• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.81-92
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• 2018

최근 천연가스에 대한 수요가 높아지면서 이를 저장하기 위한 LNG 탱크의 건설이 증가하고 있다. LNG는 효율적인 저장을 위해 극저온의 유체로 액화되므로, LNG 탱크의 결함으로 인한 LNG 유출은 막대한 피해를 야기할 수 있다. 많은 연구자들이 다양한 LNG 유출 상황에 대하여 발생가능 한 피해 영향을 평가하였으나, 극저온의 LNG 유체가 유출될 경우 LNG 탱크를 지지하고 있는 지반에 미치는 영향에 대한 연구는 제한적이다. 따라서 본 논문에서는 LNG 탱크 및 지반의 다양한 조건을 고려하여 LNG 유출에 따른 동결 지반의 역학적, 열적 거동 변화에 대한 연구를 수행하였다. 유출 시나리오의 구현을 위해 수치해석을 수행하였으며, 상재하중, 온도 경계조건, 흙의 동결 민감성 변화에 따른 지반과 기초구조물 거동을 조사하고자 하였다. 이를 통해 LNG 유출 이후 지반의 단기 및 장기 온도변화를 평가하였으며, 지반 동결에 따른 간극 및 연직변위 변화를 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권5호
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• pp.487-494
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• 2011

LNG / LNG-FPSO선박에 사용되는 안전밸브는 배관 시스템으로부터 유체를 방출하여 시스템의 압력을 일정하게 유지시키는데 중요한 역할을 한다. 이러한 안전밸브의 기능적 특성으로 인해 유출계수는 밸브의 성능 중 가장 큰 비중을 차지하며, 선급의 인정을 받기 위해서는 0.8이상의 유출계수가 요구되고 있다. 밸브 성능을 향상시키기 위해서 밸브 내부에서 발생하는 유동특성에 대한 정확한 이해가 필요함에도 불구하고 대부분의 밸브 설계의 경우 현장 작업자들의 경험과 실험에 의한 시행착오에 의존하고 있다. 본 논문에서는 안전밸브에 대한 유동해석을 통해 밸브 내부에 발생하는 압축성 유동현상을 고찰하였고, 실험과 해석에 의한 유출계수를 비교하여 유동해석의 타당성을 검증하였으며, 안전밸브를 지나는 공기의 질량유량을 예측하기 위한 유동해석 모델을 확립하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.73-79
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• 2001

LNG저장탱크의 코너프로텍션은 단열재인 formglass와 $9\%$니켈강 라이너로 구성되어 있으며 역할은 내조가 파손되어 LNG가 유출될 때 콘크리트 외벽 코너에 가해지는 열하중에 의한 원주방향 인장응력을 감소시키기 위한 것이다 그러므로 이의 설계하중은 유출된 LNG에 의한 열하중과 액압하중에 의존한다. 본 논문에서는 설계하중조건으로 운전조건, 중대유출조건, 부분유출조건을 제시하였다. 그리고 이러한 설계하중조건들에서 ASME section VIII, div 2. appendix 4에 따른 코너프로텍션의 건전성을 평가하는 절차로서 위치별 응력유형을 구별하고 제시한 설계개념에 적합한 모델을 만들어 유한요소해석을 통하여 규격요건에의 적합성을 검토하는 과정을 소개하였다.

• 플랜트 저널
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• 제16권3호
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• pp.42-46
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• 2020

FLNG 혹은 FSRU와 같이 대량의 LNG를 처리하는 공정에서의 LNG 누출 사고 시, 강재의 급격한 온도변화는 구조물의 취성파괴를 야기시킬 가능성이 있다. 본 논문에서는 극저온 유출 실험을 통해 극저온 유체가 강판에 형성되는 원리 및 과정을 알아보고, 노즐로부터의 거리 및 노출시간에 따른 강판의 온도변화의 상관관계를 분석하고자 한다. 극저온 유체는 LN2(비점 -192℃) 및 LNG(비점 -162℃) 두 가지 종류를 사용하였으며, 유출량은 LN2의 경우 1.6L/min 및 LNG 1.5L/min로 강판의 상부에서 분사하였다. 강재는 DH계열 이용하였으며, 총 10 지점에서 온도를 측정하였다. 실험 결과 극저온 유출 초기 강재표면에서 Leidenfrost 효과가 관찰 되었으며, 극저온 유체가 흐르는 경로 및 유체의 증발열에 차이에 따라 강재의 온도분포가 다르게 나타나는 것을 발견하였다.

• 한국가스학회지
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• 제6권4호
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• pp.33-39
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• 2002

[ $9\%$ ]니켈형 LNG 저장탱크는 내조와 외조가 독립적으로 초저온의 LNG를 저장할 수 있는 이중구조로 되어있다. 내조의 재료로는 초저온에서의 기계적 성질이 우수한 $9\%$니켈강을 사용한다. 그리고 내조파손에 의해 유출된 LNG를 저장할 수 있도록 콘크리트 외조가 설계된다. 코너프로텍션은 LNG 유출시 콘크리트 외조 코너부에 발생하는 열응력을 감소시키기 위해 단열재와 $9\%$니켈강 라이너를 시공하는 것을 말한다. 열하중에 의해 팽창과 수축이 반복되는 코너프로텍션의 경우 복잡한 응력상태가 발생되기 때문에 설계상의 어려움이 있다. 현재 한국가스공사에서 운용하고 있는 LNG탱크에는 TKK, KAWASAKI, WHESSOE사에서 설계한 코너프로텍션이 시공되어 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통해 이들의 설계사양에 대해 ASME Section VIII Div. 2. Appendix 4에 기초한 건전성을 비교/분석하였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권1호
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• pp.40-44
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• 2009

LNG 저장탱크의 대형화 추세에 맞춰 대형화, 건설비용 등에 있어 상대적으로 유리한 강재 지붕형 LNG 저장탱크에 대한 구조안전성을 기존의 콘크리트 지붕형 저장탱크와 비교 평가하였다. 20만$k{\ell}$ 강재 지붕형 탱크와 콘크리트 지붕형 탱크에 대해서 정상운전상태, LNG 유출상태 및 지진하중상태의 주요 하중조합조건에서 유한요소해석기법을 이용하여 해석하고, 벽체, 바닥 및 지붕의 강도비를 통해서 구조안전성을 정량적으로 평가하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.57-73
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• 2004

Pilot LNG Tank에서 LNG가 누출되어 화재가 발생할 경우의 정량적 안전성 평가를 고장수목법을 이용하여 4가지 형태의 주요 시나리오를 도출하고 이에 대한 분석을 수행하였다. 첫째 방출관에서 누출할 경우에 특정 Low Flammable Limit(LFL)반경은 형성하지 않았으며, 둘째는 탱크파손으로 인한 LNG 유출이라는 최악의 시나리오 분석을 수행하였고, 그 결과를 살펴보면 총 누출량이 같더라도 시간에 따라 여러 가지 확산범위가 나타남을 확인할 수 있었다. 셋째는 inlet/outlet파이프의 손상으로 인한 누출로 10달과 타분 두 경우에 대해 분석하였으나, 각각의 경우 LFL의 반경은 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서, 이와 같은 LNG누출 사고의 경우 초기 방출량의 크기가 확산의 주요 인자임을 알 수 있었다. 넷째는 방류둑에서 LNG배관이 파손될 경우 LFL의 크기를 산출하였다. 한편 복사열 및 불꽃의 크기에 대한 피해결과 분석을 동시에 수행하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권6호
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• pp.517-526
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• 2014

The leakage of cryogenic LNG through cracks in the insulation membrane of an LNG carrier causes the hull structure to experience a cold spot as a result of the heat transfer from the LNG. The hull structure will become brittle at this cold spot and the evaporated natural gas may potentially lead to a hazard because of its flammability. This paper presents a computational model for the LNG flow and heat diffusion in an LNG insulation panel subject to leakage. The temperature distribution in the insulation panel and the speed of gas diffusion through it are simulated to assess the safety level of an LNG carrier subject that experiences a leak. The behavior of the leaked LNG is modeled using a multiphase flow that considers the mixture of liquid and gas. The simulation model considers the phase change of the LNG, gas-liquid multiphase interactions in the porous media, and accompanying rates of heat transfer. It is assumed that the NO96-GW membrane storage is composed of glass wool and plywood for the numerical simulation. In the numerical simulation, the seepage, heat diffusion, and evaporation of the LNG are investigated. It is found that the diffusion speed of the leakage is very high to accelerate the evaporation of the LNG.

• 한국가스학회지
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• 제9권1호
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• pp.44-50
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• 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.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.95-98
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• 2006

Many LNG ships will be constructed in Korea and the demand of safety valves is increasing. The most important performance of the developed safety relief valves for LNG ship is flow capacity. Flow capacity tests for 8 sizes of developed safety valves were conducted in the high pressure gas flow standard system in KRISS. The initial spring force adjustment was important for setting pressure of the safety valve. The procedure of data reduction and evaluation of the safety valve performance are suggested. This procedure was approved by French Bureau Veritas and Lloyd's Register.