KR20210000783A - 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조 - Google Patents
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Abstract
액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조가 개시된다. 본 발명은 서로 이웃하는 단열패널 사이를 연결하는 브릿지 플레이트가 2개로 분할되고 두 분할체가 서로 회동 가능하게 연결되는 구조로 마련됨으로써, 단열패널과 브릿지 플레이트의 연결부에 작용하는 응력 및 브릿지 플레이트 자체에 걸리는 응력이 상당히 완화되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 이웃하는 단열패널 사이를 연결하는 브릿지 플레이트를 2개로 분할하고 두 분할체가 서로 회동 가능하게 연결되는 구조로 마련함으로써, 단열패널의 거동에 의해 브릿지 플레이트에 걸리는 응력을 완화시키는 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조에 관한 것이다.
천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG')의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선 등과 같이 LNG를 수송 혹은 저장하기 위한 구조물에는 LNG의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히 '화물창'이라고도 함)가 설치된다.
LNG 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 통상적으로 멤브레인형 저장탱크는 GTT의 NO 96형과 MARK Ⅲ형 등으로 나눠지며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형 등으로 나눠진다.
NO 96형 저장탱크는, 0.5 ~ 0.7㎜ 두께의 인바(Invar, 36% 니켈강) 멤브레인으로 이루어지는 1차 및 2차 밀봉벽과, 플라이우드 박스(plywood box)에 펄라이트(perlite) 분말 등의 단열재를 채운 단열박스(insulation box) 형태로 마련되는 1차 및 2차 단열벽을 포함한다.
NO 96형 저장탱크는 1차 밀봉벽 및 2차 밀봉벽이 거의 같은 정도의 액밀성 및 강도를 가지고 있어, 1차 밀봉벽의 누설시 상당한 기간동안 2차 밀봉벽만으로도 화물을 안전하게 지탱할 수 있다.
또한, NO 96형 저장탱크는 단열벽이 목재 상자 내부에 단열재를 채운 형태이므로, MARK Ⅲ형 저장탱크에 비하여 높은 압축강도와 강성을 갖출 수 있으며, 용접이 간편하여 자동화율이 높다.
MARK Ⅲ형 저장탱크는, 1.2mm 두께의 스테인리스강(SUS) 멤브레인으로 이루어지는 1차 밀봉벽과, 트리플렉스(triplex)로 이루어지는 2차 밀봉벽, 그리고 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)의 상면이나 하면에 목재 합판을 접착한 단열패널(insulation panel)로 마련되는 1차 및 2차 단열벽을 포함한다.
MARK Ⅲ형 저장탱크의 1차 밀봉벽은 극저온 상태의 LNG에 의한 열수축을 흡수하기 위해 파형 주름부를 가지며, 이러한 파형 주름부에서 멤브레인의 변형을 흡수하므로 멤브레인 내에는 큰 응력이 생기지 않는다.
MARK Ⅲ형 저장탱크는 파형 주름을 가지는 1차 밀봉벽의 용접 자동화율이 낮아 설치/제작 측면에서 불리함이 있으나, 인바 멤브레인에 비해 스테인리스강 멤브레인 및 트리플렉스의 가격이 싸고 시공이 간편하며, 폴리우레탄 폼의 단열효과가 뛰어나 널리 사용되고 있다.
상술한 바와 같이 멤브레인형으로 제작되는 액화천연가스 저장탱크는, 내부에 단열재가 충진된 단열박스 또는 샌드위치 형태의 단열패널을 단열벽의 구성요소로써 포함하는데, 이때 단열박스 사이 또는 단열패널 사이에는 설치 공차를 위해 소정의 간극(gap)을 두어야 한다.
그런데 간극의 상부에 설치되는 밀봉벽은 하부에 지지구조가 없는 것이 되어, 이 상태에서 밀봉벽이 하중을 받으면 밀봉벽의 특정 부위에 응력이 집중되는 문제가 있다. 이러한 문제는 단열벽이 단열박스보다 열수축량이 더 큰 단열패널로 구성되는 경우에 더욱 심하게 발생할 수 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 국내 등록특허 제10-1805506호에는 단열벽을 구성하는 단열보드 사이를 연결 패널로 연결하여, 단열벽에 의한 밀봉벽의 지지구조가 연속적으로 이어지도록 함으로써 밀봉벽의 특정 부위에 응력이 집중되는 것을 방지하는 방법이 제시되어 있다.
도 1은 종래의 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 연결 브릿지 구조의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 액화천연가스 저장탱크는, 단열패널(10)의 상부면에 단차가 구비되고, 서로 인접하는 단열패널(10)의 단차 부분이 브릿지 플레이트(20)에 의해 서로 연결된다.
그런데 종래의 브릿지 플레이트(20)는 단열패널(10)의 상부에 본딩(bonding)에 의해 고정되어 패널의 움직임을 그대로 전달 받게 되며, 따라서 도 2에 도시된 바와 같이 열수축 하중 또는 선체의 변형에 의하여 단열패널(10)의 거동이 발생하는 경우, 브릿지 플레이트(20)의 중앙부에 과도한 응력이 유발되는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 서로 이웃하는 단열패널 사이를 연결하는 브릿지 플레이트를 2개로 분할하고 두 분할체가 서로 회동 가능하게 연결되는 구조로 마련함으로써, 단열패널의 거동에 의해 브릿지 플레이트에 걸리는 응력을 완화시키고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 단열재와 상기 단열재의 상면에 부착되는 상부 플레이트를 포함하며, 액화천연가스 저장탱크의 단열벽을 구성하는 복수의 단열패널; 및 서로 인접하는 상기 단열패널의 상부 가장자리에 각각 형성되는 단차부에 걸쳐지도록 배치되어, 서로 인접하는 상기 단열패널 사이를 연결하는 브릿지 플레이트를 포함하고, 상기 브릿지 플레이트는 제1 분할체와 제2 분할체로 분할 제작되며, 상기 제1 분할체 및 상기 제2 분할체가 회동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조를 제공한다.
상기 제1 분할체와 상기 제2 분할체는 핀(pin)에 의해 상기 브릿지 플레이트의 중심을 기준으로 회동 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제1 분할체는 凹 형상으로 마련되고 상기 제2 분할체는 凸 형상으로 마련되어, 상기 제1 분할체에서 오목하게 파인 공간에 상기 제2 분할체의 돌출된 부분이 삽입된 상태에서 상기 핀을 상기 제1 분할체 및 상기 제2 분할체을 동시에 관통하도록 체결시킬 수 있다.
상기 핀은, 상기 제1 분할체와 상기 제2 분할체가 연결된 상기 브릿지 플레이트의 전체 길이에 대한 중심 방향에 삽입 체결될 수 있다.
상기 단열재는 폴리우레탄 폼 또는 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼으로 마련되고, 상기 상부 플레이트는 플라이우드 또는 섬유강화 플라스틱으로 마련되며, 상기 단차부는 상기 상부 플레이트의 가장자리 둘레를 따라 형성될 수 있다.
상기 브릿지 플레이트는 플라이우드 또는 섬유강화 플라스틱으로 마련되고, 상기 단차부에 안착되는 상기 브릿지 플레이트의 상면은 상기 상부 플레이트의 상면과 동일평면을 이룰 수 있다.
상기 브릿지 플레이트는 상기 단차부에 접착제에 의해 본딩 고정될 수 있다.
상기 브릿지 플레이트는 상기 단차부에 스크류 또는 리벳에 의해 고정될 수 있다.
본 발명은 서로 이웃하는 단열패널 사이를 연결하는 브릿지 플레이트가 2개로 분할되고 두 분할체가 서로 회동 가능하게 연결되는 구조로 마련됨으로써, 단열패널과 브릿지 플레이트의 연결부에 작용하는 응력 및 브릿지 플레이트 자체에 걸리는 응력이 상당히 완화되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 연결 브릿지 구조의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 브릿지 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 연결 브릿지 구조의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 연결 브릿지 구조의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 브릿지 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 연결 브릿지 구조의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명에서 '1차' 및 '2차'라는 용어의 사용은, 저장탱크에 저장된 LNG를 기준으로 LNG를 1차적으로 밀봉 또는 단열하는 기능을 하는 것인지, 2차적으로 밀봉 또는 단열하는 기능을 하는 것인지에 대한 구분 기준으로 구사된 것이다.
또한, 관례상 탱크의 요소에 적용된 용어 '상부' 또는 '위'는 중력에 대한 방향과는 관계없이 탱크의 내측을 향하는 방향을 가리키는 것이고, 마찬가지로, 용어 '하부' 또는 '아래'는 중력에 대한 방향과는 관계없이 탱크의 외측을 향하는 방향을 가리키는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 브릿지 플레이트를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 연결 브릿지 구조의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 본 발명에 따른 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조는, 선체 내벽 상에 배치되는 2차 단열벽과 그 상측에 배치되는 1차 단열벽, 그리고 2차 단열벽의 상부와 1차 단열벽의 상부에 각각 밀착되게 설치되는 2차 밀봉벽 및 1차 밀봉벽을 포함하는 이중 방벽(dual barrier) 구조의 액화천연가스 저장탱크에 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명에서 1차 및 2차 밀봉벽은 인바(Invar), 스테인리스강(SUS), 알루미늄(Aluminum) 합금 등, 저온 취성에 강한 다양한 금속 재질 중 어느 하나를 선택적으로 채용하여 이루어질 수 있으며, 평판 혹은 주름형 금속 멤브레인을 모두 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 다른 액화천연가스 저장탱크는, 밀봉벽을 지지하는 단열벽을 구성하는 요소로서, 단열재(110)와 단열재(110)의 상면에 부착되는 상부 플레이트(120)를 포함하는 복수의 단열패널(100)과, 서로 인접하는 단열패널(100) 사이를 연결하는 브릿지 플레이트(200)를 포함할 수 있다.
단열패널(100)은, 폴리우레탄 폼(PUF) 또는 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼(R-PUF)으로 이루어지는 단열재(110)의 상면이나 하면 혹은 상하면 모두에 플라이우드(plywood) 또는 복합재(composite materials)로 이루어지는 플레이트가 부착되는 샌드위치 패널로 마련될 수 있다. 복합재는 예컨대 섬유강화 플라스틱(GRP: Glass Reinforced Plastic)와 같은 소재일 수 있다.
브릿지 플레이트(200)는 서로 이웃하는 단열패널(100) 사이에 걸쳐지도록 배치된다. 이를 위해 단열패널(100)의 상단부 가장자리에는 브릿지 플레이트(200)의 단부가 안착되는 단차부가 형성될 수 있다.
도 3은 단열패널(100)의 일부만 나타낸 것으로, x 방향으로 인접하는 단열패널(100) 사이를 연결하는 브릿지 플레이트(200)의 구성만 도시되어 있지만, 저장탱크 내에서 y 방향으로 인접하게 배치되는 단열패널(100)들도 브릿지 플레이트(200)에 의해 연결될 수 있음을 이해해야 한다.
따라서 도면에는 단열패널(100)의 상부에 마련되는 상부 플레이트(120)의 양측 가장자리에만 단차부가 형성되는 것이 도시되어 있지만, 실제로는 상부 플레이트(120)의 둘레를 따라 단차부가 형성될 수 있다.
브릿지 플레이트(200)는 단열패널(100)의 상부 가장자리에 형성되는 단차부에 스크류(screw) 또는 리벳(rivet) 등의 체결부재에 의해 고정되거나, 또는 접착제에 의해 본딩(bonding) 고정될 수 있다. 단차부에 안착되는 브릿지 플레이트(200)의 상면은 단열패널(100)의 상면, 즉 상부 플레이트(120)의 상면과 동일평면을 이루게 된다.
브릿지 플레이트(200)는 단열패널(100)의 상부 플레이트(120)과 마찬가지로 플라이우드 또는 섬유강화 플라스틱 등의 복합재로 마련될 수 있다.
한편, 본 발명의 브릿지 플레이트(200)는, 제1 분할체(210) 및 제2 분할체(220)로 분할 제작되고, 두 분할체(210, 220)가 핀(pin, 230)에 의해 회동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 두 분할체(210, 220)를 회동 가능하게 연결하는 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다. 그러나 두 분할체(210, 220) 간의 체결 방식이 이하에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 두 분할체(210, 220)가 서로 회동 가능하게 연결하는 다양한 체결 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
본 실시예에서 제1 분할체(210)는 凹 형상으로 마련되고 제2 분할체(220)체는 凸 형상으로 마련되어, 제1 분할체(210)에서 오목하게 파인 공간에 제2 분할체(220)의 돌출된 부분이 삽입된 상태에서 핀(230)을 체결시킴으로써, 제1 분할체(210)와 제2 분할체(220)가 회동 가능하게 연결될 수 있다.
즉, 본 발명의 브릿지 플레이트(200)는, 두 분할체(210, 220)가 핀(230)을 중심으로 회동이 가능하게 연결되는 구조에 의해 접힐 수 있는 구조로 마련될 수 있다. 이때 브릿지 플레이트(200)가 중심을 기준으로 접힐 수 있도록 핀(230)은 브릿지 플레이트(200)의 전체 길이에 대하여 중심에 삽입 체결될 수 있다. 따라서 x 방향에 대한 제1 분할체(210)의 길이(L1)는, 돌출부를 포함하는 제2 분할체(220)의 전체 길이(L2)와 동일하게 마련될 수 있다.
본 발명에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 열수축 하중 또는 선체의 변형에 의해 발생하는 단열패널(100)의 거동에 대하여 브릿지 플레이트(200)의 접히는 구조에 의해 유연하게 대처 가능하여, 단열패널(100)과 브릿지 플레이트(200)의 연결부에 작용하는 응력 및 브릿지 플레이트(200) 자체에 걸리는 응력이 상당히 완화되는 효과가 있다.
이와 같은 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 단열패널
110 : 단열재
120 : 상부 플레이트
200 : 브릿지 플레이트
210 : 제1 분할체
220 : 제2 분할체
230 : 핀
110 : 단열재
120 : 상부 플레이트
200 : 브릿지 플레이트
210 : 제1 분할체
220 : 제2 분할체
230 : 핀
Claims (8)
- 단열재와 상기 단열재의 상면에 부착되는 상부 플레이트를 포함하며, 액화천연가스 저장탱크의 단열벽을 구성하는 복수의 단열패널; 및
서로 인접하는 상기 단열패널의 상부 가장자리에 각각 형성되는 단차부에 걸쳐지도록 배치되어, 서로 인접하는 상기 단열패널 사이를 연결하는 브릿지 플레이트를 포함하고,
상기 브릿지 플레이트는 제1 분할체와 제2 분할체로 분할 제작되며, 상기 제1 분할체 및 상기 제2 분할체가 회동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 분할체와 상기 제2 분할체는 핀(pin)에 의해 상기 브릿지 플레이트의 중심을 기준으로 회동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조. - 청구항 2에 있어서,
상기 제1 분할체는 凹 형상으로 마련되고 상기 제2 분할체는 凸 형상으로 마련되어, 상기 제1 분할체에서 오목하게 파인 공간에 상기 제2 분할체의 돌출된 부분이 삽입된 상태에서 상기 핀을 상기 제1 분할체 및 상기 제2 분할체을 동시에 관통하도록 체결시키는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조. - 청구항 3에 있어서,
상기 핀은, 상기 제1 분할체와 상기 제2 분할체가 연결된 상기 브릿지 플레이트의 전체 길이에 대한 중심 방향에 삽입 체결되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조. - 청구항 2에 있어서,
상기 단열재는 폴리우레탄 폼 또는 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼으로 마련되고, 상기 상부 플레이트는 플라이우드 또는 섬유강화 플라스틱으로 마련되며,
상기 단차부는 상기 상부 플레이트의 가장자리 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조. - 청구항 5에 있어서,
상기 브릿지 플레이트는 플라이우드 또는 섬유강화 플라스틱으로 마련되고,
상기 단차부에 안착되는 상기 브릿지 플레이트의 상면은 상기 상부 플레이트의 상면과 동일평면을 이루는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조. - 청구항 6에 있어서,
상기 브릿지 플레이트는 상기 단차부에 접착제에 의해 본딩 고정되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조. - 청구항 6에 있어서,
상기 브릿지 플레이트는 상기 단차부에 스크류 또는 리벳에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조.
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KR1020190075610A KR20210000783A (ko) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조 |
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KR1020190075610A KR20210000783A (ko) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 액화천연가스 저장탱크의 단열패널간 연결 브릿지 구조 |
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KR (1) | KR20210000783A (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230037425A (ko) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | 현대중공업 주식회사 | 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박 |
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2019
- 2019-06-25 KR KR1020190075610A patent/KR20210000783A/ko not_active Application Discontinuation
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