• 한국가스학회지
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• 제12권4호
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• pp.14-20
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• 2008

본 논문에서는 멤브레인 내부탱크, 합판, PUF 보냉재, 또 다른 합판, 예응력 콘크리트(PC) 구조물로 건설된 LNG 저장탱크의 강도안전성을 4가지의 누설해석 파괴모델에 대해 수치적으로 해석하였다. $200,000\;m^3$의 저장용량을 갖는 탱크벽면을 통한 LNG의 누설기준은 열저항 온도해석의 핵심이론이다. 결국 누설 LNG의 초저온 온도가 외부탱크의 외측벽면에서 검출되면, 이것은 저장탱크의 벽면두께를 통해 누설되었다고 가정할 수 있다. 열저항법에 기초한 누설안전성 해석결과에 의하면 합판이나 PUF 등은 벽면을 통해 누설하는 LNG를 차단할 수 있지만, 이들 벽면은 누설 LNG의 압력에 의해 파괴되므로 누설안전성을 보장하지 못한다. 그러나, PC 외부탱크는 누설된 LNG 압력을 접해도 초기에는 견디지만, 시간이 경과하면서 누설된 LNG가 탱크벽체 내부로 계속 스며들어 벽체의 온도가 급격하게 떨어지면서 누설은 진행될 것으로 예상된다. 따라서 PC 외부탱크는 누설 LNG를 일정기간 체류시켜 LNG의 누설기간을 연장하는 효과를 제공할 뿐이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.999-1010
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• 2016

최근 국내에서는 고강도 강연선이 실구조물에 적용되는 사례가 늘어나고 있다. 이 연구에서는 LNG 저장탱크에 통상적으로 적용되는 1,860 MPa급 강연선을 2,400 MPa급 고강도 강연선으로 대체할 때 쉬스 배치 간격 증가에 따른 구조적인 영향을 고찰해 보았다. 먼저, LNG 탱크의 원통형 벽체를 모사하는 유한요소모델에 원환텐던 및 수직텐던의 프리스트레싱 효과를 등가하중으로 가하되 프리스트레싱 효과의 총합은 일정한 상태에서 텐던의 간격 및 긴장력을 조절한 결과, 고강도 강연선을 적용해도 설계 시 요구되는 소정의 응력 분포를 구현할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, LNG 탱크 벽체 일부분을 모사하는 실대형 실험체를 제작하고 15.2 mm 직경 고강도 강연선이 31개 삽입된 쉬스를 2개 배치하여 매우 높은 수준의 프리스트레싱 힘이 콘크리트에 적절히 전달되는지 관찰하였다. 한편, 세계 최대 용량인 270,000 kl급 LNG 탱크의 유한요소모델을 구축하고 고강도 강연선을 적용했을 때의 프리스트레싱 효과를 일반 강연선의 경우와 비교하였으며, LNG 누출 사고 시에도 여유압축응력 및 여유압축구간과 같은 수밀성 규정을 만족함을 확인하였다. 이 연구결과는 2,400 MPa급 고강도 강연선이 실제 LNG 탱크에 적용될 때 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.81-86
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• 2014

대형 LNG 내부 탱크의 내측 벽체에 가설되는 스티프너의 제작에 있어 판재 비용을 최소화하기 위하여 다양한 스티프너 규격에 따른 원 판재의 소요 중량과 비용을 분석하였다. 이를 위하여 판재 물량 산정 프로그램을 개발하여 자동화함으로써 설계자가 수작업으로 수행하는 물량 산정을 작업시간의 단축과 함께, 다양한 중량과 비용의 분석이 가능하도록 하였다. 분석결과, 판재 폭이 큰 것을 사용할수록 스티프너를 제작하는데 사용되는 원 판재의 총 소요개수, 중량 및 비용이 감소하였으나, 최적의 LNG탱크용 스티프너 판재 폭을 결정하기 위해서는 소요 판재의 중량과 함께 비용의 분석이 필요하였다.

• 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.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.69-72
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• 2014

LNG 저장탱크의 9% Ni강 내부탱크가 파손되면 LNG가 유출되어 콘크리트 외부탱크가 LNG를 저장하게 되는데 이때 외부탱크의 내면과 외면의 온도차에 의해서 외부탱크 원통형 하단부에 큰 인장응력이 발생하게 된다. 이러한 온도차에 의해 발생되는 인장응력을 감소시키기 위해 단열재와 9% Ni 강재로 이루어진 코너프로텍션이 2차 방벽으로 설치된다. 본 눈문에서는 유한요소법을 이용하여 코너프로텍션의 직사각형 너클형상과 원형 너클형상에 따른 구조해석을 실시하여 Von-Mises 응력과 용접부의 피로수명을 예측하였다. 구조해석 결과 안전계수는 원형 너클이 직사각형 너클보다 23% 크게 나타났고, 피로수명은 원형 너클이 직각 너클보다 21% 크게 나타났다. 동 결과를 이용해서 향후 코너프로텍션의 수명평가 및 최적설계 등에 활용이 가능할 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.155-164
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• 2019

이 연구에서는 기초의 종류에 따라 지반-구조물 상호작용(SSI) 효과가 LNG 저장탱크의 지진응답해석에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력과 내조탱크의 밑면전단력 및 전도모멘트를 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 고정 기초해석에 의한 외조와 내조탱크의 지진응답이 SSI 효과로 인한 지진응답보다 매우 컸다. (2) SSI의 효과가 내조탱크와 외조탱크의 동적응답에 미치는 영향은 기초의 형식에 따라 다르게 나타난다. (3) 말뚝지지 전면기초에서 동다짐 효과에 의한 구조물 응답의 변화는 약 10%로서 무시할 수 없을 정도로 큰 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제5권4호
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• pp.49-55
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• 2001

본 연구에서는 $9\%$ 니켈강재로 제작된 완전 방호식 내부탱크 구조물의 설계 안전성 문제를 유한요소법으로 해석하고자 한다. 내부탱크 구조물에 대한 수치적 해석결과에 의하면 내부탱크에 부착된 톱가더와 스티프너는 내부탱크의 변형율과 응력을 제어하는 중요한 역할을 하고 있다. 내부탱크에 작용하는 여러 하중에서 초저온 액체에 의한 유체정압은 $-162^{\circ}C$의 초저온 온도하중보다 더 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 그러나, 내부탱크에 작용하는 자중량 좌굴하중에 의한 영향은 내부탱크 구조물이 충분한 강도로 이미 설계되어 있으므로 대단히 자게 나타났지만, 특히 톱가더나 스티프너의 역할은 미미한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.1801-1806
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• 2014

본 논문은 LNG저장 탱크의 수위 넘침을 방지하기 위한 레벨 미터 개발에 관한 연구이다. LNG저장 탱크는 주위 환경이 초저온 상태이므로 이에 대한 환경 및 구조적 조건을 충분히 고려한 상태에서 관련 기자재에 대한 개발이 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 수치 해석적으로 초저온 환경에서 안정적으로 구동되는 플로터의 설계 조건을 우선 선정하였다. 이를 바탕으로 LNG 저장 탱크 내에서 수위 넘침 방지 시스템의 구조 안정성을 평가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-8
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• 2005

본 연구에서는 $9\%$ 니켈강재식 LNG저장탱크에 대한 누설 안전성을 여러 가지 단열재와 코너 프로텍션, PC 구조물 사이에 존재하는 열저항 평형온도 효과를 고려하여 유한요소법으로 해석하였다. FEM 계산결과에 따르면, 파이버 글라스 블랑켓, 펄라이트 파우더, 셀루러 글라스 단열재 등은 재질의 취약한 강도 때문에 누설 LNG에 의한 하중이 가해지면 단열재 자체가 파손되므로 누설 안전성을 보장할 수 없게 된다. 그러나, 내부탱크와 단열재가 동시에 파손되어도 $9\%$ 니켈강재로 제작된 코너 프로텍션(CP) 예응력 콘크리트(PC)구조물의 외부탱크는 LNG의 복합하중에 대하여 강도 안전성을 확보하고 있으므로, 누설 LNG를 최소한 10일 정도는 안전하게 체류시킬 수 있다. 따라서, $9\%$ 니켈강제식 LNG 저장탱크 시스템은 이들 두 가지 구조물에 의해 누설 안전성이 확보된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.138-142
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• 2000

In LNG Tank, it is very important to measure the strain in Membrane by theoretical and experimental stress analysis. In this paper, perform the test about strain gage, thermal sensor and lead wire to make clear the properies. The test results conclude that stress measurement by strain gage must consider the effect of many factors to measure strain acculately. The corrections should be made on apparent strain, lead wire length and Membrane shape. It is also important to measure the temperatures accurately at the strain gage location