[논문]LNG 플랜트용 Cold box 구조건전성 평가

LNG 플랜트용 Cold box 구조건전성 평가
Structural Integrity Evaluation for Cold box of LNG Plant 원문보기

전우진 (한국해양대학교 대학원 기계공학과) , 조종래 (국해양대학교 기계.에너지시스템공학부) , 박진성 (한국해양대학교 대학원 기계공학과) , 김창수 (동화엔텍(주)) , 박승하 (동화엔텍(주))

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LNG플랜트와 관련된 주요 기자재 생산기술의 국산화는 국내 여러 기업에 의해 시도되고 있으며 경제적 파급효과가 매우 큰 분야이지만 그 설계기술은 아직 많은 부분 해외에 의존하고 있다. 본 논문에서는 LNG 액화공정의 생산능력 5MTPA와 트레인 효율92%에 부합되는 열교환기의 설계기술 개발을 목표로 열교환기와 Separator가 장착된 cold box에 대하여 유한요소해석을 이용하여 그 구조건전성을 평가하였다. 운전 중에 직면할 수 있는 여러 하중을 신뢰도 높은 규격 및 Code기준을 근거로 계산하였으며 각각의 조건을 부하여서 해석을 수행하였다.

UBC-97기중에 의한 Zone4로 가정하였으며 모달 해석결과 1차 고유주파수가 27.4Hz 였으며 이는 T<0.06sec이므로 아래 식을 사용하여 내진해석에 사용될 가속도를 결정하였다.

2. Operating condition Case1과 Case2 조건에 대해 ASME code기준 허용을 만족하여 구조건전성을 확인하였다.
LNG 플랜트에서 사용될 Cold box에 대해 여러 환경 조건과 더불어 운전조건에서의 건전성과 거동을 유한요소해석을 통해 평가하였으며, 그 결과는 아래와 같다.
운전 중에 직면할 수 있는 여러 하중을 신뢰도 높은 규격 및 Code기준을 근거로 계산하였으며 각각의 조건을 부하여서 해석을 수행하였다. 또한 운전 중 복합 하중에 대해서 ASME code기준에 따라 구조건전성을 평가하였다.
본 논문에서는 LNG 액화공정의 생산능력 5MTPA와 트레인 효율92%에 부합되는 열교환기의 설계기술 개발을 목표로 열교환기와 Separator가 장착된 cold box에 대하여 유한요소해석을 이용하여 그 구조건전성을 평가하였다. 운전 중에 직면할 수 있는 여러 하중을 신뢰도 높은 규격 및 Code기준을 근거로 계산하였으며 각각의 조건을 부하여서 해석을 수행하였다. 또한 운전 중 복합 하중에 대해서 ASME code기준에 따라 구조건전성을 평가하였다.

1. Nozzle load, Wind load, Seismic load, pressure 를 각각 적용한 결과 ASME code기준 허용을 만족하여 구조건전성을 확인하였다..

3.Nozzle load와 Pressure load에 의해 Separator와 Nozzle 사이에 최대응력이 발생하며, 다른 운전조건이 적용 될 경우는 관심 있게 검토할 필요가 있다.

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