LNG 탱크 설계, 재료 선택 및 응용 프로그램에 대한 심층 가이드

소개

액화천연가스(LNG)는 효율적인 운송과 보관을 용이하게 하기 위해 극저온에서 보관되는 글로벌 에너지 인프라의 필수 구성 요소입니다. LNG 탱크 설계와 재료 선택은 안전성, 내구성 및 성능을 보장하는 데 중요합니다. 탱크 설계와 재료를 탐구하는 것 외에도 에너지 부문에서 LNG 탱크의 역할을 충분히 이해하기 위해 다양한 LNG 탱크 응용 분야를 이해하는 것이 필수적입니다.

LNG 탱크 설계 이해

LNG 탱크는 약 -162°C(-260°F)의 온도에서 천연가스를 액체 형태로 보관하도록 설계되었습니다. 극한의 추위, 압력 변화 및 잠재적인 열 응력을 수용해야 합니다. 주요 탱크 유형과 중요한 설계 고려 사항에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.
탱크 유형:
단일 격납 탱크: 이 탱크는 외부 콘크리트 구조가 있는 단일 강철 층을 특징으로 합니다. 안전 여유가 낮기 때문에 일반적으로 더 작은 저장 용량에 사용되며 대규모 응용 프로그램에는 덜 일반적입니다.
이중 격납 탱크: 이 탱크는 내부 강철 탱크와 외부 콘크리트 또는 강철 격리 층을 가지고 있습니다. 잠재적 누출을 관리하고 추가 보호 계층을 제공하여 추가적인 안전을 제공합니다.
완전 격리 탱크: 이러한 탱크는 내부 LNG 컨테이너와 2차 격리 시스템을 갖추고 있으며, 잠재적인 누출을 처리할 수 있도록 설계되어 대규모 LNG 저장의 표준이 되었습니다.
디자인 고려사항:
열 절연: 펄라이트, 진공 또는 폴리우레탄 폼과 같은 고급 단열재는 열 침투를 막고 LNG를 극저온으로 유지합니다.
압력 제어 시스템: 압력 방출 밸브와 모니터링 시스템은 내부 압력을 관리하고 안전한 작동을 보장하는 데 필수적입니다.
지진 및 구조적 건전성: 탱크는 지진 활동과 기타 구조적 응력을 견뎌야 하므로 종종 철근 콘크리트와 상세한 구조 분석을 통합합니다.

LNG 탱크를 위한 재료 선택

적합한 재료를 선택하는 것은 LNG 탱크의 성능과 수명에 매우 중요합니다. 일반적으로 사용되는 재료를 살펴보겠습니다.
내부 탱크 재료:
9% 니켈강(ASTM A553): 이 소재는 내부 바닥판과 내부 셸 또는 벽판에 적합하며, 극저온에서 높은 인성과 취성 파괴 저항성을 제공합니다.
저온 탄소강: 이 소재는 극한의 극저온 특성이 그렇게 중요하지 않은 부품에 9% 니켈강과 함께 사용되기도 합니다.
외부 탱크 재료:
콘크리트: 이중 및 완전 격납 탱크의 외부 격납층에 사용되어 견고한 구조적 지지대와 추가적인 열 절연을 제공합니다.
강철: 때로는 응력이 높은 영역의 외부 탱크에 사용되며, 종종 부식을 방지하기 위해 코팅되거나 처리됩니다.
탱크 지붕 재료:
ASTM A516 70등급: 이 탄소강은 탱크 지붕 판에 적합하며 낮은 온도에서도 강도와 인성을 제공합니다.
단열재:
펄라이트: 극저온으로부터 절연하는 데 효과적입니다.
유리섬유와 에어로젤: 뛰어난 단열성을 제공하는 첨단 소재이지만 비용이 많이 듭니다.

LNG 탱크의 응용 분야

LNG 탱크는 에너지 부문 전반의 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 합니다. 다음은 이러한 탱크가 활용되는 방식입니다.
LNG 수입 및 수출 터미널:
수입 터미널: 수입 터미널에 있는 LNG 탱크는 선박에서 LNG를 공급받고 이를 저장한 후 다시 기화시켜 지역 가스 네트워크로 분배합니다.
수출 터미널: LNG 탱크는 국제 운송을 위해 선박에 싣기 전에 수출 터미널에서 액화천연가스를 저장합니다.
LNG 저장 및 유통:
공익사업 회사: 공공 서비스 제공업체는 LNG 탱크에 주거 및 상업적 용도로 천연가스를 저장하고 유통하며, 최대 수요 기간에도 안정적인 공급을 보장합니다.
산업용 애플리케이션: 산업체에서는 일관적이고 안정적인 연료원이 필요한 공정에 천연가스를 저장하고 공급하기 위해 LNG 탱크를 사용합니다.
연료로서의 LNG:
해상 운송: LNG 탱크는 LNG를 연료로 사용하도록 설계된 선박에 사용되며, 기존 선박 연료에 비해 배출량을 줄입니다.
중장비 차량: LNG 탱크는 액화천연가스를 연료로 사용하는 트럭과 버스에 사용되며, 디젤 연료에 비해 더 깨끗한 대안을 제공합니다.
비상 백업 및 피크 쉐이빙:
백업 전원: LNG 탱크는 전기 공급이 불안정한 지역에 백업 전원 솔루션을 제공하여 정전 중에도 전력 생산을 위한 천연가스를 공급합니다.
피크 쉐이빙: LNG 저장은 수요가 낮은 기간 동안 잉여 가스를 저장하고 수요가 높은 기간 동안 이를 방출하여 최대 수요를 관리하는 데 도움이 됩니다.
LNG 생산 시설:
액화 플랜트: LNG 탱크는 생산 시설에 액화된 제품을 저장하는데, 여기서 천연가스를 냉각하고 응축하여 액체 형태로 만들어 효율적인 보관 및 운송이 가능합니다.

디자인 및 안전 고려 사항

LNG 탱크의 안전성과 효율성을 보장하려면 다음 사항을 고려하세요.
열 스트레스 관리: 극심한 온도 변화로 인한 열응력을 관리하려면 적절한 단열 및 팽창 조인트가 필요합니다.
안전 기능: LNG 저장과 관련된 잠재적 위험을 해결하기 위해 누출 탐지 시스템, 화재 방지 시스템, 비상 정지 시스템을 통합합니다.
규정 준수: 미국석유협회(API), 미국소방협회(NFPA), 국제표준화기구(ISO) 등의 기관에서 제정한 산업 표준 및 규정을 준수합니다.

결론

LNG 탱크의 설계 및 재료 선택은 안전하고 효율적인 작동을 보장하는 데 기본이 됩니다. 엔지니어는 극저온 구성 요소에 9% 니켈 강철과 지붕에 ASTM A516 Grade 70과 같은 적절한 재료를 선택하여 극한 조건에서도 안정적으로 작동하는 탱크를 만들 수 있습니다. 수입 및 수출 터미널에서 산업용 및 비상 백업에 이르기까지 LNG 탱크의 다양한 응용 분야를 이해하면 글로벌 에너지 인프라에서 중요한 역할을 강조할 수 있습니다. 신중한 설계, 재료 선택 및 안전 표준 준수는 LNG 저장 및 활용의 지속적인 성공과 안전을 지원합니다. 정확한 사양 및 현재 가격은 [email protected] 특정 프로젝트 요구 사항을 충족하는 것이 항상 좋습니다.