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LNG 연료 추진선의 연료 탱크로서 탱크컨테이너의 적용성 연구 및 구조설계
A Study and Design on Tank Container for Fuel Tank of LNG Fueled Ship 원문보기

大韓造船學會 論文集 = Journal of the society of naval architects of korea, v.49 no.6, 2012년, pp.504 - 511  

김태우 (삼성중공업) ,  서용석 (삼성중공업) ,  장기복 (삼성중공업) ,  전민성 (삼성중공업) ,  이강대 (연세대학교) ,  차경호 (연세대학교)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The objective of this study is to investigate tank container to be used as fuel tank for LNG fueled ship. Feasibility of tank container to the fuel tank of LNG fueled ship is addressed and the advantage of tank container as fuel tank of ship is investigated. Conceptual configuration of the tank cont...

주제어

#탱크 컨테이너   #LNG 추진선박   #동적 충돌 시험   #충격응답스펙트럼  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 연근해를 운항하는 소형의 LNG연료 추진 선박에 효율적으로 연료를 공급하기 위한 시스템으로서 LNG 탱크컨테이너의 개념을 소개하고 이에 대한 유용성 검토를 수행하였다. 또한, 탱크컨테이너의 설계를 위하여 필요한 관련 지침을 조사하고 이에 따른 탱크컨테이너의 구조설계를 수행하였다.
  • 상기 시험 항목의 대부분은 탱크컨테이너를 인양하고 적재하면서 발생할 수 있는 하중에 대하여 프레임의 강도를 주로 검증하는 정적 하중 시험이나, 종방향 내부 동적 구속시험은 철도운송에서 화차간 저속 충격으로 인하여 발생할 수 있는 하중에 대한 동적 구조안전성을 평가하는 시험을 수행해야 한다. 본 연구에서는 탱크컨테이너의 구조설계를 위하여 종방향 동적 구속시험을 제외한 상기 시험 항목에 대한 구조해석을 수행하였다.
  • 본 절에서는 상기 언급한 탱크컨테이너 시험 조건 중 탱크컨테이너의 인양과 운송의 관점에서 수행되는 시험조건에 대하여 정적 구조해석을 수행하여 탱크컨테이너의 안전성을 검증하였다. 다만, 보행로 및 사다리 실험은 탱크 컨테이너 자체에 크게 영향을 주는 항목이 아니므로 본 논문에서는 검토하지 않았다.
  • 본 절에서는 탱크컨테이너의 철도 운송시 발생할 수 있는 화차 간의 충격 조건에서의 동적 하중시험에 대해 검토하고 실제 충돌 시험을 수행하였다. 동적 하중 시험방법 및 평가는 International Organization for Standardization(ISO) 1496-3(1995)과 한국선급 해상 컨테이너지침 (KR, 2008)에 따랐다.
  • 여기서는 개발된 탱크컨테이너에 대한 구조설계 내용을 소개함으로써 탱크컨테이너의 구조 설계시 중요하게 고려되어야 할 기술적 요소에 대하여 기술하고자 한다.
  • LNG를 연료로 사용하는 선박의 개발을 위하여는 LNG의 벙커링을 통한 LNG의 저장, 엔진 구동을 위한 연료공급 및 선박의 설계와 운항을 포함한 전체적인 시스템에 대한 효율성과 적정성이 평가되어야 한다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 LNG을 선박에 공급하고 저장하는 시스템 중의 하나로 탱크컨테이너를 제안하고 LNG 연료 추진선박의 연료 탱크로 적용성을 검토하였으며, 아울러 제안된 탱크컨테이너에 대한 구조설계 및 구조안전성 검증을 수행하였다. 또한 동적 충돌시험에 대한 절차(procedure)를 분석하고 실제 시험을 수행함으로써 그 안전성을 확인하였다.
  • 이상과 같이 선박의 LNG 연료 탱크로서 탱크컨테이너의 유용성에 대하여 간략히 검토하였다. 탱크컨테이너는 컨테이너 전체 부피에 비하여 탱크의 용적이 작아 대량의 연료를 적재하는 대형 선에는 적용이 어려우나, 연근해를 운항하는 소형 선박에서는 적용상 장점이 있을 것으로 사료된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LNG를 선박의 추진연료로 사용 시 가지는 장점은? LNG를 선박의 추진연료로 사용하면 기존 MDO(Marine Diesel Oil)대비 질소산화물(NOx)과 황산화물 (SOx)의 배출이 각각 85~90%, 100% 저감되고, 대표적인 온실가스인 이산화탄소(CO2)의 배출이 15~20% 줄어든다고 알려져 있다 (Det Norske Veritas (DNV), 2010; DNV, 2011).
선박용 LNG 저장 탱크는 무엇이 있는가? LNG 연료 탱크는 선박 운항시 발생할 수 있는 극심한 환경 하중에 대하여 극저온 (－163℃ ~ －150℃) 상태의 LNG를 안전하게 저장하고 엔진의 구동을 위한 연료 공급 장치에 연료를 원활히 공급할 수 있도록 설계 되어야 한다. 현재 LNG을 저장 및 운송하는 목적으로 개발된 선박용 LNG 저장 탱크로는 멤브레인(Membrane) 타입의 LNG 탱크와 IMO A, B, C-type 독립탱크가 있다 (International Maritime Organization (IMO), 2010).
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참고문헌 (18)

  1. American Bureau of Shipping (ABS), 2011. Propulsion and auxiliary systems for gas fueled ships. 

  2. American Society of Mechanical Engineers (ASME), 2011. Rule for Construction of Pressure Vessels, Section VIII Division 1. 

  3. China International Marine Containers (CIMC), 2012. China International Marine Containers [Online] Available at: http://www.cimc.com [Accessed 27 September 2012]. 

  4. Danish Maritime Authority (DMA), 2012. A feasibility study for an LNG filling station infrastructure and test of recommendations, North European LNG Infrastructure Project. 

  5. Det Norske Veritas (DNV), 2010. Greener Shipping in the Baltic Sea, Technical report. 

  6. Det Norske Veritas (DNV), 2011. Greener Shipping in North America, Technical report. 

  7. Harperscheidt, J., 2011. LNG as a Ship's Fuel, Green Ship Technology. 

  8. International Maritime Organization (IMO), 1990. International Maritime Dangerous Goods Codes. 

  9. International Maritime Organization (IMO), 2010. International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk. 

  10. International Organization for Standardization (ISO), 1995. Series 1 freight containers-Specification and testing, Part 3, ISO 1496-3. 

  11. Julius, S.B., 2000. Random data anaylsis and Measurement Procedures, WILEY INTER SCIENCE. 

  12. Korea Gas Safety corporation (KGS), 2011. Korea Gas Safety Code, KGS AC111. 

  13. Korea Gas Safety corporation (KGS), 2011. Korea Gas Safety Code, KGS AC113. 

  14. Korean Register of shipping (KR), 2008. The guidance of marine container. 

  15. Levander, O., 2011. Fuel selection for Ro-Ro Vessels, Ro-Ro Shiping Conference. 

  16. Paulo, B.S., 2000. UK LNG Fast Ferry Program and Challenges, US Maritime Administration Workshop. 

  17. Rolls-Royce, 2011. The use of LNG as fuel for propulsion on board merchant ships, European Fuels Conference. 

  18. Swedish Marine Technology Forum (SMTF), 2010. LNG ship to ship bunkering procedure. 

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