KR20230019021A - 육상용 저장탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 육상용 저장탱크에 관한 것으로, 원통 형상으로 형성된 외조 탱크, 상기 외조 탱크의 내주면에 둘레를 따라 위치하고 밀폐된 저장 공간을 형성하며, 다각형으로 이루어진 내조 탱크, 및 상기 외조 탱크 및 상기 내조 탱크의 하부 방향에서 결합되고 다각형으로 형성된 밑판을 포함하고, 상기 외조 탱크와 상기 내조 탱크의 모서리 방향에는 복수 개의 돌출 형성된 보강부재가 구성된다.

Description

육상용 저장탱크{Land storage tank}

본 발명은 육상용 저장탱크에 관한 것이다.

일반적으로 육상용 액화가스 저장탱크는 액화천연가스(LNG), 액화석유가스(LPG) 등의 연료용 액화가스를 비롯하여, 액화산소, 액화질소 등의 다양한 액화가스를 저장하기 위해 사용된다.

종래의 육상용 액화가스 저장탱크는 기초 상에 콘크리트를 타설하여 대략 돔 형태의 덮개를 가지는 원통형 탱크 몸체를 형성함으로써 그 외형이 만들어진다.

종래의 육상용 액화가스 저장탱크에 따르면, 콘크리트로 만들어진 탱크 몸체(즉, 외조)의 내부에는 증기방벽이 설치되고, 증기방벽의 내부에는 액화가스를 직접적으로 수용하는 내조가 설치된다.

증기방벽과 내조 탱크 사이에는 단열재가 시공된다. 내조 탱크는 극저온 상태의 액화가스와 직접적으로 접하는 부분이므로 극저온을 견딜 수 있는 저온강 등의 소재로 만들어질 수 있으며, 증기방벽은 일반 탄소강 등의 소재로 만들어질 수 있다.

상기와 같은 종래의 LNG 저장탱크의 지지구조는 다음과 같은 문제가 발생하였다. 극저온의 LNG가 내조 탱크에 저장되거나 내조 탱크로부터 LNG가 배출되면, 내조 탱크는 온도 변화에 의해 수축 또는 팽창을 하게 된다. 내조 탱크의 길이 방향에 대한 수축 또는 팽창에 따른 내조 탱크의 유동 거리가 확보될 수 있도록 슬라이딩 지지대를 설치하여, 응력이 집중되는 문제를 방지하였으나 고정 지지대에 집중되는 응력을 분산시키는 것에 한계가 있었다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 육상용 액화가스 저장탱크는, 우선 기초공사를 실시한 후 이 기초 상에 저장탱크의 외조 탱크, 증기방벽 및 내조 탱크를 각각 별도로 하나씩 차례대로 제작하였기 때문에 육상용 액화가스 저장탱크를 완성하기 위한 시간이 많이 소요되는 문제가 있다. 또한, 일반적으로 육상용 저장탱크는 구형으로 제작되어, 제작하기 용이하지 못한 문제로 인해 제조비용 향상 및 유지보수가 어려운 문제를 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 육상용 저장탱크를 용이하게 제작하고, 제조비용 절감 및 유지보수를 향상시킬 수 있는 육상용 저장탱크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 육상용 저장탱크에 관한 것으로, 원통 형상으로 형성된 외조 탱크, 상기 외조 탱크의 내주면에 둘레를 따라 위치하고 밀폐된 저장 공간을 형성하며, 다각형으로 이루어진 내조 탱크, 및 상기 외조 탱크 및 상기 내조 탱크의 하부 방향에서 결합되고 다각형으로 형성된 밑판을 포함하고, 상기 외조 탱크와 상기 내조 탱크의 모서리 방향에는 복수 개의 돌출 형성된 보강부재가 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 밑판은 멤브레인 주름이 격자 형태로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 외조 탱크의 모서리는 복수 개로 마련되고, 상기 내조 탱크의 외주면에는 상기 외조 탱크의 복수개의 모서리 방향에서 보강부재가 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 외조 탱크의 횡단면과 상기 내조 탱크의 횡단면의 면적은 상기 보강부재 방향에서 면적이 좁다가 넓어지는 면적으로 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 육상용 저장탱크는 용이하게 제작 가능하며, 제조비용 절감 및 유지보수를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 따른 육상용 저장탱크를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 따른 육상용 저장탱크를 상부에서 바라본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 육상용 저장탱크를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 육상용 저장탱크를 상부에서 바라본 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

이하에서 내외 방향은 저장공간의 중심을 향하는 방향이 내측 방향인 것으로 보고 정의되는 표현임을 알려둔다.

도 1은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크의 부분 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크(1)는, 육상 등의 일 지점에 탑재된다. 이때 액화가스 저장탱크(1)는 육상에 마련되는 구조물의 격벽 구조가 탱크의 외면을 이루는 멤브레인형일 수 있고, 또는 육상에 액화가스 저장탱크(1)가 설치되는 독립형일 수 있다.

액화가스 저장탱크(1)의 타입은 특별히 한정하지 않으며, 또한 액화가스 저장탱크(1)가 탑재되는 위치(육상, 또는 해상 구조물의 갑판 상 등) 역시 한정하지 않는다. 다만 본 발명의 액화가스 저장탱크(1)는 내측 방향으로 단열층이 배치되는 구조를 가질 수 있다.

참고로 본 명세서에서, 액화가스 저장탱크(1)는 구조물의 격벽에 직접 단열층이 시공되는 멤브레인형인 것으로 가정하여 설명하도록 한다. 다만 액화가스 저장탱크(1)가 독립형으로 마련될 수도 있는 바, 이하에서 선체(H)라는 표현은 액화가스 저장탱크(1)의 외체로 대체하여 해석될 수 있음을 알려둔다.

액화가스 저장탱크(1)는 저장공간을 갖는다. 저장공간에는 액화가스가 저장될 수 있으며, 액화가스는 LNG일 수 있다. 이하에서는 액화가스가 LNG인 것으로 가정하고 설명하겠으나, 본 발명에서 액화가스는 LNG 외에도 비등점이 상온보다 낮아 저장을 위해 강제로 액화되며 발열량을 갖는 모든 물질(LPG, 에탄, 수소, 암모니아 등)을 포괄할 수 있다.

액화가스 저장탱크(1)의 저장공간은 벽체(10)에 의해 둘러싸여 닫힌 공간을 이룰 수 있다. 다만 액화가스의 유출입을 위해 벽체(10)에는 상면에는 돔(20) 등이 설치된다. 즉 액화가스 저장탱크(1)는 벽체(10)와 돔(20)을 포함할 수 있다.

벽체(10)는, 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성하며 또한 단열공간을 형성한다. 구체적으로 벽체(10)는 내측에서 외측 방향으로 1차 방벽(11), 1차 단열벽(12), 2차 방벽(13), 2차 단열벽(14)을 갖는다. 참고로 본 명세서에서 내측은 액화가스가 저장된 공간 내부를 향하는 방향이고 외측은 그 반대 방향을 의미한다.

1차 방벽(11)은 액화가스를 수용하는 저장공간을 형성한다. 1차 방벽(11)은 저온의 액화가스로 인한 취성 파괴를 억제할 수 있도록 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 일례로 SUS, INVAR 등으로 구성된다.

또한 1차 방벽(11)에는 슬로싱을 대비하기 위해 주름 또는 요철구조가 형성될 수 있다. 이러한 1차 방벽(11)은 서로 겹배치되어 용접 등으로 실링됨에 따라 저장공간 전체(돔(20) 부분을 제외)를 닫힌 공간으로 만들게 된다.

1차 방벽(11)은 액화가스의 누출을 방지하는 방벽으로서의 기능을 갖는다. 또한 후술할 2차 방벽(13) 역시 액화가스의 누출을 방지하는 방벽이 되므로, 본 발명의 액화가스 저장탱크(1)는 적어도 2중으로 누출 방지를 구현하는 구조를 갖는다.

1차 단열벽(12)은, 1차 방벽(11)의 외측에 배치되며 1차 단열기능을 구현한다. 1차 단열벽(12)은 플라이우드, 단열블록이 적층된 형태를 가질 수 있다. 플라이우드는 1차 단열벽(12)에서 내측에 구비되며, 플라이우드에 앵커링유닛(도시하지 않음)이 고정된다. 앵커링유닛은 1차 방벽(11)의 겹침 용접을 위해 마련되는 구성으로서 1차 방벽(11)과 동일/유사한 금속 재질로 이루어질 수 있다.

단열블록은 1차 단열벽(12)에서 외측에 구비되며 단열성을 갖는다. 단열블록은 폴리우레탄폼 블록으로 이루어지거나, 단열재가 수용된 박스 블록 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 단열블록은 후술할 2차 방벽(13)에 본딩 등을 통해 접합 고정될 수 있고, 또는 선체(H) 등에 볼팅 등으로 고정되는 것도 가능하다.

1차 단열벽(12)은 1차 방벽(11)과 2차 방벽(13) 사이의 닫힌 공간 내에 배치되는데, 1차 단열벽(12)이 배치되는 공간은 단열공간을 이룰 수 있고, 1차 단열벽(12)이 배치된 단열공간은 1차 단열공간으로 지칭될 수 있다.

이웃하는 한 쌍의 1차 단열벽(12) 사이에는 연결 단열벽(121)이 채워져서 단열 구조의 끊어짐을 방지할 수 있다. 연결 단열벽(121)은 1차 단열벽(12)과 동일/유사하게 플라이우드(부호 도시하지 않음) 및 단열블록(부호 도시하지 않음)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.

1차 단열벽(12)과 연결 단열벽(121)의 내면은 상호 나란하게 마련될 수 있고, 1차 단열벽(12)의 내면과 연결 단열벽(121)의 내면 상에 1차 방벽(11)이 설치될 수 있다.

2차 방벽(13)은, 1차 단열벽(12)의 외측에 마련된다. 2차 방벽(13)은 1차 방벽(11)과 함께 액화가스의 누출을 방지하는 실링 기능을 가지며, 2차 방벽(13)은 1차 방벽(11)의 파손 시 액화가스의 누출을 2차로 방지하게 된다.

2차 방벽(13)은 일례로 금속시트와 유리섬유시트가 다양하게 조합된 복합시트이거나, SUS, INVAR 등과 같은 금속 재질로 이루어질 수도 있다.

2차 방벽(13)은 2차 단열벽(14) 상에 적층되어 있을 수 있다. 2차 단열벽(14)들 사이의 틈새를 실링하기 위해 연결 방벽(부호 도시하지 않음)이 적층될 수 있으며, 2차 단열벽(14) 상의 2차 방벽(13)은 상대적 강성 재질로 마련되고, 2차 단열벽(14)들 사이의 연결 방벽은 수축 팽창을 대비하여 상대적 유연 재질로 마련될 수 있다.

2차 단열벽(14)은, 2차 방벽(13)의 외측에 배치된다. 2차 단열벽(14)은 1차 단열벽(12)과 마찬가지로 단열 기능을 가지며, 1차 단열벽(12)과 동일/유사하게 플라이우드, 단열블록이 적층된 구조로 이루어진다.

다만 2차 단열벽(14)의 플라이우드와 단열블록의 적층 순서는, 1차 단열벽(12)과 반대될 수 있다. 1차 단열벽(12)은 1차 방벽(11)의 용접 고정을 위해 앵커링유닛이 마련되는 플라이우드가 내면에 마련되는 반면, 2차 단열벽(14)은 선체(H) 측에 고정하기 위해 플라이우드가 외면에 마련될 수 있다.

2차 단열벽(14)은 선체(H) 내면에 볼트를 이용하여 고정될 수 있고, 또한 마스틱을 이용해서도 고정될 수 있다. 마스틱은 접착제로서 2차 단열벽(14)의 플라이우드를 선체(H)에 고정한다.

2차 단열벽(14)은 2차 방벽(13)과 선체(H) 사이의 닫힌 공간 내에 배치되며, 2차 단열벽(14)이 배치된 공간은 2차 단열공간으로 지칭될 수 있다.

즉 벽체(10)는 내측에서 외측으로 가면서 1차 방벽(11) - 1차 단열공간(1차 단열벽(12)) - 2차 방벽(13) - 2차 단열공간(2차 단열벽(14)) - 선체(H) 순으로 적층되도록 마련되며, 1차 단열공간과 2차 단열공간은 후술하는 돔(20)에 의해 마감된다.

다만 본 발명은, 2차 단열공간의 경우 TPS(Temperature Protection System)을 구축해야 하는 Rule에 따라, 하부에서 일정 높이(일례로 5m 내외)에서 마감될 수도 있다.

또한 본 발명에서 1차 단열공간 또한, 돔(20)에 의해 마감되기 전에 지붕 또는 벽체(10)의 상부 끝단에서 마감될 수도 있다. 즉 1차 단열공간과 2차 단열공간의 마감 위치는 특별히 한정되지 않는다.

이와 같이 2중의 방벽 및 2중의 단열벽(단열공간)을 갖는 벽체(10)에 의해, 액화가스 저장탱크(1)의 저장공간이 형성될 수 있다. 벽체(10)는 평면 또는 곡면이나 경사면 등을 포함하여 이루어져서 다양한 형상의 저장공간을 이룬다.

돔(20)은, 저장공간의 상면을 이루는 벽체(10)에 마련된다. 저장공간을 형성한 벽체(10)는 액화가스나 증발가스의 유출입을 위해 상면이 개구된 형상을 가지며, 개구된 부분에는 돔(20)이 설치되어 마감된다.

돔(20)은 벽체(10)에 형성된 단열공간을 마감한다. 단열공간은 앞서 설명한 것과 같이 벽체(10)에서 2차 방벽(13)의 내측과 외측에 각각 독립적으로 마련되는데, 돔(20)은 이러한 1차 단열공간과 2차 단열공간을 상호 분리되도록 마감할 수 있다.

돔(20)은 액화가스 및 증발가스의 유출입을 독립적으로 담당하기 위하여 복수로 마련될 수 있으며, 액화가스의 유출입을 위한 돔(20)은 탱크 돔(20a)(Tank dome)으로 지칭되고, 증발가스의 유출입을 위한 돔(20)은 베이퍼 돔(20b)(vapor dome)으로 지칭될 수 있다.

이때 액화가스의 유출입을 위해서 탱크 돔(20a)으로부터 하방으로 펌프타워(40)가 연장되어 마련될 수 있으며, 탱크 돔(20a)은 베이퍼 돔(20b)에서 이격된 위치에 배치되고 펌프타워(40) 없이 증발가스를 받아 외부로 배출할 수 있다.

참고로 본 발명은 베이퍼 돔(20b)을 생략할 수도 있으며, 또는 탱크 돔(20a)이 증발가스의 유출입 기능을 구현하도록 마련되어, 베이퍼 돔(20b)이 탱크 돔(20a)에 일체화되어 있을 수 있다.

도 3은 본 발명의 따른 육상용 저장탱크를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 따른 육상용 저장탱크를 상부에서 바라본 단면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 육상용 저장탱크를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 육상용 저장탱크를 상부에서 바라본 단면도이다.

도 3 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 육상용 저장 탱크는 외조 탱크(50), 내조 탱크(60), 보강부재(70) 및 밑판(80)으로 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 육상용 저장 탱크는 원통 형상으로 형성된 외조 탱크(50)와 외조 탱크(50) 내주면에 배치되는 내조 탱크(60)로 이루어진다. 구체적으로, 외조 탱크(50)는 원통형의 실린더 형상으로 이루어질 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 육상용 저장탱크의 내조 탱크(60)는 외조 탱크(50)의 내주면에 둘레를 따라 위치하고, 밀폐된 저장 공간을 형성하며 다각형으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 내조 탱크(60)는 저장공간을 밀폐하는 8개의 일면과 8개의 꼭지점으로 이루어지는 팔각형으로 형성될 수 있다. 또한, 내조 탱크(60)의 꼭지점 방향에는 모서리를 따라 후술할 보강부재(70)가 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 육상용 저장탱크의 보강부재(70)는 외조 탱크(50)의 외주면에 연결되고, 내조 탱크(60)의 모서리 방향에서 복수 개의 돌출되어 마련될 수 있다. 구체적으로, 보강부재(70)는 팔각형으로 마련된 내조 탱크(60)의 모서리 부분에 위치하고, 외조 탱크(50)의 일단에서 타단까지 연결되어 구성될 수 있다. 또한, 보강부재(70)는 외조 탱크(50)의 일면에 용접되어 형성될 수 있는데, 제조가 편리하며 유지 보수 및 시공이 용이하여 비용을 절감시키는 효과를 가져올 수 있다. 또한, 저장탱크가 한 개의 일면으로 형성되는 구형 탱크보다 응력이 한곳으로 집중되는 것을 방지하여 내구성을 향상되는 육상용 저장탱크를 구현할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 육상용 저장탱크의 밑판(80)은 멤브레인 주름의 격자 형태로 마련될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 밑판(80)은 외조 탱크(50) 및 내조 탱크(60)의 일면에 결합되는 형태로 마련될 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 6을 참고하면 본 발명의 육상용 저장탱크는 실시하기에 따라 육상용 저장탱크의 내조 탱크(60)는 팔각형이 아닌 20개의 일면으로 이루어질 수 있다. 물론 본 발명의 내조 탱크(60)는 8개 미만 또는 20개 이상의 면을 갖는 다각형으로 이루어질 수도 있으며, 내조 탱크(60)를 이루는 면의 수는 제한되지 않는다.

이하 설명되는 실시예에서는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 육상용 저장탱크의 내조 탱크(60)는 팔각형이 아닌 20개의 일면과 20개의 꼭지점으로 이루어지는 20각형으로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예는 일 실시예와 마찬가지로 내조 탱크(60)의 꼭지점 방향에서 모서리를 따라 보강부재(70)가 용접될 수 있고, 20개의 보강부재(70)가 마련될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 육상용 저장탱크의 보강부재(70)가 20개로 마련됨에 따라, 육상용 저장탱크의 제조가 편리하고 유지 보수 및 시공이 용이할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 육상용 저장탱크의 내조 탱크(60)가 8개 또는 20개의 일면으로 이루어지고, 내조 탱크(60)의 일면을 연결하는 모서리 부근과 외조 탱크(50)에 용접되는 특유의 구조를 통해 육상용 저장탱크의 시공이 편리하며 유지 보수가 용이한 저장탱크가 구현될 수 있게 된다.

본 발명은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.

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 H: 선체
10: 벽체 11: 1차 방벽
12: 1차 단열벽 121: 연결 단열벽
13: 2차 방벽 14: 2차 단열벽
20: 돔 40: 펌프타워
50: 외조 탱크 60: 내조 탱크
70: 보강부재 80: 밑판

Claims (4)

1. 육상용 저장탱크에 있어서,
   원통 형상으로 형성된 외조 탱크,
   상기 외조 탱크의 내주면에 둘레를 따라 위치하고 밀폐된 저장 공간을 형성하며, 다각형으로 이루어진 내조 탱크, 및
   상기 외조 탱크 및 상기 내조 탱크의 하부 방향에서 결합되고 다각형으로 형성된 밑판을 포함하고,
   상기 외조 탱크와 상기 내조 탱크의 모서리 방향에는 복수 개의 돌출 형성된 보강부재가 구성된, 육상용 저장탱크.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 밑판은 멤브레인 주름이 격자 형태로 이루어진, 육상용 저장탱크.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 외조 탱크의 모서리는 복수 개로 마련되고, 상기 내조 탱크의 외주면에는 상기 외조 탱크의 복수개의 모서리 방향에서 보강부재가 결합되는, 육상용 저장탱크.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 외조 탱크의 횡단면과 상기 내조 탱크의 횡단면의 면적은 상기 보강부재 방향에서 면적이 좁다가 넓어지는 면적으로 구현되는, 육상용 저장탱크.

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