KCI등재
상업용 선박의 LNG-암모니아연료 겸용을 위한 연료탱크 설계 최적화 = Design Optimization of Ammonia-LNG Combined Fuel Tank for a Commercial Vessel
세계 조선업계는 탄소 배출량에 대한 IMO의 감축 규제가 2050년까지 강화됨에 따라 ‘포스트 LNG 시대’진입을 준비하고 있다. 여러 후보들 중 암모니아 연료의 사용 가능성이 대두되고 있으며 이를 충족하기 위해 암모니아 연료 공급의 기반시설 확대 및 암모니아 연료탱크의 안전성 확보가 요구되고 있다. 본 연구에서는 티아이지코리아에서 제공받은 LNG 탱크를 암모니아 겸용으로 사용 가능 여부를 검토하기 위하여, 구조적 측면에서 연료 탱크의 건전성을 평가하였다. 액화 암모니아의 비중이 LNG대비 높으나 액화점은 낮아, 기존 LNG 연료탱크를 겸용으로 사용하기위해 선형해석 및 피로해석을 통하여 구조적 건전성을 확인하였다. 도출된 결과는 IGC 코드의 규정에 따라 구조적 안전성을 평가하였으며, 허용 응력 강도 기준을 만족하지 못하는 구성품에 대하여 실험설계법을 활용하여 최적화를 진행하였다. 추가적으로 연료탱크 내부에 슬로싱(Sloshing) 현상으로 최대 압력을 산출하여 탱크의 건전성을 평가하였으며, 또한 탱크내부의 BOR을 계산하여 단열 성능을 검증하였다. 본 연구결과는 액화 암모니아, LNG 복합 사용 연료탱크 설계에 활용이 가능하여 동 연료탱크의 구조 강건성 확보를 위한 통찰력을 제공한다.
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