• 한국가스학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.48-54
• /
• 2012

최근 LNG 저장탱크 시장에서는 지상식 멤브레인 LNG 저장탱크의 대용량화 용이성, 친환경성, 내부탱크로부터의 낮은 누출 가능성(완만한 누출속도의 증가) 등의 장점으로 동 탱크의 건설에 대한 적극적인 검토가 이루어지고 있다. 이 논문에서는 고장수목분석법(FTA)을 활용하여 기존의 완전방호식 LNG 저장탱크와의 비교 위험성평가를 통해 멤브레인 LNG 저장탱크의 안전성을 분석하였다. 위험성평가 결과는 추가적인 안전장치를 갖지 않는 초기 멤브레인 LNG 저장탱크를 제외하고 두 형식의 LNG 저장탱크가 매우 유사한 위험수준을 가지는 것으로 나타났다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
• /
• 한국가스학회 2003년도 추계학술발표회 논문집
• /
• pp.65-72
• /
• 2003

현행 가스법상 지상식 LNG 저장탱크에 있어서 일정 용량의 저장탱크 주위에는 액상의 가스가 누출된 경우에 그 유출을 방지할 수 있는 방류둑(Dike) 또는 이와 동등 이상의 효과가 있는 시설을 설치하도록 규정하고 있어, 실제로 모든 지상식 LNG 저장탱크에 대해서 별도의 방류둑 설치를 의무화하고 있다. 또한, 예외규정으로 국제기준(international codes and standards)에 의해 설계되는 저장탱크는 심의를 통해 방류둑 기능을 인정할 수 있도록 하고 있다. 외국의 경우 LNG 저장탱크는 일반적으로 자국내 법령보다는 국제기준에 의해 건설됨으로써 1차 탱크로부터 일정거리의 둘레에 방류둑이 필요한 단일방호식 저장탱크 이외에 이중방호식, 완전방호식(full-containment) 및 멤브레인식(membrane) 저장탱크의 경우 외부(콘크리트, 강재)탱크가 방류둑 기능을 가지고 있어 별도의 방류둑이 필요없는 구조로 규정하고 있다. 멤브레인 LNG 저장탱크의 경우 프랑스, 일본 및 한국이 설계기술을 보유하고 있고, 최근 프랑스 및 한국에서 별도의 방류둑 없는 지상식 멤브레인 저장탱크 건설이 추진되고 있으나 양국 모두 자국법의 방류둑 규정에 의해 건설의 장애요소로 작용하고 있다. 따라서 지상식 멤브레인 LNG 저장탱크의 방류둑 기능에 대한 각 국의 법령 및 기준을 조사하고, 방류둑 일체형 저장탱크(완전방호식 및 멤브레인 저장탱크)의 형식별 안전성 평가 자료를 비교 검토함으로써 방류둑 일체형 멤브레인 저장탱크의 국내 도입의 타당성을 검토하고자 하였다. 조사결과 유럽, 미국 및 일본에서는 이중벽 LNG 저장탱크의 경우 콘크리트 외부탱크가 방류둑 기능을 가지는 것으로 규정하고 있으며, 특히 EN 1473과 제정중인 prEN 265002에서는 멤브레인 저장탱크의 경우 내부 멤브레인 탱크 누출시 단열시스템과 함께 외부 콘크리트 탱크가 액밀성 및 기밀성을 동시에 가지는 것으로 별도의 방류둑이 불필요함을 규정하고 있다. 프랑스 및 일본의 방류둑 일체형 LNG 저장탱크에 대한 위험성 평가 결과를 검토한 결과 멤브레인 저장탱크와 완정방호식 저장탱크는 안전성 차원에서 거의 동일한 것으로 나타났다. 따라서 국내에서 개발한 지상식 멤브레인 LNG 저장탱크 설계모델에 대한 안전성 제고 및 안전성 평가 등을 통해 객관적인 안전성 근거가 확보된다면 동 탱크의 경우에도 완전방호식 LNG 저장탱크와 같이 외부콘크리트 저장탱크의 방류둑 기능인정이 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제13권3호
• /
• pp.8-17
• /
• 1995

LNG를 저장할 수 있는 탱크는 주로 지상식이거나 반지하식이며 그 용량은 매우 다양하다. 우리나라에서는 지상식 탱크가 평택 인수기지에 10만m$^{3}$급 Membrane Type 6기가 건설되었고 1기는 거의 완성단계이며, 현재 추가로 건설 중인 3기를 포함하면 총 10기의 탱크를 확보하게 된다. 또한 제2인수기지인 인천에도 동급 으로서 9%Ni강을 사용하는 Double Wall Type LNG 탱크 3기를 건설 중이다. 전세계적 으로 볼 때 LNG 저장 탱크의 78%는 지상식으로 Double Wall Type 또는 Membrane 저장 탱크 형식을 취하고 있으나, 최근에는 안전성 측면, 토지 가격의 상승, 토지의 합리적 이용 측면 등을 감안하여 LNG 탱크를 지하화, 대형화하는 추세이다. 본고에서는 Fig. 1과 같은 구조의 Double Wall Type LNG 저장탱크 중 초저온의 LNG에 직접 접하는 저 온용 재료(9%니켈강)로 만들어지는 내조 용접에 대해서 중점적으로 논하기로 하며, 특히 9% 니켈강 Shell Plate Horizontal Joint에 채용되는 Automatic Submerged ARC 용접에 대해 실제 현장 용접 시공상태를 나타내고자 한다.

• 한국가스학회지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.9-14
• /
• 2009

본 연구에서는 LNG 저장탱크의 단열재 공간에 설치된 코너프로텍션에 작용하는 응력 및 변형거동 특성을 FEM으로 해석하였다. 제시된 코너프로텍션은 기존의 멤브레인식 LNG 저장탱크의 강도안 전성과 LNG 누출안전성을 증대시킬 수 있다. LNG 저장탱크 시스템에 작용하는 응력과 변위 거동량을 단열재 상자, 멤브레인 내부탱크, PC 외부탱크에 대하여 해석하였다. 유한요소법으로 계산한 해석결과에 의하면, 내부탱크와 외부탱크 사이에 코너프로텍션을 설치한 새로운 LNG 멤브레인 저장탱크의 응력과 변형 거동량은 기존의 LNG 저장탱크에 비하여 현저하게 줄어드는 경향을 보여주고 있다. 이러한 현상은 LNG 저장탱크 시스템의 강도 안전성이 코너프로텍션을 설치함에 따라서 강성도가 증가하기 때문인 것으로 설명될 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.219-235
• /
• 2002

이 논문에서는 지하식 LNG 저장탱크의 설계조건 변화에 따른 구조거동에 대한 사례연구를 다루었다. 지하식 LNG 저장탱크의 설계에 있어서, 치적의 탱크 형상과 치수를 결정하는 것은 다양한 하중조건과 이들의 하중조합 하에서 더욱 향상된 구조거동을 위해 매우 중요하다. 저장 탱크의 설계단계에서 유지단계에 이르기까지 구조거동에 영향을 미치는 주요인자에 대한 분석과 평가가 이루어졌으며, 이러한 매개변수연구를 토대로 한 결과에 근거하여 지하식 LNG 저장탱크의 보다 합리적인 설계에 대한 기초자료를 제안하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.17-24
• /
• 2014

LNG 저장탱크는 초저온($-162^{\circ}C$)의 액화천연가스(LNG)를 저장하는 시설로서 안전성이 크게 요구되는 시설물이다. LNG를 저장하는 내조에 문제가 일어나 LNG 누출이 발생했을 경우를 대비하여 종래에는 LNG 저장탱크 외부에 방류둑을 설치하게 되어 있었다. 하지만 이는 부지 활용도를 떨어뜨리고 저장탱크 건설비를 증가시키는 등의 문제점이 있어 근래 들어 저장탱크 벽체를 초저온에 견딜 수 있는 구조로 바꾸는 완전방호식 저장탱크를 제작함으로서 방류둑 설치를 하지 않고 있다. 탱크 벽체를 초저온에 견딜 수 있는 구조로 만드는 방법은 크게 두 가지가 있다. 하나는 초저온에 견딜 수 있는 철근을사용하여 LNG 탱크 벽체 콘크리트를 제작하는 방법이며 다른 하나는 LNG 탱크 벽체 콘크리트 내부 표면에 초저온에 견딜 수 있는 스프레이 폴리우레탄 폼 등의 제품을 적용하여 내조로부터 LNG의 누출이 발생하여도 콘크리트 표면온도가 정해진 기간 동안 일정 온도 이하로 낮아지지 않도록 하는 방법이다. 최근 국내에 서 건설하는 모든 LNG 저장탱크는 경제적이고 적용방법이 간단한 스프레이 폼을 사용하여 LNG 저장탱크 벽체의 저온 안전성을 강화하고 있다.

• 한국가스학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.44-50
• /
• 2005

본 논문에서는 LNG저장탱크의 통압제어 안전관리 시스템에 대한 연구결과를 제시하고 있다. 통합제어 및 안전관리를 효과적으로 진행하기 위한 새로운 통합관리 시스템은 내부탱크로부터 유출되는 가스나 초저온 액체(LNG)에 의한 안전성과 누출문제를 제어하기 위해 온도, 압력, 진동과 같은 신호를 검지하고, 종합적으로 분석하여 시스템의 안전성을 확보할 수 있도록 개발된 것이다. 효율성과 안전성 향상측면에서 LNG저장탱크의 저장용량 증가경향과 최근에 발생된 저장탱크의 고장사례 고찰을 통하여, 기존의 측정장치와 안전장치는 개량되고, 새로운 기술개발이 필요하다는 것을 강조한다. 따라서 본 연구에서는 초대형 LNG저장탱크의 제어와 안전관리를 위해 새로이 개발된 통합제어 안전관리 시스템을 제시하고 있다. 이 시스템에서는 기존의 측정 및 안전장치에 대한 통합과 연계성 및 성능을 향상시키고, 특히 저장탱크 구조물의 변위량을 측정하여 안전성을 확보할 수 있도록 기능성을 새로이 추가하였다. 본 연구에서 개발된 통합제어 안전관리 시스템에 프로세스 통합관리 시스템(PIIS)을 연계하여 사용한다면, LNG 저장탱크의 안전성, 효율성, 생산성은 획기적으로 향상될 것이다.

• 한국가스학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.52-61
• /
• 2001

[ $100,000m^3$ ] 규모의 원통형 탱크에 저장되어 있는 초저온의 액화천연가스는 외부조건 및 운전모드에 따라 복잡한 유동양상과 열물성 변화를 보인다. 이런 현상은 LNG의 저장 및 운전조건과 탱크의 설계사양 및 열전달 특성에 크게 영향을 받으며, 또한 저장탱크내 LNG의 안정적 저장 및 공급에 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 연구에서는 LNG 저장탱크의 외부조건에 따른 2차원 열전달 해석, 시운전시 초기 상온상태의 LNG 저장탱크를 냉각하기 위한 Cool Down 프로세스, 그리고 탱크내 LNG의 유입 및 상승을 고려한 주입프로 세스의 해석을 수행하였다. 또한, 혼합 LNG 저장에 대한 해석도 수행하였다. 이런 LNG저장탱크내의 전반적인 열유동에 대한 해석을 토대로 가시화된 종합적인 열유동 해석프로그램을 개발하였다. 본 프로그램의 개발은 탱크내 저장된 LNG의 열적 안정성 해석의 기술력 확보뿐만 아니라 실탱크의 기본설계에 이용할 수 있게 되었다.

• 에너지공학
• /
• 제21권4호
• /
• pp.339-345
• /
• 2012

최근 안정성 및 경제성 측면에서 완전방호식 LNG 저장탱크(full-containment LNG storage tank)의 대안으로 검토되고 있는 멤브레인 LNG 저장탱크(membrane LNG storage tank)에 대해서 정량적 위험성 평가 방법(QRA; Quantitative Risk Analysis)과 유한요소해석법(FEM; Finite Element Method)을 통하여 안전성 평가를 수행하였다. 본 논문에서는 유한요소해석법(FEM)을 통한 구조안전성 평가에서 140,000 $m^3$ 저장용량을 갖는 LNG 저장탱크의 두 가지 모델은 저장탱크 시스템에 대한 강도 안전성과 누출 안전성 측면에서 해석한 결과에 의하면 모두 안전한 것으로 평가되었다. 또한, 고장수목분석(FTA; Fault Tree Analysis)을 통하여 멤브레인 LNG 저장탱크에 안전성을 강화하기 위해 설계 초기모델에 안전장치로서 멤브레인 바닥부의 충격흡수장치(impact absorber structure), 1차 멤브레인 저장 파손 시 콘크리트 외부탱크(outer tank) 코너부(corner part)의 열충격(thermal stress)을 감소시킬 수 있는 열보호장지(secondary barrier) 및 펌프 낙하 시 안전장치로서 펌프캐쳐(pump catcher)를 보완하고 평가하였다. 결론적으로 개선된 멤브레인 LNG 저장탱크는 안전성 측면에서 완전방호식 LNG 저장탱크와 대등하다는 결론을 도출할 수 있었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.64-69
• /
• 2017

한국은 세계 2위의 LNG 수입국이고 2017년 기준 약 70기의 LNG 저장탱크가 상업운전 중에 있다. LNG산업의 핵심설비인 LNG 저장탱크는 1986년 상업운전 이후 설계보증 연한인 30년이 경과 되면서 도시가스사업법 개정을 통해 2014년부터 정밀안전진단을 수행하고 있다. 정밀안전진단 시 LNG 저장탱크의 외조 콘크리트에 대해서 상태평가를 할 수 있는 기준이 부재한 상태이다. LNG 저장탱크의 구조적 특성과 기존 토목구조물 상태평가 기준 분석을 통해 저장탱크의 대표부재에 대한 상태평가기준을 개발하였다. 개발된 객관적 상태평가기준은 LNG 저장탱크의 안전성 및 신뢰성을 향상시키고 보수기준을 제시할 수 있다.