• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.50.2-50.2
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• 2010

니켈기 초내열합금 Inconel 617은 수소생산용 초고온 가스 냉각로의 열 교환기와 고온 가스관 등의 고온 배관용 후보재료로써, Cr, Mo, 와 W등의 첨가물이 함유된 고용 강화된 합금으로, 우수한 고온 강도, 크립 저항성, 내부식성 및 내산화성을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 결정립 미세화가 고온열화에 의해 입계를 따라 형성되는 internal oxide에 미치는 영향에 대해 평가하였고, 이러한 internal oxide가 인장응력 하에서 크렉 형성 및 전파에 미치는 영향을 평가하기 위하여 3-point bending test를 수행하였다. 미세한 결정립을 가지는 Inconel 617은 냉간압연 후 재결정을 통해 확보하였으며, as-received(AR)과 grain-refined(GR) Inconel 617은 $950^{\circ}C$에서 2000시간 동안 He분위기 하에서 열화시험을 수행하였다. AR과 GR에 형성된 internal oxide은 깊이와 분포 등의 뚜렷한 차이를 보였으며, 이러한 차이로 인해 인장응력 하에서 크렉 전파의 큰 차이를 나타내었다.

• 에너지공학
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• 제10권2호
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• pp.120-131
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• 2001

최근 세라믹 필터에 대한 연구는 열악한 환경 및 산성가스에 대한 저항성으로 인해 고온 가스 여과에서 가장 전망 있는 기술로 부각되는 시점에 있다. 본 연구의 목적은 탄화규소(SiC) 세라믹 캔들 필터를 사용하여 IGCC와 PFBC의 새로운 전력생산 공정에서 배출되는 먼지를 제거하기 위한 필터성능을 조사하기 위함이다. 필터의 성능 평가는 고온.고압.고온.상압 조건에서 이루어졌으며 필터의 압력강하, 먼지 제거효율, 저항 계수, 그리고 열적.기계적 저항성 등을 파악하였다. 길이 30cm, 60cm 필터에 2종류의 먼지(코크스와 물유리 공정)를 이용하여 나타난 먼지 제거효율은 99.9% 이상을 보였으며 필터의 평균 기공 크기가 감소함에 따라 압력강하가 증가함을 확인하였다. 또한 탄화규소 세라믹 필터의 성능은 내부압력이 증가할수록 압력강하가 감소하고 유량이 증가할수록 압력강하가 증가함과 특히 유체에 대한 압력강하 변화는 온도의 영향보다는 상대적으로 내부압력에 더 많은 영향을 받음을 확인하였다.

• 설비공학논문집
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• 제14권6호
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• pp.493-502
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• 2002

During the defrosting process, the temperature in the cabinet of a showcase becomes high as compared to the setting point, which is not desirable for stored foods or materials. It is necessary to develop a more efficient defrosting method to prevent large temperature fluctuation. In this study, the performance of a showcase refrigeration system with three evaporators is investigated by employing a hot-gas bypass defrosting technology in the system under frosting and defrosting conditions. The operating characteristics are compared with those for the on-off defrosting method that has been widely used in current products. As a result, the hot-gas bypass defrosting method shows higher refrigerating capacity and less temperature fluctuation than the on-off method under frosting/defrosting conditions, while the power input is relatively high for the hot-gas bypass method.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1283-1288
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• 2012

수소를 대량으로 생산하기 위한 원자력수소생산시스템에서 공정열교환기는 초고온가스로로부터 생성된 초고온 열을 화학반응공정으로 전달하는 핵심기기이다. 한국원자력연구원에 구축되어 있는 소형 가스루프에서 $Hastelloy^{(R)}$-X 로 제작된 중형 공정열교환기 시제품에 대한 성능시험이 계획되어 있다. 본 연구에서는 중형 공정열교환기의 고온구조건전성을 파악하기 위한 선행 연구로서 소형가스루프 시험조건하에서 중형 공정열교환기 시제품의 고온구조해석을 이전 연구에서 확립된 경계조건을 적용하여 수행하였다. 해석결과는 소형가스루프에서의 중형 공정열교환기 시제품에 대한 성능시험 결과와 비교할 예정이다.

• 에너지공학
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• 제29권1호
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• pp.13-24
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• 2020

온실가스 배출을 감축하기 위한 각국의 노력이 활발해 지고 있으며, 그에 따라 석탄발전의 비중을 점차 줄이고 재생에너지 및 천연가스 발전의 비중을 높이려는 노력이 가시화되고 있다. 한국도 유사한 정책을 추구하고 있는데, 현재 LNG 발전 가치사슬 전체에 걸쳐 국산이 차지하는 부분은 매우 미미한 실정이어서 이러한 LNG 발전확대 정책이 국내 산업육성과 괴리는 있지 않은지 우려가 되는 상황이다. 따라서 본 논고에서는 LNG 발전에 사용되고 있는 가스터빈과 고온부품 산업의 국내외 현황을 살펴보고, 국내 가스터빈 산업의 Supply Chain 분석을 통해 국내 산업이 안고 있는 이슈와 문제점을 조사해 보았으며, 이를 기반으로 국내 가스터빈과 고온부품 산업의 활성화 및 국산화를 위한 전략을 제안하였다. 국내 가스터빈 산업육성 전략은 1) 가스터빈 얼라이언스 구성 등을 통한 국내 제조산업 생태계 조성, 2) 가스터빈 및 고온부품 국산화를 위한 전략적 기술개발 지원, 그리고 3) 국내 실증 테스트베드 구축 등 기술 사업화 촉진을 위한 환경 조성으로 요약될 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.135-135
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• 2016

차세대 가스터빈 엔진 및 초음속 항공기 내 고온부의 온도가 증가함에 따라, 기존의 초내열합금 기반 소재를 사용하기 어려워지고 있다. 초고온 세라믹스는 높은 기계적 물성, 화학적 안정성 등 우수한 고온 특성을 가지고 있어 기존의 초고온 소재를 대체 할 수 있는 물질로 부상되고 있다. 하지만 기존의 금속 기반 소재 대비 높은 밀도로 인하여 초고온 세라믹 단일체를 비행체 부품에 적용하기에는 어려움이 있다. 이에 초고온 세라믹스와 탄소섬유를 포함하는 세라믹 복합체(Ceramic Matrix Composite, CMC)를 제작하여 동등한 기계적 물성을 보이면서 무게를 감소시키는 연구들이 진행 중에 있다. 초고온 세라믹스가 함침 된 세라믹 복합체의 경우 우수한 내삭마, 내산화 특성을 보이지만, 장시간 고온에 노출되어 탄소 섬유가 드러나게 되면 급격한 산화로 인해 소재 특성의 열화가 진행되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 탄소 섬유가 드러나지 않도록 복합체 표면에 코팅층을 형성하여 세라믹 복합체 모재를 보호하는 방법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 진공 플라즈마 용사 공정을 이용하여 다양한 공정조건 하에서 초고온 세라믹 코팅층을 형성하였다. 수십 마이크론 크기 분포를 갖는 HfC 분말을 Ar 유송 가스를 이용하여 플라즈마 화염 내부로 투입하였다. 플라즈마 화염 가스는 Ar 과 H2를 혼합하여 구성되었으며, 분위기 가스로는 N2를 사용하였다. 코팅에 사용된 모재로는 ZrB2 단일체와 SiC가 미량 포함된 HfC 단일체를 사용하였다. 다양한 공정 조건하에서 형성된 HfC 코팅층의 두께, 미세 조직구조를 SEM을 이용하여 관찰하였으며, XRD를 이용하여 형성된 HfC 코팅층의 결정구조를 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.695-701
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• 2009

고압의 가스를 이용하여 고온 가스와 저온 가스를 분리하거나 입자상 물질의 분리에 사용 할 수 있는 장치인 볼텍스 튜브의 에너지 분리 특성을 적용하여 $CO_2$ 흡수를 위한 장치설계의 기본 설계 자료를 구축하기 위하여 전산유체 해석을 수행하였다. 설계를 위한 기초 자료를 확보하기 위하여, 볼텍스 튜브의 길이, 볼텍스 발생기의 오리피스 직경 및 고온 측과 저온 측의 유량비등이 볼텍스 튜브의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 튜브의 길이가 길어짐에 따라 고온 출구측의 온도는 감소하지만, 저온 출구측의 온도에 미치는 영향은 미미하였다. 볼텍스 발생기의 오리피스 직경이 축소됨에 따라 저온측 온도는 강하하나 고온측 온도의 변화는 미미하였다. 고온 유량비가 증가함에 따라 고온 출구 쪽의 온도가 강하하였다. 본 연구의 결과는 $CO_2$ 흡수 장치의 기본 설계 자료로 응용될 수 있을 것이다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권9호
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• pp.891-896
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• 2003

IGCC 발전 시스템에 사용되는 고온 가스 필터에 대하여 용융 Si 침윤공정 방법을 사용한 고강도 반응소결 탄화규소 고온 가스 필터 제조 공정이 개발되었다. 용융 Si 침윤 반응으로 제조된 반응소결 탄화규소의 상온 및 고온 파괴강도는 약 50-123, 60-66 MPa이었으며, 반응소결 탄화규소 다공체의 평균기공크기 및 기공율의 범위는 각각 60- 70 $\mu\textrm{m}$ 및 약 34 vol%이었다. 용융 Si 침윤 방법으로 제조된 반응 소결 탄화 규소 다공체에서는 SiC 입자 사이에 SiC/Si으로 이루어진 기지 상이 형성되어 고온 파괴 강도가 점토 결합 탄화 규소 다공체보다 우수하였다. 소결된 지지층 위에 Si 분말이 첨가되지 않은 slurry를 사용하여 여과층을 제조하였다. 여과층에 사용된 Sic 입자의 크기가 10$\mu\textrm{m}$에서 34 $\mu\textrm{m}$로 증가됨에 따라 SiC 입자 사이에 형성된 기지상의 두께가 증가하였다. 분진이 포함된 유체의 face velocity 변화에 따른 압손의 관계는 US filter사 Schumacher type 20 filter의 기체 유동 특성과 비슷하게 나타났으며, 분진여과 측정시 4분 내에 누출 분진의 크기가 1 $\mu\textrm{m}$ 크기 이하로 감소되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.717-724
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• 2008

Very High Temperature Gas Cooled Reactor (VHTR) has been selected as a high energy heat source for nuclear hydrogen generation, which can produce hydrogen from water or natural gas. A primary hot gas duct (HGD) as a coaxial double-tube type cross vessel is a key component connecting the reactor pressure vessel and the intermediate heat exchanger for the VHTR. In this study, structural sizing methodology for the primary HGD with a coaxial double-tube of the VHTR that produces heat at temperatures in the order of $950^{\circ}C$ was suggested and a structural pre-sizing of it was carried out as an example.

• 기계저널
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• 제54권8호
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• pp.47-51
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• 2014

이 글에서는 가스터빈 부품/소재 분야의 현황과 국산화 방안에 대해 소개하고자 한다.