KR100868704B1

KR100868704B1 - Ｌｎｇ선의 ｌｎｇ 저장탱크와, 그 제조방법 및 보수방법

Info

Publication number: KR100868704B1
Application number: KR1020070051398A
Authority: KR
Inventors: 이대길; 김부기
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2007-05-28
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2008-11-13

Abstract

본 발명은 LNG선의 LNG 저장탱크와, 그 제조방법 및 보수방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보냉수단을 구비한 LNG선의 LNG 저장탱크와, 그 제조방법과, 상기 보냉수단의 보수방법에 관한 것이다.

본 발명의 일측면에 따른 LNG선의 LNG 저장탱크는 LNG 저장탱크 내벽에 보냉수단을 더 포함한다. 상기 보냉수단은 제1단열층과, 차단덮개부와, 제2단열층과, 방벽층을 포함한다. 상기 제1단열층은 일정한 간극으로 배치되어 각각의 일면이 상기 LNG 저장탱크의 내벽에 결합된 복수의 제1단열부와, 상기의 간극에 삽입된 고분자수지를 구비한다. 상기 차단덮개부는 상기 간극을 밀봉시키기 위하여 이웃한 상기 제1단열부의 각각의 타면의 일측에 결합된다. 상기 제2단열층은 상기 제1단열층의 간극과 어긋난 일정한 간극으로 배치되어 각각의 일면이 상기 제1단열부의 타면에 결합되고 상기 차단덮개부를 수용하기 위한 수용홈이 형성된 복수의 제2단열부를 구비한다. 그리고 상기 방벽층은 굴곡부를 구비하여 상기 제2단열층의 타면에 결합된다. 상기 방벽층은 굴곡부를 구비하므로 극저온의 LNG와 직접 접촉하여 수축 변형되더라도 열응력을 감소시킬 수 있다.

LNG 탱크, 보냉구조, 방벽

Description

ＬＮＧ선의 ＬＮＧ 저장탱크와, 그 제조방법 및 보수방법{LNG CONTAINMENT TANK OF LNG SHIP AND THE METHOD FOR CONSTRUCTION AND REPAIR OF IT}

도 1은 본 발명에 따른 LNG 저장탱크의 일실시예의 부분 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 실시예의 A부분의 확대 단면도,

도 3은 도 1에 도시된 실시예의 B부분의 확대 단면도,

도 4는 도 1에 도시된 실시예의 내벽과 제1단열층의 사시도,

도 5는 도 1에 도시된 실시예의 차단덮개부의 시공 개념도,

도 6은 LNG 저장탱크의 차단덮개부의 다른 실시예의 단면도,

도 7은 도 1에 도시된 실시예의 C부분의 확대 단면도,

도 8은 도 1에 도시된 실시예의 방벽평판의 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 LNG 저장탱크의 다른 실시예의 부분 사시도,

도 10은 본 발명에 따른 LNG 저장탱크의 또 다른 실시예의 부분 사시도,

도 11은 차단덮개부가 손상된 도 1에 도시된 실시예의 부분 단면도,

도 12는 차단덮개부의 보수방법의 개념도,

도 13은 도 12에 도시된 실시예의 D부분의 확대 단면도,

도 14는 차단덮개부가 보수된 실시예의 부분 단면도,

도 15는 본 발명에 따른 LNG 저장탱크의 제조방법의 일실시예의 개념도,

도 16은 본 발명에 따른 LNG 저장탱크의 보수방법의 일실시예의 개념도이다.

<도면부호의 간단한 설명>

10 : LNG 저장탱크의 내벽 12 : 돌기

20 : 제1단열층 21 : 단열플레이트

22 : 제1단열재 23 : 제1금속층

25 : 제1단열부 27 : 고분자수지

28 : 간극 30 : 차단덮개부

31 : 고분자필름 33 : 열경화성 고분자수지층

34 : 공간 35 : 열가소성 고분자필름

37 : 열경화성 고분자필름 39 : 체결구

40 : 제2단열층 41 : 제2단열재

43 : 제2금속층 44 : 공간

45 : 제2단열부 50 : 방벽층

51 : 방벽평판 53 : 굴곡부

LNG선 보냉수단은 멤브페인(Membrane)형과, 구형(Spherical)형이 있다. 멤브레인형이 구형 탱크에 비하여 적재용량이 크고 제작이 용이하기 때문에 현재 가장 널리 사용되고 있다. 이러한 멤브레인형 LNG 보냉수단으로 프랑스 GTT (Gaz Transport and Technigaz, 프랑스)사에 의해 가즈 트랜스포트(Gaz Transport) 시스템과 테크니가즈(Technigaz) 시스템이 개발되었다.

가즈 트랜스포트 시스템은 열팽창이 매우 낮은 인바강 (Invar, 36% 니켈강)을 1차 및 2차 방벽으로 사용하고 있으며, 방벽 사이에 펄라이트(Pearlite)를 채워 단열 박스로 사용한다. 이와 달리, 테크니가즈 시스템(Mark-III 시스템, GTT)은 열변형으로 인한 팽창 및 수축을 흡수하기 위하여 격자모양의 주름이 성형된 스테인리스 강판을 1차 방벽으로 사용한다. 그리고 알루미늄 포일의 양면에 유리섬유 복합재료가 접합된 형태의 트리플랙스 (Triplex)를 2차 방벽으로 사용하고 있으며, 방벽 사이에 폴리우레탄 (Poly urethane)폼을 채워서 단열재로 사용한다. 두 시스템의 가스 기화율 (BOR, boil-off rate)은 비슷한 것으로 알려져 있으나, 스테인리스 및 트리플렉스이 인바 멤브레인에 비하여 가격이 싸고 시공이 편하며 폴리우레탄 폼의 단열효과가 뛰어나기 때문에, 테크니가즈 시스템이 선호되고 있는 추세이다. 프랑스 특허 제2781556호 및 미국특허 제20050082297호에는 상기 테크니가즈 시스템의 구조 및 시공방법이 개시되어 있다. 상기 테크니가즈 시스템의 1차 방벽인 스테인리스 강판은 격자모양의 주름을 가지고 있다.

상기 테크니가즈 시스템의 1차 방벽을 구성하는 격자모양의 주름이 성형된 스테인리스 강판은 강성(Stiffness)이 크기 때문에, 저온에서 열수축(Thermal shrinkage)에 의해 열응력(Thermal stress)이 용접부에서 크게 발생되었다. 또한, 2차 방벽을 구성하는 유리 섬유 복합 재료는 접착에 의해 시공되므로, 시공의 신뢰성이 높지 않았고, 접착제의 가용 시간(Pot life) 안에 접착이 완료되어야 하므로 시공 편의성이 떨어지며, LNG 저장시 발생하는 열응력의 반복으로 인한 피로 (Fatigue) 때문에 접착 계면의 파괴가 진전되어 접착부에서 누설이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 저온의 열수축시 방벽의 용접부에 발생하는 열응력을 감소시키기 위하여 낮은 강성의 방벽으로 된 보냉수단을 구비한 LNG 저장탱크 및 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 보냉수단의 신뢰성 및 시공 생산성을 높이기 위하여 유리섬유 복합재료가 아닌, 가스 투과율이 낮은 금속 박판이 단열 샌드위치 폼의 표면에 접합된 단열층을 사용한 보냉수단을 구비한 LNG 저장탱크 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 보냉수단의 시공 생산성을 높이고 LNG의 차단성을 높이기 위하여 고분자 필름을 이용한 몰드와 주형으로 된 차단덮개부를 2차방벽으로 사용한 보냉수단을 구비한 LNG 저장탱크 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 LNG 저장탱크의 보냉수단의 파손시 용이하고 간단하게 보수할 수 있는 보수방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크에 있어서,상기 제1단열층은 상기 LNG 저장탱크의 내벽에 결합된 단열플레이트와, 상기 단열플레이트에 적층되어 결합된 제1단열재와, 상기 단열재에 적층되어 결합된 제1금속층을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제2단열층은 상기 차단덮개부를 수용하기 위한 수용홈이 형성되며 상기 제1금속층에 적층되어 결합된 제2단열재와, 상기 제2단열재에 적층되어 결합된 제2금속층을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크에 있어서, 상기 차단덮개부는 열경화성 고분자 수지층인 것이 바람직하다. 상기 차단덮개부는 2차 방벽층의 역할을 한다. 그리고 열경화성 고분자 수지층은 금속층과 결합성이 뛰어나므로 신뢰성이 향상된다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크에 있어서, 상기 차단덮개부는 상기 열경화성 고분자 수지층을 포위하는 열가소성 고분자 필름을 더 포함하는 것이 바람직하다. 열가소성 고분자 필름으로 인하여 상기 열가소성 고분자 수지의 시공 및 보수를 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크에 있어서, 상기 제1단열부 및 상기 제2단열부는 우레탄폼 또는 페놀폼으로 된 것이 바람직하다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크에 있어서, 상기 제1단열층의 간극에 삽입된 고분자수지는 상기 제1단열부 보다 저강성인 것이 바람직하다. 따라서 LNG 저장탱크의 사용시 선체의 변형과 제1단열부의 변형에 의하여 보냉수단이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크에 있어서, 상기 방벽층은 굴곡부를 구비하며 금속으로 된 복수의 방벽평판이 결합된 것이 바람직하다. 상기의 복수의 방벽평판을 용접시켜 결합시킬 수 있으므로 용이하게 시공할 수 있다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크에 있어서, 상기 방벽평판은 굴곡부가 교차하지 않는 것이 바람직하다. 굴곡부가 교차되지 아니하므로 변형이 용이하게 되므로 저온의 LNG와 접촉시 열응력을 감소시킬 수 있다.

또는, 상기 방벽평판은 상기 방벽평판은 굴곡부가 교차하며, 상기 교차부에서 굴곡부가 함몰된 것도 가능하다. 상기 교차부의 함몰은 방벽평판의 강성을 감소시킬 수 있기 때문이다.

또는 상기 방벽층은 금속으로 된 복수의 곡면판이 결합된 것도 가능하다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크에 있어서, 상기 방벽층과 내벽 사이에 액체층을 더 포함하는 것이 바람직하다. 더욱이 상기 LNG 저장탱크의 내벽은 상기 제1단열층이 결합되기 위한 돌기를 더 구비하며, 상기 제1단열층과 상기 내벽 사이에 액체층을 더 포함하는 것이 더 바람직하다. 상기 제1단열층이 상기 LNG 저장탱크의 내벽의 돌기와 결합되므로 상기 LNG 저장탱크의 내벽과 상기 제1단열층의 사이에 공간이 형성된다. 상기 보냉수단이 파손되어 LNG가 유출되면 저온의 LNG에 의하여 상기 액체는 고체로 되어 LNG가 유출되는 것을 차단시킨다.

본 발명의 다른 측면에 따른 LNG선의 LNG 저장탱크 제조방법은 종래의 LNG 저장탱크 제조방법에 있어서, 제1단열층 형성단계와, 차단덮개부 형성단계와, 제2단열층 형성단계와, 방벽층 형성단계를 더 포함한다. 상기 제1단열층 형성단계는 단열플레이트와 단열재와 금속층으로 적층되어 형성된 복수의 제1단열부를 일정한 간극으로 배치시켜 상기 각각의 단열플레이트를 LNG 저장탱크의 내벽에 결합시키고, 상기 간극에 고분자수지를 삽입시키는 단계이다. 상기 차단덮개부 형성단계는 차단덮개부를 상기 간극을 밀봉시키기 위하여 상기 제1단열부의 금속층의 일측과 이웃한 상기 제1단열부의 금속층의 일측에 결합시키는 단계이다. 상기 제2단열층 형성단계는 상기 차단덮개부를 수용하기 위한 수용홈이 형성된 단열재와 금속층으로 적층되어 형성된 복수의 제2단열부를 상기 제1단열층의 간극과 어긋나게 일정한 간극으로 배치시키고, 상기 제2단열부의 단열재를 상기 제1단열층의 금속층에 결합시키는 단계이다. 상기 방벽층 형성단계는 굴곡부를 구비한 방벽층을 상기 제2단열 층의 금속층에 결합시키는 단계이다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크 제조방법에 있어서, 상기 차단덮개부형성단계는 고분자필름 결합단계와, 열가소성 고분자수지필름 결합단계와, 열경화성 고분자수지 충진단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 고분자필름 결합단계는 상기 간극이 밀폐되도록 고분자필름을 상기 간극을 형성시키는 상기 제1단열층의 금속층의 일측과 이웃한 금속층의 일측에 결합시키는 단계이다. 상기 열가소성 고분자수지필름 결합단계는 상기 고분자필름을 수용하고 일정한 공간이 형성되도록 열가소성 고분자수지필름을 상기 금속층의 일측과 이웃한 금속층의 일측에 결합시키는 단계이다. 상기 열경화성 고분자수지 충진단계는 상기 고분자필름과 상기 열가소성 고분자수지필름에 의하여 형성된 공간에 열경화성 고분자수지를 충진시키는 단계이다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크 제조방법에 있어서, 상기 제1단열층형성단계는 돌기가 형성된 상기 LNG 저장탱크의 내벽의 상기 돌기에 상기 단열플레이트를 결합시키는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 방벽층과 상기 내벽 사이에 액체를 삽입하여 액체층을 형성시키는 단계를 더 포함한다.

또한, 상기의 LNG 저장탱크 제조방법에 있어서, 상기 방벽층형성단계는 굴곡부를 구비한 복수의 금속 굴곡판을 용접결합시켜 형성시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 LNG선의 LNG 저장탱크의 보수방법은 상기의 LNG선의 LNG 저장탱크의 방벽층과 제2단열층에 상기 차단덮개부까지 관통되도록 구멍을 형성시키는 단계와, 상기 구멍을 통하여 상기 차단덮개부의 열가소성 고분자수지에 의하여 형성된 내부공간에 열경화성 고분자수지를 공급시키는 단계와, 단열 재를 삽입하여 상기 제2단열층의 구멍을 밀봉시키는 단계와, 상기 방벽층의 구멍을 용접시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명에 따른 LNG 저장탱크, 및 그 제조방법과 보수방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 LNG 저장탱크의 실시예에 대하여 먼저 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 LNG 저장탱크의 일실시예의 부분 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 실시예의 A부분의 확대 단면도이다. 그리고 도 3은 도 1에 도시된 실시예의 B부분의 확대 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 실시예의 내벽과 제1단열층의 사시도이다. 또한, 도 5는 도 1에 도시된 실시예의 차단덮개부의 시공 개념도이고, 도 6은 LNG 저장탱크의 차단덮개부의 다른 실시예의 단면도이다. 도 7은 도 1에 도시된 실시예의 C부분의 확대 단면도이고, 도 8은 도 1에 도시된 실시예의 방벽평판의 사시도이다.

도 1에 도시된 LNG 저장탱크는 통상의 LNG 저장탱크(미도시)에 보냉수단(100)을 더 포함한다. LNG 저장탱크는 내벽(10)에 보냉수단(100)이 고정결합되기 위한 돌기(11)가 형성된 것을 제외하곤 통상의 LNG 저장탱크와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 보냉수단(100)은 제1단열층(20)과, 차단덮개부(30)와, 제2단열층(40)과, 방벽층(50)과, 액체층(80)을 포함한다.

제1단열층(20)은 제1단열부(25)와, 고분자수지(27)를 포함한다. 제1단열층(20)은 복수의 제1단열부(25)가 일정한 간극(28)으로 배치되고, 상기 간극(28)에 고분자수자(27)가 삽입되어 형성된다. 제1단열부(20)는 단열플레이트(21)와, 제1단 열재(22)와, 제1금속층(23)이 적층되어 형성된다. 상기 제1단열재(22)는 우레탄폼 또는 페놀폼으로 형성되며, 단열플레이트(21)는 합판으로 형성된다. 상기 단열플레이트(21)와 제1금속층(23)은 제1단열재(22)의 표면에 존재하는 기공을 통해 LNG가 누설되는 것을 방지하고 보강수단(100)의 하중과, LNG의 하중에 의해 제1단열재(22)가 과도하게 변형되는 것을 방지한다. LNG선의 운용 중에 선체가 변형되거나 제1단열재(22)가 변형이 된다. 이러한 변형에 의하여 보강수단(100)이 파손되는 것을 방지하기 위하여 제1단열재(22) 사이에 간극(28)을 두며, 또한 상기의 변형이 무리하게 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 간극(28)에 고분자수지(27)를 삽입한다. 따라서 상기 고분자수지(27)는 제1단열재(22) 보다 밀도가 작은 저강성(Low stiffness) 고분자폼인 것이 바람직하다. 제1단열층(20)은 단열플레이트(21)가 내벽(10)의 돌기(12) 고정되도록 결합시킨다. 이때 접착제를 사용하여 제1단열층(20)을 내벽(10)에 고정시킬 수 있으며, 또는 제1단열층(20)에 구멍을 뚫어 볼트를 사용하여 내벽(10)에 고정시킬 수 있다.

차단덮개부(30)는 상기 간극(28)을 형성시키는 이웃한 제1단열층(20)의 제1금속층(23)에 고정되어 제1단열층(20)의 간극(28)을 밀봉시킨다. 이를 위하여 차단덮개부(30)는 고분자필름(31)과, 열경화성 고분자수지층(33)과, 열가소성 고분자필름(35)을 포함한다. 고분자필름(31)은 상기 간극(28)을 형성시키는 이웃한 제1단열층(20)의 제1금속층(23)에 고정된다. 고분자필름(31)가 부착되면 간극(28)은 밀봉된다. 그리고 열가소성 고분자필름(35)은 고분자필름(31)을 수용하고 내부에 일정한 공간(34)이 형성되도록 간극(28)을 형성시키는 이웃한 제1단열층(20)의 제1금속 층(23)에 고정된다. 그리고 상기의 공간(34)에 화살표 36과 같이 열경화성 고분자수지를 충진시킨다. 상기 충진된 열경화성 고분자수지는 단단하게 굳어져서 열경화성 고분자수지층(33)으로 형성된다. 고분자수지는 금속에 대한 접착성이 우수하다. 따라서 열경화성 고분자수지층(33)에 의하여 제1단열층(20)의 간극의 밀폐성을 높일 수 있다. 도 5에서는 차단덮개부(30)를 형성하기 위하여 접착제를 사용하거나 열을 가하여 고분자필름(31)과 열가소성 고분자필름(35)을 제1금속층(23)에 고정시켰다. 그러나 도 6과 같이 차단덮개부(30')는 열가소성 고분자필름(35)의 상부에 열경화성 고분지수지조각(37)을 올린 후 못 또는 볼트 등의 체결구(39)를 사용하여 제1금속층(23)에 고정시켜 형성될 수 있다.

제2단열층(40)은 복수의 제2단열부(45)가 일정한 간극(44)으로 배치되어 형성되며, 제1단열층(20)에 고정결합된다. 이때 제2단열층(40)은 간극(44)이 제1단열층(20)의 간극(24)과 어긋나도록 배치되어 제1단열층(20)에 고정된다. 제2단열부(45)는 제2단열재(41)와, 제2금속층(43)을 포함한다. 제2단열재(41)는 제1금속층(23)에 접착제 등에 의하여 고정결합된다. 제2단열재(41)가 제1금속층(23)에 고정시 차단덮개부(30)를 수용할 수 있도록 제2단열재(41)에는 수용홈(46)이 형성된다. 또한 제2단열재(41)는 제1단열재(22)와 동일하게 우레탄폼 또는 페놀폼으로 형성된다. 제2금속층(43)은 제2단열재(41)에 접착제 등에 의하여 고정결합된다.

방벽층(50)은 굴곡부(53)를 구비한 금속으로 된 복수의 방벽평판(51)이 용접되어 제2단열층(40)에 결합된다. 방벽층(50)은 극저온의 LNG와 직접 접촉하는 부위이므로 극저온에 의하여 수축이 된다. 방벽층(50)은 강성이 높을 경우 상기 수축시 열응력이 발생되므로 변형이 용이하도록 설계되어야 한다. 이를 위하여 도 8의 방벽평판(51)은 굴곡부(53)가 서로 교차되지 않도록 모서리에 형성되었으나, 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 도 9의 방벽평판(61)은 굴곡부(63)가 교차되지만, 강성을 감소시키기 위하여 교차지점(64)이 함몰된다. 그리고 방벽층(60)은 상기 방벽평판(61)이 용접되어 형성된다. 도 10의 방벽층(70)은 복수의 곡면판(71)이 용접되어 형성된다. 곡면판(71)이 결합되어 방벽층(70)이 형성된 경우 제2단열층(40')은 방벽층(70)에 형합되도록 형성된다.

액체층(80)은 제1단열층(20)과 내벽(10) 사이에 액체를 충진하여 형성된다. 액체층(80)은 액체의 상변화를 이용한 추가 방벽이다.

저온의 LNG 운송 시, 반복적인 열응력에 의한 피로 (Fatigue) 및 LNG의 흔들림에 의한 충격에 의해 방벽층(50)과 차단덮개부(30)가 파손되거나 균열이 발생될 수 있다. 이 경우 저온의 LNG는 내벽(10)에 이르게 되고, 열충격(Thermal shock)에 의해 내벽(10)이 파손된다. 파손된 내벽(10)을 통해 저온의 LNG가 외벽에 이르게 될 경우 외벽은 파손되어 침수가 발생되거나 선체에 심각한 손상이 초래된다. 그러나 피로에 의하여 방벽층(50)과 차단덮개부(30)에 발생되는 장주기성 (Long-cycle) 불량은 사전에 파악하기 어렵고, 갑작스런 파손에 대한 대비책이 없다. 액체층(80)은 이러한 단점을 보완하기 위한 것이다. 내벽(10)과 제1단열층(20) 사이의 액체층(80)은 상온에서는 액체 상태로 존재한다. 그러나 LNG가 저장되면 저온의 LNG에 의해 액체가 고체로 상변화(Phase Change)하게 되어 추가적인 방벽의 역할을 한다. 따라서 액체층(80)은 방벽층(50)과 차단덮개부(30)가 파손되어 LNG가 누설되더라도 고체상태로 변화되어 LNG가 내벽(10)에 직접 접촉하는 것을 방지한다. 또한 상기 액체층(80)은 고체 상태에서 열하중에 의하여 균열이 발생되더라도, LNG 하역 후 상온 환경에서 다시 액체로 상변화하여 균열이 없어지므로 피로에 의한 장주기성 불량이 발생하지 아니하여 구조의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 물과 같이 비열이 큰 액체를 이용할 경우, 방벽의 단열 성능을 향상시킬 수 있다.

다음으로 본 발명의 다른 측면에 따른 LNG선의 LNG 저장탱크의 제조방법에 대하여 설명한다.

도 15는 본 발명에 따른 LNG 저장탱크의 제조방법의 일실시예의 개념도이다. 도 15에 따른 LNG 저장탱크의 제조방법은 제1단열층 형성단계(S10)와, 차단덮개부 형성단계와, 제2단열층 형성단계(S40)와, 방벽층 형성단계(S50)와, 액체층 형성단계(S60)를 포함한다.

제1단열층 형성단계(S10)는 단열플레이트(21)와, 제1단열재(22)와, 제1금속층(23)이 적층되어 형성된 제1단열부(25)를 일정한 간극(12)이 생기도록 배치시켜 LNG 저장탱크의 내벽(10)에 결합시킨 후, 간극(12)에 고분자수지(27)를 삽입시키는 단계이다. 이때 단열플레이트(21)가 내벽(10)의 돌기(12)에 고정되도록 결합시킨다.

차단덮개부 형성단계는 고분자필름 결합단계(S31)와, 열가소성 고분자수지필름 결합단계(S33)와, 열경화성 고분자수지 충진단계(S35)를 포함한다. 고분자필름 결합단계(S31)는 고분자필름(31)을 제1단열층(20)의 간극(28)이 밀폐되도록 간극(28)을 형성시키는 이웃한 제1금속층(23)에 결합시키는 단계이다. 열가소성 고분 자수지필름 결합단계(S33)는 간극(28)을 형성시키는 이웃한 제1금속층(23)에 열가소성 고분자수지필름(35)을 결합시키는 단계이다. 이때 상기 고분자필름(31)을 수용하고 일정한 공간(34)이 형성되도록 결합시킨다.그리고 열경화성 고분자수지 충진단계(S35)는 상기 공간(34)에 열경화성고분자수지를 충진시키는 단계이다. 상기의 단계들에 의하여 차단덮개부가 형성된다.

제2단열층 형성단계(S40)는 차단덮개부(30)를 수용하기 위한 수용홈(46)이 형성된 제2단열재(41)와 제2금속층(43)이 적층되어 형성된 복수의 제2단열부(45)를 일정한 간극(44)이 생기도록 배치시켜 제1단열층(20)의 제1금속층(23)에 결합시키는 단계이다. 이때 제2단열층(40)의 간극(44)과 제1단열층(20)의 간극(28)이 어긋나도록 배치시키며, 제2단열층(40)의 제2단열재(41)를 제1금속층(23)에 결합시킨다.

방벽층 형성단계(S50)는 굴곡부를 구비한 복수의 금속판을 제2단열층(40)의 제2금속층(43)에 용접결합시키는 단계이다.

액체층 형성단계(S60)는 제1단열층(20)과 내벽(10) 사이에 액체를 삽입하는 단계이다. 물론 상기 액체층은 차단덮개부를 형성시킬 수 있다.

다음으로 본 발명의 또 다른 측면에 따른 LNG선의 LNG 저장탱크의 보수방법에 대하여 설명한다.

LNG선의 운용시 방벽층(50)과 차단덮개부(30)에 균열이 발생될 수 있다. 방벽층(50)의 경우 보냉수단(100)의 표면에 있으므로 해체없이 수리가 가능하다. 그러나 차단덮개부(30)는 그 상부에 방벽층(50)과 제2단열층(40)이 시공되어 있으므 로 접근이 용이하지 아니하여 수리하기 위하여 보냉수단(100)을 해체하여야 한다. 이 경우 비용과 시간이 많이 소요된다. 본 발명에서는 보냉수단(100)을 해체하지 않고 차단덮개부(30)를 수리하는 방법을 제공한다. 도 11은 차단덮개부가 손상된 도 1에 도시된 실시예의 부분 단면도이고, 도 12는 차단덮개부의 보수방법의 개념도이다. 그리고 도 13은 도 12에 도시된 실시예의 D부분의 확대 단면도이며, 도 14는 차단덮개부가 보수된 실시예의 부분 단면도이다. 도 16은 본 발명에 따른 LNG 저장탱크의 보수방법의 일실시예의 개념도이다.

도 16에 도시된 LNG 저장탱크의 보수방법은 관통구멍형성단계(S110)와, 열경화성 고분자수지 공급단계(S120)와, 제2단열층 구멍밀봉단계(S130)와, 방벽층 구멍용접단계(S140)를 포함한다.

관통구멍형성단계(S110)는 도 12에 도시된 LNG 저장탱크의 차단덮개부(30)까지 관통되도록 방벽층(50)과 제2단열층(40)에 구멍(81)을 형성시키는 단계이다.

차단덮개부(30)를 형성하는 열가소성 고분자필름(35)과, 열경화성 고분자수지는 젖음성(Wetting)이 나쁘기 때문에, 접합력이 약하다. 또한 열경화성 고분자수지는 경화 후에 수축하기 때문에 열경화성 고분자수지층(33)과 열가소성 고분자필름(35) 사이에 공간(34)이 발생된다. 열경화성 고분자수지 공급단계(S120)는 구멍(80)을 통하여 상기 공간(34)에 열경화성 고분자수지를 화살표 81과 같이 주입하는 단계이다. 열경화성 고분자수지가 주입되어 경화되면 균열에 의한 누설 경로를 차단하여 균열을 보수한다.

제2단열층 구멍밀봉단계(S130)는 구멍(80)을 막기 위하여 단열재(83)를 구 멍(80)에 억지끼움하는 단계이다.

방벽층 구멍 용접단계(S140)는 관통된 방벽층의 구멍을 추가 용접하는 단계이다. 방벽층과 제2금속층에 관통된 구멍은 용가재(85)로 채워져서 결합된다. 이러한 보수 공법은 보냉수단의 모든 위치에서 용이하게 보수를 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 변형이 용이하여 체결부에 열응력이 작게 발생되는 방벽층을 구비한 LNG 저장탱크를 제공하여, LNG 저장탱크의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 밀폐성과 시공 용이성 및 보수 용이성이 확보된 차단덮개부를 구비한 LNG 저장탱크를 제공하여 LNG 저장탱크의 생산성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 액체의 상변화를 이용한 추가적인 방벽을 구비한 LNG 저장탱크를 제공하여 방벽구조의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

LNG선의 LNG 저장탱크에 있어서,

일정한 간극으로 배치되어 각각의 일면이 상기 LNG 저장탱크의 내벽에 결합된 복수의 제1단열부와, 상기의 간극에 삽입된 고분자수지를 구비한 제1단열층과,

상기 간극을 밀봉시키기 위하여 이웃한 상기 제1단열부의 각각의 타면의 일측에 결합된 차단덮개부와,

상기 제1단열층의 간극과 어긋난 일정한 간극으로 배치되어 각각의 일면이 상기 제1단열부의 타면에 결합되고 상기 차단덮개부를 수용하기 위한 수용홈이 형성된 복수의 제2단열부를 구비한 제2단열층과,

그 상면에 수축시 열응력을 감소시키기 위해 굴곡된 굴곡부가 구비되고 상기 제2단열층의 타면에 결합된 방벽층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제1항에 있어서, 상기 제1단열층은

상기 LNG 저장탱크의 내벽에 결합된 단열플레이트와,

상기 단열플레이트에 적층되어 결합된 제1단열재와,

상기 단열재에 적층되어 결합된 제1금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제2항에 있어서, 상기 제2단열층은

상기 차단덮개부를 수용하기 위한 수용홈이 형성되며 상기 제1금속층에 적층되어 결합된 제2단열재와,

상기 제2단열재에 적층되어 결합된 제2금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제3항에 있어서,

상기 차단덮개부는 열경화성 고분자 수지층인 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제4항에 있어서,

상기 차단덮개부는 상기 열경화성 고분자 수지층을 포위하는 열가소성 고분자 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제5항에 있어서,

상기 제1단열부 및 상기 제2단열부는 우레탄폼 또는 페놀폼으로 된 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제6항에 있어서,

상기 제1단열층의 간극에 삽입된 고분자수지는 상기 제1단열부 보다 저강성인 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방벽층은 상기 굴곡부를 구비하며 금속으로 된 복수의 방벽평판이 결합된 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제8항에 있어서,

상기 방벽평판은 상기 굴곡부가 교차하지 않는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제9항에 있어서,

상기 내벽은 상기 제1단열층이 결합되기 위한 돌기를 더 구비하며,

상기 제1단열층과 상기 내벽 사이에 액체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제8항에 있어서,

상기 방벽평판은 상기 굴곡부가 교차하며, 상기 교차부에서 상기 굴곡부가 함몰된 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제11항에 있어서,

상기 내벽은 상기 제1단열층이 결합되기 위한 돌기를 더 구비하며,

상기 제1단열층과 상기 내벽 사이에 액체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방벽층은 금속으로 된 복수의 곡면판이 결합된 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제13항에 있어서,

상기 방벽층과 상기 내벽 사이에 액체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
제14항에 있어서,

상기 내벽은 상기 제1단열층이 결합되기 위한 돌기를 더 구비하며,

상기 액체층은 상기 제1단열층과 상기 내벽 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크.
LNG선의 LNG 저장탱크 제조방법에 있어서,

단열플레이트와 단열재와 금속층이 적층되어 형성된 복수의 제1단열부를 일정한 간극이 생기도록 배치시켜 상기 각각의 단열플레이트를 LNG 저장탱크의 내벽에 결합시키고, 상기 간극에 고분자수지를 삽입하여 제1단열층을 형성시키는 단계와,

상기 간극을 밀봉시키기 위하여 상기 제1단열부의 금속층의 일측과 이웃한 상기 제1단열부의 금속층의 일측에 결합된 차단덮개부를 형성시키는 단계와,

상기 차단덮개부를 수용하기 위한 수용홈이 형성된 단열재와 금속층이 적층되어 형성된 복수의 제2단열부를 상기 제1단열층의 간극과 어긋나게 일정한 간극으로 배치시키고, 상기 제2단열부의 단열재를 상기 제1단열층의 금속층에 결합시켜서 제2단열층을 형성시키는 단계와,

그 상면에 수축시 열응력을 감소시키기 위해 굴곡된 굴곡부가 구비된 방벽층을 상기 제2단열층의 금속층에 결합시키는 방벽층 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크 제조방법.
제16항에 있어서, 상기 차단덮개부형성단계는

상기 간극이 밀폐되도록 고분자필름을 상기 간극을 형성시키는 상기 제1단열층의 금속층의 일측과 이웃한 금속층의 일측에 결합시키는 단계와,

상기 고분자필름을 수용하고 일정한 공간이 형성되도록 열가소성 고분자수지필름을 상기 금속층의 일측과 이웃한 금속층의 일측에 결합시키는 단계와,

상기 고분자필름과 상기 열가소성 고분자수지필름에 의하여 형성된 공간에 열경화성 고분자수지를 충진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크 제조방법.
제17항에 있어서,

상기 제1단열층형성단계는 돌기가 형성된 상기 LNG 저장탱크의 내벽의 상기 돌기에 상기 단열플레이트를 결합시키며,

상기 방벽층과 상기 내벽 사이에 액체를 삽입하여 액체층을 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크 제조방법.
제18항에 있어서,

상기 방벽층형성단계는 상기 굴곡부를 구비한 복수의 금속판을 용접결합시켜 형성시키는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크 제조방법.
제19항에 있어서,

상기 열가소성 고분자수지필름결합단계는 접착제, 열가소성 고분자수지 필름의 가열, 체결구 중 어느 하나를 사용하여 열가소성 고분자수지필름을 상기 금속층의 일측에 결합시키는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크 제조방법.
일정한 간극으로 배치되어 각각의 일면이 LNG 저장탱크의 내벽에 결합된 복수의 제1단열부를 갖는 제1단열층과, 상기 간극을 밀봉시키기 위하여 이웃한 상기 제1단열부의 각각의 타면에 결합된 차단덮개부와, 각각의 일면이 상기 제1단열부의 타면에 결합되고 상기 차단덮개부를 수용하기 위한 수용홈이 형성된 복수의 제2단열부를 구비한 제2단열층과, 상기 제2단열층의 타면에 결합된 방벽층을 포함하는 LNG선의 LNG 저장탱크의 보수방법에 있어서,

상기 방벽층과 상기 차단덮개부까지 관통되도록 상기 제2단열층에 구멍을 형성시키는 단계와,

상기 구멍을 통하여 상기 차단덮개부의 열가소성 고분자수지에 의하여 형성된 내부공간에 열경화성 고분자수지를 공급시키는 단계와,

단열재를 삽입하여 상기 제2단열층의 구멍을 밀봉시키는 단계와,

상기 방벽층의 구멍을 용접시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG선의 LNG 저장탱크의 보수방법.