KR20240029645A - 이중단열구조를 가진 저장탱크 - Google Patents

이중단열구조를 가진 저장탱크 Download PDF

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박태윤
조태민
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Abstract

이중단열구조를 가진 저장탱크가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 이중단열구조를 가진 저장탱크는 내조 외면과 외조 내면으로부터 각각 이격되게 마련되며, 서로 대면하도록 저장탱크의 폭방향으로 마련된 한 쌍의 레일부; 내조 외면과 외조 내면에 각각 연결되고, 레일부의 전후 양측에 한 쌍으로 각각 배치되며, 레일부에 열변형 시 저장탱크의 길이방향으로 이동 가능하도록 공차를 두고 결속된 가이드부; 및 내조 측에 마련된 레일부로부터 하방으로 수직 연장된 한 쌍의 내조결합부와, 각각의 내조결합부의 외면으로부터 저장탱크의 길이방향인 바깥쪽으로 수평 연장된 받침부와, 외조 측에 마련된 레일부로부터 상방으로 수직 연장되어 내조결합부의 하부가 안쪽으로 삽입되도록 내조결합부에 결합된 상태에서 받침부를 받치는 외조결합부를 가진 내외조연결부;를 포함한다.

Description

이중단열구조를 가진 저장탱크{STORAGE TANK HAVING DOUBLE INSULATION STRUCTURE}
본 발명은 이중단열구조를 가진 저장탱크에 관한 것이다.
극저온 및 고압을 견딜 수 있도록 내조와 외조의 이중단열구조를 가진 종래의 저장탱크는 내조에 액화가스를 저장하고, 내조와 외조 사이에는 진공단열이 이루어질 수 있다. 내조는 일반적으로 극저온용 SUS 강재로 마련될 수 있고, 외조는 일반 탄소강 또는 저온용 탄소강으로 마련될 수 있다.
예컨대 저장탱크는 내조에 액화수소, 액화헬륨 등의 극저온 액체화물을 저장할 수 있고, 이중단열구조로 인해 외부로부터의 열유입을 최소화시킬 수 있다. 내조에 수용된 액화가스에 열유입이 이루어질 경우 다량의 증발가스가 발생하여 내조 내부의 압력을 높일 수 있다.
한편, 종래에는 내조 양측의 외면 하부 둘레에 설정된 간격으로 복수 개의 내측 베슬 새들(Inner Vessel Saddle)이 마련되어 내조를 지지하고, 외조 양측의 외면 하부 둘레에 외측 쉘 새들(Outer Shell Saddle)이 마련되어 외조를 지지한다.
여기서 내측 베슬 새들은 내조 및 내조에 저장된 극저온 액체화물의 무게를 지지할 수 있는 강성과 외조에서 내조로 열이 전달되는 것을 최소화할 수 있는 단열성능을 가져야 하며, 예컨대 유리섬유강화플라스틱(GFRP)으로 제작될 수 있다.
그러나 내측 베슬 새들은 내조 및 외조 간 재질이 다르기 때문에 용접과 같은 강한 결착이 어렵고, 이종재료간 접착제를 적용할 수 있으나 큰 하중을 지탱하기 어려운 문제점이 있으므로, 내조와 외조를 연결 및 지지하는 효율적인 구조가 필요한 실정이다.
본 발명의 실시 예는 내조와 외조를 효과적으로 연결 및 지지하는 지지구조물을 마련한 이중단열구조를 가진 저장탱크를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내조 외면과 외조 내면으로부터 각각 이격되게 마련되며, 서로 대면하도록 저장탱크의 폭방향으로 마련된 한 쌍의 레일부; 상기 내조 외면과 상기 외조 내면에 각각 연결되고, 상기 레일부의 전후 양측에 한 쌍으로 각각 배치되며, 상기 레일부에 열변형 시 저장탱크의 길이방향으로 이동 가능하도록 공차를 두고 결속된 가이드부; 및 상기 내조 측에 마련된 레일부로부터 하방으로 수직 연장된 한 쌍의 내조결합부와, 각각의 상기 내조결합부의 외면으로부터 저장탱크의 길이방향인 바깥쪽으로 수평 연장된 받침부와, 상기 외조 측에 마련된 레일부로부터 상방으로 수직 연장되어 상기 내조결합부의 하부가 안쪽으로 삽입되도록 상기 내조결합부에 결합된 상태에서 상기 받침부를 받치는 외조결합부를 가진 내외조연결부;를 포함하는 이중단열구조를 가진 저장탱크가 제공될 수 있다.
상기 내외조연결부는 열변형 발생 시 상기 외조결합부의 이탈을 방지하기 위해, 상기 받침부로부터 하방으로 수직 연장되어 외측에서 상기 외조결합부를 지지하는 이탈방지막을 더 포함할 수 있다.
상기 레일부는 상기 내조와 상기 외조 측 각각에 서로 대면하도록 이격되게 배치된 평탄부와, 각각의 상기 평탄부 양측으로부터 상기 내조 외면과 상기 외조 내면 쪽으로 각각 수직 연장된 제1수직부와, 양측의 상기 제1수직부로부터 저장탱크의 길이방향인 바깥쪽으로 절곡되게 연장된 제1절곡부를 포함할 수 있다.
상기 가이드부는 상기 레일부의 전후 양측에 한 쌍으로 배치되며, 상기 내조 외면과 상기 외조 내면으로부터 내측 수직방향으로 각각 배치된 제2수직부와, 상기 제2수직부로부터 내측방향으로 한번 이상 절곡되게 형성되어 상기 제1절곡부와 공차를 두고 결속되는 제2절곡부를 포함할 수 있다.
상기 외조 내면의 양쪽 가이드부 사이에 저장탱크의 폭방향으로 마련되며, 상기 레일부의 하중에 의한 충격을 완화시키는 완충부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이중단열구조를 가진 저장탱크는 내조와 외조를 효과적으로 연결 및 지지하는 지지구조물을 마련할 수 있다.
또, 내조와 외조를 연결 및 지지하는 지지구조물에 의해 열응력, 하중, 선박의 움직임 등에 효과적으로 대응할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이중단열구조를 가진 저장탱크를 나타낸다.
도 2는 도 1의 저장탱크의 새들 쪽 내조와 외조 사이에 저장탱크의 폭방향으로 마련된 탱크지지부를 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 저장탱크를 나타내고, 도 2는 도 1의 저장탱크의 새들 쪽 내조와 외조 사이에 저장탱크의 폭방향으로 마련된 탱크지지부를 도시한 것이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이중단열구조를 가진 저장탱크(100)는 액화가스가 저장되는 내조(110) 외면과 내조(110)의 외부를 둘러싸며 내조(110)로부터 이격되게 마련된 외조(120) 내면으로부터 각각 이격되게 마련되며, 각각 서로 대면하도록 저장탱크(100)의 폭방향(Y)으로 마련된 한 쌍의 레일부(210)와, 내조(110) 외면과 외조(120) 내면에 각각 연결되고, 레일부(210)의 전후 양측에 한 쌍으로 각각 배치되며, 레일부(210)에 열변형 시 저장탱크(100)의 길이방향(X)으로 이동 가능하도록 공차를 두고 결속된 가이드부(220)와, 내외조연결부(230)를 포함한다.
내외조연결부(230)는 내조(110) 측에 마련된 레일부(210)로부터 하방으로 수직 연장된 한 쌍의 내조결합부(232)와, 각각의 내조결합부(232)의 외면으로부터 저장탱크(100)의 길이방향인 바깥쪽으로 수평 연장된 받침부(234)와, 외조(120) 측에 마련된 레일부(210)로부터 상방으로 수직 연장되어 내조결합부(232)의 하부가 안쪽으로 삽입되도록 내조결합부(232)에 결합된 상태에서 받침부(234)를 받치는 외조결합부(236)를 포함한다.
여기서, 저장탱크(100)는 예컨대 타입 C 탱크를 포함할 수 있으며, 액화수소, 액화헬륨, 액화천연가스(LNG) 등의 극저온 액체화물을 저장하는 내조(110)와, 내조(110)의 외부를 이격된 거리에서 둘러싸는 외조(120)를 포함한다.
내조(110)는 극저온 강으로 제작될 수 있고, 외면에 멀티 레이어 인슐레이션(MLI, Multi-Layer Insulation)(미도시)이 시공되어 열복사를 최소화할 수 있다.
외조(120)는 내조(110)의 외부를 둘러싸며 내조(110)로부터 이격되게 마련된다.
외조(120)의 일측과 타측의 하부 둘레에는 저장탱크(100)의 폭방향으로 각각 제1 및 제2새들(101,102) (Outer Shell Saddle)이 마련되어, 외조(120)를 지지한다.
내조(110)와 외조(120)는 길이방향(X)으로 긴 원통 형상으로 제작될 수 있으며, 원형의 단면을 가질 수 있다.
레일부(210)는 내조(110)와 외조(120) 측 각각에 서로 대면하도록 이격되게 배치된 평탄부(212)와, 각각의 평탄부(212) 양측으로부터 내조(110) 외면과 외조(120) 내면 쪽으로 각각 수직 연장된 제1수직부(214)와, 양측의 제1수직부(214)로부터 저장탱크의 길이방향인 바깥쪽으로 절곡되게 연장된 제1절곡부(216)를 포함할 수 있다.
여기서 평탄부(212), 제1수직부(214) 및 제1절곡부(216)는 평판으로 마련되어 조립되거나 일체형으로 마련될 수 있다.
가이드부(220)는 레일부(210)의 전후 양측에 한 쌍으로 배치되며, 내조(110) 외면과 외조(120) 내면으로부터 각각 내측 수직방향(Z)으로 배치된 제2수직부(222)와, 제2수직부(222)로부터 내측방향으로 한번 이상 절곡되게 형성되어 제1절곡부(216)와 공차를 두고 결속되는 제2절곡부(224)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2수직부(222)와 제2절곡부(224)는 평판으로 마련되어 조립되거나 일체형으로 마련될 수 있다.
내외조연결부(230)는 내조(110) 측에 마련된 레일부(210)의 평탄부(212)로부터 하방으로 수직 연장된 한 쌍의 내조결합부(232)와, 각각의 내조결합부(232)의 외면으로부터 저장탱크(100)의 길이방향인 바깥쪽으로 수평 연장된 받침부(234)와, 외조(120) 측에 마련된 레일부(210)의 평탄부(212)로부터 상방으로 수직 연장되어 내조결합부(232)의 하부가 안쪽으로 삽입되도록 내조결합부(232)에 결합된 상태에서 받침부(234)를 받치는 외조결합부(236)를 포함한다.
또, 내외조연결부(230)는 받침부(234)로부터 하방으로 수직 연장되어 외측에서 외조결합부(236)를 지지하는 이탈방지막(235)을 포함할 수 있다.
여기서, 내조결합부(232)와 외조결합부(236)는 내조(110) 및 외조(120) 측에 마련된 레일부(210)의 평탄부(212)에 각각 한 쌍씩 마련되어 설정된 간격을 두고 배치된다.
내조결합부(232)에 수평으로 연결되는 받침부(234)는 내조결합부(232)와 마찬가지로 평판으로 마련되어 내조결합부(232)에 조립되거나 일체형으로 제작될 수 있다.
외조결합부(236)는 양측의 내조결합부(232)를 포섭하도록 내조결합부(232) 간의 간격보다 큰 간격을 두고 배치되며, 외조결합부(236) 상부가 내조결합부(232)의 하부에 결합된 상태에서 받침부(234)를 받치도록 받침부(234) 하단에 밀착되게 배치된다.
이와 같이 내조결합부(232)와 외조결합부(236)는 열변형에 따른 효과적인 대응을 수행할 수 있도록 용접이나 접착에 의한 방식이 아닌 기계적 결합으로 이루어질 수 있다.
이탈방지막(235)은 열변형 발생 시 외조결합부(236)의 이탈을 방지하기 위해, 각각의 받침부(234)로부터 하방으로 수직 연장되어 외측에서 외조결합부(236)를 지지한다.
한편, 외조(120) 내면의 양쪽 가이드부(220) 사이에는 레일부(210)의 하중에 의한 충격을 완화시키도록 저장탱크(100)의 폭방향으로 완충부(240)가 마련될 수 있다.
완충부(240)는 예컨대 고무패드로 마련될 수 있으며, 외조(120) 내면에 배치되어 하중에 의한 충격을 줄이는 댐핑 역할을 수행한다.
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.
100: 저장탱크 101: 제1새들
102: 제2새들 110: 내조
120: 외조 230: 내외조연결부
232: 내조결합부 234: 받침부
235: 이탈방지막 236: 외조결합부
240: 완충부

Claims (5)

  1. 액화가스가 저장되며 수평으로 배치된 원통형의 내조와 상기 내조의 외부를 둘러싸며 상기 내조로부터 이격되게 마련된 외조를 가진 이중단열구조를 가진 저장탱크에 있어서,
    상기 내조 외면과 상기 외조 내면으로부터 각각 이격되게 마련되며, 서로 대면하도록 저장탱크의 폭방향으로 마련된 한 쌍의 레일부;
    상기 내조 외면과 상기 외조 내면에 각각 연결되고, 상기 레일부의 전후 양측에 한 쌍으로 각각 배치되며, 상기 레일부에 공차를 두고 결속된 가이드부; 및
    상기 내조 측에 마련된 레일부로부터 하방으로 수직 연장된 한 쌍의 내조결합부와, 각각의 상기 내조결합부의 외면으로부터 저장탱크의 길이방향인 바깥쪽으로 수평 연장된 받침부와, 상기 외조 측에 마련된 레일부로부터 상방으로 수직 연장되어 상기 내조결합부의 하부가 안쪽으로 삽입되도록 상기 내조결합부에 결합된 상태에서 상기 받침부를 받치는 외조결합부를 가진 내외조연결부;를 포함하는 이중단열구조를 가진 저장탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내외조연결부는
    열변형 발생 시 상기 외조결합부의 이탈을 방지하기 위해, 상기 받침부로부터 하방으로 수직 연장되어 외측에서 상기 외조결합부를 지지하는 이탈방지막을 더 포함하는 이중단열구조를 가진 저장탱크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레일부는
    상기 내조와 상기 외조 측 각각에 서로 대면하도록 이격되게 배치된 평탄부와,
    각각의 상기 평탄부 양측으로부터 상기 내조 외면과 상기 외조 내면 쪽으로 각각 수직 연장된 제1수직부와,
    양측의 상기 제1수직부로부터 저장탱크의 길이방향인 바깥쪽으로 절곡되게 연장된 제1절곡부를 포함하는 이중단열구조를 가진 저장탱크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드부는
    상기 레일부의 전후 양측에 한 쌍으로 배치되며, 상기 내조 외면과 상기 외조 내면으로부터 내측 수직방향으로 각각 배치된 제2수직부와,
    상기 제2수직부로부터 내측방향으로 한번 이상 절곡되게 형성되어 상기 제1절곡부와 공차를 두고 결속되는 제2절곡부를 포함하는 이중단열구조를 가진 저장탱크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외조 내면의 양쪽 가이드부 사이에 저장탱크의 폭방향으로 마련되며, 상기 레일부의 하중에 의한 충격을 완화시키는 완충부를 더 포함하는 이중단열구조를 가진 저장탱크.
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