• 해양환경안전학회지
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• 제26권4호
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• pp.317-326
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• 2020

본 연구에서는 LNG 추진선에서 배관의 파손으로 천연가스가 누출되었을 때 누출공의 크기별 플래시 화재, 과압, 복사열에 따른 피해범위를 ALOHA(Areal Location of Hazardous Atmospheres)를 이용하여 산출했다. 그리고 민감도 분석을 위해 환경 변수(풍속, 대기온도, 대기 안정도)와 공정 변수(배관 압력, 배관 길이)로 구분하여 다양한 시나리오별 피해영향범위를 분석했다. 그 결과 환경 변수에 따른 피해범위는 플래시 화재에 의한 피해범위가 가장 컸으며 다음으로 과압, 복사열 순서로 큰 피해범위를 나타냈다. 그리고 공정 변수에 따른 피해범위를 산출한 결과 배관의 압력과 길이, 누출공의 크기와 관계없이 플래시 화재에 의한 피해범위가 가장 컸으며, 환경 변수와 동일하게 과압, 복사열 순서로 높은 피해범위를 보였다. 또한 누출공의 크기가 클수록 환경 변수와 공정 변수가 피해범위에 큰 영향을 주었으며 제트 환재에 의한 피해범위는 환경 변수에 비해 공정 변수에 의한 피해범위가 더 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제45권3호
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• pp.87-94
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• 2021

국제해사기구의 연료유 황 함유량 제한 등, 세계적으로 강화되고 있는 환경규제로 LNG를 선박 연료로 사용하는 연구 및 사업이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기본설계 되어 있는 부유식 벙커링 터미널(FLBT, Floating LNG bunkering terminal)을 대상으로, STS LNG 하역 작업을 위해 접안 하는 과정을 수치 시뮬레이션으로 평가하였다. 수치해석에서는 예인선이 대상선박을 밀 경우 이를 가상의 펜더로 가정하였으며, 당길 때는 HMPE 로프 특성을 적용하였다. 해석에는 파랑, 조류, 바람 1년 재현 확률의 해상조건을 적용하였다. 수치모델은 선행 모형시험 결과로부터 조정되어 정확한 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 해석 결과 LNG선은 대부분의 1년 환경조건에서 안전한 접안이 가능하였다. 파랑 방향에 따라 안정성의 차이가 큼으로 FLBT의 Heading control 기능을 적용하여 횡파를 피한다면 더욱 안정적인 운용이 가능할 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제22권1호
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• pp.37-44
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• 2018

국제해사기구의 선박배출가스 규제 등의 환경규제 강화로 세계 주요 국가에서는 선박배출가스에 대한 3가지 솔루션 중에서 LNG연료를 장기적 솔루션으로 추진하는 국가와 기업이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 세계적으로 LNG벙커링에 대한 비즈니스를 어떠한 형태로 이끌어 가는지에 대한 고찰로서, 주요 국가인 일본, 중국, 싱가포르의 아시아 지역과 유럽 그리고 미국을 중심으로 비즈니스 모델 관점에서 분석을 하였다. 연구결과 중국은 국가 위주의 LNG벙커링 정책 수립 후에 국가와 에너지 회사가 제휴하여 LNG연료추진선박용 LNG벙커링 비즈니스를 진행하여 있음을 발견하였다. 유럽 일부와 미국은 순수한 민간회사 위주의 LNG벙커링 비즈니스가 진행되고 있으며, 민간회사는 현재 선박유보다 저렴한 LNG연료 확보를 위하여 LNG터미널, 천연가스 액화플랜트 등의 중상류 사업자와의 제휴를 통해 가격 경쟁력이 높은 LNG를 확보하면서 자사 LNG연료추진선박에 LNG벙커링을 하는 비즈니스 모델을 가지고 있다. 전 세계 LNG벙커링 비즈니스는 공기업보다는 민간기업 위주로 진행되고 있으며, LNG벙커링 인프라 구축에는 초기비용이 필요하여 대부분 에너지 대기업 위주로 비즈니스가 진행되고 있었다. LNG벙커링 비즈니스는 현재 3가지 모델(TOTE 모델, Shell 모델, ENGIE 모델)이 개발 되고 있다. 국가별로 LNG벙커링 비즈니스 추진 방식은 기업 및 국가 정책에 따라 다르게 적용된다는 것을 발견하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제53권5호
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• pp.410-419
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• 2016

With the aim of reducing greenhouse gas emissions by 20 percent by 2020 and by 50 percent by 2050 from their 2005 level, International Maritime Organization (IMO) regulated the emissions of SOx and NOx by setting the emission control area in 2012. Since these environmental regulations have been reinforced, demands for the LNG fuel ships are expected to increase dramatically. Accordingly, the worldwide shipbuilding companies spur the development of the LNG fueled ships. Therefore, it is essential to carry out the research on the development of LNG fuel tank, which is one of the important components of the LNG fuel supply system. In this study, the deliberate finite element analysis of type-B LNG fuel tank for 10,000 TEU containership was carried out to evaluate structural safety and provide the process for analyzing stress levels and evaluating fatigue life of target structural. In particular, thermo-structural analysis and fatigue analysis were carried out using the databases on materials and structures of LNG fuel tank.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권4호
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• pp.213-221
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• 2023

The demand for Liquefied Natural Gas (LNG) carriers and LNG-fueled ships has significantly increased in recent years due to the sulfur-oxide emission regulations by the International Maritime Organization (IMO). The main goal of this paper is to introduce the process for the Engineering Critical Assessment (ECA) of IMO independent type-B cargo tanks made from 9% nickel alloy. A methodology proposed by the British Standard was used to conduct ECA for any structure with initial flaws. Based on this standard, a Matlab code was developed to perform ECA. Coarse mesh Finite Element Analysis (FEA) was performed on an independent type-B LNG cargo tank with a capacity of 15,000 m³. The location with the highest development of maximum principal stress was identified at the bottom of the cargo tank. Fine mesh FEA was performed to obtain the stress range required for ECA. The dynamic cargo tank loads used for FEA were determined using some ship rules presented by Det Norske Veritas. As a result of performing a 20-year long-term crack propagation analysis with a semi-elliptical surface crack, the fracture-to-yield ratio exceeded the Fracture Assessment Line (FAL) and some structural reinforcement was necessary. Performing a 15-day short-term crack propagation analysis, the fracture-to-yield ratio remained within the FAL, and no significant LNG leaks were expected. This paper is believed to provide a guide for performing ECA of LNG cargo tanks in the future by providing the basic theory and application sample necessary to perform ECA.

• 한국항만경제학회지
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• 제32권1호
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• pp.123-133
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• 2016

환경오염에 따른 기후변화의 심각성이 대두됨에 따라 전 세계적으로 환경규제가 강화되고 있으며, 국제해사기구(IMO)에서도 선박연료유의 황함유량 제한 및 배출제한지역 설정 등 해운분야의 환경규제를 강화하고 있다. 이러한 환경규제 강화로 선박 연료유 교체에 대한 검토가 이루어져 왔으며, 가장 경쟁력 있는 대안으로써 LNG가 부각되고 있다. LNG는 기존 연료유 대비 유해가스 배출량을 대폭 줄일 수 있으며, 비용도 저렴하다. 따라서 해운에서는 LNG 추진선박의 건조가 확대되고 있고, 항만에서는 LNG 벙커링을 위한 터미널의 구축과 시범사업 등이 추진되어 있다. 부산항도 이러한 변화에 대응하기 위해 LNG 벙커링 터미널 개발을 준비하고 있다. 그러나 터미널 개발 이후 성공적인 사업운영을 위해 핵심적인 가격경쟁력 확보방안에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 기존 선행연구들도 대부분 LNG 벙커링 터미널의 설계, 안전과 LNG 추진선 도입의 타당성을 중심으로 수행되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 향후 부산항에 LNG 벙커링 터미널이 개발된다면 어떻게 가격경쟁력을 확보할 수 있을지에 대한 검토를 수행하였다. 이를 위해 본 연구에서는 우선, 해외 주요 항만의 사례를 기반으로 LNG 벙커링 공급구조와 가격구조를 분석하였다. 또한 벙커링 시장의 가격특성과 우리나라 LNG의 도입비용에 대해서도 분석 하였다. 연구 결과 부산항의 경우 해외 항만과 동일한 사업 구조 및 벙커링 방식으로는 경쟁항만인 싱가포르항 대비 가격경쟁력을 확보하기 어려울 것으로 나타났다. 또한 우리나라는 싱가포르에 비해 LNG 를 수입할 경우 톤당 약 50$이 더 높은 프리미엄이 책정되어 있다. 따라서 부산항은 LNG 벙커링 사업 구조를 LNG를 수입하고 벙커링용으로 판매하는 구조가 아닌 중개 방식의 사업구조를 도입함으로써 우리나라의 높은 '프리미엄'을 배제시켜 도입비용에서 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 판단된다. 또한 벙커링 방식도 하부시설 건설 시 공동구가 설치되어 있는 부산항 신항의 물리적인 장점을 활용하여 파이프라인을 이용한 벙커링을 함으로써 서비스 비용을 최소화할 수 있고, 초기 투자비의 최소화하는 관점에서 최적입지 선정도 중요하다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권1호
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• pp.25-36
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• 2023

선박의 온실가스 감축을 위한 다양한 환경규제가 발효되었고, 이로 인해 액화 천연 가스(Liquid natural gas, LNG), 액화 석유 가스(Liquefied petroleum gas, LPG), 암모니아 그리고 바이오 연료 등 여러 대체 연료를 선박에 적용하고 있다. 대안 연료의 대부분이 액화가스형태의 저인화점 연료가 많이 거론되고 있고 그 사용량은 지속적으로 늘어날 것으로 예상된다. 이에 따라, 이러한 저인화점 연료를 선박 연료로써 이용하기 위한 표준이나 지침서가 필요한데 아직까지 미비한 실정이다. LNG의 경우, 벙커링과 관련하여 ISO 표준이 마련되었고 비영리민간기구(NGO)인 선박가스연료협회(Society for Gas as a Marine Fuel, SGMF)에서도 LNG 벙커링에 대한 지침서를 마련하여 발간하였다. 이와 더불어, 선급에서도 안전한 벙커링을 위해 벙커링 방법과 절차에 따라 안전관리구역을 지정하도록 하고 있다. 따라서, 연료에 따른 안전관리구역을 설정하기 위한 절차를 마련하고 절차 수립을 위해 벙커링 환경조건과 가스 누출 시나리오를 분석하고 이를 토대로 수치해석적 방법으로 검증이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 절차 수립을 위한 초기 연구로써, 산업계의 적용 현황과 표준을 살펴보고 선급 지침서와 기존 선행 연구를 분석 및 조사하였다. 이를 바탕으로 국내 항만에서 벙커링을 위한 안전관리구역 설정을 위한 절차를 마련하고자 한다.