KR20210021022A - 액체 돔에 연속 주름을 갖는 밀봉 및 단열 베셀 - Google Patents
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Abstract
지지 구조물에 통합된 밀봉 및 단열 탱크로서, 탱크의 벽은 지지 구조물에 고정되는 단열 벌크 및 주름진 밀봉 멤브레인(16)을 포함하고, 밀봉 멤브레인(16)은 파동 방향에 평행한 일 시리지의 주름(18)을 포함하며,
밀봉 멤브레인의 주름(18)은 천장 벽과 샤프트(8)의 제1 벽에 고정되는 제1 액체 돔 벽(23) 사이에서 연속적이고, 제1 액체 돔 벽(23)에 인접한 제2 액체 돔 벽(24)은, 제1 액체 돔 벽(23)으로부터의 밀봉 멤브레인(16)의 하나의 상기 연속적인 주름(18)과 제1 및 제2 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인(16) 사이의 결합에 의해 형성된 릿지(22)를 최소 거리로 분리하는 방식으로 치수가 정해지는 초과 두께층(25)을 더 포함한다.
밀봉 멤브레인의 주름(18)은 천장 벽과 샤프트(8)의 제1 벽에 고정되는 제1 액체 돔 벽(23) 사이에서 연속적이고, 제1 액체 돔 벽(23)에 인접한 제2 액체 돔 벽(24)은, 제1 액체 돔 벽(23)으로부터의 밀봉 멤브레인(16)의 하나의 상기 연속적인 주름(18)과 제1 및 제2 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인(16) 사이의 결합에 의해 형성된 릿지(22)를 최소 거리로 분리하는 방식으로 치수가 정해지는 초과 두께층(25)을 더 포함한다.
Description
본 발명은 멤브레인을 구비하는 밀봉 및 단열 탱크 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 대기압에서 약 -162°C의 액화 천연 가스(LNG)를 이송하거나 예컨대 -50°C 내지 0°C 사이의 온도를 갖는 액화 석유 가스(또한, LPG라 호칭됨)를 이송하기 위한 탱크와 같이, 저온에서 액화 가스를 저장 및/또는 이송하기 위한 밀봉 및 단열 탱크의 분야에 관한 것이다. 이 탱크는 육상 또는 부유식 구조물에 설치될 수 있다. 부유식 구조물의 경우, 탱크는 액화 가스를 이송하거나 부유식 구조물을 추진하기 위한 연료로 이용되는 액화 가스를 수용하기 위한 것일 수 있다.
일 실시예에서, 액화 가스는 LNG, 즉 대기압에서 약 -162°C의 온도에서 저장된 높은 메탄 함량을 갖는 혼합물이다. 다른 액화 가스, 특히 에탄, 프로판, 부탄 또는 에틸렌도 고려될 수 있다.
문서 FR2991430은 액화 천연 가스의 이송 분야에서 밀봉 및 단열 탱크 구조물을 기술하며, 여기서 탱크는 지지 구조물 및 지지 구조물에 고정되는 탱크 벽을 포함한다. 탱크 벽은 탱크에 포함된 제품과 접촉하고 지지 구조물의 지지 벽에 평행하게 연장되는 1차 밀봉 장벽, 1차 밀봉 장벽과 지지 벽 사이에 배치되고 지지 벽에 평행하게 연장되는 2차 밀봉 장벽, 1차 밀봉 장벽과 2차 밀봉 장벽 사이에 배치되는 1차 단열 장벽, 및 2차 밀봉 장벽과 지지 벽 사이에 배치되는 2차 단열 장벽을 포함한다. 1차 밀봉 멤브레인은 탱크의 응력을 흡수하기 위해 주름을 포함한다.
지지 구조물은 상기 지지 구조물의 내부 및 외부를 연결하는 액체 돔 샤프트에 의해 상부에 형성된 개구를 구비하는 상부 벽을 포함한다. 예컨대, 이러한 지지 구조물은 상부 벽이 선박의 갑판에 의해 형성된 메탄 유조선 유형의 선박이다. 탱크는 또한 액체 돔 레벨에서 탱크의 단열 및 밀봉을 보장하기 위해 샤프트에 액체 돔 벽을 포함한다.
본 발명의 기초가 되는 한 가지 아이디어는 액체 돔의 밀봉 및 단열 탱크의 천장 벽에서 연장되는 주름의 연속성을 허용하는 것이다. 특히, 본 발명의 기초가 되는 한 가지 아이디어는 탱크의 천장 벽과 하나 이상의 액체 돔 벽 사이에서 주름이 연속적으로 연장되는 탱크를 제공하는 것이다. 본 발명의 기초가 되는 한 가지 아이디어는 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인의 주름이 액체 돔의 릿지(ridge)로부터 충분한 거리에 위치하는 방식으로 액체 돔에서 탱크 벽의 치수를 정하는 것이다. 본 발명의 기초가 되는 한 가지 아이디어는 액체 돔 벽 사이의 결합이 우수한 기계적 강도를 가지면서도 밀봉 멤브레인의 우수한 유연성을 허용하는 방식으로 액체 돔 벽의 치수를 정하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 지지 구조물에 통합된 밀봉 및 단열 탱크를 제공하고, 지지 구조물은 개구를 구비하는 상부 벽 및 상기 개구의 엣지로부터 외측으로 연장되는 샤프트 벽을 포함하며,
탱크는 지지 구조물의 상부 벽에 고정된 천장 벽을 포함하고, 상기 천장 벽은 지지 구조물의 상부 벽의 개구와 일렬로 배치되는 개구를 포함하며, 탱크는 샤프트 벽에 고정되는 액체 돔 벽을 더 포함하고,
상기 탱크 벽은 지지 구조물에 고정되는 단열 벌크 및 상기 단열 벌크에 놓이는 주름진 밀봉 멤브레인을 포함하고, 밀봉 멤브레인은 파동 방향에 평행하는 일 시리즈의 주름을 포함하며,
밀봉 멤브레인의 주름은 천장 벽과 제1 샤프트 벽에 고정된 제1 액체 돔 벽 사이에서 연속적이며, 상기 제1 샤프트 벽은 상기 연속적인 주름과 일렬로 지지 구조물의 상부 벽을 차단하고,
제1 액체 돔 벽에 인접한 제2 액체 돔 벽은 제2 샤프트 벽에 고정되고, 밀봉 멤브레인은 제1 액체 돔 벽과 제2 액체 돔 벽 사이에서 제1 릿지를 형성하며, 제1 액체 돔 벽에 인접한 제3 액체 돔 벽은 제3 샤프트 벽에 고정되고, 밀봉 멤브레인은 제1 액체 돔 벽과 상기 제3 액체 돔 벽 사이에서 제2 릿지를 형성하며,
제2 및 제3 액체 돔 벽 중 적어도 하나는 초과 두께층을 더 포함하고, 상기 초과 두께층은 다음과 같은 방식으로 치수가 정해지며:
S11+S12=D1-(d1+2E1) > e1, 및
S11< E1 및 S12< E1
여기서, 파동의 방향에 직각이고 지지 구조물의 상부 벽에 평행한 방향에 대해, S11은 상기 제2 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제2 액체 돔 벽에 속하는 제1 초과 두께층의 치수이고, S12는 상기 제3 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제3 액체 돔 벽에 속하는 제2 초과 두께층의 치수이며, D1은 제1 샤프트 벽의 치수이고, d1은 제1 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인의 치수이며, E1은 탱크 벽의 단열 벌크의 두께이고, e1은 제1 릿지와 제1 릿지에 인접한 밀봉 멤브레인의 하나의 상기 연속적인 주름 사이의 거리 및 제2 릿지와 제2 릿지에 인접한 밀봉 멤브레인의 하나의 상기 연속적인 주름 사이의 거리 중 최소인 것이다.
이러한 특징, 특히 초과 두께층 또는 초과 두께층들로 인해, i) 주름은 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인이 제2 및 제3 액체 돔 벽과 간단하고 확실하게 결합하도록 릿지로부터 충분히 이격되고, ii) 주름이 천장 벽과 제1 액체 돔 벽 사이에서 연속적이도록, 샤프트에서 천장 벽의 개구의 위치를 선택하는 것이 가능하다. 즉, 천장 벽의 밀봉 멤브레인의 주름이 천장 벽과 제1 액체 돔 벽 사이에서 연속적일 수 있는 릿지로부터 충분히 이격되면서도 액체 돔 벽이 간단하고 확실하게 결합되도록 하는 방식으로, 초과 두께층은 천장 벽의 개구를 배치하는 것을 가능하게 한다.
이러한 특징으로 인해, 액체 돔 벽 사이의 확실한 결합을 유지하면서 주름의 차단에 의해 응력의 집중되는 지점을 생성하지 않고, 천장 벽의 주름을 액체 돔으로 연장하는 것을 가능하게 함으로써, 액체 돔 레벨을 포함하는 위치에서 우수한 유연성을 구비하는 밀봉 멤브레인을 구비하는 탱크를 제공할 수 있다.
본 발명은 또한, 샤프트의 대향하는 벽에 배치되고 고정되는 단열 벌크의 두께가 서로 상이하고, 심지어 지지 구조물의 벽에 배치되고 고정되는 탱크 벽의 단열 벌크의 두께와 상이한 상황을 가능하게 한다.
실시예들에 따르면, 이러한 밀봉 및 단열 탱크는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 액체 돔 벽 및 제3 액체 돔 벽은 파동 방향에 평행하게 연장된다.
샤프트는 다양한 형태로 생성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 샤프트는 직사각형 단면의 형태를 구비한다.
일 실시예에 따르면, 샤프트는 제4 샤프트 벽을 포함하고, 상기 제4 샤프트 벽은 제1 샤프트 벽에 평행하고 대향하며 제4 액체 돔 벽을 지지한다.
일 실시예에 따르면, 지지 구조물의 가로벽은 상부 벽 위로 돌출되는 부분을 포함하고, 상기 돌출 부분은 하나의 상기 샤프트 벽을 형성한다. 즉, 일 샤프트 벽은 지지 구조물의 가로벽과 동일한 평면에 배치되고, 상기 샤프트 벽은 상부 벽 위의 지지 구조물의 가로벽을 연장한다. 일 실시예에 따르면, 지지 구조물의 이 돌출 부분은 제4 샤프트 벽을 형성한다.
일 실시예에 따르면, 지지 구조물의 가로 벽의 돌출 부분에 고정되는 액체 돔 벽은 지지 구조물의 상기 가로벽에 고정되는 탱크 벽의 두께 및 구조와 동일한 두께 및 구조를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 주름은 규칙적인 파동 피치(p1, 및 e1<p1)에 따라 병치된다.
이러한 특징으로 인해, 추가층은 천장 벽의 개구가 천장 벽의 상기 개구에 외측으로 인접한 천장 벽의 주름과 함께 배치될 수 있는 방식, 즉 천장 벽의 개구로 통하지 않기 때문에 따라서 릿지로부터 일정 거리에 위치한 제1 액체 돔 벽 상에 연장되지 않는 방식으로 치수가 정해진다. 따라서, 상기 천장 벽의 외측으로 인접한 주름은 천장 벽의 개구 주위의 상기 천장 벽에서 연속적일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 밀봉 멤브레인은 시리즈의 주름 중 인접한 두 주름 사이에 삽입되는 편평 부분을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 파동 피치는 파동 방향에 직각인 방향에서 주름의 상부 사이의 거리에 대응된다.
일 실시예에 따르면, 거리(e1)은 217mm이고, 파동 피치(p1)은 340mm이다.
일 실시예에 따르면, S11+S12 < p1 이다.
일 실시예에 따르면, 제1 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인의 치수(d1)는 방정식 d1=n1*p1+Δ1 (n1은 양의 정수, e1+p1>Δ1>2e1)에 따라 정의된다.
일 실시예에 따르면, 제2 액체 돔 벽은 두께(S11)의 제1 초과 두께층을 포함하고, 제3 액체 돔 벽은 두께(S12)의 제2 초과 두께층을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 밀봉 멤브레인의 상기 시리즈의 주름은 제1 시리즈의 주름이고, 천장 벽 상에서 파동 방향은 샤프트의 세로 방향이며,
천장 벽의 밀봉 멤브레인은 샤프트의 가로 방향에 평행한 제2 시리즈의 주름을 더 포함하고, 샤프트의 세로 방향 및 샤프트의 가로 방향은 직각이며,
제2 시리즈의 주름의 주름들은 천장 벽과 제2 액체 돔 벽 사이에서 연속적이고, 제2 샤프트 벽은 제2 시리즈의 주름의 상기 연속적인 주름과 일렬로 지지 구조물의 상부벽을 차단하며,
탱크는 제4 샤프트 벽에 고정되는 제4 액체 돔 벽을 포함하고, 제4 액체 돔 벽은 제2 및 제3 액체 돔 벽에 인접하며, 밀봉 멤브레인은 제4 액체 돔 벽과 제2 액체 돔 벽 사이의 제3 릿지 및 제4 액체 돔 벽과 제3 액체 돔 사이의 제4 릿지를 형성하고, 제1 액체 돔 벽 및 제4 액체 돔 벽 중 적어도 하나는 다음과 같은 방식으로 치수가 정해지는 초과 두께층을 포함하며:
S21+S22=D2-(d2+2E2) > e2, 및
S21< E2 및 S22< E2
여기서, 샤프트의 세로 방향에 대해, S21은 상기 제1 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제1 액체 돔 벽에 속하는 제3 초과 두께층의 치수이고, S22는 상기 제4 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제4 액체 돔 벽에 속하는 제4 초과 두께층의 치수이며, D2는 제2 샤프트 벽의 치수이고, d2는 제2 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인의 치수이며, e2는 제1 릿지와 제1 릿지에 인접한 제2 액체 돔 벽의 하나의 상기 연속적인 주름 사이의 거리 및 제4 릿지와 제4 릿지에 인접한 제2 액체 돔 벽의 하나의 상기 연속적인 주름 사이의 거리 중 최소인 것이다.
전술한 경우에서와 같이, 제1 시리즈의 주름과 함께, 본 발명은 또한 샤프트의 대향하는 벽에 배치되고 고정되는 단열 벌크의 두께가 제2 시리즈의 주름의 경우에 서로 상이한 상황을 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 제1 액체 돔 벽 및 제4 액체 돔 벽은 샤프트의 가로 방향에 평행하게 연장된다.
일 실시예에 따르면, 제1 시리즈의 주름의 두 개의 인접한 주름을 분리하는 파동 피치(p1)는 제1 파동 피치이고, 제2 시리즈의 주름의 주름들은 규칙적인 제2 파동 피치(p2, 및 e2<p2)만큼 이격되고 병치된다.
일 실시예에 따르면, S21+S22<p2 이다.
일 실시예에 따르면, 제2 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인의 치수(d2)는 방정식 d2=n2*p2+Δ2 (n2는 양의 정수, e2+p2>Δ2>2e2)에 따라 정의된다.
일 실시예에 따르면, 제1 액체 돔 벽은 두께(S21)의 제3 초과 두께층을 포함하고, 제4 액체 돔 벽은 두께(S22)의 제4 초과 두께층을 포함한다.
일 실시예에 따르면, p1=p2이다.
단열 벌크는 다양한 방식으로 생성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단열 벌크는 복수 개의 병치된 단열 패널을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 초과 두께층은 단열 벌크와 상기 단열 벌크가 고정되는 샤프트 벽 사이에 삽입된다. 일 실시예에 따르면, 초과 두께층은 단열 벌크와 대응하는 샤프트 벽 사이에 삽입되는 복수 개의 추가 요소에 의해 형성된다. 일 실시예에 따르면, 초과 두께층의 추가 요소는 두 강성 플레이트 사이에 삽입되는 단열 라이닝을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 이 단열 라이닝은 경질 폼이다.
일 실시예에 따르면, 탱크 벽의 단열 벌크는 1차 단열 장벽 및 2차 단열 장벽을 포함하고, 밀봉 멤브레인은 1차 단열 장벽에 놓이는 1차 밀봉 멤브레인이며, 단열 벌크는 1차 단열 장벽 및 2차 단열 장벽 사이에 삽입되는 2차 밀봉 멤브레인을 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 지지 구조물에서 밀봉 및 단열 탱크의 액체 돔을 조립하는 방법을 제공하고, 지지 구조물은 미리 정의된 치수의 개구를 갖는 상부 벽 및 상기 개구의 엣지로부터 외측으로 연장되는 샤프트 벽을 포함하며,
탱크는 지지 구조물의 상부 벽에 고정된 천장 벽을 포함하고, 상기 천장 벽은 지지 구조물의 상부 벽의 개구와 일렬로 배치되는 개구를 포함하며,
천장 벽은 지지 구조물에 고정되는 단열 벌크 및 단열 벌크에 놓이는 주름진 밀봉 멤브레인을 포함하고, 밀봉 멤브레인은 파동 방향에 평행하는 일 시리즈의 주름을 포함하며, 상기 방법은
- 샤프트의 벽에 단열 벌크의 부분을 고정함으로써 액체 돔을 단열하는 단계로서, 단열 벌크의 상기 부분은 천장 벽의 단열 벌크에 의해 형성되는 천장 지지면에 인접한 지지면을 형성하는 단계,
- 단열 벌크의 부분에 의해 형성되는 지지면에 주름진 밀봉 멤브레인의 부분을 장착함으로써, 그리고 밀봉 멤브레인(16)의 상기 부분을 천장 벽의 주름진 밀봉 멤브레인과 단단히 연결함으로써 액체 돔을 밀봉하는 단계를 포함하고,
액체 돔을 단열하는 단계는, 제2 액체 돔 벽 및 제1 액체 돔 벽에 인접한 제3 액체 돔 벽 중 적어도 하나에 대해, 초과 두께층을 상기 적어도 하나의 액체 돔 벽에 대응하는 샤프트 벽에 고정하는 단계를 포함하고, 상기 초과 두께층은 단열 벌크와 상기 샤프트 벽 사이에 삽입되며, 상기 초과 두께층은 다음과 같은 방식으로 치수가 정해지고:
S11+S12=D1-(d1+2E1) > e1, 및
S11< E1 및 S12< E1,
여기서, 파동의 방향에 직각이고 지지 구조물의 상부 벽에 평행한 방향에 대해, S11은 상기 제2 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제2 액체 돔 벽에 속하는 제1 초과 두께층의 치수이고, S12는 상기 제3 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제3 액체 돔 벽에 속하는 제2 초과 두께층의 치수이며, D1은 제1 액체 돔 벽이 고정되는 제1 샤프트 벽의 치수이고, d1은 상기 제1 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인의 치수이며, E1은 탱크 벽의 단열 벌크의 두께이고, e1은 제1 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인의 하나의 상기 주름과, 제1 액체 돔 벽과 제2 및 제3 액체 돔 벽 중 하나에 의해 형성되는 인접한 릿지 사이의 거리이며,
액체 돔을 밀봉하는 단계는 주름이 천장 벽과 상기 제1 액체 돔 벽 사이에서 연속적인 방식으로 제1 액체 돔 벽의 밀봉 멤브레인의 주름을 정렬하는 단계를 포함하고, 상기 제1 샤프트 벽은 상기 연속적인 주름과 일렬로 지지 구조물의 상부 벽을 차단한다.
이러한 탱크는, 예컨대 LNG를 저장하기 위한 육상 저장 설비의 일부를 형성할 수 있고, 또는 부유식, 연안 또는 심해 구조물, 특히 메탄 유조선, 부유식 저장 및 재기화 설비(FSRU, floating storage and regasification unit), 부유식 생산 및 저장 하역 설비(FPSO, floating production and storage offshore unit) 및 이와 유사한 것에 설치될 수 있다. 이러한 탱크는 또한 임의의 유형의 선박에서 연료 탱크로 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 냉 액체 제품을 이송하기 위한 선박을 제공하며, 선박은 이중 선체 및 이중 선체에 배치된 전술한 탱크를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 그러한 선박의 선적 또는 하역하는 방법을 제공하고, 여기서 냉 액체 제품은 단열 파이프라인을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비로부터 선박의 탱크로, 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 운반된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 냉 액체 제품을 위한 이송 시스템을 제공하며, 시스템은 전술한 선박, 선박의 선체에 설치된 탱크를 부유식 또는 육상 저장 설비에 연결하도록 배치된 단열 파이프라인 및 단열 파이프라인을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비로부터 선박의 탱크로, 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 냉 액체 제품의 유동을 구동하는 펌프를 포함한다.
첨부된 도면을 참조하여 오직 예시적이고 비제한적인 방식으로 주어진, 본 발명의 여러 특정 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 본 발명은 보다 잘 이해될 것이며, 다른 목적, 세부사항, 특징 및 이점은 보다 명확해질 것이다.
도 1은 밀봉 및 단열 탱크의 벽을 수용할 수 있는 지지 구조물의 부분 개략도이고,
도 2는 액체 돔 레벨에서 도 1의 지지 구조물에 통합되는 밀봉 및 단열 탱크의 도 3에 도시된 수평면 II-II에서의 부분 단면도이며,
도 3은 액체 돔 레벨에서 도 2의 밀봉 및 단열 탱크의 도 2에 도시된 수직면 III-III에서의 부분 단면도이고,
도 4는 메탄 유조선 탱크 및 이 탱크의 선적/하역 터미널의 개략적 절개도이다.
도 2는 액체 돔 레벨에서 도 1의 지지 구조물에 통합되는 밀봉 및 단열 탱크의 도 3에 도시된 수평면 II-II에서의 부분 단면도이며,
도 3은 액체 돔 레벨에서 도 2의 밀봉 및 단열 탱크의 도 2에 도시된 수직면 III-III에서의 부분 단면도이고,
도 4는 메탄 유조선 탱크 및 이 탱크의 선적/하역 터미널의 개략적 절개도이다.
도 1과 관련하여, 밀봉 및 단열 탱크의 벽을 수용하기 위한 지지 구조물(1)의 후방부를 볼 수 있다. 이 지지 구조물(1)은 예컨대 선박의 이중 선체에 의해 형성된다. 지지 구조물(1)은 일반적으로 다면체 형태를 갖는다. 지지 구조물(1)은 두 개의 전방(2) 및 후방(3) 벽, 여기서는 팔각형 형태의 벽을 갖는다. 도 1에서, 전방 벽(2)은 지지 구조물(1)의 내부 공간을 볼 수 있도록 하기 위해 일부만이 도시된다. 전방(2) 및 후방(3) 벽은 선박의 코퍼댐 벽이고, 선박의 세로 방향에 가로로 연장된다. 지지 구조물(1)은 또한 상부 벽(4), 하부 벽(5) 및 측부 벽(6)을 포함한다. 상부 벽(4), 하부 벽(5) 및 측부 벽(6)은 선박의 세로 방향으로 연장되고 전방(2) 및 후방(3) 벽에 연결된다.
상부 벽(4)은 후방 벽(3)에 근접한 개구(7)를 포함한다. 지지 구조물(1)은 또한 액체 돔이라 호칭되는, 상부로 돌출되는 직사각형의 평행육면체 형태의 샤프트(8)를 포함한다. 샤프트(8)는 상부 벽(4)으로부터 위로 돌출되고 수직하게 연장되는 두개의 측부 벽(11, 12) 및 전방(9) 및 후방(10)의 두 개의 가로 벽에 의해 한정된다. 보다 구체적으로는, 샤프트(8)의 각각의 벽(9, 10, 11, 12)은 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)에 형성된 개구(7)의 각 엣지로부터 연장된다. 액체 돔은 또한 도 1에는 도시되지 않았으나, 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12) 사이에 형성된 개구를 타이트하게 덮기 위한 수평 커버를 포함한다.
도 3을 참조하면, 탱크는 다층 구조를 갖는 멤브레인 탱크임을 볼 수 있다. 따라서, 탱크의 각 벽은 벽의 두께 방향으로 외측에서 내측으로 연속하여, 지지 구조물(1)에 대해 고정된 2차 단열 장벽(13), 2차 단열 장벽(13)에 고정된 2차 밀봉 멤브레인(14), 2차 밀봉 멤브레인(14)에 대해 놓이는 1차 단열 장벽(15) 및 1차 단열 장벽(15)에 고정되고 탱크에 저장된 유체와 접촉할 수 있는 1차 밀봉 멤브레인(16)을 구비한다. 1차(13) 및 2차(15) 단열 장벽은 예컨대, 밀봉 멤브레인(14, 16)을 위한 지지면을 형성하기 위해 병치된 단열 요소로부터 형성된다. 탱크의 다층 구조는 지지 구조물(1)의 각각의 벽(4, 5, 6)에 배치된다. 다층 구조는 또한 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)에도 존재한다.
1차 밀봉 멤브레인(16)은 서로 중첩되어 나란히 병치된 복수 개의 금속 플레이트로 구성된다. 이 금속 플레이트는 바람직하게는 직사각형 형태이다. 금속 플레이트는 1차 밀봉 멤브레인(16)의 밀봉을 보장하기 위해 서로 용접된다. 금속 플레이트는 예컨대, 스테인리스 스틸, 0.5mm 내지 1.5mm 두께의 높은 니켈 또는 망간 함량을 갖는 철을 기초로 한 합금으로 구성된다.
탱크에 가해지는 다양한 응력에 대응하는, 특히 탱크로 가는 액화 가스의 선적으로부터 발생하는 열 수축에 대응하는 1차 밀봉 멤브레인(16)의 변형을 허용하기 위해, 금속 플레이트는 탱크의 내부를 향해 배향되는 복수 개의 주름(17)을 포함한다.
보다 구체적으로, 도 2의 점선으로 도시된 바와 같이, 1차 밀봉 멤브레인(16)은 일 시리즈의 제1 평행 주름(18), 및 일 시리즈의 제2 평행 주름(19)을 포함한다. 제1 주름(18)은 제2 주름(19)에 직각으로 연장된다. 따라서, 제1 주름(18) 및 제2 주름(19)은 실질적으로 1차 밀봉 멤브레인(16)의 모든 표면적에 걸쳐 규칙적인 직사각형 패턴을 형성한다. 제1 주름(18)은 선박의 세로축에 평행하게 연장된다. 제2 주름(19)은 선박의 가로축에 평행하게 연장된다. 바람직하게는, 하나의 동일한 금속 플레이트에 의해 형성된 제1 주름(18) 및 제2 주름(19)의 부분은 상기 금속 플레이트의 각 엣지에 평행하게 연장된다. 하나의 동일한 시리즈의 주름(18, 19)의 주름들(18, 19)은 규칙적인 파동 피치만큼 이격된다. 하나의 동일한 시리즈의 주름의 두 개의 연속되는 주름(18, 19) 사이의 거리는 예컨대, 200mm 내지 800mm, 이상적으로는 340mm 정도이다.
예를 들어, 탱크의 각 벽은 특히 예컨대 문서 FR2691520 또는 문서 WO14057221에 설명된 것과 같은 유형일 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 지지 구조물의 상부 벽(4)에 고정되는 밀봉 및 단열 탱크의 천장 벽(20)은 개구(21)를 구비한다. 천장 벽의 이 개구(21)는 샤프트(8)의 개구(7)와 일렬로 배치된다. 이 개구(21)는 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)에 고정되는 탱크 벽의 1차 밀봉 멤브레인(16)에 의해 한정된다. 따라서, 1차 밀봉 멤브레인(16)은 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)에 고정되는 탱크 벽의 1차 밀봉 멤브레인(16)의 부분 사이의 결합에서 릿지(22)를 갖는다.
액체 돔에서 1차 밀봉 멤브레인(16)의 우수한 유연성을 보장하기 위해, 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)에 고정되는 탱크 벽은 상기 탱크 벽의 1차 밀봉 멤브레인(16)의 주름(18, 19)이 탱크의 천장 벽(20)의 주름(18, 19)을 확장하는 방식으로 배치된다.
즉, 샤프트(8)의 전방(9) 및 후방(10) 벽에 고정되는 탱크의 가로 액체 돔 벽(23)은 천장 벽(20)의 제1 주름(18)이 상기 가로 액체 돔 벽(23)의 대응하는 제1 주름(18)과 정렬되는 방식으로 배치된다. 마찬가지로, 샤프트(8)의 측부 벽(11, 12)에 고정되는 탱크의 세로 액체 돔 벽(24)은 천장 벽(20)의 제2 주름(19)이 상기 세로 액체 돔 벽(24)의 대응하는 제2 주름(19)과 정렬되는 방식으로 배치된다.
천장 벽(20)의 주름(18, 19)이 가로(23) 및 세로(24)의 액체 돔 벽의 대응하는 주름(18, 19)과 정렬되는 것은 천장 벽(20)과 상기 액체 돔 벽(23, 24) 사이의 주름(18, 19)을 연속적으로 확장하는 것을 가능하게 한다. 이 확장은 천장 벽(20)과 액체 돔 벽(23, 24)의 주름(18, 19)을 연결하는 주름의 부분(18, 19)을 포함하는 코너 비드(bead)에 의해 생성된다. 따라서, 탱크의 1차 밀봉 멤브레인(16)은 1차 밀봉 멤브레인에서 임의의 장력 지점의 존재를 제한함으로써, 천장 벽(20)과 액체 돔 벽(23, 24) 사이의 결합을 포함하는 위치에서 우수한 유연성을 나타낸다.
그러나, 천장 벽(20)의 주름(18, 19)의 위치는 지지 구조물(1)의 개구(7)의 위치와 무관하다. 실제로, 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)의 개구(7)는 미리 결정된, 즉 지지 구조물(1)의 상기 상부 벽(4)에 천장 벽(20)을 고정하기 전에 정의된 위치 및 치수를 갖는다. 따라서, 천장 벽(20)이 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)에 고정될 때, 1차 밀봉 멤브레인(16)을 형성하는 금속 플레이트는 개구(7)에서 주름(18, 19)의 위치를 결정하는 1차 단열 장벽(15)에 연속하여 병치되게 장착된다.
따라서, 액체 돔 벽(23, 24)이 샤프트(8)에 장착될 때, 릿지(22) 및 천장 벽(20)의 주름(18, 19) 사이의 거리는 제어되지 않는다. 보다 구체적으로, 상기 제1 액체 돔 벽(23, 24) 및 제2, 인접한 액체 돔 벽(24, 23)의 결합에 의해 형성되는 1차 밀봉 멤브레인의 릿지(22) 및 제1 액체 돔 벽(23, 24) 상에 연장되어야 하는 주름(18, 19) 사이 거리는 제어되지 않는다. 이제, 이 거리가 너무 작으면, 이 결합은 액체 돔의 응력을 견디기 위해 확실하고 견고하게 생성될 수 없다.
즉, 단열 장벽(13, 15) 및 2차 밀봉 멤브레인(14)은 제2 액체 돔 벽(24, 23)의 1차 단열 장벽(15)에 의해 형성되는 지지면이 천장 벽(20)의 주름(18, 19)에 상당히 가까운 평면에 위치하도록 두께를 갖고, 이에 따라 상기 주름(18, 19)은 제1 및 제2 액체 돔 벽(23, 24) 사이 결합의 기계적 강도를 절충하지 않고는 제1 액체 돔 벽(23, 24) 상에서 연장될 수 없다.
이를 방지하기 위해, 액체 돔(23, 24)의 벽은 상기 천장 벽(20)의 주름(18, 19)에 대한 천장 벽(20)의 개구(21)의 적절한 위치를 보장하도록 치수가 정해진다. 이를 위해, 액체 돔 벽(23, 24)은 상기 액체 돔 벽(23, 24)의 두께를 조정하도록 의도된 추가층(25)을 포함한다. 이 추가층(25)은 2차 단열 장벽(13) 및 대응하는 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12) 사이에 삽입된다.
이 추가층(25)은 다양한 방식으로 생성될 수 있다. 도 2 및 3에 도시된 바람직한 실시예에서, 이 추가층은 단열 장벽(13, 15)의 구조와 유사한 구조를 갖는다. 예컨대, 이 추가층(25)은 복수 개의 평행육면체 블록에 의해 형성되고, 이 블록은 예컨대 합판으로 구성되는 두 강성 플레이트 사이에 삽입되는, 폴리우레탄 폼으로 구성되는 단열 라이닝 층을 포함한다. 이 실시예에서, 2차 단열 장벽(13)은 샤프트(8)에 직접적으로, 예컨대 추가층(25)의 두 평행육면체 블록 사이에 삽입되는 고정 부재를 통해, 또는 추가층(25)에 접착되거나 고정됨으로써 간접적으로 고정될 수 있다.
도시되지 않은 일 실시예에서, 추가층(25)은 2차 단열 장벽(13)을 위한 불연속적인 지지면을 형성한다. 예컨대, 추가층(25)의 평행육면체 블록은, 2차 단열 장벽(13)이 상기 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)에 고정되도록 하면서도 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)과 2차 단열 장벽(13) 사이의 거리를 형성하기에 충분한 불연속적 지지면을 형성하기 위해 이격된다. 바람직하게는, 추가층(25)의 두 평행육면체 블록 사이의 거리는 예컨대 글라스울(glass wool)로 구성되는 단열 라이닝으로 채워진다.
이러한 추가층(25)은 액체 돔 벽(23, 24)의 두께를 조정하는 것을 가능하게 한다. 따라서 이 추가층(25)은 샤프트(8)에서 1차 밀봉 멤브레인(16)의 위치를 조정하는 것을 가능하게 하고, 이에 따라 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)에 있는 개구(7)의 위치 및 치수가 미리 정의된다는 사실에도 불구하고, 천장 벽(20)에 있는 개구(21)의 위치를 조정하는 것을 가능하게 한다. 일반적으로, 천장 벽(20)의 개구(21)를 한정하는 1차 밀봉 멤브레인(16)의 위치는, 한편으로 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)의 위치에 의해, 다른 한편으로 2차 단열 장벽(13)의 두께, 2차 밀봉 멤브레인(14)의 두께, 1차 단열 장벽(15)의 두께 및 추가층(25)의 두께에 의해 결정된다.
따라서, 추가층(25), 보다 구체적으로, 두께 면에서 그 치수화는 특히 천장 벽(20)의 개구(21)를 형성하기 위해 개구(7)의 미리 정의된 치수에 대한 위치 및 조정의 완벽한 제어를 허용한다.
바람직하게는, 개구(21)의 너비(d1)는 다음 방정식에 의해 정의된 선박의 가로 방향에서 측정된 치수를 가지며:
d1=n1*p1+2*Δ1
여기서 n1은 양의 정수이고, p1은 천장 벽의 두 개의 인접한 세로 주름(18) 사이의 차이에 대응하는 파동 피치로 예컨대 p1=340mm이며, Δ1은 상기 가로 액체 돔 벽의 1차 밀봉 멤브레인(16)이 인접한 세로 액체 돔벽(24)의 1차 밀봉 멤브레인에 안정적이고 확실하게 연결되도록 허용하는 가로 액체 돔 벽(23)의 거리이다. 따라서, Δ1은 방정식 e1+p1>Δ1>2e1을 만족하며, 여기서 e1은 상기 릿지(22)를 형성하는 액체 돔 벽의 1차 밀봉 멤브레인(16) 사이의 확실하고 간단한 연결을 허용하는, 릿지(22) 및 인접하는 주름 사이의 요구되는 갭으로, 예컨대 e1=217.5mm이다.
또한, 상부 벽의 개구(7)는 다음 방정식에 의해 정의되는 선박의 가로 방향으로 측정된 너비(D1)를 가지며
D1 = d1 +E1 +S11 + E1 +S12
여기서 E1은 세로의 액체 돔 벽(24)의 1차 밀봉 멤브레인(16), 1차 단열 장벽(15), 2차 밀봉 멤브레인(14) 및 2차 단열 장벽(13)의 선박의 가로 방향으로 측정된 두께를 나타내며, 예컨대 E1=270mm이고, S11 및 S12는 상기 세로의 액체 돔 벽(24)의 추가층(25)의 선박의 가로 방향으로의 두께를 나타낸다. S11 및 S12는 아래에 제시되는 S21 및 22와 같이, 추가층(25)에 의해 형성된 초과 두께에 대응되고, 이 추가층(25)은 2차 단열 장벽(13) 사이에 배치된 모든 요소, 또는 이러한 실시예에서 단일의 단열 장벽, 및 단열 재료, 단열 샌드위치 재료(하나 또는 두 스킨층과 하나의 코어층 구비)와 같은 샤프트 벽(9, 10, 11 또는 12) 또는 합판/폴리머폼의 층에 부착된 매스틱층을 포함하는 멀티코팅으로 구성된다.
위에 설명한 바와 같이, 덧층(25, overlayer)의 두께를 수정함으로써 개구(7)에서 개구(21)의 위치를 수정하는 것이 가능하다. 특히, 천장 벽(20)의 주름(18)과 액체 돔 벽(23, 24)에 의해 형성된 1차 밀봉 멤브레인(16)의 릿지(22) 사이의 최소 거리(e1)를 얻기 위해 개구(21)의 위치를 수정할 수 있다. 따라서, 액체 돔 벽(23, 24)의 1차 밀봉 멤브레인(16) 사이 결합의 우수한 기계적 강도를 보장하기에 충분한 밀봉 멤브레인의 부분을 유지하면서, 이 주름(18)이 가로 액체 돔 벽(23) 상에 확장될 수 있도록 이 갭을 조정할 수 있다. 일반적으로, 덧층(25)의 두께는 다음 방정식에 따라 결정되며:
S11+S12= D1 -(d1 +2E1) > e1,
여기서 e1은 가로 액체 돔 벽(23)의 1차 밀봉 멤브레인(16)에 의해 형성된 릿지(22)와 상기 릿지(22)에 인접하고 상기 가로 액체 돔 벽(23) 상에 확장되는 천장 벽(20)의 세로 주름(18) 사이의 희망하는 최대 거리이다. e1은 릿지(22)에 인접하지만 개구(21) 외측에 위치하는 천장 벽(20)의 세로 주름(18)이 상기 릿지(22)에 너무 가깝지 않고 천장 벽(20)에 연속될 수 있도록 파동 피치(p1)보다 작다.
바람직하게는, S11+S12<p1 이고, 따라서 지지 구조물의 상부 벽(4)의 개구(7)에서 천장 벽(20)의 개구(21)의 위치 배치를 더 자유롭게 할 수 있다.
유사하게, 개구(21)의 길이(d2)는 다음 방정식에 의해 정의된 선박의 세로 방향으로 측정된 치수를 가지며:
d2 = n2*p2+Δ2
여기서 n2는 양의 정수이고, p2는 천장 벽의 두 개의 인접한 가로 주름(19) 사이의 거리에 대응하는 파동 피치로 예컨대 p2=p1=340mm이며, Δ2는 상기 세로 액체 돔 벽(24)의 1차 밀봉 멤브레인(16)이 인접한 가로 액체 돔 벽(24)의 1차 밀봉 멤브레인에 안정적이고 확실하게 연결될 수 있도록 하는 세로 액체 돔 벽(24)의 거리이다. 따라서, Δ2는 방정식 e2+p2>Δ2>2e2를 만족하며, 여기서 e2는 상기 릿지(22)를 형성하는 액체 돔 벽의 1차 밀봉 멤브레인(16) 사이의 확실하고 간단한 연결을 허용하는 릿지(22)와 인접한 주름 사이의 요구되는 거리로, 예컨대 e2=e1=217.5mm이다. 우선적인 실시예에서, Δ1는 Δ2와 같다.
도 2에 도시된 실시예에서, 샤프트(8)의 후방 벽(10)은 지지 구조물(1)의 후방 벽(3)에 의해 형성된다. 따라서 장착의 용이성을 위해, 샤프트(8)의 후방 벽(10)에 의해 지지되는 가로 액체 돔 벽(23)은 지지 구조물의 후방 벽(3)에 고정되는 탱크 벽과 동일한 방식으로 생성된다. 즉, 후방 벽(10)에 고정되는 가로 액체 돔 벽(23)은 추가층(25)을 갖지 않는다.
따라서, 상부 벽의 개구(7)는 또한 다음 방정식에 의해 정의되는 선박의 세로 방향으로 측정된 길이(D2)를 가지며
D2 = d2 +E2 +S21 + E2
여기서 E2는 가로 액체 돔 벽(23)의 1차 밀봉 멤브레인(16), 1차 단열 장벽(15), 2차 밀봉 멤브레인(14) 및 2차 단열 장벽(13)의 선박의 세로 방향으로 측정된 두께를 나타내며, S21은 샤프트(8)의 전방 벽(9)에 고정되는 가로 액체 돔 벽(23)의 추가층(25)의 선박의 세로 방향으로의 두께를 나타낸다.
위에 설명한 바와 같이, 덧층(25)의 두께(S21)를 수정함에 의해 덧층(25)의 두께를 수정함으로써, 개구(20)는 주름(19)과 릿지(22) 사이의 거리(e2)를 보장하도록 배열될 수 있다. 일반적으로, 덧층(25)의 두께는 다음 방정식에 따라 결정되며:
S21=D2-(d2+ 2E2) > e2
여기서 e2는 세로 액체 돔 벽(24)의 1차 밀봉 멤브레인(16)에 의해 형성된 릿지(22)와 상기 릿지(22)에 인접하고 상기 세로 액체 돔 벽(23) 상에 확장되는 천장 벽(20)의 가로 주름(18) 사이의 희망하는 최소 거리이다. 바람직하게는, e2는 릿지(22)에 인접하지만 개구(21) 외측에 위치하는 천장 벽(20)의 가로 주름(19)이 상기 릿지(22)에 너무 가깝지 않고 천장 벽(20)에 연속될 수 있도록 파동 피치(p2)보다 작다.
도시되지 않은 일 실시예에서, 샤프트(8)의 후방 벽(10)은 지지 구조물(1)의 후방 벽(3)과 구별된다. 결과적으로, 상기 후방 벽(10)에 고정되는 가로 액체 돔 벽(23)은 전방 벽(9)에 고정되는 가로 액체 돔 벽(23)과 유사한 구조를 가지며, 추가층(25)을 포함하며, 길이(d2)는 다음 방정식 d2 =n2*p2+Δ2, 여기서 e2+p2>Δ2>2e2 을 만족한다. 샤프트(8)의 후방 벽(10)이 지지 구조물(3)의 후방 벽과 구별될 때 개구(7)의 길이는 다음 방정식 D2 = d2 +E2 +S21 + E2+ S22를 만족하고, S22는 샤프트(8)의 상기 후방 벽(10)에 고정되는 가로 액체 돔 벽(23)의 추가층(25)의 선박의 세로 방향으로 측정된 두께이다.
가로 액체 돔 벽(23)의 추가층(25)은 다음 방정식 S21+S22=D2-(d2+2E2) > e2 를 만족한다.
바람직하게는, S21+S22<p2 이고, 따라서 지지 구조물의 상부 벽(4)의 개구(7)에서 천장 벽(20)의 개구(21)의 위치 배치를 더 자유롭게 할 수 있다.
도 2에서, 액체 돔 벽(23, 24)의 인접한 주름(18, 19)과 릿지(22) 사이의 거리는 액체 돔 벽(23, 24)의 양 측의 값(e1, e2)과 동일한 것으로 도시되어 있다. 그러나, 덧층(25)의 두께(S11, S12, S21, S22)를 수정하여, 액체 돔 벽(23, 24)의 인접한 주름과 릿지(22) 사이의 이 거리는 하나의 동일한 액체 돔 벽(23, 24)의 한 측 및 다른 측에서 다를 수 있고 구별될 수 있다.
수치적 예시:
예시적인 실시예에서, 인접한 주름(18) 사이의 파동 피치(p1)는 340mm이다.
또한 e1은 액체 돔 벽의 1차 밀봉 멤브레인(16)의 금속 플레이트를 서로 정확하게 용접하고, 1차 밀봉 멤브레인(16)의 우수한 기계적 거동을 보장하기 위한 장착 요구조건에 대응되는 217.5mm의 값을 갖는다.
단열 벌크는 E1 = 270 mm + 12.5 mm 인 두께(E1)를 가지며, 270mm은 1차 단열 장벽(15), 2차 밀봉 멤브레인(14) 및 2차 단열 장벽(13)의 두께를 나타내고, 12.5mm은 2차 단열 장벽(13)과 지지 구조물(3) 또는 초과 두께층과 지지 구조물(3) 사이에 삽입되는 매스틱(도면 미도시)의 두께를 나타낸다.
천장 벽(20)의 개구(21)는 이 수치적 예시에서 d1= n1 x 340 + 2 x 217.5 mm 인 너비를 가지며, n1의 값은 예컨대 , n1 = 13, 또는 n1 = 14 또는 n1 = 15 이다. 예컨대, n1 = 13인 경우, 천장 벽의 개구(21)는 d1 = 13 x 340 + 2 x 217.5 = 4420 + 435 = 4855 mm 인 너비(d1)를 갖는다.
지지 구조물(1)의 상부 벽(4)의 개구(7)는 예컨대 D1 = d1 + 2 * E1 + 260 mm 인 너비(D1)를 갖는다.
따라서, 초과 두께층(S11, S12)의 치수를 간단히 수정함으로써 단열 벌크에 요구되는 설계 수정사항 없이 지지 구조물의 상부 벽(4)의 개구(7)에서 천장 벽(20)의 개구(21)의 위치를 조정하도록 초과 두께층(S11 및 S12)의 값을 수정하는 것이 가능하다.
일반적으로, 이 예에서, S11 + S12 = 260 mm 이므로, 상부 벽(4)의 개구(7)에서 개구(21)의 위치를 수정하도록 치수(S11 및 S12)를 변경하는 것이 가능하다. 예컨대, S11 및 S12의 초기값이 S11 = S12 = 130 mm 인 개구(7)에서 개구(21)의 중앙 위치로터 시작하여, 상기 중앙 위치로부터 샤프트(8)의 측부 벽(11, 12) 중 하나 또는 샤프트의 상기 측부 샤프트 벽(12, 11)의 다른 하나를 향해 0 내지 130mm만큼 개구(21)를 옮기도록 S11 및 S12의 각 값을 수정하는 것이 가능하다. 이상적으로는, S11 + S12 = 340 mm이고, 따라서 탱크의 시공 요구조건을 충족한다. 이 수치적 예시는 탱크의 너비방향 치수의 맥락에서 설명되지만, 탱크의 길이방향 치수의 맥락에서 마찬가지로 적용할할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 또한 샤프트의 대향하는 벽에 배치되고 고정되는 단열 벌크의 두께가 서로 상이하고, 심지어 지지 구조물의 벽에 배치되고 고정되는 탱크 벽의 단열 벌크의 두께와 상이한 상황을 가능하게 한다.
따라서, 샤프트의 두 대향하는 벽을 먼저 고려하면, 보다 구체적으로 벽(11 및 12)은 첨부된 도 1 및 2에 도시되었다. 벽(11)에 고정된 단열 벌크의 두께는 벽(12)에 고정된 단열 벌크의 두께와 상이할 수 있고, 이에 따라 제1 두께(샤프트 벽(11)에 고정되는 액체 돔 벽의 단열 벌크의 두께)는 각각 E1'로 지정되고 제2 두께(샤프트 벽(12)에 고정되는 액체 돔 벽의 단열 벌크의 두께)는 E1으로 지정될 것이다.
이 경우에, 본 발명은 또한 지지 구조물에 통합된 밀봉 및 단열 탱크를 제공하고, 지지 구조물은 개구를 구비하는 상부 벽 및 상기 개구의 엣지로부터 외측으로 연장되는 샤프트 벽을 포함하며,
탱크는 지지 구조물의 상부 벽에 고정된 천장 벽을 포함하고, 상기 천장 벽은 지지 구조물의 상부 벽의 개구와 일렬로 배치되는 개구를 포함하며, 탱크는 샤프트 벽에 고정되는 액체 돔 벽을 더 포함하고,
상기 탱크 벽은 지지 구조물에 고정되는 단열 벌크 및 상기 단열 벌크에 놓이는 주름진 밀봉 멤브레인을 포함하며, 밀봉 멤브레인은 파동 방향에 평행하는 일 시리즈의 주름을 포함하고,
밀봉 멤브레인의 주름은 천장 벽과 제1 샤프트 벽에 고정된 제1 액체 돔 벽 사이에서 연속적이며, 상기 제1 샤프트 벽은 상기 연속적인 주름과 일렬로 지지 구조물의 상부 벽을 차단하고,
제1 액체 돔 벽에 인접한 제2 액체 돔 벽은 제2 샤프트 벽에 고정되고, 밀봉 멤브레인은 제1 액체 돔 벽과 제2 액체 돔 벽 사이에서 제1 릿지를 형성하며, 제1 액체 돔 벽에 인접한 제3 액체 돔 벽은 제3 샤프트 벽에 고정되고, 밀봉 멤브레인은 제1 액체 돔 벽과 상기 제3 액체 돔 벽 사이에서 제2 릿지를 형성하며,
제2 및 제3 액체 돔 벽 중 적어도 하나는 초과 두께층을 더 포함하고, 상기 초과 두께층은 다음과 같은 방식으로 치수가 정해지며:
│(E1'+S11)-(E1+S12)│ < p1
여기서, 파동 방향에 직각이고 지지 구조물의 상부 벽에 평행한 방향에 대해, E1'은 제2 액체 돔 벽의 단열 벌크의 두께이고 E1은 제3 액체 돔 벽의 단열 벌크의 두께이며, S11은 상기 제2 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제2 액체 돔 벽에 속하는 제1 초과 두께층의 치수이고, S12는 상기 제3 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제3 액체 돔 벽에 속하는 제2 초과 두께층의 치수이며, p1은 천장 벽의 두 개의 인접한 세로 주름 사이의 차이에 대응하는 파동 피치이다.
이 부등식에서, 기호 "│...│" 는 고려되는 이 기호들 사이에 존재하는 차이의 절대값임을 나타낸다.
전술한 경우에서와 같이, 제1 시리즈의 주름과 함께, 본 발명은 또한 샤프트의 대향하는 벽에 배치되고 고정되는 단열 벌크의 두께가 제2 시리즈의 주름의 경우에 서로 상이한 상황을 가능하게 한다.
따라서, 이 경우에, 본 발명은 밀봉 및 단열 탱크에 관한 것으로, 여기서 밀봉 멤브레인의 상기 시리즈의 주름은 제1 시리즈의 주름이고 천장 벽 상에서 파동 방향은 샤프트의 세로 방향이며,
천장 벽의 밀봉 멤브레인은 샤프트의 가로 방향에 평행한 제2 시리즈의 주름을 더 포함하고, 샤프트의 세로 방향 및 샤프트의 가로 방향은 직각이며,
제2 시리즈의 주름의 주름들은 천장 벽과 제2 액체 돔 벽 사이에서 연속적이고, 제2 샤프트 벽은 제2 시리즈의 주름의 상기 연속적인 주름과 일렬로 지지 구조물의 상부벽을 차단하며,
탱크는 제4 샤프트 벽에 고정되는 제4 액체 돔 벽을 포함하고, 제4 액체 돔 벽은 제2 및 제3 액체 돔 벽에 인접하며, 밀봉 멤브레인은 제4 액체 돔 벽과 제2 액체 돔 벽 사이의 제3 릿지 및 제4 액체 돔 벽과 제3 액체 돔 벽 사이의 제4 릿지를 형성하고, 제1 액체 돔 벽 및 제4 액체 돔 벽 중 적어도 하나는 다음과 같은 방식으로 치수가 정해지는 초과 두께층을 포함하며:
│(E2'+S21)-(E2+S22)│ < p2
여기서, 파동 방향에 직각이고 지지 구조물의 상부 벽에 평행한 방향에 대해, E2'는 제4 액체 돔 벽(10)에 근접하여 위치되는 단열 벌크의 두께이고 E2는 제1 액체 돔 벽(9)에 근접하여 위치되는 단열 벌크의 두께이며, S21은 상기 제4 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제4 액체 돔 벽에 속하는 제1 초과 두께층의 치수이고, S22는 상기 제1 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제1 액체 돔 벽에 속하는 제2 초과 두께층의 치수이며, p2는 천장 벽의 두 개의 인접한 세로 주름 사이의 차이에 대응하는 파동 피치이다.
이 부등식에서, 기호 "│ … │" 는 고려되는 이 기호들 사이에 존재하는 차이의 절대값임을 나타낸다.
밀봉 및 단열 탱크를 생산하는 전술한 기술은 다양한 유형의 탱크, 예컨대 육상 설비나 또는 메탄 유조선이나 이와 유사한 것과 같은 부유식 구조물에서 LNG 탱크를 시공하도록 이용될 수 있다. 특히, 도 2 및 3은 이중 멤브레인을 구비하는 밀봉 및 단열 탱크를 도시한다. 그러나, 이 기술은 또한 단일의 밀봉 멤브레인과 단일의 단열 장벽을 구비하는 밀봉 및 단열 탱크의 경우에도 구현될 수 있다.
도 4를 참조하면, 메탄 유조선(70)의 절개도는 선박의 이중 선체(72)에 장착되는 일반적으로 각기둥 형태의 밀봉 및 단열 탱크(71)를 나타낸다. 탱크(71)의 벽은 탱크에 포함되는 LNG와 접촉할 수 있는 1차 밀봉 장벽, 1차 밀봉 장벽과 선박의 이중 선체(72) 사이에 배치된 2차 밀봉 장벽, 및 1차 밀봉 장벽과 2차 밀봉 장벽 사이 및 2차 밀봉 장벽과 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 두 개의 단열 장벽을 포함한다.
그 자체로 알려진 바와 같이, 선박의 상부 갑판에 배치된 선적/하역 파이프라인(73)은 적절한 커넥터에 의해 탱크(71)로부터 또는 탱크로 LNG 화물을 이송하기 위한 해상 또는 항구 터미널에 연결될 수 있다.
도 4는 선적 및 하역 스테이션(75), 수중 라인(76) 및 육상 설비(77)를 포함하는 해상 터미널의 예를 나타낸다. 선적 및 하역 스테이션(75)은 이동식 암(74) 및 이동식 암(74)을 지지하는 라이저(78, riser)를 포함하는 고정 해양 설비이다. 이동식 암(74)은 선적/하역 파이프라인(73)에 연결될 수 있는 유연한 단열 파이프(79)의 다발을 지지한다. 조종가능한 이동식 암(74)은 모든 메탄 유조선(70) 템플릿에 적응할 수 있다.
도시되지 않은 연결 라인은 라이저(78)의 내부로 연장된다. 선적 및 하역 스테이션(75)은 육상 설비(77)로부터 또는 육상 설비(77)로 메탄 유조선(70)이 선적 또는 하역할 수 있도록 한다. 이 설비는 수중 라인(76)에 의해 선적 또는 하역 스테이션(75)에 연결되는 연결 라인(81) 및 액화 가스 저장 탱크(80)를 포함한다. 수중 라인(76)은 장거리, 예컨대 5km에 걸쳐 선적 또는 하역 스테이션(75)과 육상 설비(77) 사이에서 액화 가스의 이송을 가능하게 하고, 이는 선적 및 하역 작업 동안 메탄 유조선(70)을 해안으로부터 먼 거리에 있을 수 있도록 한다.
액화 가스의 이송을 위해 요구되는 압력을 생성하기 위해, 선박(70)에 설치되는 펌프 및/또는 육상 설비(77)에 설비되는 펌프 및/또는 선적 및 하역 스테이션(75)에 설비되는 펌프가 제공된다.
본 발명은 몇가지 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만 이에 제한되지 않으며 본 발명의 범위 내에 있는, 설명된 수단과 기술적으로 동등한 모든 것 및 그 조합을 포함하는 것이 명백하다.
동사 "포함하다"의 사용 및 그와 결합된 형태의 사용은 청구항에 개시된 것 이외의 다른 요소 또는 다른 단계의 존재를 배제하는 것은 아니다. 임의의 요소 또는 단계에서 단수 표현의 사용은 다르게 규정되지 않는 한, 이러한 요소 또는 단계의 복수 개의 존재를 배제하는 것은 아니다.
청구항에서, 괄호 안의 어떠한 참조 부호도 청구항에 대한 제한으로 해석되어서는 안된다.
Claims (13)
- 지지 구조물(1)에 통합된 밀봉 및 단열 탱크로서, 지지 구조물(1)은 개구(7)를 구비하는 상부 벽(4) 및 상기 개구(7)의 엣지로부터 외측으로 연장되는 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)을 포함하며,
탱크는 지지 구조물의 상부 벽(4)에 고정된 천장 벽(20)을 포함하고, 상기 천장 벽(20)은 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)의 개구(7)와 일렬로 배치되는 개구(21)를 포함하며, 탱크는 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)에 고정되는 액체 돔 벽(23, 24)을 더 포함하고,
상기 탱크 벽은 지지 구조물(1)에 고정되는 단열 벌크 및 상기 단열 벌크에 놓이는 주름진 밀봉 멤브레인(16)을 포함하고, 밀봉 멤브레인(16)은 파동 방향에 평행한 일 시리즈의 주름(18)을 포함하며,
밀봉 멤브레인(16)의 주름(18)은 천장 벽(20)과 샤프트(8)의 제1 벽(9)에 고정되는 제1 액체 돔 벽(23) 사이에서 연속적이며, 샤프트(8)의 상기 제1 벽(9)은 상기 연속적인 주름(18)과 일렬로 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)을 차단하고,
제1 액체 돔 벽(23)에 인접한 제2 액체 돔 벽(24)은 제2 샤프트 벽(11)에 고정되고, 밀봉 멤브레인(16)은 제1 액체 돔 벽(23)과 제2 액체 돔 벽(24) 사이에서 제1 릿지(22)를 형성하며, 제1 액체 돔 벽(23)에 인접한 제3 액체 돔 벽(24)은 제3 샤프트 벽(12)에 고정되고, 밀봉 멤브레인은 제1 액체 돔 벽(23)과 상기 제3 액체 돔 벽(24) 사이에서 제2 릿지(22)를 형성하며,
제2 및 제3 액체 돔 벽 중 적어도 하나는 초과 두께층(25)을 더 포함하고, 상기 초과 두께층(25)은 다음과 같은 방식으로 치수가 정해지며:
S11+S12=D1-(d1+2E1) > e1, 및
S11< E1 및 S12< E1,
여기서, 파동의 방향에 직각이고 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)에 평행한 방향에 대해, S11은 상기 제2 액체 돔 벽(24)이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제2 액체 돔 벽(24)에 속하는 제1 초과 두께층(25)의 치수이고, S12는 상기 제3 액체 돔 벽(24)이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제3 액체 돔 벽(24)에 속하는 제2 초과 두께층(25)의 치수이며, D1은 제1 샤프트(8) 벽(9)의 치수이고, d1은 제1 액체 돔 벽(23)의 밀봉 멤브레인(16)의 치수이며, E1은 탱크 벽의 단열 벌크의 두께이고, e1은 제1 릿지(22)와 제1 릿지(22)에 인접한 밀봉 멤브레인(16)의 하나의 상기 연속적인 주름(18) 사이의 거리 및 제2 릿지(22)와 제2 릿지(22)에 인접한 밀봉 멤브레인(16)의 하나의 상기 연속적인 주름(18) 사이의 거리 중 최소인 것인, 밀봉 및 단열 탱크. - 제1항에 있어서,
제2 액체 돔 벽 및 제3 액체 돔 벽은 상기 파동 방향에 평행하게 연장되는, 밀봉 및 단열 탱크. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
주름(18)은 규칙적인 파동 피치(p1, 및 e1<p1)에 따라 병치되는, 밀봉 및 단열 탱크. - 제3항에 있어서,
S11+S12 < p1 인, 밀봉 및 단열 탱크. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
밀봉 멤브레인의 상기 시리즈의 주름은 제1 시리즈의 주름이고 천장 벽 상에서 파동 방향은 샤프트의 세로 방향이며,
천장 벽(20)의 밀봉 멤브레인은 샤프트(8)의 가로 방향에 평행한 제2 시리즈의 주름(19)을 더 포함하고, 샤프트(8)의 세로 방향 및 샤프트(8)의 가로 방향은 직각이며,
제2 시리즈의 주름(19)의 주름들(19)은 천장 벽(20)과 제2 액체 돔 벽(24) 사이에서 연속적이고, 샤프트(8)의 제2 벽(11)은 제2 시리즈의 주름(19)의 상기 연속적인 주름(19)과 일렬로 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)을 차단하며,
탱크는 제4 샤프트 벽(10)에 고정되는 제4 액체 돔 벽(23)을 포함하고, 제4 액체 돔 벽은 제2 및 제3 액체 돔 벽에 인접하며, 밀봉 멤브레인(16)은 제4 액체 돔 벽(23)과 제2 액체 돔 벽(24) 사이의 제3 릿지(22) 및 제4 액체 돔 벽(23)과 제3 액체 돔 벽(24) 사이의 제4 릿지(22)를 형성하고, 제1 액체 돔 벽 및 제4 액체 돔 벽 중 적어도 하나는 다음과 같은 방식으로 치수가 정해지는 초과 두께층(25)을 포함하며:
S21+S22=D2-(d2+2E2) > e2, 및
S21< E2 및 S22< E2
샤프트(8)의 세로 방향에 대해, S21은 상기 제1 액체 돔 벽이 하나의 상기 초과 두께층(25)을 포함할 때 제1 액체 돔 벽(23)에 속하는 제3 초과 두께층(25)의 치수이고, S22는 상기 제4 액체 돔 벽(23)이 하나의 상기 초과 두께층(25)을 포함할 때 제4 액체 돔 벽(23)에 속하는 제4 초과 두께층(25)의 치수이며, D2는 샤프트(8)의 제2 벽(11)의 치수이고, d2는 제2 액체 돔 벽(24)의 밀봉 멤브레인(16)의 치수이며, e2는 제1 릿지와 제1 릿지(22)에 인접한 제2 액체 돔 벽(24)의 하나의 상기 연속적인 주름(19) 사이의 거리 및 제4 릿지(22)와 제4 릿지(22)에 인접한 제2 액체 돔 벽(24)의 하나의 상기 연속적인 주름(19) 사이의 거리 중 최소인 것인, 밀봉 및 단열 탱크. - 제5항에 있어서,
제1 액체 돔 벽 및 제4 액체 돔 벽은 샤프트의 가로 방향에 평행하게 연장되는, 밀봉 및 단열 탱크. - 제5항 또는 제6항과 결합된 제3항 또는 제4항에 있어서,
제1 시리즈의 주름의 두 개의 인접한 주름을 분리하는 파동 피치(p1)는 제1 파동 피치이고, 제2 시리즈의 주름(19)의 주름들은 규칙적인 제2 파동 피치(p2, 및 e2<p2)만큼 이격되고 병치되는, 밀봉 및 단열 탱크. - 제7항에 있어서,
S21+S22<p2 인 밀봉 및 단열 탱크. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
탱크 벽의 단열 벌크는 1차 단열 장벽(15) 및 2차 단열 장벽(13)을 포함하고, 상기 밀봉 멤브레인은 1차 단열 장벽(15)에 놓이는 1차 밀봉 멤브레인(16)이며, 상기 단열 벌크는 1차 단열 장벽(13)과 2차 단열 장벽(15) 사이에 삽입되는 2차 밀봉 멤브레인(14)을 더 포함하는, 밀봉 및 단열 탱크. - 지지 구조물(1)에서 밀봉 및 단열 탱크의 액체 돔을 조립하는 방법으로서, 지지 구조물(1)은 미리 정의된 치수의 개구(7)를 구비하는 상부 벽(4) 및 상기 개구(7)의 엣지로부터 외측으로 연장되는 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)을 포함하고,
탱크는 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)에 고정되는 천장 벽(20)을 포함하고, 상기 천장 벽(20)은 지지 구조물(4)의 상부 벽(4)의 개구(7)와 일렬로 배치되는 개구(21)를 포함하며,
천장 벽(20)은 지지 구조물(1)에 고정되는 단열 벌크 및 단열 벌크에 놓이는 주름진 밀봉 멤브레인(16)을 포함하고, 밀봉 멤브레인(16)은 파동 방향에 평행한 일 시리즈의 주름(18)을 포함하며, 상기 방법은
- 샤프트(8)의 벽(9, 10, 11, 12)에 단열 벌크의 부분을 고정함으로써 액체 돔을 단열하는 단계로서, 단열 벌크의 상기 부분은 천장 벽(20)의 단열 벌크에 의해 형성되는 천장 지지면에 인접한 지지면을 형성하는 단계,
- 단열 벌크의 부분에 의해 형성되는 지지면에 주름진 밀봉 멤브레인(16)의 부분을 장착함으로써, 그리고 밀봉 멤브레인(16)의 상기 부분을 천장 벽(20)의 주름진 밀봉 멤브레인(16)과 단단히 연결함으로써 액체 돔을 밀봉하는 단계를 포함하고,
액체 돔을 단열하는 단계는, 제2 액체 돔 벽(24) 및 제1 액체 돔 벽(23)에 인접한 제3 액체 돔 벽(24) 중 적어도 하나에 대해, 초과 두께층(25)을 상기 적어도 하나의 액체 돔 벽에 대응하는 샤프트 벽에 고정하는 단계를 포함하고, 상기 초과 두께층은 단열 벌크와 상기 샤프트(8) 벽 사이에 삽입되며, 상기 초과 두께층은 다음과 같은 방식으로 치수가 정해지고:
S11+S12=D1-(d1+2E1) > e1, 및
S11< E1 및 S12< E1,
여기서, 파동 방향에 직각이고 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)에 평행한 방향에 대해, S11은 상기 제2 액체 돔 벽(24)이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제2 액체 돔 벽(24)에 속하는 제1 초과 두께층(25)의 치수이고, S12는 상기 제3 액체 돔 벽(24)이 하나의 상기 초과 두께층을 포함할 때 제3 액체 돔 벽(24)에 속하는 제2 초과 두께층(25)의 치수이며, D1은 제1 액체 돔 벽이 고정되는 제1 샤프트(8) 벽(9)의 치수이고, d1은 상기 제1 액체 돔 벽(23)의 밀봉 멤브레인(16)의 치수이며, E1은 탱크 벽의 단열 벌크의 두께이고, e1은 제1 액체 돔 벽(23)의 밀봉 멤브레인(16)의 하나의 상기 주름(18)과, 제1 액체 돔 벽과 제2 및 제3 액체 돔 벽 중 하나에 의해 형성되는 인접한 릿지(22) 사이의 거리이며,
액체 돔을 밀봉하는 단계는, 주름(18)이 천장 벽(20)과 상기 제1 액체 돔 벽(23) 사이에서 연속적이도록 제1 액체 돔 벽(23)의 밀봉 멤브레인(16)의 주름(18)을 정렬하는 단계를 포함하고, 상기 제1 샤프트 벽(9)은 상기 연속적인 주름(18)과 일렬로 지지 구조물(1)의 상부 벽(4)을 차단하는 것인, 밀봉 및 단열 탱크의 액체 돔의 조립 방법. - 냉 액체 제품을 이송하는 선박(70)으로서, 선박은 이중 선체(72) 및 이중 선체에 배치되는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 탱크(71)를 포함하는, 냉 액체 제품을 이송하는 선박.
- 제11항에 따른 선박(70)의 선적 또는 하역하는 방법으로서, 냉 액체 제품은 단열 파이프라인(73, 79, 76, 81)을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비(77)로부터 선박의 탱크(71)로, 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 운반되는, 선박의 선적 또는 하역하는 방법.
- 냉 액체 제품의 이송 시스템으로서, 시스템은 제11항에 따른 선박(70), 선박의 선체에 설치된 탱크(71)를 부유식 또는 육상 저장 설비(77)에 연결하도록 배치된 단열 파이프라인(73, 79, 76, 81) 및 단열 파이프라인을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비로부터 선박의 탱크로, 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 냉 액체 제품의 유동을 구동하는 펌프를 포함하는, 냉 액체 제품의 이송 시스템.
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