WO2017104988A1 - 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결 구조 - Google Patents

독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결 구조 Download PDF

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WO2017104988A1
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insulation panel
liquefied gas
storage tank
gas storage
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윤종현
백범규
남대우
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주식회사 경동원
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Definitions

  • the present invention relates to a connection structure of a vacuum insulation panel of a stand-alone liquefied gas storage tank installed for storing liquefied gas such as LNG or LPG.
  • Natural gas is transported in gaseous form through onshore or offshore gas pipelines, or transported to distant consumers while being stored on transport ships in the form of LNG or LPG.
  • LNG is a liquefied natural gas of methane as the main component at minus 162 °C at atmospheric pressure, the volume ratio of liquid and gas is about 1/600, the specific gravity of the liquefied state is 0.43 ⁇ 0.50.
  • LNG transporter for loading and unloading LNG to land requirements by operating the sea with LNG, or LNG RV (Regasification Vessel) that reloads the LNG after recharging the stored LNG after arriving at the land demand by operating the sea with LNG.
  • LNG RV (Regasification Vessel) that reloads the LNG after recharging the stored LNG after arriving at the land demand by operating the sea with LNG.
  • storage tanks commonly referred to as cargo holds
  • cryogenic temperatures of liquefied natural gas are commonly referred to as cargo holds
  • This storage tank can be classified into independent type and membrane type according to whether the load of the cargo directly acts on the insulator.
  • Membrane type storage tank is divided into No 96 type and Mark III type.
  • Independent storage tanks are divided into MOSS type and SPB type. The structure of the MOSS type independent storage tank is described in Korean Patent No. 10-15063, etc., and the structure of the SPB type independent storage tank is described in Korean Patent No. 10-30513.
  • stand-alone storage tanks are made by attaching a relatively rigid insulation panel such as polyurethane foam to a tank body made of aluminum alloy or low temperature resistant alloys such as SUS and 9% nickel, and arranged on the inner bottom of the hull. Is placed on the support.
  • a relatively rigid insulation panel such as polyurethane foam
  • a tank body made of aluminum alloy or low temperature resistant alloys such as SUS and 9% nickel
  • the heat insulation structure of the liquefied gas storage tank has a limit that the heat insulation panel must have a predetermined thickness, so that the size of one heat insulation panel cannot be increased to a predetermined level or more when the insulation panel is installed.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0051407, 10-2011-0046627, etc. the stud bolt and the first insulation panel fitted to the stud bolt and the stud to maintain the primary insulation panel fixedly It provides a fixing member coupled to the bolt and the secondary insulating panel is coupled to the fixing member laminated on the primary insulating panel.
  • the heat insulation panel is extended by a mounting member such as a fixing member, since the boundary surface of the heat insulation panel is stacked in a straight line, the length from which the heat from the atmosphere reaches the tank surface is short, resulting in poor heat insulation performance.
  • the stud bolt and the fixing member, and the filling member such as the heat insulating material is filled, but the heat can penetrate from the atmosphere to the tank surface through the gap, so that the heat insulation is not completed.
  • the present invention is to improve the above-mentioned problems, by laminating the vacuum insulation panel on the tank body, the length of heat from the atmosphere to reach the tank surface along the interface of the vacuum insulation panel is long, the heat insulation performance is improved In order to provide a connection structure of a cross-laminated vacuum insulation panel of a stand-alone liquefied gas storage tank that can have an enhanced insulation performance while reducing the thickness of the insulation panel.
  • Connection structure of the cross-laminated vacuum insulation panel of the independent liquefied gas storage tank of the present invention for achieving the above object is a vacuum insulation panel having a core and the outer shell is formed in a vacuum surrounding the core; And a vacuum insulating panel connected structure of a standalone liquefied gas storage tank in which a vacuum insulation panel is cross-laminated successively to prevent heat loss on the outside of the tank body of the liquefied gas storage tank.
  • a stud bolt installed in the; And a pad fitted to the stud bolt to form a gap between the vacuum insulation panel and the tank body, wherein the vacuum insulation panel is attached to the outside of the tank body through the stud bolt. It is provided with a connection structure of a cross-laminated vacuum insulation panel of the independent liquefied gas storage tank for fixing the fixing member; and other fixing member to the fixing member to secure the vacuum insulation panel.
  • the length of the heat from the atmosphere to the tank surface along the boundary surface of the vacuum insulation panel is long to improve the thermal insulation performance You can.
  • heat loss can be prevented from occurring through the mounting member and the filling member such as the stud bolt and the fixing member or through the gap therebetween.
  • the thickness of the insulation panel is reduced, not only increases the storage space of the storage tank but also storage tank This has the effect of reducing the cost of transportation by reducing the weight of.
  • FIG. 1 is a view showing a connection structure of a vacuum insulation panel according to the present invention
  • FIG. 2 is a flow chart showing a process in which the vacuum insulation panel is connected according to the present invention
  • FIG. 3 is a view showing the effect of the vacuum insulation panel laminated in succession in accordance with the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing the configuration of a vacuum insulation panel including a protective layer according to the present invention
  • FIG. 5 is a view showing a method for mounting the finish in the connection structure of the vacuum insulation panel according to the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the connection structure of the vacuum insulation panel according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 2 is shown in sequence the process of connecting the mounting member and the vacuum insulation panel to the outside of the tank body have.
  • the insulating structure of the independent liquefied gas tank is formed by forming a vacuum insulation panel layer by laminating the vacuum insulation panel 6 on the outside of the tank body (1).
  • the vacuum insulation panel 6 is a heat insulating material having a very low thermal conductivity and is formed such that an outer shell having a high shielding property including an aluminum thin film surrounds all surfaces of an organic or inorganic pore-shaped core material therein.
  • the vacuum insulation panel 6 is disposed adjacent to each other in succession to the outside of the tank body (1) of the storage tank to form a lower vacuum insulation panel layer (6a) and a vacuum insulation panel on the lower vacuum insulation panel layer (6a)
  • the upper vacuum insulation panel layer 6b is formed by cross laminating with one or more layers.
  • the lower vacuum insulated panel layer 6a is not in close contact with the tank body 1, and the gap 9 is formed by the pad 2.
  • the gap 9 between the tank body 1 and the lower vacuum insulation panel layer 6a can be utilized as a ventilation space, and can also be used as a passage for leaking liquid when a leak occurs due to damage of the tank body 1. .
  • the stud bolts 51 are provided on the outer surface of the tank body 1 at regular intervals.
  • the stud bolt 51 may be fixedly mounted on the outer surface of the tank body 1 by welding.
  • a pad 2 having a predetermined thickness is fitted on the stud bolt 51.
  • the pad 2 is stepped at a lower height than the circumference and has a through groove formed at the center thereof.
  • the stud bolt 51 passes through the through groove formed in the stepped portion of the pad 2, and the first fixing member 3 for receiving the end of the stud bolt 51 is screwed thereon.
  • the first fixing member 3 is the lower end 52 of one side is screwed with the stud bolt 51, the pressing projection 53 formed on the side of the first fixing member 3 by pressing the pad (2)
  • the pad 2 is fixed in close contact with the tank body 1.
  • a stepped portion is formed, which is stepped downward to form an empty space 8.
  • the pusher 53 for pressing the vacuum insulation panel 6 from the first fixing member 3 is the stepped portion. It is located in the empty space 8 of the lower vacuum insulating panel layer 6a and the vacuum insulating panel 6 is not an obstacle in close contact with the mounting.
  • the lower end 71 of the second fixing member 4 is extended to accommodate the upper end 54 opposite to the lower end 52 of the first fixing member 3, which is a portion where the stud bolt 51 is coupled. Threads are formed.
  • the lower vacuum insulation panel layer 6a is fixed with the edges of the vacuum insulation panel 6 seated thereon.
  • each edge of the vacuum insulation panel 6 forming the lower vacuum insulation panel layer 6a is seated and fixed on a different pad 2, respectively. That is, the pad 2 accommodates a vertex portion where the edges of the vacuum insulation panel 6 meet, and another pad 2 receives the vertex portion where the other edges of the vacuum insulation panel 6 meet.
  • the vacuum insulation panel 6 is successively mounted on the pads 2 installed at regular intervals to surround the tank body 1, and a gap between the tank body 1 and the vacuum insulation panel 6 by the pads 2.
  • the size of 9) can be kept constant.
  • the vacuum insulation panel 6 of the lower vacuum insulation panel layer 6a mounted on the pad 2 with the respective corners extending therefrom is connected to the first fixing member 3 holding the pad 2. ) Is screwed into place.
  • the second fixing member 4 is composed of a plate-shaped pressing plate 72 and a lower end 71 installed below the pressing plate 72 so that the lower end 71 of the second fixing member 4 is first fixed.
  • the pressing plate 72 is configured to press and fix corners of each vacuum insulation panel 6. Accordingly, the vacuum insulation panel 6 is accommodated at the apex part where the mounting member including the stud bolt 51 and the first and second fixing members 3 and 4 meets the edges of the vacuum insulation panel 6. .
  • the insulation consisting of foam or inorganic fiber system having elasticity Pad 5 is filled.
  • the insulation pad 5 between the vacuum insulation panels 6 may be attached to the side of the vacuum insulation panel 6 in advance, or may be fitted after the vacuum insulation panel 6 is mounted.
  • the pad may vary in width as the tank body 1 contracts or expands as the liquefied gas is supplied or discharged.
  • the vacuum insulation panel 6 is configured to cross-laminate when the upper vacuum insulation panel layer 6b is stacked in a plurality of layers on the lower vacuum insulation panel layer 6a.
  • the boundary surfaces in the stacking direction are stacked in a straight line between adjacent vacuum insulation panels 6 as shown in FIG. 3 (a)
  • the length of heat from the atmosphere reaching the tank surface is relatively short, resulting in poor thermal insulation performance.
  • the vacuum insulation panels 6 cross each other in succession as in the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 3 (b)
  • the interface in the stacking direction is zigzag, and heat from the atmosphere reaches the tank surface. Longer length improves insulation performance. This is based on Fourier's law, as shown below.
  • Equation 1 Equation 1 below.
  • the amount of heat transferred is proportional to the cross-sectional area and inversely proportional to the distance to the temperature gradient.
  • the length of heat from the atmosphere reaches the tank surface is increased, so the heat is minimized to insulate the heat. It can be seen that the performance can be improved.
  • At least one vacuum insulation panel 6 may include a protective layer 81 on the vacuum insulation panel.
  • the protective layer 81 protects the vacuum insulation panel from internal vacuum damage from external temperature environment, pressure, and mechanical shock.
  • the protective layer 81 may be stacked outside the vacuum insulation panel and may be coated on the outer surface of the vacuum insulation panel.
  • the protective layer 81 is an organic sheet such as polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate or an inorganic sheet such as foam, nonwoven fabric, and glass fiber. It can be formed as.
  • the finishing material 7 is mounted on the uppermost layer of the laminated vacuum insulation panel 6.
  • the finishing material is a metal sheet such as galvalume, aluminum, zinc, stainless steel sheet or a composite sheet or rubber sheet of phenolic resin, epoxy resin, polyester resin or thermosetting resin reinforced with fibers such as carbon fiber, glass fiber, rock wool or Wood board material and the like can be used.
  • the method of mounting the finish is shown in FIG. 5.
  • the finishing material 7 may damage the vacuum formed inside the vacuum insulation panel 6 when the finishing material 7 is closely attached to the vacuum insulation panel 6 and bolted vertically. Therefore, as shown in (b), the finishing material 7 is turned to 90 degrees by tightening horizontally, or as shown in (c), an adhesive is applied between the finishing material 7 and the vacuum insulation panel 6 to the adhesive layer 100. It is preferable to induce the fixation, or optionally to finish as above and to fix it with a band as in (d).
  • connection structure of the cross-laminated vacuum insulation panel of the independent liquefied gas storage tank according to the present invention is a composite body constituting the mounting member such as the vacuum insulation panel 6 and the thermal insulation pad (5), the finishing material (7) tank body (1) ) May be assembled on the tank, or the vacuum insulation panel layer constituting the vacuum insulation panel 6 and the mounting member may be mounted in a tank in a modularized state.
  • connection structure of the cross-laminated vacuum insulation panel of the independent liquefied gas storage tank according to the present invention is not only an independent liquefied gas tank on land, but also an independent liquefied gas tank is installed while the offshore structure used while floating in the sea where the flow occurs It can be applied to any of the above, and it can be applied to liquefied gas carriers carrying LNG or LPG, vessels such as LNG Regasfication Vessel (LNG RV), LNG Floating Production, Storage And Offloading (FPSO) or LNG Floating Storage and Regasification Unit (FSRU). It can be applied to both offshore plants and the like.
  • LNG Regasfication Vessel LNG RV
  • FPSO LNG Floating Production, Storage And Offloading
  • FSRU LNG Floating Storage and Regasification Unit
  • connection structure of the cross-laminated vacuum insulation panel of the independent liquefied gas storage tank according to the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings described above, Various modifications and variations can be made by those skilled in the art within the scope of the claims.
  • first fixing member 4 second fixing member

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Abstract

본 발명은 LNG나 LPG 등의 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 독립형 액화가스 저장 탱크의 진공단열패널 연결구조에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 심재와 상기 심재를 둘러싸며 내부가 진공으로 형성되는 외피를 가지는 진공단열패널; 및 상기 진공단열패널이 액화가스 저장탱크의 탱크 몸체 외부에 열손실을 방지하기 위해 연달아 교차적층 설치되어 단열이 이루어지는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조로서, 상기 탱크 몸체 외부에 설치되는 스터드 볼트와; 상기 스터드 볼트를 통하여 상기 탱크 몸체 외부에 부착되는 상기 진공단열패널;을 포함하며, 상기 진공단열패널과 탱크 몸체 사이에 간극을 형성하기 위해 상기 스터드 볼트에 끼워지는 패드;를 포함하며, 상기 패드를 고정하는 고정부재;와 상기 고정부재에 다른 고정부재를 연결하여 상기 진공단열패널을 고정할 수 있도록 하는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조가 제공된다.

Description

독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결 구조
본 발명은 LNG나 LPG 등의 액화가스를 저장하기 위해 설치되는 독립형 액화가스 저장 탱크의 진공단열패널의 연결구조에 관한 것이다.
천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화천연가스(LNG) 또는 액화석유가스(LPG)의 상태로 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG는 메탄이 주성분인 천연가스를 대기압에서 영하 162℃로 액화시킨 것으로, 액체와 기체의 용적비율은 약 1/600이고, 액화 상태의 비중은 0.43~0.50이다.
LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, ‘화물창’이라고 함)를 포함한다.
이 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있으며, 통상 멤브레인형 저장탱크는 No 96형과 Mark III형으로 나눠지고, 독립형 저장탱크는 MOSS형과 SPB형으로 나눠진다. MOSS형의 독립형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제10-15063호 등에 기재되어 있고, SPB형의 독립형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제10-30513호 등에 기재되어 있다.
일반적으로 독립형 저장탱크는 알루미늄 합금이나 SUS 및 9% 니켈 등 저온에 강한 합금으로 제조된 탱크 몸체에 폴리우레탄 폼과 같은 비교적 단단한 단열 패널을 부착시켜 만들어지며, 선체의 내부바닥에 배열되는 복수의 탱크 지지체 상에 놓여진다.
폴리우레탄 폼에 의해 제조된 다수의 단열패널이 탱크 몸체의 외부에 설치되는 액화가스 저장탱크의 단열구조는 대한민국 특허 제10-166608호 등에 기재되어 있다.
이러한 종래기술에 따르면 액화가스 저장탱크의 단열구조는 단열패널이 소정의 두께를 가져야 하기 때문에, 단열 패널 설치 시 하나의 단열 패널의 크기를 일정수준 이상으로 증가시키지 못하는 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허 10-2011-0051407, 10-2011-0046627 등에서는 스터드 볼트와 상기 스터드 볼트에 끼워지는 1차 단열패널과 상기 1차 단열패널을 고정적으로 유지하기 위해 상기 스터드 볼트에 결합되는 고정부재와 상기 고정부재에 결합되어 상기 1차 단열패널 상에 적층되는 2차 단열패널을 포함하는 것을 제공한다.
하지만, 상기 단열패널이 고정부재와 같은 장착부재에 의해 연장될 때, 상기 단열패널의 경계면이 일직선 상으로 적층되므로 대기로부터의 열이 탱크표면까지 도달하는 길이가 짧아 단열성능이 떨어진다. 또한, 스터드 볼트와 고정부재, 그리고, 이를 단열재와 같은 충전부재로 채우지만 그 틈새를 통해 대기로부터 탱크표면으로 열이 침투할 수 있으므로 단열이 완벽하게 이루어지지 않는다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 개선하기 위한 것으로, 탱크몸체에 진공단열패널을 교차적층함으로써 상기 진공단열패널의 경계면을 따라 대기로부터의 열이 탱크 표면까지 도달하는 길이가 길어 단열성능이 개선되고, 단열패널의 두께를 얇게 하면서도 강화된 단열성능을 가질 수 있는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결 구조를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결 구조는 심재와 상기 심재를 둘러싸며 내부가 진공으로 형성되는 외피를 가지는 진공단열패널; 및 상기 진공단열패널이 액화가스 저장탱크의 탱크 몸체 외부에 열손실을 방지하기 위해 연달아 교차적층 설치되어 단열이 이루어지는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조로서, 상기 탱크 몸체 외부에 설치되는 스터드 볼트와; 상기 스터드 볼트를 통하여 상기 탱크 몸체 외부에 부착되는 상기 진공단열패널;을 포함하며, 상기 진공단열패널과 탱크 몸체 사이에 간극을 형성하기 위해 상기 스터드 볼트에 끼워지는 패드;를 포함하며, 상기 패드를 고정하는 고정부재;와 상기 고정부재에 다른 고정부재를 연결하여 상기 진공단열패널을 고정할 수 있도록 하는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조가 제공된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 탱크 몸체의 외부에 연달아 부착되는 진공단열패널을 교차적층하여, 상기 진공단열패널의 경계면을 따라 대기로부터의 열이 탱크표면까지 도달하는 길이가 길어 단열성능을 개선시킬 수 있다. 또한, 스터드 볼트와 고정부재와 같은 장착부재 및 충전부재를 통해 혹은 그 사이의 틈새를 통해 열손실이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 종래의 폴리우레탄 폼 단열패널에 비해 강화된 단열성능을 가질 수 있어 액화가스 적재용량의 운송비용을 최소화할 수 있으며, 단열패널의 두께가 줄어들어 저장탱크의 저장 공간이 증가할 뿐만 아니라 저장탱크의 무게 감소를 가져와 운송비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진공단열패널의 연결구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따라 진공단열패널이 연결되는 과정을 나타내는 순서도,
도 3은 본 발명에 따라 연달아 교차적층된 진공단열패널의 효과를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따라 보호층이 포함된 진공단열패널의 구성을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 진공단열패널의 연결구조에 있어서 마감재를 장착하는 방법을 나타낸 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 독립형 액화가스 탱크의 교차적층된 진공단열패널 연결구조를 예시도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 진공단열패널의 연결구조를 설명하기 위해 단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 탱크 몸체의 외부에 장착부재와 진공단열패널이 연결되는 과정을 순서대로 도시화되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 독립형 액화가스 탱크의 단열구조는 탱크 몸체(1)의 외부에 진공단열패널(6)이 적층됨으로써 진공단열패널층을 형성하여 이루어진다. 상기 진공단열패널(6)은 열전도율이 매우 낮은 단열재로서 알루미늄 박막을 포함하는 높은 차폐성을 갖는 외피가 내부에 유기계나 무기계열의 기공형 심재의 모든 면을 둘러싸도록 형성된다. 상기 진공단열패널(6)은 저장탱크의 탱크 몸체(1) 외측으로 복수개가 서로 연달아 인접되게 배치되어 하부 진공단열패널층(6a)을 형성하고 상기 하부 진공단열패널층(6a) 위에 진공단열패널이 하나 이상의 층으로 교차적층됨으로써 상부 진공단열패널층(6b)을 형성한다.
상기의 하부 진공단열패널층(6a)은 탱크 몸체(1)와 밀착되지 않고, 패드(2)에 의해 간극(9)이 형성되어 있다. 탱크 몸체(1)와 하부 진공단열패널층(6a) 사이의 간극(9)은 통기공간으로서 활용될 수 있으며, 탱크 몸체(1)의 손상으로 인한 누출 발생 시 누출액의 통로로서도 활용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 진공단열패널의 연결구조에 의하면, 탱크 몸체(1)의 외부면에는 일정한 간격을 두고 스터드 볼트(51)가 설치된다. 스터드 볼트(51)는 용접에 의해 탱크 몸체(1)의 외부면에 고정 장착될 수 있다.
스터드 볼트(51) 위에는 소정의 두께를 갖는 패드(2)가 끼워진다. 상기 패드(2)는 둘레에 비해 중앙부위의 높이가 낮게 단차져 있고 중앙에 관통 홈이 형성되어 있다. 그리하여 상기 스터드 볼트(51)는 패드(2)의 단차부위에 형성된 관통홈을 통과하고, 그 위에 스터드 볼트(51)의 말단을 수용하는 제1 고정부재(3)가 나사결합된다. 상기 제1 고정부재(3)는 일측의 하부 말단(52)이 스터드 볼트(51)와 나사결합하여 제1 고정부재(3)의 측면에 형성되는 누름돌기(53)가 패드(2)를 눌러 패드(2)가 탱크 몸체(1)에 밀착되도록 고정한다. 상기 패드(2)의 중앙부에는 하향으로 단차져서 빈 공간(8)으로 이루어지는 단차부위가 형성되어 있다. 그리하여 스터드 볼트(51)를 상기 단차부위로 관통한 후, 제1 고정부재(3)가 끼워져도 제1 고정부재(3)에서 진공단열패널(6)을 누르는 누름돌기(53)가 상기 단차부위의 빈 공간(8)내에 위치하여 하부 진공단열패널층(6a) 진공단열패널(6)을 밀착시켜 장착하는 데 장애가 되지 않는다.
상기 제1 고정부재(3)에서 스터드 볼트(51)가 결합되는 부위인 하부 말단(52)의 반대측인 상부 말단(54)에는 제2 고정부재(4)의 하부 말단(71)이 수용되도록 연장 나사산이 형성된다.
상기 패드(2) 위에는 하부 진공단열패널 층(6a)을 진공단열패널(6)의 모서리들이 안착되어 고정된다. 다시 말해서 하부 진공단열패널층(6a)을 형성하는 진공단열패널(6)의 각 모서리들은 각각 서로 다른 패드(2) 위에 안착되어 고정된다. 즉, 상기 패드(2)는 진공단열패널(6)의 모서리가 만나는 정점 부분을 수용하고, 상기 진공단열패널(6)의 다른 모서리가 만나는 정점 부분은 또 다른 패드(2)가 이를 수용한다. 상기 진공단열패널(6)은 일정한 간격으로 설치된 패드(2) 위에 연달아 장착되어 탱크 몸체(1)를 감싸고, 패드(2)에 의해 탱크 몸체(1)와 진공단열패널(6) 사이에서 간극(9)의 크기가 일정하게 유지될 수 있다.
패드(2) 위에 각 모서리가 걸쳐져서 장착된 하부 진공단열패널층(6a)의 진공단열패널(6)은 패드(2)를 고정하고 있는 제1 고정부재(3)에 제2 고정부재(4)가 나사결합되어 고정된다. 상기 제2 고정부재(4)는 판형의 누름판(72)과 상기 누름판(72) 하부에 설치되는 하부말단(71)으로 이루어져서, 제2 고정부재(4)의 하부말단(71)이 제1 고정부재(3)에 결합될 때 상기 누름판(72)이 각 진공단열패널(6)의 모서리들을 눌러 고정하도록 이루어져 있다. 이에 따라 상기 진공단열패널(6)은 스터드 볼트(51)와 제1, 제2 고정부재(3)(4)를 포함한 장착부재가 상기 진공단열패널(6)의 모서리가 만나는 정점부분에서 수용된다.
한편, 상기 패드(2)의 중앙부에서 단차진 단차부위의 빈 공간(8)과 진공단열패널(6)의 인접된 진공단열패널(6) 간 사이는 탄성을 가지는 폼이나 무기질 섬유계로 구성되는 단열패드(5)가 채워진다. 상기 진공단열패널(6) 간 사이의 단열패드(5)는 진공단열패널(6) 측면에 미리 부착되어 장착될 수 있거나, 진공단열패널(6)이 장착된 후에 끼워져 장착될 수 있다. 상기 패드는 액화가스가 공급 혹은 배출됨에 따라 탱크 몸체(1)가 수축 혹은 팽창하는 것에 따라 그 폭이 변화할 수 있다.
상기의 진공단열패널(6)은 하부 진공단열패널층(6a) 위에 상부 진공단열패널층(6b)이 복수 개의 층으로 적층될 때, 교차적층 하도록 구성한다. 도 3의 (a)와 같이 인접된 진공단열패널(6)들간에 적층방향의 경계면이 일직선 상으로 적층되면 대기로부터의 열이 탱크표면까지 도달하는 길이가 상대적으로 짧아 단열성능이 떨어진다. 반면, 도 3의 (b)에 도시된 본 발명의 바람직한 실시형태와 같이 진공단열패널(6)이 서로 연달아 교차적층되면, 적층방향의 경계면이 지그재그를 이루어 대기로부터의 열이 탱크표면까지 도달하는 길이가 길어 단열성능이 개선된다. 이는 아래의 수식과 같은 푸리에 법칙에 따라 근거한다.
푸리에 법칙은 다음 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Q = -kA(t2-t1)/L
(여기서 Q; 열전달량, A;단면적, k;열전도율, t2-t1;온도차, L;거리)
상기 푸리에 법칙에 따르면, 전달되는 열량은 단면적에 비례하고, 온도구배에 대해 거리에 반비례한다. 즉, 진공단열패널(6)의 적층방향 경계면이 일직선 상으로 적층되어 시공하는 것보다 지그재그로 교차적층 시공할 경우, 대기로부터의 열이 탱크표면까지 도달하는 길이가 길어지기 때문에 열량을 최소화하여 단열성능을 개선할 수 있음을 알 수 있다.
상기 진공단열패널(6)은 적어도 하나 이상 연달아 적층되면, 도 4에 도시된 바와 같이 적어도 하나는 진공단열패널 상에 보호층(81)을 포함할 수 있다. 상기 보호층(81)은 상기 진공단열패널이 외부의 온도환경이나 압력, 기계적 충격으로부터의 내부 진공훼손을 보호한다.
도 4는 상기 보호층(81)이 포함된 진공단열패널이 맨 상부층에 적층된 경우를 예시하고 있다. 상기 보호층(81)은 진공단열패널 외부에 적층될 수 있으며, 진공단열패널 외면에 코팅될 수 있다. 상기 보호층(81)은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 유기재질의 시트 또는 발포폼, 부직포, 유리섬유와 같은 무기재질의 시트로 형성할 수 있다.
적층된 진공단열패널(6)의 최상부층에는 마감재(7)를 장착한다. 상기 마감재는 갈바륨, 알루미늄, 아연, 스테인리스 강판과 같은 금속재 시트나 탄소섬유, 유리섬유, 암면과 같은 섬유로 보강한 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 또는 열경화 수지의 복합재료 시트 또는 고무시트 또는 나무판재 등이 사용될 수 있다.
마감재를 장착하는 방법은 도 5에 나타내었다. 상기 마감재(7)는 (a)와 같이 진공단열패널(6)에 밀착시키고 수직으로 볼팅(bolting)하여 장착하면 상기 진공단열패널(6) 내부에 형성되어 있는 진공을 훼손시킬 수 있다. 따라서, (b)와 같이 상기 마감재(7)를 90도로 꺾어 수평으로 볼팅하여 죄거나, (c)와 같이 접착제를 상기 마감재(7)와 진공단열패널(6) 사이에 발라 접착제 층(100)에 의한 고정을 유도하거나, 선택적으로는 상기와 같이 마감하고 (d)와 같이 밴드로 고정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조는 진공단열패널(6)과 단열 패드(5), 마감재(7)와 같은 장착부재를 이루는 복합 부재들이 탱크몸체(1) 위에서 조립될 수 있으며, 또는 상기 진공단열패널(6)과 상기 장착부재가 구성되는 진공단열패널층이 모듈화되어 조립된 상태로 탱크에 장착될 수 있다.
본 발명에 따른 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결 구조는 육상의 독립형 액화가스 탱크 뿐만 아니라, 독립형 액화가스 탱크가 설치되어 있으면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용하는 해양 구조물 중 어디라도 적용될 수 있으며, LNG나 LPG 등을 운반하는 액화가스 운반선이나 LNG RV(LNG Regasfication Vessel)와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production, Storage And Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 플랜트 등에 모두 적용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른, 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결 구조를 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
[부호의 설명]
1 : 탱크표면 2 : 패드
3 : 제1 고정부재 4 : 제2 고정부재
5 : 단열 패드 6 : 진공단열패널
7 : 마감재 8 : 빈 공간
9 : 간극 51 : 스터드볼트
52 : 제1 고정부재의 하부말단부 53 : 제1 고정부재의 누름돌기
54 : 제1 고정부재의 상부말단 71 : 제2 고정부재의 하부말단
72 : 누름판 81 : 보호층
100 : 접착제 층

Claims (7)

  1. 탱크 몸체 표면에 소정의 간격으로 스터드 볼트를 설치하고, 상기 스터드 볼트를 통해 탱크 몸체 외부를 감싸도록 단열패널을 적층하여 탱크 몸체를 대기로부터 단열하도록 하는 독립형 액화가스 저장 탱크의 단열패널 연결구조에 있어서,
    상기 단열패널은 심재를 둘러싸며 내부가 진공으로 형성되는 외피를 가지는 진공단열패널로 이루어지고,
    상기 진공단열패널을 연달아 배치하여 상기 탱크 몸체를 감싸도록 설치되는 하부 진공단열패널층과 탱크 몸체 사이에 간극을 형성하기 위해 상기 스터드 볼트에 끼워지는 패드;와
    상기 스터드 볼트에 일측의 하부말단이 체결되면서 중간의 누름돌기가 상기 패드를 고정하고 타측의 상부말단에 나사산이 형성되는 제1 고정부재;
    상기 패드 위에 인접된 진공단열패널들의 모서리가 안착되도록 설치되는 하부 진공단열패널층;
    상기 패드 위에 안착된 하부 진공단열패널의 모서리를 상기 제1 고정부재에 연결되어 눌러 고정하도록 누름판이 설치되어 있는 제2 고정부재; 및
    상기 하부 진공단열패널층 상측에 진공단열패널들이 하부의 진공단열패널에 대해 하나 이상의 층으로 교차적층되어 형성되는 상부 진공단열패널층;
    을 포함하여 이루어지는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조.
  2. 청구항 1항에 있어서, 적어도 하나 이상의 상에 적층되는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조.
  3. 청구항 2항에 있어서, 상기 보호층은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 중에서 선택되는 유기재질의 시트 또는 발포폼, 부직포, 유리섬유 중에서 선택되는 무기재질의 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조.
  4. 청구항 1항에 있어서, 상기 진공단열패널은 측면과 패드의 중앙부에 형성되는 단차부의 빈 공간에는 탄성을 가지는 폼 패드 또는 무기질 섬유계 패드의 단열패드가 더 포함하는 것을 특징을 하는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조.
  5. 청구항 1항에 있어서, 상기 최상부층 마감재는 갈바륨, 알루미늄, 아연, 스테인리스 강판 중에서 선택되는 금속재 시트, 또는 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 중에서 선택되는 열경화 수지의 복합재료 시트, 또는 고무시트, 또는 나무판재 중에서 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 하는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층된 진공단열패널의 연결구조.
  6. 청구항 5항에 있어서, 상기 마감재는 상기 마감재를 90도로 꺾어 수평으로 볼팅하여 죄거나, 접착제로 마감하거나, 마감재를 90도로 꺾어 수평으로 볼팅하여 죄거나 접착제로 마감한 후 밴드로 고정하는 것을 특징으로 하는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조.
  7. 청구항 1항에 있어서, 상기 진공단열패널층은 진공단열패널에 폼 패드나 섬유계 패드의 단열패널과 마감재가 일체로 부착된, 모듈화 된 진공단열패널이 탱크에 장착되어 이루어진 것을 특징으로 하는 독립형 액화가스 저장탱크의 교차적층 된 진공단열패널의 연결구조.
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