• 한국해양공학회지
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• 제32권2호
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• pp.95-105
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• 2018

An FLNG (floating liquefied natural gas) or LNG FPSO (floating production, storage and offloading) unit is a notable offshore unit with the increasing demand for LNG. The liquefaction process on an FLNG unit is the most important process because it determines the economic feasibility, but would be a hazard source because of the large quantity of hydrocarbons. While a high efficiency process such as C3MR has been preferred for onshore liquefaction processes, a relatively simple process such as the SMR (single mixed refrigerant) or DMR (dual mixed refrigerant) liquefaction process has been selected for offshore units because they require a more compact size, lighter weight, and higher safety due to their space limitation for facilities and long distance from shore. It is known that an SMR has the advantages of a simple configuration, small footprint, and lower risk. However, with an increased production rate, the inherent safety of SMR needs to be evaluated because of its small train capacity. In this study, the potential explosion risks of the SMR and DMR liquefaction processes were evaluated at the conceptual design stage. The results showed that an SMR has a lower overpressure than a DMR at the same frequency, only with a small production capacity of 0.9 MTPA. With increased capacity, the overpressure of the SMR was higher than that of the DMR. The increased number of trains increased the frequency in spite of the small amount of equipment per train. This showed that the inherent risk of an SMR is not always lower than that of a DMR, and an additional risk management strategy is recommended when an SMR is selected as the concept for an FLNG liquefaction process compared to the DMR liquefaction process.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.248-253
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• 2023

대다수의 부유식 해양플랜트는 위치 유지의 방법으로서 체인 계류 시스템을 사용하나, 그 설계 변경 과정은 논문으로 찾아보기 힘들다. 본 연구는 FLBT를 대상 해양플랜트로 선정하여 계류 초기설계안과 모형시험을 수치해석으로 분석하고, 변경된 설계조건에 따라 새로운 계류 설계안을 제시하였다. 주된 환경 방향에 따라 계류선 묶음(bundle)의 주 방향을 조절하는 것이 계류 설계하중 감소에 크게 유효했다. 터렛 계류된 해양플랜트라도 횡파에 노출되며, 횡파 중 운동 때문에 높은 계류 인장력이 발생했다. 일치된 환경 방향 조건은 설계조건이 될 수 없으며, 바람, 파도, 조류의 각 환경 방향이 복잡한 조건에서 설계 계류 하중이 발생했다. 횡요 운동이 계류 인장력에 미치는 영향이 큼으로 적절한 횡요 감쇠 계수를 계류해석에 적용하는 것이 중요하다.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제4권1호
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• pp.16-24
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• 2018

This paper addresses the heading control of an offshore floating storage and regasification unit (FSRU) using a resolved motion and acceleration control (RMAC) algorithm. A turret moored vessel tends to have the slewing motion. This slewing motion may cause a considerable decrease in working time in loading and unloading operation because the sloshing in the LNG containment tank might happen and/or the collision between FSRU and LNGC may take place. In order to deal with the downtime problem due to this slewing motion, a heading control system for the turret moored FSRU is developed, and a series of model tests with azimuth thrusters on the FSRU is conducted. A Kalman filter is applied to estimate the low-frequency motion of the vessel. The RMAC algorithm is employed as a primary heading control method and modified I-controller is introduced to reduce the steady-state errors of the heading of the FSRU.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권3호
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• pp.598-625
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• 2014

To support the procedure for determining an optimal liquefaction cycle for FLNG FEED, an ontological modeling method which can automatically generate various alternative liquefaction cycles were carried out in this paper. General rules in combining equipment are extracted from existing onshore liquefaction cycles like C3MR and DMR cycle. A generic relational model which represents whole relations of the plant elements has all these rules, and it is expressed by using the system entity structure (SES), an ontological framework that hierarchically represents the elements of a system and their relationships. By using a process called pruning which reduces the SES to a candidate, various alternative relational models of the liquefaction cycles can be automatically generated. These alternatives were provided by XML-based formats, and they can be used for choosing an optimal liquefaction cycle on the basis of the assessments such as process simulation and reliability analysis.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권6호
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• pp.491-500
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• 2022

큰 상부 형상을 가지는 FLNG (Liquefied Natural Gas Floating Production Storage Offloading Units, LNG FPSOs) 등의 해양구조물은 안정적인 운동성능 확보 및 계류라인 설계에 있어 정도 높은 풍하중 추정이 필수적이다. 따라서 본 연구의 목적은 FLNG의 풍하중 추정을 위한 수치해석 기법을 개발하는 데 있다. 특히, 본 연구에서 개발한 수치해석 기법은 저자의 이전연구를 FLNG에 맞추어 수정하였다. 풍하중 추정을 위한 수치해석은 15° 간격으로 0-360° 범위에서 균일 풍속 조건과 풍속 프로파일을 적용한 NPD (Norwegian Petroleum Directorate) 조건에서 수행하였다. 먼저, NPD 모델 풍속 프로파일 모델 개발을 위해 Sand-Grain Roughness 변화에 따른 풍속 프로파일을 분석하였다. 개발된 NPD 모델을 이용하여 3가지 풍향 (Head, Quartering & Beam)에 대한 메쉬 수렴성 시험을 수행하였다. 최종적으로 개발된 NPD 모델과 메쉬를 이용하여 균일한 풍속 조건과 NPD 조건에서의 풍하중을 평가하고 비교하였다. 본 연구에서는 RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) 기반 Solver인 STAR-CCM+ (17.02)를 이용하였다. 결과를 요약하면, 풍속 프로파일을 적용한 NPD 모델에서의 풍하중은 균일 풍속(10m/s) 조건과 비교하여, Surge와 Yaw 하중이 최대 20.35 % 와 34.27% 증가하였다. 특히, 특정 일부 구간에서만 큰 하중의 차이를 보인 Sway (45°< α < 135°, 225°< α < 315°)와 Roll (60° < α < 135°, 225° < α < 270°)은 구간별 평균 증가율이 15.60%와 10.89% 수준으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권2호
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• pp.265-277
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• 2010

In this study, an offshore process FEED(Front End Engineering Design) method is systematically established to perform integrated process engineering for topsides systems of LNG FPSO(Floating, Production, Storage, and Off-loading unit) based on the concepts and procedures for the process FEED of general offshore production plants. First, various activities of the general process FEED engineering are summarized, and then the offshore process FEED method, which is suitable for application to all types of offshore oil and gas production plants, is proposed. Second, an integrated process engineering environment is built based on the proposed FEED method. Finally, the integrated process engineering environment is applied to topsides systems of an LNG FPSO in order to verify the validity and applicability of the proposed FEED method. As a result, it is shown that the proposed FEED method can be applied to the process FEED engineering of FPSOs and moreover will be able to contribute to perform successful offshore projects in the future.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권4_2호
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• pp.569-581
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• 2020

Since the dehydration packages of offshore plant deal directly with oil & gas, there is a great risk of fire and explosion during operation. Therefore, this study performed risk assessment through HAZard & OPerability (HAZOP) for solid desiccant dehydration package that can remove water component of natural gas in offshore floating liquefied natural gas (LNG) production facilities below 0.1 ppmv. The risk matrix was determined by dividing the likelihood and the severity into five levels separately by asset, life, environment and reputation. The piping & instrumentation diagram (P&ID) of the dehydration package was divided into 9 nodes. Total 22 deviations were assessed in consideration of the adsorption and desorption conversion cycle. A risk assessment based on deviations revealed 14 major hazards. Three representative types of hazards were open/close failure of the control valve, control failure of the heater, and abnormal operation of the regeneration gas cooler. Finally, we proposed the installation of additional safety devices to improve safety against these major hazards, such as safety instrumented functions, alarms, etc.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.153-160
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• 2022

본 연구는 선박 육상건조를 위한 로드-아웃 시스템(Load-out System)의 보기(Bogie;대차) 배치 방법과 그 적용사례에 대한 표준을 제시하였다. 로드-아웃 시스템은 도크 설비 없이 육상에서 선박을 건조하는 가장 중요한 시스템 중 하나로, 본 시스템은 보기, 모터부착 보기, 트레슬, 파워팩의 4가지 장비로 구성되어 있다. 또한, 선박의 구조적 안전을 위해 트레슬의 반력을 계산하고 적절한 보기의 대수를 결정하였다. 이러한 맥락에서 본 연구의 목적은 최소한의 비용으로 구조적 안전요건을 만족하는 보기 배치를 수행할 수 있는 최적의 시스템 설계방법을 제안하고 과도한 보기 배치에 따른 기업의 손실을 줄이는 데 그 목적이 있다. 제안된 방법은 육상건조 단계에서 조선사들의 생산 경쟁력 향상은 물론 실효성 있는 작업절차 구현에도 기여할 것으로 기대된다. 또한, 로드-아웃 과정에서 선체 바닥에서 발생할 수 있는 선체변형에 대한 위험을 최소화하기 위하여 114K 원유 탱커(최소 보기 수 54대)와 174K CBM LNG 운반선(최소 보기 수 88대)에 보기 배치 방법을 적용하여 육상건조 선박의 보기의 수와 임계 위험(안전율 1.61)을 최소화할 수 있도록 하였으며, 본 연구를 통해 독자는 향후 성공적인 육상건조와 이에 따른 경제적인 선박건조를 수행할 수 있을 것으로 판단한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권7호
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• pp.900-905
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• 2016

해양구조물에 전기 안전사고가 급증하면서 전력시스템 고조파 분야가 최근 많은 관심 받고 있다. 이것은 주로 비선형 (또는 고조파 생성) 부하가 일반적인 산업플랜트 전력시스템에서 계속 증가되고 있기 때문이다. 해양플랜트에서는 전력시스템의 안전설계로 인하여 고조파 문제의 발생률은 낮지만, 고조파 문제에 대한 인식은 전력시스템 설계의 신뢰성을 향상시키는데 여전히 도움이 될 수 있다. 전력시스템에 고조파 문제가 드물게 발생되는 경우, 이는 생성된 고조파의 크기 혹은 전력시스템의 공진 때문이다. 이 고조파 비교분석에 관한 연구는 전력부하를 고려한 부유식 액화천연가스 생산 저장 하역 (FLNG) 설비의 하역 운전 시나리오에 대한 전기적인 구성으로 비교분석하였다. 전기적인 네트워크 구성은 전기적인 네트워크 부하 흐름에서 볼 수 있다. 본 연구는 해양플랜트 전력시스템의 안전을 보장하기 위해 전기 모터 시스템의 고조파 효율에 초점을 맞추어 전력시스템 성능을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 또한, 본 연구의 설계분야에서도 운전 및 유지 보수의 향상시키기 위해 FLNG 설비의 전력시스템을 분석하였다.