• 한국가스학회지
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• 제12권1호
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• pp.36-41
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• 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.

• 한국가스학회지
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• 제11권4호
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• pp.85-90
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• 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.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권9호
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• pp.1384-1390
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• 2004

The full containment Liquefied Natural Gas(LNG) storage tank is based on a double liquid container concept : two separate containers, one within the other, are capable of containing the LNG. The outer concrete tank provides comer protection(secondary containment) to withstand and safely contain any spill from the inner tank. The comer protection is installed on inside corner surface of outer concrete tank. Because of high and complex stresses, corner protection is designed by ASME section ⅧI Div. 2, Appendix 4 on behalf of API 620 which is main design code for LNG tank. Design guidelines to determine design factors such as liner thickness and knuckle radius are not well understood because Appendix 4 is the design method not based on equation but FEM. Recently, the volume of LNG tank shows a tendency to increase. So it is necessary to set up the design guidelines to cope with change of LNG tank capacity and height/diameter ratio. In this paper, optimum design of corner protection was performed and the design guidelines were suggested by the results of FEM for LNG tanks which have different capacities and height/diameter ratio.

• 한국가스학회지
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• 제18권1호
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• pp.17-24
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• 2014

LNG 저장탱크는 초저온($-162^{\circ}C$)의 액화천연가스(LNG)를 저장하는 시설로서 안전성이 크게 요구되는 시설물이다. LNG를 저장하는 내조에 문제가 일어나 LNG 누출이 발생했을 경우를 대비하여 종래에는 LNG 저장탱크 외부에 방류둑을 설치하게 되어 있었다. 하지만 이는 부지 활용도를 떨어뜨리고 저장탱크 건설비를 증가시키는 등의 문제점이 있어 근래 들어 저장탱크 벽체를 초저온에 견딜 수 있는 구조로 바꾸는 완전방호식 저장탱크를 제작함으로서 방류둑 설치를 하지 않고 있다. 탱크 벽체를 초저온에 견딜 수 있는 구조로 만드는 방법은 크게 두 가지가 있다. 하나는 초저온에 견딜 수 있는 철근을사용하여 LNG 탱크 벽체 콘크리트를 제작하는 방법이며 다른 하나는 LNG 탱크 벽체 콘크리트 내부 표면에 초저온에 견딜 수 있는 스프레이 폴리우레탄 폼 등의 제품을 적용하여 내조로부터 LNG의 누출이 발생하여도 콘크리트 표면온도가 정해진 기간 동안 일정 온도 이하로 낮아지지 않도록 하는 방법이다. 최근 국내에 서 건설하는 모든 LNG 저장탱크는 경제적이고 적용방법이 간단한 스프레이 폼을 사용하여 LNG 저장탱크 벽체의 저온 안전성을 강화하고 있다.

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

• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.18-24
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• 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.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.115-120
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• 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
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• 한국가스학회 2001년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.122-129
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• 2001

• 한국가스학회지
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• 제14권5호
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• pp.13-18
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• 2010

본 연구는 9% 니켈강재식 LNG 저장탱크용 통합제어안전관리시스템을 개발하고자 한다. 새로운 통합제어안전관리 시스템은 기존의 측정 및 제어시스템에 비해 압력, 변위, 하중을 측정할 수 있는 장치를 추가하였다. 또한, 측정된 데이터는 새로운 제어장치와 안전관리 시스템에 의해 통합되고 분석하는 프로세스를 동시적으로 진행하는 것이다. 초대형 완전밀폐식 LNG 저장탱크의 안전성과 효율성을 증가시키기 위해 통합제어안전관리시스템은 압력계이지를 추가하고, 내부탱크의 외측벽과 스티프너, 톱거더의 용접지역, 코너 프로텍션 탱크의 외측벽에 새로운 변위센서/압력센서를 설치하였다. 변위센서와 하중센서는 내부탱크와 코너 프로텍션 탱크의 9% 니켈강재 구조물에 대한 파손징후를 제공할 수 있고, 내부탱크로부터 누설되는 LNG를 감시할 수 있다. 기존의 누설센서는 내부탱크와 코너 프로텍션 사이의 단열지역에 설치한 누설감지기에 의해 경고신호가 접수될 때까지도 9% 니켈강재 탱크의 파괴에 대한 적절한 정보를 제공하지 못한다는데 문제가 있다. 따라서, 새로운 통합제어안전관리시스템은 온도, 압력, 변위, 하중, LNG의 밀도 데이터를 수집하고 분석하기 위한 것으로, 탱크시스템의 안전성과 내부탱크의 누설을 제어하기 위한 시스템이다. 또한, 디지털 데이터는 9% 니켈강재로 제작한 탱크의 안전성에 관련된 변위와 하중, LNG의 액위와 밀도, 쿨다운 공정, 누설, 압력 등을 제어하기 위해 측정한다.