• 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.

• 한국가스학회지
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• 제5권4호
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• pp.85-91
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• 2001

내부탱크의 파손에 따른 외부탱크의 누설 안전성을 검토하기 위해서 PC 구조물의 누설 저지효과에 대해 고찰하고자 한다. 이러한 누설 안전성 해석은 완전 방호식의 PC 구조물로 제작된 외부탱크가 내부탱크로부터 유입된 $-162^{\circ}C$의 초저온 액체에 의해 파손될 것이라는 가정을 하고, BS 7777에서 규정한 잔류압축구간의 개념을 도입하여 누설 안전성을 예측하였다. 계산된 결과에 의하면 PC 구조물로 제작된 외부탱크가 $10\%$ 잔류압축구간이 설치될 경우 $-162^{\circ}C$ 초저온 액체에 의해 누설된 총시간은 215시간(약 9일) 걸리는 것으로 해석되었고, 내부탱크에 설치된 주펌프 3대($330m^3/hr$ 송출용량)를 가동하면 $140,000m^3$ 규모의 LNG를 이웃 저장탱크에 이송하는데는 6일정도 걸리기 때문에 최소한 수치적으로는 안전하다는 결과이다.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제3권3호
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• pp.112-124
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• 2017

As an LNG carrier preserves and transports liquefied natural gas under minus $163^{\circ}C$, the cargo tank has to have sufficient hull strength against not only the wave loads but also against loads caused by loading and unloading and thermal expansion to keep the LNG safely. The main insulation types for a CCS are No.96 and Mark III from GTT for the membrane LNG carrier. Particularly, the invar membrane plate in No.96 is very thin and its connections could experience high local stresses owing to such dynamic loads. Therefore, it should be verified whether those connections have sufficient fatigue lives for the purpose of operation and maintenance. This research aims at performing fatigue analysis with 0.1 fatigue damage criteria for 40 years of design life to support new membrane CCS development using proper S-N curves and the associated finite element modeling technique for each connection and then propose a reasonable design methodology.

• 한국해양공학회지
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• 제22권3호
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• pp.96-102
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• 2008

As LNG tank is operated around $-162^{\circ}C$, an experimental approach on the cryogenic temperature tensile and fatigue strengths of SUS304L lap joint weld is very important at the design stage of membrane type LNG tank. In this study, in order to estimate the tensile and fatigue strengths of SUS304L lap joint weld at cryogenic temperature condition, tensile and fatigue tests were conducted. Also, S-N curves are presented with statistical testing method recommended by JSME. As a result of the experimental approach, the d￡sign guide of fatigue strength is proposed and that is expected to be useful for membrane type LNG tank design.

• 한국가스학회지
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• 제22권4호
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• pp.1-6
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• 2018

IMO에서 규정하는 LNG 벙커링 선박용 연료 탱크 중 C형 가압탱크는 내외 2중 용기로 구성된 초저온 탱크에 $10^{-2}$ Torr 진공과 펄라이트 단열재가 충전되는 것이다. 그러나 이 단열방식은 LNG 기화량이 하루당 2.0 % 내외로 증발율이 커서 보다 단열효과가 좋은 탱크가 요구되어 진다. 본 연구에서는 내외탱크 사이에 고진공을 적용하고 외부탱크의 내벽체에 중간 단열로 펄라이트 진공단열을 적용하는 단열 방식을 새로이 고안하여 열해석을 수행하였다. 이의 장점으로는 진공 공간의 감소로 고진공 형성 시간을 크게 감소되고, 진공도 $10^{-4}$ Torr 이하에서 하루당 증발율이 0.16 %에 불과한 매우 효율이 높은 탱크 단열방식이 되었다. 만약 현재의 IMO C형 탱크의 진공펄라이트 단열에서 진공이 파괴되는 경우, C형 탱크는 하루당 4.9 %의 증발이 발생하고 새 고안 탱크는 5.23 %로 거의 동일하게 된다.

• 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.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2017년도 특별논문집
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• pp.93-104
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• 2017

IMO type C independent tank is one of the cargo containment system specified on IGC code. It is normally adopted for small and medium size liquefied gas carrier's cargo containment system and it can be applied to fuel tank of LNG fueled vessel. This study focuses on rule scantling process and evaluation methods in early design stage of type C independent tank. Actual design results of 22K LPG/Ammonia/VCM carrier's No.2 cargo tank are demonstrated. This paper presents the calculation methods of design acceleration and liquid height for internal design pressure as defined on IGC code. And this paper shows the applied results of classification rules about shell thickness requirement and buckling strength. Additionally this paper deals with evaluation methods of structural strength and cumulative fatigue damage using FE analysis.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.141-147
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• 2010

LNG 천연가스로서 저장과 운반이 용이한 액체로 변형이 가능하며, 청정연료로 각광받게 되어, 석유에너지의 의존도를 낮추고 에너지사용의 다변화를 위해 1986년 인도네시아로부터 처음 도입된 이래로 산업의 성장과 더불어 그 수요량이 지속적으로 증가하고 있다. LNG는 천연가스의 부피를 영하 약 $-162^{\circ}C(-260^{\circ}F)$까지 냉각시켜 1/600까지 줄일 수 있으므로, 저장 및 운반에 있어서 매우 효율적이다. 현대의 LNG 저장탱크는 철근 콘크리트 이중벽과 내부 니켈방호벽 및 벽사이의 효율이 높은 단열재로 구성된 완전 방호식이 적용되고 있다. 단열재는 극저온의 온도가 LNG 탱크 외벽으로 전달되는 것을 차단하며, 바닥슬래브, 외벽 및 상부에 설치된다. LNG 저장탱크의 단열재의 배치에 따라 콘크리트 외조에 작용하는 온도분포에 차이가 나므로, 본 연구에서는 기 건설된 완전 방호식 LNG 저장탱크 바닥판 단열재의 배치에 대해 검토하고, 이를 바탕으로 단열시스템 개선 방안을 제안하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제9권4호
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• pp.1-5
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• 2005

소성가공으로 제작되는 575 304재료 멤브레인의 피로 특성에 대하여 조사하였다. 소성 가공량에 의한 영향을 파악하고자 5종류의 시험편에 대하여 피로 시험을 실행하였다. 피로 시험은 실온과 저온에서 수행하였으며, 모든 시험 결과는 지하식 저조 지침에서 제시하는 피로 시험 데이터와 비교 분석하였다. 이러한 결과를 기본으로 프레스 가공 제작 KOGAS 멤브레인 피로 수명 평가에 RPIS 설계 피로 곡선을 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1346-1351
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• 2004

This study is concerned with the thermal analysis during the cool-down period of 135,000 $m^3$ class GT-96 membrane type LNG carrier under IMO design condition. The cool-down is performed to cool the insulation wall and the natural gas in cargo tank for six hours to avoid the thermal shock at the start of loading of $-163^{\circ}C$ LNG. During the cool-down period, the spraying rate for the NG cooling decreases as the temperature of NG falls clown from $-40^{\circ}C$ to $-130^{\circ}C$ and the spraying rate for the insulation wall cooling increases as the temperature gradient of the insulation wall is large. It was confirmed that there existed the largest temperature decrease at the 1 st barrier and 1st insulation, which are among the insulation wall, especially in the top side of the insulation wall. By the 3-D numerical calculation about the cargo tank and the cofferdam during the cool-down period, the temperature variation in hulls and insulations is precisely predicted.