KR20200039723A - 가스 돔 구조체를 포함하는 밀봉되고 단열된 탱크 - Google Patents

가스 돔 구조체를 포함하는 밀봉되고 단열된 탱크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액화 가스를 저장하도록 된 밀봉되고 단열된 탱크에 관한 것으로, 상기 탱크는 멀티 레이어 구조를 가진 상측 벽체를 포함하고, 상기 탱크는 가스 돔 구조체(10)를 더 포함하며, 상기 가스 돔 구조체(1)는:
- 증기 수집 파이프(15);
- 증기 수집 파이프(15) 둘레에 배치되고 2차 밀봉 멤브레인(6)에 밀봉 가능하게 연결된 피복(19)으로서, 상기 피복(19)은 피복(19)과 증기 수집 파이프(15) 사이에서 횡단 방향으로 연장된 상측 환형 플레이트(20)에 의해 증기 수집 파이프(15)에 밀봉 가능하게 연결되어서, 1차 단열 배리어(7)와 연통되는 1차 밀봉된 공간(22)을 제공하고, 피복(19)은 상측 환형 플레이트(20)와 2차 밀봉 멤브레인(6) 사이에서 2차 밀봉 멤브레인(6)을 향해 테이퍼진 원뿔대 부분(43)을 구비하는 피복(19); 및
- 1차 단열 배리어(7)로부터 유체를 배출하도록 된 1차 배기 장치로서, 상측 환형 플레이트(20)에 밀봉 가능하게 연결된 파이프(27)를 포함하는 1차 배기 장치
를 포함한다.

Description

가스 돔 구조체를 포함하는 밀봉되고 단열된 탱크
본 발명은 극저온 유체와 같은 유체를 저장 및/또는 운송하기 위한 밀봉되고 단열된 탱크의 분야에 관한 것이다.
밀봉되고 단열된 탱크들은 특히 액화 천연 가스(LNG)를 저장하는 데에 이용되는데, 이것은 대기압 약 -162℃에서 저장된다.
특히 특허출원 WO 2015/155377과 같은 선행 기술은 가스 돔 구조체를 장비한 액화 천연 가스를 저장하기 위한 밀봉되고 단열된 탱크를 개시하고 있다. 이 밀봉되고 단열된 탱크는 두께 방향으로 연속적으로 지지 구조물에 대해 놓인 2차 단열 배리어, 2차 단열 배리어에 대해 놓인 2차 밀봉 멤브레인, 2차 밀봉 멤브레인에 대해 놓인 1차 단열 배리어, 및 탱크 내에 수용된 액화 가스와 접촉하도록 된 1차 밀봉 멤브레인을 구비한 벽체들을 포함한다.
가스 돔 구조체는 탱크의 내부 공간과 탱크 외부에 배치된 도시하지 않은 증기 수집기 사이의 증기 순환 채널을 형성하기 위한 증기 수집 파이프를 구비한다.
가스 돔 구조체는 또한 1차 단열 배리어 내에 존재하는 가스가 배출되는 것을 가능하게 하는 1차 배기 장치도 통합하고 있다. 이 목적을 위해, 1차 배기 장치는 탱크의 1차 단열 배리어와 연통되는 1차 밀봉된 공간으로 이어지는 파이프를 포함한다.
앞서 언급된 문헌에 개시된 바와 같은 가스 돔 구조체는 완전히 만족스럽지는 않다. 특히, 단열 배리어에 존재하는 유체의 배기 유동율은 2차 밀봉 멤브레인의 근처에서 가스 돔의 벌크에서의 증대를 손상시켜서만 만들어질 수 있는데, 이것은 몇몇 타입의 탱크들에서 2차 밀봉 멤브레인의 기계적인 성능에서의 손상으로 이어진다.
본 발명 배후의 한 아이디어는, 1차 단열 배리어에 존재하는 유체가 배출되는 것을 가능하게 하는 1차 배기 장치가 장비되고 1차 단열 배리어에 존재하는 유체의 상당한 양을 신속히 배출할 수 있는 가스 돔 구조체를 포함하는 밀봉되고 단열된 탱크를 제공하는 것이며, 이것을 가스 돔 구조체의 근처에서 탱크의 벽체의 기계적인 성능을 저하함이 없이 수행하는 것이다.
한 실시예에 따르면, 본 발명은, 액화 가스를 저장하도록 된 밀봉되고 단열된 탱크로서, 두께 방향으로, 지지 구조물에 대해 놓인 2차 단열 배리어, 2차 단열 배리어(5)에 대해 놓인 2차 밀봉 멤브레인, 2차 밀봉 멤브레인에 대해 놓인 1차 단열 배리어, 및 탱크에 수용된 액화 가스와 접촉하도록 된 1차 밀봉 멤브레인을 연속적으로 구비한 상측 벽체를 포함하고, 상기 탱크는 가스 돔 구조체를 더 포함하되 상기 가스 돔 구조체는:
- 탱크 내의 액화 가스의 증발에 의해 만들어진 증기들을 추출하도록 된 증기 수집 파이프로서, 상기 증기 수집 파이프는 지지 구조물에 제공된 개구를 통과하여 지나가고, 탱크의 상측 벽체를 통과하여 지나가며, 증기 수집 파이프는 1차 밀봉 멤브레인에 밀봉 가능하게 연결된 둘레 벽체를 포함하는 증기 수집 파이프;
- 증기 수집 파이프 주변에 배치된 피복으로서, 상기 피복은 2차 밀봉 멤브레인에 밀봉 가능하게 연결된 하측 단부를 포함하고, 상기 피복은 피복과 증기 수집 파이프 사이에서 횡단방향으로 연장되는 상측 환형 플레이트에 의해 증기 수집 파이프에 밀봉 가능하게 연결되어서 피복과 증기 수집 파이프 사이에 1차 밀봉된 공간을 제공하며, 상기 1차 밀봉된 공간은 1차 단열 배리어와 연통되고, 피복은 상측 환형 플레이트와 2차 밀봉 멤브레인 사이에서 피복의 외경이 상측 환형 플레이트와 2차 밀봉 멤브레인 사이에서 2차 밀봉 멤브레인)을 향해 테이퍼지도록 배치된 형상을 가지는 피복; 및
- 1차 단열 배리어로부터 유체를 배출하도록 된1차 배기 장치로서, 1차 배기 장치는 상측 환형 플레이트에 밀봉 가능하게 연결되고 1차 밀봉된 공간을 통해 1차 단열 배리어와 연통되는 파이프를 포함하는 1차 배기 장치
를 포함하는 밀봉되고 단열된 탱크를 제공한다.
따라서 피복의 특정한 형태 덕분으로, 상측 환형 플레이트에 밀봉 가능하게 연결된 1차 배기 장치의 파이프의 단면과, 2차 밀봉 멤브레인 근처에서 피복의 벌크가 서로 관계없어진다. 따라서, 1차 배기 장치의 파이프의 단면이 충분한 배출 유동율을 획득하기 위해 최적화될 수 있는데, 단면의 이 최적화가 2차 밀봉 멤브레인 근처에서 피복의 단면에서의 증가로 이어지지 않으며, 그 결과 2차 밀봉 멤브레인의 기계적인 특성을 손상시키지 않는다.
실시예들에 따르면, 유체를 저장하기 위한 이런 밀봉되고 단열된 탱크는 다음의 특징들 중 하나 또는 그 이상을 포함한다.
한 실시예에 따르면, 피복은, 피복의 외경이 상측 환형 플레이트(20)와 2차 밀봉 멤브레인 사이에서 2차 밀봉 멤브레인을 향해 테이퍼지도록 배치된 형상을 가진다.
한 실시예에 따르면, 피복은 상측 환형 플레이트 근처에서 가스 돔 구조체의 길이방향에 수직한 평면을 따라, 2차 밀봉 멤브레인으로의 그 밀봉된 연결부의 근처에서 피복의 내측 단면보다 큰 내측 단면을 가지고 있다.
한 실시예에 따르면, 피복은 상측 환형 플레이트와 2차 밀봉 멤브레인 사이에서 2차 밀봉 멤브레인을 향해 테이퍼진 원뿔대 부분을 구비한다.
한 실시예에 따르면, 1차 밀봉된 공간은 증기 수집 파이프와 2차 밀봉 멤브레인 사이에 제공된 통로를 통해 및/또는 2차 밀봉 멤브레인을 통해 단열 배리어와 연통된다.
한 실시예에 따르면, 가스 돔 구조체는 피복과 증기 수집 파이프 사이에 제공된 1차 밀봉된 공간에 배치된 단열 라이닝을 포함하고, 단열 라이닝에 제공된 통로가 파이프를 1차 단열 배리어로 연결한다.
한 실시예에 따르면, 2차 밀봉 멤브레인은 증기 수집 파이프가 통과하여 지나가는 개구를 구비하고, 상기 개구는 증기 수집 파이프의 둘레 벽체보다 큰 직경을 가져서 증기 수집 파이프의 둘레 벽체와 2차 밀봉 멤브레인 사이에서 1차 밀봉된 공간과 1차 단열 배리어를 연결하는 환형 통로를 제공한다.
한 실시예에 따르면, 피복은 하측 환형 플레이트에 용접된 하측 단부를 구비하고, 상기 하측 환형 플레이트는 2차 밀봉 멤브레인에 용접되며, 증기 수집 파이프가 통과하여 지나가고 증기 수집 파이프의 둘레 벽체보다 큰 직경을 가져서 1차 밀봉된 공간과 1차 단열 배리어를 연결하는 개구를 구비한다.
한 실시예에 따르면, 통로는, 1차 배기 장치의 파이프로부터 환형 통로를 향해 상기 통로가 증기 수집 파이프를 향해 수렴하도록 단열 라이닝에 제공된다. 이것은 용접 도구들의 통과를 허용하기 위해 1차 배기 장치의 파이프가 증기 수집 파이프로부터 충분히 멀리 배치되는 것을 가능하게 한다.
한 실시예에 따르면, 통로는, 그 단면의 모든 점에서 1차 배기 장치의 파이프의 단면과 같거나 그보다 크게 유지되도록 단열 라이닝 내에 제공된다.
한 실시예에 따르면, 통로는 단열 라이닝 안으로 절단되고 서로 연통된 실린더형 캐비티들의 연속에 의해 형성된다.
한 실시예에 따르면, 상측 환형 플레이느는 지지 구조물의 위에 위치된다.
한 실시예에 따르면, 1차 배기 장치의 파이프는 상측 환형 플레이트에 제공된 개구의 둘레에 용접된다.
한 실시예에 따르면, 1차 배기 장치의 파이프는 1차 단열 배리어의 압력이 문턱 압력보다 더 클 때 개방될 수 있는 밸브에 연결된다.
한 실시예에 따르면, 2차 밀봉 멤브레인은 서로 밀봉 가능하게 용접되고 각각 적어도 2개의 직교하는 주름들을 포함하는 복수의 주름진 금속 시트들을 포함한다. 앞서 언급된 가스 돔 구조체는, 2차 밀봉 멤브레인의 근처에서 가스 돔 구조체의 크기를 제한하는 것에 의해 가스 돔 구조체에 의해 중단된 주름들의 수가 제한될 수 있으므로, 2차 밀봉 멤브레인이 주름진 멤브레인일 때 특히 유리한데, 이것은 가스 돔 구조체의 통로 근처에서 2차 밀봉 멤브레인의 탄성에서의 손실이 제한되도록 해준다. 이것은 주름들의 작업 과정에서 균질성이 유지되는 것을 가능하게 하며, 특히 피복과 2차 밀봉 멤브레인 사이의 밀봉된 연결부에서 제약 사항들이 제한되는 것을 가능하게 한다.
한 실시예에 따르면, 가스 돔 구조체는 가스 돔 구조체의 중앙 축에서 교차하는 2차 밀봉 멤브레인의 서로 직교하는 2개의 중앙 주름들의 2개의 가이드 라인들을 구비한 중앙 축을 구비한다.
한 실시예에 따르면, 2개의 중앙 주름들 각각은 2개의 인접한 주름들 사이에 배치되고, 2개의 중앙 주름들 각각의 2개의 인접한 주름들은 주변영역을 형성하되, 그 안에서 피복이 2차 밀봉 멤브레인에 밀봉 가능하게 연결된다.
한 실시예에 따르면, 가스 돔 구조체는, 증기 수집 파이프와 피복 둘레에 배치되고 지지 구조물에 밀봉 가능하게 용접된 외측 샤프트를 포함한다.
한 실시예에 따르면, 환형 통로가 지지 구조물과 피복 사이에 제공되어서, 2차 밀봉 배리어에 존재하는 유체가 외측 샤프트와 증기 수집 파이프 사이에 제공된 2차 밀봉된 공간을 향해 순환하는 것을 가능하게 한다.
이런 탱크는 예컨대 LNG를 저장하기 위한 육상 저장 설비의 일부를 형성할 수 있거나, 부유식, 연안, 또는 원양 구조물, 특히 무엇보다도 LNG 수송 선박, 부유식 저장 및 재가스와 유닛(FSRU), 연안 부유식 제조 및 저장 유닛(FPSO)에 설치될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 선박은 이중 선체 및 이중 선체에 배치된 앞서 언급된 탱크를 포함하고, 이중 선체는 탱크의 지지 구조물을 형성하는 내측 선체를 포함한다.
한 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 그런 선박을 적재 또는 하역하기 위한 방법도 제공하는데, 여기서 유체는 단열된 파이프라인들을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비로부터 선박의 탱크로, 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 이송된다.
한 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 유체를 위한 이송 시스템도 제공하는데, 상기 시스템은 앞서 언급된 선박, 선박의 선체에 설치된 탱크를 부유식 또는 육상 저장 설비로 연결하도록 배치된 단열된 파이프라인들, 및 단열된 파이프라인들을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비로부터 선박의 탱크로, 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 유체를 전달하기 위한 펌프를 포함한다.
첨부의 도면들을 참조로 비-한정적인 설명으로서만 제공되는 본 발명의 복수의 특정한 실시예들의 이어지는 설명을 통해 본 발명이 더 잘 이해될 것이며 그 추가적인 목적, 상세, 특징 및 장점들이 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 밀봉되고 단열된 탱크 및 가스 돔 구조체의 부분 단면도이다.
도 2는 도 1의 가스돔의 하측 부분의 상세도를 나타내는 단면도이다.
도 3은 가스 돔의 영에 있는 2차 밀봉 멤브레인을 나타내고 있다.
도 4는 LNG 수송 선박의 탱크 및 이 탱크를 적재/하역하기 위한 터미널의 개략 절개도이다.
도 1을 참조하면, 액화 천연 가스(LNG) 또는 액화 석유 가스(LPG)와 같은 액화 가스를 저장하기 위한 밀봉되고 단열된 탱크가 부분적으로 나타내어져 있다. 탱크의 내부 공간(2)과 탱크 바깥에 위치된 도시하지 않은 증기 수집기 사이의 증기 순환 채널을 형성하도록 된 가스 돔 구조체(1)가 탱크에 장비되어 있다.
탱크는 외측 선체(3)와 내측 선체(4)를 포함하는 선박의 이중 선체 내부에 배치되어 있다. 내측 선체(4)는 탱크의 지지 구조물을 형성한다. 탱크는 전반적으로 다면체 형상을 가진다.
탱크의 각 벽체는 멀티 레이어 구조를 가지는데, 이것은 탱크의 두께 방향으로 외부로부터 내부를 향해 내측 선체(4)에 대해 놓인 2차 단열 배리어(5), 2차 단열 배리어(5)에 고정된 2차 밀봉 멤브레인(6), 2차 밀봉 멤브레인(6)에 대해 놓인 1차 단열 배리어(7), 및 1차 단열 배리어(7)에 고정되고 탱크에 저장된 유체와 접촉하도록 된 1차 밀봉 멤브레인(8)을 포함한다.
2차 단열 배리어(5)는 도시하지 않은 레진 비드(resin bead)들 및/또는 내측 선체(4)에 용접된 도시하지 않은 스터드들에 의해 내측 선체(4)에 고정된 복수의 2차 단열 패널들을 포함한다. 한 실시예에 따르면, 각각의 2차 단열 패널은 예컨대 폴리우레탄 폼으로 만들어지고 예컨대 합판으로 만들어진 2개의 강성 외측 및 내측 플레이트들 사이에 샌드위치된 폴리머 폼 레이어를 구비한다. 각각의 외측 강성 플레이트에는 2차 밀봉 멤브레인(6)을 고정하기 위한 금속 플레이트들이 장비되어 있다.
2차 밀봉 멤브레인(6)은 복수의 주름진 금속 시트들을 포함한다. 주름진 금속 시트들은 2차 단열 배리어(5)에 대해 오프셋되어 배치되어 있어서, 상기 주름진 시트들 각각이 4개의 인접한 2차 단열 패널들 상에서 공동으로 연장된다. 2차 밀봉 멤브레인(6)의 주름진 금속 시트들은 함께 겹치기 용접(lap welding)되며, 2차 단열 배리어(5)의 금속 플레이트들 상의 그 에지들을 따라서도 용접된다. 한 실시예에 따르면, 2차 밀봉 멤브레인(5)의 주름들은 탱크의 외부를 향해, 즉 내측 선체(4)를 향해 돌출된다. 2차 밀봉 멤브레인의 주름들은 2차 단열 패널들의 내측 플레이트에 제공된 그루브들에 수용된다.
1차 단열 배리어(7)는 복수의 1차 단열 패널들을 포함한다. 1차 단열 패널들은 2차 단열 패널들로부터 2차 밀봉 멤브레인(6)을 관통하여 탱크의 내부를 향해 돌출된 스터드들 상에 고정되어 있다. 1차 단열 패널들은 그 2차 단열 패널들과 유사한 구조를 가지며, 예컨대 폴리 우레탄 폼으로 만들어지고 예컨대 합판으로 만들어진 2개의 강성 외측 및 내측 패널들 사이에 샌드위치된 폴리머 폼 레이어를 포함한다. 또한, 2차 단열 패널들의 각 외측 강성 플레이트에는 1차 밀봉 멤브레인(8)을 고정하기 위한 금속 플레이트들이 장비된다.
1차 밀봉 멤브레인(8)은 복수의 주름진 금속 시트들을 조립하는 것에 의해 얻어진다. 1차 밀봉 멤브레인(8)의 주름진 금속 시트들은 함께 겹치기 용접되며 또한 1차 단열 배리어(7)의 금속 플레이트들 상의 그들의 에지들을 따라서 용접되기도 한다. 1차 밀봉 멤브레인(8)의 주름들은 탱크의 내부를 향해 돌출된다.
일례로서, 이런 탱크는 가스 돔 구조체 내에서의 그 배치와 함께 출원 WO 2016/166481에 특정적으로 개시되어 있다.
가스 돔 구조체(1)는 실린더 형상의 외측 샤프트(9)를 포함하는데, 이것은 탱크의 상측 벽체에 수직하게 배향된 길이방향으로 연장된다. 외측 샤프트(9)는 칼라(collar)(41)에 용접되는데, 이것은 외측 샤프트(9)의 길이방향 축에 대해 바깥을 향해 반경방향으로 연장되며 외측 샤프트(9)를 외측 선체(3) 상에 고정하도록 외측 선체(3) 상에 용접된다.
또한, 외측 샤프트(9)의 하측 단부는, 내측 선체(4)에 제공된 원형 개구(11)의 둘레 상에서 내측 선체(4)에 밀봉 가능하게 용접된다.
외측 샤프트(9)의 상측 단부는 분리 가능한 커버(12)에 의해 밀봉 가능하게 폐쇄된다. 커버(12)는, 외측 샤프트(9)의 길이방향을 가로질러 연장되고 그 외부를 향해 반경방향으로 연장되는 환형 조립 클램프(13)에 고정된다. 커버(12)는 복수의 고정 구성품들에 의해 조립 클램프에 고정된다. 도시하지 않은 밀봉 캐스킷이 커버(12)와 조립 클램프(13) 사이에서 압축되고 따라서 외측 샤프트(9)의 외부와 내부 사이에 실(seal)을 제공한다.
커버(12)는, 증기를 탈기 마스트(degasification mast), 버너, 선박을 추진하기 위한 장치 및/또는 액화 장치를 향해 증기를 순환시킬 수 있는 도시하지 않은 증기 수집기에 연결되도록 된 중앙 오리피스(14)를 구비하는데, 이 액화 장치에서 증기상인 가스가 재액화되고 액상으로서 탱크로 재도입된다.
또한, 가스 돔 구조체(1)는 외측 샤프트(9) 내부에 고정된 증기 수집 파이프(15)를 포함한다. 증기 수집 파이프(15)는 외측 샤프트(9)와 동심이며 외측 선체(3)에 제공된 개구(10) 및 내측 선체(4)에 제공된 개구(11)를 연속적으로 통과하는 것에 의해 이중 선체를 통과하여 지나간다. 증기 수집 파이프(15)는 또한 탱크의 상측 벽체를 통과하여 지나간다. 증기 수집 파이프(15)는 1차 밀봉 멤브레인(8)에 밀봉 가능하게 용접된 실린더형 둘레 벽체를 포함하여서, 탱크의 내부 공간(2)에 관하여 1차 단열 배리어(7)를 밀봉한다. 증기 수집 파이프(15)는 탱크의 내부 공간(2)으로 이어지는 하측 단부를 구비한다. 증기 수집 파이프(15)는 따라서 탱크의 내부 공간(2)과 도시하지 않은 증기 수집기 사이에서 증기 순환 채널을 제공하는데, 증기 수집기는 탱크의 밖에 배치되고 커버(12)에 제공된 중앙 오리피스(14)에 연결된다.
도시된 실시예에서, 액상인 가스가 증기 수집 파이프에서 발생하는 것을 방지하기 위해, 증기 수집 파이프(15)의 하측 단부에는 디플렉터(deflector)(16)가 장비되는데, 이것은 증기 수집 파이프(15)의 길이방향에 수직하게 배치되며, 증기 수집 파이프(15)의 실린더형 둘레 벽체는 탱크의 내부 공간(2)에 존재하는 증기상이 증기 수집 파이프(15)에 접근하는 것을 가능하게 하는 개구들(17)을 포함한다.
또한, 증기 수집 파이프(15)에는, 이 예에서는 그 상측 단부에 배치되고 압력 강하를 만들어내며 따라서 액상인 가스가 증기 수집 파이프(15)를 통과해 증기 수집기로 지나가는 것이 방지되도록 하는 필터(17)도 장비된다.
가스 돔 구조체(1)는 환형 단열 레이어(18)를 더 포함하는데, 이것은 증기 수집 파이프(15)의 외측 범위에 걸쳐 균등하게 분포되어 있다.
또한, 가스 돔 구조체(1)는 도 2에 상세히 나타낸 피복(19)을 포함하는데, 이것은 증기 수집 파이프(15)와 동심이며, 증기 수집 파이프(15)와 외측 샤프트(9) 사이에서 반경방향으로 배치되어 있다.
피복(19)의 상측 단부는 상측 환형 플레이트(20)에 밀봉 가능하게 용접된다. 상측 환형 플레이트(20)는 증기 수집 파이프(15)를 둘러싸며 상기 증기 수집 파이프(15)에 밀봉 가능하게 용접된다. 상측 환형 플레이트(20)는 내측 선체(4) 위에 배치되며 따라서 이중 선체의 내측 선체(4)와 외측 선체(3) 사이의 공간으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 상측 환형 플레이트(20)는 환형 단열 레이어(18)를 지지하는데, 상기 환형 단열 레이어(18)는 옵션적으로 상측 환형 플레이트(20) 상에 부착되어 있다.
또한, 피복(19)은 2차 밀봉 멤브레인(6)에 밀봉 가능하게 연결된다. 따라서, 1차 밀봉된 공간(22)이 피복(19)과 증기 수집 파이프915) 사이에 제공된다. 이 목적을 위해, 가스 돔 구조체(1)의 길이방향에 수직한 평면 내에서 연장된 하측 환형 플레이트(21)가 2차 밀봉 멤브레인(6)에 밀봉 가능하게 용접된다. 또한, 하측 환형 플레이트(21)는 튜브형 부분(23)에 용접되는데, 이것은 탱크의 외부를 향해 돌출되고, 그 안에 피복(19)의 하측 단부가 끼워맞춰지며, 피복(19)의 하측 단부는 튜브형 부분(23)에 밀봉 가능하게 용접된다.
하측 환형 플레이트(21)는 증기 수집 파이프(15)보다 더 큰 직경을 가진 원형 개구(24)를 구비하는데, 이를 통과해 증기 수집 파이프(15)가 지나간다. 또한, 2차 밀봉 멤브레인(6)은 증기 수집 파이프(15)의 둘레 벽체에 용접되지 않으며, 그 직경이 증기 수집 파이프(15)보다 더 큰 원형 개구(35)을 구비하기도 한다. 따라서, 원형 통로(25)가 증기 수집 파이프(15) 주변에 제공되며, 1차 단열 배리어(78)에 존재하는 유체가 피복(19)과 증기 수집 파이프(15) 사이에 제공된 1차 밀봉된 공간(22)을 향해 순환하는 것을 가능하게 한다.
피복(19)은 하측 환형 플레이트(21)와 상측 환형 플레이트(22) 사이에서 그 직경이 탱크의 외부로부터 내부를 향해 감소하는 원뿔대 부분(43)을 포함한다. 바꾸어 말해, 피복(19)은 상측 환형 플레이트(22)에서 그 내경이 하측 환형 플레이트(21)에서 그 내경보다 더 큰 내경을 가진다.
예컨대 폴리 우레탄 폼과 같은 폴리머 폼으로 만들어진 단열 라이닝(26)이 1차 밀봉된 공간(22), 즉 피복(19)과 증기 수집 파이프(15) 사이에 배치된다.
또한, 가스 돔 구조체(1)는 1차 단열 배리어(7)에서 생기기 쉬운 과압에 대해 1차 밀봉 멤브레인(8)을 보호하도록 된 1차 배기 장치를 포함한다. 이런 1차 배기 장치는 특히 1차 밀봉 멤브레인(8)을 통한 액화 가스 누설의 경우에 1차 단열 배리어(7) 내부에서 생기기 쉬운 증기를 배출하는 데에 유용하다.
1차 배기 장치는 외측 샤프트(9)을 통과하여 지나가며 환형 단열 레이어(18) 내부에서 증기 수집 파이프(9)를 따라 상측 환형 플레이트(20)에 도달할 때까지 이어지는 파이프(27)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 이 파이프(27)는 상기 파이프(27)의 열팽창 및 수축을 허용하는 코일형 영역을 포함한다.
파이프(27)의 직경은 5cm보다 크며, 충분한 배출 유동율을 가능하게 하기 위해 바람직하게는 7.5cm와 같거나 그보다 크다.
파이프(27)는 예컨대 용접에 의해 상측 환형 플레이트(20)에 밀봉 가능하게 연결된다. 이 목적을 위해, 도시된 실시예에서, 상측 환형 플레이트(20)는 파이프(27)의 단부가 삽입되는 개구를 구비하며, 파이프(27)와 이 개구의 둘레 사이에 용접부가 만들어진다. 피복(19)의 나팔 형상 덕분으로, 상측 환형 플레이트(20)는 가스 돔 구조체(1)의 길이방향을 가로지르는 방향으로 더 큰데, 이것은 파이프(27)의 단면이 증대되는 것을 가능하게 하는 한편, 용접 도구들의 통과를 가능하게 하도록 증기 수집 파이프(15)와 파이프(27) 사이에 충분한 간격을 제공한다.
파이프(27)는 도시하지 않은 밸브에 연결되는데, 이것은 기본 상태에서 폐쇄되어 있으며 1차 단열 배리어(7) 내의 압력이 미리 정해진 문턱 압력을 초과할 때 개방된다.
또한, 한 실시예에 따르면, 이 장치는 질소와 같은 불활성 가스가 1차 단열 배리어(7) 내에서 순환되는 것을 허용하는 1차 불활성 장치를 또한 포함한다. 이 목적을 위해, 가스 돔 구조체(1)에는 파이프(30)가 장비되는데, 이것은 외측 샤프트(9)를 관통하여 지나가며, 상측 환형 플레이트(20)에 도달할 때까지 환형 단열 레이어(18)내에서 증기 수집 파이프(15)와 나란히 이어진다. 도시된 실시예에서, 파이프(30)는 또한 상기 파이프(30)의 열 팽창 및 수축을 허용하는 코일형 영역을 포함한다.
파이프(30)는 예컨대 용접에 의해 상측 환형 플레이트(20)에 밀봉 가능하게 연결된다. 파이프(30)의 단부는 상측 환형 플레이트(20)에 제공된 개구를 통과해 지나가며, 상기 개구의 둘레에 용접된다. 또한, 단열 라이닝(26)에는 파이프(30)를 바라보고 제공된 통로(31)와, 증기 수집 파이프(15) 둘레에 제공된 환형 통로(25)가 제공된다. 파이프(30)는 도시하지 않은 불활성 가스 저장소에 연결되고, 본 장치는 도시하지 않은 다른 파이프를 포함하는데, 이것은 예컨대 액체 돔 구조체의 근처에서 상기 불활성 가스 저장소에 연결되고 1차 단열 배리어(7)의 내부로 이어져서, 1차 단열 배리어(7) 내부에서 불활성 가스를 순환시킬 수 있는 불활성 가스 순환 회로를 만든다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 피복(19)은 이중 선체의 내측 선체에 용접되지 않아서(4), 상기 피복(19)과 내측 선체(4) 사이에서 2차 단열 배리어(5) 내에 존재하는 유체가 도 1에 나타낸 2차 밀봉된 공간(33)을 향해 순환하도록 하는 환형 통로(32)를 제공한다. 2차 밀봉된 공간(33)은 환형 단열 레이어(18)와 외측 샤프트(9) 사이에 반경방향으로 제공되고, 가스 돔 구조체(1)의 상측 부분에서 환형 링(42)에 의해 한정되는데, 이 환형 링은 외측 샤프트(9)를 증기 수집 파이프(15)로 밀봉 가능하게 연결한다.
한 실시예에 따르면, 도시하지 않은 2개의 다른 파이프들이, 2차 밀봉된 공간(33)으로 이어지기 위해 외측 샤프트(9)를 밀봉 가능하게 통과하여 지나간다. 이 파이프들 중 하나는 2차 밀봉 멤브레인(6)을 2차 단열 배리어(5) 내에서 일어나기 쉬운 과압으로부터 보호하기 위한 2차 배기 장치의 일부를 형성한다. 이 목적을 위해, 상기 파이프는, 기본 상태에서 폐쇄되어 있고 2차 단열 배리어(5) 내부의 압력이 미리 정해진 문턱값을 초과할 때 개방되는 밸브에 연결된다. 다른 파이프는 불활성 가스가 2차 단열 배리어(5) 안에서 순환하도록 해주는 2차 불활성 장치의 일부를 형성한다.
도 4는 가스 돔 구조체(1)의 영역에서 2차 밀봉 멤브레인(6)의 구조를 나타내고 있다. 2차 밀봉 멤브레인(6)은 2차 정사각 형상 금속 폐쇄 플레이트(34)를 포함한다. 도 4에서는 나타내지 않은 증기 수집 파이프(15)가 통과하여 지나가는 원형 개구(35)가 2차 폐쇄 플레이트(34)에 제공된다. 2차 폐쇄 플레이트(34)의 양측에 배치된 2개의 주름진 금속 시트들(36, 37)이 2차 폐쇄 플레이트(34)보다 약간 작은 개구를 형성하기 위해 절단된다. 2개의 주름진 금속 시트들(36, 37)은 2차 폐쇄 플레이트(34) 상에 밀봉 가능하게 겹치기 용접된다.
가스 돔 구조체(1)의 중앙 축은 2개의 직교하는 주름들(38, 39)의 가이드 라인들 사이의 교차점에 대응하는 위치에 중심 맞춰진다. 이 2개의 주름들(38, 39)은 따라서 2차 폐쇄 플레이트(34)에서 중단된다. 이 목적을 위해, 주름들(38, 39)은 단부 조각들(40)로 밀봉 가능하게 폐쇄된다. 다른 인접한 주름들은 중단되지 않으며 가스 돔 구조체의 양측을 지나간다.
하측 환형 플레이트(21)는 주름들에 의해 한정되는 그 중앙 영역에서 폐쇄 플레이트(34)에 용접된다. 피복(19)의 하측 부분의 직경, 따라서 하측 환형 플레이트(21)의 직경을 한정하는 것에 의해, 2차 밀봉 멤브레인(6)의 2개의 주름들(38, 39)만을 중단시키는 것이 가능하다는 것이 이해되는데, 이것은 가스 돔 구조체(1)의 통로의 근처에서 2차 밀봉 멤브레인(4)의 탄성의 손실이 제한되는 것을 가능하게 한다.
위에서 설명된 밀봉되고 단열된 탱크를 위한 기술은 다양한 타입의 저장소, 예컨대 육상 설비 또는 LNG 수송 선박 등과 같은 부유식 구조물에서 LNG 저장소에서 이용될 수 있다.
도 4를 참조하면, LNG 수송 선박(70)의 절개도가 선박의 이중 선체(72)에 장착된 전반적으로 각기둥 형상을 가진 밀봉되고 단열된 탱크(71)를 보여주고 있다. 탱크(71)의 벽체는 탱크에 수용된 LNG와 접촉하도록 된 1차 밀봉 배리어, 1차 밀봉 배리어와 선박의 이중 선체(72) 사이에 배치된 2차 밀봉 배리어, 및 1차 밀봉 배리어와 2차 밀봉 배리어 사이 및 2차 밀봉 배리어와 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 2개의 단열 배리어들을 포함한다.
그 자체로 알려져 있는 방식으로, 선박의 상측 데크 상에 배치된 적재/하역 파이프라인들(73)이 LNG 화물을 탱크(71)로부터 또는 탱크(71)로 전달하기 위해 적절한 커넥터에 의해 해안 또는 항만 터미널로 연결될 수 있다.
도 4는 적재 및 하역 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 육상 설비(77)를 포함하는 해안 터미널의 일례를 나타내고 있다. 적재 및 하역 스테이션(75)은 가동 암(74) 및 가동 암(74)을 지지하는 터릿(78)을 포함하는 고정된 연안 설비이다. 가동 암(74)은 적재/하역 파이프라인들(73)로 연결될 수 있는 한 다발의 단열된 유연성 호스들(79)을 지지한다. 지향 가능한 가동 암(74)은 모든 형태의 LNG 수송선들에 적합하다. 도시하지 않은 연결 파이프가 터릿(78) 내부로 연장된다. 적재 및 하역 스테이션(75)은 LNG 수송선(70)이 육상 설비(77)로부터 적재되고 육상 설비(77)로 하역되는 것을 가능하게 하는데, 이 육상 설비는 액화 가스 저장 탱크들(80) 및 수중 파이프(76)에 의해 적재 또는 하역 스테이션(75)으로 연결된 연결 파이프들(81)을 포함한다. 수중 파이프(76)는 액화 가스가 적재 또는 하역 스테이션(75)과 육상 설비(77) 사이에서 상당한 거리, 예컨대 5km에 걸쳐 이송되는 것을 가능하게 하는데, 이것은 LNG 수송 선박(70)이 적재 및 하역 작업 과정에서 해안으로부터 상당한 거리에 머무를 수 있게 한다.
액화 가스를 이송하는 데에 필요한 압력을 생성하기 위해, 선박(70)에 탑재된 펌프들 및/또는 육상 설비(77)에 장비된 펌프들 및/또는 적재 및 하역 스테이션(75)에 장비된 펌프들이 이용된다.
본 발명이 복수의 특정한 실시예들을 참조로 설명되었으나, 본 발명은 어떤 의미에서도 거기에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위에 속한다면 설명된 수단의 모든 기술적인 동등물은 물론 그 조합들까지 포함한다는 것이 명백하다.
동사 '포함하다' 또는 '이루다' 및 그 활용형들은 청구범위에 언급된 것들 이외의 다른 구성요소나 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
청구범위에서, 괄호 안의 참조 번호는 그 청구범위의 한정으로서 해석될 수 없다.

Claims (16)

  1. 액화 가스를 저장하도록 된 밀봉되고 단열된 탱크로서, 두께 방향으로, 지지 구조물(4)에 대해 놓인 2차 단열 배리어(5), 2차 단열 배리어(5)에 대해 놓인 2차 밀봉 멤브레인(6), 2차 밀봉 멤브레인(6)에 대해 놓인 1차 단열 배리어(7), 및 탱크에 수용된 액화 가스와 접촉하도록 된 1차 밀봉 멤브레인(8)을 연속적으로 구비한 상측 벽체를 포함하고, 상기 탱크는 가스 돔 구조체(1)를 더 포함하되 상기 가스 돔 구조체(1)는:
    - 탱크 내의 액화 가스의 증발에 의해 만들어진 증기들을 추출하도록 된 증기 수집 파이프(15)로서, 상기 증기 수집 파이프(15)는 지지 구조물(4)에 제공된 개구(11)를 통과하여 지나가고, 탱크의 상측 벽체를 통과하여 지나가며, 증기 수집 파이프(15)는 1차 밀봉 멤브레인(8)에 밀봉 가능하게 연결된 둘레 벽체를 포함하는 증기 수집 파이프(15);
    - 증기 수집 파이프(15) 주변에 배치된 피복(19)으로서, 상기 피복(19)은 2차 밀봉 멤브레인(6)에 밀봉 가능하게 연결된 하측 단부를 포함하고, 상기 피복(19)은 피복(19)과 증기 수집 파이프(15) 사이에서 횡단방향으로 연장되는 상측 환형 플레이트(20)에 의해 증기 수집 파이프에 밀봉 가능하게 연결되어서 피복(19)과 증기 수집 파이프(15) 사이에 1차 밀봉된 공간(22)을 제공하며, 상기 1차 밀봉된 공간(22)은 1차 단열 배리어(7)와 연통되고, 피복(19)은 상측 환형 플레이트(20)와 2차 밀봉 멤브레인(6) 사이에서 피복(19)의 외경이 상측 환형 플레이트(20)와 2차 밀봉 멤브레인(6) 사이에서 2차 밀봉 멤브레인(6)을 향해 테이퍼지도록 배치된 형상을 가지는 피복(19); 및
    - 1차 단열 배리어(7)로부터 유체를 배출하도록 된1차 배기 장치로서, 1차 배기 장치는 상측 환형 플레이트(20)에 밀봉 가능하게 연결되고 1차 밀봉된 공간(22)을 통해 1차 단열 배리어(7)와 연통되는 파이프(27)를 포함하는 1차 배기 장치
    를 포함하는 밀봉되고 단열된 탱크.
  2. 제1항에 있어서, 피복(19)은 상측 환형 플레이트(20)와 2차 밀봉 멤브레인(6) 사이에서, 2차 밀봉 멤브레인(6)을 향해 테이퍼진 제1 원뿔대 부분(43)을 구비하는 밀봉되고 단열된 탱크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가스 돔 구조체(1)는 피복(19)과 증기 수집 파이프(15) 사이에 제공된 1차 밀봉된 공간에 배치된 단열 라이닝(26)을 포함하고, 단열 라이닝(26)에 제공된 통로(29)가 파이프(27)를 1차 단열 배리어(7)로 연결하는 밀봉되고 단열된 탱크.
  4. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 2차 밀봉 멤브레인(6)은 증기 수집 파이프(15)가 통과하여 지나가는 개구(24)를 구비하고, 상기 개구(24)는 증기 수집 파이프(15)의 둘레 벽체보다 큰 직경을 가져서 증기 수집 파이프(15)의 둘레 벽체와 2차 밀봉 멤브레인(6) 사이에서 1차 밀봉된 공간(22)과 1차 단열 배리어(7)를 연결하는 환형 통로(25)를 제공하는 밀봉되고 단열된 탱크.
  5. 제4항에 있어서, 피복(19)은 하측 환형 플레이트(21)에 용접된 하측 단부를 구비하고, 상기 하측 환형 플레이트(21)는 2차 밀봉 멤브레인(6)에 용접되며, 증기 수집 파이프(15)가 통과하여 지나가고 증기 수집 파이프(15)의 둘레 벽체보다 큰 직경을 가져서 1차 밀봉된 공간(22)과 1차 단열 배리어(7)를 연결하는 개구(24)를 구비한 밀봉되고 단열된 탱크.
  6. 제4항 또는 제3항과 조합된 제5항에 있어서, 통로(29)는, 1차 배기 장치의 파이프(27)로부터 환형 통로(25)를 향해 상기 통로(29)가 증기 수집 파이프(15)를 향해 수렴하도록 단열 라이닝(26)에 제공되는 밀봉되고 단열된 탱크.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상측 환형 플레이트(20)는 지지 구조물(4) 위에 위치되는 밀봉되고 단열된 탱크.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 1차 배기 장치의 파이프(27)는 상측 환형 플레이트(20)에 제공된 개구의 둘레에 용접되는 밀봉되고 단열된 탱크.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 1차 배기 장치의 파이프(27)는 1차 단열 배리어(7)의 압력이 문턱 압력보다 더 클 때 열릴 수 있는 밸브에 연결되는 밀봉되고 단열된 탱크.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 2차 밀봉 멤브레인(6)은 서로 밀봉 가능하게 용접되고 각각 적어도 2개의 직교하는 주름들을 포함하는 복수의 주름진 금속 시트들(34, 36, 37)을 포함하는 밀봉되고 단열된 탱크.
  11. 제10항에 있어서, 가스 돔 구조체(1)는 가스 돔 구조체(1)의 중앙 축에서 교차하는 2차 밀봉 멤브레인(6)의 서로 직교하는 2개의 중앙 주름들(38, 39)의 2개의 가이드 라인들을 구비한 중앙 축을 구비하는 밀봉되고 단열된 탱크.
  12. 제11항에 있어서, 2개의 중앙 주름들(38, 39) 각각은 2개의 인접한 주름들 사이에 배치되고, 2개의 중앙 주름들(38, 39) 각각의 2개의 인접한 주름들은 주변영역을 형성하되, 그 안에서 피복(19)이 2차 밀봉 멤브레인(6)에 밀봉 가능하게 연결되는 밀봉되고 단열된 탱크.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 가스 돔 구조체(1)는, 증기 수집 파이프(15)와 피복(19) 둘레에 배치되고 지지 구조물(4)에 밀봉 가능하게 용접된 외측 샤프트(9)를 포함하는 밀봉되고 단열된 탱크.
  14. 유체를 운송하기 위한 선박(70)으로서, 상기 선박은 이중 선체(72) 및 이중 선체에 배치된 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 탱크(71)를 포함하고, 이중 선체는 탱크의 지지 구조물을 형성하는 내측 선체를 포함하는 선박.
  15. 제14항의 선박(70)을 적재 또는 하역하기 위한 방법으로서, 유체는 단열된 파이프라인들(73, 79, 76, 81)을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비(77)로부터 선박의 탱크(71)로, 또는 선박의 탱크(71)로부터 부유식 또는 육상 저장 설비(77)로 이송되는 방법.
  16. 유체를 위한 이송 시스템으로서, 상기 시스템은 제14항의 선박(70), 선박의 선체에 설치된 탱크(71)를 부유식 또는 육상 저장 설비(77)로 연결하도록 배치된 단열된 파이프라인들(73, 79, 76, 81), 및 단열된 파이프라인들을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비로부터 선박의 탱크로, 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 유체를 전달하기 위한 펌프를 포함하는 시스템.
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