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Abstract LNG FPSO 경우 선박 위에 Topside process system들이 배치되어야 하므로, 육상에 비해 면적에 관련된 제약조건이 좀 더 중요하게 다루어 지고 있다. 그러므로 LNG FPSO의 Topside의 장비배치는 Single-deck이 아닌 Multi-deck 로 설계하여야 하며, 설계 시 FEED 단계에서 Topside에 배치된 장비가 차지하는 면적을 최소화하기 위한 최적의 Layout이 결정되어야 한다. 본 논문에서는 LNG FPSO의 Topside process system 중에서도 Liquefaction process system에 대해 Facility layout optimization를 수행하였으며, 여러 종류의 Liquefaction cycle 중 최근 LNG FPSO에 적용 검토되고 있는 Dual Mixed Refrigerant(DMR) cycle을 대상으로 하였다. 이와 관련된 연구에는 Multi-floor 로 이루어진 화학공장에 대한 Layout 최적화와 화학공장의 Safety를 위해 장비간의 최소허용거리를 제약조건으로 고려하여 Layout 최적화를 수행한 것이 있다. 이에 본 논문에서는 Heat exchanger 와 같이 높이 방향으로 긴 장비가 Deck을 관통하여 여러 Deck에 걸쳐 배치되는 것을 추가로 고려하여 Liquefaction process system에 대한 최적의 Layout을 도출하였다. 위 사항들을 고려하여 DMR cycle의 Layout에 대한 수학적 모델을 구성하였으며, 589개의 설계 변수와 365개의 등호 제약조건 및 907개의 부등호 제약조건을 도출하였다. 이러한 수학적 모델은 등호제약 조건의 개수 보다 설계 변수의 개수가 많은 최적화 문제로 볼 수 있으며, 최적 Layout 의 기준으로 Total layout cost 최소화를 목적함수로 정의하였다. 이러한 최적화 문제를 GA(Genetic Algorithm) 방법과 SQP(Sequential Quadratic Programming) 방법을 혼합한 Hybrid 최적화 방법을 사용하여 최적의 Layout을 결정하였다.
Publication Date 2011-06-02

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


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