WO2017073858A1 - 액화가스 저장 탱크 및 그 제조 방법 - Google Patents

액화가스 저장 탱크 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2017073858A1
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storage tank
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표창민
박성우
강봉호
박광준
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대우조선해양 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a liquefied gas storage tank and a method of manufacturing the same.
  • a liquefied gas storage tank for storing liquefied gas is generally provided.
  • Liquefied gas is liquefied at cryogenic temperatures much lower than room temperature, so the liquefied gas storage tank is made of a material that can withstand cryogenic conditions.
  • the liquefied gas storage tank is generally provided with a heat insulating material for blocking heat exchange with the outside.
  • the liquefied gas storage tank is provided with a pipe for receiving liquefied gas from the outside or to discharge the liquefied gas to the outside over the inside and the outside of the liquefied gas storage tank, the liquid dome is provided in the portion through which the pipe passes It may become.
  • the liquefied gas storage tank is divided into a stand-alone storage tank and a membrane-type storage tank depending on whether the heat insulating material is directly subjected to the load of the liquefied gas.
  • the membrane is in direct or indirect contact with the liquefied gas in a cryogenic state, shrinkage due to thermal deformation may occur. Therefore, the membrane is provided with a pleat in the manufacturing stage of the storage tank in order to prepare for shrinkage due to such heat deformation.
  • an object of the present invention is to provide a liquefied gas storage tank and a method for manufacturing the same, which can be prepared for thermal deformation of the membrane due to thermal deformation without having a separate wrinkle in the membrane adjacent to the liquid dome.
  • the first membrane, the first panel, the second membrane and the second panel are alternately stacked, the liquefied gas on the top
  • a liquid dome is provided which is provided with a pipe for supplying or discharging, and at least one of the first membrane and the second membrane has an adjacent region adjacent to the liquid dome and a non-adjacent adjacent to the liquid dome.
  • Liquefied gas storage tanks of different materials are provided.
  • the membrane of the first and second membranes having different materials from the adjacent region and the non-adjacent region may have a smaller thermal strain than the material of the non-adjacent region.
  • the membrane of the first membrane and the second membrane having different materials from the adjacent region and the non-adjacent region may have an invar material of the adjacent region.
  • the material of the non-adjacent region of the first membrane and the second membrane having different materials from the adjacent region and the non-adjacent region may be stainless steel or high manganese (High-Mn).
  • a membrane having different materials between the adjacent and non-adjacent regions of the first membrane and the second membrane may be provided with wrinkles in the non-adjacent region and may not be provided with the wrinkles in the adjacent region.
  • the end cap for preventing the liquefied gas leak through the pleats; It may include.
  • the liquid dome may include a liquid dome panel and a liquid dome membrane, and the liquid dome membrane may include an invar material.
  • a method for manufacturing a tank for storing liquefied gas comprising the steps of: installing a first panel; Installing a first membrane over the first panel; Installing a second panel over the first membrane; Installing a second membrane over the second panel; And installing a liquid dome having a pipe for supplying or discharging liquefied gas to an upper portion of the tank. At least one of the first membrane and the second membrane, the method of manufacturing a liquefied gas storage tank is different in the material of the adjacent region adjacent to the liquid dome and the non-adjacent region not adjacent to the liquid dome Is provided.
  • the membrane of the first and second membranes having different materials from the adjacent region and the non-adjacent region may have a smaller thermal strain than the material of the non-adjacent region.
  • the membrane of the first membrane and the second membrane having different materials from the adjacent region and the non-adjacent region may have an invar material of the adjacent region.
  • the non-adjacent regions of the first membrane and the second membrane having different materials from the adjacent regions may be made of stainless steel or high manganese (High-Mn). .
  • a membrane having different materials between the adjacent and non-adjacent regions of the first membrane and the second membrane may be provided with wrinkles in the non-adjacent region and may not be provided with the wrinkles in the adjacent region.
  • End caps for preventing liquefied gas from leaking through the pleats may be installed in the membranes having different materials between the adjacent regions and the non-adjacent regions of the first membrane and the second membrane.
  • the liquid dome may include a liquid dome panel and a liquid dome membrane, and the liquid dome membrane may include an invar material.
  • a liquefied gas storage tank capable of preparing for thermal deformation of the membrane due to thermal deformation can be manufactured without providing a separate wrinkle in the membrane adjacent to the liquid dome.
  • FIG. 1 to 9 are views showing the structure and manufacturing method of the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 10 is a view showing a state in which the lamination of the first panel, the first membrane, the second panel and the second membrane is completed in the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • the liquefied gas in the present specification should be interpreted as a concept including liquefied natural gas (Liquefied Natural Gas) and liquefied petroleum gas (Liquefied Petroleum Gas).
  • FIG. 1 to 9 are views showing the structure and manufacturing method of the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention is provided with a first panel 10.
  • the first panel 10 includes a heat insulating material to block heat exchange between the inside and the outside of the liquefied gas storage tank.
  • the first panel 10 may be a combination of a plurality of unit units instead of a single configuration.
  • the first panel 10 may include a first corner panel 12 constituting a corner portion of the liquefied gas storage tank and a first flat panel 14 constituting a flat portion of the liquefied gas storage tank. have.
  • an anchoring plate 60 may be provided at an upper end of the first panel 10.
  • the first membrane 20 may be installed at an upper end of the anchoring plate 60 as described below.
  • the thickness of the anchoring plate 60 may be 4 to 20mm.
  • a boundary plate 70 may be provided on the side of the first panel 10.
  • the boundary plate 70 may be attached to the side of the first panel 10. As will be described later, the boundary plate 70 serves to distinguish the area where the liquid dome is installed from the remaining area, and the boundary plate 70
  • the first invar membrane can be attached by welding.
  • a first membrane 20 is installed at an upper end of the first panel 10 (upper end of the anchoring plate when an anchoring plate is provided).
  • the first membrane 20 is configured to prevent the liquefied gas from leaking to the outside, and when the liquefied gas leaks through the second membrane which will be described later in direct contact with the liquefied gas, the leaked liquefied gas leaks to the outside. Serves to prevent.
  • the first membrane 20 may include two components having different materials. That is, the first membrane 20 may include a first stainless steel membrane 22 having a stainless steel material and a first invar membrane 24 having an invar material.
  • the thickness of the first stainless steel membrane 22 may be 0.5 to 3 mm
  • the thickness of the first invar membrane 24 may be 0.5 to 3 mm.
  • the liquid dome is installed in a region adjacent to the first invar membrane 24 on the right side with reference to FIG. 3.
  • a second panel 30 is provided on the top of the first membrane 20. Similar to the first panel 10, the second panel 30 includes a heat insulating material that blocks heat exchange between the inside and the outside of the liquefied gas storage tank.
  • an anchoring plate 62 may be provided at an upper end of the second panel 30.
  • the second membrane 40 may be installed on the top of the anchoring plate 62 as described below.
  • the anchoring plate 62 may have a thickness of about 4 mm to about 20 mm.
  • a second membrane 40 is stacked on the upper end of the second panel 30 (the upper part of the anchoring plate when the anchoring plate is provided).
  • the second membrane 40 is in direct contact with the liquefied gas, and serves to prevent the liquefied gas from leaking to the outside.
  • the second membrane 40 may include two components having different materials. That is, the second membrane 40 may include a second stainless steel membrane 42 having a stainless steel material and a second invar membrane 44 having an invar material.
  • the thickness of the second stainless steel membrane 42 may be 0.5 to 3 mm, and the thickness of the second invar membrane 44 may be 0.5 to 3 mm.
  • the second membrane that is in direct contact with the liquefied gas in a state where the liquefied gas storage tank is storing the liquefied gas is in a cryogenic state as compared with immediately after the manufacture of the liquefied gas storage tank is completed. Therefore, compared to immediately after the fabrication is completed, the second membrane is subjected to thermal deformation due to cryogenic temperature, and in consideration of this, the second stainless steel membrane 42 of the second membrane 40 is wrinkled in the manufacturing process of the liquefied gas storage tank. ) May be provided.
  • Stainless steels are brittle and can be used at very low temperatures, such as when storing liquefied gases.However, they have a large thermal strain, such as about 0.175% of thermal deformation per degree Celsius. There is a problem that the thermal deformation between the states being large.
  • the wrinkles 46 may be unfolded to cope with thermal deformation due to cryogenic temperatures.
  • Invar on the other hand, exhibits about 0.015% thermal strain per degree Celsius, which results in significantly lower thermal strain than stainless steel.
  • the second invar membrane 44 need not be provided with pleats.
  • the wrinkles may be provided continuously throughout the membrane.
  • the above description about the second membrane 40 may also be applied to the first membrane 20. That is, the first stainless steel membrane 22 of the first membrane 20 may be provided with wrinkles, and the first invar membrane 24 may not be provided with wrinkles. The reason why the first stainless steel membrane 22 is provided with wrinkles, while the first invar membrane 24 is not provided with wrinkles is the same as described in the second membrane.
  • an end cap 50 may be provided at an upper portion of the pleats 46.
  • the second stainless steel membrane 42 (or the first stainless steel membrane 22) is provided with wrinkles in preparation for thermal deformation caused by the liquefied gas, but liquefied gas may leak through the gaps between the wrinkles. have.
  • the upper end of the pleats 46 may be covered with an end cap 50 for maintaining the airtightness of the liquefied gas. Meanwhile, even when the first stainless steel membrane 22 is provided with wrinkles, an end cap may be covered on the top of the wrinkles of the first stainless steel membrane 22.
  • FIG. 8 is a view showing a schematic view excluding the liquid dome in the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • a first membrane 20 may be provided on an upper portion of the first panel 10, and a second panel 30 may be provided on an upper portion of the first membrane 20.
  • the second membrane 40 may be provided on the second panel 30.
  • first inva membrane 24 may be attached to the boundary plate 70, and a second inva membrane 44 may be attached to the first inva membrane 24.
  • the boundary plate 70 serves to distinguish the region where the liquid dome is installed from the rest of the region.
  • materials of the membrane adjacent to the liquid dome and the membrane not adjacent to the liquid dome may be different from each other. That is, the first inva membrane 24 fixed to the boundary plate 70 and the second inva membrane 44 fixed to the first inva membrane 24 may be regarded as a membrane adjacent to the liquid dome, and the remaining membrane is a liquid. It is a membrane that is not adjacent to the dome.
  • the term 'adjacent region' and 'non-adjacent region' refers to the positional relationship between the membrane and the liquid dome, and the membrane of the 'adjacent region' refers to a membrane in a region adjacent to the liquid dome.
  • first invar membrane 24 and the second invar membrane 44 may be considered, and the membrane of the 'non-adjacent region' refers to the first invar membrane 24 of the membranes 20 and 40.
  • second membrane except for the second inva membrane 44 which may be referred to as the first stainless steel membrane 22 and the second stainless steel membrane 42.
  • a liquefied gas storage tank includes a liquid dome.
  • the liquid dome is installed in an area adjacent to the first inva membrane 24 and the second inva membrane 44.
  • the liquid dome comprises a liquid dome panel containing insulation, similar to a liquefied gas storage tank, and a liquid dome membrane 100 that maintains the airtightness of the liquefied gas. In FIG. 9 only the liquid dome membrane 100 is shown.
  • the liquid dome membrane 100 is also exposed to the liquefied gas and is placed in the cryogenic state. Therefore, the liquid dome membrane 100 may have a configuration in which the thermal strain is low at cryogenic temperatures.
  • the liquid dome membrane 100 may comprise an Invar material. Accordingly, the second inva membrane 44 and the liquid dome membrane 100 may be connected by welding as the same material (ie, invar).
  • FIG 10 is a view showing a state in which the lamination of the first panel, the first membrane, the second panel and the second membrane is completed in the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • a first panel 10, a first membrane 20, a second panel 30, and a second membrane 40 are sequentially stacked in a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • an empty space is formed in the middle of a structure in which the first panel 10, the first membrane 20, the second panel 30, and the second membrane 40 are sequentially stacked.
  • the liquid dome is installed. The method of connecting the liquid dome and the liquefied gas storage tank has been described above.
  • the membrane is generally provided with wrinkles against heat deformation, but it is technically difficult to have such wrinkles in the membrane around the liquid dome where the piping for the liquefied gas flows is provided. to be.
  • the membrane in the region of the membrane of the liquefied gas storage tank adjacent to the liquid dome is installed by a material having a low thermal strain (for example, Invar), Membranes in the area adjacent to were prepared for thermal deformation without additional wrinkles.
  • a material having a low thermal strain for example, Invar
  • the first stainless steel membrane 22 and the second stainless steel membrane 42 of the configuration of the liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention is not made of stainless steel, but high-Mn (High-Mn) material Can be made. That is, since high manganese is cheaper than stainless steel and exhibits excellent performance even in thermal deformation, it is possible to achieve the object of the present invention even if high manganese is used instead of stainless steel.

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Abstract

액화가스 저장 탱크 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 액화가스 저장 탱크에 있어 리퀴드 돔이 설치되는 영역과 인접하는 멤브레인과 그렇지 않은 멤브레인의 재질을 서로 다르게 하여 액화가스 저장 탱크가 액화가스를 저장하는 과정에서 발생하는 열변형에 효과적으로 대응할 수 있다.

Description

액화가스 저장 탱크 및 그 제조 방법
본 발명은 액화가스 저장 탱크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 LNG)와 같은 액화가스를 취급하는 해상 부유물의 경우 액화가스를 저장하기 위한 액화가스 저장 탱크를 구비하는 것이 일반적이다. 액화가스는 상온보다 훨씬 저온인 극저온에서 액화되므로 액화가스 저장 탱크는 극저온 상태를 견딜 수 있는 재질로 제작된다. 또한, 액화가스 저장 탱크에는 외부와의 열교환을 차단하기 위한 단열재가 구비되는 것이 일반적이다.
한편, 액화가스 저장 탱크에는 외부로부터 액화가스를 공급받거나 외부에 액화가스를 배출하기 위한 배관이 액화가스 저장 탱크 내부 및 외부에 걸쳐 구비되는데 이러한 배관이 통과하는 부분에 리퀴드 돔(Liquid Dome)이 구비되는 경우가 있다.
한편, 액화가스 저장 탱크는 단열재가 액화가스의 하중을 직접 받는지의 여부에 따라 독립형 저장 탱크와 멤브레인형 저장 탱크로 구분된다.
특히, 멤브레인형 저장 탱크의 경우 멤브레인이 극저온 상태인 액화가스와 직간접적으로 접촉하고 있으므로 열변형에 의한 수축이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 열변형에 의한 수축에 대비하기 위해 저장 탱크의 제조 단계에서 멤브레인에는 주름이 구비된다.
그러나, 저장 탱크 제조 방법의 특성상 이러한 멤브레인 중 리퀴드 돔과 인접하는 영역의 멤브레인에는 주름을 구비하는 것이 기술적으로 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 리퀴드 돔과 인접하는 영역의 멤브레인에 별도의 주름을 구비하지 않고서도 열변형에 의한 멤브레인의 열변형에 대비할 수 있는 액화가스 저장 탱크 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 저장하기 위한 탱크에 있어서, 제1 멤브레인, 제1 패널, 제2 멤브레인 및 제2 패널이 교대로 적층되며, 상부에는 액화가스를 공급받거나 배출하는 배관이 구비되는 리퀴드 돔(Liquid dome)이 구비되며, 상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 적어도 하나는, 상기 리퀴드 돔과 인접하는 인접 영역과 상기 리퀴드 돔과 인접하지 않는 비인접 영역의 재질이 서로 다른 액화가스 저장 탱크가 제공된다.
상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은, 상기 인접 영역의 재질이 상기 비인접 영역의 재질보다 열 변형률이 작을 수 있다.
상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은 상기 인접 영역의 재질이 인바(invar)일 수 있다.
상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은 상기 비인접 영역의 재질이 스테인리스 스틸(Stainless steel) 또는 고 망간(High-Mn)일 수 있다.
상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은, 상기 비인접 영역에는 주름이 구비되고, 상기 인접 영역에는 주름이 구비되지 않을 수 있다.
상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은, 상기 주름을 통해 액화가스가 누출되는 것을 방지하기 위한 엔드캡(end cap); 을 포함할 수 있다.
상기 리퀴드 돔은, 리퀴드 돔 패널 및 리퀴드 돔 멤브레인을 포함하며, 상기 리퀴드 돔 멤브레인은 인바 재질을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화가스를 저장하기 위한 탱크를 제조하는 방법에 있어서, 제1 패널을 설치하는 단계; 상기 제1 패널 위에 제1 멤브레인을 설치하는 단계; 상기 제1 멤브레인 위에 제2 패널을 설치하는 단계; 상기 제2 패널 위에 제2 멤브레인을 설치하는 단계; 및 상기 탱크 상부에 액화가스를 공급받거나 배출하는 배관이 구비되는 리퀴드 돔(Liquid dome)을 설치하는 단계; 를 포함하며, 상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 적어도 하나는, 상기 리퀴드 돔과 인접하는 인접 영역과 상기 리퀴드 돔과 인접하지 않는 비인접 영역의 재질이 서로 다른 액화가스 저장 탱크의 제조 방법이 제공된다.
상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은, 상기 인접 영역의 재질이 상기 비인접 영역의 재질보다 열 변형률이 작을 수 있다.
상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은 상기 인접 영역의 재질이 인바(invar)일 수 있다.
상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은, 상기 비인접 영역의 재질이 스테인리스 스틸(Stainless steel) 또는 고 망간(High-Mn)일 수 있다.
상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은, 상기 비인접 영역에는 주름이 구비되고, 상기 인접 영역에는 주름이 구비되지 않을 수 있다.
상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인에는 상기 주름을 통해 액화가스가 누출되는 것을 방지하기 위한 엔드캡(end cap)이 설치될 수 있다.
상기 리퀴드 돔은 리퀴드 돔 패널 및 리퀴드 돔 멤브레인을 포함하며, 상기 리퀴드 돔 멤브레인은 인바 재질을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 리퀴드 돔과 인접하는 영역의 멤브레인에 별도의 주름을 구비하지 않고서도 열변형에 의한 멤브레인의 열변형에 대비할 수 있는 액화가스 저장 탱크를 제조할 수 있다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크의 구조 및 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크에서 제1 패널, 제1 멤브레인, 제2 패널 및 제2 멤브레인의 적층이 완료된 상태를 도시한 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명될 것이나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서의 액화가스는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas) 및 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas)를 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서의 도면의 순서는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크의 구조 및 제조 방법의 일 예를 도시한 것으로서 액화가스 저장 탱크의 제조 방법을 한정하는 의미는 아니다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크의 구조 및 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크에는 제1 패널(10)이 구비된다. 제1 패널(10)은 액화가스 저장 탱크의 내부와 외부간의 열교환을 차단하는 구성으로서 단열재를 포함한다. 또한, 제1 패널(10)은 단일 구성이 아닌 복수의 단위 유닛의 조합일 수 있다. 예를 들어, 제1 패널(10)은 액화가스 저장 탱크의 모서리 부분을 구성하는 제1 코너 패널(12) 및 액화가스 저장 탱크의 평면 부분을 구성하는 제1 평면 패널(14)을 포함할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 패널(10)의 상단에는 앵커링 플레이트(60)가 구비될 수 있다. 앵커링 플레이트(60)의 상단에는 후술할 바와 같이 제1 멤브레인(20)이 설치될 수 있다. 앵커링 플레이트(60)의 두께는 4 내지 20mm일 수 있다.
또한, 제1 패널(10)의 측면에는 경계 플레이트(70)가 구비될 수 있다. 경계 플레이트(70)는 제1 패널(10)의 측면에 부착될 수 있는데, 후술할 바와 같이 경계 플레이트(70)는 리퀴드 돔이 설치되는 영역과 나머지 영역을 구분하는 역할을 하며, 경계 플레이트(70)에는 제1 인바 멤브레인이 용접에 의해 부착될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 패널(10)의 상단(앵커링 플레이트가 구비된 경우 앵커링 플레이트의 상단)에는 제1 멤브레인(20)이 설치된다. 제1 멤브레인(20)은 액화가스가 외부에 누출되는 것을 방지하는 구성으로, 액화가스와 직접 접촉하고 있는 후술할 제2 멤브레인을 통해 액화가스가 누출되는 경우 누출된 액화가스가 외부에 누출되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 멤브레인(20)은 서로 다른 재질을 갖는 두개의 구성을 포함할 수 있다. 즉, 제1 멤브레인(20)은 스테인리스 스틸(Stainless Steel) 재질을 갖는 제1 스테인리스 스틸 멤브레인(22) 및 인바(invar) 재질을 갖는 제1 인바 멤브레인(24)을 포함할 수 있다. 제1 스테인리스 스틸 멤브레인(22)의 두께는 0.5 내지 3mm일 수 있고, 제1 인바 멤브레인(24)의 두께는 0.5 내지 3mm일 수 있다. 한편, 후술할 바와 같이 도 3을 기준으로 우측으로서 제1 인바 멤브레인(24)과 인접한 영역에는 리퀴드 돔이 설치된다.
도 4를 참조하면, 제1 멤브레인(20) 상단에는 제2 패널(30)이 구비된다. 제2 패널(30)은 제1 패널(10)과 유사하게 액화가스 저장 탱크의 내부와 외부간의 열교환을 차단하는 구성으로서 단열재를 포함한다.
또한, 제1 패널(10)의 경우와 유사하게 도 4에 도시된 바와 같이 제2 패널(30)의 상단에는 앵커링 플레이트(62)가 구비될 수 있다. 앵커링 플레이트(62)의 상단에는 후술할 바와 같이 제2 멤브레인(40)이 설치될 수 있다. 앵커링 플레이트(62)의 두께는 4 내지 20mm일 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참조하면 제2 패널(30)의 상단(앵커링 플레이트가 구비된 경우 앵커링 플레이트의 상단)에는 제2 멤브레인(40)이 적층된다. 제2 멤브레인(40)은 액화가스와 직접 접촉하고 있는 구성으로서, 액화가스가 외부에 유출되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
제1 멤브레인(20)의 경우와 유사하게 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 멤브레인(40)은 서로 다른 재질을 갖는 두개의 구성을 포함할 수 있다. 즉, 제2 멤브레인(40)은 스테인리스 스틸(Stainless Steel) 재질을 갖는 제2 스테인리스 스틸 멤브레인(42) 및 인바(invar) 재질을 갖는 제2 인바 멤브레인(44)을 포함할 수 있다. 제2 스테인리스 스틸 멤브레인(42)의 두께는 0.5 내지 3mm일 수 있고, 제2 인바 멤브레인(44)의 두께는 0.5 내지 3mm일 수 있다.
한편, 액화가스 저장 탱크가 액화가스를 저장하고 있는 상태에서 액화가스와 직접 접촉하고 있는 제2 멤브레인은 액화가스 저장 탱크의 제작이 완료된 직후와 비교하였을 때 초저온 상태에 있게 된다. 따라서, 제작이 완료된 직후에 비해 제2 멤브레인은 초저온에 의한 열변형이 일어나게 되는데 이를 고려하여 액화가스 저장 탱크의 제작 과정에서 제2 멤브레인(40)의 제2 스테인리스 스틸 멤브레인(42)에는 주름(46)이 구비될 수 있다.
스테인리스 스틸은 취성이 강해 액화가스를 저장하는 경우와 같은 극저온에서도 사용할 수 있는 반면, 섭씨 1도당 약 0.175%의 열변형이 발생하는 등 열 변형률이 큰 편이므로 저장 탱크의 제작 직후와 액화가스를 저장하고 있는 상태 사이의 열변형이 크다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 액화가스를 저장함으로 인해 제2 스테인리스 스틸 멤브레인(42)의 열변형이 발생하는 경우 주름(46)이 펼쳐짐으로써 초저온에 의한 열변형에 대응할 수 있게 된다.
반면, 인바는 섭씨 1도당 약 0.015%의 열변형이 발생하므로 스테인리스 스틸에 비해 열 변형률이 현저히 작은 편이다. 따라서, 제2 인바 멤브레인(44)에는 주름이 구비될 필요가 없다.
한편, 본 실시예에서는 주름이 불연속한 경우를 도시하였으나, 이와 달리 주름은 멤브레인 전체에 걸쳐 연속적으로 구비될 수 있다. 또한, 전술한 제2 멤브레인(40)에 관한 내용은 제1 멤브레인(20)에도 적용될 수 있다. 즉, 제1 멤브레인(20)의 제1 스테인리스 스틸 멤브레인(22)에는 주름이 구비될 수 있으며, 제1 인바 멤브레인(24)에는 주름이 구비되지 않을 수 있다. 제1 스테인리스 스틸 멤브레인(22)에는 주름이 구비되는 반면 제1 인바 멤브레인(24)에는 주름이 구비되지 않는 이유는 제2 멤브레인에서 설명한 내용과 동일한다.
한편, 도 6을 참조하면 주름(46)의 상부에는 엔드캡(end cap)(50)이 구비될 수 있다.
전술한 바와 같이 액화가스에 의한 열변형에 대비하여 제2 스테인리스 스틸 멤브레인(42)(또는 제1 스테인리스 스틸 멤브레인(22))에는 주름이 구비되지만 이러한 주름 사이의 틈을 통해 액화가스가 누출될 수 있다. 이를 방지하기 위해 주름(46)의 상부에는 액화가스의 기밀을 유지하기 위한 엔드캡(50)이 씌워질 수 있다. 한편, 제1 스테인리스 스틸 멤브레인(22)에 주름이 구비되는 경우에도 제1 스테인리스 스틸 멤브레인(22)의 주름 상부에는 엔드캡이 씌워질 수 있음은 물론이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크에 있어 리퀴드 돔을 제외한 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면 제1 패널(10)의 상부에는 제1 멤브레인(20)이 구비되고, 제1 멤브레인(20)의 상부에는 제2 패널(30)이 구비될 수 있다. 제2 패널(30)의 상부에는 제2 멤브레인(40)이 구비될 수 있다.
또한, 경계 플레이트(70)에는 제1 인바 멤브레인(24)이 부착되고, 제1 인바 멤브레인(24)에는 제2 인바 멤브레인(44)이 부착될 수 있다.
전술한 바와 같이 경계 플레이트(70)는 리퀴드 돔이 설치되는 영역과 나머지 영역을 구분하는 역할을 한다.
한편, 본 발명에 따르면 리퀴드 돔에 인접한 멤브레인과 리퀴드 돔에 인접하지 않는 멤브레인의 재질이 서로 상이할 수 있다. 즉, 경계 플레이트(70)에 고정되는 제1 인바 멤브레인(24) 및 제1 인바 멤브레인(24)에 고정되는 제2 인바 멤브레인(44)은 리퀴드 돔에 인접한 멤브레인이라 볼 수 있으며, 나머지 멤브레인은 리퀴드 돔에 인접하지 않는 멤브레인이라 볼 수 있다. 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 '인접 영역' 및 '비인접 영역'의 의미는 멤브레인과 리퀴드 돔과의 위치 관계를 의미하는 것으로서, '인접 영역'의 멤브레인이란 리퀴드 돔과 인접한 영역의 멤브레인을 의미하는 것으로서 즉, 제1 인바 멤브레인(24) 및 제2 인바 멤브레인(44)를 의미하는 것으로 볼 수 있으며, '비인접 영역'의 멤브레인이란 멤브레인(20, 40) 중 제1 인바 멤브레인(24) 및 제2 인바 멤브레인(44)을 제외한 나머지 멤브레인을 의미하는 것으로 제1 스테인리스 스틸 멤브레인(22) 및 제2 스테인리스 스틸 멤브레인(42)을 의미하는 것으로 볼 수 있다.
도 9를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크는 리퀴드 돔(Liquid dome)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 리퀴드 돔은 제1 인바 멤브레인(24) 및 제2 인바 멤브레인(44)에 인접한 영역에 설치된다.
리퀴드 돔은 액화가스 저장 탱크와 유사하게 단열재를 포함하는 리퀴드 돔 패널 및 액화가스의 기밀을 유지하는 리퀴드 돔 멤브레인(100)을 포함한다. 도 9에서는 리퀴드 돔 멤브레인(100)만 도시되어 있다.
리퀴드 돔 멤브레인(100) 역시 액화가스에 노출되는 구성으로서 초저온 상태에 놓여지게 된다. 따라서, 리퀴드 돔 멤브레인(100)은 초저온에서 열 변형률이 작은 구성일 수 있다. 예를 들어, 리퀴드 돔 멤브레인(100)은 인바 재질을 포함할 수 있다. 따라서, 제2 인바 멤브레인(44)와 리퀴드 돔 멤브레인(100)은 동일한 재질(즉, 인바)로서 용접에 의해 연결될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크에서 제1 패널, 제1 멤브레인, 제2 패널 및 제2 멤브레인의 적층이 완료된 상태를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크에는 제1 패널(10), 제1 멤브레인(20), 제2 패널(30) 및 제2 멤브레인(40)이 차례로 적층되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 제1 패널(10), 제1 멤브레인(20), 제2 패널(30) 및 제2 멤브레인(40)이 차례로 적층된 구조의 가운데에 빈 공간이 형성되는데 이 빈 공간에 리퀴드 돔이 설치된다. 리퀴드 돔과 액화가스 저장 탱크의 연결 방법에 대해서는 전술한 바 있다.
전술한 바와 같이 액화가스 저장 탱크에 있어 멤브레인에는 열변형에 대비하여 주름이 구비되는 것이 일반적이나 액화가스가 유동하는 배관이 구비되는 리퀴드 돔 주위의 멤브레인에는 이러한 주름을 구비하는 것이 기술적으로 어려운 것이 사실이다.
그러나, 본 발명 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크에 따르면, 액화가스 저장 탱크의 멤브레인 중 리퀴드 돔에 인접한 영역의 멤브레인은 열 변형률이 작은 재질(예를 들어, 인바)로 설치되도록 함으로써, 리퀴드 돔에 인접한 영역의 멤브레인은 별도의 주름을 구비하지 않고도 열변형에 대비할 수 있도록 하였다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크의 구성 중 제1 스테인리스 스틸 멤브레인(22) 및 제2 스테인리스 스틸 멤브레인(42)는 스테인리스 스틸 재질이 아닌, 고 망간(High-Mn) 재질로 제작될 수 있다. 즉, 고 망간은 스테인리스 스틸에 비해 가격이 저렴하고 열변형에도 우수한 성능을 발휘하므로, 스테인리스 스틸 대신 고 망간을 적용하더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
* 부호의 설명*
1 - 리퀴드 돔
10 - 제1 패널
12 - 제1 코너 패널
14 - 제1 평면 패널
20 - 제1 멤브레인
22 - 제1 스테인리스 스틸 멤브레인
24 - 제1 인바 멤브레인
30 - 제2 패널
40 - 제2 멤브레인
42 - 제2 스테인리스 스틸 멤브레인
44 - 제2 인바 멤브레인
46 - 주름
50 - 엔드캡
60, 62 - 앵커링 플레이트
70 - 경계 플레이트
100 - 리퀴드 돔 멤브레인

Claims (14)

  1. 액화가스를 저장하기 위한 탱크에 있어서,
    제1 멤브레인, 제1 패널, 제2 멤브레인 및 제2 패널이 교대로 적층되며,
    상부에는 액화가스를 공급받거나 배출하는 배관이 구비되는 리퀴드 돔(Liquid dome)이 구비되며,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 적어도 하나는,
    상기 리퀴드 돔과 인접하는 인접 영역과 상기 리퀴드 돔과 인접하지 않는 비인접 영역의 재질이 서로 다른,
    액화가스 저장 탱크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은,
    상기 인접 영역의 재질이 상기 비인접 영역의 재질보다 열 변형률이 작은,
    액화가스 저장 탱크.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은,
    상기 인접 영역의 재질이 인바(invar)인,
    액화가스 저장 탱크.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은,
    상기 비인접 영역의 재질이 스테인리스 스틸(Stainless steel) 또는 고 망간(High-Mn)인,
    액화가스 저장 탱크.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은,
    상기 비인접 영역에는 주름이 구비되고,
    상기 인접 영역에는 주름이 구비되지 않는,
    액화가스 저장 탱크.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은,
    상기 주름을 통해 액화가스가 누출되는 것을 방지하기 위한 엔드캡(end cap); 을 포함하는,
    액화가스 저장 탱크.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 리퀴드 돔은,
    리퀴드 돔 패널 및 리퀴드 돔 멤브레인을 포함하며,
    상기 리퀴드 돔 멤브레인은 인바 재질을 포함하는,
    액화가스 저장 탱크.
  8. 액화가스를 저장하기 위한 탱크를 제조하는 방법에 있어서,
    제1 패널을 설치하는 단계;
    상기 제1 패널 위에 제1 멤브레인을 설치하는 단계;
    상기 제1 멤브레인 위에 제2 패널을 설치하는 단계;
    상기 제2 패널 위에 제2 멤브레인을 설치하는 단계; 및
    상기 탱크 상부에 액화가스를 공급받거나 배출하는 배관이 구비되는 리퀴드 돔(Liquid dome)을 설치하는 단계; 를 포함하며,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 적어도 하나는,
    상기 리퀴드 돔과 인접하는 인접 영역과 상기 리퀴드 돔과 인접하지 않는 비인접 영역의 재질이 서로 다른,
    액화가스 저장 탱크의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은,
    상기 인접 영역의 재질이 상기 비인접 영역의 재질보다 열 변형률이 작은,
    액화가스 저장 탱크의 제조 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은,
    상기 인접 영역의 재질이 인바(invar)인,
    액화가스 저장 탱크의 제조 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은,
    상기 비인접 영역의 재질이 스테인리스 스틸(Stainless steel) 또는 고 망간(High-Mn)인,
    액화가스 저장 탱크의 제조 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인은,
    상기 비인접 영역에는 주름이 구비되고,
    상기 인접 영역에는 주름이 구비되지 않는,
    액화가스 저장 탱크의 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 멤브레인 및 상기 제2 멤브레인 중 상기 인접 영역과 상기 비인접 영역의 재질이 서로 다른 멤브레인에는,
    상기 주름을 통해 액화가스가 누출되는 것을 방지하기 위한 엔드캡(end cap)이 설치되는,
    액화가스 저장 탱크의 제조 방법.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 리퀴드 돔은,
    리퀴드 돔 패널 및 리퀴드 돔 멤브레인을 포함하며,
    상기 리퀴드 돔 멤브레인은 인바 재질을 포함하는,
    액화가스 저장 탱크 제조 방법.
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