KR20200025928A

KR20200025928A - 돔 보강 구조를 포함하는 액화가스 저장탱크

Info

Publication number: KR20200025928A
Application number: KR1020180103956A
Authority: KR
Inventors: 김지현
Original assignee: 주식회사 엔케이
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2020-03-10

Abstract

돔 보강 구조를 포함하는 액화가스 저장탱크는 액화가스를 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크의 상부에 연결되고, 원통형 측벽 및 상기 측벽 상에 배치되는 지붕부를 포함하는 돔 구조, 및 상기 측벽의 내측에 연결되고, 상기 측벽을 따라 고리 형태로 형성되는 보강 구조를 포함한다.

Description

돔 보강 구조를 포함하는 액화가스 저장탱크{LIQUEFIED GAS STORAGE TANK HAVING REINFORCED DOME STRUCTURE}

본 발명은 돔 보강 구조를 포함하는 액화가스 저장탱크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강도가 보강된 돔 보강 구조를 포함하는 액화가스 저장탱크에 관한 것이다.

천연가스(natural gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(ethane), 프로판(propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로 각광받고 있다.

일반적으로 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℃ 이하)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600으로 줄어들기 때문에 해상을 통한 원거리 운반에 적합하다.

액화천연가스 운반선에는 천연가스를 냉각하여 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 액화가스 저장탱크(cargo, 화물창)가 구비된다. 액화천연가스의 끓는점은 대기압에서 약 -162℃ 정도이므로, 액화가스 저장탱크는 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위하여 알루미늄강, 스테인리스강, 니켈강 등과 같은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작될 수 있으며, 열 응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 구조로 설계된다.

특히, Ship to Ship 벙커링 등에 사용되는 액화가스 저장탱크는, 액화천현가스의 벙커링 등의 이송 처리를 위한 각종 센서와 펌프 및 배관류의 설비를 탑재하는 펌프 구조물과, 액화가스 저장탱크 내 증발가스(Boiled-Off Gas, BOG)의 발생에 따른 압력 상승을 조절하기 위하여 증발가스의 회수를 위한 돔(dome) 구조 등이 설치된다. 그런데, 액화가스 저장탱크의 설계에 대해서는 그에 상응하는 표준 규격(international rule)이 존재하여, 이를 만족하면 충분한 성능을 발휘하나, 상기 돔 구조에 관해서는 특별한 설계 규격이나 공식이 없어, 적절한 강도와 성능을 발휘하기 위한 설계 방안이 마련되어 있지 않다.

대한민국 등록실용신안 제20-0482645

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 적절한 강도를 갖도록 설계 가능한 돔 보강 구조를 포함하는 액화가스 저장탱크를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크는 액화가스를 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크의 상부에 연결되고, 원통형 측벽 및 상기 측벽 상에 배치되는 지붕부를 포함하는 돔 구조, 및 상기 측벽의 내측에 연결되고, 상기 측벽을 따라 고리 형태로 형성되는 보강 구조를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보강 구조는 상기 측벽의 내측으로부터 수직한 방향으로 연장되는 수평 보강부, 및 상기 수평 보강부의 끝단에 연결되고, 상기 수평 보강부가 연장되는 방향에 수직한 방향으로 연장되는 수직 보강부를 포함할 수 있다. 상기 보강 구조는 T 자 형의 단면을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수직 보강부는 원통형일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액화가스 저장탱크는 상기 돔 구조의 상기 지붕부는 제2 반지름을 갖는 곡면으로 형성된 상단부, 및 상기 제2 반지름 보다 작은 제1 반지름을 갖는 곡면으로 형성되고, 상기 상단부와 상기 측벽을 연결하는 하단부를 포함할 수 있다. 상기 측벽의 내측에서부터 상기 수직 보강부까지의 길이는 제1 반지름 보다 작을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수평 보강부의 두께는 상기 저장탱크 외벽의 두께와 동일할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수평 보강부는 상기 저장탱크의 외벽의 최상단과 동일선 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액화가스 저장탱크는 상기 저장탱크의 표면과 상기 측벽의 표면에 연결되고, 상기 측벽을 둘러싸는 외부 보강부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 액화가스 저장탱크는 액화가스를 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크의 상부에 연결되고, 원통형 측벽 및 상기 측벽 상에 배치되는 지붕부를 포함하는 돔 구조, 및 상기 측벽의 내측에 연결되고, 상기 측벽을 따라 고리 형태로 형성되는 보강 구조를 포함한다. 상기 돔 구조는 상기 보강 구조를 포함하므로, 적절한 강도와 성능을 발휘할 수 있다. 특히, 별도의 설계 사항이 필요 없이, 상기 보강 구조가 T 자형의 단면을 갖고, 수평 보강부가 상기 지붕부의 하단부의 제1 반지름 보다 짧게 형성되고, 상기 저장탱크의 외벽의 두께와 동일하게 형성됨으로써, 적절한 강도와 성능을 발휘하도록 제작될 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 사시도이다.
도 2는 도 1의 액화가스 저장탱크의 측면도이다.
도 3은 도 1의 액화가스 저장탱크의 돔 구조 부분의 부분 절개 사시도이다.
도 4는 도 3의 액화가스 저장탱크의 돔 구조 부분의 측단면도이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장탱크의 사시도이다. 도 2는 도 1의 액화가스 저장탱크의 측면도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 상기 액화가스 저장탱크는 저장탱크(100), 돔 구조(200) 및 지지부(300)를 포함할 수 있다.

상기 저장탱크(100) 내에는 내부 공간을 형성하여, 수소, 산소 및 천연가스와 같은 물질이 압축되어 저온의 액체 상태로 저장될 수 있고, 일례로, 상기 내부 공간에 저장되는 물질은 탄화수소를 주성분으로 하는 가연성의 천연가스 액화물인 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)일 수 있다. 상기 저장탱크(100)는 액화가스를 안전하게 보관 및 저장할 수 있도록 일례로 알루미늄강, 스테인리스강, 니켈강 등과 같은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작될 수 있으며, 열 응력 및 열수축에 강하고, 열 침입을 막을 수 있는 구조로 설계될 수 있다.

상기 돔 구조(200)는 상기 저장탱크(100)의 상단의 일측에 형성될 수 있다. 상기 돔 구조(200)는 저장탱크 내 증발가스(Boiled-Off Gas, BOG)의 발생에 따른 압력 상승을 조절하기 위하여 증발가스의 회수를 위한 구조물로, 상기 저장탱크(100) 상단 일측에 X 방향 및 Y 방향과 수직한 Z 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다.

상기 지지부(300)는 상기 저장탱크(100)를 지지하도록 설치될 수 있다.

도 3은 도 1의 액화가스 저장탱크의 돔 구조 부분의 부분 절개 사시도이다. 도 4는 도 3의 액화가스 저장탱크의 돔 구조 부분의 측단면도이다.

도 3 및 4를 참조하면, 상기 돔 구조(200)는 측벽(210), 지붕부(220) 및 보강 구조(230)를 포함할 수 있다. 상기 지붕부(220)는 하단부(222) 및 상단부(224)를 포함할 수 있다.

상기 측벽(210)은 상기 Z방향으로 연장되는 원통형일 수 있다. 상기 측벽(210)은 상기 저장탱크(100)의 상부에 형성된 개구를 관통하도록 배치될 수 있다. 상기 측벽(210)은 상기 저장탱크(100)에 용접 등을 통해 접합될 수 있다.

상기 지붕부(220)는 상기 측벽(210)의 상단에 연결되고, 원통형의 상기 측벽(210)의 상부를 커버할 수 있다. 상기 지붕부(220)는 상단부(224) 및 하단부(222)를 포함할 수 있다. 상기 상단부(224)는 상기 돔 구조(200)의 최상단 첨부를 구성할 수 있다. 상기 상단부(224)는 제2 반지름(R2)의 곡률로 형성될 수 있다. 상기 하단부(222)는 상기 측벽(210)과 상기 상단부(224)를 연결하는 고리형일 수 있다. 상기 하단부(222)는 제1 반지름(R1)을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다. 여기서 상기 제1 반지름(R1)은 상기 제2 반지름(R2) 보다 작다.

상기 보강 구조(230)는 상기 측벽(210)의 내측에 연결되고, 상기 측벽(210)을 따라 고리 형태로 형성될 수 있다.

상기 보강 구조(230)는 상기 측벽(210)의 내측으로부터 수직한 방향으로 연장되는 수평 보강부(232) 및 상기 수평 보강부(232)의 끝단에 연결되고, 상기 수평 보강부(232)가 연장되는 방향에 수직한 방향으로 연장되는 수직 보강부(234)를 포함한다. 이에 따라, 상기 보강 구조(230)는 T 자 형의 단면을 갖고, 고리 형태로 형성되며, 상기 수직 보강부(234)는 원통형으로 형성될 수 있다.

상기 수평 보강부(234)는 상기 저장탱크(100)의 외벽의 최상단과 동일선 상에 배치될 수 있다. 즉, 도 4에 나타난 바와 같이, 일 단면 상에서 상기 수평 보강부(234)는 상기 저장 탱크(100)의 상단의 외벽과 동일 선상에 배치될 수 있다. 상기 수평 보강부(234)의 두께는 상기 저장탱크(100)의 외벽의 두께와 동일할 수 있다.

상기 액화가스 저장 탱크는 외부 보강부(110)를 더 포함할 수 있다. 상기 외부 보강부(110)는 상기 저장탱크(100)의 표면과 상기 측벽(210)의 표면에 연결되고, 상기 측벽(210)을 둘러싸도록 형성될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 돔 구조(200)는 상기 보강 구조(230)를 포함하므로, 적절한 강도와 성능을 발휘할 수 있다. 특히, 별도의 설계 사항이 필요 없이, 상기 보강 구조(230)가 T 자형의 단면을 갖고, 수평 보강부(234)가 상기 지붕부(220)의 상기 하단부(222)의 상기 제1 반지름(R1) 보다 짧게 형성되고, 상기 저장탱크(100)의 외벽의 두께와 동일하게 형성됨으로써, 적절한 강도와 성능을 발휘하도록 제작될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 저장탱크 110: 외부 보강부
200: 돔 구조 210: 측벽
220: 지붕부 222: 하단부
224: 상단부 230: 보강 구조
232: 수평 보강부 234: 수직 보강부

Claims

액화가스를 저장하는 저장탱크;
상기 저장탱크의 상부에 연결되고, 원통형 측벽 및 상기 측벽 상에 배치되는 지붕부를 포함하는 돔 구조; 및
상기 측벽의 내측에 연결되고, 상기 측벽을 따라 고리 형태로 형성되는 보강 구조를 포함하는 액화가스 저장탱크.
제1 항에 있어서,
상기 보강 구조는 상기 측벽의 내측으로부터 수직한 방향으로 연장되는 수평 보강부; 및
상기 수평 보강부의 끝단에 연결되고, 상기 수평 보강부가 연장되는 방향에 수직한 방향으로 연장되는 수직 보강부를 포함하여,
상기 보강 구조는 T 자 형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
제2 항에 있어서,
상기 수직 보강부는 원통형인 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
제2 항에 있어서,
상기 돔 구조의 상기 지붕부는 제2 반지름을 갖는 곡면으로 형성된 상단부; 및
상기 제2 반지름 보다 작은 제1 반지름을 갖는 곡면으로 형성되고, 상기 상단부와 상기 측벽을 연결하는 하단부를 포함하고,
상기 측벽의 내측에서부터 상기 수직 보강부까지의 길이는 제1 반지름 보다 작은 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
제1 항에 있어서,
상기 수평 보강부의 두께는 상기 저장탱크 외벽의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
제5 항에 있어서,
상기 수평 보강부는 상기 저장탱크의 외벽의 최상단과 동일선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
제1 항에 있어서,
상기 저장탱크의 표면과 상기 측벽의 표면에 연결되고, 상기 측벽을 둘러싸는 외부 보강부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.