• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2007년도 특별논문집
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• pp.89-93
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• 2007

The Boil-off gas (BOG) generation during the voyage is inevitable since Natural Gas (NG) in normally liquefied below -160 degree C in atmosphere condition and small heat ingress due to relatively hot outside keeps evaporating continuously. The one of major issue in LNG carriers is to handle generated BOG from cargo tank. The generated BOG affects to increase the cargo tank pressure and Gas Management System (GMS) for LNG carriers is closely related to cargo tank pressure maintenance. Economically, BOG is generally used as fuel in LNG carrier. Newly developed GMS for LNG carrier in boiler propulsion system, VaCo System, not only accomplish automatic control in GMS but also ensure safer operation.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권4호
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• pp.283-290
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• 2020

액화 수소 운반선에서 증발가스의 발생은 불가피하며, 화물탱크 내부의 압력 문제를 피하기 위해 적절한 조치가 필요하다. 이 증발 가스는 선박의 추진연료로 사용 될 수 있으며, 추진에 사용되고 남은 나머지 부분은 재액화 또는 연소시키는 등 효과적으로 관리해야 한다. 본 연구에서는 수소 추진 시스템을 갖춘 160,000㎥ 액화 수소 운반선에 최적화된 증발 가스 재액화 시스템을 제안한다. 이 시스템은 수소 압축 및 헬륨 냉매 섹션으로 구성되고, 화물탱크로부터 배출되는 증발가스의 냉열을 효과적으로 활용하여 효율을 증가시켰다. 본 연구에서는 공급 온도 -220℃인 수소 증발가스가 재액화 시스템에 들어가는 상태에서 증발가스의 재액화 비율에 따른 엑서지 효율 및 에너지 소모율 (SEC, Specific Energy Consumption) 분석을 통해 시스템을 평가하였다. 그 결과 재액화 비율 20%에서 4.11kWh/kgLH₂의 SEC와 60.1%의 엑서지 효율을 보여 주었다. 아울러, 수소 압축압력, 수소 팽창기의 입구온도, 공급 증발가스 온도변화에 따른 영향을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.1-6
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• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권3호
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• pp.393-400
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• 2003

Excessive generation of BOG during the LNG transportation not only causes the severe financial loss but also leads to the unexpected disaster. Therefore, the carrier cargo insulating interior LNG should be carefully designed based upon an accurate heat transfer analysis. However. it is not simple to analyze heat transfer of LNG cargo, because it is in a complex insulation structure and LNG carrier experiences a complicated heat transfer according to various kinds of voyage conditions. In this paper, we carried out the transient finite element heat transfer analysis for a cargo of Mark-111 membrane-type LNG carrier during laden voyage, and we compared heat transfer rates between considering natural convection and considering conduction. For this goal, we developed a PCL program incorporating with a commercial MSC/NASTRAN FEM code.

• 한국해양공학회지
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• 제35권6호
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• pp.393-402
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• 2021

As greenhouse gas emissions from maritime transport are increasing, the International Maritime Organization is continuously working to strengthen emission regulations. Liquefied natural gas (LNG) fuel is less advantageous as a point of CO₂ reduction due to the methane leakage that occurs during the bunkering and operation of marine engines. In this study, greenhouse gas emissions from an LNG-fueled ship were analyzed from the perspective of the life cycle. The amount ofmethane emission during the bunkering and operation procedures with various boil-off gas (BOG) treatment methods and gas engine specifications was analyzed by dynamic simulation. The results were also compared with those of other liquid fuel engines. As a result, small LNG-fueled ships without a BOG treatment facility emitted 32% more greenhouse gas than ships utilizing marine gas oil or heavy fuel oil. To achieve a greenhouse gas reduction via a BOG treatment method, a gas combustion unit or re-liquefaction system must be mounted, which results in a greenhouse gas reduction effect of about 25% and 30%. As a result of comparing the amount of greenhouse gas generated according to the BOG treatment method used with each tank size from the perspective of the operating cycle with the amounts from using existing marine fuels, the BOG treatment method showed superior effects of greenhouse gas reduction.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.135-144
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• 2021

본 논문에서는 LNG 추진선박에서 발생하는 BOG(boil-off gas)를 이용하여 수소를 생산하고 수소 연료전지 시스템을 보조엔진으로 적용한 개질공정의 특성에 대한 연구를 수행했다. 연구를 위해 BOG 수증기 개질공정을 UniSim R410 프로그램을 이용해 공정설계하고, 개질기의 출구온도와 압력, SCR(steam carbon ratio)에 따른 생성물의 분율과 반응물의 소모량을 산출하였다. 연구 결과 개질온도가 890℃일때 메탄의 반응률이 100 %였으며, 최대 수소 생산량을 보였다. 또한 개질압력이 낮을수록 반응 활성도가 높았다. 하지만 그 이상의 온도가 되면 역반응의 우세로 인해 수소의 생산량은 감소하게 되고, 물과 이산화탄소의 양은 증가했다. 또한 SCR이 증가할수록 수소 생산량도 증가했으나 요구되는 에너지 소비량도 비례하여 증가했다. SCR이 1.8일 때 수소분율이 가장 높았으나 코킹방지를 위해 SCR이 3에서 운전하는 것이 최적 운전범위임을 확인했다. 그리고 개질압력이 낮을수록 발생되는 이산화탄소의 양은 증가했으며, 냉각 및 액화를 위해서는 이산화탄소 발생량을 기준으로 42.5 %의 LNG 냉열이 요구됨을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제38권3호
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• pp.87-102
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• 2024

Given the inadequate regulatory framework for liquefied hydrogen gas storage tanks on ships and the limitations of the IGC Code, designed for liquefied natural gas, this study introduces a critical assessment procedure to ensure the safety and suitability of such tank designs. This study performed a heat transfer analysis for boil-off gas (BOG) calculations and established separate design load cases to evaluate the yielding and buckling strength. In addition, the study assessed methodologies for both high-cycle and low-cycle fatigue assessments, complemented by comprehensive structural integrity evaluations using finite element analysis. A comprehensive approach was developed to assess the structural integrity of Type C tanks by conducting crack propagation analysis and comparing these results with the IGC Code criteria. The practicality and efficacy of these methods were validated through their application on a 23K-class liquefied hydrogen carrier at the concept design stage. These findings may have important implications for enhancing safety standards and regulatory policies.

• 한국가스학회지
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• 제8권4호
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• pp.36-41
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• 2004

메탄/질소 분리용 흡착제로의 성능평가를 위하여 천연 제올라이트의 일종인 clinoptilolite 로 파과실험을 수행하였다. 분리성능을 향상시키기 위해 Ca으로 이온교환한 clinoptilolite에 대하여 $98.2\%$의 메탄과 $1.8\%$의 질소가 함유된 원료가스로 유속 670ml/min, 압력 333kPa의 조건에서 파과실험을 하였다. 상온(293K)에 비하여 저온(253K)에서 흡착용량이 증가하는 것을 확인하였으며, Ca-clinoptilolite는 온도가 낮을수록 질소흡착성능이 증가하는 일반적인 특성을 보였다 가스 유속 670ml/min인 조건에서 압력을 333kPa와 700kPa에서의 파과실험을 수행하였다. 253K와 293K에서 모두 압력이 높을수록 흡착용량이 증가하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.827-837
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• 2022

If the hydrogen industry is activated, the introduction of C-type and pressurized liquefied hydrogen (LH2) tank suitable for small and medium-sized transp- ortation and storage will be given priority in the future. Therefore in this paper, the behavior for the LH2 property changes and boil-off gas (BOG) treatment of the C-type cargo tank through voyage of the LH2 carrier and pressurized tank of the LH2 receiving terminal were analyzed through computational simulations by making assumptions about the carrier operation and unloading conditions.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2012년 춘계학술대회
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• pp.221-232
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• 2012

Cycle analysis has been performed to find out the optimum design point of the BOG re-liquefaction plant. The cycle state, defined by three cycle variables, was mainly described by the three cold temperatures of the three-pass heat exchanger, on which the constraints by the heat exchanger are imposed. The cycle states which are confined within a domain limited by the temperature constraints were the primary issue of this study. The BOG mass within the domain was analyzed first and then the cycle performance was related to the BOG mass afterwards, which enabled us to explain the observed behavior of the cycle performance under the temperature constraints by the heat exchanger. A good cycle performance could be ensured if the two cold Nitrogen temperatures of the three temperatures were placed close together near $-140^{\circ}C$ while the BOG temperature is kept far above enough, but not too far, from $-140^{\circ}C$ such that it does not interfere in their optimum temperature range.