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Abstract LNG FPSO 는 크게 Hull 과 Topside 로 구성되어 있으며, Topside 는 Process System과 Utility System 으로 나뉘어진다. 이 중 Process System 에는 Separation Process(분리 공정), Pretreatment Process(전처리 공정) 그리고 Liquefaction Process(액화 공정)가 있으며, 그 중에서도 Liquefaction Process 는 LNG FPSO Topside Process System 건조 비용의 70 %를 차지하고 있는 핵심공정이다. 이러한 Liquefaction Process 의 Cycle 은 크게 Cascade Liquefaction Cycle, Mixed Refrigerant Cycle, Turbine-Based Cycle 로 분류할 수 있고, 최근 LNG FPSO 에 Mixed Refrigerant Cycle 의 일종인 Dual Mixed Refrigerant(DMR) Cycle 의 적용이 검토되고 있다. DMR Cycle 은 천연가스를 에탄, 프로판, 부탄, 메탄의 혼합냉매로 예냉각을 시킨 후 다시 질소, 메탄, 에탄, 프로판의 혼합냉매를 이용하여 액화시키는 Cycle 로서, 구성 장비에는 압축기, 밸브, 열교환기, 상분리기가 있다. 본 논문에서는 Pre-FEED(Front-End Engineering Design) 단계에서 DMR Cycle 의 최적 운전 조건(Operating Condition), 즉 구성 장비들의 각 흐름별 온도, 유량, 압력, 냉매의 구성성분 비율 및 건도의 최적 값을 도출하였다. 이를 위해 DMR Cycle 의 수학적 모델을 구성하였으며, 설계 변수는 DMR Cycle 의 운전 조건으로 정의하였다. 등호 제약 조건은 질량 보존법칙, 에너지 보존법칙, 등압조건, 등엔트로피 조건, 압축기 효율 조건, 몰분율 보존 조건, 등온 조건, 등엔탈피 조건, 상분리기의 분리 조건, 열교환기의 출력온도 조건 그리고 건도 조건으로부터 도출하였으며, 부등호 제약 조건은 DMR Cycle 의 각 흐름에서의 온도 제약 조건 및 각 장비의 작동을 위한 제약조건으로 정의하였다. 이러한 수학적 모델은 등호 제약 조건의 개수 보다 설계 변수의 개수가 많은 최적화 문제로 볼 수 있으며, 최적 운전 조건의 기준으로 DMR Cycle 의 연간 운전 비용의 최소화 즉 Cycle 에서 요구되는 에너지의 최소화를 목적함수로 정의하였다. 이러한 최적화 문제를 GA(Genetic Algorithm) 방법과 SQP(Sequential Quadratic Programming) 방법을 혼합한 Hybrid 최적화 방법을 사용하여 최적의 운전조건을 결정하였으며, 본 논문에서 도출한 결과와 기존의 연구 결과를 비교 분석하였다.
Publication Date 2010-10-21

이준채, 차주환, 노명일, 황지현, 이규열, "LNG FPSO Topside 의 Liquefaction Process 에 대한 Pre-FEED 단계에서의 Dual Mixed Refrigerant Cycle 최적 운전 조건 결정", 2010년도 대한조선학회 추계학술발표회, 창원, pp. 693-707, 2010.10.21-22


List of Articles
번호 분류 제목 Publication Date
95 Domestic Conference 이준채, 구남국, 이규열, 차주환, 노명일, 황지현, "LNG FPSO Topside 액화 공정 Dual Mixed Refrigerant Cycle의 최적 운전 조건 결정", 2011년도 해양플랜트설계연구회 춘계 워크샵, 울산, pp. 1-23, 2011.07.07-08 file 2011-07-07
94 Domestic Conference 송에스더, 노명일, "인클루시브 디자인 개념을 적용한 크루즈선의 편의 지향 설계", 2011년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 부산, pp. 648-655, 2011.06.02-03 file 2011-06-02
93 Domestic Conference 구남국, 이준채, 황지현, 노명일, 이규열, "LNG FPSO 의 Liquefaction Process 을 위한 장비의 최적 다층 배치", 2011년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 부산, pp. 562-572, 2011.06.02-03 file 2011-06-02
92 Domestic Conference 조두연, 차주환, 노명일, 최형순, 황호진, "3D 선체 모델과 Assembly Tree를 이용한 정반 배치 방법론 연구", 2011년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 부산, pp. 524-527, 2011.06.02-03 file 2011-06-02
91 Domestic Conference 김주영, 최종문, 서연미, 노명일, "실시간 해상 정보 취득과 연료 소모량 추정을 기반으로 한 선박 경제 운항 경로 결정 방법", 2011년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 평창, pp. 1140-1146, 2011.01.26-28 file 2011-01-26
90 Domestic Conference 임병석, 서연미, 최종문, 노명일, "시뮬레이션 기법을 활용한 선박 충돌 회피 전략 도출에 관한 연구", 2011년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 평창, pp. 1117-1126, 2011.01.26-28 file 2011-01-26
89 Domestic Conference 최종문, 노명일, "유전적 프로그래밍을 이용한 선박의 연료 소모량 추정식 개발", 2011년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 평창, pp. 887-894, 2011.01.26-28 file 2011-01-26
88 Domestic Conference 서연미, 노명일, 조두연, "최적화 기법을 이용한 트랜스포터의 최적 운영 계획에 관한 연구", 2011년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 평창, pp. 187-192, 2011.01.26-28 file 2011-01-26
» Domestic Conference 이준채, 차주환, 노명일, 황지현, 이규열, "LNG FPSO Topside 의 Liquefaction Process 에 대한 Pre-FEED 단계에서의 Dual Mixed Refrigerant Cycle 최적 운전 조건 결정", 2010년도 대한조선학회 추계학술발표회, 창원, pp. 693-707, 2010.10.21-22 file 2010-10-21
86 Domestic Conference 조두연, 송하철, 노명일, 김태영, 황호진, "3D 선체 모델을 이용한 블록 물류 관제 시뮬레이션 연구", 2010년도 대한조선학회 추계학술발표회, 창원, pp. 418-422, 2010.10.21-22 file 2010-10-21
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