KR101012644B1 - Ｌｎｇ 저장탱크용 단열박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG를 운반하는 LNG 운반선 내에 설치되는 GT NO 96형 저장탱크용 단열박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모서리 부분을 사선방향으로 절단한 후 이 절단부위에 단열박스 고정용 부재를 마련함으로써 LNG 저장탱크 제조시 단열박스와 단열박스 사이의 공간을 배제할 수 있어 단열재를 절감하고 작업을 단순화한 LNG 저장탱크용 단열박스에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, LNG 저장탱크의 단열벽을 형성하기 위한 LNG 저장탱크용 단열박스로서, 상기 단열박스의 모서리를 사선방향으로 절단하고, 상기 단열박스의 사선으로 절단된 부분에 상기 단열박스를 선체에 고정시키기 위한 고정부재를 돌출 형성하여 설치시 인접한 단열박스와 밀착되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스가 제공된다.

LNG, 저장탱크, 단열박스, 플라이우드, 단열재

Description

ＬＮＧ 저장탱크용 단열박스{INSULATION BOX FOR A LNG STORAGE TANK}

본 발명은 LNG를 운반하는 LNG 운반선 내에 설치되는 GT NO 96형 저장탱크용 단열박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모서리 부분을 사선방향으로 절단한 후 이 절단부위에 단열박스 고정용 부재를 마련함으로써 LNG 저장탱크 제조시 단열박스와 단열박스 사이의 공간을 배제할 수 있어 단열재를 절감하고 작업을 단순화한 LNG 저장탱크용 단열박스에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 포함한 다.

최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.

LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.

이 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 하기 표 1에서 나타난 바와 같이, 통상 멤브레인형 저장탱크는 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다.

전술된 GT형 및 TGZ형 탱크구조는 미국 특허 제 6,035,795 호, 제 6,378,722 호, 제 5,586,513 호 및 미국 특허공개 제 2003-0000949 호 등과, 대한민국 특허공 개 제 10-2000-0011347 호 및 제 10-2000-0011346 호 등에 기재되어 있다. 또한, 독립탱크형 저장탱크의 구조는 대한민국 특허 제 10-15063 호 및 제 10-305513 호 등에 기재되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 GT NO 96형의 저장탱크는, 0.5 ~ 0.7㎜ 두께의 인바(Invar) 강(36% Ni)으로 이루어지는 1차 밀봉벽(10) 및 2차 밀봉벽(15)과, 플라이우드 박스(plywood box) 및 펄라이트(perlite) 등으로 이루어지는 1차 단열벽(11) 및 2차 단열벽(16)이, 선체의 내부표면(1, 2) 상에 번갈아 적층 설치되어 이루어진다.

상기 GT NO 96형의 경우, 1차 밀봉벽(10) 및 2차 밀봉벽(15)이 거의 같은 정도의 액밀성 및 강도를 갖고 있어 1차 밀봉벽(10)의 누설시 상당한 기간 동안 2차 밀봉벽(15)만으로도 화물을 안전하게 지탱할 수 있다. 또한 GT NO 96형의 밀봉벽(10, 15)은 멤브레인(Membrane)이 직선형이므로 TGZ Mark Ⅲ형의 파형 멤브레인보다 용접이 간편하여 자동화율은 높으나, 전체적인 용접장은 TGZ Mark Ⅲ형보다 길다. 또한, GT NO 96형의 경우 단열박스(즉, 단열벽, 11, 16)를 지지하기 위해서 더블 커플(Double Couple)(17)을 이용하고 있다. 프랑스 특허 제 2146612 호, 제 2629897 호, 제 2683786 호 등에는 종래의 GT NO 96형 단열박스의 구성과 고정방법 등이 개시되어 있다.

도 3에는 종래기술에 따른 GT NO 96형 저장탱크에 사용되는 단열박스의 사시도가 도시되어 있다. 도 3에 있어서 종래의 단열박스는, 그 내부구조를 나타내기 위해 상부 벽과 단열재가 제거된 상태로 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에서의 1차 단열벽(11) 및 2차 단열벽(16)을 구성하는 종래의 GT NO 96형 단열박스(20)는 대략 직육면체 형상을 가진다.

종래의 단열박스(20)의 내부에는 보강을 위하여 가로방향으로 연장되는 가로부재(21)가 다수개 설치되며, 단열박스(20)의 외부에는 단열박스(20)를 선체의 내부표면(1, 2) 상에 고정시키기 위한 고정부재(24)가 돌출 형성된다. 또한, LNG 누출을 대비해 불활성가스(예컨대 질소)를 순환시킬 수 있도록 단열박스(20)의 전방 및 후방벽 부재(22, 23)와 내부의 가로부재(21)에는 원형의 순환구멍(25)이 형성되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 GT NO 96형 단열박스(20)는, 고정부재(24)가 대략 직육면체 형상을 갖는 단열박스(20)의 외부에 돌출되어 있기 때문에, 복수의 단열박스(20)들을 배열할 때 단열박스(20) 사이에 공간이 형성될 수밖에 없는 구조를 가진다. 단열박스(20)가 설치된 후 단열박스(20) 사이의 공간은 별도의 단열재로 채워지는데, 단열재는 상당히 고가이므로 단열재의 사용을 절감할 수 있도록 개선할 필요가 있다.

또한, 고가의 재료인 플라이우드로 만들어지는 보강용 가로부재(21) 역시 단열박스에 요구되는 강도를 충족시키기 위해 단열박스(20)의 내부에 촘촘하게 배열되기 때문에 비경제적이다.

또한, 단열박스(20)에 있어서 불활성가스의 순환을 위한 순환구멍(25)이 형성된 부분의 강도가 나머지 부분에 비해 상대적으로 취약하다는 점도 개선의 여지가 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 모서리 부분을 사선방향으로 절단한 후 이 절단부위에 단열박스 고정용 부재를 마련하는 등의 형상 개선을 통하여 고가인 플라이우드 및 단열재 등의 재료를 절감하고 설치작업을 단순화한 LNG 저장탱크용 단열박스를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, LNG 저장탱크의 단열벽을 형성하기 위한 LNG 저장탱크용 단열박스로서, 상기 단열박스의 모서리를 사선방향으로 절단하고, 상기 단열박스의 사선으로 절단된 부분에 상기 단열박스를 선체에 고정시키기 위한 고정부재를 돌출 형성하여 설치시 인접한 단열박스와 밀착되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스가 제공된다.

상기 LNG 저장탱크용 단열박스는, 상기 단열박스의 내부에 보강을 위하여 격자 형태로 설치되는 보강부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 보강부재는, 상기 단열박스의 가로방향으로 연장되는 복수의 가로부재와, 상기 단열박스의 세로방향으로 연장되는 복수의 세로부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 LNG 저장탱크용 단열박스는, LNG 누출을 대비해 불활성가스를 순환시킬 수 있도록 형성되는 상하로 긴 슬릿형 순환구멍을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 순환구멍은 상기 단열박스의 전방 및 후방벽 부재와 상기 단열박스 내 부의 보강용 가로부재에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, LNG 저장탱크의 단열벽을 형성하기 위한 LNG 저장탱크용 단열박스로서, 모서리가 사선방향으로 절단된 직육면체 형태의 단열박스를 선체에 고정시키기 위하여 절단된 모서리 부분에 돌출 형성되는 고정부재와; 상기 단열박스의 내부에 보강을 위하여 격자 형태로 설치되는 보강부재와; LNG 누출을 대비해 불활성가스를 순환시킬 수 있도록 상기 단열박스의 벽면과 상기 보강부재에 형성되는 상하로 긴 슬릿형 순환구멍; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스가 제공된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 모서리 부분을 사선방향으로 절단한 후 이 절단부위에 단열박스 고정용 부재를 마련하는 등의 형상 개선을 통하여 고가인 플라이우드 및 단열재 등의 재료를 절감하고 설치작업을 단순화한 LNG 저장탱크용 단열박스가 제공될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4에는 본 발명에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스의 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스들이 설치된 상태에 있어서 각각의 단열박스들의 모서리가 모여진 부분을 나타내는 도면이 도시되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 GT NO 96형 단열박스(30) 는 모서리 부분이 사선으로 절단된 직육면체 형상을 가진다. 도 4에 있어서 본 발명에 따른 단열박스(30)는 그 내부구조를 나타내기 위해 상부 벽과 내부에 충전되는 단열재가 제거된 상태로 도시되어 있다. 본 발명에 있어서 단열박스란, 내부에 충전되는 단열재를 포함하여 완성된 형태의 것이거나 단열재를 포함하지 않은 상태의 것을 모두 의미한다.

본 발명에 따른 단열박스(30)의 내부에는 보강을 위하여 가로방향으로 연장되는 복수의 가로부재(31)와 세로방향으로 연장되는 복수의 세로부재(32)가 설치된다. 본 발명에 따르면, 보강을 위하여 가로부재(31) 및 세로부재(32)를 함께 이용하여 가로부재(31)와 세로부재(32)를 격자 형태로 배열함으로써 고가의 재료인 플라이우드의 사용량을 절감하면서도 단열박스(30)에 요구되는 강도를 만족시킬 수 있게 한다.

격자 형태로 보강된 본 발명의 단열박스(30)는 선체의 외부로부터 가해지는 외력 또는 액체 상태의 LNG의 유동으로 인한 슬로싱 현상에 수반하는 충격력 등을 효과적으로 견딜 수 있다.

또한, 단열박스(30)의 외부 중에서 사선으로 절단된 부분에는 단열박스(30)를 선체에 고정시키기 위한 고정부재(35)가 돌출 형성된다. 본 발명에 따르면, 고정부재(35)가 단열박스(30)의 절단된 모서리 부분에 형성되기 때문에 복수의 단열박스(30)들을 배열할 때 단열박스(30) 사이의 공간을 제거할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 단열박스(30)들은 각각의 좌우측벽과 전후방벽이 서로 밀착된 상태로 배열될 수 있다.

따라서 본 발명의 단열박스(30)에 의하면, 종래에서와 같이 별도의 단열재를 사용하여 단열박스들 사이의 공간을 채워줄 필요가 없으므로, 고가의 단열재를 절감할 수 있는 동시에 설치작업을 간소화할 수 있게 된다.

또한, LNG 누출을 대비해 불활성가스(예컨대 질소)를 순환시킬 수 있도록 본 발명에 따른 단열박스(30)의 전방 및 후방벽 부재(33, 34)와 내부의 가로부재(31)에는 상하로 긴 슬릿형의 순환구멍(36)이 형성되어 있다. 단열박스(30)의 전방 및 후방벽 부재(33, 34)와 내부의 가로부재(31)에 형성되는 순환구멍(36)들은 일직선 상으로 정렬되는 것이 바람직하다.

단열박스(30)에는 압축하중이 주로 작용하는데, 종래와 같은 원형의 순환구멍은 압축좌굴에 상대적으로 취약하다. 본 발명에 의하면, 순환구멍(36)이 상하로 긴 슬릿 형상을 가지기 때문에, 종래와 동일한 순환면적을 가지는 경우에도 압축하중에 대한 강도가 더욱 보강될 수 있어 압축좌굴로 인한 손상을 확실하게 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 LNG 저장탱크의 구조인 GT NO 96형 저장탱크 구조의 단면도 및 사시도,

도 3은 GT NO 96형 저장탱크에 사용되는 종래의 단열박스의 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스의 사시도, 그리고

도 5는 본 발명에 따른 LNG 저장탱크용 단열박스들이 설치된 상태에 있어서 각각의 단열박스들의 모서리가 모여진 부분을 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

30 : 단열박스 31 : 가로부재

32 : 세로부재 33 : 전방벽 부재

34 : 후방벽 부재 35 : 고정부재

36 : 순환구멍

Claims (6)

1. NO 96 타입의 LNG 저장탱크의 단열벽을 형성하기 위한 LNG 저장탱크용 단열박스로서,

   상기 단열박스는, 상하부 벽, 좌우측벽 및 전후방벽을 갖는 육면체 형상을 가지도록 만들어지고, 내부에 단열재가 채워지며,

   상기 단열박스의 모서리를 사선방향으로 절단하고, 상기 단열박스의 사선으로 절단된 부분에 상기 단열박스를 선체에 고정시키기 위한 고정부재를 돌출 형성하여 설치시 인접한 단열박스들은 각각의 상기 좌우측벽과 상기 전후방벽이 서로 밀착된 상태로 배열되며,

   LNG 누출을 대비해 불활성가스를 순환시킬 수 있도록 상기 전후방벽에 형성되는 상하로 긴 슬릿형 순환구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 단열박스의 내부에 보강을 위하여 격자 형태로 설치되는 보강부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 보강부재는, 상기 단열박스의 가로방향으로 연장되는 복수의 가로부재와, 상기 단열박스의 세로방향으로 연장되는 복수의 세로부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 순환구멍은 상기 단열박스의 전방 및 후방벽 부재와 상기 단열박스 내부의 보강용 가로부재에 형성되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스.
6. NO 96 타입의 LNG 저장탱크의 단열벽을 형성하기 위한 LNG 저장탱크용 단열박스로서,

   모서리가 사선방향으로 절단된 직육면체 형태의 단열박스를 선체에 고정시키기 위하여 절단된 모서리 부분에 돌출 형성되는 고정부재와;

   상기 단열박스의 내부에 보강을 위하여 격자 형태로 설치되는 보강부재와;

   LNG 누출을 대비해 불활성가스를 순환시킬 수 있도록 상기 단열박스의 벽면과 상기 보강부재에 형성되는 상하로 긴 슬릿형 순환구멍; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크용 단열박스.

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