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KR-20260061229-A - VESSEL WALL COMPRISING IMPROVED INSULATION AROUND A BUSHING

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Abstract

본 발명은 일차 평면(P1)에서 주로 연장되는 일차 단열 층(224) 및 이차 평면(P2)에서 주로 연장되는 이차 단열 층(226)을 포함하는 용기 벽에 관한 것이다. 용기 벽(22)은 용기(22b)의 상부 벽에 제공된 부싱(3)을 포함하고, 부싱(3) 주위에서 주변 구역(229)이 이차 단열 층(226)의 이차 평면(P2)에서 연장된다.

Inventors

  • 몽제 아모리
  • 드누아 로맹

Assignees

  • 가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20200312
Priority Date
20190315

Claims (12)

  1. 액체 화물을 수용할 수 있고 수송선(1)에 설치되도록 구성된 탱크(2)의 벽(22)으로서, 상기 벽(22)은, 상기 탱크(2)의 내부 공동(20)으로부터 상기 탱크(2)의 외부 환경까지 각각, 일차 평면(P1)에서 연장되는 일차 단열 층(224)과, 이차 평면(P2)에서 연장되는 이차 단열 층(226)을 포함하며, 상기 일차 단열 층(224) 및 상기 이차 단열 층(226)은 상기 단열 층들(224, 226)의 평면(P1, P2)에 횡방향인 방향으로 중첩되고, 상기 탱크의 벽(22)은 상기 단열 층들(224, 226)을 통과하는 중공 원통체 형태의 적어도 하나의 부싱(3)과, 상기 부싱(3) 내에서 연장되는 파이프(31)와, 적어도 하나의 데크(228)와, 상기 데크(228)의 외부면(2281)에 의해 지지되고 상기 부싱(3) 주위에 위치된 원통체(233)를 포함하는, 상기 탱크(2)의 벽(22)에 있어서, 상기 일차 단열 층(224)은 상기 부싱(3) 주위에서, 그리고 상기 이차 단열 층(226)의 이차 평면(P2)에서 연장되는 주변 구역(229)을 포함하며, 상기 데크(228)의 하나의 에지(2280)는 상기 부싱(3)으로부터의 비제로 거리에 있으며, 상기 원통체(233)는 상기 부싱(3)과 함께, 단열 재료를 수용하는 공간(2331)을 획정하며, 상기 공간(2331)은 상부(234)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 탱크의 벽.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 주변 구역(229)은 상기 이차 단열 층(226)의 이차 평면(P2)에서 상기 부싱(3)의 부싱 축(R)을 중심으로 400㎜ 내지 1000㎜의 반경에 걸쳐 연장되는 적어도 하나의 주변 피스(240)를 수용하는 탱크의 벽.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 주변 구역(229)의 두께(T3)는 상기 이차 단열 층(226)의 두께(T2)와 동일한 탱크의 벽.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 격벽(232)이 상기 이차 단열 층(226)과 상기 주변 구역(229) 사이에서 적어도 상기 부싱(3) 주위로 연장되는 탱크의 벽.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 격벽(232)은 상기 일차 단열 층(224)과 상기 이차 단열 층(226) 사이의 기밀성을 보장하는 탱크의 벽.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 기체 배출 튜브(32)가 상기 부싱(3) 내에서 연장되고, 상기 적어도 하나의 기체 배출 튜브(32)는 상기 탱크(2)의 외부로 나오는 외부 단부(322)와, 상기 탱크(2)의 증기 공간(21)으로 나오는 내부 단부(321)를 갖는 탱크의 벽.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파이프(31)는 액체 화물 오프로딩 파이프인 탱크의 벽.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 데크(228)의 에지(2280)는 부싱 축(R)에 평행한 직선 상에서 상기 주변 구역(229)과 일렬로 축방향으로 적어도 부분적으로 연장되는 탱크의 벽.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 데크(228)의 에지(2280)는 상기 부싱(3)과 상기 원통체(233)의 내부면(2334) 사이에 반경방향으로 위치되는 탱크의 벽.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 덕트(235)가 상기 원통체(233) 및 상기 주변 구역(229)을 통과하고 상기 일차 단열 층(224)으로 나오며, 상기 덕트(235)는 불활성 기체 공급 장치에 링크 연결되도록 구성되는 탱크의 벽.
  11. 수송선(1)에 있어서, 제 1 항에 기재된 탱크(2)의 벽(22)을 적어도 하나 포함하는 수송선.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 벽(22)을 포함하는 탱크(2), 또는 제 11 항에 기재된 액체 천연 가스 수송선(1) 내로 액체 천연 가스를 로딩하거나 그로부터 액체 천연 가스를 오프로딩하는 방법.

Description

부싱 주위의 개선된 단열을 포함하는 용기 벽{VESSEL WALL COMPRISING IMPROVED INSULATION AROUND A BUSHING} 본 발명의 분야는 액체의 저장 및/또는 수송을 위한, 주름형 밀봉 멤브레인(corrugated sealed membrane)을 갖는 수송 탱크, 특히 액체 상태의 가스를 수송하기 위한 밀봉 및 단열 탱크의 분야이다. 본 발명은, 예를 들어 -50℃ 내지 0℃의 온도를 갖는 액화 석유 가스(LPG)를 수송하거나, 대기압에서 약 -162℃의 액화 천연 가스(LNG)를 수송하기 위한 탱크와 같은, 저온에서 액체를 저장 및/또는 수송하기 위한 밀봉 및 단열 탱크 분야에 관한 것이다. 이러한 탱크는 육상에 또는 부유 구조물(floating structure) 상에 설치될 수 있다. 부유 구조물의 경우, 탱크는 액화 가스를 수송하거나, 부유 구조물을 추진하기 위한 연료로서의 역할을 하는 액화 가스를 수용하도록 의도될 수 있다. 통상적으로, 저온으로 액체를 저장하는 데 사용되는 탱크는, 예를 들어 액체를 로딩(loading) 또는 오프로딩(offloading)하거나, 증기 공간에서 기체를 포획하도록 의도될 수 있는 파이프의 통과를 위한 다수의 부싱(bushing)을 포함한다. 이러한 모든 파이프는 코밍(coaming), 즉 파이프를 브래킷 고정하는 수직 구조 요소에 의해 둘러싸여 있다. 파이프의 개수 또는 치수가 제한되는 일부 상황에서, 코밍의 사용은 회피될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 파이프가 탱크의 벽을 통과할 수 있게 하는 개구를 제공할 필요가 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 개구는 탱크에 존재하는 화물(cargo)을 오프로딩하기 위한 파이프의 통과에 적합하지 않으며, 화물은 상당한 크기를 갖는 개구를 탱크의 벽에 생성하는 것을 필요로 한다. 따라서, 이러한 개구의 크기는 탱크의 이차 단열 층에 어려움을 발생시키며, 이는 개구에 위치되고 벽을 통과하는 요소와 이차 단열 층 사이에 상당한 온도차가 있기 때문이다. 본 발명의 다른 특징, 세부사항 및 이점은 도면과 관련하여 적시로서 하기에 주어진 설명을 읽으면 보다 명확하게 드러날 것이다: 도 1은 액체 화물을 수송하기 위한 적어도 하나의 탱크와, 탱크를 관통하는 부싱을 도시하는 수송선의 측면도이고; 도 2는 부싱이 형성된 탱크 상부 벽의, 탱크의 수직선에 대한 단면도이고; 도 3은 도 2의 탱크의 상부 벽에 있어서의 부싱 관통부의 주변 구역의, 탱크의 수직선에 대한 확대 단면도이다. 우선, 도면은 본 발명의 구현을 위해 본 발명을 상세하게 나타내고, 상기 도면은 분명하게는 필요에 따라 본 발명을 규정하는 데 보다 잘 사용될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 도 1은 액화 천연 가스를 수송하거나 저장하기 위한 4개의 탱크(2)를 포함하는 수송선(1), 예를 들어 메탄 탱커(methane tanker)를 나타낸다. 탱크(2) 중 적어도 하나는 액화 가스가 저장되는 내부 공동(20)을 획정하는 탱크 벽(22)을 포함한다. 탱크 벽(22)은 탱크 하부 벽(22a)과, 탱크(2)의 수직선(V)에서 탱크 하부 벽(22a)과 반대측에 있는 탱크 상부 벽(22b)과, 탱크 하부 벽(22a)과 탱크 상부 벽(22b) 사이에서 연장되는 측벽(22c)을 포함한다. 도 2는 도 1에 도시된 탱크의 수직선(V)에 대한, 탱크(2), 및 탱크 상부 벽(22b)에 형성된 부싱(3)의 단면도를 도시한다. 이러한 부싱(3)은 중공 원통체의 형태를 취하며, 제 1 단부는 탱크(2)의 외부 환경에 위치되고, 타 단부는 탱크 벽(22)의 상부 벽(22b)에 근접한 내부 공동(20)의 부분, 즉 액체 상태의 가스가 정상적인 사용 조건에서는 존재하지 않는 탱크(2)의 부분에 대응하는 탱크(2)의 증기 공간(21)에 위치된다. 부싱(3)은 부싱 축(R)으로 불리는 회전축 주위로 그리고 회전축을 따라 연장되고, 부싱(3)의 부싱 축(R) 주위로 원주방향으로 연장되고 탱크 상부 벽(22b)을 통한 통로를 획정하는 부싱 벽을 포함한다. 그러면, 부싱(3)은 적어도 하나의 파이프(31), 특히 액화 가스를 오프로딩하기 위한 파이프, 및/또는 기체 배출 튜브(32)의 통과를 허용한다. 부싱(3)은 또한, 탱크(2)의 외부 부분을 덮고, 파이프(31) 및/또는 기체 배출 튜브(32)가 설치되면 부싱(3)을 기밀 폐쇄하는 것을 가능하게 하는 커버(33)를 포함한다. 파이프(31)는, 액체 상태의 가스를 오프로딩하기 위한 파이프인 경우, 탱크(2) 외부로 최대의 액화 가스를 오프로딩하기 위해 화물의 액체 부분에서 탱크 하부 벽(22a)의 바로 근처까지 연장된다. 기체 배출 튜브(32)는 탱크의 외부로부터 탱크(2)의 내부로 연장되고, 천연 가스가 기체 상태로 있는 탱크(2)의 증기 공간(21)으로 불리는 탱크(2)의 부분에서 개방된다. 탱크(2)의 증기 공간(21)은 증발로부터 생기는 액체 화물의 기체상을 수용하는 탱크 상부 벽(22b)에 근접한 공간이다. 그러면, 기체 배출 튜브(32)는 액체 화물의 기체상을 흡입하여 수송선에 장비된 열 기관(도시되지 않음)에 공급하는 것을 가능하게 하거나, 심지어 탱크(2)의 증기 공간(21) 내의 압력을 조정하는 것을 가능하게 한다. 탱크 상부 벽(22b)은 단열 및 밀봉 층의 중첩으로 구성되어, 내부 공동(20)을 단열하고 기밀성(seal-tightness)을 보장한다. 다음에, 탱크 상부 벽(22b)은, 내부 공동(20)으로부터 탱크(2)의 외부 환경까지, 각각 적어도 일차 단열 층(224) 및 이차 단열 층(226)을 포함한다. 탱크의 다른 벽도 또한 그러한 일차 단열 층(224) 및 이차 단열 층(226)을 포함할 수 있다. 일차 단열 층(224)은 주름부(2221)를 포함하고 서로 용접된 복수의 플레이트로 구성된 일차 멤브레인(membrane)(222)과, 복수의 일차 단열 패널(insulation panel)(221)로 이루어진다. 일차 멤브레인(222)은 내부 공동(20)에 수용된 액화 가스와 직접 접촉하는 면을 구성한다. 이차 단열 층(226)은 일차 단열 층(224)과 대향하는 이차 멤브레인(225) 및 여러 개의 이차 단열 패널(220)로 이루어진다. 다음에, 탱크 상부 벽(22b)의 이차 단열 층(226)은 탱크(2)의 외부와 접촉하는 데크(deck)(228)에 의해 씌워진다. 본 발명의 일 특징에 따르면, 일차 단열 층(224)은 불활성 기체에 의해 플러싱(flushing)되는 용적부를 한정하고, 일 측면에서는 일차 멤브레인(222)에 의해, 그리고 타 측면에서는 이차 멤브레인(225)에 의해 획정된다. 동등한 방식으로, 이차 단열 층(226)은 일차 단열 층(224)의 용적부와는 별개로, 불활성 기체에 의해 플러싱되는 용적부를 한정하고, 일 측면에서는 이차 멤브레인(225)에 의해, 그리고 타 측면에서는 데크(228)에 의해 획정된다. 일차 단열 층(224) 및 이차 단열 층(226)에서의 불활성 기체의 순환은 예를 들어 탱크(2)의 내부 공동(20) 외부로의 화물의 누출을 검출하는 것을 가능하게 한다. 그러면, 누출 검출은 일차 단열 층(224) 및 이차 단열 층(226)에 대해 다른 방식으로 수행된다. 유리하게는, 사용되는 불활성 기체는 질소이다. 탱크 상부 벽(22b)은 또한 부싱(3) 주위에서 반경방향으로 연장되는 원통체(233)를 포함한다. 이러한 원통체(233)는 부싱 축(R)과 일치하는 회전축을 갖는다. 도 3은 탱크, 부싱(3) 및 그 주변 구역의 수직선(V)에 대한 확대 단면도를 도시한다. 하기의 설명에서, 중첩은 탱크의 내부 공동(20)으로부터 탱크의 외부로 가는 탱크의 수직선(V)에 대한 중첩을 의미하는 것으로 이해된다. 부싱(3)은 증기 공간(21)으로부터 기체를 흡입하기 위해, 파이프(31), 특히 액체 화물을 오프로딩하기 위한 파이프, 및/또는 기체 배출 튜브(32)를 위한 탱크 상부 벽(22b)의 통로를 한정한다. 탱크 상부 벽(22b)은 일차 단열 패널(221)이 중첩되는 일차 멤브레인(222)으로 부분적으로 구성된 일차 단열 층(224)을 포함한다. 일차 멤브레인(222)은 탱크의 내부 공동(20)에 저장된 액화 가스와 접촉한다. 일차 멤브레인(222)은 그 표면에 걸쳐 분포된 주름부(2221)를 포함하는 복수의 플레이트로 구성되고, 부싱(3)을 둘러싸며, 그럼에도 불구하고 이러한 부싱(3)으로부터 비제로 거리(non-zero distance)로 유지된다. 일차 멤브레인(222)의 그러한 구성은 탱크에 발생된 응력, 특히 탱크가 냉각될 때의 열 수축, 액체 화물의 로딩으로 인한 정수압, 및 화물의 이동, 특히 팽창(swell)으로 인한 동압에 대해 보다 큰 저항을 제공한다. 일차 멤브레인(222) 상의 주름부(2221)는 이러한 응력을 완화하도록 일차 멤브레인(222)이 변형될 수 있게 한다. 일차 멤브레인(222)은 바람직하게는 스테인리스강으로 제조된다. 브래킷(236)은 일차 멤브레인(222) 및 부싱(3)과 접촉하도록 탱크의 내부 공동(20)에 배치된다. 브래킷(236)의 단부들만이 일차 멤브레인(222) 및 부싱(3)에 각각 용접된다. 브래킷(236)의 그러한 구성은 일차 멤브레인(222)과 부싱(3) 사이의 공간을 폐쇄할 수 있게 하고, 또한 탱크의 동적 응력을 흡수하도록 이러한 구역에 유연성을 제공할 수 있게 한다. 실제로, 부싱(3)은 여러 개의 주름부(2221)를 절단할 수 있으며, 그에 따라 부싱(3)의 통과 구역에 유연성을 복원할 필요가 있다. 이러한 유연성은 예를 들어 브래킷(236)이 그 단부들에서만 용접된다는 사실에 의해 제공된다. 일차 단열 패널(221)은 단열 재료로 구성되며, 액화 천연 가스를 저온(-163℃)으로 저장하는 데 필요한 탱크의 단열에 기여한다. 일차 단열 층(224)은 부싱 축(R)에 평행한 직선 상에서 측정된 두께(T1)에 의해 규정되고, 이러한 두께는 일차 멤브레인으로부터 이차 멤브레인까지 연장된다. 일차 단열 층(224)은 탱크의 로딩 또는 오프로딩시의 온도 변화에 의해 유발되는 부싱(3)의 팽창 및 수축에 적합화하기 위해 부싱(3) 주위에서 비