• 한국가스학회지
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• 제14권1호
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• pp.21-27
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• 2010

LNG선박에서 발생한 기화가스의 처리를 위해 지금까지는 기화가스를 보조연료로 사용하거나 연소시켰지만 선박의 대형화와 디젤엔진의 사용으로 인해 기화가스를 처리할 수 있는 방법이 제한적인 상황이 되었다. 이를 극복하기 위한 방안으로 고안된 재액화공정은 장치비용과 선박의 제한적인 에너지 공급문제 때문에 지금의 형태를 갖게 되었고 3세대 공정까지 기술발전을 이룩했지만 고효율을 위해 계속해서 연구 개발 중이다. 재액화공정의 방식은 크게 Reverse Brayton Cycle System(RBCS)과 Claude Cycle System(CCS)으로 구분된다. 이 연구에서는 두 가지 System을 분석함으로써 이상적인 피드 상태를 도출하고, 장치 설정을 변경하여 재액화 효율을 높이는데 적합한 설정을 결정하기 위해 HYSYS를 사용하였다. 도출된 경과는 고효율 재액화공정의 설계를 위한 자료로 활용이 가능하다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.914-921
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• 2022

국제해사기구는 친환경규제로 2008년 대비 2050년까지 선박의 이산화탄소 배출량을 70%, 온실가스 배출량을 50% 줄이겠다는 목표를 세웠다. 선주 및 조선소에서는 이를 만족하기 위한 방법으로 LNG추진, 암모니아추진, 전기추진, CO₂포집, 샤프트 제너레이터 등 다양한 연구개발을 추진하고 있다. 이중 샤프트 제너레이터는 개조공사를 통해 기존선에 바로 적용가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 기존선에 샤프트 제너레이터를 적용함으로 얻을 수 있는 총 연료 감소율을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 이를 위해, 중형선의 크기를 정의하고, 조속기, 디젤엔진, 프로펠러, 토크 스위치, 샤프트 제너레이터용 발전기와 추진전동기, 선박모델 등에 대해 모델링하고 시뮬레이션하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.183-189
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• 2024

지구온난화로 인한 IMO 친환경 규제 강화, 유럽 Fit for 55 법안 등을 배경으로 선박 친환경 연료 보급 인프라 구축 및 정책 분석이 어느 때보다 필요한 시점이다. 본 연구는 선박 친환경 연료공급에 관한 선행 연구 및 정책과 규제 및 산업 대응 동향, 친환경 연료 공급 인프라 현황 등을 종합적으로 분석하여 정채적 시사점을 도출하였다. 결과적으로, 친환경 규제 강화로 인해 친환경 선박보급 못지않게 친환경 연료 보급 인프라 구축이 중요하다. LNG는 현실적인 대안이지만, 장기적으로는 무탄소 연료로 전환이 필요하며 이와 관련된 공급 인프라 구축에는 장기적인 관점에서 국내 산업 여건을 고려하여 생산에 유리한 연료에 집중하여 지원하는 선택과 집중 전략이 필요하다. 따라서 정부는 친환경 연료 개발 및 보급 지원, 규제 개선 및 인센티브 제공, 민간 투자 유도, 해외협력 강화 등을 통해 인프라 구축을 적극 추진해야 한다. 본 연구는 친환경 해운산업으로의 전환을 위한 정책 방향을 설정하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 친환경 연료 경제성 비교를 비롯하여 국내에 유리한 연료 선정에 관한 기초연구를 진행할 예정이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.876-880
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• 2015

IMO의 규제인 신조 선박에 대한 NOx 80% 감축의 2016년 발효를 앞두고, 청정에너지인 LNG연료 선박 및 벙커링 선박의 보급이 유럽 선진국들을 중심으로 추진되고 있다. LNG 저장탱크는 LNG 벙커링의 필수 설비로 현재의 액체질소 등을 저장하는 극저온 액체 저장탱크와 동일한 구조이며, IMO의 "C"형 가압탱크인 내외 용기로 구성된 2중 탱크에 진공펄라이트 단열재가 충전되는 형식이다. 그러나 이 단열방식은 진공작업이 어렵고 일 LNG 기화량이 2.0 % 내외가 되어 보다 고효율의 탱크가 요구되어 진다. 본 연구에서는 진공과 단열재를 분리하여 내외탱크에 고진공을 적용하고 외부 탱크에 우레탄폼을 가설시킨 탱크 단열 방식을 새로이 고안하여 열해석을 수행하였다. 해석결과 본 개발 탱크는 진공도가 $10^{-3}Torr$ 이하일 때 일 기화량이 0.03 % 이하로 매우 적게 유지될 수 있고, $10^{-4}Torr$ 이하가 되면 일 기화량이 0.11 %가 되었다. 진공이 파괴되는 경우에도 현재 진공펄라이트 단열은 일 4.9 %의 증발이 발생하나, 새 고안 탱크는 일 증발율이 4.12 %가 되는 매우 효율이 높고 안전한 LNG 탱크 단열방식이 되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.135-145
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• 2024

MEPC 80차 회의에서 IMO는 더욱 강화된 온실가스 감축 전략을 제시하였다. 기존의 72차 회의에서 제시하였던 초기전략보다 구체적이고 강화된 감축 전략이다. IMO는 2050년 무렵까지 국제 해운으로부터 온실가스 배출을 'Net Zero'에 도달하도록 전략을 세웠다. 이 논문에서는 대표적인 친환경 연료로 구분되는 LNG, 수소, 메탄올, 암모니아의 위험도 평가를 진행하였다. 전문가들의 설문조사를 통한 결과를 퍼지 기법을 적용하여 주관적인 모호성을 해결하였다. 또한 TOPSIS 기법을 통해서 퍼지의 긍정적인 해와 부정적인 해를 도출하였다. 이를 통해서 Vertex 방법을 이용하여 대체 연료의 근접계수 값을 최종적으로 구하여 결정하였다. 그 결과, 메탄올, LNG, 수소, 암모니아 순으로 선호하였다. 이 연구는 제안된 접근 방식이 대체 연료를 결정을 위한 집단 의사결정 방법으로 이용할 수 있음을 보여준다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.425-431
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• 2015

선박의 LNG(liquefied natural gas) 연료 공급 시스템에서 천연가스는 $50^{\circ}C$의 온도와 35MPa의 압력을 가진 가스 상태로 기화기에서 엔진으로 이송되므로, 이러한 열 하중을 고려한 구조 안전성 평가가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 먼저 재료에 미치는 열의 영향을 분석하기 위하여 이중 배관의 재료인 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 어닐링 시간을 고려한 일축 인장 실험을 수행하였다. 또한 구조 안전성 평가를 위해, 현재 널리 사용되는 고정식 지지대를 가지는 고온-고압 이중 배관에 대한 열-구조 해석을 수행하였다. 지지대와 내관 사이의 응력 집중을 최소화하기 위하여, 내관을 따라 미끄러질 수 있는 슬라이딩 지지대의 새 형상들을 제안하였고, 열-구조 해석 결과를 통해 최적의 지지대를 제안하였다. 마지막으로 제안된 지지대를 사용한 전체 이중배관에 대한 해석을 통해 안전성을 평가하였다. 본 연구의 결과는 차후 LNG 연료 공급 시스템의 고온-고압 이중 배관 설계 시 참고자료로서 활용될 수 있으며, 이중 배관의 슬라이딩 지지대를 설계함에 있어서 그 활용가치가 있다고 판단된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.343-350
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• 2004

LNG 운반선은 항해중 외부로부터 다량의 열 침임으로 인해 많은 BOG가 발생하며 통상 이는 선박엔진의 연료로 사용된다. 화주의 입장에서 이러한 BOG의 발생과 소비는 화물의 손실을 의미하며, 따라서 선주와 화주 사이에는 BOR(boil off rate)에 대해 만선항해를 기준으로 0.15％／day 이하가 되도록 운송계약을 체결한다. LNG 운반선의 항해사관 입장에서는 자신이 승무하고 있는 선박의 BOR에 대한 정확한 지식을 바탕으로 선박을 운항할 필요가 있으나 실제로는 막연한 경험에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 선체온도분포 및 외부로부터의 침입열량에 관한 정밀 열설계 기술을 토대로 본선의 해기사들이 보다 간편하게 BOG를 예측할 수 있는 간단한 모델을 제시하였다. 그리고 개발된 모델을 사용하여 연구대상 선박의 실제 기상조건을 토대로 만선 및 공선항해에 대하여 각각 BOR을 계산하였으며 이를 실측자료와 비교, 검토하였다. 본 연구에서 제시된 BOG 예측방법은 현재 운항중인 LNGC에서 BOG를 관리하는 유용한 도구로 사용될 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권5호
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• pp.365-372
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• 2004

LNG 운반선은 항해중 외부로부터 다량의 열 침입으로 인해 많은 BOG가 발생하며 통상 이는 선박엔진의 연료로 사용된다. 화주의 입장에서 이러한 BOG의 발생과 소비는 화물의 손실을 의미하며, 따라서 선주와 화주 사이에는 BOR에 대해 만선항해를 기준으로 0.15%/day 이하가 되도록 운송계약을 체결한다. LNG 운반선의 항해사관 입장에서는 자신이 승무하고 있는 선박의 BOR에 대한 정확한 지식을 바탕으로 선박을 운항할 필요가 있으나 실제로는 막연한 경험에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 신체온도분포 및 외부로부터의 침입열량에 관한 정밀 열설계 기술을 토대로 본선의 해기사들이 보다 간편하게 BO를 예측할 수 있는 간단한 모델을 제시하였다. 그리고 개발된 모델을 사용하여 연구대상 선박의 설제 기상조건을 토대로 만선 및 공선항해에 대하여 각각 BOR을 계산하였으며 이를 실측자료와 비교, 검토하였다. 본 연구에서 제시된 BOG 예측방법은 현재 운항중인 LNGC에서 BOG를 관리하는 유용한 도구로 사용될 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.698-703
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• 2014

최근 기존 화석연료의 고갈로 인하여 대체에너지로써 천연액화가스의 수요 증가와 함께 LNG 운반선의 수요가 증가하고 있으며, 그로인해 극한의 환경에서 사용할 수 있는 LNG 선박용 벨로우즈의 수요 또한 증가할 것으로 예상된다. 현재 LNG 선박용 벨로우즈에 사용되는 재료는 저온취성과 해수부식에 강한 INCOLOY 825와 STS316L합금이다. 본 연구에서는 극저온에 사용되는 LNG용 벨로우즈 재질인 INCOLOY 825과 STS316L 합금에 대하여 최적의 용접조건을 설정하고, 에릭센 시험을 통하여 용접부의 성형성을 분석하였다. 최적 조건에서의 용접시 용접부의 인장강도는 모재에 비하여 90% 이상의 강도값을 나타내었다. 또한 에릭센 시험을 통한 성형성 분석의 결과, 용접부가 아닌 모재에서 파단이 발생하는 매우 양호한 용접부를 얻을 수 있었다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.148-153
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• 2008

As the oil price is dramatically jumping up, the consumption of LNG is rapidly expanding and the size of LNG carriers becomes bigger. For LNG ships, the application of DF (Dual-Fuel) engines gradually increases because of high efficiency, which alternatively use diesel or BOG (Boil-Off Gas) from cargo tank as a fuel. The surplus BOG from LNG cargo tank should be exhausted by GCU or liquefied through the BOG reliquefaction system and returned back. This study focused into its operational characteristics through the process simulation using HYSYS and discussed details on the influence of the variations of some operational parameters such as a distribution ratio by the change of fuel mass flow into the DF engine.