• 한국가스학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.36-41
• /
• 2008

본 논문에서는 완전밀폐식 LNG 저장탱크의 외부탱크 측벽면과 지붕 구조물에 대한 강도안전성을 유한요소법으로 해석하였다. 예응력 콘크리트 구조물로 건설된 외부탱크는 내부탱크의 붕괴로 인해 발생하는 LNG 유체정압과 유체동압, 그리고 태풍을 포함한 외부의 풍압하중을 받는다. FEM 해석결과에 의하면, 외부탱크의 측벽면과 지붕 구조물이 서로 연결되는 링빔 구조물은 저장탱크에 작용하는 대부분의 내 외부 하중을 담당하고 있다. 이러한 해석결과는 외부탱크의 설계 포인트를 링빔에 두고, 그 다음은 지붕구조물의 중심부에 대한 설계 안전성을 검토하는 것이다. 완전밀폐식 LNG 저장탱크 해석에서 사용한 해석모델은 LNG 누설에 의한 내부압력 및 태풍과 같은 외부압력이 결합된 복합하중에서도 안전한 강도안전성을 유지하고 있음을 알 수 있다.

• KSTLE International Journal
• /
• 제7권2호
• /
• pp.45-50
• /
• 2006

In this paper, the leakage safety of prestressed concrete structure including the insulation panels has been analyzed using a finite element analysis just after a collapse of 9% nickel inner tank. This FEM study shows that the outer tank may contain the leaked cryogenic liquid for the time being until the primary pump in the inner tank transports stored cryogenic liquids to the nearest LNG storage tank before the outer tank is demolished. This means that the total tank thickness from the insulation panel to the outer tank system safely may retain the leaked cryogenic fluids. The FE computed results indicate that the current structure in a full containment tank is obviously enough to securing the leak-proof safety of the tank system with two primary pumps.

• 한국가스학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.85-90
• /
• 2007

본 논문에서는 유한요소법을 사용하여 댐핑안전 구조물을 설치한 완전밀폐식 LNG 저장탱크 시스템의 강도안전성에 대해 해석하였다. 내부탱크의 FEM 해석을 위해, 탱크에 저장된 LNG에 의한 유체정압, 초저온 온도하중, BOG 압력, LNG 자중량, 내부탱크의 코너 측벽면에 가해진 침하하중 등과 같은 모든 복합하중을 내부탱크 구조물에 적용하였다. FEM 계산결과에 의하면 기존의 내부탱크는 주어진 모든 하중 조건에 대하여 안전하지만, 압축 스프링과 같은 댐핑안전 구조물은 탱크시스템의 안전성을 확보하는데 대단히 유용한 구조물일 것이라는 사실이다. 따라서 스프링의 강점도를 높이고 최적의 설치위치를 찾으면 스프링 구조물에 의해 탱크시스템의 댐핑강도 안전성을 증가시킬 수 있는 중요한 설계요소가 될 것이다.

• 한국가스학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.57-61
• /
• 2005

이 연구는 결함수분석(FTA)를 이용해 완전방호 형식 및 멤브레인 형식의 KOGAS 탱크 설계에 대한 비교 정량적 위험성평가를 위해 수행하였다. 이 연구를 위해 표준 완전방호식 탱크와 초기 멤브레인 탱크 및 4가지의 개선된 멤브레인 탱크를 포함한 총 6개 모델에 대해 위험성을 평가하였다. 이 연구에서는 FTA를 이용해 누출빈도를 정량화 하였다. 분석의 명확성 및 일관성을 위해서 모든 경우는 동일한 고장수(fault tree)를 이용해 정량화하였다. 개선되지 않은 멤브레인 저장탱크(초기 모델)를 제외하고 예측된 위험도 수준은 매우 유사해서 각각의 탱크는 동일한 위험도 수준(the same level of risk)을 나타내는 것으로 평가되었다. 펌프 낙하에 의한 손상은 완전방호식 탱크에 비해서 박판으로 되어있는 멤브레인 탱크가 두드러지게 큰 것으로 예측되었다.

• 에너지공학
• /
• 제21권4호
• /
• pp.339-345
• /
• 2012

최근 안정성 및 경제성 측면에서 완전방호식 LNG 저장탱크(full-containment LNG storage tank)의 대안으로 검토되고 있는 멤브레인 LNG 저장탱크(membrane LNG storage tank)에 대해서 정량적 위험성 평가 방법(QRA; Quantitative Risk Analysis)과 유한요소해석법(FEM; Finite Element Method)을 통하여 안전성 평가를 수행하였다. 본 논문에서는 유한요소해석법(FEM)을 통한 구조안전성 평가에서 140,000 $m^3$ 저장용량을 갖는 LNG 저장탱크의 두 가지 모델은 저장탱크 시스템에 대한 강도 안전성과 누출 안전성 측면에서 해석한 결과에 의하면 모두 안전한 것으로 평가되었다. 또한, 고장수목분석(FTA; Fault Tree Analysis)을 통하여 멤브레인 LNG 저장탱크에 안전성을 강화하기 위해 설계 초기모델에 안전장치로서 멤브레인 바닥부의 충격흡수장치(impact absorber structure), 1차 멤브레인 저장 파손 시 콘크리트 외부탱크(outer tank) 코너부(corner part)의 열충격(thermal stress)을 감소시킬 수 있는 열보호장지(secondary barrier) 및 펌프 낙하 시 안전장치로서 펌프캐쳐(pump catcher)를 보완하고 평가하였다. 결론적으로 개선된 멤브레인 LNG 저장탱크는 안전성 측면에서 완전방호식 LNG 저장탱크와 대등하다는 결론을 도출할 수 있었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.18-24
• /
• 2008

본 논문은 완전방호식 LNG 저장탱크의 9% 니켈강재 내부탱크에 대해 응력 및 변형거동 특성을 FEM으로 해석하였다. 내부탱크의 강도안전성을 확보하기 위해 기존 LNG 저장탱크에 유체정압, 초저온하중 등을 가할 경우, 취약부로 알려진 지역에 인장강선을 설치하였다. 기존의 9% 니켈강재 내부탱크와 내부탱크의 하단부에 인장강선을 설치한 탱크에 대한 FEM 해석결과에 의하면, 새롭게 설계한 내부탱크는 인장강선을 설치하지 않은 기존의 내부탱크에 비해 더 안전한 것으로 나타났다. FEM 해석결과에 따르면, 내부탱크의 강도안전성 향상을 위해 내부탱크의 하단부에 직경 50 mm를 갖는 $3{\sim}4$개의 인장강선을 설치할 것을 권장하였는데, 이것은 결국 내부탱크의 응력 및 변위량을 낮출 수 있다. 따라서, 내부탱크에 인장강선을 설치하는 것은 LNG 저장탱크의 강도안전성 확보를 위해 기존 내부탱크에서 도입한 스티프너와 톱거더를 대체한 또 다른 안전장치로 활용될 수 있다.

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

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.115-120
• /
• 2003

Several methodologies were devised to reasonably predict the temperature boundary conditions of inner face of the concrete outer tank so as to set up heat transfer analysis model of the full containment above-ground LNG storage tank. In this model, outer tank is solely taken into account and the beneficial effect of suspended deck and insulation layers on the temperature distribution of outer tank is separately formulated according to the proposed procedures. More effective design of the insulations can be achieved when the proposed simple schemes are used in the preliminary stage.

• 한국가스학회:학술대회논문집
• /
• 한국가스학회 2001년도 추계학술발표회 논문집
• /
• pp.122-129
• /
• 2001

• 한국가스학회지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.49-55
• /
• 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.