• 제목/요약/키워드: Membrane LNG

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스트레인 게이지를 이용한 Pilot LNG 저장탱크 멤브레인 실 변형 거동 측정 (The Measurement of Real Deformation Behavior in Pilot LNG Storage Tank Membrane by using Strain Gage)

  • 김영균;윤인수;오병택;홍성호;양영명
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.108-113
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    • 2004
  • Korea Gas Corp. has developed the design technology of the LNG storage tank. The membrane to be applied inside of the LNG storage tank is provided with corrugations to absorb thermal contraction and expansion caused by LNG temperature changes. It is very important to measure their thermal strains under LNG temperatures by analytical and experimental stress analysis of the membrane. We have developed a stress measurement system using strain gages and measured the strain during cooldown and storing the LNG. We also analyzed the measured data by comparison with the FEM data. On the basis of these results, we could design and assure the application of the Kogas Membrane to large scale LNG storage.

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멤브레인 방식 LNG탱크의 피로강도 평가법에 관한 연구 (I) (A Study on the Evaluation Method of Fatigue Strength of Membrane Type LNG Tank(I))

  • 김종호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제21권1호
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    • pp.49-58
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    • 1997
  • The membrane type LNG tank is non self-supporting tank which consists of both primary and secondary membrane supported through the insulation boxes by the adjacent hull struc¬ture. Although the membranes are not structural member. They are subject to periodical cyclic loads due to the thermal expansion and other expansions or contraction of membrane. At the design stage of the tank, an analytical and experimental approach on the fatigue strengths of membrane and its welds is necessary in order to assist the designer and the inpector. In this study the evaluation method of fatigue strength of membrane type LNG tank is pre¬sented with FEM analysis and fatigue test of lap welds and it contains the following:1) The fatigue tests and preparation of design S - N curve for lap welds 2) FEM analysis of test specimens 3) Estimation of cumulative damage factor of lap welds 4) Guideline for inspection of lap welds of membrane type LNG tank As the results of analytical and experimental approaches in this study, the evaluation method of fatigue strengths of membrane type LNG tank is proposed, which is expected to be useful for design and inspection of membrane type LNG tank.

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LNG 저장탱크용 벽체 멤브레인 개발 (The Development of Wall Membrane for LNG Storage Tank)

  • 오병택;홍성호;윤인수;김영균;서흥석
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.907-912
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    • 2001
  • KOGAS had developed the Ring-knot membrane for LNG storage tank. But we found that some modifications were needed in using the Ring-knot membrane for the commercial LNG storage tanks. So, both analytical and experimental studies have been performed to investigate the strength of the new membrane and the reaction force at the anchor point. Using nonlinear FEM code and experiments, the stress analysis of the new corrugated membrane shapes subject to the cryogenic liquid pressure and thermal loading are performed to ensure the stability and fatigue strength of the new membrane. This paper reports on the results of investigations into this new type of membrane.

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LNG저장탱크의 멤브레인용 국산 304 스테인리스강의 기계적성질 및 피로수명 평가 (The Evaluation of Mechanical Properties and Fatigue Life for Domestic 304 Stainless Steel Used as Membrane Material in LNG Storage Tank)

  • 김형식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권10호
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    • pp.1644-1650
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    • 2001
  • Mechanical properties of domestic 374 stainless steel have been evaluated fur membrane material used in LNG storage tank. LNG tank is operated around -162$^{\circ}C$. The temperature of membrane depends on LNG level. Accordingly, the membrane material is deteriorated by variation of liquid pressure and temperature. Tensile test and fatigue life test were performed at room temperature and -l62$^{\circ}C$ per code requirements. Especially the biaxial fatigue life test was conducted with shaped membrane sheet at a thermal strain of $\Delta$T=190$^{\circ}C$ The test results obtained with the domestic 304 stainless steel showed better properties compared to the values required by code.

LNG 저장탱크용 KOGAS 멤브레인 개발 (The Development of KOGAS Membrane for LNG Storage Tank)

  • 오병택;김영균;윤인수;서흥석;홍성호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권6호
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    • pp.1203-1208
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    • 2002
  • LNG demand has been rapidly increasing in Korea for a variety of reasons including stable supply, non-polluting, and high combustion efficiency characteristics. As a result the construction and expansion of LNG storage facilities have been continuing at a vigorous pace. Korea Gas Corp. (KOGAS) has developed the design technology of the LNG storage tank. One of the most important structural core element of the LNG storage tank is the membrane, made by stainless steel. The membrane to be applied inside of LNG storage tank is provided with corrugations to absorb thermal contraction and expansion caused by LNG temperature. Analytical results have been performed to investigate the strength of the membrane and the reaction farce at the anchor point. Experimental studies are performed to investigate the deformation and strength of the membrane which is designed by Kogas. All experiments are conducted on the basis of RPIS, and we found the results are fully satisfied with the RPIS.

상지상식 멤브레인 액화천연가스 저장탱크의 안전성 향상 방안 (A study on the safety improvement of above ground membrane LNG storage tank)

  • 이승림;김한상
    • 에너지공학
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    • 제21권4호
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    • pp.339-345
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    • 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.

Fatigue Analysis of LNG Cargo Containment System Connections in Membrane LNG Carrier

  • Park, Jun-Bum
    • Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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    • 제3권3호
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    • pp.112-124
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    • 2017
  • As an LNG carrier preserves and transports liquefied natural gas under minus $163^{\circ}C$, the cargo tank has to have sufficient hull strength against not only the wave loads but also against loads caused by loading and unloading and thermal expansion to keep the LNG safely. The main insulation types for a CCS are No.96 and Mark III from GTT for the membrane LNG carrier. Particularly, the invar membrane plate in No.96 is very thin and its connections could experience high local stresses owing to such dynamic loads. Therefore, it should be verified whether those connections have sufficient fatigue lives for the purpose of operation and maintenance. This research aims at performing fatigue analysis with 0.1 fatigue damage criteria for 40 years of design life to support new membrane CCS development using proper S-N curves and the associated finite element modeling technique for each connection and then propose a reasonable design methodology.

코너프로텍션 설치에 따른 멤브레인 LNG 저장탱크 시스템의 응력 및 변형거동 특성에 관한 수치해석 (Numerical Analysis on the Stress and Deformation Characteristics of LNG Membrane Storage Tank System with Corner Protection)

  • 김청균
    • 한국가스학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.9-14
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    • 2009
  • 본 연구에서는 LNG 저장탱크의 단열재 공간에 설치된 코너프로텍션에 작용하는 응력 및 변형거동 특성을 FEM으로 해석하였다. 제시된 코너프로텍션은 기존의 멤브레인식 LNG 저장탱크의 강도안 전성과 LNG 누출안전성을 증대시킬 수 있다. LNG 저장탱크 시스템에 작용하는 응력과 변위 거동량을 단열재 상자, 멤브레인 내부탱크, PC 외부탱크에 대하여 해석하였다. 유한요소법으로 계산한 해석결과에 의하면, 내부탱크와 외부탱크 사이에 코너프로텍션을 설치한 새로운 LNG 멤브레인 저장탱크의 응력과 변형 거동량은 기존의 LNG 저장탱크에 비하여 현저하게 줄어드는 경향을 보여주고 있다. 이러한 현상은 LNG 저장탱크 시스템의 강도 안전성이 코너프로텍션을 설치함에 따라서 강성도가 증가하기 때문인 것으로 설명될 수 있다.

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기계적/전기적 측정 센서를 이용한 Kogas Pilot LNG 저장탱크 멤브레인 변형 거동 측정(I) (The Measurement of Membrane Deformation Behavior in Kogas Pilot LNG Storage Tank by the use of Mechanical/Electrical Sensor (I))

  • 김영균;오병택;윤인수;김지훈;김석순;홍성호
    • 한국가스학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.13-17
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    • 2003
  • LNG 저장탱크의 주요 구조인 멤브레인은 LNG 누설을 방지하기 위하여 설계되었다. 멤브레인 유닛은 $-162^{\circ}C$의 액화시킨 LNG의 접촉에 따라 발생하는 가스압, 액압, 그리고 열하중을 지지하도록 설계되므로 멤브레인 구조의 강도를 실험적 방법을 이용하여 측정하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 상용 전기저항식 스트레인 게이지와 자체적으로 제작한 기계적 열 변형 측정 장치를 이용한 변형 측정 시스템을 제안하였다.

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Kogas 멤브레인 성능평가에 관한 연구 (The Study of Kogas Membrane Performance Test for LNG Storage Tank)

  • 김영균;홍성호;윤인수;오병택;서흥석
    • 한국가스학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.17-22
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    • 2002
  • LNG는 여러 가지 장점으로 해마다 수요가 크게 늘고 있으며 이에 따른 LNG 저장설비의 건설과 확장 또한 급속도로 증가하고 있다. LNG 저장탱크에서 가장 중요한 요소중의 하나는 스테인레스 조재로 제작된 멤브레인이다. 멤브레인은 LNG 온도에 따른 열수축과 팽창을 흡수하는 주름을 가지고 있는 스테인레스 판으로 안정적 변형과 충분한 파괴강도를 확보하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 개발된 Kogas 멤브레인의 변형과 강도를 실험적으로 수행되었고 모든 결과들이 관련 규격을 만족하는 것으로 나타났다.

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