• 한국해양공학회지
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• 제16권1호
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• pp.1-7
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• 2002

본 논문에서는 선체 하부에 moonpool과 bilge step을 장착한 새로운 개념으의 LNG-FPSO를 운동감소와 cargo, operation tank의 슬로싱 현상의 관점에서 기술하였다. LNG-FPSO의 주요제원은$L\times B\times D\times t(design)=270.0\times51.0\times32.32\times13.7(m)$ 이고 적용조건은 total corgo capacity of 161KT at 98% loading condition 이다. LNG-FPSO의 운동감소의 목적으로 2개의 moonpool과 선체하부 bilge 부분에 사각 step을 장착하였다. LNG-FPSO의 운동해석을 위해 단순화된 경계조건을 만족하는 선형화된 3차원 diffraction theory를 사용하였고 LNG-FPSO의 연성된 6-자유도 운동응답을 계산하였다. LNG-FPSO의 정확한 Roll 운동을 추정하기 위해 점성효과는 Himeno(1981)가 제안한 경험식을 사용하였다. Moonpool의 크기에 따른 운동감소의 경향을 파악하기 위해 이론적 계산과 실험적 방법으로 수행하였다. Moonpool 크기와 bilge step의 효과를 최적화하기 위해 총9가지의 case를 설정하였다. 이론 및 실험 결과로부터 본 LNG-FPSO는 moonpool과 bilge step의 장착으로 인한 감쇠력의 증가로 운동성능이 우수하다. 본 LNG-FPSO의 운동 응답중, 특별히 roll 운동이 다른 drillship, shuttle tanker등의 선박과 비교하여 상당히 작았고 이는 moonpool과 blige step의 장착으로 인한 효과로 판단된다. Cargo tank와 operation tank 크기를 검토 하기 위해 불규칙 해상중 sloshing 해석을 chamfer를 갖는 LNG-FPSO의 No.2, No.5 tank 벽면의 압력 분포와 자유표면의 time history에 초점을 맞추어 수행하였다. 최종적으로 tank 크기를 최적화 하였고 최적화된 tank는 선수사파와 횡파상태의 모든 filling에서 공진현상과 충격압력이 발생하지 않음을 확인하였다.

• International Journal of Ocean Engineering and Technology Speciallssue:Selected Papers
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• 제5권1호
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• pp.22-28
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• 2002

A New concept for the LNG-FPSO ship, with moonpool and bilge step in bottom, is proposed. This concept is investigated with regard to motion reduction and sloshing phenomena of the cargo and operation tanks. The principal dimensions of the ship are $L\timesb B\times D\times t(design)=270.0\times51.0\times32.32\times13.7(m)$, with a total cargo capacity of 161KT; a 98% loading condition is considered for this study. The moonpools and rectangular step at the bilge have been designed for the purpose of decreasing the motion within the tank. For the motion analysis, linearized three-dimensional diffraction theory, with the simplified boundary condition was used. The six-degree of freedom coupled motion responses were calculated for the LNG-FPSO ship. Viscous effects on the roll motion responses of a vessel were taken into account in this calculation program, using an empirical formula suggested by Himeno(1981). The case study for the moonpool size has been conducted using theoretical estimation and the experimental method. For the optimization of the moonpool size and effect of the bilge step, 9 cases of its size, both with and without bilge step, were involved in the study. no motion responses, especially roll motion, for the designed LNG-FPSO ships are much lower than those of other drill ships and shuttle tankers. The limit criterions are satisfied. To check the cargo tank and operation tank sizes, we performed a 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 5 tanks of LNG-FPSO with chamfers. Finally, optimum tank sire was estimated.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권2호
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• pp.233-239
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• 2016

본 연구에서는 LNG-FPSO 선박에 탑재되어 있는 장비들의 운영효율을 최대화하기 위한 상태기반유지보수(CBM) 활동을 지원하는 보전시스템을 개발하였다. 개발된 보전시스템에서는 상태기반유지보수를 수행할 주요 장비들을 식별하여 이를 PWBS(Product Work Breakdown Structure)로 정의하였고 식별된 장비들로부터 실시간 수집되는 센서데이터를 이용하여 장비들의 고장분석과 최적 유지 보수 방안을 결정하기 위한 경제성평가 등을 수행하며, 이들을 수행하기 위해 필요한 입출력 데이터를 저장, 관리하는 고장사례 및 유지보수데이터베이스를 구축하였다. 개발시스템의 성능검증을 현재 개발 중인 LNG-FPSO 선박의 Inlet 시스템의 Compressor와 화물창의 Pump Tower 등과 같은 주요 장비들을 대상으로 실시하였고 이를 바탕으로 상태기반유지보수의 가능성을 확인하였다.

• 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.

• 플랜트 저널
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• 제9권3호
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• pp.38-42
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• 2013

지속적인 유가 상승과 환경규약 및 안전성, NIMBY현상 등의 문제로 해상 가스전에 대한 관심이 높아지고 있다. LNG-FPSO는 해양 가스전에서 채취된 천연가스의 불순물을 제거하고, condensate와 LPG를 회수하며, 정제된 가스를 이송 가능한 형태로 액화시키는 최첨단 해양플랜트이다. 반면 작업 시 해상 환경에 많은 영향을 받으므로 선체 운동을 고려한 전처리 공정 효율을 파악하고 설계에 반영해야 한다. 본 연구는 LNG-FPSO의 선체 운동 영향 및 제한된 선상 공간의 최적화를 고려한 해상 전처리 기술을 개발하기 위한 기초 연구이다. 이에 아민 흡수공정과 멤브레인 공정을 혼합한 hybrid 공정을 검토하였으며, 일반 아민흡수공정에 비하여 낮은 용매 순환량, 낮은 열용량, 작은 컬럼 크기가 요구되어 해상용 전처리 공정에 적합함을 확인하였다. 이것은 또한 6자유도 운동 실험 및 CFD 해석을 병행하여 시뮬레이션을 가시화함으로써 다양한 해상상태에 따른 LNG-FPSO의 공정 효율을 검토할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권5호
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• pp.574-579
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• 2012

본 논문에서는 $CO_2-C_2H_6-N_2$와 $CO_2-N_2$를 각각 적용한 캐스케이드 액화사이클을 새롭게 제안하고, HYSYS를 이용하여 이에 대한 성능 및 엑서지를 분석한 후, 이 사이클이 LNG-FPSO선에 적용가능여부를 확인하였다. 그 분석 결과로부터, 효율적인 측면에서는 $CO_2-C_2H_6-N_2$ 액화사이클이 우수하였고, 엑서지 손실측면에서는 장치 수가 적은 $CO_2-N_2$ 액화사이클이 오히려 높게 나왔다. 그리고 $CO_2-N_2$ 냉매용액화사이클은 기존의 $C_3H_8-C_2H_4-C_1H_4$ 보다 낮은 효율과 높은 압축일량을 보였다. 하지만, $N_2$ 사이클의 효율이 더 개선된다면 액화사이클의 구조가 간단하기 때문에 LNG-FPSO용 액화사이클로서 적합할 것으로 생각된다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.119-123
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• 2002

Liquefied Natural Gas(LNG) continues to attract modern gas industries as well as domestic markets as their main energy source in the recent years. This is mainly because LNG is inherently cleaner and more energy efficiency than other fuels. Offshore LNG production plant is of interest to many oil producing companies all over the world. This article discuss about the production process encountered while developing such a production facility. Typical offshore oil and gas processing required for oil stabilization and other optional units that can be added to the facilities. The production process can broadly be divided into five major units namely, (i) Oil Stabilization unit, (ii) Gas Treatment unit, (iii) Methane Recovery unit, (iv) Distillation unit and (v) LNG Liquefaction unit. The process simulation was carried out for each unit with a given wellhead composition. The topside facilities of offshore LNG production plant will be very similar to the process adopted in offshore processing platform along with the typical onshore LNG production plant. However, the process design problems associated with FPSO motion to be taken care of while developing floating LNG production plant.

• 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.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권6호
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• pp.537-553
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• 2016

This paper addresses the safety of two-row tank design by performing the extensive sloshing model tests. Owing to the uncertainties entangled with the scale law transforming the measured impact pressure up to the full scale one, so called comparative approach was taken to derive the design sloshing load. The target design vessel was chosen as 230 K LNG-FPSO with tow-row tank arrangement and the reference vessel as 138 K conventional LNG carrier, which has past track record without any significant failure due to sloshing loads. Starting with the site-specific metocean data, ship motion analysis was carried out with 3D diffraction-radiation program, then the obtained ship motion data was used as 6DOF tank excitation for subsequent sloshing model test and analysis. The statistical analysis was carried out with obtained peak data and the long-term sloshing load was determined out of it. It was concluded that the normalized sloshing impact pressure on 230 K LNG-FPSO with two-row tank arrangement is higher than that of convectional LNG carrier, hence requires the use of reinforced cargo containment system for the sake of failure-free operation without filling limitation.

• 대한조선학회지
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• 제47권3호
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• pp.3-7
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• 2010

국내 조선소와 학교, 연구소에서 1990년대 중반 이전의 빙해선박에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다고 해도 과언이 아니다. 하지만 2000년대 초반부터 러시아가 St. Petersburg항을 통해 본격적으로 원유를 수출하기 시작하면서 내빙선 시장이 호황을 맞이하게 되었고 빙해선박 특히 내빙선박에 대한 관심이 집중되었다. 당시에 한국의 조선소들은 FMA rule 상의 엔진 출력이 과도한 것을 인지하고, 적정한 엔진 사양을 파악하기 위한 공격적인 연구개발로 ICE Class 1A, 1B, 1C의 선박을 상당히 많이 수주하여 선주에게 인도하였다. 또한 Ice belt의 구조적인 보강을 하기위한 설계와 연구가 활발히 진행되었다. 내빙선에 이어 쇄빙선의 연구에 관심을 집중시킨 선박은 최근 실해역에서 활동 중인 연구 조사선 "아라온"호 이다. 아라온호는 설계와 건조가 국내 조선소에서 이루어졌으며, 학계와 조선소 및 연구소에 쇄빙선에 대한 관심을 불러 일으켰다. 이와 비슷한 시기에 삼성 중공업에서 세계 최대 쇄빙선인 70K shuttle tanker를 수주 및 인도하면서 대형 쇄빙선 시장이 개척되어 국내외 조선소의 큰 관심을 불러일으키고 있다. 쇄빙 기술이 응용된 선박으로 Drill ship과 LNG FPSO등이 수주되어 현재 설계를 진행 중이다. 가장 최근에 현대중공업에서 수주한 원통형 FPSO의 경우 북해 지역에 투입을 목적으로 언론에 발표된 것과는 달리 발주처와 유럽의 관련 연구기관에서는 러시아 유전지역 투입을 염두에 두고 쇄빙관련 연구를 진행한 것으로 파악되고 있다. 본 기고에서는 이러한 빙해선박의 개발 및 건조 사례 현황을 기술하고, 향후 수주가능성이 있는 쇄빙선 분야와 조선소의 대응 전략 등에 대해서 정리해 보고자 한다.