상압저장탱크 종류 및 안전장치

위험물을 저장하는 탱크는 NFPA 30에 따라 상압저장탱크(Atmospheric storage tank), 저압저장탱크(Low pressure storage tank) 및 압력저장탱크(Pressure storage tank)로 구분된다. 이중 상압저장탱크는 탱크 상부의 압력이 대기압에서 6.9 kPa(1 psig)까지의 압력으로 운전하도록 설계된 탱크로서 금번 이에 대해 살펴보고자 한다.

 

 

 

상압저장탱크 종류 및 안전장치

 

상압저장탱크 종류 및 특징

 

위험물 저장탱크는 설계 시 한국산업규격, 미국의 API STD 650, 620, 영국표준 2654 등에 근거하여 설계되고 있다. 위험물 저장탱크는 <표 1>에서와 같이 형상, 사용재질, 제작방법, 사용방법, 설치장소, 지붕의 형상에 따라 여러 가지 형태로 분류된다.

 

<표 1> 위험물 저장탱크 분류

 

 

그리고 상압저장탱크는 <표 2>와 같이 Roof의 형태에 따라 고정식 지붕형태인 고정지붕탱크(Cone roof tank 또는 Fixed roof tank), 원주방향으로 판이 부유하는 부유식 지붕탱크(Floating roof tank), 고정식과 부유식의 혼합형인 내부부유식 저장탱크(Intenal floating roof tank)로 구분한다.

 

<표 2> Roof 형태에 따른 구분

상압저장탱크에는 탱크 로딩 (충전) 작업, 언로딩(출하) 작업 및 외부 온도 변화에 의해 과압이나 진공이 발생할 수 있으므로 공기의 흡입 및 배출을 위해 통기관이 설치되어야 한다. 통기관이 없는 상태에서 로딩, 언로딩 작업 등이 진행될 경우 상압저장탱크는 파손될 있다.

일반적으로 경유와 같이 증기압이 낮아 증발량이 작은 경우에는 상부에 통기관이 설치된 고정지붕탱크를 사용한다.

하지만 가솔린과 같이 증기압이 높아 증발량이 많은 경우에는 로딩작업 중 배기에 의해 손실이 많이 발생하므로 이를 최소화 하기 위해 외부부상지붕탱크를 사용한다. 부상지붕탱크는 충전작업 중 액위 상승에 따라 부상지붕이 함께 상승하는 구조로 배기에 의한 손실을 최소화한 상압저장탱크이다. 하지만 비, 눈 등에 의해 부상지붕이 영향을 받을 수 있으므로 외부부상지붕탱크 상부에 고정지붕을 추가로 설치한 것이 내부부상지붕탱크이다.

하지만 부상지붕탱크의 건설에는 많은 비용이 필요하므로 대형 정유공장이나 저유소와 같이 탱크의 규모가 크지 않은 경우에는 고정지붕탱크의 통기관에 통기밸브(Breather valve)를 설치하여 과압이나 진공이 발생할 경우에만 배기나 흡기하는 탱크를 사용하는 것이 일반적이다.

통기밸브는 일정압력(약 5 kPa)에서 개방 되어 탱크상부의 증기를 배출하고 일정진공압(약 -2.5 kPa)에서 개방되어 외부의 공기를 흡입하는 일종의 압력-진공 밸브이다.

 

 

위험물 저장탱크의 안전장치

 

위험물 저장탱크의 안전장치는 <그림 1>에서와 같이 브리더밸브 화염방지기, 맨홀, 긴급방출용 벤트, 레벨 게이지, 접지, 온도감지기, 폼소화 공급라인, 물분무소화설비, 질소 퍼지 등으로 구성된다.

 

<그림 1> 위험물 저장탱크 안전장치

 

Reference : KOSHA GUIDE D-35-2017 상압저장탱크의 설계에 관한 기술지침

구채칠⋅최재욱, 내부 부상형저장탱크(IFRT) 화재․ 폭발 예방대책에 관한 연구

임지표⋅박수율, 사고사례 정밀분석을 통한 상압저장탱크의 안전에 관한 연구