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Korea Society for Naval Science and Technology - Vol. 3 , No. 1

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[ Article ]
Journal of the KNST - Vol. 3, No. 1, pp. 68-73
Abbreviation: KNST
ISSN: 2635-4926 (Print)
Print publication date 31 Mar 2020
Received 15 Nov 2019 Revised 18 Jan 2020 Accepted 10 Feb 2020
DOI: https://doi.org/10.31818/JKNST.2020.03.3.1.68
전산해석을 이용한 잔여가스 처리용 압력용기의 구조 및 성능 평가
김한울¹ ; 최주형² ; 허태욱³ ; 김명환⁴ ; 황태규² ; 공길영⁵ ; 이재훈⁶^{, *}

1(재)한국조선해양기자재연구원 연구원

2(재)한국조선해양기자재연구원 책임연구원

3(주)경성정기 부장

4(주)경성정기 차장

5(재)한국조선해양기자재연구원 원장

6(재)한국조선해양기자재연구원 선임연구원
Structural and Performance Evaluation of Pressure Vessel for Residual Gas Treatment Using Computational Analysis
Han Ul Kim¹ ; Joo Hyung Choi² ; Tae Uk Heo³ ; Myoung Hwan Kim⁴ ; Tae Gyu Hwang² ; Gil-Young Kong⁵ ; Jae-Hoon Lee⁶^{, *}
1Researcher, Korea Marine Equipment Research Institute

2Principal Researcher, Korea Marine Equipment Research Institute

3General Manager, Kyung Sung Precision Machinery Co., Ltd.

4Deputy General Manager, Kyung Sung Precision Machinery Co., Ltd.

5President, Korea Marine Equipment Research Institute

6Senior Researcher, Korea Marine Equipment Research Institute

Correspondence to : ^*Jae-Hoon Lee Tel: +82-51-400-5154 Fax: +82-51-400-5110 E-mail: jlee24h@gmail.com
© 2020 Korea Society for Naval Science & Technology


Funding Information ▼ Ministry of Trade, Industry and Energy Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 10077495

초록

녹아웃드럼은 압력용기의 일종으로 잔여가스의 안전한 처리를 위한 설비 중의 하나이며 가스 배출/연소 시스템에 액적 및 기타 입자들이 흘러가지 않게 사전 분리하는 역할을 한다. 녹아웃드럼은 고온, 고압의 작동 조건에서 운용되므로 이러한 조건을 반영한 녹아웃드럼의 설계가 반드시 요구되며, 본 연구는 구조적 안정성과 액적 제거 성능 모두를 만족하는 녹아웃 드럼을 설계하고 평가하기 위한 방안을 제시하고자 한다. 이에 따라 먼저 구조 안전성을 갖는 설계를 목적으로서 ASME코드에 기반한 FEM 구조해석 방법 및 평가 방법에 관한 내용을 다루고, 녹아웃드럼의 액적제거 성능을 평가하기 위해서는 CFD를 활용한 입자추적법을 적용한 사례를 제시하고자 한다.

Abstract

A knock out drum is a type of pressure vessel, which is one of the facilities for the safe treatment of residual gas, and serves to pre-separate droplets and other particles from flowing into the gas exhaust/combustion system. Knockout drums are operated under high temperature and high pressure operating conditions, so it is essential to design a knockout drum that reflects these conditions. This study intends to propose a method for designing and evaluating a knockout drum that satisfies both structural stability and droplet removal performance. Accordingly, for the purpose of design with structural safety, FEM structural analysis and evaluation methods based on ASME code are presented. And to evaluate the droplet removal performance of knockout drum, a case of applying particle tracking method using CFD is presented.


Keywords: Pressure Vessel, Knock Out Drum, Finite Element Method, Structural Analysis, CFD Analysis, Particle Tracking Method 키워드: 압력용기, 녹아웃드럼, 유한요소법, 구조해석, 전산유체역학해석, 입자추적법

Acknowledgments

본 연구는 산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원의 ‘산업기술혁신사업’의 지원으로 수행되었습니다(과제번호 10077495).

김한울 · 이재훈 두 저자는 본 논문에 동등하게 기여하였습니다.

본 논문은 해군과학기술학회 2019년 추계학술대회 발표논문을 기반으로 작성되었습니다.

References


1.	ASME, “Boiler and Pressure Vessel code Sec. II, Part D,“ ASME, New York, 2013
2.	API, “API Standard 521 Pressure relieving and Depressuring Systems,“ API, 2014
3.	ASME, “Rules for Construction of Pressure Vessels Code Sec. VIII, Div.2,“ ASME, New York, 2013
4.	ANSYS, “Users Guide,” 2019.