This study proposed a design methodology for an IMO Type-B prismatic storage vessel for liquefied nat-ural gas. The design of this vessel refers to the IGC Code that provides the international standards for storage of liquefied gases in bulk. The internal pressure was resulted from the vapor pressure and the internal liquid pressure. The liquid pressure was calculated from the effect of gravity and the accelerations applied to the center of gravity of the liquid. Loading conditions of liquid up to 98 % were considered in the calculation of the maximum liquid height. The heat ingress warmed the LNG, which caused it to exceed its boiling temperature. The calculation of vapor pressure was described by the material and energy balance equations. Dynamic simulation about the pres-sure behavior was conducted using a commercial software. The thickness of the vessel shell was determined based on the allowable stresses and the membrane theory. To reinforce the shell under the internal pressure, glide type stiffeners were used. A strip method was used to compute the adequate size of the stiffener. The minimum distance of the parallel plates that support the deflection of the whole structure was calculated by the proposed equations. The analytical results for the design of the storage vessel were compared with those obtained by the numerical method using FEA.
본 연구에서는 국제해사기구 IMO에서 규정한 타입 B각형 액화천연가스 저장용기의 설계 방법론을 제안했다. 이러한 저장용기의 설계를 위해 액화가스의 수송에 관한 국제적인 표준을 제시하는 IMO IGC Code를 참고하였다. 내부압력은 증기압력과 내부 액체의 압력으로 결정되었다. 내부압력은 중력의 영향과 액체의 무게중심에 적용되는 가속도의 계산을 통해 계산되었다. 액체의 최대 높이 계산은 98%의 부하상태로 고려되었다. 저장용기에 유입되는 열은 LNG를 데워서 LNG의 끊는 점보다 온도를 높이게 된다. 증기압력의 계산은 물질수지와 에너지수지를 통해 서술되었다. 압력 거동에 대한 동적 모사는 상용 소프트웨어를 통해 수행되었다. 허용응력과 박막이론을 토대로 용기 외부 두께가 계산되었고, 내부압력을 받는 외부를 강화하기 위해 글라이드 타입의 보강재가 사용되었다. 보강재의 적당한 크기를 산출하기 위해 스트립 방법이 사용되었다. 구조물의 변형을 지지하기 위한 최소 평행 판의 거리는 제안된 방법을 통해 계산되었다. 저장용기 설계의 FEA를 통한 수치적 해는 해석적인 해의 결과와 비교했다. 제안된 방법을 통해 계산된 내부압력을 받는 조건에 대하여 탄성해석을 하였다. 해석적인 모델과 FEA 에 의한 최대 응력을 비교하였을 때 해석적인 해는 FEA 결과와 5~10 %의 편차를 보였다.
