• 제목/요약/키워드: LNG Containment

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열전달 해석을 이용한 멤브레인형 LNG 화물창의 단열구조 성능비교 (Comparative Study on the Thermal Insulation of Membrane LNG CCS by Heat Transfer Analysis)

  • 황세윤;이장현
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.53-60
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    • 2016
  • 본 연구는 NO96 화물창의 BOG(boil off gas), BOR(boil off rate)을 감소시키기 위한 노력으로 단열재료 및 단열층을 변화시켜서 개발된 NO96-GW, NO96-L03의 방열구조에 대해서 BOG, BOR 값을 계산하고 단열성능을 비교 평가하였다. 두가지의 변형된 NO96 모델을 기존의 NO96 방열과 단열층 및 단열재료의 차이점을 비교하고, 각각의 열저항 및 BOG/BOR 값의 비교 결과를 제시하였다. 열저항 값은 유한요소해석법을 이용하여 계산되었으며, 준정적 열평형 상태를 가정하여 열유속과 온도분포를 통하여 단열성능을 비교하였다. 계산에 사용된 화물창의 모든 재료물성치는 온도 의존값으로서 반영하여 $-163^{\circ}C$에서의 극저온 상태에서 특성을 반영되었다. 각 화물창의 BOG, BOR 계산은 국부 열전달 해석을 통해 방열판에서 발생하는 열유속을 계산하고, 등가모델을 적용하여 계산하는 과정으로 수행되었으며, 그 결과를 각 화물창의 단열성능을 비교 평가하기 위해서 검토하였다.

단순화된 Mark III 방열판의 구조 강도 평가에 관한 연구 (Structural Strength Assessment of Simplified Mark III CS Plate)

  • 정한구;양영순
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.539-543
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    • 2011
  • LNG cargo containment system (CCS) has the primary function of ensuring adequate thermal insulation with keeping natural gas below its boiling point. From the viewpoint of structural design, this LNG CCS can be treated as a laminated composite structure showing complex structural responses under the sloshing load which can be defined as a violent behavior of the liquid contents in cargo tanks due to external forced motions. As LNG CCS type, Mark III containment system from TGZ is considered in this paper and then its structural strength assessment is performed based on a simple higher-order shear deformation theory and maximum stress, maximum strain, Tsai-Wu failure criteria developed for laminated composite plates. The assessment is performed to the initial failure of the Mark III CS plate by investigating failure locations and loads.

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압축목재를 사용한 LNG 화물창 단열시스템의 적합성 평가에 관한 연구 (A study of feasibility of using compressed wood for LNG cargo containment system)

  • 김종환;유동만;박성보;노병재;이제명
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권4호
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    • pp.307-313
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    • 2016
  • 액화 천연가스(LNG)를 운반, 저장하는 화물창은 LNG의 기화를 막기 위해 항상 저온의 상태로 유지되어야 한다. 이러한 극한 환경으로 인해 LNG 화물창에 적용되는 단열시스템의 기술은 상당히 중요하다. 이러한 이유로 LNG 화물창 단열시스템 내에는 구조 및 단열성능을 가지는 적층형 목재인 플라이우드(plywood)가 널리 사용되고 있다. 그러나 최근 슬로싱(sloshing)으로 인한 플라이우드의 파손현상이 보고되면서 이를 해결하기 위한 강도적인 보강이 필요할 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 B타입 LNG 탱크의 지지대로 사용되는 적층형 목재인 압축목재(compressed wood)를 플라이우드를 대체하기 위한 대체 재료로 고려하게 되었다. 이를 위해 압축목재에 대해 압축 및 굽힘시험을 수행하였고 기계적 물성과 파손특성을 확인하였다. 또한 온도와 적층방향을 실험변수로 설정하여 이에 따른 압축 목재의 특성 변화를 분석하였다. 마지막으로 참고문헌을 통해 획득한 플라이우드의 물성과 실험결과를 비교하여 압축 목재의 적용가능성을 평가하였다.

슬로싱 하중을 받는 KC-1 단열시스템의 표면 완충 효과 (An Effect of Surface Dashpot for KC-1 Basic Insulation System Under Sloshing Loads)

  • 진교국;윤인수;양영철
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제3권3호
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    • pp.193-199
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    • 2015
  • 슬로싱 하중은 LNG 화물창의 내부 구조물에 강한 충격을 유발시킨다. 이는 슬로싱 하중에 의해 평면이나 구석 부위에 순간 압력을 증가시키기 때문에 멤브레인 타입의 화물창에서는 매우 위험하다. 멤브레인 타입의 화물창은 선체구조에 비해 매우 유연하므로, 유체-구조 상호작용은 슬로싱 하중을 받는 화물창의 구조해석에서 매우 중요한 역할을 한다. 본 연구는 유한요소해석 기법을 이용하여 LNG 유체와 KC-1 단열시스템의 경계에 대시포트를 이용하여 유체-구조 상호작용을 고려한 해석 방법에 대해 다루었다. 결론적으로 표면 완충 효과를 적용하였을 경우, KC-1 단열시스템의 폴리우레탄폼에서 발생하는 최대응력이 약 1.5 배 낮아지는 효과가 있음을 알아내었다.

동일 형상의 서로 다른 크기를 가지는 2차원 4각 탱크의 슬로싱 충격 압력에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Sloshing Impact Pressures with Two Identically Shaped Rectangular 2-Dimensional Model Tanks with Different Sizes)

  • 황윤식;정준형;김대웅;류민철
    • 대한조선학회 특별논문집
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    • 대한조선학회 2008년도 특별논문집
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    • pp.16-28
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    • 2008
  • Recent growth in LNG market has led dramatic increase in new buildings of LNG carriers and several large LNG carriers are now being constructed by shipbuilders in Korea. Large size LNG carriers has brought keen concerns on the issue regarding safety of cargo containment systems and sloshing impact load which is the critical source of loads on the membrane type containment systems. Up to the present, the best way to properly assess sloshing impact pressures on surrounding walls is a model testing for wide-ranged excitation conditions. These impact pressures obtained from model tests sometimes need to be interpreted to full-scale values and in the near future this necessity will be strengthened for more rigorous and direct safety assessment of LNG cargo containment system. In this paper, a basic experimental study is carried out with two different sized, 2D identically shaped model tanks excited in simple translational motions. Relationships between pressures of different sized model tanks are investigated Model tanks are filled with fresh water and equipped with same sized pressure sensors.

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사용자지정 재료 서브루틴을 활용한 LNG선박 단열시스템 멤브레인의 수치해석 (Numerical Simulation of Membrane of LNG Insulation System using User Defined Material Subroutine)

  • 김정현;김슬기;김명수;이제명
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.265-271
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    • 2014
  • 304L 스테인리스강판은 멤브레인타입 LNG선 단열시스템의 1차 방벽으로 이용된다. 304L 스테인리스강은 변태유기소성(TRIP)강으로 복잡한 재료거동을 보이는데, 이는 소성변형이 발생하는 동안 상변태를 경험하기 때문이다. 본 연구에서는 304L 스테인리스 강의 비선형 기계적 거동분석을 위한 온도의존 일축인장시험을 수행하였으며 재료의 파단이나 비선형 거동을 예측하기 위한 점소성모델을 제안하였다. 수치해석의 결과와 시험 결과를 비교 분석하여 유효성을 검증하였으며 LNG 멤브레인에 대한 적용성을 검토하기 멤브레인 구조시편을 제작하여 구조해석 및 유한요소해석을 수행하였다. 재료모델은 개발 서브루틴을 이용하였으며 ABAQUS 사용자지정 재료 서브루틴을 탑재한 유한요소해석 결과와 극저온 구조인장시험을 수행한 결과를 비교하여 구조적용성을 검증하였다.