• 유체기계공업학회:학술대회논문집
• /
• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
• /
• pp.557-561
• /
• 2005

In recent years, the LNGC fleet is expanded unprecedentedly. Ship's owners and shipbuilders are focusing on the idea how they choose the BOG handling system in economical, environmental and safety angles. This paper introduces general information for that and gives technical matters briefly.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.732-741
• /
• 2020

최근 환경규제가 강화됨에 따라 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 이용하여 전력을 생산해내는 신규발전설비인 부유식 LNG 발전설비(floating LNG power plant)가 개발되고 있다. 부유식 LNG 발전설비는 운용 시 증발가스가 발생하고 이를 제거하거나 회수할 수 있는 시스템의 설계가 필요하다. 그러나 해양플랜트는 해상요건에 따라 설계가 상이하고, 부유식 LNG 발전설비의 설계 전 시행착오를 줄이기 위해 지속적으로 수정이 가능한 BOG 회수시스템 공정모사 모델이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 상용공정시뮬레이션 프로그램을 통해 부유식 LNG 발전설비에 적합한 모델을 모델링하고자 냉매사용 유무에 따라 서로 다른 BOG(Boil-Off Gas) 회수시스템을 모델링하여 BOG의 회수율과 액화점을 비교 및 분석하였으며, 그 결과 질소냉매를 사용한 BOG 회수시스템 모델을 부유식 LNG 발전설비용 BOG 회수시스템 모델로 제안하고자 한다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제33권10호
• /
• pp.659-664
• /
• 2009

LNG선의 건조 동향을 보면 2003년을 기점으로 하여 기하급수적으로 증가하기 시작 하였으며, 2008년을 기점으로 하여 그 건조량은 감소하는 추세이나 건조 선박 중 많은 부분이 재액화 시스템이 장착된 대형 LNG선박으로 대형 LNG선은 216K급의 Q-Flex급, 260K급의 Q-Max급이 주를 이루고 있다. 이러한 LNG선박의 대형화는 LNG선의 화물창 보온 설계 기준인 BOR(Boil Off Rate) 0.15%를 기준해서 상대적으로 많은 양의 BOG가 발생하게 되었으며 선박의 주 추진기관의 연료로 사용 하더라도 잉여 가스가 남게 되어 화물탱크의 압력상승을 막기 위해서는 BOG를 재 액화하여 화물탱크로 반송하거나 소각하는 방법 등으로 처리하지 않으면 안 되게 되었다. 이러한 이유로 인하여 206K(206,000m3)급 이상의 대형 LNG 선박에서는 필수적으로 LNG 재액화 시스템을 탑재하도록 설계를 하게 된다. 본 연구에서는 현재 개발 되어 운항선에 적용되고 있는 여러 가지 LNG 재액화 시스템의 사이클 성능을 동일한 기기 조건하에서 해석함으로써 각각의 장단점을 비교하여 LNG선박의 설계 및 운항 시 재 액화 시스템의 최적화 방안을 제시하고자 한다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.65-69
• /
• 2023

Hydrogen is an eco-friendly energy source and is being actively researched in various fields around the world, including mobility and aerospace. In order to effectively utilize hydrogen energy, it should be used in a liquid state with high energy storage density, but when hydrogen is stored in a liquid state, BOG (boil-off gas) is generated due to the temperature difference with the atmosphere. This should be re-condensed when considering storage efficiency and economy. In particular, large-capacity liquid hydrogen storage tank is required a gaseous helium circulation cooling system that cools by circulating cryogenic refrigerant due to the increase in heat intrusion from external air as the heat transfer area increases and the wide distribution of the gas layer inside the tank. In order to effectively apply the system, thermo-hydraulic analysis through process analysis is required. In this study, the condenser design and system characteristics of a gaseous helium circulation cooling system for BOG recondensation of a liquefied hydrogen storage tank were compared.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제34권6호
• /
• pp.615-622
• /
• 2023

In this study, the theoretical analysis focused on the quantity of liquid hydrogen required for cooling down to 20 K, as well as the generation of boil-off gas (BOG) from the cooling process of the cryogenic components. The study involved calculating the amount of liquid hydrogen needed to achieve the desired temperature for the cryogenic components and subsequently determining the resulting BOG production at various reference temperatures. It was shown that it was important to efficiently lower the temperature of cryogenic parts through preliminary cooling. As a result, the reference temperature and pressure had an influence on the BOG generation on the cooling of cryogenic components using liquid hydrogen.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제35권5호
• /
• pp.299-308
• /
• 2022

본 논문은 슬로싱 상태에 놓인 포화 상태 액체수소탱크에서 열 유속 및 BOG(Boil-off gas)의 경향을 다루고 있다. 특히, 액체-기체간의 침투 및 혼합에 의한 열 교환에 관심을 두었다. 먼저, VOF(Volume of fluid)와 Eulerian 기반의 다상 유동모델로 모형 슬로싱 실험을 모사하여 압력을 예측하고 계측된 값과 비교하였다. 자유 수면 및 충격 압력 실험 결과와 해석 결과를 비교하였으며, 유체의 속도 예측에서 정확할 수 있음을 간접적으로 증명하였다. 그리고 2차원의 Type-C 원통형 수소탱크를 대상으로 다상열유동해석을 수행하였다. 이때 포화상태에 놓인 액체 및 기체수소를 가정하고, 해석을 통해 각 상간의 혼합에 의한 열 교환의 수준을 확인하고자 하였다. 단, 상간의 열 교환만을 관심으로 두고 있었으므로 질량전달 및 기화모델은 해석에서 제외하였다. 최종적으로 상의 혼합으로 인해 액체수소로 유입되는 열 유속의 기여도에 대하여 정리하였다. 또한 액체수소로 유입되는 열 유속과 집중 질량 기반의 간이식을 통해 BOG 발생량 및 경향을 예측하고 분석하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.45-52
• /
• 2018

국제해사기구(IMO)의 선박 배출가스 기준 강화로 인해 LNG 연료추진선박의 필요성이 대두되고 있으며 관련 분야에 대한 기술개발 및 실용화 촉진 연구가 활발하게 진행되고 있다. LNG 연료탱크는 운항 중 연료소비로 인하여 잔류량이 70% 미만이 될 경우 슬로싱을 고려하여야 하므로 재액화 장치를 탑재하기 어려운 중소형 LNG 연료추진선박은 Type C 형태의 압력 탱크가 적용될 가능성이 높다. 이러한 LNG 연료추진선박에 적용되는 LNG 탱크는 구조적 안전성과 더불어 LNG를 오래 보관하기 위한 단열성능이 매우 중요하다. 본 연구에서는 Type C LNG Tank에 대한 단열성능 평가 절차를 제안하였고, 실험을 통해 LNG 탱크의 열적 특성으로 인한 온도, 압력, BOG(Boil Off Gas)의 변화를 비교, 분석함으로서 BOR(Boil Off Rate) 테스트 절차에 대한 타당성과 유효성을 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제32권8호
• /
• pp.1192-1200
• /
• 2008

This paper is concerned with the thermal design of the $138,000m^3$ class membrane type LNGC. To predict the temperature distribution, BOG and BOR, 3-dimensional numerical calculation was carried-out for the quarter of No.3 LNG tank. These sequence analyses were performed under the standard conditions of IMO ship design condition, USCG ship design condition and the Korean flag LNGC's route condition according to the 6-voyage modes. As the results, temperature behavior, heat flux, total penetrating heat, BOG and BOR were obtained, and those were compared with the maneuvering results considering the real temperature variation of air and sea water temperature at noon time. For securing the safety of LNGC during the ballast voyage, optimum control patterns of pressure and temperature in LNG tank is suggested in this paper.

• 한국가스학회지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.7-14
• /
• 2000

생산지로부터 LNG 선박으로 수송되어 각 생산기지의 저장탱크로 저장되는 액화천연가스 (LNG; Liquified Natural Gas)는 극저은인 Boiling Point보다 약간 낮은 온도 ($-162^{\circ}C$)로 전송된다. LNG 전송은 배관을 통하여 이루어지며, 이로 인하여 배관 내에는 2상 유동 (2-Phase Flow)이 자주 형성된다. 본 연구에서는 일차적으로 이러한 배관내의 2상 유동대한 압력강하량 계산법을 연구하였고, 단열재와 배관 표면을 통한 외부 열유입량과 그에 따른 BOG (Boil-off Gas) 발생량 계산 방법을 연구하여, 이들을 기반으로 LNG 배관시스템의 열유동 해석 프로그램을 개발하였다. 또한 본 연구 및 프로그램 개발을 토대로 최적의 단열재 두께와 배관 Size를 구할 수 있는 최적 설계 프로그램을 구축하였다. 이는 배관설계 시 주어진 최대 허용 압력 강하량과 BOG 발생량 등의 허용 운전 조건과, 단위 길이 당 배관가격과 단위 부피당 단열재가격을 기준으로 허용 범위 내의 최소 설비 비용을 찾는 최적 설계 방법이다.

• 청정기술
• /
• 제20권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2014

화석연료로부터 에너지를 얻을 때, 연소반응에 의해 이산화탄소가 생성되어 진다. 이렇게 이산화탄소의 배출이 늘어나게 되면 지구온난화 문제가 더욱 심각해지게 된다. 따라서 이를 방지하기 위한 이산화탄소 포집 및 저장기술(carbon capture and storage, CCS) 개발이 요구되고 있다. 하지만 액화 이산화탄소를 수송 시 여러 문제로 인해 지속적으로 BOG (boil-off gas)가 발생하게 된다. 본 연구에서는 $40m^3$저장 탱크 2대에 액화 이산화탄소를 주입하여 압력변화 및 외부열과 선적, 하역 시 발생하는 BOG의 양과 조성을 30일 간 측정하였다. 측정한 결과 16,040 kg의 BOG가 발생하였으며, 조성은 $CO_2$ 99.95%, $N_2$ 0.05%인 것을 알 수 있었다. 또한 상용성 모사기인 PRO/II with PROVISION 9.2를 이용하여 발생한 BOG를 증기 재압축 냉동사이클을 통해 재액화 하는 전산모사를 수행하였다. 그 결과 냉동사이클의 총 순환유량은 42.07 kg/h, 응축기 설비의 소모량은 48.85 kg/h가 나오는 것을 알 수 있었다.