WO2016006940A1 - 앵커 구조체 및 상기 앵커 구조체를 포함하는 액화천연가스 저장탱크 - Google Patents

앵커 구조체 및 상기 앵커 구조체를 포함하는 액화천연가스 저장탱크 Download PDF

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윤인수
진교국
오병택
조용범
최건형
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Definitions

  • the present invention relates to an anchor structure and a liquefied natural gas storage tank including the anchor structure.
  • liquefied natural gas is a liquefied natural gas
  • one of the fossil fuels, liquefied natural gas storage tank is a land storage tank or a vehicle installed on the ground or buried in the ground depending on the installation location It is divided into a mobile storage tank installed in a vehicle, such as a ship.
  • the above-described liquefied natural gas has a risk of explosion when exposed to an impact, and is stored at an extremely low temperature.
  • the storage tank storing the liquefied natural gas has a structure in which impact resistance and liquid tightness are firmly maintained.
  • liquefied natural gas storage tanks installed in automobiles and ships with flow should be prepared for mechanical stress caused by flow.
  • the liquefied natural gas storage tank installed in the ship provided with a countermeasure against mechanical stress can be used in the land storage tank, of course, the present invention describes the structure of the liquefied natural gas storage tank installed in the vessel as an example.
  • FIG. 1 is a view showing a portion of an example liquefied natural gas storage tank according to the prior art.
  • secondary insulation walls 22 and 42 and primary insulation walls 24 and 44 are sequentially installed on the bottom surface of the hull.
  • Secondary sealing walls 23 and 43 are provided between the heat insulating walls 22 and 42 and the primary heat insulating walls 24 and 44 to seal them.
  • a primary sealing wall 50 is installed above the primary insulating walls 24 and 44.
  • the storage tank 10 of liquefied natural gas configured as described above includes a corner structure 20 installed at an inner corner portion, an anchor structure 30 installed at regular intervals on a bottom surface, and the corner structure 20 or It includes a planar structure 40 is inserted between the anchor structure 30 so as to be slidably installed.
  • the corner structure 20, the anchor structure 30, the planar structure 40 is a pre-fabricated in each unit module, and then assembled to the storage tank 10, the primary sealing wall 50 It is installed thereon to seal the insulation wall, thereby providing a space for storing LNG in the inner space.
  • the corner structure 20, the anchor structure 30, and the planar structure 40 may be formed of respective primary insulation walls 24, 34, 44, secondary insulation walls 22, 32, 42, and secondary sealing walls ( 23, 43), which are collectively defined as the heat insulating wall structures (20, 30, 40).
  • each of the insulating wall structure (20, 30, 40) is formed integrally by bonding the contact surface of the secondary sealing wall and the insulating wall of each unit module with an adhesive.
  • the secondary insulating walls 22 and 42 are made of a polyurethane foam, which is an insulating material, and a plate attached to the bottom thereof.
  • the primary insulating walls 24 and 44 are made of a polyurethane foam and a plate attached to the upper portion with an adhesive.
  • the primary heat insulation walls 24, 34, and 44 are installed on the secondary heat insulation walls 22, 32, and 42.
  • a flange 42a formed larger than the secondary heat insulation wall 42 is formed at the lower end of the secondary heat insulation wall 42 of the planar structure 40.
  • the flange 42a is inserted into the groove portion formed at the lower end of the anchor structure 30, and is installed to allow some sliding movement.
  • each anchor structure 30 has an anchor support rod 36, a fixing member 37 located below, an anchor secondary insulation wall 32, and an anchor primary insulation wall 34. Secondary sealing walls 23 and 43 are connected between the primary heat insulating wall 32 and the anchor primary heat insulating wall 34.
  • One end of the anchor support rod 36 is connected to the primary sealing wall 50 and the other end is connected to the hull inner wall 420 by the fixing member 37.
  • the anchor structure 30 is the primary sealing wall 50 is welded to the upper end of the anchor support rod 36 is coupled.
  • the anchor structure 30 is located at the connection point of the adjacent planar structure 40 and interconnected with each other, the planar structure 40 is the hull inner wall 420 or the partition wall 440 constituting the storage tank 10 It is fixed to).
  • the fixing member 37 of the anchor structure 30 is installed around the anchor support rod 36.
  • FIGS. 2 and 3 is a view showing an anchor member of another example liquefied natural gas storage tank according to the prior art
  • Figure 3 is a view showing a part of another example liquefied natural gas storage tank according to the prior art.
  • the anchor member 110 of another example of the LNG storage tank according to the prior art has a truncated cone shape having a flat top portion.
  • the truncated cone-shaped anchor member 110 the upper surface side is closed while the lower surface side is open, and has a body of a shape that widens toward the inner surface of the storage tank.
  • a fixing portion 112 for fixing the anchor member 110 on the inner surface of the storage tank, that is, the surface of the inner wall or the partition wall is formed.
  • the fixing part 112 is formed with a plurality of through holes 112a at regular intervals, and accordingly, the plurality of stud bolts are fixed to the inner surface of the storage tank 10 in the through holes 112a. 61 can be inserted and fixed by the nut 62 (see FIG. 3).
  • a step is formed at an upper portion of the conical body 111 of the anchor member 110 to form two joining portions 113 and 114, and a first sealing film 51 is welded to the first joining portion 113 by welding. It is fixedly mounted and the 2nd sealing film 52 is fixedly mounted by welding to the 2nd junction part 114. As shown in FIG.
  • the liquefied natural gas storage tank according to the related art of FIG. 1 is composed of a primary heat insulating wall structure and a secondary heat insulating wall and a primary and secondary sealing wall, which is not only complicated in structure but also a structure for connecting a secondary sealing wall It is complicated and the work of the insulation wall is not easy. In addition, the structure and installation work of the anchor portion or the connecting portion of the secondary sealing wall is difficult, there is a fear that the problem of the reliability of the sealing of LNG to the secondary sealing wall (leakage) may occur.
  • the liquefied natural gas storage tank according to the prior art of FIG. 2 and 3 is fixed to the joint and the fixing part of the anchor member, so that active stress caused by the hull deformation and stress concentration of the insulation system subjected to the load of LNG cannot be solved.
  • active stress caused by the hull deformation and stress concentration of the insulation system subjected to the load of LNG cannot be solved.
  • the shape of the anchor member is complicated and the manufacturability is poor.
  • An object of the present invention is to provide an anchor structure and an anchor member of a liquefied natural gas storage tank which can improve the ease and manufacturability of the installation work, and can actively cope with the hull deformation and can solve the stress concentration of the insulation system subjected to LNG load. To provide.
  • the anchor structure for connecting the sealing wall and the inner wall of the LNG storage tank configured to be joined to the sealing wall to slide in a horizontal direction absence; And a heat insulating material formed around the anchor member, wherein the sealing wall includes a primary sealing wall directly in contact with the liquefied natural gas and a secondary sealing wall positioned below the primary sealing wall, and the junction of the anchor member.
  • An anchor structure to which the primary sealing wall and the secondary sealing wall are joined is provided.
  • the junction part may include a first junction part to which the secondary sealing wall is bonded and a second junction part to which the primary sealing wall is bonded.
  • a support plate material may be installed between the primary sealing wall and the secondary sealing wall to maintain a constant distance apart.
  • the anchor member includes an anchor support rod through the anchor structure; And an anchor support plate vertically connected to the anchor support rod and positioned above the insulation.
  • the first joining portion is composed of a first cap portion to which the secondary sealing wall is joined and a first flange portion extending radially from a lower end of the first cap portion, wherein the first flange portion contacts the anchor supporting plate, but the anchor It may not be fixed to the support plate.
  • the anchor member further includes an anchor support cap comprising a second cap portion and a second flange portion extending radially from a lower end of the second cap portion, wherein the second flange portion covers the first flange portion and the second flange portion.
  • the edge of can be fixed to the anchor support plate by welding.
  • the anchor member may include an anchor support rod that penetrates the anchor structure, and the anchor structure may further include an anchor support bolt cap positioned under the insulation and having a through hole through which the anchor support rod may pass. have.
  • the lower portion of the anchor support rod is formed with a screw groove so that the lower portion of the anchor support rod may be coupled to the anchor member fixing nut after passing through the through hole.
  • a storage tank for storing liquefied natural gas the heat insulating wall is installed on the inner wall of the storage tank to form a heat insulating layer;
  • a sealing wall installed on an upper surface of the insulating wall to seal the liquefied natural gas;
  • a storage tank is provided, comprising an anchor structure connecting the inner wall of the storage tank and the sealing wall, wherein the anchor structure includes an anchor member configured to be able to slide in a horizontal direction with a joint joined to the sealing wall.
  • the sealing wall includes a primary sealing wall directly in contact with the liquefied natural gas and a secondary sealing wall positioned below the primary sealing wall, and the joining part includes a first joining part to which the secondary sealing wall is joined and the first sealing wall.
  • the second sealing portion may include a second bonding portion to which the sealing wall is bonded.
  • the anchor structure further includes a heat insulating material formed around the anchor member, the anchor member includes an anchor support rod passing through the anchor structure; And an anchor support plate vertically connected to the anchor support rod and positioned above the insulation.
  • the first joining portion is composed of a first cap portion to which the secondary sealing wall is joined and a first flange portion extending radially from a lower end of the first cap portion, wherein the first flange portion contacts the anchor supporting plate, but the anchor It may not be fixed to the support plate.
  • the anchor member may further include an anchor support cap including a second cap portion and a second flange portion extending radially from a lower end of the second cap portion.
  • the second flange portion may cover the first flange portion and the edge of the second flange portion may be fixed to the anchor support plate by welding.
  • the anchor structure further includes a heat insulating material formed around the anchor member, the anchor member includes an anchor support rod passing through the anchor structure, the anchor structure is located below the heat insulating material, and the anchor support rod penetrates. It may further include an anchor support bolt cap formed with a through hole.
  • the lower portion of the anchor support rod is formed with a screw groove so that the lower portion of the anchor support rod may be coupled to the anchor member fixing nut after passing through the through hole.
  • the anchor portion which is joined to the sealing wall and the anchor support passing through the anchor structure
  • An anchor member including a rod; A heat insulating material formed around the anchor member and having a first through hole through which the anchor support rod can pass; And an anchor support bolt cap positioned below the heat insulating material and configured of a cap part having a second through hole through which the anchor support rod can penetrate, and a flange portion extending radially from a lower end of the cap part.
  • the lower portion of the anchor support rod is formed in the lower portion through the first through hole and the second through hole and then coupled with the anchor member fixing screw is fixed to the anchor support bolt cap, the anchor support rod is
  • An anchor structure is provided, which can move up and down.
  • the anchor structure includes a first anchor lower plate attached to a lower end of the heat insulator; A second anchor lower plate further positioned below the first anchor lower plate, wherein the anchor support bolt cap may be inserted between the first anchor lower plate and the second lower plate.
  • the first anchor lower plate has a third through hole through which the anchor support rod can pass
  • the second anchor lower plate has a fourth through hole through which the anchor support rod can pass
  • the third through hole and The fourth through hole may have a size such that the anchor supporting rod, the first anchor lower plate, and the second anchor lower plate may be spaced apart from each other.
  • a storage tank for storing liquefied natural gas the heat insulating wall is installed on the inner wall of the storage tank to form a heat insulating layer;
  • a sealing wall installed on an upper surface of the insulating wall to seal the liquefied natural gas;
  • An anchor structure connecting the inner wall of the storage tank and the sealing wall, wherein the anchor structure includes an anchor member including an anchor support rod passing through the anchor structure, and the anchor support rod may move up and down.
  • the anchor structure may include a heat insulating material formed around the anchor member and having a first through hole through which the anchor support rod may pass; And an anchor support bolt cap positioned below the heat insulating material and configured of a cap part having a second through hole through which the anchor support rod can penetrate, and a flange portion extending radially from a lower end of the cap part.
  • a screw groove is formed at a lower portion thereof so that the lower portion of the anchor supporting rod may pass through the first through hole and the second through hole, and may be coupled to an anchor member fixing screw to be fixed to the anchor support bolt cap.
  • the anchor structure includes a first anchor lower plate attached to the bottom of the heat insulating material; A second anchor lower plate further positioned below the first anchor lower plate, wherein the anchor support bolt cap may be inserted between the first anchor lower plate and the second lower plate.
  • the first anchor lower plate has a third through hole through which the anchor support rod can pass
  • the second anchor lower plate has a fourth through hole through which the anchor support rod can pass
  • the third through hole and The fourth through hole may have a size such that the anchor supporting rod, the first anchor lower plate, and the second anchor lower plate may be spaced apart from each other.
  • the bonding portion joined to the sealing wall may be configured to slide in a horizontal direction.
  • the bonding portion joined to the sealing wall is configured to slide in a horizontal direction
  • Anchor members A heat insulating material formed around the anchor member;
  • a first anchor lower plate attached to a lower end of the insulation;
  • a second anchor lower plate positioned below the first anchor lower plate;
  • a reinforcing plate inserted between the first anchor lower plate and the second anchor lower plate.
  • a storage tank for storing liquefied natural gas the heat insulating wall is installed on the inner wall of the storage tank to form a heat insulating layer;
  • a sealing wall installed on an upper surface of the insulating wall to seal the liquefied natural gas;
  • An anchor structure connecting the inner wall of the storage tank and the sealing wall, wherein the anchor structure includes an anchor member configured to slide in a horizontal direction with a junction portion joined to the sealing wall, a heat insulating material formed around the anchor member, and
  • a storage tank comprising a first anchor bottom plate attached to the bottom of the insulation, a second anchor bottom plate positioned below the first anchor bottom plate, and a reinforcement plate inserted between the first anchor bottom plate and the second anchor bottom plate.
  • the joining portion of the anchor member joined to the sealing wall can be slid horizontally to actively cope with the hull deformation, and the lower portion of the anchor supporting rod can move up and down so that The stress concentration of the adiabatic system under load can be eliminated.
  • a metal reinforcing plate may be installed between the first anchor lower plate and the second anchor lower plate to improve the strength of the anchor structure.
  • FIG. 1 is a view showing a portion of an example liquefied natural gas storage tank according to the prior art.
  • FIG. 2 is a view showing an anchor member of another example liquefied natural gas storage tank according to the prior art.
  • FIG 3 is a view showing a part of a liquefied natural gas storage tank of another example according to the prior art.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an exemplary ship equipped with a liquefied natural gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a liquefied natural gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of an anchor structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the anchor structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is an exploded view of an anchor structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the anchor member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion A of FIG. 5.
  • FIG. 11 is an enlarged view of a portion B of FIG. 5.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a liquefied natural gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an exemplary vessel in which a liquefied natural gas storage tank is installed according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a portion of a liquefied natural gas storage tank according to an embodiment of the present invention, more specifically, a heat insulation wall portion. It is an enlarged cross section.
  • the liquefied natural gas storage tank according to the present invention can be installed in the vessel 400, the vessel 400 of the outer wall 410 and the outer wall 410 forming the outer appearance It is made of a hull having a dual structure of the inner wall 420 formed therein.
  • the inner wall 420 and the outer wall 410 of the vessel 400 are integrally formed by being connected by the connecting rib 430, and may be made of a hull of a single structure in which the inner wall 420 does not exist in some cases. have.
  • only the upper portion of the vessel 400 may be formed as a single deck, the appearance of the vessel 400 may vary in shape depending on the difference in size or storage capacity.
  • an interior of the inner wall 420 may be divided by one or more partition walls 440, and the partition walls 440 may form a cofferdam.
  • the sealing wall 480 may be formed to wrinkle the liquid liquefied natural gas (LNG) stored in the storage tank, in contact with the liquefied natural gas (LNG), in response to the temperature change according to the loading of the cryogenic LNG.
  • the sealing wall 480 is connected to the inner wall 420 or the partition 440 of the ship 400 by the plurality of anchor structures 450. Thus, the sealing wall 480 is not free to move relative to the hull.
  • the insulating wall structure (460, 450, 470) is a module constituting the layer of the insulating wall is located.
  • the insulation wall structures 460, 450, and 470 are positioned between the inner wall 420 or the inner partition 440 and the sealing wall 480 to form an insulation wall that insulates the storage tank 10.
  • the heat insulation wall structure (460, 450, 470) is each composed of a module, the corner structure 460 located in the corner portion, the anchor structure 450, the corner structure 460 or the inner wall of the hull is installed at regular intervals or It consists of a planar structure 470 installed in the plane between the anchor structure (450).
  • the sealing wall 480 is mainly supported by the anchor structure 450, and the planar structure 470 supports only the load of LNG received by the sealing wall 480, and has a direct coupling relationship with the sealing wall 480. none.
  • the anchor structure 450 is installed on the inner wall 420 or the partition 440 of the storage tank and is fixed by the anchor member penetrating the anchor structure 450.
  • planar structure 470 is inserted between the anchor structure 450 or the corner structure 460, and is installed on the inner wall 420 of the tank by a plurality of connecting means. That is, the planar structure 470 is installed by fastening the flat lower plate of the planar structure 470 with a nut to a stud bolt which is welded to the inner wall 420 of the hull.
  • the planar structure 470 may have a gap (1 to 4mm) spaced a predetermined distance from the side of the corner structure 460 or the anchor structure 450, the gap formed in this way the planar structure 470 when the hull is deformed It provides a space for flow to absorb the amount of deformation. Accordingly, the planar structure 470 may be slightly moved (sliding) in the horizontal direction with respect to the bottom surface.
  • the planar structure 470 includes a planar lower plate 471 that is in contact with the inner wall 420, a planar heat insulating material 472 formed on the planar lower plate 471, and a planar upper part formed on the planar heat insulating material 472. Plate 473.
  • the flat lower plate 471 and the flat upper plate 473 is made of a plywood material
  • the planar insulation 472 is formed of a polyurethane foam (Polyurethane Form).
  • a sealing wall 480 that is in direct contact with the liquefied natural gas is installed at the upper portion of the heat insulation wall structures 450 and 470.
  • the sealing wall 480 is composed of a double structure, that is, the primary sealing wall 481 directly in contact with the LNG and the secondary sealing wall 482 under the primary sealing wall 481, and the primary sealing wall 481 and The secondary sealing walls 482 are disposed to be spaced apart from each other by a predetermined height. Since the sealing wall 480 may be slightly stretched or contracted due to temperature change, in this case, the primary sealing wall 481 and the secondary sealing wall 482 may be broken by contact, so that the primary sealing may not be in contact with each other.
  • a support plate 483 is provided to maintain a constant distance between the wall 481 and the secondary sealing wall 155.
  • a plurality of wrinkles are formed in the sealing wall 480 to prevent breakage and shrinkage during stretching.
  • the pleats may be stretched or shrunk by temperature changes according to the loading of the LNG to prevent breakage due to thermal deformation applied to the sealing wall 480.
  • the sealing wall 480 is fixed to the anchor member of the anchor structure 450 by welding.
  • the sealing wall 480 is described as having a double structure of the primary sealing wall 481 and the secondary sealing wall 482, but may be stacked in a multi-layer structure of three or more layers.
  • FIG. 6 is a plan view of the anchor structure according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a cross-sectional view of the anchor structure according to an embodiment of the present invention
  • Figure 8 is an exploded view of the anchor structure according to an embodiment of the present invention
  • Figure 9 Is a cross-sectional view of the anchor member according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion A of FIG. 5
  • FIG. 11 is an enlarged view of a portion B of FIG. 5.
  • the anchor structure is the anchor member 710, the first anchor top plate 720, the second anchor top plate 730, the heat insulating material 740, A first anchor bottom plate 750, an anchor support bolt cap 760, a second anchor bottom plate 770, and an anchor member retaining nut 780.
  • the anchor member 710 is a member for connecting the inner wall and the sealing wall of the liquefied natural gas storage tank to fix the sealing wall.
  • the anchor member according to the embodiment of the present invention is configured to be able to slide in the horizontal direction the junction portion in contact with the sealing wall. Therefore, as the joint slides in the horizontal direction when the ship is shaken, it is possible to actively cope with the hull deformation.
  • the anchor member 710 includes a first joint 711, a second joint 712, an anchor support cap 713, an anchor support plate 714, and an anchor support rod 715. do.
  • the anchor support rod 715 and the anchor support plate 714 are vertically connected by welding.
  • the first joining portion 711 is a portion to which the secondary sealing wall 482 is bonded, and includes a cap portion to which the secondary sealing wall 482 is bonded and a flange portion extending radially from the lower end of the cap portion.
  • the first abutment 711 lies on the anchor support plate 714 and the first flange portion of the first abutment 711 abuts the anchor support plate 714, but the first abutment 711 is attached to the anchor support plate 714. It is not fixed.
  • An anchor support cap 713 is then placed on the first junction 711, and the edge of the anchor support cap 713 is fixed by welding with the anchor support plate 714.
  • the anchor support cap 713 is composed of a cap portion and a flange portion extending radially from the bottom of the cap portion, and as shown in FIG. 9, the edge of the flange portion of the anchor support cap 713 is welded to the anchor support plate 714 by welding. ), The flange portion of the anchor support cap 713 covers the flange portion of the first joining portion 711. Therefore, the first junction 711 may slide in the horizontal direction in the anchor support cap 713. That is, when the ship shakes, as the first joint part 711 slides in the horizontal direction, it is possible to actively cope with the hull deformation.
  • the second junction 712 is a portion where the primary sealing wall 481 is joined, and is positioned above the first junction 711.
  • the second junction 712 may be fixed to the upper portion of the first junction 711 by welding.
  • the anchor structure 450 is connected to the liquefied natural gas storage tank. It is installed in the inner wall, and after fixing the secondary sealing wall 482 to the first junction 711 by welding, the second junction 712 is fixed to the upper portion of the first junction 711 by welding,
  • the primary sealing wall 481 can be fixed to the 2 junction part 712 by welding.
  • the anchor support rod 715 penetrates the anchor structure 450, and a screw groove is formed at the bottom thereof, so that the anchor support rod 715 is coupled with the anchor member fixing nut 780 so that the anchor member 710 may be connected to other components of the anchor structure 450. And fix it.
  • the heat insulator 740 is integrally formed with a polyurethane foam or reinforced polyurethane foam around the anchor member 710.
  • a first anchor upper plate 720 and a second anchor upper plate 730 are attached to an upper end of the heat insulating material 740, and a first anchor lower plate 750 and a second anchor lower plate ( 770 is attached.
  • the first anchor upper plate 720, the second anchor upper plate 730, the first anchor lower plate 750, and the second anchor lower plate 770 may be plywoods.
  • the anchor support bolt cap 760 is composed of a second flange portion located between the first anchor bottom plate 750 and the second anchor bottom plate 770 and extending radially from the lower end of the second cap portion and the second cap portion.
  • the through hole is formed in the second cap part so that the anchor support rod 715 can pass therethrough.
  • the first anchor upper plate 720, the second anchor upper plate 730, the insulation 740, the first anchor lower plate 750, and the second anchor lower plate 770 are also supported on the anchor.
  • the through hole is formed so that the rod 715 can penetrate. Therefore, the anchor support rod 715 of the anchor member 710 is the first anchor top plate 720, the second anchor top plate 730, the heat insulating material 740, the first anchor bottom plate 750, the anchor support bolt cap After passing through the 760 and the second anchor lower plate 770, the screw groove under the anchor support rod 715 is engaged with the anchor member fixing nut 780 to form the anchor member 710 in another configuration of the anchor structure 450. Secure with elements.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion A of FIG. 5. That is, FIG. 10 is a view showing a portion where the anchor support rod 715 and the anchor member fixing nut 780 are coupled. As shown in FIG. 10, the portion where the anchor support bolt cap 760 is coupled to the anchor support rod 715 is formed in a cap shape and penetrates the first anchor lower plate 750 and the second anchor lower plate 770. The hole is formed larger than the cross-sectional area of the anchor support rod 715, the anchor support rod 715 can move up and down. That is, the portion where the anchor support bolt cap 760 is coupled to the anchor support rod 715 is not taut but is cap-shaped, and the first anchor lower plate 750 and the second anchor lower plate 770 are spaced apart from the anchor support rod.
  • the lower portion of the anchor support rod can move up and down.
  • pressure is applied to the anchor structure 450 due to the load of the liquefied natural gas, and the insulation 740 of the polyurethane foam material contracts, but the anchor of the metal material
  • the support rod 715 does not shrink. Therefore, in the embodiment of the present invention, by allowing the anchor support rod 715 to move up and down, stress concentration of the insulation system subjected to the load of LNG can be eliminated.
  • the anchor support bolt cap 760 may be inserted between the first anchor bottom plate 750 and the second anchor bottom plate 770 to function as a metal reinforcement plate.
  • the anchor support bolt cap 760 may be formed in a rectangular shape such as the first anchor lower plate 750 and the second anchor lower plate 770.
  • a through hole is formed at an edge of the second anchor lower plate 770 to fix the anchor structure to the hull. 6 and 8 show four holes, but the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 11 is an enlarged view of a portion B of FIG. 5.
  • the stud bolt 1101 is fixed to the inner wall 420 and the partition wall 440 of the liquefied natural gas storage tank in advance at the position where the anchor structure 450 is to be installed. Then, as shown in FIG. 11, the stud bolt 1101 is inserted into the through hole of the first anchor lower plate 750, the anchor support bolt cap 760, and the second anchor lower plate 770, and then the nut 1102. It is fixed by).
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a liquefied natural gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • an insulation wall including an anchor structure 450 is installed on the inner wall 420 and the partition wall 440 of the LNG storage tank (S1210).
  • the anchor structure 450, the corner structure 460, and the planar structure 470 are fixed to the inner wall 420 and the partition wall 440 of the LNG storage tank.
  • the corner structure 460 and the planar structure 470 Can be fixed with nuts.
  • the secondary sealing wall is fixed to the first bonding portion 711 of the anchor structure 450 to install the secondary sealing wall on the upper surface of the heat insulating wall (S1220). Then, the second junction 712 is fixed to the upper portion of the first junction 711 by welding (S1230), and the primary seal wall is fixed to the second junction 712 to install the primary seal wall (S1240). ).

Abstract

본 발명은 선체 변형에 대해 능동적으로 대처할 수 있는 앵커 구조체, 앵커 구조체를 포함하는 액화천연가스 저장탱크 및 액화천연가스 저장탱크 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체에 있어서, 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재; 및 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재를 포함하는 앵커 구조체가 제공된다.

Description

앵커 구조체 및 상기 앵커 구조체를 포함하는 액화천연가스 저장탱크
본 발명은 앵커 구조체 및 이 앵커 구조체를 포함하는 액화천연가스 저장탱크에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG)는 화석연료의 하나인 천연가스가 액화된 것으로서, 액화천연가스 저장탱크는 설치되는 위치에 따라 지상에 설치되거나 지중에 매립되는 육상 저장탱크 또는 자동차, 선박 등의 운송수단에 설치된 이동형 저장탱크 등으로 구분된다.
전술된 액화천연가스는 충격에 노출시 폭발의 위험성이 있고, 초저온 상태로 보관되는 바, 이를 보관하는 저장탱크는 내충격성 및 액밀성이 견고하게 유지되는 구조를 이룬다.
그리고, 유동이 거의 없는 육상 저장탱크와 대비하여, 유동이 있는 자동차, 선박에 설치되는 액화천연가스 저장탱크는 유동에 의한 기계적 응력에 대한 대비책을 강구하여야 한다. 그러나, 기계적 응력에 대하여 대비책이 마련된 선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크는 당연히 육상 저장탱크에도 사용될 수 있으므로, 본 발명에 명세서에는 선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크의 구조를 일례로 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 일 예의 액화천연가스 저장탱크를 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 일 예의 액화천연가스 저장탱크의 일부를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액화천연가스 저장탱크(10)는 선체의 바닥면에 2차 단열벽(22, 42)과 1차 단열벽(24, 44)이 순차적으로 설치되고, 상기 2차 단열벽(22, 42)과 1차 단열벽(24, 44) 사이에는 2차 밀봉벽(23, 43)이 설치되어 이들 사이를 밀봉한다. 또한, 상기 1차 단열벽(24, 44)의 상부에는 1차 밀봉벽(50)이 설치된다.
*이와 같이 구성된 액화천연가스의 저장탱크(10)는 내부의 코너부에 설치되는 코너 구조체(20)와, 바닥면에 일정 간격으로 설치되는 앵커 구조체(30), 그리고 상기 코너 구조체(20) 또는 앵커 구조체(30) 사이에 삽입되어 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 평면 구조체(40)를 포함한다. 이때, 상기 코너 구조체(20), 앵커 구조체(30), 평면 구조체(40)는 각각의 단위 모듈로 미리 제작된 후, 저장탱크(10)에 조립되는 구조이며, 상기 1차 밀봉벽(50)이 그 위에 설치되어 단열벽을 액밀함으로 써, 내측 공간에 액화천연가스(LNG)가 저장할 수 있는 공간을 제공한다.
상기 코너 구조체(20), 앵커 구조체(30), 평면 구조체(40)는 각각의 1차 단열벽(24, 34, 44), 2차 단열벽(22, 32, 42) 및 2차 밀봉벽(23, 43)을 포함하며, 이들을 통칭하여 단열벽 구조체(20, 30, 40)로 정의한다.
한편, 각 단열벽 구조체(20, 30, 40)는 각 단위 모듈의 2차 밀봉벽 및 단열벽의 접촉면은 접착제로 접착되어 일체로 형성된다. 통상적으로 상기 2차 단열벽(22, 42)은 절연성 물질인 폴리우레탄 포옴(Polyurethane Form)과 그 하부에 부착된 판재로 구성된다. 그리고, 상기 1차 단열벽(24, 44)은 폴리우레탄 포옴과 그 상부에 접착제로 부착된 판재로 이루어진다. 또한, 상기 1차 단열벽(24, 34, 44)은 상기 2차 단열벽(22, 32, 42)의 상부에 설치된다.
또한, 상기 평면 구조체(40)의 2차 단열벽(42)의 하단부에는 상기 2차 단열벽(42) 보다 크게 형성된 플랜지(42a)가 형성된다. 상기 플랜지(42a)는 상기 앵커 구조체(30)의 하단부에 형성된 홈부에 삽입되어, 다소간의 슬라이딩 이동이 가능하게 설치된다.
도시된 예에서 각 앵커 구조체(30)는 앵커지지로드(36), 하부에 위치한 고정부재(37), 앵커 2차 단열벽(32) 그리고 앵커 1차 단열벽(34)을 갖고, 상기 앵커 2차 단열벽(32)과 앵커 1차 단열벽(34) 사이에는 2차 밀봉벽(23, 43)이 연결된다. 상기 앵커지지로드(36)의 한 말단은 1차 밀봉벽(50)에 연결되어 있고 다른 말단은 상기 고정부재(37)에 의해 선체 내부벽(420)에 연결되어 있다.
한편, 상기 앵커 구조체(30)는 상기 앵커지지로드(36)의 상단에 상기 1차 밀봉벽(50)이 용접되어 결합된다.
또한, 상기 앵커 구조체(30)는 이웃하는 평면 구조체(40)의 연결 지점에 위치하여 이들을 상호 연결하며, 상기 평면 구조체(40)는 저장탱크(10)를 이루는 선체 내부벽(420) 또는 격벽(440)에 고정된다. 또한, 상기 앵커 구조체(30)의 고정부재(37)는 앵커지지로드(36)의 주위에 설치된다.
다음으로, 도 2 및 3을 참조하여 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크를 설명한다. 도 2는 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재를 도시한 도면이고, 도 3은 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크의 일부를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재(110)는 상부가 평평하게 형성된 절두(截頭) 원추형상을 가진다. 그리고, 절두 원추형상의 앵커 부재(110)는, 그 상부면 측은 폐쇄되어 있는 한편 그 하부면 측은 개방되어 있으며, 저장탱크의 내부 표면 쪽으로 갈수록 넓어지는 형태의 몸체를 갖는다.
상기 앵커 부재(110)의 원추형 몸체(111)의 하부에는, 저장탱크의 내부 표면, 즉 내부벽 또는 격벽의 표면에 상기 앵커 부재(110)를 고정시키기 위한 고정부(112)가 형성되어 있다.
또한, 상기 고정부(112)에는 일정한 간격을 두고 복수 개의 관통구멍(112a)이 형성되어 있으며, 그에 따라 이 관통구멍(112a)에는 저장탱크(10)의 내부 표면에 고정 장착된 복수 개의 스터드 볼트(61)가 각각 삽입되어 너트(62)에 의해 고정될 수 있다.(도 3 참조)
그리고, 앵커 부재(110)의 원추형 몸체(111)의 상부에는 단차가 형성되어 2 개의 접합부(113, 114)가 형성되고, 제1 접합부(113)에는 제1 밀봉 막(51)이 용접에 의해 고정 장착되고, 제2 접합부(114)에는 제2 밀봉 막(52)이 용접에 의해 고정 장착된다.
도 1의 종래 기술에 따른 액화천연가스 저장탱크는 단열벽 구조체의 구성이 1, 2차 단열벽 및 1, 2차 밀봉벽으로 이루어져 구성이 복잡할 뿐만 아니라 2차 밀봉벽을 연결하기 위한 구조가 복잡하고, 단열벽의 작업이 용이하지 않다. 또한, 앵커부나 2차 밀봉벽의 연결부의 구조와 설치작업이 난해하여 2차 밀봉벽에 LNG의 밀봉의 신뢰성이 저하(leakage)되는 문제점이 발생할 우려도 있다.
그리고, 도 2 및 3의 종래 기술에 따른 액화천연가스 저장탱크는 앵커 부재의 접합부 및 고정부가 고정되어 있어서 선체 변형에 따른 능동적인 대처 및 LNG의 하중을 받는 단열시스템의 응력집중을 해소할 수 없고, 앵커 부재의 형상이 복잡하여 제작성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 설치 작업의 용이성 및 제작성을 향상시키고 선체 변형에 능동적으로 대처할 수 있고 LNG의 하중을 받는 단열시스템의 응력집중을 해소할 수 있는 액화천연가스 저장 탱크의 앵커 구조체 및 앵커 부재를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체에 있어서, 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재; 및 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재를 포함하고, 상기 밀봉벽은 액화천연가스와 직접 접하는 1차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽의 하부에 위치하는 2차 밀봉벽을 포함하고, 상기 앵커 부재의 접합부에는 상기 1차 밀봉벽 및 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 앵커 구조체가 제공된다.
상기 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 접합부와 상기 1차 밀봉벽이 접합되는 제2 접합부를 포함할 수 있다.
상기 1차 밀봉벽과 상기 2차 밀봉벽 사이에는 이격된 거리를 일정하게 유지하기 위한 지지판재가 설치될 수 있다.
상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커 지지 로드; 및 상기 앵커 지지 로드와 수직으로 연결되고 상기 단열재의 상부에 위치하는 앵커 지지 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 제1 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 캡부와 상기 제1 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제1 플랜지부로 구성되고, 상기 제1 플랜지부는 상기 앵커 지지 플레이트와 접하나 상기 앵커 지지 플레이트에 고정되지는 않을 수 있다.
상기 앵커 부재는 제2 캡부와 상기 제2 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제2 플랜지부로 구성된 앵커 지지 캡을 더 포함하고, 상기 제2 플랜지부는 상기 제1 플랜지부를 덮고 상기 제2 플랜지부의 가장자리는 용접에 의해 상기 앵커 지지 플레이트에 고정될 수 있다.
상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커 지지 로드를 포함하고, 상기 앵커 구조체는 상기 단열재의 하부에 위치하고, 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 관통 구멍이 형성된 앵커 지지 볼트 캡을 더 포함할 수 있다.
상기 앵커 지지 로드의 하부에는 나사홈이 형성되어 있어서 상기 앵커 지지 로드의 하부는 상기 관통 구멍을 관통한 후 앵커 부재 고정 너트와 결합될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 저장 탱크에 있어서, 상기 저장 탱크의 내부벽에 설치되어 단열층을 형성하는 단열벽; 상기 단열벽의 상면에 설치되어 상기 액화천연가스를 액밀하는 밀봉벽; 상기 저장 탱크의 내부벽과 상기 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체를 포함하고, 상기 앵커 구조체는 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재를 포함하는, 저장 탱크가 제공된다.
상기 밀봉벽은 액화천연가스와 직접 접하는 1차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽의 하부에 위치하는 2차 밀봉벽을 포함하고, 상기 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 접합부와 상기 1차 밀봉벽이 접합되는 제2 접합부를 포함할 수 있다.
상기 앵커 구조체는 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재를 더 포함하고, 상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커 지지 로드; 및 상기 앵커 지지 로드와 수직으로 연결되고 상기 단열재의 상부에 위치하는 앵커 지지 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 제1 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 캡부와 상기 제1 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제1 플랜지부로 구성되고, 상기 제1 플랜지부는 상기 앵커 지지 플레이트와 접하나 상기 앵커 지지 플레이트에 고정되지는 않을 수 있다.
상기 앵커 부재는 제2 캡부와 상기 제2 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제2 플랜지부로 구성된 앵커 지지 캡을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 플랜지부는 상기 제1 플랜지부를 덮고 상기 제2 플랜지부의 가장자리는 용접에 의해 상기 앵커 지지 플레이트에 고정될 수 있다.
상기 앵커 구조체는 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재를 더 포함하고, 상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커 지지 로드를 포함하고, 상기 앵커 구조체는 상기 단열재의 하부에 위치하고, 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 관통 구멍이 형성된 앵커 지지 볼트 캡을 더 포함할 수 있다.
상기 앵커 지지 로드의 하부에는 나사홈이 형성되어 있어서 상기 앵커 지지 로드의 하부는 상기 관통 구멍을 관통한 후 앵커 부재 고정 너트와 결합될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체에 있어서, 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부와 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커지지로드를 포함하는 앵커 부재; 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제1 관통 구멍을 갖고 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재; 및 상기 단열재의 하부에 위치하고, 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제2 관통 구멍이 형성된 캡부와 상기 캡부 하단에서 방사형으로 연장된 플랜지부로 구성된 앵커 지지 볼트 캡을 포함하고, 상기 앵커지지로드의 하부에는 나사홈이 형성되어 있어 상기 앵커지지로드의 하부는 상기 제1 관통 구멍 및 제2 관통 구멍을 관통한 후 앵커 부재 고정 나사와 결합되어 상기 앵커 지지 볼트 캡에 고정되고, 상기 앵커지지로드는 위아래로 움직일 수 있는, 앵커 구조체가 제공된다.
*상기 앵커 구조체는 상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판; 상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판을 더 포함하고, 상기 앵커 지지 볼트 캡은 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 하부판 사이에 삽입될 수 있다.
상기 제1 앵커 하부판에는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제3 관통 구멍이 있고, 상기 제2 앵커 하부판에는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제4 관통 구멍이 있고, 상기 제3 관통 구멍 및 제4 관통 구멍은 상기 앵커 지지로드와 상기 제1 앵커 하부판 및 상기 제2 앵커 하부판이 이격될 수 있는 크기일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 저장 탱크에 있어서, 상기 저장 탱크의 내부벽에 설치되어 단열층을 형성하는 단열벽; 상기 단열벽의 상면에 설치되어 상기 액화천연가스를 액밀하는 밀봉벽; 상기 저장 탱크의 내부벽과 상기 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체를 포함하고, 상기 앵커 구조체는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커지지로드를 포함하는 앵커 부재를 포함하고, 상기 앵커지지로드는 위아래로 움직일 수 있다.
상기 앵커 구조체는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제1 관통 구멍을 갖고 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재; 및 상기 단열재의 하부에 위치하고, 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제2 관통 구멍이 형성된 캡부와 상기 캡부 하단에서 방사형으로 연장된 플랜지부로 구성된 앵커 지지 볼트 캡을 포함하고, 상기 앵커지지로드의 하부에는 나사홈이 형성되어 있어 상기 앵커지지로드의 하부는 상기 제1 관통 구멍 및 제2 관통 구멍을 관통한 후 앵커 부재 고정 나사와 결합되어 상기 앵커 지지 볼트 캡에 고정될 수 있다.
상기 앵커 구조체는 상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판; 상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판을 더 포함하고, 상기 앵커 지지 볼트 캡은 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 하부판 사이에 삽입될 수 있다.
상기 제1 앵커 하부판에는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제3 관통 구멍이 있고, 상기 제2 앵커 하부판에는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제4 관통 구멍이 있고, 상기 제3 관통 구멍 및 제4 관통 구멍은 상기 앵커 지지로드와 상기 제1 앵커 하부판 및 상기 제2 앵커 하부판이 이격될 수 있는 크기일 수 있다.
상기 밀봉벽과 접합되는 접합부는 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체에 있어서, 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재; 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재; 상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판; 상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판; 및 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판 사이에 삽입된 보강 플레이트를 포함하는 앵커 구조체가 제공된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 저장 탱크에 있어서, 상기 저장 탱크의 내부벽에 설치되어 단열층을 형성하는 단열벽; 상기 단열벽의 상면에 설치되어 상기 액화천연가스를 액밀하는 밀봉벽; 상기 저장 탱크의 내부벽과 상기 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체를 포함하고, 상기 앵커 구조체는 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재, 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재, 상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판, 상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판, 및 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판 사이에 삽입된 보강 플레이트를 포함하는, 저장 탱크가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 밀봉벽과 접합되는 앵커 부재의 접합부가 수평 방향으로 슬라이딩될 수 있도록 함으로써 선체 변형에 대해 능동적으로 대처할 수 있고, 앵커 지지 로드의 하부가 아래 위로 움직일 수 있도록 함으로써 LNG의 하중을 받는 단열시스템의 응력집중을 해소할 수 있다.
그리고, 제1 앵커 하부판과 제2 앵커 하부판 사이에 금속 보강 플레이트를 설치하여 앵커 구조체의 강도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 일 예의 액화천연가스 저장탱크의 일부를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재를 도시한 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 다른 예의 액화천연가스 저장탱크의 일부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크가 설치된 예시적인 선박의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 분해도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 앵커 부재의 단면도이다.
도 10은 도 5의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 11은 도 5의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 4 및 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크가 설치되어 있는 선박의 구조를 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크가 설치된 예시적인 선박의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크의 일부분, 더욱 상세하게는 단열벽 부분을 확대한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액화천연가스 저장탱크는 선박(400)에 설치될 수 있고, 선박(400)은 외형을 형성하는 외부벽(410)과, 외부벽(410)의 내부에 형성된 내부벽(420)의 이중구조를 갖는 선체로 이루어진다. 상기 선박(400)의 내부벽(420)과 외부벽(410)은 연결리브(430)에 의해 연결되어 일체로 형성되며, 경우에 따라 상기 내부벽(420)이 존재하지 않은 단일구조의 선체로 이루어질 수도 있다. 한편, 상기 선박(400)의 상부만 단일층의 갑판으로 형성될 수 있으며, 그 외형은 선박(400)의 크기 또는 저장용량 등의 차이에 따라 그 형태는 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 상기 내부벽(420)의 내부는 하나 이상의 격벽(440)에 의하여 분할될 수 있고, 격벽(440)은 코퍼댐을 형성할 수도 있다.
여기서, 밀봉벽(480)은 저장탱크에 저장된 액화천연가스(LNG)를 액밀하고, 액화천연가스(LNG)와 접하고, 초저온 LNG의 선하적에 따른 온도변화에 대응하기 위해 주름부가 형성될 수 있다. 밀봉벽(480)은 복수의 앵커 구조체(450)에 의해 선박(400)의 내부벽(420) 또는 격벽(440)에 연결되어 있다. 따라서, 상기 밀봉벽(480)은 선체에 대하여 이동이 자유롭지 않다.
또한, 상기 밀봉벽(480)과 내부벽(420) 사이에는 단열벽의 층을 구성하는 모듈인 단열벽 구조체(460, 450, 470)가 위치한다. 단열벽 구조체(460, 450, 470)는 내부벽(420) 또는 내부 격벽(440)과 밀봉벽(480) 사이에 위치하여 저장 탱크(10)를 단열하는 단열벽을 이룬다.
또한, 단열벽 구조체(460, 450, 470)는 각각 모듈로 구성되어 코너부에 위치하는 코너 구조체(460), 선체의 내부벽이 일정 간격으로 설치되는 앵커 구조체(450), 코너 구조체(460) 또는 앵커 구조체(450) 사이의 평면에 설치되는 평면 구조체(470)로 이루어진다.
이와 같이 본 발명에서는 밀봉벽(480)은 앵커 구조체(450)에 의해서 주로 지지되고 평면 구조체(470)는 밀봉벽(480)이 받는 LNG의 하중만 지지하고 밀봉벽(480)과 직접적인 결합관계가 없다.
앵커 구조체(450)는 저장탱크의 내부벽(420) 또는 격벽(440)에 설치되고, 상기 앵커 구조체(450)를 관통하는 앵커 부재에 의해 고정된다.
또한, 평면 구조체(470)는 앵커 구조체(450) 또는 코너 구조체(460) 사이에 삽입되어, 복수의 연결수단에 의해 탱크의 내부벽(420)에 설치된다. 즉, 평면 구조체(470)는 선체의 내부벽(420)에 용접되어 설치된 스터드 볼트에 평면 구조체(470)의 평면 하부판을 너트로 체결하여 설치된다. 평면 구조체(470)는 코너 구조체(460) 또는 앵커 구조체(450)의 측면과 소정거리 이격된 틈(1~4mm)이 형성될 수 있으며, 이와 같이 형성된 틈은 선체의 변형시 평면 구조체(470)가 유동할 수 있는 공간을 제공하여 변형량을 흡수할 수 있게 한다. 따라서, 상기 평면 구조체(470)는 바닥면에 대해 수평 방향으로 약간의 이동(슬라이딩)이 가능하게 된다.
상기 평면 구조체(470)는 상기 내부벽(420)에 면접하는 평면 하부판(471), 평면 하부판(471)의 상부에 형성되는 평면 단열재(472), 및 평면 단열재(472)의 상부에 형성되는 평면 상부판(473)으로 이루어진다.
여기서, 평면 하부판(471)과 평면 상부판(473)은 플라이우드(Plywood) 재질로 이루어지고, 평면 단열재(472)는 폴로우레탄 포옴(Polyurethane Form)으로 형성된다.
그리고, 단열벽 구조체(450, 470)의 상부에는 액화천연가스와 직접 접하는 밀봉벽(480)이 설치된다. 밀봉벽(480)은 이중 구조, 즉 LNG와 직접 접하는 1차 밀봉벽(481)과 1차 밀봉벽(481) 하부의 2차 밀봉벽(482)으로 구성되며, 1차 밀봉벽(481)과 2차 밀봉벽(482)이 서로 소정 높이로 이격되게 배치된다. 밀봉벽(480)은 온도 변화에 의하여 다소 신축이 발생할 수 있으므로, 이 경우 1차 밀봉벽(481)과 2차 밀봉벽(482)이 접촉에 의하여 파손될 수 있으므로, 이들이 서로 접촉하지 않도록 1차 밀봉벽(481)과 2차 밀봉벽(155) 사이에 이격된 거리를 일정하게 유지하기 위한 지지판재(483)가 설치된다.
그리고, 밀봉벽(480)에는 수축 및 신장시 파손 등을 방지하기 위해 다수의 주름부가 형성된다. 주름부는 LNG의 선하적에 따른 온도변화에 의하여 신장되거나 수축되어 밀봉벽(480)에 가해지는 열적 변형에 따른 파손을 방지한다. 또한, 밀봉벽(480)은 앵커 구조체(450)의 앵커 부재에 용접에 의해 고정된다.
한편, 도 5에서는 밀봉벽(480)이 1차 밀봉벽(481)과 2차 밀봉벽(482)의 이중 구조로 이루어진 것으로 설명하고 있으나, 3층 이상의 다중 구조로 적층되는 것도 가능하다.
다음으로, 도 6 내지 11을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체 및 앵커 부재에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체의 분해도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 앵커 부재의 단면도이고, 도 10은 도 5의 A 부분을 확대한 도면이고, 도 11은 도 5의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 6 내지 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 앵커 구조체는 앵커 부재(710), 제1 앵커 상부판(720), 제2 앵커 상부판(730), 단열재(740), 제1 앵커 하부판(750), 앵커 지지 볼트 캡(760), 제2 앵커 하부판(770) 및 앵커 부재 고정 너트(780)를 포함한다.
앵커 부재(710)는 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하여 밀봉벽을 고정시키는 부재이다. 본 발명의 실시예에 따른 앵커 부재는 밀봉벽과 접하는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된다. 따라서, 선박이 흔들리는 경우 접합부가 수평방향으로 슬라이딩함에 따라, 선체 변형에 대해 능동적으로 대처할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 앵커 부재(710)는 제1 접합부(711), 제2 접합부(712), 앵커 지지 캡(713), 앵커 지지 플레이트(714), 앵커지지로드(715)를 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 앵커 지지 로드(715)와 앵커 지지 플레이트(714)는 수직으로 용접에 의해 연결된다.
제1 접합부(711)는 2차 밀봉벽(482)이 접합되는 부위로서, 2차 밀봉벽(482)이 접합되는 캡부와 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 플랜지부로 구성된다. 제1 접합부(711)는 앵커 지지 플레이트(714) 위에 놓여 제1 접합부(711)의 제1 플랜지부는 앵커 지지 플레이트(714)와 접하나, 제1 접합부(711)는 앵커 지지 플레이트(714)에 고정되지는 않는다. 그리고, 앵커 지지 캡(713)이 제1 접합부(711) 위에 놓이고, 앵커 지지 캡(713)의 가장자리가 앵커 지지 플레이트(714)과 용접에 의해 고정된다. 앵커 지지 캡(713)은 캡부와 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 플랜지부로 구성되고, 도 9에 도시된 바와 같이 앵커 지지 캡(713)의 플랜지부의 가장자리가 용접에 의해 앵커 지지 플레이트(714)에 고정되고, 앵커 지지 캡(713)의 플랜지부가 제1 접합부(711)의 플랜지부를 덮는다. 따라서, 제1 접합부(711)는 앵커 지지 캡(713) 내부에서 수평방향으로 슬라이딩할 수 있다. 즉, 선박이 흔들리는 경우 제1 접합부(711)가 수평방향으로 슬라이딩함에 따라, 선체 변형에 대해 능동적으로 대처할 수 있다.
그리고, 제2 접합부(712)는 1차 밀봉벽(481)이 접합되는 부위로서, 제1 접합부(711)의 상부에 위치한다. 제2 접합부(712)는 용접에 의해 제1 접합부(711)의 상부에 고정될 수 있다. 액화천연가스 저장 탱크를 제조하는 과정에서는 제2 접합부(712)가 앵커 부재(710)에 부착되지 않은 상태로 앵커 구조체(450)를 생성한 후, 앵커 구조체(450)를 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽에 설치하고, 제1 접합부(711)에 2차 밀봉벽(482)을 용접에 의해 고정시킨 후, 제1 접합부(711)의 상부에 제2 접합부(712)를 용접에 의해 고정시키고, 제2 접합부(712)에 1차 밀봉벽(481)을 용접에 의해 고정시킬 수 있다.
앵커지지로드(715)는 앵커 구조체(450)를 관통하고, 하부에는 나사홈이 형성되어 있어 앵커 부재 고정 너트(780)와 결합되어 앵커 부재(710)를 앵커 구조체(450)의 다른 구성요소들과 고정시킨다.
단열재(740)는 앵커 부재(710)의 주변에 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼 등에 의해 일체로 형성된다. 그리고, 단열재(740)의 상단에는 제1 앵커 상부판(720)과 제2 앵커 상부판(730)이 부착되고, 단열재(740)의 하단에는 제1 앵커 하부판(750)과 제2 앵커 하부판(770)이 부착된다. 제1 앵커 상부판(720), 제2 앵커 상부판(730), 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770)은 플라이우드일 수 있다.
앵커 지지 볼트 캡(760)은 제1 앵커 하부판(750)과 제2 앵커 하부판(770) 사이에 위치하고 제2 캡부와 제2 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제2 플랜지부로 구성된다. 제2 캡부에는 앵커지지로드(715)가 관통할 수 있도록 관통 구멍이 형성되어 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 앵커 상부판(720), 제2 앵커 상부판(730), 단열재(740), 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770)에도 앵커지지로드(715)가 관통할 수 있도록 관통 구멍이 형성되어 있다. 따라서, 앵커 부재(710)의 앵커지지로드(715)는 제1 앵커 상부판(720), 제2 앵커 상부판(730), 단열재(740), 제1 앵커 하부판(750), 앵커 지지 볼트 캡(760) 및 제2 앵커 하부판(770)을 관통한 후 앵커지지로드(715) 하부의 나사홈이 앵커 부재 고정 너트(780)와 결합되어 앵커 부재(710)를 앵커 구조체(450)의 다른 구성요소들과 고정시킨다.
도 10은 도 5의 A 부분을 확대한 도면이다. 즉, 도 10은 앵커지지로드(715)와 앵커 부재 고정 너트(780)가 결합된 부분을 나타낸 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 앵커 지지 볼트 캡(760)이 앵커지지로드(715)와 결합되는 부분이 캡 모양으로 형성되어 있고 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770)의 관통 구멍이 앵커지지로드(715)의 단면적보다 크게 형성되어 있어서 앵커지지로드(715)가 위아래로 움직일 수 있다. 즉, 앵커 지지 볼트 캡(760)이 앵커지지로드(715)와 결합되는 부분이 팽팽하지 않고 캡 모양이고, 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770)이 앵커지지로드와 이격되어 있어서 앵커지지로드의 하부가 위 아래로 움직일 수 있다. 액화천연가스 저장 탱크에 액화천연가스가 많이 채워지는 경우에는 액화천연가스의 하중으로 인해 앵커 구조체(450)에 압력이 가해지고, 폴리우레탄 폼 소재의 단열재(740)는 수축하지만, 금속 소재의 앵커지지로드(715)는 수축하지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 앵커지지로드(715)가 위아래로 움직일 수 있도록 함으로써 LNG의 하중을 받는 단열시스템의 응력집중을 해소할 수 있다.
그리고, 다시 도 7 및 8을 참조하면, 앵커 지지 볼트 캡(760)은 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770) 사이에 삽입되어 금속 보강 플레이트로서 기능할 수 있다. 도 8에서는 앵커 지지 볼트 캡(760)이 원형으로 도시되어 있으나, 제1 앵커 하부판(750) 및 제2 앵커 하부판(770)과 같이 사각형 모형으로 형성될 수도 있다.
그리고, 도 6 및 8에 도시된 바와 같이, 제1 앵커 상부판(720), 제2 앵커 상부판(730), 단열재(740), 제1 앵커 하부판(750), 앵커 지지 볼트 캡(760) 및 제2 앵커 하부판(770)의 가장자리에는 앵커 구조체를 선체에 고정시키기 위해 관통 구멍이 뚫려있다. 도 6 및 8에서는 네 개의 구멍이 뚫린 것으로 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 11은 도 5의 B 부분을 확대한 도면이다. 액화천연가스 저장탱크의 내부벽(420) 및 격벽(440)에는 앵커 구조체(450)가 설치될 위치에 스터드 볼트(1101)가 사전에 고정 장착되어 있다. 그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트(1101)가 제1 앵커 하부판(750), 앵커 지지 볼트 캡(760) 및 제2 앵커 하부판(770)의 관통구멍에 삽입된 후, 너트(1102)에 의해 고정된다.
다음으로, 도 12를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크를 제조하는 방법을 설명한다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장탱크를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽(420) 및 격벽(440)에 앵커 구조체(450)를 포함하는 단열벽을 설치한다(S1210). S1210 단계에서는 앵커 구조체(450), 코너 구조체(460) 및 평면 구조체(470)를 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽(420) 및 격벽(440)에 고정시킨다. 이때, 앵커 구조체(450), 코너 구조체(460) 및 평면 구조체(470)의 관통 구멍에 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽(420) 및 격벽(440)에 사전에 설치되어 있는 스터드 볼트를 삽입시킨 후 너트로 고정시킬 수 있다.
그리고, 앵커 구조체(450)의 제1 접합부(711)에 2차 밀봉벽을 고정시켜 단열벽의 상면에 상기 2차 밀봉벽을 설치한다(S1220). 그리고, 제1 접합부(711)의 상부에 제2 접합부(712)를 용접에 의해 고정시키고(S1230), 제2 접합부(712)에 1차 밀봉벽을 고정시켜 1차 밀봉벽을 설치한다(S1240).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체에 있어서,
    상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재; 및
    상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재; 를 포함하며,
    상기 밀봉벽은 액화천연가스와 직접 접하는 1차 밀봉벽과 상기 1차 밀봉벽의 하부에 위치하는 2차 밀봉벽을 포함하고, 상기 앵커 부재의 접합부에는 상기 1차 밀봉벽 및 상기 2차 밀봉벽이 접합되는, 앵커 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 접합부와 상기 1차 밀봉벽이 접합되는 제2 접합부를 포함하는, 앵커 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 1차 밀봉벽과 상기 2차 밀봉벽 사이에는 이격된 거리를 일정하게 유지하기 위한 지지판재가 설치되는, 앵커 구조체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 앵커 부재는,
    상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커 지지 로드 및
    상기 앵커 지지 로드와 수직으로 연결되고 상기 단열재의 상부에 위치하는 앵커 지지 플레이트를 포함하는, 앵커 구조체.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 접합부는 상기 2차 밀봉벽이 접합되는 제1 캡부와 상기 제1 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제1 플랜지부로 구성되고, 상기 제1 플랜지부는 상기 앵커 지지 플레이트와 접하나 상기 앵커 지지 플레이트에 고정되지는 않는, 앵커 구조체.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 앵커 부재는 제2 캡부와 상기 제2 캡부의 하단에서 방사형으로 연장된 제2 플랜지부로 구성된 앵커 지지 캡을 더 포함하고,
    상기 제2 플랜지부는 상기 제1 플랜지부를 덮고 상기 제2 플랜지부의 가장자리는 용접에 의해 상기 앵커 지지 플레이트에 고정되는, 앵커 구조체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 앵커 부재는 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커 지지 로드를 포함하고,
    상기 앵커 구조체는, 상기 단열재의 하부에 위치하고, 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 관통 구멍이 형성된 앵커 지지 볼트 캡을 더 포함하는, 앵커 구조체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 앵커 지지 로드의 하부에는 나사홈이 형성되어 있어서 상기 앵커 지지 로드의 하부는 상기 관통 구멍을 관통한 후 앵커 부재 고정 너트와 결합되는, 앵커 구조체.
  9. 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체에 있어서,
    상기 밀봉벽과 접합되는 접합부와 상기 앵커 구조체를 관통하는 앵커지지로드를 포함하는 앵커 부재;
    상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제1 관통 구멍을 갖고 상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재; 및
    상기 단열재의 하부에 위치하고, 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제2 관통 구멍이 형성된 캡부와 상기 캡부 하단에서 방사형으로 연장된 플랜지부로 구성된 앵커 지지 볼트 캡;
    을 포함하며,
    상기 앵커지지로드의 하부에는 나사홈이 형성되어 있어 상기 앵커지지로드의 하부는 상기 제1 관통 구멍 및 제2 관통 구멍을 관통한 후 앵커 부재 고정 나사와 결합되어 상기 앵커 지지 볼트 캡에 고정되고, 상기 앵커지지로드는 위아래로 움직일 수 있는, 앵커 구조체.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 앵커 구조체는,
    상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판, 및
    상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판을 더 포함하고,
    상기 앵커 지지 볼트 캡은 상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 하부판 사이에 삽입되는, 앵커 구조체.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 앵커 하부판에는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제3 관통 구멍이 있고, 상기 제2 앵커 하부판에는 상기 앵커지지로드가 관통할 수 있는 제4 관통 구멍이 있고,
    상기 제3 관통 구멍 및 제4 관통 구멍은 상기 앵커 지지로드와 상기 제1 앵커 하부판 및 상기 제2 앵커 하부판이 이격될 수 있는 크기인, 앵커 구조체.
  12. 액화천연가스 저장 탱크의 내부벽과 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체에 있어서,
    상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재;
    상기 앵커 부재 주변에 형성된 단열재;
    상기 단열재의 하단에 부착된 제1 앵커 하부판;
    상기 제1 앵커 하부판의 아래에 위치하는 제2 앵커 하부판; 및
    상기 제1 앵커 하부판과 상기 제2 앵커 하부판 사이에 삽입된 보강 플레이트;
    를 포함하는, 앵커 구조체.
  13. 액화천연가스를 저장하는 저장 탱크에 있어서,
    상기 저장 탱크의 내부벽에 설치되어 단열층을 형성하는 단열벽;
    상기 단열벽의 상면에 설치되어 상기 액화천연가스를 액밀하는 밀봉벽;
    상기 저장 탱크의 내부벽과 상기 밀봉벽을 연결하는 앵커 구조체;
    를 포함하며,
    상기 앵커 구조체는 상기 밀봉벽과 접합되는 접합부가 수평방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성된 앵커 부재를 포함하는, 저장 탱크.
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