소형 선박용 극저온 액화가스 저장탱크 설계 기초 연구
Feasibility study for design of cryogenic liquefied gas storage tank for small ship
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세계적인 선박 배출에 관한 환경 규제로 인한 액화천연가스의 수요가 크게 증가하고 있다. 액화천연가스 저장탱크는 극저온의 환경에서 운용되며 온도구배의 차이에 의한 열응력이 발생하고 내부 자연기화에 의한 연료에 의해 고압의 환경이 조성된다. 국제해사기구의 독립형 액화천연가스 C 형식 연료 저장탱크는 공간 효율성이 낮아 대형 선박에 적용하기 어렵지만 구조적 강도가 우수하다. 또한 소형 선박의 경우 연료탱크 내부의 자연기화율이 대형 선박보다 높기 때문에 Type-C 연료 저장탱크를 적용하면 내부 압력 상승에 대하여 뛰어난 성능을 보인다. 그러나 소형 선박에 적용하기 위한 액화천연가스 저장탱크의 규정이 현재 부족한 실정이며 현재 일반적인 액화천연가스 저장탱크에 사용되는 IGC 코드 외에 다른 규정이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 길이 50 m 이하의 액화천연가스 추진 선박에 사용되는 Type-C 연료탱크를 IGC 코드에 따라 설계한 후 액화질소를 주입하고 압력을 가하여 탱크의 거동을 계측함으로써 구조적 안전성을 평가하였다.
Abstract
The demand for liquefied natural gas (LNG) has been increasing significantly with environmental regulations on global ship emissions. LNG storage tanks operate in a cryogenic environment, where thermal stress is generated due to differences in temperature gradients and an environment of high pressure is created by internal naturally vaporized fuel. IMO Type-C tank among fuel storage tanks is difficult to apply to large size ships due to their low space efficiency, but it has excellent structural strength. And for small size ship, boil off rate is significantly higher than for large size ships, making it more appropriate to apply Type-C tank to withstand increased internal pressure. However, since regulations on LNG storage tanks for small ships are currently insufficient, other regulations for small size LNG tanks are needed without IGC Code already used in general LNG tanks. Therefore, in this study, the Type-C fuel tank used for LNG propulsion vessels with a length of less than 50m was evaluated structural safety in accordance with the IGC Code and the pressure applied to measure the structural behavior.
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