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.
The independent tank surface create formation consists of repetitive tasks, but this study deletes the existing manual and repetitive tasks and facilitate the create formation of tank surface.
Muttaqie, Teguh;Jung, DongHo;Cho, Sang-Rai;Sohn, Jung Min
Structural Engineering and Mechanics
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제81권6호
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pp.781-790
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2022
The present paper describes a general procedure of the structural safety assessment for the independent type C tank of LNG bunkering ship. This strength assessment procedure consists of two main scheme, global Finite Element Analysis (FEA) model primarily for hull structure assessment and detailed LNG Tank structures FEA model including the cylindrical tank itself and saddle-support structures. Two kinds of mechanism are used, fixed and slides constraints in fore and rear of the saddle-support structures that result in a variation of the reaction forces. Finite Element (FE) analyses have been performed and verified by the strength acceptance criteria to evaluate the safety adequacy of yielding and buckling of the hull and supporting structures. The detail of FE model for an LNG type C tank and its saddle supports was made, which includes the structural members such as cylindrical tank shell, ring stiffeners, swash bulkhead, and saddle supports. Subsequently, the FE buckling analysis of the Type C tank has been performed under external pressure following International Gas Containment (IGC) code requirements. Meanwhile, the assessment is also performed for yielding and buckling strength evaluation of the cylindrical LNG tank according to the PD 5500 unfired fusion welded pressure vessels code. Finally, a complete procedure for assessing the structural strength of 500 CBM LNG cargo tank, saddle support and hull structures have been provided.
Given the inadequate regulatory framework for liquefied hydrogen gas storage tanks on ships and the limitations of the IGC Code, designed for liquefied natural gas, this study introduces a critical assessment procedure to ensure the safety and suitability of such tank designs. This study performed a heat transfer analysis for boil-off gas (BOG) calculations and established separate design load cases to evaluate the yielding and buckling strength. In addition, the study assessed methodologies for both high-cycle and low-cycle fatigue assessments, complemented by comprehensive structural integrity evaluations using finite element analysis. A comprehensive approach was developed to assess the structural integrity of Type C tanks by conducting crack propagation analysis and comparing these results with the IGC Code criteria. The practicality and efficacy of these methods were validated through their application on a 23K-class liquefied hydrogen carrier at the concept design stage. These findings may have important implications for enhancing safety standards and regulatory policies.
With the tightening of environmental regulations (i.e., IMO Tier III), natural gas (NG) has been spotlighted as an eco-friendly fuel with few air pollutants other than nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx). For reasons of economic efficiency, it is mainly stored and transported in a liquid state at $-163^{\circ}C$, which is a cryogenic temperature, using a liquefied gas storage tank. Accordingly, it is necessary to reduce the boil-off gas (BOG) occurrence due to the heat flow according to the temperature difference between the inside and outside of the storage tank. Therefore, in this study, a BOG measurement test on an independent-type storage tank made up of SUS304L was carried out. The test results showed the tendency for BOG occurrence according to the temperature under different filling ratios.
In this paper, the performance characteristics of heat pump system using a new refrigerant subcooling system designed for the study, are introduced. The new heat pump system have the ice storage tank at the outlet of condenser. The experimental apparatus is a well-instrumented water/water heat pump which consisted of working fluid loop, coolant loop, and ice storage tank. The experiment parameters of subcooling ranged as the evaporating temperature from $-5^{\circ}C$ to $8^{\circ}C$, the condensing temperature from $30^{\circ}C$ to $35^{\circ}C$. The test of the ice storage was carried out at evaporating temperature of $-10^{\circ}C$ and the ice storage mode is Ice-On-Coil type. The working fluid was R-22 and the storage materials were city-water. The test results obtained were as follows; The refrigerant mass flow rate and compressor shaft power were unchanged by the degrees of subcooling, that is, they were independent of degrees of subcooling. The cooling capacity of the new heat pump system increase as the evaporating temperature and subcooling degrees increase and is higher by $25{\sim}30%$, compared to the normal heat pump system. The COP of the new heat pump system increases as the degrees of subcooling and evaporating temperature increase and is higher by 28% than that of the normal heat pump system.
The performance characteristics of heat pump system using the new refrigerant subcooling system were investigated. The new heat pump system has the ice storage tank to accumulate the latent heat of the refrigerant during the night-time. The heat is released to subcool the saturated refrigerant liquid at the outlet of a condenser in the daytime. The experimental apparatus is a well-instrumented heat pump which consisted of a refrigerant loop and a coolant loop. The test sections(condenser and evaporator) were made of tube-in-tube heat exchanger with the horizontal copper tube of 12.7[mm] outer diameter and 9.5[mm] inner diameter. The evaporating temperatures ranged from $-5[^{\circ}C]$ to $0[^{\circ}C]$ and the subcooling degrees of the refrigerant varied from $15[^{\circ}C]$ to $25[^{\circ}C]$. The test of the ice storage was carried out at evaporating temperature of $-10[^{\circ}C]$ and the ice storage mode is an ice-on-coil type. The main results were summarized as follows ; The refrigerant mass flow rate and compressor shaft power of the heat pump system were independent of the subcooling degrees. The cooling capacity o the heat pump system increases as the evaporating temperature and subcooling degree increases. The cooling capacity of the heat pump system is about 25 to 30% higher than that of normal heat pump system. The COP of the heat pump system which subcooled the refrigerant liquid at the outlet of the condenser is about 28% higher than that of the normal heat pump system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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