• 한국항공우주학회지
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• 제37권12호
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• pp.1201-1208
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• 2009

액체로켓 연소기의 재생냉각 챔버의 제작에 사용되는 구리합금의 성형성을 돔 장출 시험과 인장시험을 수행하여 평가하였다. 성형성 평가에 사용된 시편은 열처리 유무와 재료의 방향성을 고려하여 제작하여 고온 열처리와 재료의 방향성이 성형성에 미치는 영향을 평가하였다. 시험 결과 열처리 후 구리합금 재료의 성형한계 값은 열처리 전 시편의 성형한계 값에 비하여 증가하였으나, 시편의 제작 방향에 따른 성형성의 차이는 열처리 영향에 비하여 작게 나타났다. 그리고 성형성 평가 시험방법에 따라 성형한계 값이 다르게 나타났다. 이러한 결과 들로부터 연소기 재생냉각 챔버의 내측구조물에서 실린더 형상의 구조물을 벌징 공정으로 네킹이나 파손 없이 노즐 형상으로 성공적으로 성형하기 위해서는 벌징 전 재료에 대한 고온열처리가 매우 중요함을 확인하였다. 또한 시험방법이 성형성 평가에 크게 영향을 미치는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 얻은 구리합금의 성형한계도는 이 재료를 사용하여 제작하는 연소기 재생냉각 챔버 노즐의 구조설계를 위한 데이터로 활용할 예정이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.399-402
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• 2006

현재까지 연료전지 전해질 막으로는 Nafion으로 잘 알려져 있는 perfluorosulfonic acid(PFSA)막이 주를 이루고 있다. 이 막들은 $80^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도의 연료전지에서 가장 좋은 성능을 보인다. PFSA 막들은 탄소-불소로 이루어진 사슬의 특성상 산화, 환원의 조건에서도 뛰어난 안정성을 보이며 이온 전도도가 0.1S/cm 이상으로 기존에 알려진 전해질 막들 중 가장 우수한 성능을 나타낸다. 하지만 연료전지의 작동온도가 $100^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 는 막에 존재하던 수분이 제거되면서 수소이온 전도도가 떨어지며 기계적 물성도 떨어지는 문제점을나타낸다. $100^{\circ}C$ 이상의 온도에서 연료전지를 작동시키면 양쪽의 전극에서 일어나는 촉매반응의 속도가 향상되며, 물의 끓는점 이상에서 작동되므로, 전지 내에서 다양한 상을 고려하지 않고 기화된 물만을 고려하여 설계를 할 수가 있다. 따라서 최근 이러한 고온/저가습 운전을 위 한 전해질 막의 개발을 위해 기존의 Nafion 막에 전도성 무기 입자를 도입하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 전도성 무기 입자로서 $ZrO_2$나노입자를 합성하고, 이를 상용 10 wt.% Nafion 용액에 분산하여 solution casting 방법을 통해 $61{\mu}m$ 두께의 유기-무기 복합막을 제조하였다. 제조한 유기-무기 복합막의 성능 평가를 위하여 함수율, 이온 전도도, 당량무게 및 단위 전지를 이용한 전류-전압 곡선을 측정하여 상용 Nafion 112 막과 비교해 보았다. $ZrO_2$ 입자는 전도성이며 동시에 친수성을 나타내기 때문에 상용 막에 비하여 함수율 및 수소이온 전도도가 우수하게 나타났다. 복합막의 이러한 물성은 $100^{\circ}C$이상의 고온에서 전해질 막 내의 물 관리를 용이하게 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1249-1255
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• 2011

공정열교환기는 초고온가스로로부터 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 대량의 수소를 생산하기 위한 화학반응공정으로 전달하는데 필요한 핵심기기이다. Hastelloy-X 로 제작된 소형 공정열교환기 시제품이 한국원자력연구원에 있는 소형가스루프에서 성능시험이 계획되어 있다. 본 연구에서는 소형가스루프 시험조건하에서 소형 공정열교환기 시제품의 고온 구조건전성을 사전에 평가하기 위한 작업의 일환으로 소형 공정열교환기 시제품에 대한 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 탄 소성구조 해석을 수행하고 그 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 공정열교환기 수정 시제품 성능시험장치 설계에 반영할 것이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제15권2호
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• pp.359-371
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• 1998

본 연구에서는 원자외선 영역($900~1750AA$)에서 오로라, 주/DIRKS 대기 광 관측 및 천문학적 관측을 동시에 수행하기 위한 FUVS(Far Ultraviolet Spectrograph)를 설계하고, 그 성능을 평가하였다. FUVS의 설계는 에돌이발(grating)의 광학적 특성과 비구면 광학을 충분히 고려하여 이루어졌으며, 분해능 계산을 위해 ray-trace 방법과 파면수차 계산에 의한 방법을 사용하여 설계의 검증을 시도하였다. 두 가지 방법에 의한 결과가 오차범위 안에서 일치하여 분석 방법에 큰 문제점이 없다는 것을 간접적으로 확인할 수 있었고, 전 영역에 걸쳐 대략 $2~5AA$의 분해능을 얻었다. 또한, FUVS의 수행 임무 중 가장 검출이 힘들 것으로 생각되는 고온의 성간 플라즈마에서 방출되는 선 방출의 검출 가능성을 타진하기 위하여 FUVS의 최소 검출가능 플럭스(MDF)를 계산하였다. 이 계산을 위하여 지금까지 알려진 반사물질, MCP 등의 특성을 충분히 고려하였으며, 선의 세기에 따라 하루에서 일주일에 걸친 관측을 통해 고온의 성간 플라즈마에서 방출되는 선 방출을 검출할 수 있다는 결론을 얻었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.509-523
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• 2023

고준위방사성폐기물 처분장은 고온, 다습, 방사선의 복합적인 환경 조건에 노출되며 이로 인해 구조물의 열화가 가속된다. 따라서 처분장에 대한 구조물 건전성 모니터링이 필수적이며 균열 탐지, 강도 추정 등을 위해 피에조 센서가 활용된다. 다만 처분 터널 및 처분 용기에 설치되는 모니터링 센서는 교체 및 제거가 불가능하기 때문에 모니터링 센서의 정량적인 수명을 평가하고 적합성을 판단해야 한다. 본 연구에서는 가속수명시험을 활용하여 모니터링용 피에조 센서에 대한 수명을 평가하였다. 고온 조건에서 나타나는 피에조 센서의 고장 모드와 고장 메커니즘을 도출하였으며 온도 스트레스가 피에조 센서 수명에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 온도 스트레스에 대한 가속수명시험을 수행하여 와이블 수명 확률 분포 및 아레니우스 가속모형을 통해 온도 스트레스와 피에조 센서 수명 간의 관계식을 제시하고 수명을 평가하였다. 본 연구에서 제시된 온도 스트레스와 수명 간의 관계를 통해 보다 정확한 수명 평가를 위한 복합스트레스 가속수명시험 설계에 도움이 될 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.419-425
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• 2023

본 논문은 상용 바이오매스 발전소 가동 조건에서 열교환기 튜브의 고온 부식 특성 분석 결과를 보고하였다. 3종의 상용 열교환기 튜브(SA213T12, SA213T22, SA213T91) 및 열교환기 튜브의 표면 온도 조절이 가능하도록 자체 설계된 고온 부식 평가 장치를 사용하였으며, 약 300시간 동안 다양한 온도 및 가동 조건에서 고온 부식 실험을 수행하였다. 열교환기 튜브 소재에 따른 온도별 고온 부식 특성을 객관적으로 분석하기 위해서 국제표준(ISO 8407)에 입각하여 부식생성물을 제거 후 고온 부식 실험 전후의 튜브 시편 무게 변화량을 산출하였다. 이를 통해 최종적으로 튜브 시편의 평균 두께 감육량 및 감육 속도를 도출하였으며, 전자현미경(FE-SEM) 및 에너지분산형 분광분석법(EDS)을 이요하여 튜브 시편의 표면과 단면의 부식 상태를 분석하였다. 본 연구 결과, 상용 열교환기 소재의 구성 성분 중 크롬과 니켈의 함량이 증가할수록 소재의 고온 부식 특성이 우수하며, 표면 온도가 증가할수록 고온 부식이 촉진되는 것을 확인하였으며, 열교환 온도 조건에 따른 열교환기 튜브 교체주기를 예측할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.87-95
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• 1990

본 연구에서는 고온기기의 구조용 부재로 널리 사용되고 있는 304스테인리스 강을 선택하여 상온, $538^{\circ}C$($1000^{\circ}$ F) 및 $593^{\circ}C$($1100^{\circ}C$ F) 고온하의 작은 표면노치 시험편 에서 발생한 표면 피로 균열의 성장거동을 레플리카법에 의하여 상세히 관찰측정하여 파괴역학적으로 해석 연구하고자 한다. 즉 피로균열의 성장특성을 ....$\DELTA\sigma^{n}$a의 매 개변수를 도입하여 정량적으로 평가하고, 수명예측을 실시하여 그 유용성을 비교검토 하였다. 또한 피로균열의 성장에 관한 실험결과 자료들을 PC를 이용하여 전산하고 도식화함으로써 파괴역학적 설계에 유용한 기초적 자료를 제시하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1455-1462
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• 2010

초고온가스로에서 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 이용하여 수소를 경제적이며 또한 대량으로 생산하기 위한 시스템이 원자력수소생산시스템이며, 이 시스템에서 공정열교환기는 초고온 열과 황-요오드 공정을 통해 수소를 생산하는 핵심 기기이다. 한국원자력연구원에서는 초고온가스로에 사용될 기기에 대한 성능시험을 위해 헬륨가스루프를 구축하고 공정열교환기 시제품을 제작하였다. 본 연구는 공정열교환기 시제품을 헬륨가스루프에서 시험하기 전에 미리 공정열교환기 시제품의 고온 구조건전성을 평가하기 위한 작업의 일환으로 공정열교환기 시제품에 대한 고온구조해석 모델링, 열해석 및 열팽창해석 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 공정열교환기 시제품 성능시험 장치 설계에 반영할 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1137-1143
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• 2011

초고온가스로의 중간열교환기는 원자로에서 생산된 $950^{circ}C$ 정도의 초고온 열을 수소생산 공장으로 전달하는 핵심 기기이다. 한국원자력연구원에서는 중간열교환기의 후보 형태로 고려되고 있는 인쇄기판형 열교환기의 소형 시제품을 제작하였다. 본 연구는 소형가스루프 시험조건하에서 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품의 고온 구조건전성을 시험수행 전에 미리 평가하기 위한 작업의 일환으로 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품에 대한 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 구조 해석을 수행하고 그 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 곧 수행될 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품 성능시험결과와 비교하고 또한 향후 제작될 중형 시제품 설계/제작에 반영할 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권2호
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• pp.191-200
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• 2011

초고온가스로로부터 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 이용하여 수소를 경제적이며 또한 대량으로 생산하는 원자력수소생산시스템에서 공정열교환기는 초고온 열과 화학반응 공정을 통해 수소를 생산하기 위한 핵심 기기이다. 한국원자력연구원에서는 초고온가스로에 사용될 기기에 대한 성능시험을 위해 소형가스루프를 구축하고 공정열교환기 시제품을 수정 제작하였다. 본 연구는 공정열교환기 수정 시제품을 소형가스루프에서 시험하기 전에 루프 시험조건하에서 공정열교환기 수정 시제품의 고온 구조건전성을 미리 평가하기 위한 작업의 일환으로 공정열교환기 수정 시제품에 대한 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 구조 해석을 수행하고 그 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 공정열교환기 수정 시제품 성능시험 장치 설계에 반영할 것이다.