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.
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LNG 탱크 설계
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.