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KR20180026397A - 주름진 금속 시트를 가진 코너 장치를 구비한 이차 밀봉 멤브레인을 가진 밀봉된 단열 탱크 - Google Patents

주름진 금속 시트를 가진 코너 장치를 구비한 이차 밀봉 멤브레인을 가진 밀봉된 단열 탱크 Download PDF

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Publication number
KR20180026397A
KR20180026397A KR1020177037246A KR20177037246A KR20180026397A KR 20180026397 A KR20180026397 A KR 20180026397A KR 1020177037246 A KR1020177037246 A KR 1020177037246A KR 20177037246 A KR20177037246 A KR 20177037246A KR 20180026397 A KR20180026397 A KR 20180026397A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal
wall
edge
metal sheet
tank
Prior art date
Application number
KR1020177037246A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102515636B1 (ko
Inventor
마르크 부아오
앙투안 필리프
세바스티앵 들라노에
Original Assignee
가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈 filed Critical 가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
Publication of KR20180026397A publication Critical patent/KR20180026397A/ko
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Publication of KR102515636B1 publication Critical patent/KR102515636B1/ko

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Abstract

본 발명은 유체의 저장을 위한 밀봉된 단열 탱크에 관한 것으로서, 상기 탱크는 다층 구조를 나타내는 다수의 벽들을 가지며; 상기 벽들(42, 43) 중 제1 벽은 이차 단열 장벽(1)을 가지고, 상기 이차 단열 장벽(1)은: - 상기 제1 벽(42)의 지탱 구조물(3)과 인접한 제2 벽(43)의 지탱 구조물(3) 사이의 교차부(intersection)(45)를 따라서 배치된 제1 단열 패널(44); 및 - 상기 제2 벽(43) 반대쪽의 에지인 상기 제1 단열 패널(44)의 하나의 에지(48)를 따라서 상기 제1 단열 패널(44)과 나란하게 배치된 제2 단열 패널(50);을 포함하며, 상기 제1 벽(42)은 이차 밀봉 멤브레인(4)을 가지며, 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)은: 상기 제1 단열 패널(44)의 금속 플레이트에 용접되는 제1의 주름진 금속 시트(60); 및 상기 제2 단열 패널(50)의 금속 플레이트(92)에 용접되는 제2의 주름진 금속 시트(86);를 포함하며, 상기 제1 금속 시트(60)와 제2 금속 시트(86)는 상기 제1 및 제2 금속 시트들(60, 86)이 서로 겹치기 용접될 수 있도록 하는 단차진 에지(joggled edge)를 통해 함께 용접된다.

Description

주름진 금속 시트를 가진 코너 장치를 구비한 이차 밀봉 멤브레인을 가진 밀봉된 단열 탱크
본 발명은 극저온 유체와 같은 유체의 저장 및/또는 수송을 위한, 멤브레인을 포함하는 밀봉된 단열 탱크의 분야에 관한 것이다.
멤브레인을 포함하는 밀봉된 단열 탱크는, 특히 대기압에서 대략 -162℃로 저장되는 액화천연가스(LNG)의 저장을 위해 사용된다. 이러한 탱크는 육상에 또는 부유 설비상에 설치될 수 있다. 부유 설비의 경우에, 탱크는 액화천연가스의 수송을 위해 또는 부유 설비의 추진을 위한 연료로서 사용되는 액화천연가스의 수용을 위해 설계될 수 있다.
액화천연가스의 수송을 위해 설계된 해양 선박의 이중 선체와 같은 하중-지탱 구조물 내에 통합된 액화천연가스의 저장을 위한 밀봉된 단열 탱크는 문헌 WO 2014 167213에 개시되어 있다. 탱크는, 탱크의 외측으로부터 내측으로 두께 방향으로, 하중-지탱 구조물에 유지되는 이차 단열 장벽과, 이차 단열 장벽에 대하여 지탱되는 이차 밀봉 멤브레인과, 이차 밀봉 멤브레인에 대하여 지탱되는 일차 단열 장벽과, 탱크 내에 담긴 액화천연가스와 접촉되도록 설계된 일차 밀봉 멤브레인을 연속적으로 가지는 다층 구조를 가진다.
이차 밀봉 멤브레인은, 탱크의 외측을 향해 돌출되며 이에 따라 탱크 내에 저장된 유체에 의해 발생된 열응력의 작용하에서 이차 밀봉 멤브레인이 변형되도록 허용하는 두 개의 직각 주름들을 가진 다수의 금속 시트들로 구성된다. 이차 단열 장벽은 하중-지탱 구조물에 대하여 나란히 배치되며 간극에 의해 분리된 다수의 표준 치수의 단열 패널들을 가진다. 이차 밀봉 멤브레인의 각각의 금속 시트는 이차 단열 장벽의 표준 단열 패널들의 길이 및 폭과 실질적으로 대응되는 길이와 폭을 가지며, 상기 단열 패널들에 대해 오프셋 되도록 배치되는 바, 단열 패널들 중 네 개에 걸쳐지게 연장되고, 금속 시트들의 주름들은 상기 단열 패널들을 분리하는 간극 내부에 삽입된다.
두 개의 벽들의 코너 영역에서, 이차 단열 장벽은 두 개의 각진 단열 패널들로 구성된 각진 구조물을 가지며, 두 개의 각진 단열 패널들은 각각 두 개의 벽들 모두의 하중-지탱 구조물에 대하여 배치되고 함께 이차 단열 장벽의 코너를 형성한다. 이러한 두 개의 각진 단열 패널들 각각은 그 내면에 금속 연결 스트립을 가진다. 두 개의 각진 단열 패널들 각각의 금속 연결 스트립에 금속 앵글 플레이트가 용접됨으로써, 이차 밀봉 멤브레인의 밀봉을 제공한다. 각각의 벽의 에지(edge)에서, 주름진 금속 시트들이 금속 연결 스트립에 용접됨으로써 각진 구조물에 이차 밀봉 멤브레인의 연결을 제공한다. 벽의 에지에서 금속 시트들의 치수는 각진 구조물의 치수에 맞춰지기 위해 다른 금속 시트들의 치수와 상이할 수 있다.
그러나, 이차 단열 장벽과 전술한 이차 밀봉 멤브레인의 배치는 완전히 만족스럽지는 않다.
보다 구체적으로, 한편으로는, 이러한 배치는, 특히 하중-지탱 구조물의 제조 중의 공차 여유 때문에, 각각의 벽의 이차 단열 장벽의 구조적 치수 공차가 보상되는 것을 허용하지 않는다. 더욱 구체적으로, 하중-지탱 구조물의 구조적 공차는 몇 센티미터, 예를 들어 대략 4cm에 이를 수 있다.
더욱이, 이러한 배치에는 제조될 수 있는 탱크의 치수에 관한 한계가 주어진다. 더욱 구체적으로, 탱크 벽의 두 개의 대향하는 코너들의 영역에 배치된 두 개의 각진 구조물들 사이의 치수는 이차 단열 장벽의 표준 단열 패널의 폭 또는 길이 중 어느 하나의 정수배와 실질적으로 일치하여야 한다.
본 발명의 근본적인 사상은 종래 기술의 전술한 단점들 중 적어도 하나가 해결되도록 할 수 있는, 다층 구조를 나타내는 밀봉된 단열 탱크를 제안하는 것이다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 유체의 저장을 위한 밀봉된 단열 탱크를 제공하며, 상기 탱크는, 상기 탱크의 외측으로부터 내측으로 두께의 방향으로, 하중-지탱 구조물(load-bearing strusture)에 대하여 유지되는 이차 단열 장벽, 상기 이차 단열 장벽에 의해 지탱되는 이차 밀봉 멤브레인, 상기 이차 밀봉 멤브레인에 대하여 지탱되는 일차 단열 장벽 및 상기 일차 단열 장벽에 의해 지탱되며 상기 탱크 내에 담긴 유체와 접촉되도록 설계된 일차 밀봉 멤브레인을 연속적으로 가지는 다층 구조를 나타내는 다수의 벽들을 가지며;
상기 벽들 중 제1 벽은 이차 단열 장벽을 가지며, 상기 이차 단열 장벽은:
- 상기 제1 벽)의 하중-지탱 구조물과 인접한 제2 벽의 하중-지탱 구조물 사이의 교차부(intersection)를 따라서 배치된 제1 단열 패널; 및
- 상기 제2 벽의 반대쪽의 상기 제1 단열 패널의 하나의 에지를 따라서 상기 제1 단열 패널과 나란하게 배치된 제2 단열 패널;을 포함하고,
상기 제1 및 제2 단열 패널들은 각각, 작은 금속 플레이트를 갖춘, 상기 하중-지탱 구조물의 반대쪽의 내면을 가지며;
상기 제1 벽은 이차 밀봉 멤브레인을 가지며, 상기 이차 밀봉 멤브레인은:
- 적어도 두 개의 직교하는 주름들을 가지며, 서로 반대쪽의 제1 및 제2 에지를 가지며, 상기 제1 에지는 상기 제2 벽과 마주보고, 상기 제2 에지는 상기 제2 벽을 외면하는, 제1 금속 시트; 및
- 적어도 두 개의 직교하는 주름들을 가지며, 상기 주름들 중 하나는 상기 제1 금속 시트의 주름들 중 하나의 연장 내에 배치되는, 제2 금속 시트;를 포함하며,
상기 제1 금속 시트의 제1 에지는, 한편으로는, 상기 제1 금속 시트를 상기 제1 단열 패널에 대하여 유지하기 위해 상기 제1 단열 패널의 작은 금속 플레이트에 용접되고, 다른 한편으로는, 상기 제2 벽의 이차 밀봉 멤브레인의 금속 시트에 용접되는 제2 플랜지를 가지는 금속 앵글 플레이트의 제1 플랜지에 용접되며,
상기 제2 금속 시트는, 서로 반대쪽의 제1 및 제2 에지를 가지며, 상기 제1 에지는 상기 제2 벽 쪽으로 지향되고, 상기 제2 에지는 상기 제2 벽으로부터 멀어지는 방향으로 지향되며, 상기 제2 금속 시트의 제2 에지는 상기 제2 단열 패널의 작은 금속 플레이트에 용접되고,
상기 제1 금속 시트의 제2 에지와 상기 제2 금속 시트의 제1 에지는 함께 용접되며, 상기 제1 금속 시트의 제2 에지와 상기 제2 금속 시트의 제1 에지 중 하나는 상기 제1 및 제2 금속 시트들이 서로 겹치기 용접될 수 있도록 하는 단차진 에지(joggled edge)이다.
따라서, 두 개의 시트들, 즉 제1 및 제2 금속 시트들에 의해 상기 제1 단열 패널과 제2 단열 패널 사이의 이차 밀봉 멤브레인의 밀봉을 생성함에 의해, 제1 및 제2 금속 시트들 사이의 겹쳐진 폭 또는 제2 금속 시트의 폭을 조절함으로써 하중-지탱 구조물의 치수 공차의 적어도 일부를 보상하는 것이 가능하다.
유사하게, 제1 및 제2 금속 시트들 사이의 겹쳐진 폭 또는 제2 시트의 폭을 조절할 수 있으면, 탱크의 크기를 선택할 때의 유연성이 더 커지게 된다.
더욱이, 제2 단열 패널의 치수도, 이차 단열 장벽의 제조 치수 공자를 보상하기 위해 및/또는 탱크의 원하는 치수를 맞추기 위해 조절될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 금속 시트들의 연결은 탱크의 코너 영역에서 밀봉 멤브레인의 금속 시트들과 이차 단열 장벽의 단열 패널들 사이의 오프셋을 생성할 수 있으며, 이로써 인접한 평면 영역 내의 이차 밀봉 멤브레인의 금속 시트들은 다수의 단열 패널들에 걸쳐서 연장될 수 있다.
마지막으로, 상기 이차 밀봉 멤브레인은, 제1 금속 시트를 통해, 탱크의 두 개의 인접한 벽들 사이의 교차부의 근처까지 주름들을 가지며, 이는 탱크가 각진 구조물의 영역에서 탁월한 유연성을 가질 수 있도록 한다.
실시예들에 따르면, 이러한 유체의 밀봉된 단열 저장고는 아래의 특징들 중 하나 이상을 가질 수 있다:
- 상기 단차진 에지는 4cm보다 큰 폭을 가진다.
- 상기 제1 벽의 이차 밀봉 멤브레인은 또한, 상기 제2 금속 시트의 제2 에지로부터 상기 제2 벽의 반대쪽의 제3 벽을 향해 연장된 평면 영역에서, 각각 적어도 두 개의 직교하는 주름들을 가진 다수의 표준 금속 시트들을 가지며, 상기 주름들 중 하나는 상기 교차부에 평행하고, 상기 다수의 표준 금속 시트들의 상기 교차부에 평행한 주름들은 서로로부터 표준 주름간 거리(standard inter-corrugation distance)로 분리되며, 상기 교차부에 평행한 상기 제1 금속 시트의 주름은 상기 교차부에 평행한 상기 제2 금속 시트의 주름으로부터 상기 표준 주름간 거리와 상이한 주름간 거리로 분리된다. 다시 말하면, 상기 교차부에 평행한 제1 금속 시트의 주름과 상기 교차부에 평행하며 그것에 인접한 제2 금속 시트의 주름 사이의 주름간 거리는, 상기 벽의 표준 평면 영역 내에서 상기 교차부에 평행한 두 개의 주름들 사이의 표준 주름간 거리와 상이한 치수를 가진다.
- 상기 제1 금속 시트의 제2 에지와 상기 제2 금속 시트의 제1 에지는, 상기 제1 및 제2 단열 패널들을 분리하는 간극(interstice)에 대해 직각으로 서로 용접된다.
- 상기 제1 단열 패널은 다수의 결합 요소들에 의해 상기 제2 단열 패널과 결합되며, 각각의 결합 요소는, 상기 제1 및 제2 단열 패널들의 상호간 분리를 방지하기 위해, 한편으로는, 상기 제1 단열 패널의 내면의 에지에 고정되고, 다른 한편으로는, 상기 제2 단열 패널의 내면의 대향하는 에지에 고정된다.
- 상기 결합 요소들은, 각각 상기 제1 및 제2 단열 패널들의 내면에 대하여 지탱되는 외면과 외면을 가지는 결합 플레이트들이며, 상기 결합 플레이트들 중 적어도 하나는 작은 금속 플레이트를 갖춘 내면을 가지고, 상기 제1 금속 시트의 제2 에지와 상기 제2 금속 시트의 제1 에지는 상기 작은 금속 플레이트에 용접된다.
- 상기 제1 금속 시트는 상기 제2 벽에 교차하는 방향으로 연장된 다수의 주름들과 상기 제1 및 제2 벽들 사이의 교차부에 평행한 축을 따라서 연장된 단일의 주름을 가진다.
- 상기 제2 금속 시트는 상기 제2 벽에 교차하는 방향으로 연장된 다수의 주름들과 상기 제1 및 제2 벽들 사이의 교차부에 평행한 축을 따라서 각각 연장된 단일의 주름 또는 두 개의 주름들을 가진다.
- 상기 제1 및 제2 벽들 사이의 교차부에 평행한 방향으로 상기 금속 앵글 플레이트의 변형을 허용하기 위해, 상기 금속 앵글 플레이트는 상기 제1 및 제2 플랜지들을 따라서 상기 금속 앵글 플레이트의 일단부로부터 타단부까지 연장된 주름을 가지며, 상기 주름은 상기 제2 벽에 교차하는 방향으로 연장된 상기 제1 금속 시트의 주름들 중 하나의 연장 내에서 연장된다.
- 상기 탱크는 각각 단일의 주름을 가지는 다수의 금속 앵글 플레이트들을 포함하며, 상기 금속 앵글 플레이트들 각각은 상기 제1 금속 시트의 주름의 연장에서 상기 제1 금속 시트에 용접된다.
- 상기 금속 앵글 플레이트 또는 각각의 금속 앵글 플레이트는 또한 상기 제1 단열 패널의 금속 시트에 용접된다.
- 상기 제1 및 제2 금속 시트들의 주름들은 상기 하중-지탱 구조물의 방향으로 상기 탱크의 외측으로 돌출되며, 상기 제1 및 제2 단열 패널들의 내면은 상기 제1 및 제2 금속 시트들의 주름들을 각각 수용하는 직교하는 홈들을 가진다.
- 상기 제1 단열 패널은, 상기 제2 벽에 교차하는 두 개의 홈들 사이의 각각의 간격 내에, 작은 금속 플레이트를 가지며, 상기 제1 금속 시트의 제1 에지와 상기 금속 앵글 플레이트 또는 금속 앵글 플레이트들 중 하나의 제1 플랜지는 상기 작은 금속 플레이트에 용접된다.
- 상기 제2 단열 패널은, 상기 제2 벽에 교차하는 두 개의 홈들 사이의 각각의 간격 내에, 작은 금속 플레이트를 가지며, 상기 제2 금속 시트의 제2 에지는 상기 작은 금속 플레이트에 용접된다.
- 상기 제1 및 제2 금속 시트들의 주름들은 상기 탱크의 내부를 향해 돌출되며, 상기 일차 단열 장벽은 단열 패널들을 포함하고, 상기 단열 패널들 각각은 상기 이차 밀봉 멤브레인의 제1 및 제2 금속 시트들의 주름들을 수용하는 직교하는 홈들을 가진 외면을 가진다.
- 상기 제1 벽의 이차 단열 장벽은 또한, 상기 제2 벽의 반대쪽의 상기 제2 단열 패널의 하나의 에지로부터 상기 제2 벽의 반대쪽의 제3 벽을 향해 연장된 평면 영역에서, 다수의 나란히 배치된 표준 단열 패널들을 가지며, 상기 표준 단열 패널들 각각은 직육면체 형상(rectangular parallelepipedal shape)과 상기 하중-지탱 구조물의 반대쪽의 내면을 가지고, 상기 내면은 작은 금속 플레이트를 갖추며, 상기 제1 벽의 이차 밀봉 멤브레인은 또한, 상기 제2 금속 시트의 제2 에지로부터 상기 제3 벽을 향해 연장된 평면 영역에서, 다수의 표준 금속 시트들을 가지며, 상기 표준 금속 시트들은 각각 적어도 두 개의 직교하는 주름들을 가지고, 서로 용접되며, 각각 상기 표준 단열 패널들 중 다수에 걸쳐서 배치되고, 상기 표준 단열 패널들의 작은 금속 플레이트들에 용접되며, 상기 제2 금속 시트에 접하는 상기 표준 금속 시트들 중 하나는 상기 제2 벽 쪽으로 지향된 에지를 가지며, 이 에지는, 한편으로는, 상기 제2 단열 패널의 작은 금속 플레이트에 용접되고, 다른 한편으로는, 상기 제2 금속 시트의 제2 에지에 용접된다.
- 상기 표준 단열 패널들은 동일한 치수들을 가지며, 상기 제2 단열 패널은 상기 제2 벽과 마주보게 지향된 에지로부터 상기 제2 벽의 반대쪽의 에지를 향해 연장되는 방향으로 상기 표준 단열 패널들의 대응되는 치수와 상이한 치수를 가진다.
- 상기 제1 패널의 일차 단열 장벽은 고정 부재에 의해 상기 이차 단열 장벽의 제1 단열 패널에 고정되는 제1 단열 블록을 가지며, 상기 제1 금속 시트는 상기 고정 부재의 통과를 위한 구멍을 가지며 상기 구멍의 주변부에서 상기 고정 부재에 용접된다.
- 일 실시예에 따르면, 상기 제1 단열 블록은 상기 제1 단열 블록 내에 형성된 구멍을 관통하는 나사 핀(threaded pin)에 의해 상기 제1 단열 패널에 고정되며, 상기 나사 핀은 캡 너트(cap nut) 내에 형성된 나사 구멍과 협조하고, 상기 캡 너트는 상기 제1 금속 시트에 형성된 상기 구멍을 횡단하며, 상기 제1 단열 패널에 고정되는 작은 고정 플레이트에 형성된 나사 구멍과 협조하는 나사 부분을 가지며, 상기 캡 너트는 또한, 상기 제1 금속 시트를 상기 제1 단열 패널에 대하여 가압하며 상기 구멍의 주변부에서 제1 작은 금속 플레이트에 용접되는 플랜지를 가진다.
- 상기 제1 단열 패널은 상기 제2 벽의 제1 단열 패널과 함께 상기 제1과 제2 벽들 사이의 교차부에 상기 탱크의 코너를 형성하는 미리 조립된 각진 구조물(preassembled angled structure)을 형성한다.
이러한 탱크는, 예를 들어, LNG를 저장하기 위한 육상-기반의 저장 설비의 부분을 형성하거나, 또는 육상 또는 해양의, 부유 구조물, 특히 LNG 수송선, 부유식 저장 및 재기화 유닛(FSRU), 부유식 생산, 저장 및 하역 유닛(FPSO) 등에 설치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 차가운 액상 제품의 수송을 위한 해양 선박은 이중 선체와 이중 선체 내에 배치된 전술한 탱크를 가진다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한, 이러한 해양 선박으로 공급하거나 또는 해양 선박으로부터 배출하기 위한 방법을 제공하며, 유체는 단열 파이프라인들을 통해 부유식 또는 육상-기반의 저장 설비로부터 상기 해양 선박의 탱크로 전달되거나 또는 상기 해양 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상-기반의 저장 설비로 전달된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한, 유체를 전달하기 위한 시스템을 제공하며, 상기 시스템은, 전술한 해양 선박, 상기 해양 선박의 선체 내에 설치된 탱크를 부유식 또는 육상-기반의 저장 설비에 연결하도록 배치된 단열 파이프라인들, 및 상기 단열 파이프라인을 통해 유체를 상기 부유식 또는 육상-기반의 저장 설비로부터 상기 해양 선박의 탱크로 전달하거나 또는 상기 해양 선박의 탱크로부터 상기 부유식 또는 육상-기반의 저장 설비로 전달하기 위한 펌프를 가진다.
본 발명은 넓은 표면상에 실행하기 쉬운 밀봉되고 단열된 다층 구조물을 제공하는 아이디어에 기초한다.
오직 보여주기 위해 비제한적인 예로서 제공된 본 발명의 몇몇의 특정 실시예들에 대한 아래의 설명과 첨부된 도면들의 참조를 통해, 본 발명은 보다 명확하게 이해될 것이며, 본 발명의 추가적인 목적들, 상세 사항들, 특징들 및 이점들도 더욱 명확하게 나타날 것이다.
- 도 1은 두 개의 벽들 사이의 코너 영역에서, 유체의 저장을 위한 밀봉된 단열 탱크의 단면도이다.
- 도 2는 탱크 벽의 평면 영역의 절개 사시도이다.
- 도 3은 탱크의 코너 영역에서, 이차 단열 장벽을 보여주는 사시도이다.
- 도 4는 탱크의 코너 영역에서, 이차 단열 장벽과 이차 밀봉 멤브레인을 도시한 사시도이다.
- 도 5는 부분 두 개의 인접한 제1 단열 패널들 사이의 간극 영역 내의 이차 단열 장벽과 이차 밀봉 멤브레인의 부분 분해도이다.
- 도 6은 탱크의 코너 영역에서, 이차 단열 장벽과 이차 밀봉 멤브레인을 부분적으로 도시한 단면도이다.
- 도 7은 도 6의 영역 Ⅶ의 상세도이다.
- 도 8은 탱크의 코너 영역에서, 벽들 중 하나의 이차 밀봉 멤브레인을 부분적으로 도시한, 위에서 본 도면이다.
- 도 9는 탱크의 코너 영역에서, 이차 단열 장벽, 이차 밀봉 멤브레인 및 일차 단열 장벽을 도시한 단면도이다.
- 도 10은 탱크의 코너 영역에서, 이차 단열 장벽, 이차 밀봉 멤브레인 및 일차 단열 장벽을 도시한 사시도이다.
- 도 11은 탱크의 코너 영역에서, 일차 밀봉 멤브레인을 도시한 분해 사시도이다.
- 도 12는 탱크의 코너 영역에서, 일차 밀봉 멤브레인을 도시한 사시도이다.
- 도 13은 탱크의 두 개의 벽들 사이의 코너 영역에서, 추가적인 실시예에 따른 유체 저장을 위한 밀봉된 단열 탱크의 단면도이다.
- 도 14는 LNG 수송선의 탱크와 상기 탱크로 공급하기 위한 그리고 상기 탱크로부터 배출하기 위한 터미널의 절개 개략도이다.
- 도 15는 변형예에 따른 탱크의 코너 영역에서, 이차 단열 장벽과 이차 밀봉 멤브레인을 부분적으로 도시한 단면도이다.
- 도 16은 도 15의 영역 XⅥ의 상세도이다.
- 도 17은 탱크의 세 개의 벽들 사이의 교차점에서, 이차 단열 장벽을 보여주는 사시도이다.
- 도 18은 탱크의 세 개의 벽들 사이의 교차점에서, 이차 단열 장벽과 일차 단열 장벽을 부분적으로 보여주는 사시도이다.
- 도 19는 탱크의 세 개의 벽들 사이의 교차점에서, 일차 밀봉 멤브레인을 부분적으로 보여주는 사시도이다.
관습적으로, "외부의(external)" 및 "내부의(internal)"라는 용어들은 탱크의 외측과 내측에 관하여 하나의 요소의 다른 요소에 대한 상대적인 위치를 정의하기 위해 사용된다.
도 1과 2에 관련하여, 액화천연가스를 저장하기 위한 밀봉된 단열 탱크의 다층 구조가 개시된다. 상기 탱크의 각각의 벽은, 탱크의 외측으로부터 내측으로, 하중-지탱 구조물(load-bearing strusture)(3)과 나란히 배치되며 이차 유지 부재들(8)에 의해 하중-지탱 구조물(3)에 고정되는 단열 패널들(2)을 가진 이차 단열 장벽(secondary thermally insulating barrier)(1)과, 상기 이차 단열 장벽(1)의 단열 패널들(2)에 의해 지탱되는 이차 밀봉 멤브레인(secondary sealing membrane)(4)과, 상기 이차 단열 장벽(1)의 단열 패널들(2)과 나란히 배치되며 일차 유지 부재들(19)에 의해 이차 단열 장벽(1)의 단열 패널들(2)에 고정되는 단열 패널들(6)을 가진 일차 단열 장벽(primary thermally insulating barrier)(5)과, 상기 일차 단열 장벽(5)의 단열 패널들(6)에 의해 지탱되며 상기 탱크 내에 담긴 액화천연가스와 접촉되도록 설계된 일차 밀봉 멤브레인(primary sealing membrane)(7)을 가진다.
상기 하중-지탱 구조물(3)은, 특히, 자기 지지형(self-supporting) 금속 시트들 또는, 보다 일반적으로, 적절한 기계적 성질들을 가진 임의의 유형의 경질 칸막이(rigid partition)로 형성될 수 있다. 상기 하중-지탱 구조물(3)은, 특히, 해양 선박의 선체 또는 이중 선체에 의해 형성될 수 있다. 상기 하중-지탱 구조물(3)은 상기 탱크의 전체 형상, 일반적으로 다면체 형상을 정의하는 다수의 벽들을 가진다.
상기 이차 단열 장벽(1)은 도시되지 않은 수지의 비드들(beads of resin) 및/또는 하중-지탱 구조물(3)에 용접된 핀들(pins)(8)에 의해 하중-지탱 구조물(3)에 고정되는 다수의 단열 패널들(2)을 가진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 단열 패널들(2)은 각각 경질 내부 플레이트(10)와 경질 외부 플레이트(11) 사이에 끼워진 단열 고분자 발포체 층(9)을 가진다. 상기 내부 및 외부 경질 플레이트들(10, 11)은, 예를 들어, 상기 단열 고분자 발포체 층(9)에 접합된 합판의 시트들이다. 상기 단열 고분자 발포체는, 특히, 폴리우레탄계 발포체일 수 있다. 상기 고분자 발포체는 유리하게는 열수축 계수를 감소시키는 데 기여하는 유리섬유에 의해 강화된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 벽의 평면 영역에서, 상기 단열 패널들(2)은 실질적으로 직육면체 형상을 가지며, 기능적 장착 여유를 보장하는 간극(12)에 의해 서로 분리되고 평행한 열들(rows)을 따라서 나란히 배치된다. 상기 단열 패널들(2)은, 예를 들어, 3m의 길이와 1m의 폭을 가진다. 상기 간극(12)은 도 2에 도시된 단열 라이닝(heat-insulating lining)(13), 예를 들어, 유리면(glass wool), 암면(rock wool) 또는 오픈 셀들(open cells)을 가진 유연성 합성 발포체로 채워진다. 상기 단열 라이닝(13)은 단열 패널들(2) 사이의 간극(12) 내에 가스의 흐름을 위한 공간을 생성하기 위해 유리하게는 다공성 재료로 제조된다. 상기 간극(12)은, 예를 들어, 대략 30mm 정도의 폭을 가진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단열 패널들(2)의 내부 플레이트(10)는, 홈들의 네트워크를 형성하기 위해, 서로 직교하는 홈들(14, 15)의 두 개의 시리즈를 가진다. 상기 홈들(14, 15)의 시리즈들 각각은 단열 패널(2)의 두 개의 서로 반대쪽 측면들에 평행하다. 상기 홈들(14, 15)은, 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)의 금속 시트들에 탱크의 외측으로 돌출되게 형성된 주름들의 수용을 위해 설계된다.
도시된 실시예에서, 벽의 평면 영역에서, 각각의 내부 플레이트(10)는 단열 패널(2)의 길이 방향으로 연장된 세 개의 홈들(14)과 단열 패널(2)의 횡방향으로 연장된 아홉 개의 홈들(15)을 가진다.
상기 홈들(14, 15)은 내부 플레이트(10)의 두께를 부분적으로 또는 완전히 관통하며 후자의 경우에 단열 고분자 발포체 층(9)의 영역으로 통한다. 더욱이, 상기 홈들(14, 15) 사이의 교차 영역에서, 단열 패널들(2)은 단열 고분자 발포체 층(9)에 형성된 여유 구멍들(clearance orifices)(16)을 가진다. 상기 여유 구멍들(16)은 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)의 금속 시트들의 주름들 사이의 교차점들에 형성된 연결 영역의 수용을 허용한다.
더욱이, 상기 내부 플레이트(10)는 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)의 주름진 금속 시트들의 에지를 단열 패널들(2)에 고정시키기 위한 작은 금속 플레이트들(17, 18)을 갖추고 있다. 상기 작은 금속 플레이트들(17, 18)은 두 개의 직교하는 방향으로 연장되며, 이 방향들은 각각 단열 패널들(2)의 두 개의 서로 반대쪽 측면들에 평행하다. 상기 작은 금속 플레이트들(17, 18)은, 예를 들어, 나사, 리벳 또는 꺾쇠에 의해 단열 패널(2)의 내부 플레이트(10)에 고정된다. 상기 작은 금속 플레이트들(17, 18)은 내부 플레이트(10)에 형성된 리세스(recess) 내에 배치됨으로써, 작은 금속 플레이트들(17, 18)의 내부 표면이 내부 플레이트(10)의 내부 표면과 접촉하게 된다.
상기 내부 플레이트(10)는 또한 탱크의 내부를 향해 돌출되며 일차 단열 장벽(5)을 이차 단열 장벽(1)의 단열 패널들(2)에 고정시키도록 설계된 나사 핀(19)을 갖추고 있다.
상기 하중-지탱 구조물(3)에 고정된 핀(8)에 단열 패널들(2)이 고정되도록 보장하기 위해, 단열 패널들(2)은 도 2에 도시된 실린더형 리세스(20)를 갖추고 있으며, 상기 리세스는 단열 패널들(2)을 전체 두께에 걸쳐 횡단하고 단열 패널들(2)의 네 개의 코너들 각각의 영역에 형성된다. 상기 실린더형 리세스(20)는, 도시되지 않았지만, 핀(8)의 나사 단부와 체결되는 너트들을 위한 지탱 표면을 형성하기 위해 단면이 변한다.
또한, 상기 내부 플레이트(10)는 그 에지를 따라서 두 개의 연속된 홈들(14, 15) 사이의 각각의 간격 내에 결합 플레이트들(22)을 수용하는 후퇴부(set-back portion)를 가지며, 상기 결합 플레이트들(22)은 각각 두 개의 인접한 단열 패널들(2)에 걸쳐서 배치되며 단열 패널들(2) 사이의 간극(12)의 양측에 걸친다. 각각의 결합 플레이트(22)는 두 개의 인접한 단열 패널들(2) 각각에 고정됨으로써, 그들의 상호간 분리를 방지한다. 상기 결합 플레이트들(22)은 직육면체 형상을 가지며, 예를 들어, 합판의 시트로 구성된다. 상기 결합 플레이트들(22)의 외면은 후퇴부(21)의 바닥에 고정된다. 상기 후퇴부(21)의 깊이는 결합 플레이트(22)의 두께와 실질적으로 동일함으로써, 결합 플레이트들(22)의 내면은 실질적으로 내부 플레이트(10)의 다른 평면 영역들까지 도달한다. 따라서, 상기 결합 플레이트들(22)은 이차 밀봉 멤브레인(4)의 지탱에 있어서 연속성을 보장한다.
인접한 패널들 사이의 연결력(connecting force)의 양호한 분포를 보장하기 위해, 다수의 결합 플레이트들(22)이 단열 패널들(2)의 내부 플레이트(10)의 각각의 에지를 따라서 연장되는 바, 평행한 홈들의 시리즈의 두 개의 인접한 홈들(14, 15) 사이의 각각의 간격 내에 하나의 결합 플레이트(22)가 배치된다. 상기 결합 플레이트들(22)은 임의의 적절한 수단에 의해 단열 패널들(2)의 내부 플레이트(10)에 고정될 수 있다. 그러나, 결합 플레이트들(22)의 외면과 단열 패널(2)의 내부 플레이트(10) 사이에 접착제의 적용과 결합 플레이트들(22)이 단열 패널들(2)에 대해 가압되도록 하는 꺾쇠와 같은 기계적 고정 부재의 사용의 조합이 특히 유리하다는 것이 관찰되었다.
상기 이차 밀봉 멤브레인(4)은 다수의 주름진 금속 시트들(24)을 가지며, 금속 시트들 각각은 실질적으로 직사각형의 형상을 가진다. 상기 주름진 금속 시트들(24)은 이차 단열 장벽(1)의 단열 패널들(2)에 대해 오프셋되도록 배치됨으로써, 상기 주름진 금속 시트들(24)은 각각 네 개의 인접한 단열 패널들(2)의 위에 공동으로 연장된다. 각각의 주름진 금속 시트(24)는 제1 방향으로 연장된 제1의 평행한 주름들(25)의 시리즈와 제2 방향으로 연장된 제2의 평향한 주름들(26)의 시리즈를 가진다. 상기 주름들(25, 26)의 시리즈들의 방향은 직교한다. 상기 주름들(25, 26)의 시리즈들 각각은 주름진 금속 시트(24)의 두 개의 서로 반대쪽 에지들에 평행하다. 상기 주름들(25, 26)은 탱크의 외측을 향해, 즉 하중-지탱 구조물(3)의 방향으로 돌출된다. 상기 주름진 금속 시트(24)는 주름들(25, 26) 사이에 다수의 평면의 표면들을 가진다. 상기 금속 시트는, 두 개의 주름들(25, 26) 사이의 각각의 교차점의 영역에, 탱크의 외측을 향해 돌출된 상단부(top portion)를 가지는 연결 영역(joining area)을 가진다. 상기 주름진 금속 시트(24)의 주름들(25, 26)은 단열 패널(2)의 내부 플레이트(10)에 형성된 홈들(14, 15) 내에 수용된다. 인접한 주름진 금속 시트들(24)은 겹쳐지도록 함께 용접된다. 상기 주름진 금속 시트들(24)을 작은 금속 플레이트들(17, 18)에 고정시키는 것은 택 용접(tack welds)에 의해 수행된다.
상기 주름진 금속 시트들(24)은, 그 길이 방향의 에지들을 따라서 그리고 네 개의 코너들의 영역에, 일차 단열 장벽(5)을 2차 단열 장벽(1)에 고정시키도록 설계된 핀(19)의 통과를 허용하는 절개부들(cutouts)(28)을 가진다.
상기 주름진 금속 시트들(24)은, 예를 들어, 인바(Invar®)로 제조되며, 인바는 그 팽창계수가 일반적으로 1.2 x 10-6 내지 2 x 10-6 K- 1 인 철과 니켈의 합금이거나 또는 그 팽창계수가 일반적으로 대략 7 x 10-6 K-1인 높은 망간 함량의 철의 합금이다. 대안으로서, 상기 주름진 금속 시트들(24)은 스테인리스 강 또는 알루미늄으로 제조될 수도 있다.
상기 일차 단열 장벽(5)은 실질적으로 직육면체 형상의 다수의 단열 패널들(6)을 가진다. 상기 단열 패널들(6)은 두께를 제외하고 단열 패널(2)의 치수와 동등한 치수를 가지며, 그 두께는 단열 패널(2)의 두께와 상이할 수 있으며 바람직하게는 단열 패널(2)의 두께보다 작다. 이 경우의 상기 단열 패널들(6)은 이차 단열 장벽(1)의 단열 패널들(2)에 대해 오프셋됨으로써, 각각의 단열 패널(6)은 이차 단열 장벽(1)의 네 개의 단열 패널들(2) 위에 연장된다.
상기 단열 패널들(6)은 이차 단열 장벽(1)의 단열 패널들(2)의 구조와 유사한 구조, 즉 예를 들어 합판으로 만들어진 두 개의 경질 플레이트들 사이에 끼워진 단열 고분자 발포체 층으로 구성된 샌드위치 구조를 가진다.
상기 일차 단열 장벽(5)의 단열 패널(6)의 내부 플레이트(30)는 일차 밀봉 멤브레인(7)의 주름진 금속 시트들을 고정시키기 위한 작은 금속 플레이트들(32, 33)을 갖추고 있다. 상기 작은 금속 플레이트들(32, 33)은 두 개의 직교하는 방향으로 연장되며, 이 방향들은 각각 단열 패널들(6)의 두 개의 서로 반대쪽 에지들에 평행하다. 상기 작은 금속 플레이트들(32, 32)은 단열 패널(5)의 내부 플레이트(30)에 형성된 리세스 내에 고정되며, 예를 들어, 나사, 리벳 또는 꺾쇠에 의해 그곳에 고정된다.
더욱이, 상기 단열 패널(6)의 내부 플레이트(30)는, 일차 밀봉 벰브레인(7)이 단열 패널들(6)에 상당한 기계적 응력을 부과함이 없이 변형되도록 허용하는 다수의 응력-제거 슬롯들(stress-relieving slots)(34)을 갖추고 있다. 이러한 응력-제거 슬롯들(34)은, 특히, 문헌 FR 3001945에 개시되어 있다.
상기 일차 단열 장벽(5)의 단열 패널들(6)을 이차 단열 장벽의 단열 패널들(2)에 고정하는 것은 나사 핀들(threaded pins)(19)에 의해 제공된다. 이를 달성하기 위해, 각각의 단열 패널(6)은 그 에지들을 따라서 그 코너들의 영역 내에 다수의 절개부들(cutouts)(35)을 가지며, 나사 핀(19)은 절개부(35)의 내부로 연장된다. 상기 단열 패널들(2)의 외부 플레이트는, 각각의 나사 핀(19) 쪽으로 미끄러지는 나사 구멍을 가진 유지 부재를 위한 지탱 표면을 형성하기 위해 절개부들(35) 내부로 돌출된다. 상기 유지 부재는, 절개부들(35) 내부에 수용되며 절개부(35) 내부로 돌출된 외부 플레이트의 부분에 대하여 지탱되는 러그들(lugs)을 가짐으로써, 외부 플레이트를 유지 부재의 러그와 이차 단열 장벽(1)의 단열 패널(2) 사이에 끼우며 이에 따라 각각의 단열 패널(6)을 이것이 걸터앉아 있는 단열 패널들(2)에 고정시킨다.
상기 일차 단열 장벽(5)은 일차 밀봉 멤브레인(7)의 지탱 표면이 절개부들(35)의 영역 내에서 보완되도록 하는 다수의 폐쇄 플레이트들(38)을 가진다.
상기 일차 밀봉 멤브레인(7)은 다수의 주름진 금속 시트들(39)의 조립에 의해 얻어진다. 각각의 주름진 금속 시트(39)는, 제1 방향으로 연장된 제1의 평행한 주름들(40), 소위 상부 주름들의 시리즈와, 제1 시리즈에 대해 직교하는 제2 방향으로 연장된 제2의 평행한 주름들(41), 소위 하부 주름들의 시리즈를 가진다. 상기 주름들(40, 41)은 탱크의 내부를 향해 돌출된다. 상기 주름진 금속 시트들(39)은, 예를 들어, 스테인리스 강 또는 알루미늄으로 제조된다. 일 실시예에서, 도시되어 있지 않지만, 상기 제1 및 제2의 주름들의 시리즈들은 동일한 높이를 가진다.
도 1로 돌아가면, 제1 벽(42)과 제2 벽(43) 사이의 코너 영역에서 탱크의 벽들의 구조가 관찰된다.
도시된 실시예에서, 상기 제1 벽(42)과 제2 벽(43) 사이의 각도는 대략 90°이다. 그러나, 상기 각도는 임의의 다른 값, 예를 들어 대략 135°를 가질 수 있다.
각각의 벽(42, 43)의 이차 단열 장벽(1)은 제1 단열 패널들(44)의 세트를 가지며, 이들은 제1 벽(42)의 하중-지탱 구조물(3)과 제2 벽(43)의 하중 지탱 구조물(3) 사이의 교차부(intersection)(45)를 따라서 각각 배치된다. 각각의 제1 단열 패널(44)은 다른 인접한 벽의 제1 단열 패널(44)과 함께 이차 단열 장벽(1)의 코너를 형성하기 위해 직각 사다리꼴 형상의 단면을 가진다.
따라서, 상기 이차 단열 장벽(1)의 각각의 제1 단열 패널(44)은, 하중-지탱 구조물(3)에 고정되는 외면(46)과, 2차 밀봉 멤브레인(4)을 지지하는 내면(47)과, 내면(46)과 외면(47)에 직각이며 제1 및 제2 벽들(42, 43)의 하중-지탱 구조물들(3) 사이의 교차부(45) 반대쪽의 에지(48)와, 이차 단열 장벽(1)의 코너를 형성하기 위해 교차부(45)에 인접하며 경사지게 깎여서 다른 벽의 제1 단열 패널(44)의 모따기된 에지(49)와 협조하는 에지(49)를 가진다. 또한, 각각의 제1 단열 패널(44)은 교차부(45)의 방향으로 서로 반대쪽의 두 개의 평행한 말단 에지들(terminal edges)을 가지며, 이들은 내면(46), 외면(47) 및 교차부(45) 반대쪽의 에지(48)에 대해 직각이다.
일 실시예에 따르면, 상기 벽들(42, 43) 각각의 제1 단열 패널들(44)은 모따기된 에지(49)를 통한 접착제 본딩에 의해 함께 연결됨으로써, 미리 조립된 각진 구조물을 형성한다.
또한, 각각의 벽(42, 43)의 이차 단열 장벽(1)은 제2 단열 패널들(50)의 세트를 가지며, 이들은 제1 단열 패널들(44)의 세트와 나란히 배치되며 교차부(49)를 외면하는 제1 단열 패널들(44)의 에지(48)를 따라서 연장된다. 도시된 실시예에서, 상기 제2 단열 패널들(50)은 도 2에 개시된 다른 단열 패널들(2)과 유사한 구조를 가진다.
그러나, 상기 제2 단열 패널들(50)은 단열 패널들(2)의 폭과 상이한 폭을 가지는 것이 가능하다. 보다 구체적으로, 상기 제2 단열 패널들(50)의 폭은 이차 단열 장벽의 제조 치수 공차를 보상하기 위해 및/또는 탱크의 원하는 치수에 맞추기 위해 조정될 수 있다. 따라서, 도시된 실시예에서, 상기 제2 단열 패널들(50) 각각이 상기 제2 단열 패널(50)의 길이 방향으로 연장된 세 개의 홈들(14)을 가지며, 그 결과로서, 이차 단열 장벽(1)의 다른 표준 단열 패널들(2)처럼 세 개의 주름간 간격들에 실질적으로 대응되는 폭을 가지는 경우에, 그들은 상이한 폭, 예를 들어, 제조를 원하는 탱크의 치수에 따라, 두 개의 주름-사이 간격들에 실질적으로 대응되는 폭을 가질 수도 있다.
각각의 제1 단열 패널(44)은 다수의 결합 요소들(22)에 의해 인접한 제2 단열 패널(50)에 연결되며, 다수의 결합 요소들은, 한편으로, 제1 단열 패널(44)의 내면(47)의 에지와 인접한 제2 단열 패널(50)의 내면(10)의 에지에 고정됨으로써, 인접한 제1 및 제2 단열 패널들(44, 50)의 상호간의 분리를 방지한다.
도 3에 관련하여, 이차 단열 멤브레인(1)의 제1 단열 패널(44)의 구조가 상세하게 관찰된다.
상기 제1 단열 패널들(44)은, 예를 들어 합판으로 만들어진 두 개의 경질 플레이트들(52, 53) 사이에 끼워진 단열 고분자 발포체 층(51)으로 구성된 샌드위치 구조를 가진다.
상기 제1 단열 패널들(44)의 내부 플레이트(52)는 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)의 제1 금속 시트들의 세트의 주름들을 수용하도록 설계된 직교하는 홈들(54, 55)의 네트워크를 가진다. 상기 내부 플레이트(52)는 제1 벽(42)의 하중-지탱 구조물(3)과 제2 벽(43)의 하중-지탱 구조물(3) 사이의 교차부(45)에 평행하게 연장된 단일의 홈(54)을 가진다. 상기 내부 플레이트(52)는 또한 상기 단일의 홈(54)에 대해 직각인 다수의 홈들(55)을 가지며, 이들은 서로 평행하고 교차부(45)의 방향으로 서로로부터 이격된다.
상기 제1 단열 패널들(44)의 내부 플레이트(52)는, 예를 들어 인바(Invar)로 만들어지며 이차 밀봉 멤브레인의 제1 금속 시트들의 에지들을 고정시키도록 설계된 다수의 작은 금속 플레이트들(56)을 갖추고 있으며, 이는 이하에서 상세하게 설명될 것이다. 상기 작은 금속 플레이트들(56)은 상기 제1 단열 패널(44)의 두 개의 말단 에지들(58, 59)과 상기 제1 단열 패널(44)의 교차부(45)를 외면하는 에지(48)에 각각 평행한 두 개의 직교하는 방향들로 배치된다. 또한, 상기 작은 금속 플레이트들(56)은, 각진 영역 내에서 이차 밀봉 멤브레인의 밀봉이 보장되도록 허용하는 금속 앵글 플레이트들의 고정을 위해 설계되며, 이는 이하에서 상세하게 설명될 것이다. 상기 작은 금속 플레이트들(56)은 제1 단열 패널(44)의 내부 플레이트(52)에 형성된 리세스들(recesses) 내에 고정되며, 예를 들어, 나사, 리벳 또는 꺾쇠에 의해 그곳에 고정된다.
도시된 실시예에서, 금속 앵글 플레이트들을 고정시키도록 설계된 작은 금속 플레이트들(56) 중 하나는 두 개의 주름들(55) 사이의 각각의 간격들 내에 배치된다. 더욱이, 상기 내부 플레이트(52)는, 예를 들어, 합성 필름으로 형성된 방열 요소들(heat protection elements)(57)에 의해 겹쳐지며, 방열 요소들은, 한편으로는, 제1 금속 시트들 상의 금속 앵글 플레이트들의 용접 영역 반대편에 있으며, 다른 한편으로는, 작은 금속 플레이트들(56)에 의해 겹쳐지지 않는 영역들 내에 배치된다. 따라서, 상기 방열 요소들(57)은, 금속 앵글 플레이트들과 제1 금속 시트들의 용접 작업 중에 손상을 주기 쉬운 온도에 대하여 제1 단열 패널들(44)과, 특히 그들의 고분자 발포체 층(51)을 보호한다.
또한, 상기 내부 플레이트(52)는 이차 단열 장벽(1)의 제1 단열 패널들(44)에 대한 일차 단열 장벽의 단열 블록들의 고정을 보장하도록 설계된 작은 고정 플레이트들(58)을 갖추고 있다. 상기 작은 고정 플레이트들(58)은, 예를 들어, 내부 플레이트(52)에 접착 본딩된다.
도 4에 관련하여, 코너 영역에서의 이차 밀봉 멤브레인(4)의 구조가 관찰된다.
각각의 벽(42, 43)의 이차 밀봉 멤브레인(4)은 실질적으로 직사각형의 전체 형상의 제1 금속 시트들(60)의 세트를 가진다. 상기 제1 금속 시트들(60)은 서로 반대쪽의 제1 및 제2 에지들(61, 62)을 가지며, 이들은 두 개의 벽들 사이의 교차부에 대해 평행하다. 제1 에지(61)는 다른 인접한 벽쪽을 향하며 제2 에지(62)는 다른 인접한 벽을 외면한다. 상기 제1 금속 시트들(60)은 또한 제3 및 제4 에지들(63, 64)을 가지며, 이들은 평행하고 제1 및 제2 에지들(61, 62)에 대해 직각이다.
상기 제1 금속 시트들(60)은 각각, 제1 및 제2 에지들(61, 62)에 평행한 방향으로 연장된 단일의 주름(65)을 가진다. 상기 제1 금속 시트들(60)은 또한 몇몇의 주름들(66)의 시리즈를 가지며, 이들은 상기 주름(65)에 대해 직각이며, 즉, 제3 및 제4 에지들(63, 64)에 평행하다. 예로서, 상기 제1 금속 시트들(60)은 이 경우에 단일의 주름(65)에 대해 직각인 아홉 개의 주름들(66)의 시리즈를 가진다. 상기 주름들(65, 66)은 하중-지탱 구조물(3)의 방향으로 탱크의 외부를 향해 돌출되며 각각 제1 단열 패널들(44) 중 하나의 내부 플레이트(52)에 형성된 하나의 각개의 홈(54, 55) 내에 수용된다.
상기 제1 금속 시트들(60) 각각은 두 개의 인접한 제1 단열 패널들(44)에 걸쳐서 배치되며 상기 단열 패널들 각각에 고정된다. 이를 달성하기 위해, 상기 제1 금속 시트들(60)의 제1 에지들(61)은 작은 금속 플레이트들(56)에 용접되며, 그들의 제3 및 제4 에지들(63, 64)도 제3 및 제4 에지들(63, 64)의 영역에서 서로 겹쳐지도록 밀봉 용접된다.
또한, 상기 이차 밀봉 멤브레인(2)은 다수의 금속 앵글 플레이트들(67)을 가진다. 상기 금속 앵글 플레이트들(67)은 유리하게는 이차 밀봉 멤브레인(4)의 다른 금속 시트들(24, 60)의 재료와 동일한 재료로 제조된다.
각각의 금속 앵글 플레이트(67)는 두 개의 플랜지들을 가지며, 이들은 각각 두 개의 인접한 벽들(42, 43) 각각에 평행하다. 각각의 금속 앵글 플레이트(67)는, 두 개의 인접한 벽들(42, 43)의 하중-지탱 구조물들 사이의 교차부에 평행한 방향으로 금속 앵글 플레이트(67)의 변형을 허용하기 위해, 두 개의 플랜지들을 따라서 금속 앵글 플레이트(67)의 일단부로부터 타단부까지 연장된 주름(68)을 가진다. 탱크의 코너 영역에서 이차 밀봉 멤브레인(4)의 주름들의 네트워크에서의 연속성을 보장하기 위해, 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)은 상기 주름들(66)의 방향들 각각을 위해 금속 앵글 플레이트(67)를 가지며, 상기 금속 앵글 플레이트의 주름(68)은 상기 주름들(66) 중 하나의 연장 내에 연장된다.
각각의 금속 앵글 플레이트(67)는 그 플랜지들 중 하나가 제1 벽(42)의 제1 단열 패널(44)의 두 개의 작은 금속 플레이트들(56)에 용접되며, 그 플랜지들 중 다른 하나는 제2 벽(43)의 제1 단열 패널의 두 개의 작은 금속 플레이트들(56)에 용접된다. 각각의 플랜지는 측부 에지들 중 하나와 다른 플랜지 반대쪽의 말단 에지 사이의 각진 영역에서 작은 금속 플레이트(56)에 용접된다.
또한, 도 5를 참조하면, 동일한 벽의 인접한 제1 단열 패널들(44)은 두 개의 인접한 제1 단열 패널들(44) 각각의 내면(52)에 고정된 결합 플레이트(69)에 의해 함께 결합된다. 상기 결합 플레이트(69)의 내면(52)은 작은 금속 플레이트(82)와 부분적으로 겹쳐지며, 작은 금속 플레이트(82)는 작은 금속 플레이트들(56)의 배치 방향으로 연장되고 두 개의 금속 앵글 플레이트들(67)과 제1 금속 시트(60)의 고정을 허용한다. 도시되지 않는 형태에서, 상기 작은 금속 플레이트(82)는 방열 요소로 교체되며, 금속 앵글 플레이트들(67)의 내면과 제1 금속 시트들(60)의 내면에 작은 금속 플레이트가 적용된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 금속 시트들(60) 각각의 제1 에지(61)는 금속 앵글 플레이트들(67)의 플랜지들 중 하나에 밀봉 용접된다.
또한, 상기 제1 금속 시트들(60)은 다수의 구멍들(83)을 가지며, 고정 부재가 상기 구멍들(83)을 관통하며 일차 단열 장벽의 단열 블록이 고정되도록 한다. 도 6과 7을 참조하면, 캡 너트(cap nut)(84)가 상기 구멍들(83) 각각을 가로지른다. 상기 캡 너트(84)는 그 외주면에 나사부를 가지며, 상기 나사부는 작은 고정 플레이트들(58) 중 하나에 형성된 나사 구멍과 협력한다. 더욱이, 상기 캡 너트(84)는, 단열 장벽의 단열 블록들을 고정시키기 위한 핀을 수용하도록 설계된 막힌 나사 구멍을 가진다. 또한, 상기 캡 너트(84)는 제1 금속 시트(60)가 상기 플랜지(85)와 작은 고정 플레이트(58) 사이에 끼워지도록 하는 플랜지(85)를 가진다. 일 실시예에 따르면, 각각의 플랜지(85)는 이차 밀봉 멤브레인의 밀봉을 보장하기 위해 제1 금속 시트(60)의 구멍(83)의 주변부에 용접된다.
도 6과 7에 도시된 변형에 있어서, 각각의 작은 고정 플레이트(58)는 내부 플레이트(52)에 의해 제1 단열 패널들(44) 중 하나에 유지된다. 이를 달성하기 위해, 작은 고정 플레이트(58)는 내부 플레이트(52)의 하우징 내에 수용된다. 더욱이, 내부 플레이트(52)는 에지(106)를 가지며, 상기 에지(106)는 상기 하우징에 부분적으로 겹쳐지고 작은 고정 플레이트(58)의 에지(107)의 부분에 겹쳐짐으로써, 상기 작은 고정 플레이트(58)는 단열 고분자 발포체 층(51)에 대하여 유지된다. 이러한 실시예에서, 단열 패널들(44) 중 하나에 대한 각각의 작은 고정 플레이트(58)의 고정을 확실히 하기 위해, 내부 플레이트(52)가, 예를 들어 접착 본딩에 의해 단열 고분자 발포체 층(51)에 고정되기 전에, 작은 고정 플레이트(58)가 단열 고분자 발포체 층(51)에 미리 부착된다. 덧붙여, 각각의 작은 고정 플레이트(58)는 접착 본딩에 의해 단열 고분자 발포체 층(51)에 고정될 수 있다.
도 15와 16에 도시된 추가적인 변형에 있어서, 각각의 작은 고정 플레이트(58)는 내부 플레이트(52)에 의해 단열 패널들(44) 중 하나에 유지되지 않으며, 각각의 작은 고정 플레이트(58)는 접착 본딩에 의해 각각의 단열 패널(44)의 단열 고분자 발포체 층(51)에 고정된다. 각각의 작은 고정 플레이트(58)는 각각의 단열 패널(44)의 내부 플레이트(44) 내에 형성된 하우징 내에 배치된다. 유리하게는, 내부 플레이트(52) 내에 형성된 하우징은 작은 고정 플레이트(58)의 내부 에지 부분(109)을 위한 지탱 표면으로서 역할을 하는 어깨부(108)를 가진다.
도시되지 않은 추가적인 실시예들에 따르면, 각각의 작은 고정 플레이트(58)는 캡 너트(85)의 통과를 허용하는 구멍들을 갖춘 합판 층에 의해 겹쳐질 수 있다. 이 경우에, 상기 합판 층은 제1 금속 시트들(60)의 지지를 보장하는데 기여한다.
또한, 도 8을 참조하면, 각각의 벽의 이차 밀봉 멤브레인(4)은 제2 금속 시트들(86)의 세트를 가지며, 이들은, 한편으로는, 제2 단열 패널들(50)에 고정되고, 다른 한편으로는, 제1 금속 시트들(60)에 용접된다.
상기 제2 금속 시트들(86)은, 서로 대향하며 두 개의 벽들(42, 43) 사이의 인접한 교차부에 평행한 제1 및 제2 에지들(87, 88)에 의해 한정된 실질적으로 직사각형의 전체 형상을 가진다. 상기 제1 에지(87)는 탱크의 인접한 코너쪽을 향하며, 제2 에지(88)는 이 코너로부터 멀어지는 방향으로 향한다. 상기 제2 금속 시트들(86)은 또한 제3 및 제4 에지들(89)을 가지며, 이들 중 하나만 여기에 도시된다. 상기 제2 및 제4 에지들(89)은 평행하며 제1 및 제2 에지들(87, 88)에 대해 직각이다.
도시된 실시예에서, 상기 제2 금속 시트들(86) 각각은 제1 및 제2 에지들(87, 88)에 평행한 방향으로 연장된 단일의 주름(90)을 가진다. 또한, 상기 제2 금속 시트들은 상기 주름들(90)에 대해 직각인, 즉 제3 및 제4 에지들(89)에 평행한 다수의 주름들(91)의 시리즈를 가진다. 예로서, 이 경우에 상기 제2 금속 시트들(86)은 아홉 개의 주름들(91)의 시리즈를 가진다.
도시되지 않는 추가적인 실시예에서, 특히, 이차 단열 장벽(1)의 표준 단열 패널들(2)에 관한 평면 영역의 금속 시트들(24)의 상이한 오프셋을 제조하는 것이 바람직한 경우에, 상기 제2 금속 시트들(86)은 제1 및 제2 에지들(87, 88)에 평행한 방향으로 연장된 두 개의 주름들(90)을 가질 수 있다.
상기 주름들(90, 91)은 탱크의 외측을 향해 하중-지탱 구조물(3)의 방향으로 돌출되며 각각 제2 단열 패널들(50) 중 하나의 내부 플레이트 내에 형성된 하나의 각각의 홈 내에 수용된다.
상기 제2 금속 시트들(86) 각각은 두 개의 인접한 제2 단열 패널들(50)에 걸쳐서 배치되며 그들 각각에 고정된다. 이를 달성하기 위해, 상기 제2 단열 패널들(50)은 작은 금속 플레이트들(92, 93)을 가지며, 이들은 두 개의 직각인 방향들로 연장되고 각각 제2 단열 패널들(50)의 두 개의 서로 반대쪽의 측면들에 평행하다. 상기 제2 금속 시트들(86) 각각의 제2 에지(88)는 작은 금속 플레이트들(92)에 용접되며, 제3 및 제4 에지들(89)은 작은 금속 플레이트들(93)에 용접된다. 또한, 제2 작은 금속 플레이트들(86)은 제3 및 제4 에지들(89)의 영역에서 서로 겹쳐지게 밀봉 용접된다.
또한, 상기 제2 금속 시트들(86) 각각의 제1 에지(87)는 제1 금속 시트들(60) 중 하나의 제2 에지(62)에 밀봉 용접된다. 제1 금속 시트들(60)의 제2 에지(62)와 제2 금속 시트들(86)의 제1 에지(87) 중 하나는 단차진 부분(joggled portion), 즉 상이한 높이를 가진 부분을 가지며, 그 결과로서 다른 에지 위에 얹힌다. 도시된 실시예에서, 상기 단차진 부분은 제1 금속 시트들(60)의 제2 에지(87)에 형성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 단차진 에지(joggled edge)(62)는, 제1 금속 시트들(60)과 제2 금속 시트들(86)이 겹쳐지는 폭의 조절에 의해 적어도 관련된 벽의 이차 단열 장벽(1)과 이차 밀봉 멤브레인(4)의 구조적 공차가 보상될 수 있는 충분한 치수를 가진다. 일 실시예에 따르면, 상기 단차진 에지는 4cm보다 크거나 또는 동일한 폭을 가진다.
추가적인 실시예에 따르면, 상기 제1 금속 시트들(60)의 폭은 하중-지탱 구조물(3)의 제조 공차를 보상하기 위해 조절된다.
상기 제2 금속 시트들(86)의 제1 에지들(87)과 제1 금속 시트들(60)의 제2 에지들(62)은 제2 단열 패널들(50)로부터 제1 단열 패널들(44)을 분리하는 간극에 대해 직각으로 함께 용접된다. 따라서, 상기 제2 금속 시트들(86)의 제1 에지들(87)과 제1 금속 시트들(60)의 제2 에지들(62)은 제1 단열 패널들(44)과 제2 단열 패널들(50)을 결합하는 결합 플레이트들(22)에 대하여 지탱된다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 플레이트들(22) 중 일부 또는 모두는 그들의 내면상에 방열 요소들(미도시), 제2 금속 시트들(86)의 제1 에지들(87) 및 제1 금속 시트들(60)의 제2 에지들(62)을 갖추고 있으며, 이들은 서로 용접되어 지탱된다.
또한, 이차 밀봉 멤브레인(4)은, 상기 제2 금속 시트들(86)의 제2 에지(88)로부터, 이웃한 탱크의 코너에 대향하는 방향으로, 도 2에 관련하여 개시된 평면 영역에 제공된 유형의 다수의 표준 금속 시트들(24)을 가진다. 상기 제2 금속 시트들(86)에 경계를 접하는 표준 금속 시트들(24)은 두 개의 제2 단열 패널들(50)과 두 개의 표준 단열 패널들(2)에 걸쳐서 배치되며, 제2 단열 패널들(50) 상에 표준 금속 시트들(24)의 고정은 작은 금속 플레이트들(92, 93)에 의해 시행된다.
도 9와 10을 참조하면, 상기 일차 단열 장벽(5)은 탱크의 코너 영역 내에 다수의 미리 조립된 단열 블록들(94)의 쌍을 가지며, 이들 중 하나는 제1 벽(42)의 제1 금속 시트들(60) 중 하나에 대하여 지탱되고 제1 벽(42)의 제1 단열 패널들(44) 중 하나에 고정되며, 이들 중 다른 하나는 제2 벽(43)의 제1 금속 시트들(60) 중 하나에 대하여 지탱되고 제2 벽(43)의 제1 단열 패널들(44) 중 하나에 고정된다.
상기 단열 블록들(94)은 내면, 내면에 대하여 지탱되는 앵글 플레이트(95), 및 외면을 가진다. 제1 금속 시트들(60) 중 하나에 대하여 지탱되는 외면을 가진다. 상기 단열 블록들(94)은 복합 구조를 가지고 두 개의 시트들 사이에 끼워진 단열 고분자 발포체 층을 가지며, 두 개의 시트들은 상기 고분자 발포체 층에 접착 본딩된다.
상기 앵글 플레이트들(95)은, 예를 들어, 스테인리스 강으로 제조된 금속 앵글 플레이트들이다. 상기 앵글 플레이트들(95)은 단열 블록들의 쌍들의 단열 블록들(94) 각각의 내면에 대하여 각각 지탱되는 두 개의 플랜지들을 가진다. 도 9를 참조하면, 앵글 플레이트의 각각의 플랜지는 단열 블록들(94)에 고정하기 위한 핀들(96)을 가지며, 상기 핀들(96)은 상기 플랜지의 외면에 용접되며 탱크의 내부를 향해 돌출된다. 상기 단열 블록들(94)은 핀들(96)의 통과를 허용하며 그 내면에 형성된 구멍들을 가진다. 상기 구멍들은 단열 블록들의 외면으로 열려 있는 실린더형 리세스들과 연통된다. 상기 핀들(96)에 나사 체결되는 너트들은 실린더형 리세스들의 베이스에 대하여 지탱되며, 이에 따라 상기 단열 블록들(94)에 앵글 플레이트(95)의 고정을 보장한다. 따라서, 상기 앵글 플레이트(95)는 단열 블록들(94)이 쌍으로 연결되도록 허용함으로써, 미리 조립된 모듈들을 형성한다.
각각의 앵글 플레이트(95)의 각각의 플랜지는 그 내면에 탱크의 내부를 향해 돌출된 핀(97)을 가진다. 이러한 핀들(97)은 일차 밀봉 멤브레인(7)의 요소들을 앵글 플레이트들(95)에 용접하는 동안 용접 장비들이 고정되도록 한다.
단열 블록들(94)을 이차 단열 장벽(1)의 제1 단열 패널들(44)에 고정시키기 위해, 상기 앵글 플레이트(95)와 단열 블록들(94)은 핀들(98)의 통과를 허용하는 구멍들을 갖추고 있다. 상기 핀들(98)은, 도 7과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 각각 캡 너트들(84) 중 하나와 협력하도록 설계된다.
또한, 고분자 발포체와 같은 단열 재료로 만들어진 각진 커넥터(angled connector)(99)가 두 개의 단열 블록들(94)의 탱크의 코너에 인접한 에지들 사이에 배치되며, 이에 따라 탱크의 코너의 영역에서 단열의 연속성이 보장된다. 또한, 단열 조인트 요소들(100)이 단열의 연속성을 보장하기 위해 인접한 단열 블록들(94)의 두 쌍들 사이에 삽입된다.
도 11과 12에 도시된 바와 같이, 각진 영역들에 경계를 접하는 일차 밀봉 멤브레인(7)의 금속 시트들(39)은 탱크의 코너를 향해 지향된 그들의 에지를 따라서 앵글 플레이트들(95)에 용접된다. 또한, 상기 일차 밀봉 멤브레인(7)은 다수의 금속 각진 부품들(101)을 가지며, 이들은 각각 두 개의 인접한 앵글 플레이트들(95)에 겹쳐지도록 용접된다. 상기 각진 부품들(101)은 일차 밀봉 멤브레인(7)의 다른 금속 시트들(39)의 재료와 동일한 재료로 만들어진다. 각각의 각진 부품(101)은 두 개의 플랜지들을 가지며, 이들 각각은 두 개의 인접한 벽들(42, 43) 각각에 평행하다. 각각의 각진 부품(101)은 두 개의 플랜지들을 따라서 각진 부품(101)의 일단부로부터 타단부까지 연장된 주름(102)을 가짐으로써, 벽들(42, 43)의 교차부에 형성된 리지(ridge)에 평행한 방향으로 각진 부품(101)의 변형을 허용한다.
상기 각진 부품들(101) 각각의 주름(102)은 연장된다. 일차 밀봉 멤브레인(7)의 주름들(41)의 방향들 중 하나의 연장 방향으로 연장됨으로써, 탱크의 코너 영역에서 일차 밀봉 멤브레인(7)의 주름들의 네트워크의 연속성을 보장한다.
탱크의 코너들 중 하나가 위에서 개시되었지만, 탱크의 다른 코너들도 동일한 배치를 가질 수 있다는 것을 주의하여야 한다.
도 17과 18에는, 세 개의 벽들(42, 43, 110) 사이의 교차부에 있는 이차 및 일차 단열 장벽들(1, 5)이 도시된다. 여기에 도시된 세 개의 벽들은 각각 바닥 벽(bottom wall)(42), 단부 벽(end wall)(43) 및 하부 경사 벽(lower oblique wall)(110)을 구성한다. 상기 하부 경사 벽(110)은 바닥 벽(42)과 135°의 각도를 형성한다. 상기 하부 경사 벽(110)과 바닥 벽(42)은 단부 벽(43)에 대해 직각이다. 이러한 배치는, 예를 들어, 일반적으로 다면체 형상을 가지고 여덟 개의 벽들에 의해 서로 연결된 팔각형 형상의 두 개의 단부 벽들을 가진 탱크에 대응되며, 여덟 개의 벽들은, 바닥 벽과 수평 상부 벽, 두 개의 수직 측벽들, 각각 측벽들 중 하나와 상부 벽을 연결하는 두 개의 상부 경사 벽들, 및 각각 측벽들 중 하나와 바닥 벽을 연결하는 두 개의 하부 경사 벽들이다.
이 영역에서, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 이차 단열 장벽(1)은, 세 개의 벽들(42, 43, 110) 각각의 하중-지탱 구조물에 대하여 각각 고정된 세 개의 제1 단열 패널들(44a, 44b, 44c)의 세트로 형성된 미리 조립된 각진 구조물을 가진다. 상기 단열 패널들(44a, 44b, 44c) 각각은, 도 3과 관련하여 개시된 단열 패널들(44)과 동일한 샌드위치 구조, 즉, 예를 들어, 합판으로 만들어진 두 개의 경질 플레이트들 사이에 끼워진 단열 고분자 발포체 층으로 구성된 구조를 가진다.
상기 단열 패널들(44b와 44c)은 67.5°의 경사각을 가지도록 모따기된(chamfered) 에지들을 통해 함께 고정된다. 또한, 상기 단열 패널들(44b와 44c)은 각각 45°의 경사각을 가지도록 모따기된 에지들을 통해 단열 패널(44a)에 고정된다. 상기 단열 패널(44a)은 평행육면체 형상이 아니라 V-형상을 가지며, 그 각도는 바닥 벽(42)과 하부 경사 벽(110) 사이의 각도에 대응된다.
또한, 도 17에 도시된 각진 부품(111)은 금속으로 만들어지며, 세 개의 단열 패널들(44a, 44b, 44c)에 걸쳐서 고정된다. 이를 달성하기 위해, 상기 각진 부품(111)은 세 개의 플랜지들을 가지며, 이들은 각각 세 개의 벽들(42, 43, 110) 각각에 평행하다. 상기 각진 부품(111)은 유리하게는 이차 밀봉 멤브레인(4)의 다른 금속 시트들(24, 60)의 재료와 동일한 재료로 제조된다.
또한, 이 영역에서, 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)은 또한 금속 앵글 플레이트들을 가지며, 이들은 각각 두 개의 인접한 벽들에 각각 평행한 두 개의 플랜지들을 가진다. 상기 금속 앵글 플레이트들은 도 4와 관련하여 위에서 설명된 구조와 동일한 구조를 가진다. 또한, 이 영역에서, 상기 이차 밀봉 멤브레인은 하나의 주름이 형성된 금속 시트들(미도시)을 가진다. 특히, 단열 패널들(44b, 44c) 각각에 고정된 이차 밀봉 멤브레인(4)은, 다른 주름들의 연장 방향으로 연장되며 서로 직각인 오직 두 개의 주름들을 가진 주름진 금속 시트를 가진다. 인접한 벽과 마주보는 상기 시트의 두 개의 에지들은 상기 단열 패널들(44c 또는 44d)에 용접되며 금속 앵글 플레이트들에 용접된다. 인접한 벽들로부터 외면하는 다른 에지들은 인접한 제1 금속 시트의 제3 또는 제4 에지에 겹쳐지게 각각 용접된다. 이러한 겹치기 용접(lap welding)은 단차진 에지(joggled edge)에 의해 수행되며, 단차진 에지는 겹쳐지는 폭의 조절이 적어도 이차 단열 장벽(1)과 이차 밀봉 멤브레인(4)의 구조적 공차들을 보상할 수 있는 충분한 치수를 가진다.
또한, 도 18에 도시된 바와 같이, 세 개의 벽들(42, 43, 110) 사이의 교차부 영역에서, 일차 단열 장벽(5)은 미리 조립된 각진 구조물을 가지며, 이는 세 개의 단열 패널들(44a, 44b, 44c) 각각에 대하여 각각 지탱되는 세 개의 단열 블록들(94a, 94b, 94c)로 구성된다. 상기 단열 블록들(94a, 94b, 94c)은, 도 7과 관련하여 개시된 바와 같이 상기 단열 블록들(94a, 94b, 94c) 내에 형성된 구멍들을 관통하며 각각 캡 너트(84)와 협조하는 나사 핀들에 의해, 그들 각자의 단열 패널(44a, 4b, 44c)에 고정된다. 더욱이, 상기 단열 블록들(94a, 94b, 94c)은 각각 내면과, 상기 내면에 대하여 지탱되는 각진 부품(angled part)(112)을 가지며, 상기 각진 부품(112)은 상기 단열 블록들(94a, 94b, 94c) 각각에 대하여 각자 지탱되는 세 개의 플랜지들을 가진다.
또한, 도 19에 도시된 바와 같이, 벽(42, 43, 110)의 코너 영역에 배치된 일차 밀봉 멤브레인(7)의 금속 시트들(39) 각각은 인접한 벽들 쪽으로 향하는 두 개의 에지들을 가지며, 이들은 각진 부품(112)과 인접한 앵글 플레이트들(95)에 용접된다.
도 13에 도시된 실시예는, 이차 밀봉 멤브레인(4)이, 탱크의 외부를 향하는 것이 아니라 탱크의 내부를 향해 돌출된 주름들(103)을 가진다는 점에서, 원칙적으로 위에서 설명된 실시예와 다르다. 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)의 표준 금속 시트들(24)과 제1 금속 시트들(60)과 제2 금속 시트들(86)은 직교하는 주름들(103)의 두 개의 시리즈를 가진다.
또한, 이 실시예에서, 일차 단열 장벽(5)의 단열 패널들(6)과 단열 블록들(94)의 외부 플레이트(30)는 홈들의 네트워크를 형성하기 위해 서로 직교하는 홈들(104)의 두 개의 시리즈를 가진다. 따라서, 상기 홈들(104)은, 이차 밀봉 멤브레인(4)의 금속 시트들(24, 60, 86)에 형성되고 탱크의 내부를 향해 돌출된 주름들(103)을 수용하도록 설계된다.
이러한 실시예에서, 상기 이차 밀봉 멤브레인은 위에서 설명된 것과 동일한 전체 구조를 가지며, 오직 차이점은 주름들(66)의 지향 방향이 탱크의 내부를 향한다는 것이다.
유체를 저장하기 위한 밀봉된 단열 탱크를 제조하는 위에서 설명된 기술은 상이한 유형의 저장고들에, 예를 들어 육상 설비 또는 LNG 수송선 등과 같은 부유식 설비의 LNG 저장고를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
도 14를 참조하면, LNG 수송선(70)의 절개도는 해양 선박의 이중 선체(72) 내에 장착된 일반적으로 각기둥 형상의 밀봉된 단열 탱크(71)를 보여준다. 상기 탱크(71)의 벽은, 탱크 내에 담긴 LNG와 접촉하도록 설계된 일차 밀봉 장벽, 일차 밀봉 장벽과 해양 선박의 이중 선체(72) 사이에 배치된 이차 밀봉 장벽, 및 일차 밀봉 장벽과 이차 밀봉 장벽 사이 및 이차 밀봉 장벽과 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 두 개의 단열 장벽들을 가진다.
공지된 바와 같이, LNG 화물을 탱크(71)로부터 또는 탱크(71)로 전달하기 위해, 해양 선박의 상부 데크 상에 배치된 공급/배출 파이프라인들(73)은 적절한 커넥터들에 의해 해양 또는 항구의 터미널에 연결될 수 있다.
도 14는 공급 및 배출 스테이션(75), 해저 파이프(76) 및 육상 기반 설비(77)를 가진 해양 터미널의 일 예를 보여준다. 상기 공급 및 배출 스테이션(75)은 가동 아암(74) 및 상기 가동 아암(74)을 지지하는 타워(78)를 가진 고정된 해상 설비이다. 상기 가동 아암(74)은 공급/배출 파이프라인들(73)에 연결될 수 있는 유연성 단열 파이프들(79)의 다발을 지탱한다. 방향 전환이 가능한 가동 아암(74)은, 모든 크기의 LNG 수송선에 적합하다. 도시되지 않은 연결 파이프가 타워(78) 내부로 연장된다. 상기 공급 및 배출 스테이션(75)은 LNG 수송선(70)과 육상 기반 설비(77) 사이의 공급 및 배출을 허용한다. 육상 기반 설비는 액화 가스(80)를 저장하기 위한 탱크들과 해저 파이프(76)에 의해 공급 또는 배출 스테이션(75)에 연결된 연결 파이프(81)를 가진다. 상기 해저 파이프(76)는 공급 또는 배출 스테이션(75)과 육상 기반 설비(77) 사이에서 긴 거리, 예를 들어 5km에 걸쳐서 액화 가스의 전달을 허용하며, 이는 공급 및 배출 작업 중에 LNG 수송선(70)이 해안으로부터 먼 거리에 유지될 수 있게 한다.
상기 액화 가스의 전달을 위하여 필요한 압력을 생성하기 위하여, 해양 선박(70) 상의 펌프들 및/또는 육상 기반 설비(77)에 설치된 펌프들 및/또는 공급 및 배출 스테이션(75)에 제공된 펌프들이 사용된다.
본 발명은 몇몇의 특정 실시예들과 관련하여 설명되었으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에 포괄되기만 한다면 여기에서 설명된 수단과 동등한 모든 기술 수단들과 그들의 조합도 본 발명에 포함되는 것이다.
"구성되다", "구비하다", 또는 "포함하다"라는 동사 및 이들의 활용형태의 사용은, 청구범위에 기재된 것들과 다른 요소들 또는 다른 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 어떤 요소 또는 단계에 대해 단수형으로 기재되었더라도, 별도의 기재가 없는 한 해당 요소 또는 단계가 복수 형태로 존재할 가능성을 배제하는 것은 아니다.
청구범위에서, 괄호 안의 임의의 참조번호는 청구범위의 제한으로서 해석되어서는 안된다.

Claims (21)

  1. 유체의 저장을 위한 밀봉된 단열 탱크로서,
    상기 탱크는, 상기 탱크의 외측으로부터 내측으로 두께의 방향으로, 하중-지탱 구조물(load-bearing strusture)(3)에 대하여 유지되는 이차 단열 장벽(1), 상기 이차 단열 장벽(1)에 의해 지탱되는 이차 밀봉 멤브레인(4), 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)에 대하여 지탱되는 일차 단열 장벽(5) 및 상기 일차 단열 장벽(5)에 의해 지탱되며 상기 탱크 내에 담긴 유체와 접촉되도록 설계된 일차 밀봉 멤브레인(7)을 연속적으로 가지는 다층 구조를 나타내는 다수의 벽들(42, 43)을 가지며;
    상기 벽들(42, 43) 중 제1 벽은 이차 단열 장벽(1)을 가지며, 상기 이차 단열 장벽(1)은:
    - 상기 제1 벽(42)의 하중-지탱 구조물(3)과 인접한 제2 벽(43)의 하중-지탱 구조물(3) 사이의 교차부(intersection)(45)를 따라서 배치된 제1 단열 패널(44); 및
    - 상기 제2 벽(43)의 반대쪽의 상기 제1 단열 패널(44)의 하나의 에지(48)를 따라서 상기 제1 단열 패널(44)과 나란하게 배치된 제2 단열 패널(50);을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 단열 패널들(44, 50)은 각각, 작은 금속 플레이트(56, 82, 92, 93)를 갖춘, 상기 하중-지탱 구조물(3)의 반대쪽의 내면을 가지며;
    상기 제1 벽(42)은 이차 밀봉 멤브레인(4)을 가지며, 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)은:
    - 적어도 두 개의 직교하는 주름들(65, 66)을 가지며, 서로 반대쪽의 제1 및 제2 에지(61, 62)를 가지며, 상기 제1 에지(61)는 상기 제2 벽(43)과 마주보고, 상기 제2 에지(62)는 상기 제2 벽(43)을 외면하는, 제1 금속 시트(60); 및
    - 적어도 두 개의 직교하는 주름들(90, 91)을 가지며, 상기 주름들 중 하나(91)는 상기 제1 금속 시트(60)의 주름들 중 하나(66)의 연장 내에 배치되는, 제2 금속 시트(86);를 포함하며,
    상기 제1 금속 시트(60)의 제1 에지(61)는, 한편으로는, 상기 제1 금속 시트(60)를 상기 제1 단열 패널(44)에 대하여 유지하기 위해 상기 제1 단열 패널(44)의 작은 금속 플레이트(56)에 용접되고, 다른 한편으로는, 상기 제2 벽(43)의 이차 밀봉 멤브레인(4)의 금속 시트(60)에 용접되는 제2 플랜지를 가지는 금속 앵글 플레이트(67)의 제1 플랜지에 용접되며,
    상기 제2 금속 시트(86)는, 서로 반대쪽의 제1 및 제2 에지(87, 88)를 가지며, 상기 제1 에지(87)는 상기 제2 벽(43) 쪽으로 지향되고, 상기 제2 에지(88)는 상기 제2 벽(43)으로부터 멀어지는 방향으로 지향되며, 상기 제2 금속 시트(86)의 제2 에지(88)는 상기 제2 단열 패널(50)의 작은 금속 플레이트(92)에 용접되고,
    상기 제1 금속 시트(60)의 제2 에지(62)와 상기 제2 금속 시트(86)의 제1 에지(87)는 함께 용접되며, 상기 제1 금속 시트(60)의 제2 에지(62)와 상기 제2 금속 시트(86)의 제1 에지(87) 중 하나는 상기 제1 및 제2 금속 시트들(60, 86)이 서로 겹치기 용접될 수 있도록 하는 단차진 에지(joggled edge)인, 밀봉된 단열 탱크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단차진 에지는 4cm보다 큰 폭을 가지는, 밀봉된 단열 탱크.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1 벽의 이차 밀봉 멤브레인(4)은 또한, 상기 제2 금속 시트(86)의 제2 에지(88)로부터 상기 제2 벽(42)의 반대쪽의 제3 벽을 향해 연장된 평면 영역에서, 각각 적어도 두 개의 직교하는 주름들(25, 26)을 가진 다수의 표준 금속 시트들(24)을 가지며, 상기 주름들(25, 26) 중 하나는 상기 교차부에 평행하고, 상기 다수의 표준 금속 시트들(24)의 상기 교차부에 평행한 주름들(25, 26)은 서로로부터 표준 주름간 거리(standard inter-corrugation distance)로 분리되며, 상기 교차부에 평행한 상기 제1 금속 시트(60)의 주름(65)은 상기 교차부에 평행한 상기 제2 금속 시트(86)의 주름(90)으로부터 상기 표준 주름간 거리와 상이한 주름간 거리로 분리되는, 밀봉된 단열 탱크.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 금속 시트(60)의 제2 에지(62)와 상기 제2 금속 시트(86)의 제1 에지(87)는, 상기 제1 및 제2 단열 패널들(44, 50)을 분리하는 간극(interstice)에 대해 직각으로 서로 용접되는, 밀봉된 단열 탱크.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 단열 패널(44)은 다수의 결합 요소들(22)에 의해 상기 제2 단열 패널(50)과 결합되며, 각각의 결합 요소(22)는, 상기 제1 및 제2 단열 패널들(44, 50)의 상호간 분리를 방지하기 위해, 한편으로는, 상기 제1 단열 패널(44)의 내면의 에지에 고정되고, 다른 한편으로는, 상기 제2 단열 패널(50)의 내면의 대향하는 에지에 고정되는, 밀봉된 단열 탱크.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 결합 요소들(22)은, 각각 상기 제1 및 제2 단열 패널들(44, 50)의 내면에 대하여 지탱되는 외면과 외면을 가지는 결합 플레이트들이며, 상기 결합 플레이트들 중 적어도 하나는 작은 금속 플레이트를 갖춘 내면을 가지고, 상기 제1 금속 시트(60)의 제2 에지(62)와 상기 제2 금속 시트(86)의 제1 에지(87)는 상기 작은 금속 플레이트에 용접되는, 밀봉된 단열 탱크.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 금속 시트(60)는 상기 제2 벽(43)에 교차하는 방향으로 연장된 다수의 주름들(66)과 상기 제1 및 제2 벽들(42, 43) 사이의 교차부에 평행한 축을 따라서 연장된 단일의 주름(65)을 가지는, 밀봉된 단열 탱크.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 금속 시트(86)는 상기 제2 벽에 교차하는 방향으로 연장된 다수의 주름들(91)과 상기 제1과 제2 벽들(42, 43) 사이의 교차부(45)에 평행한 축을 따라서 각각 연장된 단일의 주름 또는 두 개의 주름들(90)을 가지는, 밀봉된 단열 탱크.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 벽들(42, 43) 사이의 교차부에 평행한 방향으로 상기 금속 앵글 플레이트(67)의 변형을 허용하기 위해, 상기 금속 앵글 플레이트(67)는 상기 제1 및 제2 플랜지들을 따라서 상기 금속 앵글 플레이트(67)의 일단부로부터 타단부까지 연장된 주름(68)을 가지며, 상기 주름(68)은 상기 제2 벽(43)에 교차하는 방향으로 연장된 상기 제1 금속 시트(60)의 주름들(66) 중 하나의 연장 내에서 연장되는, 밀봉된 단열 탱크.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 앵글 플레이트(67) 또는 각각의 금속 앵글 플레이트(67)는 또한 상기 제1 단열 패널(44)의 금속 시트(56)에 용접되는, 밀봉된 단열 탱크.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 시트들(60, 86)의 주름들(65, 66, 90, 91)은 상기 하중-지탱 구조물의 방향으로 상기 탱크의 외측으로 돌출되며, 상기 제1 및 제2 단열 패널들(44, 50)의 내면은 상기 제1 및 제2 금속 시트들(60, 86)의 주름들(65, 66, 90, 91)을 각각 수용하는 직교하는 홈들(14, 15, 55, 54)을 가지는, 밀봉된 단열 탱크.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 단열 패널(44)은, 상기 제2 벽(43)에 교차하는 두 개의 홈들(55) 사이의 각각의 간격 내에, 작은 금속 플레이트(56)를 가지며, 상기 제1 금속 시트(60)의 제1 에지(61)와 상기 금속 앵글 플레이트 또는 금속 앵글 플레이트들(67) 중 하나의 제1 플랜지는 상기 작은 금속 플레이트(56)에 용접되는, 밀봉된 단열 탱크.
  13. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 시트들(60, 86)의 주름들(103)은 상기 탱크의 내부를 향해 돌출되며, 상기 일차 단열 장벽(5)은 단열 패널들(4, 94)을 포함하고, 상기 단열 패널들(4, 94) 각각은 상기 이차 밀봉 멤브레인(4)의 제1 및 제2 금속 시트들(60, 86)의 주름들(103)을 수용하는 직교하는 홈들을 가진 외면을 가지는, 밀봉된 단열 탱크.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 벽(42)의 이차 단열 장벽(1)은 또한, 상기 제2 벽(43)의 반대쪽의 상기 제2 단열 패널(50)의 하나의 에지로부터 상기 제2 벽(42)의 반대쪽의 제3 벽을 향해 연장된 평면 영역에서, 다수의 나란히 배치된 표준 단열 패널들(2)을 가지며, 상기 표준 단열 패널들(2) 각각은 직육면체 형상(rectangular parallelepipedal shape)과 상기 하중-지탱 구조물(3)의 반대쪽의 내면(10)을 가지고, 상기 내면(10)은 작은 금속 플레이트(17, 18)를 갖추며, 상기 제1 벽(42)의 이차 밀봉 멤브레인(4)은 또한, 상기 제2 금속 시트(86)의 제2 에지(88)로부터 상기 제3 벽을 향해 연장된 평면 영역에서, 다수의 표준 금속 시트들(24)을 가지며, 상기 표준 금속 시트들(24)은 각각 적어도 두 개의 직교하는 주름들(25, 26)을 가지고, 서로 용접되며, 각각 상기 표준 단열 패널들(2) 중 다수에 걸쳐서 배치되고, 상기 표준 단열 패널들(2)의 작은 금속 플레이트들(17, 18)에 용접되며, 상기 제2 금속 시트(86)에 접하는 상기 표준 금속 시트들(24) 중 하나는 상기 제2 벽(43) 쪽으로 지향된 에지를 가지며, 이 에지는, 한편으로는, 상기 제2 단열 패널(50)의 작은 금속 플레이트(92)에 용접되고, 다른 한편으로는, 상기 제2 금속 시트(86)의 제2 에지(88)에 용접되는, 밀봉된 단열 탱크.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 표준 단열 패널들(2)은 동일한 치수들을 가지며, 상기 제2 단열 패널(50)은 상기 제2 벽과 마주보게 지향된 에지로부터 상기 제2 벽(43)의 반대쪽의 에지를 향해 연장되는 방향으로, 상기 표준 단열 패널들(2)의 대응되는 치수와 상이한 치수를 가지는, 밀봉된 단열 탱크.
  16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 패널(42)의 일차 단열 장벽(5)은 고정 부재(84)에 의해 상기 이차 단열 장벽(1)의 제1 단열 패널(44)에 고정되는 제1 단열 블록(94)을 가지며, 상기 제1 금속 시트(60)는 상기 고정 부재(84, 98)의 통과를 위한 구멍(83)을 가지며 상기 구멍(83)의 주변부에서 상기 고정 부재(84, 98)에 용접되는, 밀봉된 단열 탱크.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 단열 블록(94)은 상기 제1 단열 블록(94) 내에 형성된 구멍을 관통하는 나사 핀(threaded pin)(98)에 의해 상기 제1 단열 패널(44)에 고정되며, 상기 나사 핀(98)은 캡 너트(cap nut)(84) 내에 형성된 나사 구멍과 협조하고, 상기 캡 너트(84)는 상기 제1 금속 시트(60)에 형성된 상기 구멍(83)을 횡단하며, 상기 제1 단열 패널(44)에 고정되는 작은 고정 플레이트(58)에 형성된 나사 구멍과 협조하는 나사 부분을 가지며, 상기 캡 너트(84)는 또한, 상기 제1 금속 시트(60)를 상기 제1 단열 패널(44)에 대하여 가압하며 상기 구멍(83)의 주변부에서 제1 작은 금속 플레이트(60)에 용접되는 플랜지(85)를 가지는, 밀봉된 단열 탱크.
  18. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 단열 패널(44)은 상기 제2 벽(43)의 제1 단열 패널(44)과 함께 상기 제1 및 제2 벽들(42, 43) 사이의 교차부에 상기 탱크의 코너를 형성하는 미리 조립된 각진 구조물(preassembled angled structure)을 형성하는, 밀봉된 단열 탱크.
  19. 유체의 수송을 위한 해양 선박(70)으로서, 상기 해양 선박은 이중 선체(72)와 상기 이중 선체 내에 배치된 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 따른 탱크(71)를 가지는, 해양 선박.
  20. 제 18항에 따른 해양 선박으로 공급하거나 또는 해양 선박으로부터 배출하기 위한 방법으로서, 유체는 단열 파이프라인들(73, 79, 76, 81)을 통해 부유식 또는 육상-기반의 저장 설비(77)로부터 상기 해양 선박의 탱크(71)로 전달되거나 또는 상기 해양 선박의 탱크(71)로부터 부유식 또는 육상-기반의 저장 설비(77)로 전달되는, 공급 또는 배출 방법.
  21. 유체의 전달을 위한 시스템으로서, 상기 시스템은, 제 19항에 따른 해양 선박, 상기 해양 선박의 선체 내에 설치된 탱크(71)를 부유식 또는 육상-기반의 저장 설비(77)에 연결하도록 배치된 단열 파이프라인들(73, 79, 76, 81), 및 상기 단열 파이프라인을 통해 유체를 상기 부유식 또는 육상-기반의 저장 설비(77)로부터 상기 해양 선박의 탱크로 전달하거나 또는 상기 해양 선박의 탱크로부터 상기 부유식 또는 육상-기반의 저장 설비(77)로 전달하기 위한 펌프를 가지는, 유체 전달 시스템.
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