KR20170053774A - Insulation maintaining system for lng cargo - Google Patents
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Abstract
액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템은, 액화가스의 누설을 방지하는 주방벽과, 상기 주방벽과 선체의 내벽 사이에 설치되고, 특정 발포가스에 의해 제조되는 단열패널을 구비하는 밀폐형 단열패널 조립체를 포함하고, 질소 가스보다 낮은 열전도도를 갖는 상기 특정 발포가스가 상기 밀폐형 단열패널 조립체의 내부에 충진되는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a heat insulation performance maintenance system for a liquefied gas holding window. A heat insulating performance holding system of a liquefied gas holding window according to the present invention is a system for holding a heat insulating performance of a liquefied gas holding window according to the present invention comprising a main body wall for preventing leakage of a liquefied gas and a closed type Characterized in that said specific foaming gas comprising a thermal insulation panel assembly and having a thermal conductivity lower than that of nitrogen gas is filled in said sealed thermal insulation panel assembly.
Description
본 발명은 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템 및 이것을 이용한 액화가스 화물창에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2층 구조의 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템 및 이것을 이용한 액화가스 화물창에 관한 것이다.The present invention relates to a system for maintaining a heat insulating performance of a liquefied gas holding window and a liquefied gas holding window using the same. More particularly, the present invention relates to a system for maintaining a heat insulating performance of a liquefied gas holding window having a two-layer structure and a liquefied gas holding window using the same.
액화가스(Liquefied Gas)는 기체를 냉각 또는 압축하여 액체로 만든 것으로, LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다.Liquefied gas is a liquid made by cooling or compressing gas, and consumption of liquefied gas such as Liquefied Natural Gas (LPG) or LPG (Liquefied Petroleum Gas) is rapidly increasing worldwide.
액화가스의 일 예인 액화천연가스(LNG)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -162°C로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말하며, 초저온 상태의 액화천연가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되어 왔다. 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스를 해상으로 수송할 수 있는 액화천연가스 수송선박이 개발되었다.Liquefied natural gas (LNG), which is an example of liquefied gas, refers to a colorless transparent cryogenic liquid having a volume of methane-based natural gas cooled to -162 ° C and reducing its volume by one-sixth, In order to utilize natural gas as energy, efficient transportation methods have been examined that can be mass-shipped from the production base to the destination of the demand site. As part of this effort, a liquefied natural gas transport vessel capable of transporting large volumes of liquefied natural gas to sea was developed.
액화천연가스 수송선박에는 초저온상태로 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(Cargo)이 구비되어야 하는데, 이러한 화물창에 요구되는 조건이 매우 까다로워 많은 어려움이 있었다.The liquefied natural gas transportation vessel must have a cargo which can store and store the liquefied natural gas liquefied at a cryogenic temperature.
즉, 액화천연가스는 대기압 보다 높은 증기압을 가지며, 대략 -162°C 정도의 비등 온도를 갖기 때문에, 이러한 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해서는 이를 저장하는 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료, 예를 들면 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등으로 제작되어야 하며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 독특한 단열패널 구조로 설계되어야 한다. 이러한 액화천연가스 수송선박의 화물창은 그 구조에 따라 독립형(self-supporting) 방식과 멤브레인(membrane) 방식으로 구분할 수 있는데, 그 중 멤브레인 방식의 일 예로, 한국 공개특허공보 10-2012-0013233호 (2012.02.14.)는 액화천연가스 저장 탱크 및 그의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.That is, since the liquefied natural gas has a higher vapor pressure than the atmospheric pressure and has a boiling temperature of about -162 ° C, in order to safely store and store such liquefied natural gas, For example, it should be made of aluminum steel, stainless steel, 35% nickel steel, etc. It should be designed with a unique insulation panel structure which is resistant to thermal stress and heat shrinkage and prevents heat penetration. Such a cargo hold of a liquefied natural gas transportation vessel can be divided into a self-supporting type and a membrane type depending on its structure. Among them, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0013233 Feb. 14, 2012) discloses a liquefied natural gas storage tank and a method of manufacturing the same.
이러한 멤브레인 방식의 액화천연가스 저장 탱크는 효율적인 액화천연가스의 운반수단으로써 날이 갈수록 그 사용빈도가 커지고 있으나, 시간이 지남에 따라 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템의 단열성능이 떨어지는 문제가 있다. This membrane-type liquefied natural gas storage tank is an efficient means of transporting liquefied natural gas. However, the use frequency of the liquefied natural gas storage tank increases with the number of blades. However, the insulation performance of the liquefied gas storage system is deteriorated over time.
이는 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템 안에 갇혀 있는 단열성능이 우수한 발포가스들이 시간이 경과함에 따라 단열성능이 상대적으로 낮은 공기와 치환되기 때문인데(Cell 내/외 가스의 농도차가 원인), 관련 업계에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 노력들이 계속되고 있다.This is because the foamed gas which is trapped in the insulation performance maintenance system of the liquefied gas holding window is replaced with the air having a relatively low thermal insulation performance over time (due to the concentration difference of the inside / outside of the cell) Efforts continue to address these problems.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 시간의 경과에도 단열성능이 저하되지 않는 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템 및 이것을 이용한 액화가스 화물창을 제공하는데 그 목적이 있다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a system for maintaining a heat insulating performance of a liquefied gas holding cargo with no deterioration in heat insulating performance over time and a liquefied gas holding cargo using the same. have.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스의 누설을 방지하는 주방벽과, 상기 주방벽과 선체의 내벽 사이에 설치되고, 특정 발포가스에 의해 제조되는 단열패널을 구비하는 밀폐형 단열패널 조립체를 포함하고, 질소 가스보다 낮은 열전도도를 갖는 상기 특정 발포가스가 상기 밀폐형 단열패널 조립체의 내부에 충진되는 것을 특징으로 하는 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a hermetic adiabatic panel assembly comprising a kitchen wall for preventing leakage of liquefied gas, and a heat insulating panel provided between the inner wall of the hull and the kitchen wall, And the specific foam gas having a thermal conductivity lower than that of the nitrogen gas is filled in the inside of the sealed heat insulating panel assembly.
또, 상기 밀폐형 단열패널 조립체의 내부에 상기 특정 발포가스를 공급하는 발포가스제공부를 더 포함하여, 상기 밀폐형 단열패널 조립체가 일정압력을 유지하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.The closed heat insulating panel assembly may further include a foam gas supply unit for supplying the specific foam gas to the inside of the closed heat insulating panel assembly so that the sealed heat insulating panel assembly maintains a predetermined pressure.
또, 상기 특정 발포가스는 CO2, 사이클로펜테인(Cyclopentane), HBA-2, HCFC-141b, HFC-245fa 중 어느 하나인 것을 포함할 수 있다.The specific foam gas may include any one of
또, 상기 발포가스제공부는 상기 특정 발포가스를 생성하거나 상기 특정 발포가스가 저장되는 가스저장소, 상기 가스 저장소에서 공급되는 상기 특정 발포가스를 상기 단열패널 조립체로 공급하는 가스공급소를 포함할 수 있다.The foam gas supply part may include a gas reservoir for generating the specific foam gas or storing the specific foam gas, and a gas supply part for supplying the specific foam gas supplied from the gas reservoir to the insulation panel assembly .
본 발명에 따른 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템은 단열패널 조립체를 발포가스로 채움으로써, 경시변화에 의한 내부 가스의 치환현상이 적어져 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템이 오래도록 우수한 단열성능을 유지할 수 있는 장점이 있다.The system for maintaining the heat insulation performance of the liquefied gas storage cage according to the present invention can reduce the substitution phenomenon of the internal gas due to the elapse of time by filling the insulation panel assembly with the foaming gas to maintain the excellent heat insulation performance for a long time There are advantages to be able to.
또 단열패널 조립체를 발포가스로 채움으로써, 화물인 액화가스의 누설에 따른 화재 및 폭발의 위험에 대비할 수 있게 된다.Further, by filling the insulating panel assembly with the foaming gas, it is possible to prepare for the risk of fire and explosion due to leakage of liquefied gas as cargo.
도 1은 밀폐구조의 단열패널 조립체에 사용되는 일부 발포가스의 열전도도를 나타낸다.
도 2는 밀폐구조의 단열패널 조립체에 나타나는 단열성능의 경시변화를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템을 포함하는 액화가스 화물창의 측단면도를 나타낸다.Figure 1 shows the thermal conductivity of some foaming gas used in a thermal insulation panel assembly of a closed configuration.
Fig. 2 shows a change with time in the heat insulation performance of a heat insulating panel assembly of a closed structure.
3 is a side cross-sectional view of a liquefied gas holding window including an adiabatic performance holding system of a liquefied gas hold according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.The embodiments described below are provided by way of example so that those skilled in the art will be able to fully understand the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템 및 이것을 이용한 액화가스 화물창은 초저온의 액화가스(Liquefied gas)를 저장 및/또는 운반하는 데 사용된다. 액화가스는 기체를 냉각 또는 압축하여 액체로 만든 것으로, 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas)와, 액화석유가스(LPG: Liquefied Petroleum Gas)와, 디메틸에테르(DME: Dimethyl Ether) 등을 포함한다.The system for maintaining the adiabatic performance of a liquefied gas hold according to an embodiment of the present invention and the liquefied gas hold using the same are used for storing and / or transporting a cryogenic liquefied gas. The liquefied gas is made of liquid by cooling or compressing the gas, and includes liquefied natural gas (LNG), liquefied petroleum gas (LPG), dimethyl ether (DME) and the like .
액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템 및 이것을 이용한 액화가스 화물창은 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel) 운반선, LPG 운반선, 또는 에틸렌(Ethylene) 운반선 등 액화가스 화물을 운송하는 운반선과, FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FPSO(Floating Production Storage Offloading), 또는 BMPP(Barge Mounted Power Plant) 등 액화가스 화물을 저장 또는 생산하거나 혹은 기화설비를 갖춘 해상 부유설비에 적용된다. 또한, 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템 및 이것을 이용한 액화가스 화물창은 해상에 설치되는 설비뿐만 아니라 육지에 설치되어 액화가스를 저장 또는 생산하기 위한 설비에 사용되는 것을 포함한다.A system for maintaining the insulation performance of a liquefied gas hold and a liquefied gas holding window using the same are provided with a carrier carrying liquefied gas such as an LNG carrier, an LNG RV (Regasification Vessel) carrier, an LPG carrier or an ethylene carrier, Unit, Floating Production Storage Offloading (FPSO), or Barge Mounted Power Plant (BMPP), or to a marine floating facility with vaporization facilities. The system for maintaining the heat insulating performance of a liquefied gas holding window and the liquefied gas holding window using the same also include those used for facilities for storing or producing liquefied gas installed on the land as well as facilities installed on the sea.
이하에서는 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템 및 이것을 이용한 액화가스 화물창 중 멤브레인 타입의 화물창을 일 예로 하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a system for maintaining a heat insulating performance of a liquefied gas holding window and a holding type membrane of a liquefied gas holding window using the same will be described as an example.
도 1은 밀폐구조의 단열패널 조립체에 사용되는 일부 발포가스의 열전도도를 나타내고, 도 2는 밀폐구조의 단열패널 조립체에 나타나는 단열성능의 경시변화를 나타낸다.Fig. 1 shows the thermal conductivity of some foaming gas used in a thermal insulation panel assembly of a hermetic structure, and Fig. 2 shows a change with time in the thermal insulation performance of the hermetically sealed thermal insulation panel assembly.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 밀폐구조(Closed cell)의 단열패널은 하나의 단열패널 조립체(Cell) 내부에 단열성능이 우수한 발포가스를 포함하고 있어 개방(Open cell)구조의 단열패널 대비 우수한 단열성능을 나타낸다.Referring to FIGS. 1 and 2, a heat insulating panel of a closed cell according to an embodiment of the present invention includes a foamed gas having excellent heat insulation performance inside a single heat insulating panel assembly, cell structure of the heat insulating panel.
말하자면, 본 발명의 일실시예에 따른 밀폐구조의 단열패널 조립체는 CO2, Cyclopentane, HBA-2, HCFC-141b, HFC-245fa 등의 단열성능이 우수한 발포가스를 사용하며, 대기가스 성분인 질소나 산소를 사용하는 방식과 대비하면 단열성능에 큰 차이가 있는 것이다.In other words, the heat-insulating panel assembly according to an embodiment of the present invention uses foaming gas having excellent heat insulation performance such as CO2, Cyclopentane, HBA-2, HCFC-141b and HFC-245fa, There is a big difference in the insulation performance compared with the method using oxygen.
하지만 이들 밀폐구조(Closed cell)의 단열패널 조립체는 시간이 경과함에 따라 단열성능이 저하되는 특성이 있다. 이는 밀폐구조의 단열패널 조립체 안에 갇혀 있던 단열성능이 상대적으로 우수한 발포가스들이 시간이 경과함에 따라 단열성능이 상대적으로 나쁜 공기와 치환되기 때문이다. 그리고 이는 단열패널 조립체 내외의 가스 농도차를 원인으로 한다. However, the heat insulating panel assemblies of the closed cells have a characteristic that the heat insulating performance deteriorates with time. This is because the foaming gas, which is trapped in the closed insulation panel assembly and has relatively good thermal insulation performance, is replaced with air having a relatively poor thermal insulation performance over time. This is due to the difference in gas concentration inside and outside the insulation panel assembly.
즉, 밀폐구조(Closed cell)의 단열패널 조립체는 단열성능이 우수하나, 시간의 경과로 그 성능이 낮아지는 특성을 가지며, 이러한 현상을 에이징(Ageing) 혹은 경시변화라고 한다. 그리고 액화가스 화물창의 단열패널로 사용되는 PUF(Polyurethane Foam) 및 R-PUF(Reinforced Polyurethane Foam with Glass fiber )도 역시 이러한 경시변화 특성을 갖고 있다. That is, a closed-panel heat insulating panel assembly is excellent in heat insulation performance but has a characteristic that its performance is lowered with time, and this phenomenon is referred to as aging or aging. PUF (Polyurethane Foam) and R-PUF (Reinforced Polyurethane Foam with Glass fiber), which are used as insulation panels for liquefied gas storage holders, also have such aging characteristics.
이러한 경시변화 특성에 의해 액화가스 화물창의 단열성능이 떨어지면, 결과적으로 액화가스 화물창 내부로의 열유입이 많아져 증발가스의 발생량이 늘어나 운반화물(LNG)의 손실이 커지는 문제가 발생한다. 이하에서는 이러한 발포가스의 단열특성을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 단열성능 유지 시스템과 그를 포함하는 액화가스 화물창의 각 구성들을 상세히 살핀다.When the heat insulating performance of the liquefied gas holding window is deteriorated due to the aging characteristics, the amount of heat input into the liquefied gas holding window increases, and the amount of the evaporated gas generated increases, thereby causing a problem of increasing the loss of the LNG. Hereinafter, the heat insulating performance maintenance system according to an embodiment of the present invention and each configuration of the liquefied gas holding window including the same will be described in detail with reference to the heat insulating characteristics of the foam gas.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템을 포함하는 액화가스 화물창의 측단면도를 나타낸다.3 is a side cross-sectional view of a liquefied gas holding window including an adiabatic performance holding system of a liquefied gas hold according to an embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 단열성능 유지 시스템이 사용되는 액화가스 화물창은, 액화가스를 수용할 수 있는 공간을 둘러싸며 액화가스와 직접 접촉하는 주방벽(400)과, 주방벽(400)을 둘러싸며 액화가스를 외부로부터 단열하는 단열패널 조립체(100,300)와, 단열패널 조립체(100,300)를 둘러싸며 견고하게 지지하는 외벽(10)을 포함한다. 이하에서는 이러한 액화가스 화물창을 이루는 각 구성들을 상세히 설명한다.Referring to the drawings, a liquefied gas holding window in which an adiabatic performance holding system according to an embodiment of the present invention is used includes a
먼저, 주방벽(400)은 저장유체가 수용되는 저장공간을 밀봉하는 역할을 한다. 이를 위한 주방벽(400)은 기밀성(또는 수밀성)이 요구된다. 화물창의 손상은 수선에 막대한 시간과 비용을 지출케 하므로 방벽의 기밀성은 매우 중요하게 취급된다. First, the
여기서, 상술한 기밀성이 요구되는 이유는 액화가스의 기화에 의해 발생되는 화물창 내부의 압력 변화에 기인한다. 액화가스는 비등점 이하의 초저온으로 유지될 수 있기 때문에 액체 상태로 저장되는 것이 보통이며, 온도 또는 압력의 변화에 따라 일부 액화가스의 기화에 의해 화물창 내부의 압력은 크게 증가하는데, 이러한 압력의 증가 등으로 주방벽(400)이 침투되는 경우에는 액체 또는 기체 상태의 액화가스가 후술할 단열패널 조립체(100,300)에 유입되어, 단열패널 조립체를 손상시키게 되는 것이다. Here, the above-mentioned airtightness is required because of the pressure change inside the cargo hold caused by vaporization of the liquefied gas. Since the liquefied gas can be kept at a cryogenic temperature below the boiling point, it is usually stored in a liquid state. Depending on the temperature or the pressure, the pressure inside the cargo hold is greatly increased by vaporization of a part of the liquefied gas. The liquid or gaseous liquefied gas flows into the heat insulating panel assemblies 100 and 300 to be described later, thereby damaging the heat insulating panel assembly.
이러한 주방벽(400)은 초저온 상태에서도 물리적 및 화학적 상태를 유지할 수 있도록, 인바 합금(INVAR), 스테인리스강(SUS), 또는 알루미늄 합금 등의 금속재료를 이용할 수 있다. 이때 주방벽(400)은 다수의 주방벽(400) 시트(sheet)가 연결되어 형성될 수 있으며, 기밀성을 유지하기 위하여 서로 간에 용접으로 결합될 수 있다.Such a
그리고 주방벽(400)을 용접하는 방법으로는 관련 기술분야에서 사용되는 다양한 용접방법이 사용될 수 있으며, 겹치기용접 또는 맞대기용접을 포함한다. 또한, 용접 품질을 향상시키면서도 작업편차를 줄여 균일한 품질을 얻기 위하여 레이저용접 또는 플라즈마 용접 등의 방법을 사용하는 자동용접장치를 이용할 수도 있다. 이상의 겹치기용접, 맞대기용접, 레이저용접, 또는 플라즈마 용접 등은 관련 기술분야에서 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명을 생략하도록 한다.As a method of welding the
또 주방벽(400)은 초저온의 저장유체와 직접 접촉하기 때문에 급격한 수축 및 팽창에 노출되어 있다. 주방벽(400)은 열수축과 열팽창이 반복되면서 피로가 누적되어 파괴되거나 열수축 발생 시 용접 부위가 파손되어 기밀성이 훼손될 수 있다. 이러한 문제 때문에, 주방벽(400)은 낮은 면강성(In-plane stiffness)을 갖기 위해 주방벽 주름부(410)(corrugation)를 포함한다. 주방벽 주름부(410)는 열응력에 대응하여 형상이 탄력적으로 변형됨으로써 용접 부위에서의 열응력을 줄여준다.Also, since the
그리고 주방벽(400)은 서로 다른 방향으로 배치되는 제1주름부(411) 및 제2주름부(412)와, 두 주방벽 주름부(410)가 교차되는 교차부(미도시)를 포함한다. 주방벽(400)의 면내 방향으로 작용하는 열응력은 두 방향의 주방벽 주름부(410)에 의해 해소될 수 있다. 즉, 제1주름부(411)의 길이 방향으로 작용하는 열응력은 제2주름부(412)의 신축성에 의해 해소되고, 제2주름부(412)의 길이 방향으로 작용하는 열응력은 제1주름부(411)의 신축성에 의해 해소되는 것이다.The
다음으로 단열패널 조립체(100,300)는 평면부에 설치되는 단열패널 조립체(100,300)와 코너부에 설치되는 단열패널 조립체(미도시)를 포함한다. 코너부는 서로 다른 각으로 배치되는 평면부를 연결하며, 서로 다른 두 방향의 단열패널이 연결되는 모서리부와, 서로 다른 세 방향의 단열패널이 연결되는 꼭지점부를 포함한다. 이하에서는 평면부에 설치되는 단열패널 조립체(100,300)를 기본으로 하여 설명도록 한다.Next, the heat insulating
단열패널(110, 310)은 일반적으로 폴리우레탄폼(PUF, Polyurethane Form) 또는 강화 폴리우레탄폼(R-PUF, Reinforced PUF) 등과 같이 단열성능이 우수하면서도 경량인 재료를 이용할 수 있으며, 저장유체를 외부와 단열시켜 초저온 상태로 유지할 수 있다. 단열패널 조립체는 단열성능의 향상 및 수선의 용이성 등의 목적으로 상부 단열패널(310)과 하부 단열패널(110)을 포함하는 2중 단열구조로 이루어지는 것이 일반적이다.The
외벽(10)으로는 이너 헐(inner hull)이 사용될 수 있으며 저장유체의 하중을 지지한다. 외벽(10)에는 하부 단열패널(110)이 고정될 수 있다.An inner hull can be used for the
하부 단열패널(110)은 외벽(10)에 견고하게 고정될 수 있도록 저면에 하부 제1 보강패널(120)이 결합될 수 있다. 하부 제1 보강패널(120)은 플라이우드(plywood) 등을 사용할 수 있으며, 에폭시 글루(epoxy glue) 등과 같은 접착제를 사용하여 하부 단열패널(110)의 저면에 부착될 수 있다.The lower first reinforcing
하부 단열패널(110)은 저면에 접착되는 하부 제1 보강패널(120)을 매개로 하여 외벽(10)에 고정될 수 있다. 외벽(10)에는 하부 단열패널(110)을 결합하기 위한 스터드 볼트(미도시)가 용접될 수 있다. The lower
또한, 하부 제1 보강패널(120)과 외벽(10) 사이에는 접착력을 가지는 매스틱(mastic, 11) 및/또는 단차를 조절하기 위한 레벨패드(12) 등이 개재될 수 있다. 특히 매스틱(11)은 접착력과 탄성을 동시에 가지기 때문에, 외벽(10)과 하부 단열패널(110)을 결합함과 동시에 상호간에 전달되는 충격을 완화할 수 있다.A
복수의 하부 단열패널(110)들은 서로 인접하여 배치될 수 있고, 일 예로 격자형으로 배치될 수 있다. 격자형으로 배치된다는 것은 하부 단열패널(110)들이 제1방향으로 인접하여 배치되는 것뿐만 아니라 제2방향으로도 인접하여 배치되는 것을 의미한다.The plurality of lower insulating
인접하는 하부 단열패널(110) 사이에는 틈새 단열재(140)가 삽입될 수 있다. 틈새 단열재(140)는 하부 단열패널(110) 사이의 간극을 충진할 수 있는 단열재일 수 있으며, 글라스 울(glass wool) 등이 사용될 수 있다. 틈새 단열재(140)는 하부 단열패널(110)이 설치된 후에 삽입되거나, 하부 단열패널(110)의 측부에 부착된 상태로 설치될 수 있다.The
하부 단열패널(110)은 후술할 보조방벽(200)을 고정할 수 있도록 상부에 하부 제2보강패널(130)이 결합될 수 있다. 하부 제2보강패널(130)은 플라이우드 등을 사용할 수 있으며, 에폭시 글루 등과 같은 접착제를 사용하여 하부 단열패널(110)의 상면에 부착될 수 있다. 그리고 보조방벽(200)은 보조방벽 고정부재(160)와 용접 등의 방법으로 결합되어 하부 제2보강패널(130)에 고정될 수 있다.A lower second reinforcing
단열패널 조립체(100,300)는 상부 단열패널(310)과 하부 단열패널(110) 사이에 개재되는 보조방벽(200)을 포함할 수 있다. 보조방벽(200)은 주방벽(400)이 침투되었을 경우 하부 단열패널(110)을 보호하여 수선에 요구되는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있다.The heat insulating
보조방벽(200)은 주방벽(400)과 동일하게 인바 합금(INVAR), 스테인리스강(SUS), 또는 알루미늄 합금 등의 금속재료를 이용하거나, 리지드 트리플렉스(rigid triplex)와 서플 트리플렉스(supple triplex)를 이용할 수 있다.The
보조방벽(200)을 하부 단열패널(110)에 결합하는 방법의 차이에 따라 접착식 제작방법과 용접식 제작방법이 사용된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 접착식 제작방법은 하부 단열패널(110) 상에 에폭시 글루 등의 접착제를 사용하여 리지드 트리플렉스를 부착하고, 인접하는 리지드 트리플렉스 사이를 서플 트리플렉스로 연결하여 마감함으로써 밀봉상태를 완성할 수 있다. 이 때 셔플 트리플렉스 역시 접착제에 의해 리지드 트리플렉스 상에 부착될 수 있다.The adhesive type manufacturing method and the welding type manufacturing method are used in accordance with the difference in the method of connecting the
본 발명의 일실시예에 따른 액화가스 화물창은 인접하는 보조방벽(200)이 용접에 의해 결합되는 용접식 제작방법이 사용된다. 용접식 제작방법은 보조방벽(200)이 하부 단열패널(110)과 접착되어 결합하는 대신 기계적으로 결합되고, 상부 단열패널(310) 역시 보조방벽(200)과 접착되어 결합하는 대신 하부 단열패널(110)과 기계적으로 결합된다.A liquefied gas holding window according to an embodiment of the present invention uses a welded fabrication method in which adjacent
보조방벽(200)은 낮은 면강성(In-plane stiffness)을 갖기 위해 보조방벽 주름부(210)(corrugation)를 포함할 수 있다. 보조방벽 주름부(210)는 열응력에 대응하여 형상이 탄력적으로 변형됨으로써 용접 부위에서의 열응력을 줄여준다. 그리고 보조방벽 주름부(210)는 프레스 공법 등에 의해 형성될 수 있다.The
보조방벽(200)은 서로 다른 방향으로 배치되는 제1주름부 및 제2주름부와, 두 보조방벽 주름부(210)가 교차되는 교차부(미도시)를 포함한다. 보조방벽(200)의 면내 방향으로 작용하는 열응력은 두 방향의 보조방벽 주름부(210)에 의해 해소될 수 있다. 즉, 제1주름부의 길이 방향으로 작용하는 열응력은 제2주름부의 신축성에 의해 해소되고, 제2주름부의 길이 방향으로 작용하는 열응력은 제1주름부의 신축성에 의해 해소될 수 있다.The
보조방벽(200)에 마련되는 보조방벽 주름부(210)는 하부 단열패널(110)을 향해 아래로 볼록할 수 있다. 이 때, 하부 제2보강패널(130)에는 보조방벽(200)의 보조방벽 주름부(210)를 수용할 수 있는 홈이 형성되어 보조방벽 주름부(210)와의 간섭을 피할 수 있다. 홈은 하부 제2보강패널(130)의 상부면에 형성될 수도 있고, 하부 제2보강패널(130)을 관통하도록 형성될 수도 있다.The
보조방벽(200) 시트는 다수의 하부 단열패널(110)에 걸쳐질 수 있도록 마련될 수 있다. 하부 단열패널(110)에 걸쳐진다는 의미는 완전히 뒤덮는 경우와 일부만 덮는 경우를 포함한다. The
보조방벽(200)은 하부 단열패널(110)의 상부에 마련되는 보조방벽 고정부재(160)에 고정될 수 있다. 특히, 하부 제2보강패널(130)이 마련되는 경우 보조방벽 고정부재(160)는 하부 제2보강패널(130)에 결합할 수 있다. 보조방벽 고정부재(160)는 리벳 등에 의하여 하부 제2보강패널(130)과 기계적으로 결합할 수 있고, SUS 등의 금속재질로 마련되어 보조방벽(200)과 용접 결합될 수 있다. 그리고 보조방벽 고정부재(160)는 하부 제2보강패널(130)에 형성되는 고정부재 체결홈(130b)에 수용되어 하부 제2보강패널(130)의 상면으로 돌출되지 않을 수 있다.The
또한, 보조방벽 고정부재(160)는 스트립(strip) 형상으로 마련될 수 있으며, 서로 다른 방향으로 배열되어 교차부를 형성할 수 있다. 일 예로, 서로 직교하는 두 방향의 스트립 형상으로 마련될 수 있다. 보조방벽 고정부재(160)는 하부 단열패널(110)의 모서리에 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 보조방벽 고정부재(160)는 하나의 스트립으로 마련되거나 여러 개의 스트립이 연속적으로 연결되도록 마련될 수 있다.In addition, the auxiliary
복수의 보조방벽 고정부재(160)들은 인접하는 보조방벽 고정부재(160)들이 연결(직접 연결되지 않고 가상의 연장선에 의해 연결되는 것을 포함)되어 하나의 닫힌 도형을 형성할 수 있다.The plurality of auxiliary
보조방벽(200)을 구성하는 하나의 보조방벽(200) 시트(sheet)는 보조방벽 고정부재(160)에 의해 형성되는 닫힌 도형의 형상에 대응하는 형상일 수 있다. 보조방벽(200) 시트의 모서리는 각각 보조방벽 고정부재(160)에 겹쳐지도록 배치되어 고정될 수 있다. 일 예로, 보조방벽(200) 시트는 보조방벽 고정부재(160)에 가용접(tack welding) 방식으로 고정될 수 있다.One
다음으로 하부 단열패널(110)을 설치한 후에 보조방벽(200)을 설치하는 과정에 대하여 설명하기로 한다.Next, a process of installing the
보조방벽(200)은 하나의 보조방벽(200) 시트가 고정된 후 인접하는 일 측면에 다른 보조방벽(200) 시트가 고정될 수 있다. 이 때 미리 설치된 보조방벽(200) 시트와 인접하는 보조방벽(200) 시트의 모서리 중 하나 이상의 모서리는 미리 설치된 보조방벽(200) 시트와 겹쳐지도록 배치되고 다른 모서리는 보조방벽 고정부재(160) 상에 배치되어 고정될 수 있다. 일 예로, 보조방벽(200) 시트와 보조방벽(200) 시트의 고정 및 보조방벽(200) 시트와 보조방벽 고정부재(160)의 고정은 가용접(tack welding) 방식을 사용할 수 있다.The
위의 설치 과정을 연속적으로 수행하여 하부 단열패널(110) 상에 보조방벽(200) 시트를 모두 고정한다. 그러나 아직은 인접하는 보조방벽(200) 시트 사이에 가용접만 된 상태이기 때문에 기밀성을 유지하기 위하여 본 용접을 하여야 한다.The above installation process is continuously performed to fix all the sheets of the
인접하는 보조방벽(200) 시트의 양 모서리는 겹치기 용접 또는 맞대기 용접에 의해 본 용접됨으로써 기밀성을 확보할 수 있다. 이 때 사용될 수 있는 용접방법은 관련 기술분야에서 사용되는 다양한 용접방법이 사용될 수 있다. 또한, 용접 품질을 향상시키면서도 작업편차를 줄여 균일한 품질을 얻기 위하여 레이저용접 또는 플라즈마 용접 등의 방법을 사용하는 자동용접장치를 이용할 수도 있다. 이상의 겹치기용접, 맞대기용접, 레이저용접, 또는 플라즈마 용접 등은 관련 기술분야에서 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명을 생략하도록 한다.Both edges of the sheets of the
한편, 보조방벽 고정부재(160)는 인접하는 보조방벽(200) 시트끼리 용접할 때 용접선(또는 용접심)의 하부에 위치함으로써 용접열에 의해 보조방벽(200) 시트가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 특히 플라즈마 용접이 사용되는 경우 고열에 의해 발생할 수 있는 보조방벽(200) 시트의 변형을 방지할 수 있다. 이 때 보조방벽(200) 시트끼리 겹치기 용접 또는 맞대기 용접하는 과정에서 용접열이 보조방벽 고정부재(160)에까지 전달되어 하부의 보조방벽 고정부재(160)와 그 상부에 위치하는 보조방벽(200) 시트가 서로 용접될 수도 있다.On the other hand, the auxiliary
보조방벽(200) 시트와 보조방벽(200) 시트의 본 용접은 자동용접장치를 이용할 수 있다. 특히 보조방벽(200)의 주름부의 용접 역시 자동용접장치를 이용할 수 있다. 이 때, 얇은 두께의 보조방벽(200) 시트와 보조방벽(200) 시트를 용접하기 위해 작업자가 수작업으로 용접을 진행하거나 자동용접장치를 이용하기 위해서는 두 보조방벽(200) 시트를 밀착시키는 핏업(Fit-Up) 작업이 필요하다. 특히 자동용접장치를 이용하는 경우 핏업 작업이 중요하다.The main welding of the
핏업 작업은 하부 단열패널(110) 상에 고정 설치되는 핏업지그(Fit-Up Zig, 미도시)에 의해 수행될 수 있다. 핏업지그는 보조방벽 고정부재(160) 상에 돌출되는 스터드 볼트에 결합하거나 흡착식에 의해 보조방벽(200) 시트 상에 고정될 수 있다.Up work may be performed by a fit-up zig (not shown) fixedly installed on the lower insulating
작업자는 핏업지그를 이용하여 위에 덮이는 보조방벽(200) 시트를 누르거나 아래에 깔린 보조방벽(200) 시트를 들어올리는 동작에 의해 두 보조방벽(200) 시트를 밀착 시킬 수 있다. 이 때, 아래에 깔린 보조방벽(200) 시트를 들어올리기 위해서는 흡착 방식과 접착 방식 등이 이용될 수 있다.The operator can press the sheet of the
다음으로 발포가스제공부(500)를 설명하기로 한다. 발포가스제공부(500)는 단열패널(110,310)의 제조에 사용되는 특정 발포가스가 단열패널 조립체(100,300)에 공급될 수 있게 하는 역할을 한다. 그리고 이러한 발포가스제공부(500)는 크게 가스공급소(510)와, 가스저장소(520)를 포함한다. 이때 상기한 특정 발포가스는 도 1에 도시된 바와 같이 공기보다 큰 단열성능을 가지는 CO2, 사이클로펜테인(Cyclopentane), HBA-2, HCFC-141b, HFC-245fa 중 어느 하나가 사용될 수 있다.Next, the foam
이러한 발포가스제공부(500)의 가스저장소(520)와 가스공급소(510)는 각각 단열패널(110,310)의 제조에 사용되는 특정 발포가스를 저장하고, 저장된 특정 발포가스를 단열패널 조립체(100,300)에 공급하는 역할을 한다. 이때, 가스공급소(510)는 상부 단열패널 조립체(300)와 하부 단열패널 조립체(100)에 특정 발포가스를 적절히 나누어 분배하도록 제1가스공급소(511)와 제2가스공급소(512) 두 개가 따로 마련될 수 있다.The gas reservoir 520 and the
또, 이러한 가스공급소(510) 및 가스저장소(520)는 선박의 갑판에 설치되어 용이하게 단열패널 조립체(100,300)에 특정 발포가스를 공급하게 될 수 있다.The
이상으로 본 발명의 일실시예에 따른 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템의 각 구성들을 설명하였다. 이하에서는 이러한 단열성능 유지 시스템의 특성을 살펴보기로 한다.As described above, each configuration of the system for maintaining the heat insulating performance of the liquefied gas holding window according to the embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, characteristics of such an insulation performance maintenance system will be described.
이상과 같은 구성 및 단열성능 유지 시스템을 가지는 액화가스 화물창은 크게 두 공간으로 나뉠 수 있다. IBS공간(S1) 및 IS공간(S2)이 그것이다. 이러한 IBS공간(S1) 및 IS공간(S2)에 마련되는 단열패널(110,310)은 전술한 바와 같이 경시변화 특성을 가지고 있다. 여기서, 1차 방벽과 2차 방벽 사이의 공간을 Interbarrier Space(IBS, S1)로, 2차 방벽과 선체(Inner Hull) 사이의 공간을 Insulation Space(IS, S2)라 칭한다.The liquefied gas holding window having the above-described structure and the adiabatic performance holding system can be largely divided into two spaces. IBS space S1 and IS space S2. The
즉, 이들 단열패널(110,310)이 액화가스 화물창의 IBS공간(S1) 및 IS공간(S2)에 설치되면 주변의 질소가스 등을 포함하는 공기 등에 노출되게 되고, 밀폐형(Closed cell) 단열패널 조립체(100,300) 내부의 발포가스가 농도차에 의해 공기 등과 서로 치환 됨으로써, 단열성능이 저하되는 것이다.That is, when the
따라서 본 발명의 일실시예에 따른 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템은 IBS공간(S1) 및 IS공간(S2)에 단열패널(110,310), 즉 PUF 혹은 R-PUF를 발포/제작시 사용한 발포가스를 충전하여 상기 단열패널(110,310)의 경시변화를 막는 방법을 제공한다.Therefore, the heat insulation performance maintenance system of the liquefied gas holding window according to the embodiment of the present invention is characterized in that the
이와 같이 IBS공간(S1) 및 IS공간(S2)을 발포가스로 충전할 경우 경시변화를 막음과 동시에 질소가스 보다 단열성능이 우수한 발포가스가 두 공간을 채우므로 전체 액화가스 화물창의 단열성능도 향상 되는 특성을 가지게 된다.When the IBS space (S1) and the IS space (S2) are filled with the foaming gas, the foaming gas having better heat insulating performance than the nitrogen gas fills the two spaces while preventing the change with time, .
그리고 이를 위하여 상기 밀폐형 단열패널 조립체(100,300)의 내부에 상기 특정 발포가스를 공급하는 발포가스제공부(500)를 더 포함하여, 상기 밀폐형 단열패널 조립체(100,300)가 일정압력을 유지하게 될 수 있다.In order to accomplish this, the closed thermal
또, 상기의 IBS공간(S1) 및 IS공간(S2)은 특정 발포가스로 채워짐으로로써, 화물인 액화가스의 누설에 따른 화재 및 폭발의 위험에 대비할 수 있게 된다.In addition, since the IBS space S1 and the IS space S2 are filled with the specific foaming gas, the risk of fire and explosion due to leakage of the liquefied gas as a cargo can be secured.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, You will understand. Accordingly, the true scope of the invention should be determined only by the appended claims.
S1: IBS공간
S2: IS공간
10: 외벽
100: 하부 단열패널 조립체
110: 하부 단열패널
120: 하부 제1보강패널
130: 하부 제2보강패널
140: 틈새 단열재
160: 보조방벽 고정부재
200: 보조방벽
210: 보조방벽 주름부
300: 상부 단열패널 조립체
310: 상부 단열패널
320: 상부 제1보강패널
330: 상부 제2보강패널
400: 주방벽
410: 주방벽 주름부
411: 제1주름부
412: 제2주름부
500: 발포가스제공부
510: 가스공급소
S1: IBS space S2: IS space
10: outer wall 100: lower insulation panel assembly
110: lower insulation panel 120: lower first reinforcing panel
130: lower second reinforcing panel 140: crevice insulation
160: auxiliary barrier fixing member 200: auxiliary barrier
210: auxiliary barrier rib 300: upper insulation panel assembly
310: upper insulating panel 320: upper first reinforcing panel
330: upper second reinforcing panel 400:
410: Kitchen wall corrugation part 411: First corrugated part
412: second wrinkle part 500: foam gas providing part
510: gas supply station
Claims (4)
상기 주방벽과 선체의 내벽 사이에 설치되고, 특정 발포가스에 의해 제조되는 단열패널을 구비하는 밀폐형 단열패널 조립체를 포함하고,
질소 가스보다 낮은 열전도도를 갖는 상기 특정 발포가스가 상기 밀폐형 단열패널 조립체의 내부에 충진되는 것을 특징으로 하는 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템.A kitchen wall for preventing leakage of the liquefied gas,
A sealed thermal insulation panel assembly disposed between the kitchen wall and the inner wall of the hull and having a heat insulating panel made of a specific foaming gas,
Wherein said specific foam gas having a thermal conductivity lower than that of nitrogen gas is filled in said sealed heat insulating panel assembly.
상기 밀폐형 단열패널 조립체의 내부에 상기 특정 발포가스를 공급하는 발포가스제공부를 더 포함하여,
상기 밀폐형 단열패널 조립체가 일정압력을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a foaming gas supply unit for supplying the specific foaming gas into the inside of the sealed thermal insulation panel assembly,
Wherein the sealed thermal insulation panel assembly maintains a constant pressure.
상기 특정 발포가스는
CO2, 사이클로펜테인(Cyclopentane), HBA-2, HCFC-141b, HFC-245fa 중 어느 하나인 것을 포함하는 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
The specific foaming gas
CO2, Cyclopentane, HBA-2, HCFC-141b, and HFC-245fa.
상기 발포가스제공부는
상기 특정 발포가스를 생성하거나 상기 특정 발포가스가 저장되는 가스저장소와,
상기 가스 저장소에서 공급되는 상기 특정 발포가스를 상기 단열패널 조립체로 공급하는 가스공급소를 포함하는 액화가스 화물창의 단열성능 유지 시스템.3. The method of claim 2,
The foam gas supply part
A gas reservoir for generating the specific foam gas or storing the specific foam gas,
And a gas supply unit for supplying the specific foam gas supplied from the gas reservoir to the heat insulating panel assembly.
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KR102249073B1 (en) * | 2020-04-10 | 2021-06-10 | 현대중공업 주식회사 | Liquefied gas storage tank and vessel comprising the same |
-
2015
- 2015-11-06 KR KR1020150155756A patent/KR20170053774A/en not_active Application Discontinuation
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