KR100649316B1

KR100649316B1 - 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체

Info

Publication number: KR100649316B1
Application number: KR1020060084298A
Authority: KR
Inventors: 양영명; 윤인수; 김지훈; 오병택; 김영균
Original assignee: 한국가스공사
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2006-11-24
Also published as: CN101134498B; CN101134498A

Abstract

본 발명은, 초저온 상태의 액체인 액화천연가스를 저장 및 수송하기 위하여 선박 내부에 설치되는 액화천연가스 저장탱크의 내부벽면에, 단열벽과 밀봉벽을 설치할 수 있도록 배열되는 앵커 구조체에 있어서, 조립구조 및 제조공정을 단순화하여 탱크의 건조시간을 단축시키고, 앵커부가 저장탱크에서 발생하는 기계적 응력을 보다 효율적으로 해소할 수 있는 개선된 구조의 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따른 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체는, 선체와 밀봉벽 사이를 직접적으로 연결하여 고정하는 앵커 부재와, 이 앵커 부재의 주변에 일체로 형성되는 단열재로 이루어진다.

상기 앵커 부재는 상부가 평평하게 형성된 절두(截頭) 원추형상을 가진다. 상기 앵커 부재의 원추형 몸체의 하부에는, 저장탱크의 내부 표면에 상기 앵커 부재를 고정시키기 위한 고정부가 형성되고, 상기 앵커 부재의 원추형 몸체의 상부에는 2개의 접합부가 서로 일정한 높이차를 가지면서 형성된다.

액화천연가스, LNG, 저장탱크, 단열벽, 밀봉벽, 앵커 부재, 플라이우드, 폴리우레탄 폼

Description

액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체{ANCHOR STRUCTURE OF LNG STORAGE TANK}

도 1은 종래 기술에 따른 액화천연가스의 저장탱크가 설치된 선박의 개략 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 액화천연가스의 저장탱크 일부를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 앵커 부재의 사시도,

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 앵커 부재의 일부 절단 사시도,

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 앵커 부재를 포함하는 앵커 구조체가 설치된 상태의 액화천연가스의 저장탱크 일부를 도시한 평면도,

도 6은 도 5의 A-A 선을 따라 취해진 액화천연가스의 저장탱크의 일부 단면도,

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 앵커 부재의 사시도,

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 앵커 부재의 일부 절단 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 저장탱크 12 : 내부벽

14 : 격벽 51 : 제1 밀봉 막

52 : 제2 밀봉 막 61 : 스터드 볼트

62 : 너트 110, 210 : 앵커 부재

111, 211 : 몸체 112, 212 : 고정부

113, 213 : 제1 접합부 114, 214 : 제2 접합부

130 : 앵커 구조체 133 : (앵커)단열재

135 : 플라이우드 140 : 평면 구조체

143 : 평면 단열재 211a : 타원형 구멍

215 : 보강판

본 발명은 선박 내부에 설치되는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초저온 상태의 액체인 액화천연가스를 저장 및 수송하기 위하여 선박 내부에 설치되는 액화천연가스 저장탱크의 내부벽면에, 단열벽과 밀봉벽을 설치할 수 있도록 배열되는 앵커 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG)는 화석연료의 하나인 천연가스가 액화된 것으로서, 액화천연가스 저장탱크는 설치되는 위치에 따라 지상에 설치되거나 지중에 매립되는 육상 저장탱크 또는 자동차, 선박 등의 운송수단에 설치된 이동형 저장탱크 등으로 구분된다.

전술된 액화천연가스는 충격에 노출시 폭발의 위험성이 있고, 초저온 상태로 보관되는 바, 이를 보관하는 저장탱크는 내충격성 및 액밀성이 견고하게 유지되는 구조를 이룬다.

이와 같은 저장탱크는 유동이 거의 없는 육상 저장탱크와 대비하여, 유동이 있는 자동차, 선박에 설치되는 액화천연가스 저장탱크의 구조는 유동에 의한 기계적 응력에 대한 대비책을 강구하여야 한다는 점에서는 다소 차이가 있다. 그러나, 기계적 응력에 대하여 대비책이 마련된 선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크는 당연히 육상 저장탱크에도 사용될 수 있으므로, 본 명세서에는 선박에 설치된 액화천연가스 저장탱크의 구조를 일례로 설명한다.

도 1에는 종래 기술에 따른 액화천연가스의 저장탱크가 설치된 선박의 개략 단면도가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액화천연가스의 저장탱크가 설치되는 선박은 통상, 외형을 이루는 외부벽(16)과, 이 외부벽(16)의 내부에 형성된 내부벽(12)으로 이루어지는 이중구조의 선체를 갖는다. 상기 선박(1)의 내부벽(12)과 외부벽(16)은 연결 리브(13)에 의해 연결되어 일체로 형성되며, 경우에 따라 상기 내부벽(12)이 존재하지 않은 단일구조의 선체로 이루어질 수도 있다.

또한, 선체의 내부, 즉 내부벽(12)의 내부는 하나 이상의 격벽(14)에 의하여 분할될 수 있다. 상기 격벽(14)은 통상적인 액화천연가스 저장용 선박(1)에 설치되는 공지의 코퍼댐(cofferdam)에 의해 형성될 수도 있다.

상기 격벽(14)에 의해 분할된 각각의 내부 공간은 액화천연가스와 같은 초저온 액체를 적재하는 저장탱크(10)로서 활용될 수 있다.

여기에서, 상기 저장탱크(10)의 내주벽면은 밀봉벽(50)에 의해서 액밀 상태 로 밀봉된다. 즉, 상기 밀봉벽(50)은 복수개의 금속판들이 용접에 의해 서로 일체로 연결됨으로써 하나의 저장공간을 형성하며, 그에 따라 상기 저장탱크(10)는 액화천연가스를 누출 없이 저장 및 수송할 수 있게 된다.

초저온 상태인 액화천연가스와 직접 접촉하는 밀봉벽(50)에는 공지된 바와 같이 액화천연가스의 선하적에 따른 온도변화에 대응하기 위해 주름이 형성될 수 있다.

이러한 밀봉벽(50)은 다수의 앵커 구조체(30)에 의해 선박(1)의 내부벽(12) 또는 격벽(14)에 고정적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 밀봉벽(50)은 선체에 대하여 상대적인 이동이 불가능하다.

밀봉벽(50)과 내부벽(12) 또는 격벽(14) 사이에는 단열층을 형성할 수 있도록 단열벽이 배열된다. 이 단열벽은, 저장탱크(10)의 모서리 부분에 배치되는 코너 구조체(20)와, 앵커 부재(도시생략)의 주변에 배치되는 앵커 구조체(30)와, 저장탱크(10)의 평평한 부분에 배치되는 평면 구조체(40)로 이루어진다. 즉, 이들 코너 구조체(20), 앵커 구조체(30) 및 평면 구조체(40)에 의해서 저장탱크(10)에 전체적인 단열층이 형성될 수 있다.

여기에서, 상기 앵커 구조체(30)는, 선체와 밀봉벽 사이를 직접적으로 연결하여 고정하는 봉형상의 앵커 부재와, 이 앵커 부재의 주변에 설치되는 단열재로 이루어진다.

또한, 밀봉벽(50)은 주로 앵커 구조체(30)에 의해서 지지되며, 코너 구조체(20) 및 평면 구조체(40)는 단지 상기 밀봉벽(50)에 가해지는 LNG의 하중만 지지 하고 앵커 구조체(30)와의 사이에는 직접적인 결합관계가 없다.

도 2에는 본 출원인에 의해 출원되어 국내특허 제 499710 호로 등록된, 종래 기술에 따른 액화천연가스의 저장탱크 일부를 도시한 단면도가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 종래의 액화천연가스 저장탱크(10)는 선체의 바닥면에 2차 단열벽(22, 32, 42)과 1차 단열벽(24, 34, 44)이 순차적으로 설치되고, 상기 2차 단열벽(22, 32, 42)과 1차 단열벽(24, 34, 44) 사이에는 2차 밀봉벽(23, 33, 43)이 설치되어 이들 사이를 밀봉한다. 또한, 상기 1차 단열벽(24, 34, 44)의 상부에는 1차 밀봉벽(50)이 설치된다.

이와 같이 구성된 액화천연가스의 저장탱크(10)는 내부의 코너부에 설치되는 코너 구조체(20)와, 바닥면에 일정 간격으로 설치되는 앵커 구조체(30), 그리고 상기 코너 구조체(20) 또는 앵커 구조체(30) 사이에 삽입되어 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 평면 구조체(40)를 포함한다. 이때, 상기 코너 구조체(20), 앵커 구조체(30), 평면 구조체(40)는 각각의 단위 모듈로 미리 제작된 후, 저장탱크(10)에 조립되는 구조이며, 상기 1차 밀봉벽(50)이 그 위에 설치되어 단열벽을 액밀함으로써, 내측 공간에 액화천연가스(LNG)가 저장할 수 있는 공간을 제공한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 코너 구조체(20), 앵커 구조체(30), 및 평면 구조체(40)는 각각의 1차 단열벽(24, 34, 44), 2차 단열벽(22, 32, 42) 및 2차 밀봉벽(23, 33, 43)을 포함하며, 이들을 통칭하여 단열벽 구조체(20, 30, 40)로 정의한다.

한편, 각 단열벽 구조체(20, 30, 40)에 있어서 각 단위 모듈의 2차 밀봉벽 및 각 단열벽의 접촉면은 접착제로 접착되어 일체로 형성된다. 통상적으로 상기 2차 단열벽(22, 32, 42)은 절연성 물질인 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam)과 그 하부에 부착된 판재로 구성된다. 그리고, 상기 1차 단열벽(24, 34, 44)은 폴리우레탄 폼과 그 상부에 접착제로 부착된 판재로 이루어진다. 또한, 상기 1차 밀봉벽은 상기 1차 단열벽(24, 34, 44)의 상부에 설치되어 용접에 의해 상기 앵커 구조체(30)에 고정된다.

또한, 상기 평면 구조체(40)의 2차 단열벽(42)의 하단부에는 상기 2차 단열벽(42) 보다 크게 형성된 플랜지(42a)가 형성된다. 상기 플랜지(42a)는 상기 앵커 구조체(30)의 하단부에 형성된 홈부에 삽입되어, 다소간의 슬라이딩 이동이 가능하게 설치된다.

도시된 예에서 각 앵커 구조체(30)는 앵커지지로드(36), 하부에 위치한 고정부재(37), 앵커 2차 단열벽(32) 그리고 앵커 1차 단열벽(34)을 갖고, 상기 앵커 2차 단열벽(32)과 앵커 1차 단열벽(34) 사이에는 2차 밀봉벽(33)이 연결된다. 상기 앵커지지로드(36)의 한 말단은 1차 밀봉벽(50)에 연결되어 있고 다른 말단은 상기 고정부재(37)에 의해 선체 내부벽(12)에 연결되어 있다.

한편, 상기 앵커 구조체(30)는 상기 앵커지지로드(36)의 상단에 상기 1차 밀봉벽(50)이 용접되어 결합된다.

또한, 상기 앵커 구조체(30)는 이웃하는 평면 구조체(40)의 연결 지점에 위치하여 이들을 상호 연결하며, 상기 평면 구조체(40)는 저장탱크(10)를 이루는 선 체 내부벽(12) 또는 격벽(14)에 고정된다. 또한, 상기 앵커 구조체(30)의 고정부재(37)는 앵커지지로드(36)의 주위에 설치된다.

그러나, 종래의 액화천연가스 저장탱크는 단열벽 구조체의 구성이 1, 2차 단열벽 및 1, 2차 밀봉벽으로 이루어지는 바, 그 구성이 복잡할 뿐만 아니라 2차 밀봉벽을 연결하기 위한 구조가 복잡하고, 단열벽의 작업이 용이하지 않다. 또한, 앵커부나 2차 밀봉벽의 연결부의 구조와 설치작업이 난해하여 2차 밀봉벽에 LNG의 밀봉의 신뢰성이 저하되어 LNG가 누출(leakage)되는 문제점이 발생할 우려도 있다.

또한, 봉형상의 앵커지지로드(36)에 의해 선체의 내부표면과 1차 밀봉벽(50) 사이를 연결하여 고정하는 종래의 앵커 구조체(30)는, 초저온 상태인 LNG의 선하적에 따른 저장탱크의 열변형이나 선체의 변형시 발생하는 응력을 흡수함에 있어서 개선의 여지가 있었다.

이러한 문제점을 해소하는 동시에 초저온의 액체상태인 LNG의 기화에 의한 손실인 BOG(Boiled Off Gas)의 저감, 구조의 단순화, 제조 공정의 단순화 등을 위하여 종래의 액화천연가스 저장탱크와는 다른 새로운 구조의 저장탱크가 제안되었으며, 그에 따라 평면 구조체를 고정시키는 앵커 구조체의 구조 역시 새로운 구조를 요구하고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 액화천연가스 저장탱크에 있어서 단열벽과 밀봉벽의 구조 및 이들의 결합구조를 간단히 하고 작업이 용이하도록 개선하는 동시에, 밀봉의 신뢰성을 증가시키고, 조립구조 및 제조공정을 단순 화하여 탱크의 건조시간을 단축시키고, 앵커부가 저장탱크에서 발생하는 기계적 응력을 보다 효율적으로 해소할 수 있는 개선된 구조의 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따르면, 액화천연가스를 적재하는 저장탱크의 내부 표면에 설치되어 단열층을 형성하는 단열벽과, 상기 단열벽의 상부에 설치되어 액화천연가스와 접하는 밀봉 막과, 상기 밀봉 막을 지지하는 앵커 구조체로 이루어지는 액화천연가스 저장탱크로서, 상기 앵커 구조체는, 상기 저장탱크의 내부 표면과 상기 밀봉 막 사이를 연결하여 고정하는 앵커 부재와, 상기 앵커 부재의 주변에 형성되는 단열재를 포함하며, 상기 앵커 부재는 절두(截頭) 원추형상을 가지며, 상기 앵커 부재의 원추형 몸체의 하부는 상기 저장탱크의 내부 표면에 대하여 복수개소에서 결합되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체가 제공된다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 태양에 따르면, 액화천연가스를 적재하는 저장탱크의 내부 표면과 상기 저장탱크를 밀봉하는 밀봉 막과의 사이를 연결하여 상기 밀봉 막을 지지하는 앵커 부재로서, 상기 앵커 부재는, 절두 원추형상을 가지며, 상기 앵커 부재의 원추형 몸체의 하부는 상기 저장탱크의 내부 표면에 대하여 복수개소에서 결합되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재가 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 앵커 부재의 사시도 및 일부 절단 사시도가 도시되어 있고, 도 5 및 도 6에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 앵커 부재를 포함하는 앵커 구조체가 설치된 상태의 액화천연가스의 저장탱크 일부를 도시한 평면도 및 단면도가 도시되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 앵커 부재(110)는 상부가 평평하게 형성된 절두(截頭) 원추형상을 가진다. 이러한 본 제1 실시예의 절두 원추형상의 앵커 부재(110)는, 그 상부면 측은 폐쇄되어 있는 한편 그 하부면 측은 개방되어 있으며, 저장탱크의 내부 표면 쪽으로 갈수록 넓어지는 형태의 몸체를 갖는다.

상기 앵커 부재(110)의 원추형 몸체(111)의 하부에는, 도 5 및 도 6을 참조하여 후술하는 바와 같이, 저장탱크(10)의 내부 표면, 즉 내부벽(12) 또는 격벽(14)의 표면에 상기 앵커 부재(110)를 고정시키기 위한 고정부(112)가 형성되어 있다.

상기 고정부(112)는 앵커 부재(110)의 몸체(111)의 하단 외주 전체에 걸쳐서 링형상으로 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 그 하단 외주 일부에 걸쳐서 형성될 수도 있음은 물론이다.

본 제1 실시예에 있어서, 링형상의 상기 고정부(112)는 별개로 제작되어 앵커 부재(110)의 몸체(111) 하단에 용접에 의해 일체로 장착된다.

또한, 상기 고정부(112)에는 일정한 간격을 두고 복수개의 관통구멍(112a)이 형성되어 있으며, 그에 따라 이 관통구멍(112a)에는 저장탱크(10)의 내부 표면에 고정 장착된 복수개의 스터드 볼트(61)가 각각 삽입되어 너트(62)에 의해 고정될 수 있다.

상기 앵커 부재(110)의 원추형 몸체(111)의 상부에는 단차가 형성되어 2개의 접합부, 즉 제1 접합부(113)와 제2 접합부(114)가 서로 일정한 높이차를 가지면서 형성된다. 이들 제1 접합부(113)와 제2 접합부(114)에는, 도 6을 참조하여 후술하는 바와 같이, 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52)이 용접에 의해 고정 장착된다.

본 제1 실시예에 있어서, 서로 일정한 높이차를 가지는 제1 및 제2 접합부(113, 114)는 별개로 제작되어 앵커 부재(110)의 몸체(111) 상단에 용접에 의해 일체로 장착됨으로써 앵커 부재(110)의 몸체(111) 상단을 폐쇄한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 저장탱크(10)의 내주벽면은 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52)에 의해서 액밀 상태로 밀봉된다. 즉, 상기 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52)은 복수개의 금속판들이 용접에 의해 서로 일체로 연결됨으로써 하나의 저장공간을 형성하며, 그에 따라 상기 저장탱크(10)는 액화천연가스를 누출 없이 저장 및 수송할 수 있게 된다.

초저온 상태인 액화천연가스와 직접 접촉하는 제1 밀봉 막(51)과, 이 제1 밀봉 막(51)으로부터 이격되도록 설치되는 제2 밀봉 막(52)에는 공지된 바와 같이 액화천연가스의 선하적에 따른 온도변화에 대응하기 위해 주름이 형성될 수 있다.

이러한 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52)은 다수의 앵커 구조체(130)에 의해 선 박(1)의 내부벽(12) 또는 격벽(14)에 고정적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52)은 선체에 대하여 상대적인 이동이 불가능하다.

제2 밀봉 막(52)과 내부벽(12) 또는 격벽(14) 사이에는 단열층을 형성할 수 있도록 단열벽이 배열된다. 이 단열벽은, 저장탱크(10)의 모서리 부분에 배치되는 코너 구조체(도시생략)와, 앵커 부재(110)의 주변에 배치되는 앵커 구조체(130)와, 저장탱크(10)의 평평한 부분에 배치되는 평면 구조체(140)로 이루어진다. 즉, 이들 코너 구조체, 앵커 구조체(130) 및 평면 구조체(140)에 의해서 저장탱크(10)에 전체적인 단열층이 형성될 수 있다.

저장탱크(10)에 배열되는 각각의 코너 구조체, 앵커 구조체(130) 및 평면 구조체(140)들은 별도의 장소에서 하나의 모듈로서 제조된 후, 저장탱크(10)로 옮겨져 조립될 수 있다.

제1 및 제2 밀봉 막(51, 52)은 앵커 구조체(130)에 의해서 지지되며, 평면 구조체(140)는 단지 상기 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52)에 가해지는 LNG의 하중만 지지하고 앵커 구조체(130)와의 사이에는 직접적인 결합관계가 없다.

여기에서, 상기 앵커 구조체(130)는, 선체와 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52) 사이를 직접적으로 연결하여 고정하는 상기 앵커 부재(110)와, 이 앵커 부재(110)의 주변에 폴리우레탄 폼 또는 강화 폴리우레탄 폼 등에 의해 일체로 형성되는 단열재(133)로 이루어진다.

상기 단열재(133)의 상단이나 하단, 혹은 상하단 양쪽 모두에는 플라이우드(plywood)(135)가 부착될 수 있다. 도 6에는 앵커 구조체(130)의 상단과 평면 구조체(140)의 상하단에 플라이우드가 부착된 예가 도시되어 있지만, 이것에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

앵커 구조체(130)에 포함된 앵커 단열재(133)의 밀도는 대략 35 ~ 45㎏/㎥ 으로서, 평면 구조체(140)에 포함된 평면 단열재(143)의 밀도인 대략 115 ~ 125㎏/㎥ 보다 작다. 이와 같이 앵커 단열재(133)의 밀도가 평면 단열재(143)의 밀도보다 작아도, 앵커 구조체(130)는 내장되어 있는 앵커 부재(110)로 인하여 충분한 강도를 유지할 수 있다.

상기된 바와 같이 구성된 앵커 구조체(130)는, 상기 앵커 부재(110)의 원추형 몸체(111)의 하부에 형성된 고정부(112)를 통하여 저장탱크(10)의 내부 표면 상에 고정된다.

상술한 바와 같이, 상기 고정부(112)에는 일정한 간격을 두고 관통구멍(112a)이 형성되어 있으며, 이 관통구멍(112a)에는 사전에 저장탱크(10)의 내부 표면에 고정 장착된 스터드 볼트(61)가 삽입되어 너트(62)에 의해 고정될 수 있다.

이를 위하여 앵커 단열재(133)의 하부표면은 상기 고정부(112)의 하부표면과 동일평면을 이루고 있으며, 앵커 단열재(133)의 상기 관통구멍(112a)이 형성된 부분에는 상하방향으로 뻗어있는 원통형 중공부(133a)가 형성된다.

원통형 중공부(133a)를 형성하기 위해서는, 최초 단열재의 형성시 금형을 이용하여 원통형 중공부(133a) 부분에 단열재를 형성하지 않는 방법이나, 단열재를 앵커 부재(110) 주위에 육면체 형상으로 형성한 후 원통형 중공부(133a) 부분의 단열재를 절단하여 제거하는 방법 등을 활용할 수 있다.

관통구멍(112a) 내에 스터드 볼트(61)가 삽입되도록 앵커 구조체(130)를 위치시킨 후, 상기 원통형 중공부(133a)를 통하여 너트(62)를 삽입하여 스터드 볼트(61)와 체결함으로써 앵커 구조체(130)를 저장탱크(10)의 내부 표면에 고정시킨다.

이때 앵커 부재(110)의 고정부(112)의 하부 표면과 저장탱크(10)의 내부 표면 사이에는, 공지된 바와 같이, 필요에 따라 수평을 맞추기 위한 레벨링 플레이트(leveling plate)(63)가 개재될 수 있다. 또한 앵커 부재(110)의 고정부(112)의 상부 표면과 스터드 볼트(61)에 체결되는 너트(62) 사이에는, 공지된 바와 같이, 와셔(64)가 개재될 수 있다.

상기 원통형 중공부(133a)를 통하여 너트(62)를 삽입하여 스터드 볼트(61)와 체결함으로써 앵커 구조체(130)를 저장탱크(10)의 내부 표면에 고정시킨 후에는, 원통형 중공부(133a) 내에 상응하는 형상의 원통형 단열재(133b)를 삽입한다.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 앵커 부재(110)의 원추형 몸체(111)의 상부에는 제1 접합부(113)와 제2 접합부(114)가 서로 일정한 높이차를 가지면서 형성된다. 제1 접합부(113)에는 제1 밀봉 막(51)이 용접에 의해 고정 장착되고, 제2 접합부(114)에는 제2 밀봉 막(52)이 용접에 의해 고정 장착된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 밀봉 막(51)과 제2 밀봉 막(52)의 사이는 일정한 거리만큼 이격된 상태로 유지된다. 이 이격 거리는 상기 앵커 부재(110)의 제1 접합부(113)와 제2 접합부(114) 사이의 높이차와 동일한 것이 바람직하다.

또한, 제1 밀봉 막(51)과 제2 밀봉 막(52)의 사이의 이격 거리가 일정하게 유지될 수 있도록, 제1 밀봉 막(51)과 제2 밀봉 막(52)의 사이에는 일정한 두께를 가지는 지지판재(53)가 개재되어 있다.

지지판재(53)는 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52)이 서로 평행하게 배열된 부분, 즉 주름이 형성된 부분을 제외한 나머지 전체에 걸쳐서 개재될 수 있지만, 주름이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분 중 일부에 걸쳐서 개재되어도 좋다.

상기 지지판재(53)로서는, 일정한 두께의 플라이우드가 단독으로 사용된 것, 일정한 두께의 폴리우레탄 폼(또는 강화 폴리우레탄 폼)이 단독으로 사용된 것, 혹은 폴리우레탄 폼(또는 강화 폴리우레탄 폼)의 상하부 표면 중 적어도 한쪽 표면에 플라이우드가 부착된 것을 사용할 수 있다.

상기된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 밀봉 막(51)과 제2 밀봉 막(52) 사이가 이격되어 있기 때문에, 극저온의 LNG에 직접 접촉되는 제1 밀봉 막(51)의 온도보다 제2 밀봉 막(52)의 온도가 높게 유지되어 제2 밀봉 막(52)의 수명이 제1 밀봉 막(51)의 수명보다 길어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제1 밀봉 막(51)과 제2 밀봉 막(52) 사이가 이격되어 있기 때문에, 파도 등의 외력으로 인해 선체가 변형되어 저장탱크의 형상이 변형되더라도 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52) 사이에서 마찰이 일어나지 않고, 어느 한 쪽의 밀봉 막에 충격이 가해져 손상이 발생하더라도 그 손상이 다른 한 쪽의 밀봉 막에 직접적으로 전파되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 밀봉은 제1 밀봉 막(51)과 제2 밀봉 막(52)에 의해 이중 구조로 이루어진 것으로 설명하고 있으나, 3층 이상의 다중 구조로 적층되는 것도 물론 가능하다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 앵커 부재의 링형상 고정부(112)에 형성된 복수개의 관통구멍(112a)에, 저장탱크의 내부표면에 고정된 복수개의 스터드 볼트(61)를 삽입하고 각각 너트(62)에 의해서 체결함으로써 앵커 부재(110), 나아가서는 밀봉 막(51, 52)이 선체에 대하여 고정될 수 있다.

따라서, 앵커 부재(110)와 저장탱크의 내부표면 사이의 결합이 너트 체결이라는 간단한 작업만으로 이루어질 수 있게 된다.

또한, 앵커 부재(110)와 저장탱크의 내부표면 사이의 결합이 복수개소에서 연속적으로 이루어지기 때문에, LNG의 선하적에 따른 열변형이나 파도 등의 외력에 의한 선체의 변형으로 인해 발생한 응력을 확실하게 흡수할 수 있게 된다.

도 7 및 도 8에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 앵커 부재의 사시도 및 일부 절단 사시도가 도시되어 있다. 상술한 제1 실시예의 앵커 부재가 원추형 몸체(111)의 상하부에 별개로 제작된 고정부(112)와 제1 및 제2 접합부(113, 114)를 부착시켜 만들어지는 것에 비하여, 본 제2 실시예에 따른 앵커 부재는, 프레스 작업에 의해 몸체, 고정부 및 접합부가 일체로 이루어진다는 점과 몸체에 복수개의 구멍이 형성된다는 점에 있어서만 차이점을 가지므로, 이어지는 제2 실시예에 따른 앵커 부재에 대한 설명은 제1 실시예와의 차이점을 위주로 이루어진다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 앵커 부재(210)는, 제1 실시예에서와 마찬가지로, 상부가 평평하게 형성된 절두(截頭) 원 추형상을 가지며, 그 상부면 측은 폐쇄되어 있는 한편 그 하부면 측은 개방되어 있다.

상기 앵커 부재(210)의 원추형 몸체(211)의 하부에는, 상술한 바와 같이, 저장탱크(10)의 내부 표면에 상기 앵커 부재(210)를 고정시키기 위한 고정부(212)가 일체로 형성되어 있다.

또한, 상기 고정부(212)에는, 저장탱크(10)의 내부 표면에 고정 장착된 스터드 볼트(61)가 삽입되어 너트(62)에 의해 고정될 수 있도록, 일정한 간격을 두고 관통구멍(212a)이 형성되어 있다.

상기 앵커 부재(210)의 원추형 몸체(211)의 상부에는, 상술한 바와 같이, 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52)이 용접에 의해 고정 장착되기 위한 제1 및 제2 접합부(213, 214)가 서로 일정한 높이차를 가지면서 일체로 형성된다.

여기에서, 제1 접합부(213)와 제2 접합부(214)가 형성되어 있는 상기 앵커 부재(210)의 상부가 2중 구조를 가질 수 있도록, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 앵커 부재(210)의 상단 내측에 보강판(215)을 용접에 의해 일체화하여 장착하는 것이 바람직하다.

또한, 본 제2 실시예에 따른 앵커 부재(210)의 몸체(211)에는 복수개의 구멍(211a)을 서로 엇갈리도록 배열하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구멍(211a)을 서로 엇갈리게 배열되도록 형성하는 동시에 이 구멍(211a)의 형상을 타원형으로 형성함에 의해, 앵커 부재(210)의 상단으로부터 하단으로 전달되는 냉열의 전달경로를 연장시켜 냉열의 손실을 막을 수 있다.

본 제2 실시예에 따른 앵커 부재(210) 주변에 단열재를 형성하는 구성, 이 앵커 부재(210)와 단열재에 의해 앵커 구조체를 형성하는 구성, 그리고 제2 실시예의 앵커 부재(210)를 포함한 앵커 구조체를 선체와 제1 및 제2 밀봉 막(51, 52)에 연결하여 고정하는 구성 등은 모두 상술한 제1 실시예와 마찬가지이므로, 더 이상 상세하게 설명하지 않는다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상술한 제1 실시예의 이점과 더불어 다음과 같은 이점을 가진다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 앵커 부재를 일체로 프레스에 의해 가공하여 제작할 수 있기 때문에 앵커 부재의 제작공정이 간단해질 수 있고, 앵커 부재의 몸체에 타원형 구멍이 엇갈리게 배열되어 있기 때문에 냉열의 전달경로를 증가시킴으로써 냉열 손실을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 앵커 부재의 형태가 상술한 바와 같은 원추형일 때, 다시말해서 앵커 부재의 몸체가 저장탱크의 내부 표면 쪽으로 갈수록 넓어지는 형태일 때, 극저온 상태인 LNG의 선하적에 따른 열변형이나 파도 등에 의한 선체의 변형으로부터 야기되는 횡방향 응력을 가장 안정적으로 견딜 수 있어 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 앵커 부재의 내부가 중공으로 형성되므로, 냉열의 손실을 막아 BOG(Boiled Off Gas)의 발생을 효율적으로 방지할 수 있다.

이와 같이, 횡방향 응력이나 냉열 손실을 감안할 때, 상기 앵커 부재는 중공의 원추형상을 가지는 것이 가장 바람직하지만, 상기 앵커 부재의 형태는 상술한 원추형 이외에도 중공 원통 혹은 역원추 형상이나, 삼각 혹은 사각 등의 중공 다각 뿔 형상을 가질 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 상기 실시예들에서, 앵커 구조체가 선체의 내부 표면에 볼트 및 너트와 같은 기계적인 결합방식에 의해 고정되는 것으로 설명하고 있으나, 앵커 부재의 고정부가 선체의 내부 표면에 직접 용접되어 고정되는 것도 물론 가능하다.

상기 앵커 구조체는 모듈화됨으로써 별도의 장소에서 제작되어 이송된 후 선박의 저장탱크 내에 배열 조립될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 실시예에서, 밀봉 막이 예컨대 GTT Mark-Ⅲ형에 사용되는 주름진(corrugated) 스테인리스강으로 이루어진 것에 대해 기재하고 있으나, GTT의 No.96에 사용되는 인바강으로 이루어질 수도 있다.

더불어, 본 발명은 선반의 선체 내부에 설치되는 액화천연가스 저장탱크뿐만 아니라, 육상에 설치되는 액화천연가스 저장탱크에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 상기한 각각의 도면에 도시된 바와 같은 구체적인 실시예로 적용되었으며, 본 발명이 이러한 구체적인 실시예에 한정되는 것은 아니라 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 액화천연가스 저장탱크에 있어서 단열벽과 밀봉벽의 구조 및 이들의 결합구조를 간단히 하고 작업이 용이하도록 개선하는 동시에, 밀봉의 신뢰성을 증가시키고, 조립구조 및 제조공정을 단순화하여 탱크의 건조시간을 단축시키고, 앵커부가 저장탱크에서 발생하는 기계적 응력을 보다 효율적으로 해소할 수 있는 개선된 구조의 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체가 제공된다.

Claims

액화천연가스를 적재하는 저장탱크의 내부 표면에 설치되어 단열층을 형성하는 단열벽과, 상기 단열벽의 상부에 설치되어 액화천연가스와 접하는 밀봉 막과, 상기 밀봉 막을 지지하는 앵커 구조체로 이루어지는 액화천연가스 저장탱크로서,

상기 앵커 구조체는, 상기 저장탱크의 내부 표면과 상기 밀봉 막 사이를 연결하여 고정하는 앵커 부재와, 상기 앵커 부재의 주변에 형성되는 단열재를 포함하며,

상기 앵커 부재는 절두(截頭) 원추형상을 가지며, 상기 앵커 부재의 원추형 몸체의 하부는 상기 저장탱크의 내부 표면에 대하여 복수개소에서 결합되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
청구항 1에 있어서,

상기 앵커 부재는 상부면 측은 폐쇄되고 하부면 측은 개방되는 절두(截頭) 원추형상을 가지며,

상기 앵커 부재는, 원추형 몸체와, 상기 원추형 몸체의 하부에 형성되어 상기 저장탱크의 내부 표면에 고정되는 고정부와, 상기 원추형 몸체의 상부에 형성되어 상기 밀봉 막이 접합되는 접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
청구항 2에 있어서,

상기 고정부는 상기 앵커 부재의 몸체의 하단 외주 전체에 걸쳐서 링형상으로 형성되는 동시에 상기 고정부에는 복수개의 관통구멍이 형성되어 있으며, 상기 관통구멍에는 상기 저장탱크의 내부 표면에 고정 장착된 복수개의 스터드 볼트가 각각 삽입되어 너트에 의해 체결됨으로써 상기 앵커 부재를 상기 저장탱크의 내부 표면에 고정시키는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
청구항 2에 있어서,

상기 접합부는 서로 일정한 높이차를 가지면서 단차지게 형성되는 제1 접합부와 제2 접합부로 이루어지며,

상기 밀봉 막은, 액화천연가스와 직접 접촉하는 제1 밀봉 막과, 상기 제1 밀봉 막으로부터 일정간격 이격되도록 설치되는 제2 밀봉 막으로 이루어지며,

상기 제1 밀봉 막은 상기 제1 접합부에 접합되고 상기 제2 밀봉 막은 상기 제2 접합부에 접합되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
청구항 1에 있어서,

상기 앵커 부재의 하부에는 상기 저장탱크의 내부 표면에 상기 앵커 부재를 고정시키기 위한 고정부가 형성되는 동시에, 상기 앵커 부재의 상부에는 상기 밀봉 막이 접합되는 접합부가 형성되며,

상기 고정부 및 상기 접합부는 별개로 제작된 후 상기 앵커 부재의 몸체 하 단 및 상단에 각각 일체로 용접되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
청구항 1에 있어서,

상기 앵커 부재의 하부에는 상기 저장탱크의 내부 표면에 상기 앵커 부재를 고정시키기 위한 고정부가 형성되는 동시에, 상기 앵커 부재의 상부에는 상기 밀봉 막이 접합되는 접합부가 형성되며,

상기 고정부 및 상기 접합부는 상기 앵커 부재의 몸체 하단 및 상단과 각각 일체로 형성되도록 프레스 가공되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
청구항 6에 있어서,

상기 접합부는 서로 일정한 높이차를 가지면서 단차지게 형성되는 제1 접합부와 제2 접합부로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 접합부가 형성되어 있는 상기 앵커 부재의 상부가 2중 구조를 가질 수 있도록, 상기 앵커 부재의 상단 내측에 보강판이 장착되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
청구항 1에 있어서,

상기 앵커 부재의 몸체에는 복수개의 타원형 구멍이 서로 엇갈리도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
청구항 1에 있어서,

상기 앵커 구조체에 포함된 앵커 단열재의 밀도는, 상기 앵커 구조체의 주위에 설치되는 평면 구조체에 포함된 평면 단열재의 밀도보다 작은 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
청구항 3에 있어서,

상기 관통구멍에 상기 스터드 볼트를 각각 삽입한 후 너트에 의해 체결할 수 있도록 상기 앵커 단열재의 상기 관통구멍이 형성된 부분에는 상하방향으로 원통형 중공부가 형성되며,

상기 원통형 중공부를 통하여 상기 너트를 삽입하여 상기 스터드 볼트와 체결함으로써 상기 앵커 구조체를 상기 저장탱크의 내부 표면에 고정시킨 후에는 상기 원통형 중공부 내에 상응하는 형상의 원통형 단열재를 삽입하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
청구항 1에 있어서,

상기 밀봉 막은 액화천연가스와 직접 접촉하는 제1 밀봉 막과 상기 제1 밀봉 막으로부터 일정간격 이격되도록 설치되는 제2 밀봉 막으로 이루어지며,

상기 제1 밀봉 막과 상기 제2 밀봉 막 사이에는 간격을 일정하게 유지하기 위한 지지판재가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 구조체.
액화천연가스를 적재하는 저장탱크의 내부 표면과 상기 저장탱크를 밀봉하는 밀봉 막과의 사이를 연결하여 상기 밀봉 막을 지지하는 앵커 부재로서,

상기 앵커 부재는, 절두(截頭) 원추형상을 가지며, 상기 앵커 부재의 원추형 몸체의 하부는 상기 저장탱크의 내부 표면에 대하여 복수개소에서 결합되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 12에 있어서,

상기 앵커 부재는 상부면 측은 폐쇄되고 하부면 측은 개방되는 절두(截頭) 원추형상을 가지며,

상기 앵커 부재는, 원추형 몸체와, 상기 원추형 몸체의 하부에 형성되어 상기 저장탱크의 내부 표면에 고정되는 고정부와, 상기 원추형 몸체의 상부에 형성되어 상기 밀봉 막이 접합되는 접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 13에 있어서,

상기 고정부는 상기 앵커 부재의 몸체의 하단 외주 전체에 걸쳐서 링형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 13에 있어서,

상기 고정부에는 복수개의 관통구멍이 형성되어 있으며, 상기 관통구멍에는 상기 저장탱크의 내부 표면에 고정 장착된 복수개의 스터드 볼트가 각각 삽입되어 너트에 의해 체결됨으로써 상기 앵커 부재를 상기 저장탱크의 내부 표면에 고정시키는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 13에 있어서,

상기 접합부는 서로 일정한 높이차를 가지면서 단차지게 형성되는 제1 접합부와 제2 접합부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 16에 있어서,

상기 밀봉 막은, 액화천연가스와 직접 접촉하는 제1 밀봉 막과, 상기 제1 밀봉 막으로부터 일정간격 이격되도록 설치되는 제2 밀봉 막으로 이루어지며,

상기 제1 밀봉 막은 상기 제1 접합부에 접합되고 상기 제2 밀봉 막은 상기 제2 접합부에 접합되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 12에 있어서,

상기 앵커 부재의 하부에는 상기 저장탱크의 내부 표면에 상기 앵커 부재를 고정시키기 위한 고정부가 형성되는 동시에, 상기 앵커 부재의 상부에는 상기 밀봉 막이 접합되는 접합부가 형성되며,

상기 고정부 및 상기 접합부는 별개로 제작된 후 상기 앵커 부재의 몸체 하단 및 상단에 각각 일체로 용접되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 12에 있어서,

상기 앵커 부재의 하부에는 상기 저장탱크의 내부 표면에 상기 앵커 부재를 고정시키기 위한 고정부가 형성되는 동시에, 상기 앵커 부재의 상부에는 상기 밀봉 막이 접합되는 접합부가 형성되며,

상기 고정부 및 상기 접합부는 상기 앵커 부재의 몸체 하단 및 상단과 각각 일체로 형성되도록 프레스 가공되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 19에 있어서,

상기 접합부는 서로 일정한 높이차를 가지면서 단차지게 형성되는 제1 접합부와 제2 접합부로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 접합부가 형성되어 있는 상기 앵커 부재의 상부가 2중 구조를 가질 수 있도록, 상기 앵커 부재의 상단 내측에 보강판이 장착되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 12에 있어서,

상기 앵커 부재의 몸체에는 복수개의 타원형 구멍이 서로 엇갈리도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 12에 있어서,

상기 밀봉 막은 액화천연가스와 직접 접촉하는 제1 밀봉 막과 상기 제1 밀봉 막으로부터 일정간격 이격되도록 설치되는 제2 밀봉 막으로 이루어지며,

상기 제1 밀봉 막과 상기 제2 밀봉 막 사이에는 간격을 일정하게 유지하기 위한 지지판재가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 22에 있어서,

상기 지지판재는, 플라이우드 단독으로 이루어진 것, 폴리우레탄 폼이나 강화 폴리우레탄 폼 단독으로 이루어진 것, 그리고 폴리우레탄 폼이나 강화 폴리우레탄 폼의 상하부 표면 중 적어도 한쪽 표면에 플라이우드가 부착된 것 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
액화천연가스를 적재하는 저장탱크의 내부 표면과 상기 저장탱크를 밀봉하는 밀봉 막과의 사이를 연결하여 상기 밀봉 막을 지지하는 앵커 부재로서,

상기 앵커 부재는, 중공의 몸체와, 상기 몸체의 하부에 형성되어 상기 저장탱크의 내부 표면에 고정되는 고정부와, 상기 몸체의 상부에 형성되어 상기 밀봉 막이 접합되는 접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.
청구항 24에 있어서,

상기 앵커 부재의 상기 몸체는, 상기 저장탱크의 내부 표면 쪽으로 갈수록 넓어지는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 저장탱크의 앵커 부재.