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[국내논문] LNG내외탱크 사이의 압력흡수용 탄성 Blanket 설계 특성
Design Characteristics of Resilient Blanket as Pressure Absorber in the Insulation Annulus of LNG Tank 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.17 no.4, 2013년, pp.77 - 82  

윤상국 (한국해양대학교 기계.에너지시스템공학부)

초록
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LNG의 수요 증가와 함께 LNG기지의 저장탱크의 건설도 증가하고 있다. 내부탱크는 9%Ni강재 그리고 외부탱크는 콘크리트가 적용되는 형식의 LNG탱크의 단열은 내외부 탱크 사이에 펄라이트 분말이 충전되며, 이 펄라이트의 압력을 흡수하기 위하여 탄성이 있는 블랭킷을 사용한다. 본 연구에서는 이 블랭킷을 적용함에 있어 그 특성과 내부 탱크에 미치는 압력 등을 해석, 고찰하여 블랭킷의 적정 설계두께, 설계압력 등 설계기준을 얻고자 하였다. 연구결과, 블랭킷의 적정 두께설계 기준은 내외부 탱크 간격의 30~40%가 되었으며, 설계압력 기준은 블랭킷 두께에 따라 2,200~2,700Pa 이하가 적절한 것으로 얻어졌다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The construction of LNG storage tanks has been increased due to the expansion of LNG demand. LNG tanks which consist of an inner cylindrical 9%Ni metal tank and reinforced concrete, are insulated with perlite powder and resilient blanket for absorbing the perlite pressure in insulation annulus betwe...

주제어

#resilient blanket   #insulation annulus   #LNG tank   #perlite   #design pressure  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 LNG 내외부 탱크 사이의 단열부 설계와 내부탱크의 지지시스템의 설계에 필수적으로 고려되어야 하는 펄라이트 충전압력 설계 기준을 파악하기 위하여 철재 및 콘크리트탱크의 온도에 따른 변형, 펄라이트 충전에 따른 탱크 압력 특성, 블랭킷의 두께와 복원력에 따른 펄라이트 분말의 압력 흡수 특성, 블랭킷읙 특성 등을 분석하였다. 국내외 설계 기준압력은 하나의 값인 2,500Pa[1]으로 되어 있으나, 본 분석연구를 통하여 설계의 개념을 파악함으로써 보다 효과적이고 안전한 LNG탱크 펄라이트 단열부의 블랭킷 설계 기준압력을 제시하고자 한다.
  • 본 연구에서는 LNG 내외부 탱크 사이의 단열부 설계와 내부탱크의 지지시스템의 설계에 필수적으로 고려되어야 하는 펄라이트 충전압력 설계 기준을 파악하기 위하여 철재 및 콘크리트탱크의 온도에 따른 변형, 펄라이트 충전에 따른 탱크 압력 특성, 블랭킷의 두께와 복원력에 따른 펄라이트 분말의 압력 흡수 특성, 블랭킷읙 특성 등을 분석하였다. 국내외 설계 기준압력은 하나의 값인 2,500Pa[1]으로 되어 있으나, 본 분석연구를 통하여 설계의 개념을 파악함으로써 보다 효과적이고 안전한 LNG탱크 펄라이트 단열부의 블랭킷 설계 기준압력을 제시하고자 한다.
  • 외부 탱크는 강재나 콘크리트 탱크가 적용될 수 있으나, 본 연구에서는 강재에 비하여 온도의 영향을 적게 받는 장점 등으로 주로 적용되고 있는 강화 콘크리트에 대하여 검토하였다.

가설 설정

  • 이 내외부 탱크 사이에는 미세한 흰색 분말의 펄라이트가 단열재로 충전되며, 충전된 펄라이트는 내외 탱크 간격(Annulus) 크기와 탱크 높이에 따라 내측과 외측벽체에 압력을 가하게 된다. 이 압력을 흡수하기 위한 방법으로 탄성이 있는 그라스울(Glass wool)로 제작된 블랭킷(Blanket)을 적정 두께로 가설한다. Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이중 철재탱크 형식의 장점은? -162℃의 초저온 액체상태인 LNG를 저장하기 위한 탱크 형식을 보면, 단열이 된 이중 탱크로 내부탱크의 재료 형태에 따라 멤브레인식과 철재식으로 구분된다. 이중 철재탱크는 멤브레인식과 달리 로열티 문제가 없고 직경 60~80m의 대형탱크 제작이 가능하여 주된 탱크 형태로 적용되고 있다.
LNG를 저장하기 위한 탱크 형식의 종류는? 도시가스, 발전, 차량용 연료로의 사용이 매년 증가되면서 도입량이 증가하고 있고, 이에 따라 LNG기지의 건설과 함께 저장탱크의 건설도 증가하고 있다. -162℃의 초저온 액체상태인 LNG를 저장하기 위한 탱크 형식을 보면, 단열이 된 이중 탱크로 내부탱크의 재료 형태에 따라 멤브레인식과 철재식으로 구분된다. 이중 철재탱크는 멤브레인식과 달리 로열티 문제가 없고 직경 60~80m의 대형탱크 제작이 가능하여 주된 탱크 형태로 적용되고 있다.
본 논문에서 도출한 블랭킷의 적정 설계두께, 설계압력 등 설계기준은 무엇인가? 본 연구에서는 이 블랭킷을 적용함에 있어 그 특성과 내부 탱크에 미치는 압력 등을 해석, 고찰하여 블랭킷의 적정 설계두께, 설계압력 등 설계기준을 얻고자 하였다. 연구결과, 블랭킷의 적정 두께설계 기준은 내외부 탱크 간격의 30~40%가 되었으며, 설계압력 기준은 블랭킷 두께에 따라 2,200~2,700Pa 이하가 적절한 것으로 얻어졌다.
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참고문헌 (4)

  1. Leadley, I.M., Technical Note for Mechanical Design of Shell Insulation, Preussag Co., Germany, (2009) 

  2. Wiegley, D. A., Mechanical Properties of Materials at Low Temperatures, Plenum Press, New York, (1971) 

  3. Janssen, H. A., "Versuche uber Getreidedruck in Silozellen", CZ. Vereines Deutscher Ingenieure, 39, 1045-1049, (1895) 

  4. Singh, D. and Moysey, E.B., "Grain Bin Wall Pressures: Theoretical and Experimental", Canadian Agricultural Engineering, 27, 43-48, (1985) 

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