[해양구조물] LNG-FPSO
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- 목차
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<그림 목차>
1 해역 선택
1.1 West africa 해상 환경 및 LNG-FPSO 선택 이유
1.2 swell
2 구조물의 종류 - LNG FPSO
2.1 LNG-FPSO의 개념
2.1.1. FPSO의 개념
2.1.2 FPSO의 특징
2.2. LNG-FPSO의 개념
3 LNG FPSO의 주요 제원
3.1 Shell 사 발주중인 선박의 제원 및 특성
3.2 LNG FPSO 주요 치수 결정
3.3 LNG FPSO 특성
4 G/A (일반배치도)
4.1 측면도
4.2 Topside
4.3 LNG Tank와 Condensate Tank
5 LNG FPSO의 저장기능
5.1 Self Support Tank (MOSS type)
5.2 Membrane Tank
6 계류장치
6.1 Mooring system
6.2 Turret-mooring
6.3 Mooring Line 종류 결정
6.3.1 해상정보에서 배에 작용하는 수평 힘 F 구하기
6.3.2 수심과 배에 작용하는 힘(F = wave force)을 이용해서 최대 장력 구하기
7 LNG-FPSO 운송방법
7.1 세계 각지의 LNG Terminal
7.2 LNG FSRU
8 LNG-FPSO 하역장치
8.1 LNG Offloading
8.1.1 Tandem Offloading
8.1.2 Side-by-side Offloading
- 본문내용
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5 LNG FPSO의 저장기능
액화천연가스의 저장탱크는 천연가스의 액화기지, 인수기지 등에 임시저장용으로 필요하다. 저장탱크는 거대한 보온병으로 생각하면 된다. 보온병의 겉병과 그 안에 2중벽의 내병으로 이루어져 있음을 볼 수 있다. LNG저장탱크도 2중구조로써 외각은 긴장된 콘크리트(Post-stressed Concrete wall)로 모든 힘을 여기에서 받게 되어 있으며, 보온병의 겉병에 해당된다. 내부 탱크는 액체와 기체상태인 lng또는 증발가스가 새어 나오지 못하도록 스텐레스강으로 된 밀폐된 membrane벽으로 이루어져 있는데 외벽과 내벽 사이에는 고분자 재료이며 단열 특성이 우수한 PV Form으로 채워놓아 밖에서 들어오는 열을 차단한다. (보온병은 진공으로 되어있다.)
그림 18 LNG선의 저장탱크
5.1 Self Support Tank (MOSS type)
- Tank 구조, 지지구조, 선각의 구조가 서로 독립인 구조 시스템
- Tank 자체 구조만으로도 외력에 대하여 충분한 강도를 갖고 있다.
- 단열재는 하중을 거의 받지 않기 때문에 그 선택의 폭이 넓고 용이하다.
- 구조용 재질은 AL 5083-0 또는 9& 니켈강이 널리 쓰이고, 2차 방벽은 1차 방벽재(Tank의 구조재)와 동등한 재료를 사용한다.
- 충돌과 좌초에 대한 손상확률이 다른 형식의 Tank보다 낮다.
- 2차 방벽을 생략 또는 부분적으로 설치할 수 있다.
- Tank shell의 membrane응력으로 Tank에 작용하는 하중을 지탱한다. 따라서, Tank 구조의 이론적인 응력해석이 용이하여 신뢰도 높은 Tank 설계를 할 수 있고, 단순히 shell의 두께만을 증가시킴으로써 쉽게 Tank의 강도를 증대시킬 수 있다.
- Tank의 내압에 대해서는 강도상의 여유가 많기 때문에 비상시 고압을 이용하여 화액을 신속하게 방출할 수 있다.
- 구조 형태상 용접성이 다른 방식에 비하여 좋다.
- 화물적재 위치가 높기 때문에 선박의 복원성 확보에 어려움이 있다.
- 선체와 Tank가 직접 연결된 구조이기 때문에 열 손실이 비교적 많다.
- Skirt에서 열을 적절히 방춤함으로써 급격한 열 균배로 인한 열 응력 발생을 최소화한다.
- 현재까지 개발된 방식 중 가장 건조 실적이 많으며 지지구조가 다른 형식에 비하여 매우 간단하다.
5.2 Membrane Tank
- 화물 Tank는 하중을 감당하지 않고 단순히 화물을 담고 있는 역할만 하며, 하중은 선각구조가 담당하는 개념으로 되어 있다.
- Tank 용량 당 Tank 구조 중량의 비가 가장 낮다.
- 선박의 용적효율이 가장 높다.
- 선각이 화물의 하중을 지탱하고 있다.
- Tank 구조는 박막 membrane으로 모든 온도 변화에 따른 열 신축 변형에 견딜 수 있어야 한다.
- 단열재는 외부하중을 견딜만한 충분한 강도가 있어야 한다.
- 완전한 2차 방벽이 필요하다.
- 선각의 변형이 직접적으로 membrane에 전달된다.
- Membrane의 배치와 Tank 건조에는 특수한 장비와 기술이 필요하다.
<LNG-FPSO 의 Membrane Tank type>
LNG-FPSO 의 저장 탱크는 기존 LNG-Carrier와 유사한 건조를 따르는 membrane type의 insulation을 가진 steel hull structure를 따른다. LNG-FPSO는 Process Module이 Topside를 많이 차지하기 때문에, Membrane type이 적당하다. Membrane은 LNG저장 탱크의 steel hull type의 적용은 LNG-carrier의 운행에서 공인되었다.
다음 그림은 LNG저장탱크의 fatigue분서그 온도 분포의 예이다. LNG-FPSO의 탱크는 empty에서 Full까지 어느 레벨에 있을 수도 있으므로, containment system은 sloshing하중을 견딜 수 있는 충분한 강도를 가져야 한다. 제한되어 있지 않은 바다를 운행하는 기존의 LNG-carrier와 다르게, LNG-FPSO는 미리 지정된 위치에 계류 되어 있으므로, Sloshing하중은 해역의 특별한 파랑 조건(Specific wave condition)에 맞게 계산 되어야 한다.
Sloshing Analysis에 의하여, LNG-FPSO의 탱크 내부의 특정부분들은 강화되었다 그림 은 전형적인 Membrane type 저장 시스템 건조를 보여준다.
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