LNG CCS 단열 박스의 열전도율 계측 시험 및 특허 인증 현황

초록

본 연구는 LNC CCS(Cargo Containment System) 단열 박스의 열전도율 계측을 위한 시험 장비와 계측 과정을 소개하였다. 단열층은 Plywood, R-PUF 등의 재료가 적층 되어 있으므로, 단열 재료 사이의 접촉 저항을 포함한 등가 열전도율을 계측하기 위함이다. 등가 열전도 계측에 적용된 실험 기법은 열 유속 법(HFM) 이며, 시편의 상하면에 각각 LNG 온도와 선체 온도를 조성하여 열 유속과 열저항을 계측하는 방법이다. 시험 장비는 외부 케이스와 내부 챔버(Thermal Shield)로 구성된 이중 진공 단열 구조로 설계되었으며, 진공 단열 구조는 시편에 유입되는 대류 열전달을 차단하기 위함이다. 단열 박스 상하면에 극저온 냉동기와 가열 시스템 및 온도 조절 장치를 부착하여 정상 상태에서 저온 및 상온 조건을 유지하였다. 장비의 열전도율 계측 정확성 평가를 위해 GTT MARK III 시편을 대상으로 실험을 수행하였다. 시편의 상하부에 열 유속계와 극저온 온도 센서를 배치하여 정상상태 구간과 열 유속 및 온도 변화를 실시간으로 계측하였으며, 센서 민감도를 고려한 열전도율을 계산하였다. 실험적 방법을 이용한 열전도율은 기존 등가 열전도율 모델을 이용한 결과의 차이를 비교하였으며, 장비의 계측 정확성을 확인하였다. 이를 통하여 열 유속법을 이용한 LNG CCS의 단열박스의 등가 열전도 계수 및 열전도율 계측 방법을 제시하고자 하였다.