수직형 탱크와 수평형 탱크의 선택 기준은 무엇인가?
수직형 탱크와 수평형 탱크의 선택 기준은 무엇인가?
1. 정의
- 수직형 탱크는 탱크의 축 방향이 지면과 수직인 형태로, 원통형 구조에서 높이가 직경보다 긴 경우를 의미합니다
- 수평형 탱크는 탱크의 축 방향이 지면과 평행한 형태로, 원통형 구조에서 길이가 수직 높이보다 긴 구조를 말합니다
- 두 형태 모두 액체 저장을 목적으로 하지만, 설치 공간, 안정성, 운전 목적, 유지관리 방식 등에 따라 선택 기준이
달라집니다
2. 구조적 특징
1) 수직형 탱크
- 바닥면에 직립한 원통 구조이며, 일반적으로 지상 또는 콘크리트 기초 위에 직접 설치됩니다
- 양측에 받침대(saddle)를 설치하여 지면에 안정적으로 고정되며, 길게 누운 형태로 구성됩니다
2) 수직형 탱크
- 중력에 의한 유체 압력 분포가 아래로 집중되며, 수두에 따른 설계가 중요합니다
- 압력이 축 방향과 접선 방향으로 분산되므로, 지지 구조와 벽 두께 분포가 달라집니다
3. 저장 용량 및 설치 공간
1) 수직형 탱크
- 동일한 설치 면적에서 더 많은 부피를 확보할 수 있어 대용량 저장에 유리합니다
- 고정식으로 설치되고 높이 활용이 가능한 산업단지에 사용됩니다
2) 수평형 탱크
- 상대적으로 설치 면적을 더 차지하므로, 제한된 부지보다는 넓은 공간을 가진 시설에 적합합니다
- 운송이 용이하고, 이동식 또는 반영구 설치가 필요한 설비에 활용됩니다
4. 유지관리 및 청소
1) 수직형 탱크
- 상부와 하부에 점검구(manway)를 두고, 내부 청소나 유지관리 시 하부 배수구를 통해 효율적인 배출이 가능합니다
- 침전물 제거 및 세정 시 중력 배출이 유리하고, 교반기 설치도 수직 방향 배치가 용이합니다
2) 수평형 탱크
- 내부 길이가 길어, 청소 및 점검 시 수평 이동 경로를 따라 접근이 용이하나, 양측에 개방구가 필요합니다
- 탱크 전체의 누수, 부식, 지지대 변형 등에 대한 점검이 외부에서 쉽게 이루어질 수 있습니다
5. 기초 및 지지 구조
1) 수직형 탱크
- 철근 콘크리트 기초 또는 스틸 베이스에 고정되며, Wind Load 및 Seismic Load(지진하중)를 고려한
기초 설계가 필요합니다
- 지면에 고정되기 때문에 높이에 따른 구조 안정성 검토가 필요하며, 고중량 탱크일 경우 바닥 지반 조건이 중요합니다
2) 수평형 탱크
- Saddle형 지지대에 의해 지면과 접촉하며, 열팽창에 대비한 슬라이딩 서포트 구조가 적용되기도 합니다
- 중심선과 받침대의 간격, 하중 분포를 고려한 국부 응력 검토가 필요합니다
6. 압력 조건과 설계 기준
1) 수직형 탱크
- 대기압 또는 저압 조건에서 많이 사용되며, 고압 저장 시에는 상부 압력 해소 장치가 필수입니다
- 저장 높이에 따른 정수압(hydrostatic pressure)을 고려하여 하부 구조를 강화합니다
2) 수평형 탱크
- LPG, LNG 등 압력 저장이 필요한 경우에도 적용되며, ASME Section VIII, API 620, API 650 등의 기준에
따라 설계됩니다
- 두께 분포와 지지부 응력 집중을 고려한 내압 설계가 요구됩니다