KR102202778B1

KR102202778B1 - 주름진 실링 멤브레인을 갖는 밀폐 탱크

Info

Publication number: KR102202778B1
Application number: KR1020170046026A
Authority: KR
Inventors: 세바스티앙 들라노에; 프랑소아 뒤랑; 빙상 베르게르; 모하메드 울라리뜨; 기욤 르 루
Original assignee: 가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2021-01-13
Also published as: EP3232112A1; JP6953165B2; FR3050008B1; CN107289319A; KR20210009390A; EP3232112B1; US20170292652A1; KR20170116584A; US10293892B2; FR3050008A1; CN107289319B; ES2716156T3; JP2017214146A

Abstract

본 발명은 주름진 실링 멤브레인(17a, 17c)를 각각 포함하는 이웃한 제1 및 제2 벽(3, 8)을 포함하는 밀폐 탱크(1)로서, 제1 벽(3)의 실링 멤브레인(17a)과 제2 벽(8)의 실링 멤브레인(17c)가 모서리(37)의 높이에서 만나며,
제1 벽(3)의 실링 멤브레인(17a)은 모서리(37)를 교차하는 제1 일련의 주름부(21a)와 제2 일련의 주름부(22a)를 포함하고,
제2 벽(8)의 실링 멤브레인(17c)은 모서리(37)를 교차하는 제3 일련의 주름부(22c)를 포함하며,
탱크는 상기 제1 벽(3)의 실링 멤브레인(17a)과 상기 제2 벽(8)의 실링 멤브레인(17c)에 밀폐되는 방식으로 용접된 실링 멤브레인으로 이루어진 코너 배치부(29)를 더 포함하되, 제1 일련의 주름부(21a)의 주름부들이 제3 일련의 주름부(22c)의 주름부들에 연결되고, 제2 일련의 주름부(22a)의 주름부들이 제3 일련의 주름부(22c)의 주름부들에 연결되는 것과 같은 밀폐 탱크(1)에 관한 것이다.

Description

주름진 실링 멤브레인을 갖는 밀폐 탱크 {SEALED TANK WITH CORRUGATED SEALING MEMBRANES}

본 발명은 밀폐 탱크 분야에 관한 것이다.

보다 구체적으로 본 발명은 액화 석유 가스(LPG)나 액화 천연 가스(LNG)를 운반하기 위한 운반선(ship tank)과 같이, 저온의 액체를 저장 및/또는 운반하기 위해 의도된 밀폐 및 단열 탱크 분야에 관한 것이다.

지지 구조물에 고정되도록 의도되어, 하나 이상의 실링 멤브레인 및 두 실링 멤브레인 사이나 실링 멤브레인과 지지 구조물 사이에 각각 끼워진 하나 이상의 단열 배리어로 구성된 다층의 구조체로 이루어진 밀폐 및 단열 탱크가 선행 기술로 공지되어 있다.

이러한 탱크는 예컨대 문헌 WO2014167228에 설명되어 있다. 상기 문헌에서 탱크의 각 벽의 실링 멤브레인은 서로에 대해 직각인 일련의 주름부를 특징으로 하는 복수 개의 금속 판을 포함한다. 이에 주름부는 탱크에 저장된 유체에 의해 발생하는 열적 및 기계적 부하의 영향으로 의한 실링 멤브레인의 변형을 가능하게 한다.

만약 탱크가 배의 이중 선각에 장착된다면, 일반적으로 수평한 천장 벽과 바닥 벽, 두 개의 수직한 측벽, 측벽 중 어느 하나를 천장 벽에 각각 연결하는 두 개의 상부 경사 벽 및 측벽 중 어느 하나를 바닥 벽에 각각 연결하는 두 개의 하부 경사 벽에 의해 서로 연결되는 두 팔각형의 끝 벽에 의해 정의되는 다면체 형상을 갖는다. 끝 벽의 실링 멤브레인의 두 일련의 주름부는 수평하게 그리고 수직하게 각자 배향되는 한편, 다른 벽의 실링 멤브레인의 두 일련의 주름부는 탱크의 길이 방향으로 그리고 그 탱크의 길이 방향에 직각으로 각자 배향된다.

두 끝 벽을 연결하는 여덟 개의 벽 중 둘 간의 교차 지점에 형성된 탱크의 각 코너 및 끝 벽 중 어느 하나와 바닥, 천장 및 측벽 중 어느 하나 간의 교차 지점에 형성된 각 코너의 높이에서, 각각의 이웃하는 두 벽의 일련의 주름부 중 어느 하나는 상기 이웃하는 두 벽 간의 교차 지점에 형성된 모서리에 직각인 방향으로 연장된다. 따라서 이웃하는 두 벽의 주름부는 서로를 바라보며, 코너 배치부의 실링 멤브레인은 두 벽 사이의 코너 구역의 높이에서 실링 멤브레인의 주름부의 연속성을 보장하는 주름부를 특징으로 한다. 이에 주름부의 이러한 연속성은 코너 배치부의 높이에서 실링 멤브레인에 대해 충분한 유연성을 부여하고, 그 영역에서 응력 집중을 제한할 수 있도록 한다.

하지만 이러한 종류의 연속성은 끝 벽과 하부 또는 상부 경사 벽 간의 교차 지점의 높이에서는 이루어지지 않는다. 실제로 각 끝 벽의 실링 부재의 수직 주름부의 방향과 수평 주름부의 마찬가지의 그것은 끝 벽과 경사 벽 중 어느 하나 간의 교차 지점에 형성된 모서리에 대해 45°의 각도로 경사져 있는 한편, 상기 경사 벽의 주름부의 방향은 그 모서리에 대해 직각이다. 따라서 끝 벽의 실링 멤브레인의 어떠한 주름부도 하부 또는 상부 경사 벽의 주름부와 동일선상에 있지 않다. 주름부의 이러한 연속성의 부재는 경사 벽 중 어느 하나와 끝 벽 중 어느 하나 사이에 있는 코너 배치부가 응력 집중 영역을 형성하며, 따라서 취약한 영역을 형성함을 의미한다.

본 발명이 기초로 하는 사상은 주름진 실링 멤브레인에서, 특히 두 개의 벽 중 어느 하나의 실링 멤브레인의 적어도 두 개의 구별되는 일련의 주름부의 방향을 교차하는 모서리의 높이에서 만나는 두 벽 사이의 적어도 하나의 코너 구역의 높이에서, 응력 집중이 제한되는 상기 종류의 탱크를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예는 제1 및 제2 평면을 각자 교차하는 이웃한 제1 및 제2 벽을 포함하는 밀폐 탱크로서, 각각의 상기 제1 및 제2 벽은 주름진 실링 멤브레인을 포함하며, 상기 제1 벽의 실링 멤브레인과 상기 제2 벽의 실링 멤브레인은 모서리의 높이에서 만나고,

상기 제1 벽의 실링 멤브레인은 제1 방향으로 연장된 평행한 주름부들로 이루어진 제1 일련의 주름부 및 상기 제1 방향을 교차하는 제2 방향으로 연장된 평행한 주름부들로 이루어진 제2 일련의 주름부를 포함하되, 상기 제1 및 제2 방향은 상기 모서리를 교차하며,

상기 제2 벽의 실링 멤브레인은 상기 모서리를 교차하는 제3 방향으로 연장된 평행한 주름부들로 이루어진 제3 일련의 주름부를 포함하고,

상기 탱크는 상기 제1 벽의 실링 멤브레인과 상기 제2 벽의 실링 멤브레인에 밀폐되는 방식으로 용접된 실링 멤브레인으로 이루어진 코너 배치부를 더 포함하되, 상기 코너 배치부의 실링 부재는

- 상기 제1 일련의 주름부의 주름부들 중 어느 하나와 동일선상에 있는 제1 끝단 및 상기 제3 일련의 주름부의 주름부들 중 어느 하나와 동일선상에 있는 제2 끝단을 갖는 주름부를 각각 포함하는 제1 주름 편차부 및

- 상기 제2 일련의 주름부의 주름부들 중 어느 하나와 동일선상에 있는 제1 끝단 및 상기 제3 일련의 주름부의 주름부들 중 어느 하나와 동일선상에 있는 제2 끝단을 갖는 주름부를 각각 포함하는 제2 주름 편차부를 더 포함하고,

상기 제1 주름 편차부는 상기 코너 배치부를 따라 상기 제2 주름 편차부와 함께 끼워지는 탱크를 제공한다.

따라서 제1 및 제2 일련의 주름부가 모서리를 교차하더라도 상기 주름 편차부의 존재 덕분에 제1 및 제2 벽 사이의 코너의 높이에서 주름부의 연속성이 보장된다. 이에 코너 구역에서 응력 집중이 제한된다.

다른 유리한 실시예에 따르면 이러한 종류의 탱크는 아래 특징을 하나 이상 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면 각각의 제1 또는 제2 주름 편차부는

- 상기 제1 및 제2 평면 중 어느 하나와 다른 하나에 각자 평행한 두 개의 플랜지로 이루어진 적어도 하나의 코너 피스부로서, 상기 코너 피스부의 일단으로부터 타단으로 상기 두 개의 플랜지를 따라, 상기 제3 일련의 주름부의 주름부들 중 어느 하나와 동일선상에 있는 있는 주름 부분을 포함하는 코너 피스 부분 및

- 상기 코너 피스부의 주름 부분을 상기 제1 또는 제2 일련의 주름부의 주름부들 중 어느 하나에 연결하는 절곡 주름 부분을 포함하는 연결 피스를 포함한다.

일 실시예에 따르면 상기 모서리를 교차하는 상기 제1 및 제2 일련의 주름부의 각 주름부들은 상기 제1 또는 제2 주름 편차부 중 어느 하나에 의해 연장된다.

일 실시예에 따르면 상기 제1 일련의 주름부의 주름부들이 연장되는 상기 제1 방향 및 상기 제2 일련의 주름부의 주름부들이 연장되는 상기 제2 방향은 서로 직각이다.

일 실시예에 따르면 상기 제1 일련의 주름부의 주름부들 및 상기 제2 일련의 주름부의 주름부들은 동일한 주름 간 거리(x)에 의해 이격된다.

일 실시예에 따르면 상기 제3 일련의 주름부의 주름부들은 일정한 주름 간 거리(y)에 의해 이격된다.

일 실시예에 따르면

- 상기 제1 편차부에 연결된 상기 제3 일련의 주름부의 주름부들은 n1*y와 같은 거리(z1)에 의해 서로 이격되되, n1은 1보다 큰 정수이고,

- 상기 제2 편차부에 연결된 상기 제3 일련의 주름부의 주름부들은 n2*y와 같은 거리(z2)에 의해 서로 이격되되, n2는 1보다 큰 정수이며,

- 상기 모서리와 상기 제1 방향 사이의 상기 각도(θ)는 아래 방정식을 만족한다.

일 실시예에 따르면 상기 제3 일련의 주름부의 두 주름부 사이의 주름 간 거리는 다음 공식을 만족한다.

일 실시예에 따르면 상기 모서리와 상기 제1 방향 사이의 상기 각도(θ)는 45°이다.

일 실시예에 따르면 상기 제3 일련의 주름부의 주름부들은 상기 모서리를 따라 제1 주름 간 거리(y1)와 제2 주름 간 거리(y2)로 분포되는데, 상기 제1 및 제2 주름 간 거리(y1, y2)는 상기 제1 일련의 주름부의 주름부들 및 상기 제2 일련의 주름부의 주름부들이 동일한 주름 간 거리(x)에 의해 이격되는 것과 같다.

상기 제3 방향은 상기 모서리에 대해 유리하게는 직각이다.

일 실시예에 따르면 상기 탱크는 상기 탱크의 길이 방향으로 연장된 벽에 의해 서로 연결된 두 개의 끝 벽을 가지며, 상기 제1 벽은 상기 두 개의 끝 벽 중 어느 하나를 이루고, 상기 제2 벽은 상기 탱크의 길이 방향으로 연장된 벽 중 어느 하나를 이룬다.

일 실시예에 따르면 상기 제2 벽의 실링 멤브레인은 상기 제1 및 제2 벽 간의 교차 지점에 평행한 방향으로 연장된 주름부들로 이루어진 제4 일련의 주름부를 포함한다.

일 실시예에 따르면 탱크의 각 벽은 지지 구조물 및 대응되는 벽의 실링 멤브레인이 고정되는 곳에 고정된 단열 배리어를 포함한다.

이러한 종류의 탱크는 예컨대 LNG를 저장하기 위한 지상 저장 설비의 일부를 형성하거나, 연안이나 심해용 부유식 구조물, 특히 에탄이나 메탄 수송선, 부유식 저장 및 재기화 유닛(FSRU), 부유식 생산 저장 및 하역 유닛(FPSO) 등에 설치될 수 있다. 부유식 구조물의 경우 탱크는 부유식 구조물의 추진을 위해 연료로 사용되는 액화 천연 가스를 수용하도록 의도될 수 있다.

일 실시예에 따르면 유체를 운반하기 위한 배는 이중 선각과 같은 선각 및 상기 선각에 배치되는 전술한 탱크를 포함한다.

또한 일 실시예에 따르면 본 발명은 유체가 절연 파이프를 통하여, 부유식이나 지상 저장 설비로부터 상기 배의 탱크로 또는 상기 배의 탱크로부터 부유식이나 지상 저장 설비로 전송되는 이러한 종류의 배를 로딩 또는 오프로딩하는 방법을 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시예는 유체를 전송하기 위한 시스템을 제공하는데, 상기 시스템은 전술한 배, 상기 배의 선각에 설치된 상기 탱크를 부유식이나 지상 저장 설비에 연결하도록 형성되는 절연 파이프 및 상기 절연 파이프를 통하여 상기 부유식이나 지상 저장 설비로부터 상기 배의 탱크로 또는 상기 배의 탱크로부터 상기 부유식이나 지상 저장 설비로 유체를 보내기 위한 펌프를 포함한다.

제한적이지 않은 예시로서 제공된 본 발명의 특정 실시예의 아래 설명에 비추어, 첨부된 도면을 참조함으로써 본 발명이 보다 잘 이해될 것이고 다른 목적, 세부 사항, 특징 및 장점들이 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 탱크의 부분 단면 사시도이다.
도 2는 펼쳐진 도 1의 탱크를 도시한 것이다.
도 3은 끝 벽, 바닥 벽 및 하부 경사 벽 간의 교차 지점에서 탱크의 한 영역의 절개 사시도이다.
도 4는 제1 실시예에서, 끝 벽과 경사 벽 간의 연결 지점에서 펼쳐진 탱크의 한 영역을 도시한 다이어그램이다.
도 5는 제2 실시예에 해당하는 것으로서, 도 4의 그것에 유사한 형태이다.
도 6은 제3 실시예에 해당하는 것으로서, 도 4의 그것에 유사한 형태이다.
도 7은 제4 실시예에 해당하는 것으로서, 도 4의 그것에 유사한 형태이다.
도 8은 제5 실시예에 해당하는 것으로서, 도 4의 그것에 유사한 형태이다.
도 9는 메탄 수송선 탱크(methane tanker ship tank)와 상기 탱크를 로딩/오프로딩하기 위한 터미널의 도해적인 절개도이다.

도 1과 2는 탱크(1)의 일반적인 구조를 나타낸다.

탱크(1)는 지지 구조물(2)에 장착된다. 지지 구조물(2)은 구체적으로는 자립형(self-supporting) 금속 판일 수 있으며, 보다 일반적으로는 적절한 기계적 특성을 갖는 단단한 벌크헤드의 임의의 형태일 수 있다. 지지 구조물은 탱크(1)의 일반적인 형상을 정의하는 복수 개의 벽을 포함한다. 이하에서 설명되는 실시예에서 지지 구조물(2)은 배의 이중 선각에 의해 형성된다.

탱크(1)는 다면체의 일반적인 형상을 갖는다. 이는 두 개의 팔각형의 끝 벽(3)을 갖는다. 끝 벽(3)은 배의 횡 방향의 코퍼 댐 벌크헤드(transverse coffer dam bulkhead)에 고정되어, 결과적으로 배의 길이 방향에 직각으로 연장된다. 두 개의 끝 벽(3)은 배의 길이 방향으로 연장된 여덟 개의 벽, 즉

- 수평한 바닥 벽(4)과 천장 벽(5)

- 수직한 두 개의 측벽(6)

- 측벽(6) 중 어느 하나를 천장 벽(5)에 각각 연결하는 두 개의 상부 경사 벽(7) 및

- 측벽(6) 중 어느 하나를 바닥 벽(4)에 각각 연결하는 두 개의 하부 경사 벽(8)에 의해 서로 연결된다.

하부 경사 벽(8)은 바닥 벽(4)에 대해 135°의 각도를 이루고, 측벽(6)에 대해 135°의 각도를 이룬다. 마찬가지로 상부 경사 벽(7)은 천장 벽(5)에 대해 135°의 각도를 이루고, 측벽(6)에 대해 135°의 각도를 이룬다.

제1 실시예에 따른 탱크(1)의 구조가 도 3에서 끝 벽(3) 중 어느 하나, 바닥 벽(4) 및 하부 경사 벽(8) 중 어느 하나가 만나는 영역으로 나타나 있다.

탱크(1)의 각 벽(3, 4, 8)은 지지 구조물(2)의 대응되는 벽에 고정된 단열 배리어(19)를 포함한다. 각각의 단열 배리어(19)는 지지 구조물(2)에 고정된 복수 개의 단열 요소(9)로 이루어진다. 단열 요소(9)는 서로서로 나란한 열에 병치된다. 단열 요소(9)는 상부 경사 벽(7)이나 하부 경사 벽(8) 중 어느 하나와의 교차 지점을 따라 연장된 끝 벽(3)의 단열 요소(미도시)를 제외하고는 평행 육면체의 일반적인 형상을 갖는다. 실제로 이들 단열 요소는 끝 벽(3)의 팔각형의 형상에 맞도록, 직각 사다리꼴이나 직각 삼각형의 일반적인 형상을 갖는다. 단열 요소(9)는 대응되는 벽(3, 4, 8)의 실링 멤브레인(17a, 17b, 17c)이 고정되는 평면의 면을 함께 형성한다.

도시된 실시예에서 각각의 단열 요소(9)는 평행한 바닥 패널(10)과 커버 패널(11)을 포함한다. 각각의 단열 요소(9)는 바닥 패널(10)과 커버 패널(11)에 대해 직각으로 연장되어 내부 공간을 정의하는 네 개의 사이드 패널(12)을 포함한다. 나아가 탱크(1)의 두께 방향으로 바로 세워진 복수 개의 스페이서(도 3에는 미도시)가 바닥 패널(10)과 커버 패널(11) 사이에서 이들에 대해 직각으로 배치된다. 바닥 패널(10), 커버 패널(11), 사이드 패널(12) 및 스페이서는 예컨대 합판으로 제작된다. 또한 스페이서 사이에 형성된 구획(compartment)은 예컨대 펄라이트나 유리 솜과 같은 단열 라이닝(미도시)으로 라이닝될 수 있다.

단열 요소(9)는 지지 구조물(2)에 용접된 수지 비드(미도시) 및/또는 스터드(13)에 의해 지지 벽에 고정된다. 일 실시예에 따르면 스터드(13)는 단열 요소들(9) 사이에 형성된 틈으로 탱크(1)의 내부를 향해 돌출된다. 스터드(13)는 나사산 가공이 되어, 스터드(13)에 나사산 체결이 되는 베어링 부재(14)를 갖는 너트와 협력한다. 베어링 부재(14)는 이웃하는 단열 요소(9)의 돌출된 부분에 대해 압박되어, 지지 구조물(2)에 대해 이들을 고정한다.

각각의 단열 요소(9)는 실링 멤브레인(17a, 17b, 17c)의 주름진 금속 판(18)의 모서리를 고정하기 위한 금속 판(15, 16)을 구비한다. 금속 판(15, 16)은 단열 요소(9)의 두 반대측에 각각 평행한 두 직각 방향으로 연장된다. 금속 판(15, 16)은 예컨대 스크류, 리벳 또는 스테이플에 의해 커버 패널(9)에 고정된다. 금속 판(15, 16)은 금속 판(15, 16)의 내면이 커버 패널(11)의 내면과 동일 평면상에 있도록, 커버 패널(11)의 내면에 형성된 공간에 배치된다.

탱크(2)의 각 벽(3, 4, 8)은 복수 개의 주름진 금속 판(18)으로 이루어진 실링 멤브레인(17a, 17b, 17c)을 더 구비한다. 주름진 금속 판(18)은 특히 스테인레스강, 알루미늄, 인바®, 즉 팽창 계수가 통상적으로 1.2x10^-6과 2x10^-6K^-1 사이를 포함하는 철과 니켈 합금 또는 팽창 계수가 통상적으로 대략 7x10^-6K^-1인 고함량의 망간을 포함하는 철 합금으로 제작될 수 있다.

주름진 금속 판(18)은 한편으로는 밀폐되는 방식으로 서로 용접되어 겹쳐지고, 다른 한편으로는 실링 멤브레인(17a, 17b, 17c)을 단열 배리어(19)에 고정하도록 금속 판(15, 16)에 용접된다.

대부분의 주름진 금속 판(18)은 실질적으로 직사각형의 형상을 갖는다. 단 하부 경사 벽(8)이나 상부 경사 벽 중 어느 하나와 형성된 코너를 따라 연장된 끝 벽(3)의 주름진 금속 판(20)은 끝 벽(3)의 팔각형의 형상에 맞도록, 직각 사다리꼴이나 직각 삼각형의 일반적인 형상을 갖는다. 경사 벽(8)과 형성된 코너의 정점을 따라 연장된 이들 주름진 금속 판(20)의 모서리는 톱날 형상을 갖는다.

각각의 실링 멤브레인(17a, 17b, 17c)은 평행한 주름부들로 각각 이루어진 두 일련의 주름부(21a, 22a; 21b, 22b; 21c, 22c)를 포함한다. 각 실링 멤브레인(17a, 17b, 17c)의 두 일련의 주름부의 방향은 서로 직각이다. 끝 벽(3)의 실링 멤브레인(17a)의 두 일련의 주름부(21a, 22a)는 각자 수평하게 그리고 수직하게 배향된다. 바닥 벽(4)의 실링 멤브레인(17b)의 두 일련의 주름부(22b, 21b)는 탱크(1)의 길이 방향으로 그리고 상기 길이 방향에 직각으로 배향된다. 경사 벽(8)의 실링 멤브레인(17c)의 두 일련의 주름부(22c, 21c) 역시 탱크(1)의 길이 방향으로 그리고 상기 길이 방향에 직각으로 배향된다.

바닥 벽(4)과 끝 벽(3) 간의 교차 지점에 배치된 코너 배치부(23)는 복수 개의 금속 코너 피스(24)로 구성된 실링 멤브레인을 포함한다. 각각의 코너 피스(24)는 끝 벽(3)과 바닥 벽(4)에 각자 평행한 두 개의 플랜지를 포함한다. 두 개의 플랜지 중 어느 하나의 모서리는 끝 벽(3)의 단열 요소(9)에 의해 마련되는 금속 판(15, 16)에 고정되는 반면, 다른 플랜지의 모서리는 바닥 벽(4)의 단열 요소(9)에 의해 마련되는 금속 판(15, 16)에 고정된다. 또한 이웃하는 코너 피스(24)는 함께 용접되어 서로 겹쳐진다. 코너 피스(24)는 끝 벽(3)과 바닥 벽(4)의 실링 멤브레인(17a, 17b) 간에 밀폐되는 연결 지점을 제공하도록, 한편으로는 끝 벽(3)의 이웃하는 금속 판(18)에 겹쳐져 용접되고, 다른 한편으로는 바닥 벽(4)의 이웃하는 금속 판(18)에 겹쳐져 용접된다.

더욱이 각각의 코너 피스(24)는 바닥 벽(4)과 끝 벽(3)의 교차 지점에 형성된 모서리에 평행한 방향으로 코너 피스(24)의 변형이 가능하도록, 코너 피스(24)의 일단으로부터 타단으로 두 플랜지를 따라 연장된 하나 이상의 주름부(25)를 포함하는데, 본 실시예에서는 두 개가 도시되어 있다.

코너 피스(24)의 각 주름부(25)는 한편으로는 바닥 벽(4)의 주름부(22b) 중 어느 하나와 동일선상에 있고, 다른 한편으로는 끝 벽(3)의 수직 주름부(22a)와 동일선상에 있다. 따라서 응력 집중을 제한할 수 있도록 하는 주름부(22a, 22b)의 연속성이 바닥 벽(4)과 끝 벽(3)의 교차 지점의 높이에서 보장된다.

끝 벽(3) 중 어느 하나와 바닥 벽(4)이나 천장 벽(5) 간의 교차 지점에 있는 다른 모든 코너 배치부도 동일한 배치를 갖는다는 것을 유의해야 한다. 더욱이 끝 벽(3) 중 어느 하나와 측벽(6) 중 어느 하나 간의 교차 지점에 있는 코너 배치부도 마찬가지인데, 유일한 차이점은 코너 피스(24)의 각 주름부(25)가 수직 주름부(21b) 중 어느 하나가 아닌 끝 벽의 수평 주름부(21a)와 동일선상에 있다는 것이다.

또한 바닥 벽(4)과 하부 경사 벽(8) 간의 교차 지점에 있는 코너 배치부(26)도 유사한 배치를 갖는데, 이러한 종류의 코너 배치부(26)의 코너 피스(27)는 코너 피스(27)의 두 플랜지 사이의 각도가 90°가 아닌 135°라는 점에서만 앞서 설명된 코너 피스(24)와 다르다. 따라서 코너 피스(27)는 각각 한편으로는 바닥 벽(4)의 주름부(21b) 중 어느 하나와 동일선상에 있고, 다른 한편으로는 하부 경사 벽(8)의 주름부(21c) 중 어느 하나와 동일선상에 있는 주름부(28)를 포함한다. 두 끝 벽(3)을 연결하는 여덟 개의 벽(4, 5, 6, 7, 8) 중 둘 간의 교차 지점에 있는 다른 모든 코너 배치부도 유사한 배치를 갖는다는 것을 유의해야 한다.

끝 벽(3) 중 어느 하나와 상부 경사 벽(7)이나 하부 경사 벽(8) 중 어느 하나 간의 교차 지점에 있는 각 코너 배치부(29)로서는 앞서 설명된 코너 배치부와 매우 다른 구조를 갖는다. 실은 도 3에 도시된 바와 같이 하부 경사 벽(8)과 끝 벽(3) 간의 교차 지점에 있는 코너 배치부(29)는 하부 경사 벽(8)의 주름부(22c)를 끝 벽(3)의 수직 주름부(22a)와 수평 주름부(21a)에 교번하여 연결하도록 형성된 실링 멤브레인을 포함한다.

이를 위해 코너 배치부(29)의 실링 멤브레인은 각각 경사 벽(8)의 주름부(22c) 중 어느 하나를 끝 벽(3)의 수평 주름부(21a) 중 어느 하나에 연결할 수 있도록 하는 제1 주름 편차부(30) 및 각각 경사 벽(8)의 주름부(22c) 중 어느 하나를 끝 벽(3)의 수직 주름부(22a) 중 어느 하나에 연결할 수 있도록 하는 제2 주름 편차부(31)를 포함한다.

보다 구체적으로 코너 배치부(29)는 복수 개의 코너 피스(32)를 포함한다. 각각의 코너 피스(32)는 끝 벽(3)과 경사 벽(8)에 각자 평행한 두 개의 플랜지를 포함한다. 두 개의 플랜지 중 어느 하나의 모서리는 끝 벽(3)의 단열 요소(9)에 의해 마련되는 금속 판(15, 16)에 고정되고, 다른 플랜지의 모서리는 하부 경사 벽(8)의 단열 요소(9)에 의해 마련되는 금속 판(15, 16)에 고정된다. 또한 이웃하는 코너부(32)는 함께 용접되어 서로 겹쳐진다. 코너 피스(32)는 하부 경사 벽(8)과 끝 벽(3)의 실링 멤브레인(17a, 17b) 간에 밀폐되는 접합 지점을 보장하도록, 한편으로는 끝 벽(3)의 이웃하는 금속 판(20)에 겹쳐져 용접되고, 다른 한편으로는 경사 벽(8)의 이웃하는 금속 판(18)에 겹쳐져 용접된다.

각각의 코너 피스(32)는 끝 벽(3)과 하부 경사 벽(8)의 교차 지점에 형성된 모서리에 평행한 방향으로 코너 피스(32)의 변형을 허용하도록, 코너 피스(32)의 일단으로부터 타단으로 두 플랜지를 따라 연장된 하나 이상의 주름 부분(33, 34)을 포함하는데, 본 실시예에서는 두 개가 도시되어 있다.

앵글부(32)의 각 주름 부분(33, 34)은 하부 경사 벽(8)의 주름부(22c)와 동일선상에 있다.

또한 코너 배치부(29)는 삼각형의 금속 접합 피스(35, 36)를 포함하는데, 각각 코너 피스(32) 중 어느 하나 및 하부 경사 벽(8)과 형성된 코너를 따라 연장된 끝 벽(3)의 금속 판(20) 중 어느 하나에 겹쳐져 용접된다. 각각의 이들 접합 피스(35, 36)는 절곡 주름 부분(38, 39)을 포함하는데, 여기서는 145°로 절곡되어 있으며, 그 끝단 중 어느 하나는 코너 피스(32)의 주름 부분(33, 34) 중 어느 하나에 연결되고, 그 다른 끝단은 끝 벽(3)의 수평 주름부(21a) 중 어느 하나 또는 그 수직 주름부(22a) 중 어느 하나에 연결된다. 절곡 주름 부분(38, 39)은 이들이 끝 벽(3)의 수평 주름부(21a) 중 어느 하나에 연결되는지 아니면 수직 주름부(22a) 중 어느 하나에 연결되는지에 따라 어느 한 방향이나 다른 방향으로 배향된다.

따라서 도시된 실시예에서 각각의 제1 및 제2 편차 부분(30, 31)은 코너 피스(32)와 접합 피스(35, 36)의 일부분에 의해 형성된다.

끝 벽(3)의 수평 주름부(21a) 사이의 주름 간 거리는 끝 벽(3)의 수직 주름부(22a) 사이의 주름 간 거리와 동일하다. 끝벽의 주름부(21a, 22a) 사이의 이러한 주름 간 거리는 이하에서 x로 표시되어 있다.

나아가 탱크의 길이 방향으로 연장된 바닥 벽의 주름부(22b) 사이 및 천장 벽(5)과 측벽(6)의 그 길이 방향의 주름부 사이의 주름 간 거리는 상기 주름 간 거리(x)와 동일하다.

또한 하부 경사 벽(8)의 주름부(22c)와 끝 벽(3)의 수평 및 수직 주름부(21a, 22a) 간의 맞춤을 보장하기 위하여, 하부 경사 벽(8)의 주름부(22c)의 주름 간 거리(y) 및 끝 벽(3)의 수평 주름부(21a)와 수직 주름부(22a) 사이의 주름 간 거리(x)는 도 4를 참조하여 아래 설명된 방법에 의해 결정된다.

도 4는 끝 벽(3)과 경사 벽(8) 간의 연결 지점에서 펼쳐진 탱크를 도시한 다이어그램이다. 이는 끝 벽(3)과 하부 경사 벽(8) 간의 교차 지점에 형성된 모서리(37)가 수평 방향에 대해 45°의 각도(θ)로 경사진 도 1의 실시예에 대응된다. 다시 말하면 끝 벽(3)의 수평 주름부(21a)도 끝 벽(3)과 하부 경사 벽(8) 간의 교차 지점에 형성된 모서리(37)에 대해 45° 각도로 경사져 있다.

주름부(21a, 22a, 22c) 간의 적절한 맞춤을 보장하기 위하여, 주름 간 거리(y)는 아래 공식의 함수로 결정된다.

예를 들어 -50℃ 와 0℃ 사이를 포함하는 온도로 저장되는 액화 석유 가스를 수용하기 위해 의도된 탱크의 경우, 주름 간 거리(x)는 대략 600mm이며, 따라서 주름 간 거리(y)는 424.3mm이다. 다른 예에 따르면 -163℃로 대기압에서 저장되는 액화 천연 가스를 수용하기 위해 의도된 탱크의 경우, 더 낮은 저장 온도를 고려하여 주름 간 거리(x)는 더 작은데, 예컨대 대략 340mm이다. 이 경우 주름 간 거리(y)는 240.4mm이다.

도 5 내지 8을 참조하면, 탱크가 몇몇 다른 일반적인 형상을 갖고 있어서 끝 벽(3)의 수평 주름부(21a)가 끝 벽(3)과 하부 경사 벽(8) 사이에 형성된 모서리(37)에 대해 45°와 다른 각도(θ)로 경사져 있을 때, 끝 벽(3)과 하부 경사 벽(8) 간의 연결 지점에서 펼쳐진 탱크를 도시한 다른 다이어그램이 나타나 있다.

이때 이들 실시예의 경우, 주름 간 거리(y)는 하부 경사 벽(8)의 주름부(22c) 사이에 일정하게 유지되고, 끝 벽의 수평 주름부 사이와 수직 주름부 사이의 주름 간 거리(x)는 동일한데, 모서리(37)를 교차하는 하부 경사 벽(8)의 일부 주름부(22c)만 끝 벽(3)의 주름부(21a, 22a)에 연결되는 한편, 하부 경사 벽(8)의 나머지 주름부(22c)는 모서리(37) 이전에 중단된다.

따라서 수평 주름부(22a)에 연결된 하부 경사 벽(8)의 주름부(22c)는 주름 간 거리(y)에 n1을 곱한 값과 같은 거리(z1)로 서로 이격되되, n1은 1보다 큰 정수이고, 수직 주름부에 연결된 하부 경사 벽(8)의 주름부(22c)는 주름 간 거리(y)에 n2를 곱한 값과 같은 거리(z2)로 서로 이격되되, n2는 1보다 큰 정수이다.

해당하는 해법이 존재하기 위하여, 모서리(37)와 수평 주름부(21a) 사이에 형성된 각도(θ)는 아래 공식을 만족해야 한다.

또한 주름 간 거리(x, y) 간의 비는 전술한 공식에 의해 정의된다. 즉

또는 등가 공식

45°의 각도를 갖는 도 4의 상황도 n1 = n2 = 2로 이들 공식을 만족한다는 것을 유의해야 할 것이다.

도 5는 각도(θ)가 26.6°인 제2 실시예에 대응되는데, 변수(n1, n2)가 각자 4 및 2와 같은 것에 해당한다. 예로서 600mm의 주름 간 거리(x)의 경우, 주름 간 거리(y)는 335.4mm이다.

도 6은 각도(θ)가 33.7°인 제3 실시예에 대응되는데, 변수(n1, n2)가 각자 3 및 2와 같은 것에 해당한다. 예를 들어 600mm의 주름 간 거리(x)의 경우, 주름 간 거리(y)는 360.6mm이다.

도 7은 각도(θ)가 18.4°인 제4 실시예에 대응되는데, 변수(n1, n2)가 각자 6 및 2와 같은 것에 해당한다. 예를 들어 600mm의 주름 간 거리(x)의 경우, 주름 간 거리(y)는 316.2mm이다.

도 8은 끝 벽(3)의 수평 주름부(21a)가 한편으로는 45°와 다르고, 다른 한편으로는 공식

을 만족하지 않는 각도(θ)로 모서리(27)에 대해 경사져 있을 때, 끝 벽(3)과 하부 경사 벽(8) 간의 연결 지점에서 펼쳐진 탱크의 제5 실시예를 도시한 다이어그램이다.

이러한 형태의 실시예에서는 하부 경사 벽(8)의 주름부(22c)와 끝 벽(3)의 이들 간의 맞춤을 보장하기 위하여, 하부 경사 벽(8)의 주름부(22c) 사이의 주름 간 거리가 일정하게 유지되지 않고 주기적으로 달라진다. 따라서 도 8에서 경사 벽의 주름부는 주름 간 거리(y1)이나 주름 간 거리(y2)에 의해 이격된다.

비록 본 발명은 앞서 팔각형의 단면을 갖는 다면체의 탱크의 하부 경사 벽(8)과 끝 벽(3) 간의 교차 지점의 높이로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 탱크의 두 벽 사이에 있는 어떠한 탱크의 코너에도 일반적으로 더 적용될 수 있음이 명확하다.

나아가 탱크가 도 1과 2에 도시된 것과 다른 형상을 가질 수 있음을 유의해야 한다. 특히 탱크는 뱃머리(bow of ship)에 통합되도록 의도될 수 있다. 이 경우 바닥 벽 및/또는 천장 벽에 대해 뱃머리 쪽으로 단면이 감소하는, 특히 문헌 FR2826630의 도 1에 도해적으로 나타난 바와 같은 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로 각 하부 및 상부 경사 벽에 대해 뱃머리 쪽으로 단면이 감소하는 오각형의 형상을 가져, 각각의 상부 경사 벽이 두 측벽에 의해 하부 경사 벽에 연결될 수 있다.

실링 멤브레인을 제조하기 위해 앞서 설명된 기술이 다른 종류의 탱크에도 사용될 수 있다.

도 9를 참조하면 메탄 수송선(70)의 절개도가 배의 이중 선각(72)에 장착된 각기둥의 일반적인 형상의 밀폐 및 절연 탱크(71)를 나타낸다. 탱크(71)의 벽은 탱크에 수용된 LNG와 접촉하도록 의도된 1차 밀폐 배리어, 1차 밀폐 배리어와 배의 이중 선각(72) 사이에 있는 2차 밀폐 배리어 및 1차 밀폐 배리어와 2차 밀폐 배리어 사이 및 2차 밀폐 배리어와 이중 선각(72) 사이에 각자 있는 두 절연 배리어를 포함한다.

그 자체로 공지된 방식으로서, 배의 상부 갑판에 있는 로딩/오프로딩 파이프(73)는 적절한 연결부에 의해 연안이나 항만 터미널에 연결되어, LNG를 탱크(71)로부터 또는 탱크(71)로 이동시킬 수 있다.

도 9는 로딩 및 오프로딩 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 지상 설비(77)를 포함하는 연안 터미널의 예시를 나타낸다. 로딩 및 오프로딩 스테이션(75)은 모바일 암(mobile arm)(74) 및 모바일 암(74)을 지지하는 타워(78)를 포함한다. 모바일 암(74)은 로딩/오프로딩 파이프(73)에 연결될 수 있는 절연된 유연한 튜브(79) 다발을 마련한다. 지향성 모바일 암(74)은 모든 메 탱커의 크기에 맞게 형성된다. 타워(78) 내부에는 도시되어 있지 않은 연결 파이프가 있다. 로딩 및 오프로딩 스테이션(75)은 지상 설비(77)로부터 또는 지상 설비(77)로 메탄 탱커(70)를 로딩 또는 오프로딩할 수 있도록 한다. 후자는 액화 가스 저장 탱크(80) 및 수중 파이프(76)에 의해 로딩 또는 오프로딩 스테이션(75)에 연결된 연결 파이프(81)를 포함한다. 수중 파이프(76)는 매우 먼 거리, 예컨대 5km에 걸쳐 있는 로딩 또는 오프로딩 스테이션(75)과 지상 설비(77) 간에 액화 가스의 이동을 가능하게 하는데, 이는 메탄 수송선(70)이 로딩 및 오프로딩 작업 동안 해안으로부터 먼 거리에서 유지할 수 있도록 한다.

배(70)에 있는 선상 펌프 및/또는 지상 설비(77)의 펌프 및/또는 로딩 및 오프로딩 스테이션(75)의 펌프는 액화 가스를 이동시키기 위해 필요한 압력을 생성하는 데에 사용된다.

비록 본 발명이 복수의 특정한 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이들로 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위 이내에서 설명된 수단과 그 조합에 기술적으로 동등한 모든 것을 포함한다는 것이 명확하다.

"포함한다" 또는 "이루어진다"는 동사 및 그 활용 형태의 사용은 청구항에서 언급된 것 이외 다른 요소나 단계의 존재를 배제하지 않는다.

청구항에서 괄호 사이의 어떠한 참조 부호도 그 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims

제1 및 제2 평면을 각자 교차하는 이웃한 제1 및 제2 벽(3, 8)을 포함하는 밀폐 탱크(1)로서, 각각의 상기 제1 및 제2 벽(3, 8)은 주름진 실링 멤브레인(17a, 17c)을 포함하며, 상기 제1 벽(3)의 실링 멤브레인(17a)과 상기 제2 벽(8)의 실링 멤브레인(17c)은 모서리(37)의 높이에서 만나고,
상기 제1 벽(3)의 실링 멤브레인(17a)은 제1 방향으로 연장된 평행한 주름부들로 이루어진 제1 일련의 주름부(21a) 및 상기 제1 방향을 교차하는 제2 방향으로 연장된 평행한 주름부들로 이루어진 제2 일련의 주름부(22a)를 포함하되, 상기 제1 및 제2 방향은 상기 모서리(37)를 교차하며, 상기 제1 일련의 주름부(21a)의 주름부들이 연장되는 상기 제1 방향 및 상기 제2 일련의 주름부(22a)의 주름부들이 연장되는 상기 제2 방향은 직각이고, 상기 제1 일련의 주름부(21a)의 주름부들 및 상기 제2 일련의 주름부(22a)의 주름부들은 동일한 주름 간 거리(x)에 의해 이격되며,
상기 제2 벽(8)의 실링 멤브레인(17c)은 상기 모서리(37)를 교차하는 제3 방향으로 연장된 평행한 주름부들로 이루어진 제3 일련의 주름부(22c)를 포함하고,
상기 탱크는 상기 제1 벽(3)의 실링 멤브레인(17a)과 상기 제2 벽(8)의 실링 멤브레인(17c)에 밀폐되는 방식으로 용접된 실링 멤브레인으로 이루어진 코너 배치부(29)를 더 포함하되, 상기 코너 배치부의 실링 멤브레인은
- 상기 제1 일련의 주름부(21a)의 주름부들 중 어느 하나와 동일선상에 있는 제1 끝단 및 상기 제3 일련의 주름부(22c)의 주름부들 중 어느 하나와 동일선상에 있는 제2 끝단을 갖는 주름부(33, 38)를 각각 포함하는 제1 주름 편차부(30) 및
- 상기 제2 일련의 주름부(22a)의 주름부들 중 어느 하나와 동일선상에 있는 제1 끝단 및 상기 제3 일련의 주름부(22c)의 주름부들 중 어느 하나와 동일선상에 있는 제2 끝단을 갖는 주름부(34, 39)를 각각 포함하는 제2 주름 편차부(31)를 더 포함하고,
상기 제1 주름 편차부(30)는 상기 코너 배치부(29)를 따라 상기 제2 주름 편차부(31)와 함께 끼워지며,
상기 제3 일련의 주름부(22c)의 주름부들은 일정한 주름 간 거리(y)에 의해 이격되고,
상기 제1 편차부(30)에 연결된 상기 제3 일련의 주름부(22c)의 주름부들은 n1*y와 같은 거리(z1)에 의해 서로 이격되되, n1은 1보다 큰 정수이고,
상기 제2 편차부(31)에 연결된 상기 제3 일련의 주름부(22c)의 주름부들은 n2*y와 같은 거리(z2)에 의해 서로 이격되되, n2는 1보다 크고 n1과 다른 정수이며,
상기 모서리와 상기 제1 방향 사이의 각도(θ)는 아래 방정식을 만족하는 탱크(1).
제1항에 있어서,
각각의 제1 또는 제2 주름 편차부(30, 31)는
- 상기 제1 및 제2 평면 중 어느 하나와 다른 하나에 각자 평행한 두 개의 플랜지로 이루어진 적어도 하나의 코너 피스부(32)로서, 상기 코너 피스부의 일단으로부터 타단으로 상기 두 개의 플랜지를 따라, 상기 제3 일련의 주름부(22c)의 주름부들 중 어느 하나와 동일선상에 있는 있는 주름 부분(33, 34)을 포함하는 코너 피스 부분(32) 및
- 상기 코너 피스부의 주름 부분(33, 34)을 상기 제1 또는 제2 일련의 주름부(21a, 22a)의 주름부들 중 어느 하나에 연결하는 절곡 주름 부분(38, 39)을 포함하는 연결 피스(35, 36)를 포함하는 탱크(1).
제1항 또는 제2항 중 어느 하나에 있어서,
상기 모서리를 교차하는 상기 제1 및 제2 일련의 주름부(21a, 22a)의 각 주름부들은 상기 제1 또는 제2 주름 편차부(30, 31) 중 어느 하나에 의해 연장되는 탱크(1).
제1항에 있어서,
상기 제3 일련의 주름부(22c)의 두 주름부 사이의 주름 간 거리(y)는 다음 공식을 만족하는 탱크(1).
제1항에 있어서,
상기 제3 일련의 주름부(22c)의 주름부들은 상기 모서리(37)를 따라 제1 주름 간 거리(y1)와 제2 주름 간 거리(y2)로 분포되는데, 상기 제1 및 제2 주름 간 거리(y1, y2)는 상기 제1 일련의 주름부(21a)의 주름부들 및 상기 제2 일련의 주름부(22a)의 주름부들이 동일한 주름 간 거리(x)에 의해 이격되는 것과 같은 탱크(1).
제1항에 있어서,
상기 제3 방향은 상기 모서리(37)에 대해 직각인 탱크(1).
제1항에 있어서,
상기 탱크는 상기 탱크의 길이 방향으로 연장된 벽(4, 5, 6, 7, 8)에 의해 서로 연결된 두 개의 끝 벽(3)을 가지며,
상기 제1 벽은 상기 두 개의 끝 벽(3) 중 어느 하나를 이루고, 상기 제2 벽은 상기 탱크의 길이 방향으로 연장된 벽(4, 5, 6, 7, 8) 중 어느 하나를 이루는 탱크(1).
제1항에 있어서,
상기 제2 벽(8)의 실링 멤브레인(17c)은 상기 제1 및 제2 벽(3, 8) 간의 교차 지점에 형성된 상기 모서리(37)에 평행한 방향으로 연장된 주름부들로 이루어진 제4 일련의 주름부(21c)를 포함하는 탱크(1).
유체를 운반하기 위한 배(70)로서,
선각(72) 및 상기 선각에 배치되는 제1항에 따른 탱크(71)를 포함하는 배(70).
제9항에 따른 배를 로딩 또는 오프로딩하는 방법으로서,
유체가 절연 파이프(73, 79, 76, 81)를 통하여, 부유식이나 지상 저장 설비(77)로부터 상기 배(70)의 탱크(71)로 또는 상기 배(70)의 탱크(71)로부터 부유식이나 지상 저장 설비(77)로 공급되는 방법.
유체를 전송하기 위한 시스템으로서,
상기 시스템은 제9항에 따른 배(70), 상기 배의 선각에 설치된 상기 탱크(71)를 부유식이나 지상 저장 설비(77)에 연결하도록 형성되는 절연 파이프(73, 79, 76, 81) 및 상기 절연 파이프를 통하여 상기 부유식이나 지상 저장 설비로부터 상기 배의 탱크로 또는 상기 배의 탱크로부터 상기 부유식이나 지상 저장 설비로 유체를 보내기 위한 펌프를 포함하는 시스템.
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