• 대한조선학회논문집
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• 제59권5호
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• pp.280-287
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• 2022

An open rack vaporizer is a facility that vaporizes liquefied natural gas using sea water. When a vaporization efficiency of the open rack vaporizer decreases, liquefied natural gas can leak, which can cause great damage to the facility. Operators have to monitor the operation state of the facility in real-time to prevent the accident. However, operators have visited the site and have checked the state by looking at the value of sensors installed in the open rack vaporizer through indicators. For the safe operation of the open rack vaporizer, a monitoring system is needed to monitor the operation state of the open rack vaporizer in real-time without the need for operators to visit the site. In this paper, we developed a long term evolution based monitoring system to monitor the operation state of the open rack vaporizer. The developed system can monitor the real-time operation state of the open rack vaporizer at a control center far from the facility. For the system development, data transmission infrastructure using long term evolution was built. Afterwards a software was developed to monitor the operation state of the open rack vaporizer in real-time using the transmitted data. Finally, performance evaluation was conducted to confirm that the developed system operated successfully without data transmission delay or data missing.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제27권7호
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• pp.839-844
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• 2003

As sea water is being used as only heat source of LNG open rack vaporizer, serious problem has been risen in LNG terminal by the lack of heating energy source for LNG vaporization due to the temperature drop of sea water in winter. In this paper the new double-tube triple-flow(TRIDEX) vaporizer was suggested to solve the problem and the system was thermally analysed. LPG(liquefied petroleum gas) and sea water were introduced as the heat sources for LNG TRIDEX vaporizer. The flow patterns of TRIDEX vaporizer are as follows: LNG flow in the annular space, PG(petroleum gas) flow in the inner tube, and sea water flow in the outside of the double pipe. The overall LNG vaporization system was consisted of TRIDEX vaporizer, LPG vaporizer and PG heater. LPG in TRIDEX was directly dispersed in the sea water desalination unit, so that LPG turns to be gas phase for the reuse in TRIDEX vaporizer. New TRIDEX vaporizer system for LNG evaporation was analysed as much more effective than the present single tube one in the case of colder temperature of sea water in winter.

• 설비공학논문집
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• 제9권2호
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• pp.189-197
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• 1997

The vaporizing characteristics of LNG(liquefied natural gas) via heat exchanger with sea water are analytically studied for an open rack vaporizer(ORV). This study is intended to supply the design data for the domestic fabrication of the corrosion-resistant vaporizer tube. A computational program is developed to predict the exit temperature of LNG for various conditions. In the program, thesimple and justifiable heat transfer models are selected for fully-developed internal flow of LNG, the star-shaped finned-tube, and the external falling films of sea water, as well as the possible ice formation and the fouling on the tube walls. It is found that the enongh corrugation inside of the tube wall is the most significant in the vaporizer performance for the current operating conditions. the effects of other design parameters on the heat exchanger between LNG and sea water are quantitatively presented.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.45-50
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• 2001

개방형 기화기는 해수를 이용하여 열교환을 수행함으로써 액체상태의 액화천연가스를 천연가스로 기화시키는 역할을 한다 86년부터 가동된 U-tyre 기화기는 천연가스생산과 관련된 중요설비 중 하나로서, 기화기 튜브는 항상 해수내에서 운전되고 있으며 기화기 튜브와 파이프사이의 용접부에서 해수로 인한 부식이 진행되고 있다. 본 연구에서는 용접부에서의 국부적인 부식원인을 찾기 위해 이종금속부식의 가능성을 평가해 보았으며 또한 비파괴적인 방법을 이용하여 부식피트의 깊이를 측정하고 유한요소를 통한 안전성 평가에 목적을 두었다. 이종금속부식가능성에 대하여 용접부 각 부위별로 시료를 채취하여 3.5$\%$(wt.) NaCl 용액내에서 모재와 용접부위의 부식전위를 측정하였으며, 비파괴 검사를 통한 잔류두께측정은 tangential radio-graphy 시험이 가장 신뢰성 있는 기법임이 확인되었다. 미세한 부식피트가 발생된 경우에는 표면형상 복제기법을 적용하였다. 비파괴적인 방법을 이용하여 산출된 부식피트의 깊이와 형상을 근거로 2차원 유한요소 해석을 수행함으로써 내압으로 인한 기화기 튜브의 안전성을 평가할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제23권1호
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• pp.41-46
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• 2019

LNG는 주된 기화기인 해수를 이용하는 해수식 기화기를 이용하여 가스 상태로 소비자에 공급되고 있다. 그러나 겨울철 해수 온도가 $5^{\circ}C$이하로 저하되면 수중 연소식 기화기를 사용하게 되며 이 때 막대한 LNG 기화 소요 비용이 발생하게 된다. 이를 절감하기 위하여 현재의 해수식 기화기의 1단 해수공급을 2단으로 공급하는 공정을 고안하여 그 효과를 분석하였다. 해석 결과, 6m 전열관의 외부에 해수를 2단으로 3m씩 가열할 때 온도가 $1.8^{\circ}C$가 저하되어 해수 온도 $2.5^{\circ}C$까지도 LNG의 기화온도를 $0^{\circ}C$이상으로 배출할 수 있는 것으로 해석되었다. 인천 생산기지에 이 공정이 적용된다면 연간 동계 운전비용 절감량은 LNG 11,770 Ton, 절감액은 117.6억 원으로 분석되었다. LNG를 전량 수입하는 국내 여건에서는 해수 2단 공급 공정을 적용한다면 막대한 에너지와 비용을 절감할 수 있는 매우 효과적인 공정이 될 수 있음을 알 수 있다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 1998년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.193-198
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• 1998

• 산업경영시스템학회지
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• 제44권2호
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• pp.85-92
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• 2021

Ambient Air Vaporizer (AAV) is an essential facility in the process of generating natural gas that uses air in the atmosphere as a medium for heat exchange to vaporize liquid natural gas into gas-state gas. AAV is more economical and eco-friendly in that it uses less energy compared to the previously used Submerged vaporizer (SMV) and Open-rack vaporizer (ORV). However, AAV is not often applied to actual processes because it is heavily affected by external environments such as atmospheric temperature and humidity. With insufficient operational experience and facility operations that rely on the intuition of the operator, the actual operation of AAV is very inefficient. To address these challenges, this paper proposes an artificial intelligence-based model that can intelligent AAV operations based on operational big data. The proposed artificial intelligence model is used deep neural networks, and the superiority of the artificial intelligence model is verified through multiple regression analysis and comparison. In this paper, the proposed model simulates based on data collected from real-world processes and compared to existing data, showing a 48.8% decrease in power usage compared to previous data. The techniques proposed in this paper can be used to improve the energy efficiency of the current natural gas generation process, and can be applied to other processes in the future.

• 한국표면공학회지
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• 제39권1호
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• pp.25-34
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• 2006

Al-Mg alloy, an open rack vaporizer(ORV) material was reported to be corroded in seawater environments though the ORV material was coupled to thermally sprayed Al-Zn alloy functioning a sacrificial anode. In addition, the corrosion behavior based on the calculated corrosion potential did not match the observed corrosion behavior. Hence, the goal of this study is to get better understanding on Al or Al-Mg alloy coupled to Al-Zn alloy and to provide the calculated corrosion potential representing the corrosion behavior of the ORV material by immersion test, electrochemical tests, and calculation of corrosion and galvanic potential. The corrosion potentials of Al and Al alloys also depended on alloying element as well as surface defects. The corrosion potentials of Al and Al-Mg alloy were changed with time. In the meantime, the corrosion potentials of Al-Zn alloys were not. The corrosion rates of Al-Zn alloys were exponentially increased with zinc contents. The phenomena were explained with the stability of passive film proved by passive current density depending on pH and confirmed by the model proposed by McCafferty. Dissimilar material crevice corrosion (DMCC) test shows that higher content of zinc caused Al-Mg alloy corroded more rapidly, which was due to the fact that higher corrosion rate of Al-Zn makes [$H^+$] and [$Cl^-$] more concentrated within pit solution to corrode Al-Mg alloy. Considering electrochemical reactions within pit as well as bulk in the calculation gives better prediction on the corrosion behavior of Al and Al-Mg alloy as well as the capability of Al-Zn alloy for corrosion protection.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.157-157
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• 2010

우리나라는 기후변화협약에 대응하기 위한 교토의정서를 비준한 국가로서, 아직 온실가스의 의무감축 대상 국가는 아니다. 그러나 2012년부터 시작될 교토의정서 2차 공약기간 중에 브라질, 중국 및 인도와 같이 2차 의무감축대상이 가장 유력시 되는 국가로 지목되고 있으므로, 이러한 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 기술적, 사회적, 정책적 방안이 신속히 마련될 필요가 있다. CCS(carbon capture & storage)란 화석연료로 부터 연소시 대기 중으로 배출되는 온실가스($CO_2$)를 포집하여 재생 또는 지중, 해양에 저장하는 기술로서 국가녹색성장 핵심기술중의 하나로 분류되며, 대료적인 $CO_2$ 발생대상인 석탄화력발전소로 부터 $CO_2$ 회수방안, 회수, 처리관련 연구를 포함하여 국내외 적으로 활발한 연구가 이루어 지고 있다. 순산소 연소기술을 통한 $CO_2$ 회수, 처리기술은 연료(천연가스, 석탄, 석유)의 산화제를 공기대신 순도 95% 이상의 고농도 산소를 이용하여 순산소연소를 하며, 이때 발생하는 배가스의 대부분은 $CO_2$와 수증기로 구성되어 있다. 발생된 배가스의 약 70~80%를 다시 연소실로 재순환시켜 연소기의 열적 특성에 적절한 연소가 가능하도록 최적화함과 동시에 배가스의 $CO_2$ 농도를 80% 이상으로 농축시켜 회수를 용이하게 하며, 특히 공해물질은 NOx 발생량을 10ppM 이하로 줄일 수 있다. 천연가스가 생산되는 LNG기지에서 LNG를 기화시키기 위하여 해수식 기화기(ORV : Open Rack Vaporizer와 수중연소식 기화기(SMV ; Submerged Combustion Vaporizer)를 사용하고 있으며, 특히 SMV는 버너를 이용하여 $-162^{\circ}C$ LNG를 $10^{\circ}C$의 LN로 기화시키는 설비로서 이때 연소시 $CO_2$를 상당량 발생시킨다. 본 논문에서는 SMV에서 순산소 연소방식을 적용하여 연료인 천연가스를 연소시키고, 이때 발생되는 $CO_2$와 수분이 주 성분인 배가스를 연소기에 재순환시켜, 연소실내 고온문제를 해결하며, 최종적으로 배가스중 $CO_2$는 $-162^{\circ}C$의 LNG 냉열을 이용하여 고순도의 액체 $CO_2$로 액화시키므로서 $CO_2$의 회수, 처리문제를 해결하는 방식을 소개하고자 한다. 이러한 방식은 천연가스에서 발생되는 $CO_2$ 회수를 LNG 냉열을 활용하므로서 폐열을 활용하는 에너지 효율적인 문제와 사용가능한 고순도 $CO_2$로 회수하므로서 환경적인 문제를 처리하는 기술이라 할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제2권4호
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• pp.67-72
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• 1998

Al-2wt.$\%$Zn 합금은 특히 해수에 대한 내식성이 우수하여 기화기 튜브의 회생양극재료로 사용되고 있다. 그러나 Al-2wt.$\%$Zn 용사코팅재는 모재금속과 코팅층사이의 결합강도부족, 해수의 낙하에너지에 의해 코팅층은 박리 된다. 이러한 용사코팅충의 문제점을 해결하고자 클래드재와 모재금속을 동시압출법을 통하여 클래드튜브 제조공정을 개발하였다. 클래드튜브의 내식성은 용사코팅튜브에 비하여 최소 2배 이상 향상되었다.