• 한국압력기기공학회 논문집
• /
• 제9권1호
• /
• pp.48-55
• /
• 2013

In this paper, W-DCAP-HTR(Web-based Design Compatibility Assessment Program for High Temperature Reactor) which will be used to check the design criteria for high temperature reactor is newly proposed. To do this, the assessment procedure of the ASME Sec.III Div.5 such as time-dependent primary stress limit, accumulated inelastic strain, and creep-fatigue damage evaluation were investigated. Furthermore, the trend of candidate materials for high temperature reactor was also reviewed. Then, all assessment procedures for high temperature reactor have been computerized to enhance the efficiency and to reduce the possibility of human error during calculating procedure by hand calculation. It can be directly conducted by adopting the actual thermal and structural analysis results. The validation of W-DCAP-HTR has been demonstrated by benchmark analysis.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
• /
• pp.417-420
• /
• 2009

본 연구의 그라파이트는 로켓 노즐목 재료로 많이 사용되는 것으로써 다른 어떤 내열재료보다 로켓추진기관의 작동시간 동안 그 형상을 유지할 수 있는 삭마저항성과 열전도도가 큰 재료이다. 노즐목으로 사용되는 그라파이트는 내삭마성, 사용가능 온도, 가격, 무게측면에서 유리하지만 열충격 강도가 상대적으로 작기 때문에 설계시 구조적인 안전성을 충분히 확보해야만 한다. 본 연구에서는 로켓 노즐목으로 많이 사용하는 ATJ 그라파이트에 대하여 실험과 해석을 통하여 고온 파괴 인성치를 결정하였으며, 열충격시험 결과를 그라파이트 재료의 비선형성을 고려한 hypo elastic 기법을 이용한 해석적 방법으로 비교하여 해석의 정확성을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제29권5호
• /
• pp.442-449
• /
• 2018

Research on High temperature polymer electrolyte fuel cell (HT-PEMFC) has actively been conducted all over the world. Since the HT-PEMFC can be operated at a high temperature of $120-180^{\circ}C$ using phosphoric acid-doped polybenzimidazole (PBI) electrolyte membrane, it has considerable advantages over conventional PEMFC in terms of operating conditions and system efficiency. However, If the thermal distribution is not uniform in the stack unit, degradation due to local reaction and deterioration of lifetime are difficult to prevent. The thin plate separator reduces the volume of the fuel cell stack and improves heat transfer, consequently, enhancing the cooling effect. In this paper, a large area flow field of thin plate separator for HT-PEMFC is designed and sub-stack is fabricated. We have studied stack performance evaluation under various operating conditions and it has been verified that the proposed design can achieve acceptable stack performance at a wide operating range.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2004년도 춘계학술대회
• /
• pp.82-85
• /
• 2004

EPDM 봉인물질을 가진 SOV의 작동실패 사례 및 원인을 분석해보면 많은 SOV 고장(SOV failures)은 결국 EPDM 봉인물질이 원인인 것으로 나타났다. SOV 고장은 SOV가 그것의 설계 범위를 초과하는 주위 온도(ambient temperature)에 노출되어 있었기 때문에 발생되었다. 그러한 SOV 고장은 증기누설, 주위 온도의 부정확한 평가 등의 원인에 의해 발생되었다. 또한 SOV 고장은 연속적인 coil의 여기시 발생하는 가열(heatup from energization)로 인해 수명이 단축되는 영향이 서비스 수명 기간에 적절하게 포함되지 않았기 때문에 발생되었다 많은 발전소 운용자는 이러한 사실을 알고 있지 못하였으며 결과적으로 서비스 수명 기간이 과도 예측되는 결과가 초래되었다 SOV의 또 다른 연성(Soft) 봉인물질로, 열저항 특성이 EPDM에 비해 약 $50^{\circ}C$ 정도 우수한 Viton 봉인물질에 대한 특성이 제시되었다. 더불어 현재 많은 국외 솔레노이드구동밸브 전문 생산업체들이 Viton 재료를 옵션으로 채택하고 있는 추세이다. 그러나 고온주변에서 지속적으로 노출되어 있는 환경에서 Viton이 EPDM의 문제점을 어느 정도 해결할 수 있는 지의 여부는 현재 결론 내리기 어려울 것으로 판단되며, 향후 이를 채택한 SOV의 운전경험을 계속 주시할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.255-255
• /
• 2015

국제핵융합실험로(ITER)의 3대 목표 중 하나는 핵융합로 개발을 위한 삼중수소증식블랑켓 개념을 시험하고 검증하는 것이며, 이를 위해 시험증식블랑켓(TBM, Test Blanket Module) 프로그램을 마련, 각국이 참여할 수 있도록 하고 있다. 한국도 2012년 국가핵융합위원회 결정에 따라, EU, 일본, 중국, 인도와 함께 TBM 프로그램에 참여하고 있으며, 2021년 설치를 목표로 헬륨냉각 고체증식재 개념의 HCCR (Helilum Cooled Ceramic Reflector) TBM을 설계, 개발하고 있다. 한국형 TBM은 총 4개의 서브모듈과 하나의 후벽(Back Manifold, BM) 으로 구성되며, 각 서브모듈은 플라즈마와 대면하는 일차벽(First Wall, FW), 증식재와 증배재, 반사재를 담고 있는 증식영역(Breeding Zong, BZ), 냉각재 매니폴드 및 구조물 역할을 하는 측벽(Side Wall, SW) 등의 기능부품으로 구성되어 있다. 냉각재는 8 MPa, $300-500^{\circ}C$의 고온고압헬륨을 사용하고, Li2SiO4 혹은 Li2TiO4 형태의 Li 세라믹 증식재를 사용하며, 중성자 증배를 위해 Be 증배재 및 흑연 반사재를 사용한다 [1-3]. 2015년 2월 개념설계검토(CDR, Conceptual Design Review)를 위해, TBM-shield를 포함한 TBM-set 설계가 완료되었으며, 열수력, 구조, 지진, 전자기, 복합하중에 대한 평가가 진행되었다. 본 논문에서는 이 중 H/He-phase에 시험될 EM-TBM과 D-T phase에 시험될 INT-TBM에 대한 열수력 성능 결과를 소개하였다[5]. 각각의 열부하 조건은 0.17과 $0.3MW/m^2$이며, 중성자 조사는 D-T phase 에서만 고려되었다. 구조재 및 사용된 기능소재별 온도 요건을 정의하고, 성능해석 결과와 비교하였으며, 이를 통해 모든 온도 요건을 만족함을 최종 확인하였다. 이러한 온도 분포는 열응력 평가를 위해 구조해석 입력자료로 활용되었다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제27권2호
• /
• pp.132-140
• /
• 1991

오스테나이트계 스테인레스강 SUS316, SUS321 보다 용접성, 내식성 및 극저온인성이 양호하며 기존의 재료보다 고가 첨가 원소인 크롬과 니켈의 함유량을 절감한 새로운 강종의 개발을 목표로 연구를 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) Trans-Varestraint 시험에 의하여 용해 제조강과 수입개의 고온 균열 감수성을 비교 평가한 결과, SUS321 수입재와 SuS321에 대응하여 개발한 강종 사이의 응고 균열 감수성이 거의 동등 내지는 용해 제조강의 고온 균열 저항력이 우수하였다. 따라서 Creq/Nieq의 값 1.43~1.48의 범위에서 합금 설계한 강종 M-1~M-9의 고온 균열 저항력은 기존의 문헌에 의한 테이타와 비교한 결과, 우수함을 알 수 있었다. 2) 샤르피(Charpy V notch) 표준 시험편에 의한 극저온 및 상온에서의 인성을 조사한 결과, 용해 제조강 M-1~M-9의 인성은 양호하였으며 특히 SUS321 수입재와 SUS321 대체재로서 개발한 M-7~M-9의 인성은 수입재의 그것보다 훨씬 높은 값을 나타내었다. 3) JIS G 0574에 의한 입계 부식 감수성을 조사한 결과, 입계 부식 감수성을 낮추기 위해서는 티타늄의 첨가가 매우 유효함을 알 수 있었다. 특히 SUS321 수입재와 SUS321 대응 강종(M-7~M-9)의 내식성은 수입재보다 개발 강종의 내식성이 훨씬 우수하였다. 4) 이상의 고온 균열 감수성과 극저온 및 상온에서의 인성, 내식성을 종합적으로 검토한 결과, 스테인리스강의 고가 첨가 원소인 크롬과 니켈의 첨가량을 절감할 수 있었다. 상기와 같은 관점에서 본 연구 수행에 의하여 새로운 합금 설계 개념에 의거, 새로운 강종의 개발과 생산 원가의 절감 그리고 제품의 품질 향상에 기여할 수 있는 기준을 확립할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제2권3호
• /
• pp.201-209
• /
• 2004

파일럿 규모의 유리화플랜트에서 일련의 시험을 통해 고온 세라믹 캔들 필터 시스템의 주요 운전 변수 및 성능을 평가하였다. 실증 시험결과 매 시험초기에는 필터 표면 먼지층(Dust cake)의 생성으로 인해 필터 매질에 걸리는 차압이 급격히 상승하였다. 그런 다음 차압은 곧 일정한 범위에서 안정되었고, 표면유속(Face velocity)에 비례하여 계속적으로 변화하였다. 이와 반대로, 필터 투과율(Permeability)은 매시험 초기에 급격히 감소하였다. 필터표면 먼지의 역세정은 공기압 3～5 bar범위 일때 효율적이었다. 필터 입구 및 출구에서 동시에 등속으로 채취한 먼지농도를 바탕으로 필터의 먼지 포집율(Dust collection efficiency)을 평가한 결과 필터 성능은 설계값인 99.9%과 같은 것으로 나타났다. 100시간의 장기시험을 포함한 일련의 실증시험을 수행하는 동안 고온 필터 시스템의 성능에 영향을 주는 특별한 문제점은 발견되지 않았다.

• 에너지공학
• /
• 제23권3호
• /
• pp.116-124
• /
• 2014

고온에서 운전되는 플랜트에서는 열변형에 의한 배관 사고를 예방하고 배관계통의 우선 검사관리 부위의 선정을 위해 배관 시스템하중 해석을 수행하는 경우가 많다. 본 연구에서는 국내 한 공정플랜트에서 설계변경에 따라 반응기와 반응기 사이에 추가 설치된 연결배관을 대상으로 배관 시스템응력해석을 수행하였다. 특히 배관에 일반적으로 설치되는 하중행거(hanger) 이외에 열팽창을 흡수하는 신축이음(expansion joint)이 함께 설치된 경우의 배관 특성을 연구하였다. 이를 위해 배관 응력을 형성하는 구조적 요인의 영향을 평가하기 위해 배관계에 포함된 행거와 신축이음이 비정상적으로 작동되는 경우도 가정하여 해석하였다. 추가적인 인입라인이 있는 경우도 해석을 수행하였다. 정상 운전 시 배관계의 시스템 응력 결과와 비정상적인 운전 경우의 해석결과를 비교하여 각각 배관요소의 역할을 연구하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.1-8
• /
• 2018

본 연구의 목적은 해석적 방법을 통하여 내화 재료의 특성을 파악하고 섬유 강화 폴리머로 보강된 철근콘크리트의 보의 적절한 내화설계 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해, 내화재료의 가열실험을 실시하고 유한요소해석을 통해 열전도율과 비열을 구하고 또한 고온에서 FRP로 보강된 철근콘크리트 보 실험체에 대한 유한요소 해석을 통해 실험결과와 해석결과를 비교하였다. 이 과정에서 실험과 해석적 접근의 신뢰성을 확인하였다. 최종적으로 FRP로 보강된 철근콘크리트 보의 열적특성을 제안된 해석 방법으로 분석하고 고온으로 감소된 휨내력을 계산하였다. 최종적으로 제안된 방법을 이용하여 FRP로 보강된 부재에서 고온 노출시 열특성을 반영한 부재의 열전도를 파악하고 이를 이용하여 내력을 산정할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.50-58
• /
• 2013

공정플랜트에는 다양한 배관이 고압, 고온의 인화성, 폭발성 물질을 이송하고 있다. 잦은 설계 변경 및 증설 등으로 복잡한 형상으로 배관이 형성되어 있는 경우가 많으나 배관의 구조가 단순하여 실제 위험성에 비해 안전 관리가 부족한 경우가 많다. 본 연구에서는 국내 한 업체에서 부생가스를 연료로 사용하던 배관을 설계 변경하여 천연가스와 혼합하여 사용하도록 사례를 활용하여, 배관의 안전성을 평가 하는 방법을 예시하였다. 배관의 설계 변경 후 안전성을 ASME 기준에 따라 재평가하고, 배관의 주요 관리부위를 결정하는 방법을 제시하였다. 배관의 분기 및 루프 등이 다수 복잡하게 연결되어있는 가스혼합용 믹싱드럼 배관 시스템을 대상으로 해석하였다. 배관의 주요부위 응력 민감도를 이해하기 위해 배관의 지지대 구속조건 및 외부 온도를 변화시켜 가면서 이들의 영향을 연구하였다. 또한 부생가스가 포함하고 있는 수소가스에 의한 손상 가능성에 대해서도 논의하였다.