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과거 두 차례 석유파동과 최근 고도의 산업화로 인하여 세계 각국에서는 석유의 대체 에너지를 개발하려는 노력이 계속 되어왔다. 그리고 지구 온난화와 같은 범세계적 문제 해결을 위하여 국가 연합 및 각 국에서는 NOx Tier, 유로 규제와 같은 환경규제를 지속적으로 강화해 나가고 있는 실정이다. 위와 같은 다양한 문제를 해결하기 위해 LNG(Liquefied natural gas)가 대두되어지고 있다. LNG는 디젤 및 가솔린 보다 값이 저렴하며, 발생하는 배기가스가 비교적 깨끗하다는 장점을 가지고 있어 대체 에너지로 각광을 받고 있다. 이러한 세계적 흐름 속에 LNG 관련 선박들이 지속적으로 제작되어지고 있으며, 이에 따른 각종 LNG에 관한 문제도 동시에 나타나고 있다. 그 중 BOG(Boil off ...

과거 두 차례 석유파동과 최근 고도의 산업화로 인하여 세계 각국에서는 석유의 대체 에너지를 개발하려는 노력이 계속 되어왔다. 그리고 지구 온난화와 같은 범세계적 문제 해결을 위하여 국가 연합 및 각 국에서는 NOx Tier, 유로 규제와 같은 환경규제를 지속적으로 강화해 나가고 있는 실정이다. 위와 같은 다양한 문제를 해결하기 위해 LNG(Liquefied natural gas)가 대두되어지고 있다. LNG는 디젤 및 가솔린 보다 값이 저렴하며, 발생하는 배기가스가 비교적 깨끗하다는 장점을 가지고 있어 대체 에너지로 각광을 받고 있다. 이러한 세계적 흐름 속에 LNG 관련 선박들이 지속적으로 제작되어지고 있으며, 이에 따른 각종 LNG에 관한 문제도 동시에 나타나고 있다. 그 중 BOG(Boil off Gas)에 관한 문제가 크게 부각되고 있으며, 이는 LNG 관련 선박 또는 수송라인 등에서 문제가 되는 현상이다. BOG는 극저온 액체 상태의 LNG가 수송되는 라인에서 외기와 수송 배관 사이의 큰 온도차로 인하여 발생되는 열 침투에 의해 발생하며, 이때 액체 상태의 LNG가 기체로 증발하는 현상을 말한다. 여기에서 침투하는 열량은 액체상태로 LNG 선박의 엔진에 공급돼야하는 LNG를 기화시켜 엔진에 공급할 수 없게 하며, LNG를 사용할 수 없게 만든다. 기화된 LNG는 그 부피가 크게 증가하여 보관에 어려움을 야기하기 때문에 기화된 LNG는 외부로 의미 없이 배출되어지거나 연소되어진다. 마찬가지로 LNG 수송라인에서 발생하는 BOG또한 LNG 저장에 큰 손실을 일으킨다. 따라서 BOG를 줄이기 위해 다양한 방법이 고안되고 있으며, 이중 근본적이며 효율적인 방법인 단열 배관의 개발에 관심이 커지고 있는 실정이다. 단열배관의 종류에는 단열 배관, 이중 단열 배관, 다층 단열 배관 등이 있으며, 본 연구에서는 단열 성능을 극대화하기 위하여 배관 내부에 단열재층과 진공층이 공존하는 이중 단열 배관의 단열성능에 관한 연구를 진행하였다.
본 연구에서는 이중 단열 배관의 실험 및 수치해석 결과 비교를 통한 기법 연구를 바탕으로 단열재층과 진공층의 두께에 따른 단열성능을 확인하였으며, 수치해석에 사용된 모델은 진공층의 두께에 따라 10가지 case로 생성하였고 진공층의 진공도는 760 Torr와 10^-2 Torr로 설정하였다.
진공도 10^-2 Torr에서의 단열성능은 진공층의 두께가 커질수록 상승하였으나 case2를 기준으로 진공층의 두께가 증가하여도 단열성능이 크게 상승하지 않는 것을 확인하였으며, 이때 표면에서 최대 온도는 8.52 ℃이다. 진공도 760 Torr에서의 단열성능 분석을 통해 진공층에서 진공이 파괴되었을 때의 단열성능을 확인하였으며, case7 이후의 모델에서 단열성능이 급격히 낮아지는 것을 확인하였고 이때 case7의 표면온도는 -17.65 ℃이다.
이를 종합하여 실제 사용현장에서 고려할 수 있는 단열재층과 진공층의 조합은 모델 case2와 case3으로 판단된다.

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