KR20120013238A - 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조 - Google Patents

액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조 Download PDF

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Abstract

액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 내부에 위치되는 1차 방벽을 지지하는 단열 보드에 결합되는 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조로서, 보강 부재는 1차 방벽에 형성되는 주름부를 지지하는 지지부 및 지지부와 일체로 형성되며 단열 보드 상에 접촉되는 바닥부를 포함하고, 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조는 보강 부재의 바닥부에 형성된 체결구; 단열 보드 상부면에 형성되는 홀의 하부에 형성된 체결홈 및 보강 부재와 단열 보드를 체결하기 위한 체결 부재를 포함하고, 체결 부재가 체결구와 홀을 관통하여 체결홈에 결합됨으로써 보강 부재가 단열 보드 상부에 위치 고정되도록 형성된다.

Description

액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조 {COMBINATION STRUCTURE OF REINFORCING MEMBER FOR PRIMARY BARRIER OF LNG STORAGE TANK}
본 발명은 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조에 관한 것이다.
액화천연가스 저장탱크는 약 -163℃의 초저온 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG)를 저장 또는 운반하기 위한 것으로 액화천연가스를 밀폐하기 위해 2개의 방벽(1차 방벽 및 2차 방벽)을 구비한다.
그리고, 액화 천연 가스 저장 탱크는 1차 방벽 및 2차 방벽 사이와 2차 방벽 및 내부 선체 사이에 낮은 열전도율(Thermal Conductivity)을 갖는 폴리우레탄폼(Polyurethane Foam) 재질의 단열 부재에 플라이우드(Plywood)와 같이 압축강도가 큰 단열 부재 보호판이 결합된 단열 보드를 이용하여 단열층을 형성한다.
이 때, 액화천연가스 저장탱크의 1차 방벽은 액화천연가스와 직접 접하는 부분이므로, 높은 기밀성이 요구된다. 액화 천연 가스 저장 탱크는 스테인리스 스틸 재질로 이루어진 복수의 방벽시트가 용접 결합되어 1차 방벽을 형성하는데 이들 1차 방벽들은 극저온의 액화천연가스와 접할 때 열수축이 발생하고, 열수축 발생 시 용접 부위가 열응력을 받아 파손될 수 있다.
이러한 문제 때문에, 1차 방벽들은 낮은 면강성(In-plane Stiffness)을 갖기 위해 주름부(corrugation)를 갖는다. 주름부는 열수축 발생 시 일정량 변형됨으로써 용접 부위에서의 열응력을 줄여준다.
한편, 액화천연가스가 저장된 액화천연가스 저장탱크가 선박 등의 운송수단에 의해 운송될 때, 운송 도중 발생하는 선박의 롤링(Rolling), 피칭(Pitching) 등과 같은 움직임에 의해 저장된 액화천연가스의 표면에서 출렁거림이 발생할 수 있다.
이러한 출렁거림을 슬로싱(Sloshing)이라 하는데, 이러한 슬로싱은 1차 방벽들에 큰 압축력을 가하게 된다. 이렇게 슬로싱에 의한 압축력이 1차 방벽들의 항복강도(Yield Strength)를 초과하면 변형에 가장 취약한 주름부에서 영구 변형이 발생하면서 1차 방벽들의 안전성이 떨어질 수 있다.
따라서, 1차 방벽들은 열수축에 대응하여 낮은 면강성을 유지함과 동시에, 슬로싱 발생에 의한 압축력에 대응하여 높은 내압(Pressure resistance) 성능을 가져야 한다.
1차 방벽의 내압 성능을 향상시키기 위하여 본 발명의 출원인은 출원 번호 제 10-2008-0091085호에 개시된 바와 같이 1차 방벽의 주름부 하측에 보강 부재를 설치하는 구조를 제시한 바 있다.
특허문헌 1 : 한국 특허 출원 번호 제 10-2008-0091085호
본 발명의 일 실시예는 액화천연가스 저장 탱크의 단열 보드에 결합되는 1차 방벽의 주름부의 강성을 보강하기 위한 액화천연가스 저장 탱크의 보강 부재의 결합 구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스 저장 탱크의 내부에 위치되는 1차 방벽을 지지하는 단열 보드에 결합되는 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조로서, 상기 보강 부재는 상기 1차 방벽에 형성되는 주름부를 지지하는 지지부 및 상기 지지부와 일체로 형성되며 상기 단열 보드 상에 접하는 바닥부를 포함하고, 상기 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조는 상기 보강 부재의 상기 바닥부에 형성된 체결구; 상기 단열 보드 상부면에 형성되는 홀의 하부에 형성된 체결홈 및 상기 보강 부재와 상기 단열 보드를 체결하기 위한 체결 부재를 포함하고, 상기 체결 부재가 상기 체결구와 상기 홀을 관통하여 상기 체결홈에 결합됨으로써 상기 보강 부재가 상기 단열 보드 상부에 위치 고정되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조가 제공된다.
이 때, 상기 단열 보드는 단열 부재 및 상기 단열 부재 상부에 위치하며 상기 1차 방벽을 지지하는 단열 부재 보호판을 포함하되, 상기 홀은 상기 단열 부재 보호판에 형성되며, 상기 체결홈은 상기 단열 부재 상부측에 형성될 수 있다.
이 때, 상기 보강 부재의 상기 지지부에는 상기 체결 부재가 관통하여 지날 수 있는 관통홀이 형성될 수 있다.
이 때, 상기 관통홀 및 상기 체결구는 상하 방향으로 나란하게 배열될 수 있다.
이 때, 상기 관통홀은 상기 체결구보다 더 크게 형성될 수 있다.
이 때, 상기 체결구는 상기 보강 부재의 연장 방향으로 연장된 슬릿 형상으로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 체결구는 상기 보강 부재의 연장 방향으로 나란하게 복수개로 형성될 수 있다.
이 때, 상기 체결 부재는 상기 체결홈에 나사결합 가능한 스크류, 또는 상기 체결홈에 위치되는 너트 및 상기 너트에 나사 결합가능한 볼트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조는, 1차 방벽에 구비된 주름부의 강성을 보강하는 보강 부재를 단열 보드의 상부에 고정시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재가 단열 보드의 상부에 고정된 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재의 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재가 삽입 고정되는 단열 보드의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재가 삽입 고정된 단열 보드의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조는, 자항(自航) 추진 가능한 LNG 운반선 또는 LNG RV(Regasification Vessel) 선박 내에 설치된 액화천연가스 저장탱크뿐만 아니라, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading) 또는 LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 설치된 액화천연가스 저장탱크에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재가 단열 보드의 상부에 고정된 개략도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재의 사시도이다. 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재(30)의 결합 구조는, 액화천연가스 저장 탱크의 단열 보드(50)에 결합되는 1차 방벽에 구비된 주름부의 강성을 보강하기 위해 주름부 내에 삽입되는 1차 방벽용 보강 부재(30)를 단열 보드(50)의 상부에 고정시키는 구조로서, 관통홀(37)을 통과한 체결 부재(90)가 단열 보드(50)에 체결됨으로써, 1차 방벽용 보강 부재(30)가 단열 보드(50)의 상부에 위치 고정되도록 형성된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재(30)는 단열 부재(51) 상부에 위치하는 단열 부재 보호판(55)에 형성되는 홀(53)을 따라 위치 고정된다. 그리고, 홀(53)을 따라 고정된 보강 부재(30) 상부에 1차 방벽의 주름부가 위치하면서, 1차 방벽(미도시)이 단열 보드(50) 상부에 설치된다.
이 때, 단열 부재 보호판(55)에 형성된 홀(53)은 단열 보드(50)의 길이 방향 및 폭 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재(30)는 1차 방벽의 주름부의 내면에 대응하는 외면을 갖는 지지부(31)를 포함한다. 이러한 보강 부재(30)는 1차 방벽의 주름부 내에 삽입되어 1차 방벽의 주름부의 강성을 보강한다. 이를 위해, 보강 부재(30)의 지지부(31)는 1차 방벽의 주름부에 따라 형상 및 크기가 다양하게 변경될 수 있다.
이 때, 보강 부재(30)는 단열 보드(50)의 상부에 접하도록 그 외면이 평탄한 바닥부(33)를 포함할 수 있다.
한편, 보강 부재(30)는 그 단면이 폐곡선으로 이루어진 파이프 형상으로 이루어져 구조 강도가 크고, 1차 방벽의 주름부에 가해지는 압력에 대항하여 주름부의 내면을 안정적으로 지지할 수 있다.
이 때, 보강 부재(30)는 1차 방벽과의 마찰 손상을 줄이기 위해 1차 방벽의 경도보다 낮은 표면경도를 갖는 것이 좋다. 이를 위해, 보강 부재(30)는 1차 방벽의 경도보다 낮은 재질로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 1차 방벽이 스테인리스 스틸로 이루어지는 경우, 보강 부재(30)는 알루미늄(Aluminum)이나 황동(Brass) 등 스테인리스 스틸의 경도보다 낮은 경도의 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 보강 부재(30)는 보강 부재(30)의 바닥부(33)에 형성되는 체결구(39)를 포함한다. 체결구(39)는 체결 부재(90)의 일측 단부가 관통 가능하고 타측 단부가 체결구(39)에 걸릴 수 있는 폭을 갖는 개구이다. 이에 의해, 체결구(39)를 관통한 체결 부재(90)가 보강 부재(30)를 단열 보드(50) 상부에 위치 고정시킨다.
이 때, 체결구(39)는 보강 부재(30)의 연장 방향으로 연장된 슬릿 형상으로 이루어질 수 있다. 체결 부재(90)가 체결구(39)를 관통하여 단열 보드(50)에 형성되는 체결홈(57, 도 4 참조)에 결합될 때, 슬릿 형상의 체결구(39)에 의해 체결구(39)와 체결홈(57)이 용이하게 연통된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 체결구(39)는 보강 부재(30)의 연장 방향으로 나란하게 복수개로 바닥부(33)에 형성될 수 있다. 이 때, 단열 보드(50)에도 체결구(39)에 대응하여 체결구(39)와 동일한 개수의 체결홈(57)이 형성된다. 이와 같이, 체결구(39) 및 체결홈(57)이 복수개로 형성됨으로써, 체결구(39)를 관통하여 체결홈(57)에 체결되는 복수개의 체결 부재(90)에 의해 보강 부재(30)가 단열 보드(50) 상부에 안정하게 고정될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 부재(30)에는 체결 부재(90)가 관통하여 지날 수 있는 관통홀(37)이 지지부(31)에 형성된다. 이 때, 관통홀(37)은 체결 부재(90)가 용이하게 관통되도록 바닥부(33)에 형성되는 체결구(39)와 상하 방향으로 나란하게 배열된다.
또한, 관통홀(37)은 체결구(39)와 동일한 슬릿 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 의해 체결 부재(90)가 관통홀(37)을 관통하여 체결구(39)에 용이하게 삽입될 수 있다. 이 때, 관통홀(37)은 체결구(39)보다 더 크게 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재가 삽입 고정되는 단열 보드의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 보강 부재(30)가 상부에 고정되는 단열 보드(50)는, 단열 부재(51) 및 단열 부재(51) 상부에 위치하는 단열 부재 보호판(55)을 포함한다.
이 때, 단열 부재(51)는 폴리우레탄 폼과 같은 단열 성능을 갖는 부재로서 직육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 단열 부재 보호판(55)은 단열부재 상부에 위치되어 단열 부재(51)를 보호하며 1차 방벽이 단열 부재 보호판(55)에 결합될 수 있도록 한다. 그리고, 단열 부재 보호판(55)은 플라이우드와 같은 합판으로 이루어질 수 있다.
이 때, 단열 부재 보호판(55)에는 체결 부재(90)가 관통하는 홀(53)이 형성된다. 홀(53)은 단열 부재 보호판(55)에 일방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 단열 부재(51) 상부측에는 체결 부재(90)가 결합되는 체결홈(57)이 형성된다. 체결홈(57)은 단열 부재 보호판(55)에 형성된 홀(53)의 하부에 형성된다.
이 때, 체결홈(57)은 체결 부재(90)가 단열 부재(51) 내부로 삽입되도록 체결 부재(90)를 안내한다. 예를 들어, 후술할 체결 부재(90)가 나사결합 가능한 스크류의 일종인 나사못인 경우에, 체결 부재(90)는 체결홈(57)에 의해 안내되어 단열 부재(51) 내부로 삽입 고정된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재가 삽입 고정된 단열 보드의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 체결 부재(90)는 보강 부재(30)가 단열 보드(50) 상부에 위치 고정되도록 체결구(39)를 관통하여 체결홈(57)에 결합 고정된다. 예를 들어, 체결 부재(90)는 단열 부재(51)에 형성되는 체결홈(57)에 나사결합 가능한 스크류이다.
이 때, 스크류는 단부가 원추형인 나사못일 수 있다. 따라서, 체결 부재(90)인 나사못은 체결홈(57)에 의해 안내되어 단열 부재(51) 내부로 삽입 고정된다.
본 발명의 다른 실시예로서, 체결 부재(90)는 나사 결합 가능한 볼트(미도시)일 수 있다. 이 때, 체결홈(57)에는 볼트와 체결 가능한 너트(미도시)가 위치된다. 체결 부재(90)인 볼트는 체결구(39) 및 홀(53)을 관통하여 체결홈(57)에 위치한 너트에 체결 고정된다.
본 발명의 실시예에 따른 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조는, 1차 방벽에 구비된 주름부의 강성을 보강하는 보강 부재를 단열 보드의 상부에 고정시킴으로써 단열 보드와 1차 방벽 사이에서 보강 부재를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
30: 1차 방벽용 보강 부재 31: 지지부
33: 바닥부 50: 단열 보드
51: 단열 부재 53: 홀
55: 단열 부재 보호판 57: 체결홈
90: 체결 부재

Claims (8)

  1. 액화천연가스 저장 탱크의 내부에 위치되는 1차 방벽을 지지하는 단열 보드에 결합되는 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조로서,
    상기 보강 부재는
    상기 1차 방벽에 형성되는 주름부를 지지하는 지지부 및 상기 지지부와 일체로 형성되며 상기 단열 보드 상에 접하는 바닥부를 포함하고,
    상기 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조는
    상기 보강 부재의 상기 바닥부에 형성된 체결구;
    상기 단열 보드 상부면에 형성되는 홀의 하부에 형성된 체결홈 및
    상기 보강 부재와 상기 단열 보드를 체결하기 위한 체결 부재를 포함하고, 상기 체결 부재가 상기 체결구와 상기 홀을 관통하여 상기 체결홈에 결합됨으로써 상기 보강 부재가 상기 단열 보드 상부에 위치 고정되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열 보드는
    단열 부재 및
    상기 단열 부재 상부에 위치하며 상기 1차 방벽을 지지하는 단열 부재 보호판을 포함하되,
    상기 홀은 상기 단열 부재 보호판에 형성되며,
    상기 체결홈은 상기 단열 부재 상부측에 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 부재의 상기 지지부에는 상기 체결 부재가 관통하여 지날 수 있는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 관통홀 및 상기 체결구는 상하 방향으로 나란하게 배열되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 체결구보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결구는 상기 보강 부재의 연장 방향으로 연장된 슬릿 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결구는 상기 보강 부재의 연장 방향으로 나란하게 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체결 부재는
    상기 체결홈에 나사결합 가능한 스크류,
    또는
    상기 체결홈에 위치되는 너트 및 상기 너트에 나사 결합가능한 볼트를 포함하는 액화천연가스 저장 탱크의 1차 방벽용 보강 부재의 결합 구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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