 그러므로, 이 실시예에서, 고정용 탭(50)의 플랜지(53)는 하측 커버 벽(22)을 마주하게 되면서 고정시킬 때까지 뻗어 있고, 또는 이와 달리 도 6에 도시되어져 있는 바와 같이, 하측 커버 벽(22)은 고정용 탭(50)과 인접한 상태가 될 때까지 뻗어 있다. 이런 실시예들 중 어느 하나에서, 결합용 피스(26)가 없는 상태에서, 고정용 탭(50)의 그리고 하측 커버 벽(22)의 함께 고정하기는 밀봉되는 방식으로, 바람직하게는 용접을 이용하여 수행된다.
도 6의 실시예에서, 주요 구조물의 1차 멤브레인(19)은 그 단부에서 플랫(19'), 말하자면 하측 커버 벽(22) 상에 지지하게 되거나 하측 커버 벽(22)과 인접한 상태가 되는 L자 형상의 단부 부위를 가지고 있고, 그래서 1차 멤브레인(19)과 하측 커버 벽(22) 사이의 용접된 결합은 완벽하게 밀봉된다. 본 발명의 다른 특징들은 그 변형예들에 있어서, 다른 실시예들의 맥락에서 앞서 기술되어져 있는 것과 차이가 없다.
도 7에는, 로딩 및 오프로딩 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 연안 설비(77)를 포함하는 해상 터미널의 일 예시가 나타나 있다. 로딩 및 오프로딩 스테이션(75)은 가동형 아암(74), 및 가동형 아암(74)을 지탱하는 타워(78)를 구비하는 고정된 근해 설비이다. 가동형 아암(74)은 로딩/오프로딩 배관(73)에 연결될 수 있는 다발을 이루는 절연된 가요성 호스(79)들을 지니고 있다. 배향가능한 가동형 아암(74)은 메탄 캐리어의 모든 크기들을 위하여 적합하다. 나타나 있지 않은 연결용 파이프는 타워(78) 안쪽으로 뻗어 있다. 로딩 및 오프로딩 스테이션(75)은 메탄 캐리어(70)를 연안 설치물(77)로부터 로딩하는 것과 메탄 캐리어(70)를 연안 설치물(77) 쪽으로 오프로딩하는 것을 가능하게 한다. 후자는 수중 파이프(76)에 의해 로딩 또는 오프로딩 스테이션(75)에 연결되어 있는 연결용 파이프(81)들과 액화 가스 저장 탱크(80)들을 가지고 있다. 수중 파이프(76)는 긴 거리, 예컨대 5 km에 걸쳐 로딩 또는 오프로딩 스테이션(75)과 연안 설비(77) 사이에서 액화 가스를 이송하는 것을 가능하게 하며, 이는 메탄 탱커(70)가 로딩 조작과 오프로딩 조작 동안 긴 거리만큼 해안에서 떨어져 있는 상태를 유지하는 것을 허용한다.
액화 가스를 이송하기 위하여 요구되는 압력을 발생시키기 위하여, 선박(70) 갑판 상에 실려 있는 펌프들 및/또는 연안 설비(77)에 마련되어 있는 펌프들 및/또는 로딩 및 오프로딩 스테이션(75)에 마련되어 있는 펌프들이 이용되고 있다.
본 발명이 몇몇 특정 실시예들과 관련하여 기술되어 있더라도, 본 발명의 범위 내에 있다면, 거기에는 제한된 방식이 없다는 점, 및 기술되어 있는 수단의 모든 기술적인 균등물들과 그 조합들 또한 포함되어 있다는 점은 매우 명백하다.
"구비하는", "보여주는" 또는 "포함하는"이라는 동사들과 그 변형된 형태들의 사용이, 청구범위에 기재되어 있는 것들 이외의 요소들이나 단계들의 존재를 배제하는 것은 아니다.
청구항들에서, 괄호들 안의 어떠한 참조 부호도 청구범위에 관한 제한사항으로 해석되어서는 안된다.

Claims (16)

  1. 하중-지지 구조물, 및 상기 하중-지지 구조물 안쪽에 배열되어 있는 밀봉식 열 절연성 탱크(71)를 포함하고 있는, 액화 가스를 위한 저장 설비(1)로서,
    상기 밀봉식 열 절연성 탱크(71)는, 상기 하중-지지 구조물에 고정되어 있으면서 서로 연결되어 있는 복수의 탱크 벽들로 형성된 주요 구조물을 포함하고 있고, 상기 주요 구조물은 내부 저장 공간을 정의하고, 상기 주요 구조물은 최소한의 밀봉형 멤브레인(17, 19) 및 최소한의 열 절연성 배리어(16, 18)를 포함하고 있고, 상기 열 절연성 배리어(16, 18)는 상기 밀봉형 멤브레인(17, 19)과 상기 하중-지지 구조물 사이에 놓여 있고;
    상기 하중-지지 구조물은 실질적으로 평평한 상측 하중-지지 벽을 포함하고 있고;
    상기 밀봉형 멤브레인(17, 19), 상기 주요 구조물의 상기 열 절연성 배리어(16, 18) 및 상기 상측 하중-지지 벽은 유체 로딩/오프로딩 파이프들이 그것을 통과하는 것으로 의도되어 있는 로딩/오프로딩 개구(10) 안에 이루어져 있는 상측 단부 쪽으로 수직방향 축을 따라 뻗어 있는 샤프트(15)의 하중-지지 벽을 형성하는 파이프(30)를 구획하는 것과 같은 이러한 방식으로 국소적으로 막혀 있고, 상기 탱크(71)는 상기 로딩/오프로딩 개구(10) 안에 놓여 있는 커버(12)를 포함하고 있고, 그리고 상기 커버(12)는 상측 커버 벽(23), 하측 커버 벽(22), 및 상기 상측 커버 벽(23)과 상기 하측 커버 벽(22) 사이에 자리하고 있는 열 절연 구조물(24)을 포함하고 있는, 저장 설비(1)에 있어서,
    전술된 파이프(30)와 상기 상측 커버 벽(23)은 상이한 성질의 철-기반 합금으로부터 제조되고, 그리고 상기 상측 커버 벽(23)으로부터 유래하는 적어도 하나의 고정용 탭(50)은 밀봉되는 방식으로 직접적으로 또는 간접적으로 상기 하측 커버 벽(22)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정용 탭(50)은 L자 형상의 단면을 가지고 있고, 90°± 10의 각도로 근위 부위(51)로부터 시작하는 원위 부위(52)만큼 뻗어 있는, 상기 상측 커버 벽(23)으로부터 유래하는 선형 근위 부위(51)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열 절연성 배리어는 2차 열 절연성 배리어(16)이고,
    상기 밀봉형 멤브레인(17, 19)은, 상기 탱크(71)의 안쪽으로부터 상기 파이프를 향하여 연달아, 1차 밀봉형 멤브레인(19)과 2차 밀봉형 멤브레인(17)을 포함하고 있고, 상기 1차 열 절연성 배리어(18)는 상기 1차 밀봉형 멤브레인(19)과 상기 2차 밀봉형 멤브레인(17) 사이에 놓여 있고,
    상기 고정용 탭(50)은 또한 밀봉되는 방식으로 상기 2차 멤브레인(17)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  4. 제 2 항 및 제 3 항에 있어서,
    상기 2차 밀봉형 멤브레인(17)에 대한 상기 고정용 탭(50)의 고정은 상기 고정용 탭(50)의 상기 원위 부위(52)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 2차 밀봉형 멤브레인(17)에 대한 상기 고정용 탭(50)의 고정은 접합에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  6. 제 2 항과 조합하여 고려되어 있는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정용 탭(50)이 상기 하측 커버 벽(22)에 직접적으로 고정되어 있는 경우, 고정은 상기 고정용 탭(50)의 상기 근위 부위(51)에서 용접에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  7. 제 3 항과 조합하여 고려되어 있는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차 밀봉형 멤브레인(19)은 밀봉되는 방식으로, 바람직하게는 용접에 의해 상기 하측 커버 벽(22)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정용 탭(50)이 상기 하측 커버 벽(22)에 간접적으로 고정되어 있는 경우, 결합용 피스(26)는 상기 하측 커버 벽(22), 상기 밀봉형 멤브레인(19) 및 상기 고정용 탭(50)을 밀봉되는 방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  9. 제 2 항 및 제 8 항에 있어서,
    상기 고정용 탭(50)은, 상기 근위 부위(51)로부터 유래하고 상기 근위 부위(51)에 대하여 90°±10°의 각도로 뻗어 있는, 플랜지(53)를 포함하고 있고, 상기 결합용 피스(26)는 상기 고정용 탭(50)의 상기 플랜지(53)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파이프(30)는 탄소강으로 제조되고, 바람직하게는 상기 파이프(30)는 중량으로 0% < C < 2.11%를 함유하는 철-기반 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 파이프(30)는 IGC 코드에 따르는 등급 A, B, D, AH, DH, EH, FH 또는 E의 강으로 제조되는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상측 커버 벽(23)뿐만 아니라 상기 고정용 탭(50)은, 중량으로 0 < C < 0.08%, 0% < Mn ≤ 2%, 0% < Si < 0.5%, 0% < P < 0.045%, 0% < S < 0.030%, 8% < Ni < 14%, 16% < Cr < 50 %, 0% < N < 0.02%, 및 선택사항으로 0% ≤ Mo ≤ 3% 및/또는 0% < Ti < 0.7%를 함유하고 나머지는 철과 그 생산으로부터 불가피하게 초래되는 불순물들인 오스테나이트강으로 이루어져 있는 철-기반 합금으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하측 커버 벽(22)은:
    - 복수의 평평한 금속 플레이트들로서, 상기 평평한 금속 플레이트들은 서로 조립되어 있고, 0.5.10-6 K-1 내지 2.10-6 K-1 사이에 포함되어 있는 열 팽창 계수를 가지고 있는 철과 니켈 합금으로부터 제조되어 있는, 복수의 평평한 금속 플레이트들; 또는
    - 복수의 주름진 금속 시트들로서, 상기 주름진 금속 시트들은 반복되는 패턴으로 병치되어 있고, 밀봉되는 방식으로 함께 용접되어 있고, 상기 금속 시트들은 스테인리스 강으로 제조되어 있는, 복수의 주름진 금속 시트들;
    로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저장 설비(1).
  14. 차가운 액체 제품을 운송하기 위한 선박(70)으로서,
    상기 선박은 이중 선체(72), 및 상기 이중 선체 안에 배치되어 있는 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따르는 저장 설비(1)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 선박(70).
  15. 차가운 액체 제품을 이송하기 위한 이송 시스템으로서,
    상기 시스템은 제 14 항에 따르는 선박(70), 상기 선박의 선체 안에 설치된 상기 탱크(71)를 부유식 또는 연안 외부 저장 설비(77)에 연결하는 것과 같은 이러한 방식으로 배열되어 있는 절연 배관(73, 79, 76, 81), 및 상기 부유식 또는 연안 외부 저장 설비로부터 상기 선박의 상기 탱크 쪽으로 또는 상기 선박의 상기 탱크로부터 상기 부유식 또는 연안 외부 저장 설비 쪽으로 상기 절연 배관을 통해 차가운 액체 제품의 유동을 운반하기 위한 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  16. 제 14 항에 따르는 선박(70)으로부터 로딩하거나 오프로딩하기 위한 방법으로서,
    차가운 액체 제품은 부유식 또는 연안 외부 저장 설비(77)로부터 상기 선박(71)의 탱크 쪽으로 또는 상기 선박(71)의 탱크로부터 부유식 또는 연안 외부 저장 설비(77) 쪽으로 절연 배관(73, 79, 76, 81)을 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
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