LNG는 극저온액체로 저장탱크의 열유입으로 인하여 지속적으로 BOG가 발생하고 있으며, 이의 효과적인 방법의 재액화가 요구되고 있다. 이 BOG의 재액화에는 공급되는 저압 펌프 후의 LNG의 냉열을 이용하는 데, 현재의 공정은 BOG 단위 발생량에 대하여 10배 이상의 LNG 흐름이 요구되고 있다. 본 연구에서는 NGL분리액화와 2차 고압펌프 후의 LNG 냉열을 이용하는 공정을 새롭게 고안하였으며, 이를 분석한 결과 LNG 소요유량이 3~4배에 불과한 매우 효과적인 재액화 시스템이 되었다. 본 고안에 의하면 하절기에도 원활한 BOG 재액화가 가능하므로, LNG기지의 안전성 향상과 공급 의 효율을 높일 수 있는 매우 효과적인 공정으로 분석되었다.
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.
The Floating storage and re-gasification unit (FSRU), which has large cargo storage tanks, is a floating liquefied natural gas (LNG) import terminal. The sloshing motion in tanks that are partially filled with LNG can cause impact pressure on the containment system and affect the global motion of the FSRU. Therefore, the accurate prediction of sloshing motion has been a significant issue in the offshore gas production industry. In this paper, a particle method based on the moving particle semi-implicit (MPS) method proposed by Koshizuka and Oka (1996) has been modified to predict sloshing motion accurately in a rectangular tank with the filling ratio of water. The simulation results, including the violent sloshing of the fluid, were validated by comparison with the original MPS method.
본 연구에서는 액화천연가스(LNG 즉 Liquefied Natural Gas) 저장탱크의 보강재(stiffener) 설계를 위한 주요 설계인자들의 특성을 파악하고 구조 최적설계를 수행하였다. 보강재가 결합된 LNG 저장탱크의 내조는 외부의 펄라이트(perlite)의 압력에 의해 좌굴되지 않도록 설계되는데, 기존의 보강재 설계방법에서는 펄라이트 압력이 내조 높이에 무관하게 동일하다고 가정하여, 보강재의 과도한 설계를 초래하였다. 본 연구에서는 펄라이트의 물성값에 따른 펄라이트 압력분포의 영향을 살펴보았고, 최적설계를 통해 기존 설계보다 보강재의 재료비용이 15.3% 절감됨을 알 수 있었다.
Korea Gas Corporation(KOGAS) is a Liquified Natural Gas(LNG) supplier through out the Korea. LNG, which is imported wholly from foreign countries, is compressed 1/600 for easy transportation and is stored in a liquid state in the storage tanks at Incheon, Pyeongtaek and Tongyeong. At LNG receiving terminals, LNG is vaporized to natural gas before supplying to City Gas Consumer of Power Plant. The secondary pump is a equipment which compress LNG from 1- kgf/cm2 to 70 kgf/cm2. The secondary pump at Tongyeong LNG receiving terminal is consisted of two pumps in one underground PIT, and is connected to supporting structures. It is therefore expected that there is a vibration problem whit the pump and was found that high level vibration was occurred in a low frequency band($5^{\sim}10Hz$). In this paper, the vibration of secondary pump was analyzed, and the main cause of vibration was found out.
LNG 저장 작업 중 기계결함, 부주의 등으로 인해 사고가 꾸준히 발생하고 있다. 이전 연구에서는 위험을 미리 감지하는 압력, 온도, 가스 농도, 플로우 측정이 가능한 환경 센서 모듈을 개발하고 누출된 가스량에 따른 응답속도를 측정하였었다. 본 논문에서는 환경 센서 모듈이 측정한 데이터를 SPI, UART, LTE의 유무선 네트워크와 연결된 임베디드 기기들에 안전하게 전송해주는 유무선 통신 모듈의 개발을 제안한다. 먼저 환경 센서와 연동 가능한 데이터 통신 모듈을 설계한다. Local Control Part의 각 장치간 프로토콜과 Local Control Part와 Remote Control Part의 유무선 프로토콜을 설계한다. 이더넷, WiFi, LTE 통신 모듈을 설계하고 임베디드 제어기와 연동 가능한 UART, SPI 채널을 설계하였다. 그 결과, 각 임베디드 기기가 유선, 무선 동시 통신하면서 환경 센서 모듈이 측정한 데이터를 전송함을 UI(User Interface)를 통해 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 최근 대도시 대기오염물질 감소 차원에서 추진되고 있는 천연가스 자동차의 보급 확대가 LNG 저장탱크 및 부하패턴에 미치는 영향을 계량 모형을 통해서 분석하였다. 또한 이를 바탕으로 천연가스 자동차 보급이 천연가스 수요관리의 역할을 수행할 수 있는지의 여부에 대해서도 검증하였다. 모형분석 결과, 수송용 천연가스는 지속적으로 증가하여 2014년에는 총 수요의 7.84%를 점유할 것으로 전망되었으며, LNG 저장탱크 또한 천연가스 차량을 도입하지 않았을 경우와 비교하여 10만 ㎘/급 기준으로 2014년에는 1.3기의 감소효과가 있는 것으로 나타났다. 도시가스용 월별 TDR은 2014년에 0.4, 전체 월별 TDR은 0.15정도 개선될 것으로 전망되었다. 이러한 결과는 천연가스 자동차 보급이 환경개선 뿐만 아니라 천연가스 저장설비 절감 효과도 있음을 증명한 것이다. 따라서, 천연가스 자동차 보급 확대는 천연가스 수요관리 방안으로서 역할을 충분히 수행할 수 있음이 검증되었으며, 저장설비 최적화를 위한 수요관리의 일환으로서 고려될 수 있다. 그러나, 본 연구에서 구성한 수송용 천연가스 수요전망 모형은 시장기능을 반영한 수요전망 모형이라기 보다는 정부의 천연가스 차량 보급 추진계획을 토대로 이를 수정한 모형임을 밝힌다.
Ha, Mun-Keun;Kim, Mun-Sung;Paik, Bu-Keun;Park, Chung-Hum
한국해양공학회:학술대회논문집
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한국해양공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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pp.189-195
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2000
New concept of LNG-FPSO ship with moonpool and bilge step in bottom is considered and investigated in the point of motion reduction and sloshing phenomena of the cargo and operation tanks. The cargo capacity of the ship of which principle dimensions is L x B x D x t(design) =270.0 x 51.0 x 32.32 x 13.7(m) 16K at 98% loading condition. The two moonpools and rectangular step at bilge part are setted up specially for getting the effect of motion decrease. For the motion analysis, linearized three dimensional diffraction theory with the simplified boundary conditions is used. The six-degree of freedom coupled motion responses are calculated for the LNG-FPSO ship. Viscous effects on the roll motion responses of a vessel are taken into account in this calculation program using an empirical formula suggested by Ikeda, Himeno and Tanaka is used. The case study for the moonpool size had been carried out by theoretical estimation and experimental method. For the optimization of the moonpool size and effect of the step, 9 cases of its size and with and without step are considered. From the results of calculation and experiment, it can be concluded that this designed LNG-FPSO ship have possibility to carry out her missions in the rough sea as for the owner's demand waves condition. The motion responses, especially roll motion, for the designed LNG-FPSO ship are much lower than those of another drillship and shuttle tanker and limit criterions are satisfied. For the check of the cargo tank and operation tank sizes we have performed sloshing analysis in the irregular waves which focuses on the pressure distribution on the tank wall and the time history of pressure and free surface for No.2 and No5. tanks of LNG-FPSO with chamfers. Finally we got the tank size which has no resonance and no impact pressure in all filling in the bow quartering and beam sea.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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