기존의 단열 시스템, 지하동굴 건설기술과 새로운 동결링 방벽기술을 결합하여 암반동굴식 지하 LNG 저장시스템이 개발되었다. 이 저장시스템의 기술적 적합성은 파일럿 동굴 실증시설의 건설과 운영을 통해 검증된 바 있으며, 조만간 실규모 프로젝트가 시작될 예정이다. LNG 저장시스템에서 중요한 사항 중의 하나는 극저온 열전달을 통해 장기간의 운영 기간동안 열손실을 최소화하는 것이다. 이 논문은 지하 LNG 저장 시스템의 설계를 위한 몇 가지 중요한 열전달 해석 결과를 제시하며, 기화율, 단열재 두께와 같은 설계 변수를 결정하기 위해 일련의 실규모 동굴에 대한 열전달 및 열-수리 해석을 실시하였다. 열-수리 연계해석결과 LNG 저장시설의 기화율은 초기 단계에서 0.04 %/day로 떨어져 유지되는 것으로 나타났다. 이 값은 암반내 존재하는 불연속면을 고려할 때 더욱 낮아질 수 있을 것으로 판단된다.
A new underground LNG storage concept in the rock mass has been developed by combining underground cavern construction and new ice-ring harrier technologies with the conventional cryogenic insulation system. Technical feasibility of the storage system has been verified through construction and operation of the pilot storage cavern and a full-scale project is expected to start in the near future. One of the most important issues in the LNG storage system is the operational efficiency of the storage to minimize heat loss during a long period of operation due to the cryogenic heat transfer. This paper presents several important results of heat transfer and coupled hydro-thermal analyses by a finite element code Temp/W and Seep/W. A series of heat transfer analyses for full-scale caverns were performed to determine design parameters such as boil-off gas ratio (BOR), insulation thickness and pillar width. The result of the coupled hydro-mechanical analysis showed that BOR for underground storage system remains at about 0.04 %/day during the early stage of the operation. This value could be even much lower when the discontinuities in the rock masses are taken into consideration.
