• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제35권3호
• /
• pp.280-289
• /
• 2024

In this study, a cryogenic vessel was constructed to maintain and control the safe pressure of liquid hydrogen boil-off gas (BOG), and the numerical analysis was conducted on the development of computational fluid dynamics model inside the high-pressure vessel. An evaluation system was constructed using cryogenic inner and outer containers, pre-cooler, upper flange, and internal high-pressure container. We attempted to analyze the performance of the safety valve by injecting relatively high temperature hydrogen gas to generate BOG gas and quickly control the pressure of the high-pressure vessel up to 10 bar. As a results, the liquid volume fraction decreased with a rapid evaporation, and the pressure distribution increased monotonically inside a high pressure vessel. Additionally, it was found that the time to reach 10 bar was greatly affected by the filling rate of liquid hydrogen.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
• /
• pp.1-1
• /
• 1999

2유체 동축인젝터(coaxial twin fluid injector)는 액체산소와 액체수소를 추진제로 사용하는 SSME(Space Shuttle Main Engine)이나 유럽의 Arian 5 Vulcain 엔진과 같은 저온추진제 엔진에 널리 사용되고 있다. 추진제를 미립화 시키는 장치로서 사용하는 다른 여러 형태의 인젝터에 비교할 때 저속의 액체산화제 주위에 고속의 가스연료가 분사됨으로서 발생되는 전단력에 의해 추진제가 미립화되는 특징을 가지며, 이러한 메카니즘은 매우 복잡하여 아직까지 정확히 규명되지 못하고 있는 실정이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제40권4호
• /
• pp.267-276
• /
• 2015

원전 기체 및 액체 방사성폐기물 중 가장 배출 기여도가 높은 삼중수소를 대상으로 국내 원전 가압경수로 및 가압중수로에 대해서 배출량 비교 분석과 풍향 빈도 분석, 또한 환경매체 중 삼중수소 거동 추이를 비교 분석하였다. 분석결과 먼저 기체 및 액체 삼중수소 배출량은 가압경수로보다 가압중수로에서 기체는 2013년 기준 약 10배 이상, 액체는 2배 내지 3배 정도 더 배출을 하고 있는 것을 알 수 있었다. 배출량 분석시 특이사항은 일부 원전에서 2개 호기가 배출량이 동일하게 분석된 것을 알 수 있었는데 이는 정확한 배출관리 및 분석을 위해서는 호기별 독립적인 배출관리 및 분석이 이루어져야 할 것으로 판단된다. 풍향빈도 분석은 16 방위 기준 평균 범위가 1.7~11.5%의 넓은 범위를 보였으며 풍향에 따라 환경매체 분석용 시료채취 지점을 분석해본 결과 대체적으로 풍향에 따라 잘 선정되어 있으나 일부 지점 검토가 필요한 것을 알 수 있었다. 환경매체 중 삼중수소 농도 추이 분석은 원전으로부터 거리가 가까울수록 삼중수소 농도가 높은 것을 확인할 수 있었고 가압경수로 원전의 경우는 원거리 환경매체는 극히 미미한 수준을 나타낸 반면 가압중수로 원전은 비록 원거리 환경매체라 하더라도 가압경수로 원전의 근거리 농도 수준 이상으로 월등히 많이 검출이 되고 있음을 알 수 있었다. 이렇게 가압중수로 원전에서 삼중수소 배출량이 높고 환경매체 중 삼중수소가 기준치 미만이긴 하나 검출이 되고 있으므로 계통에서의 관리 강화와 환경에서의 모니터링이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.56-61
• /
• 2021

본 연구에서는 극초음속 비행체의 냉각제로 사용되는 액체탄화수소 연료와 흡열 촉매의 안정적 사용을 위해 Al₂O₃와 H-ZSM-5를 stainless steel tube 내벽에 코팅하는 연구를 수행하였다. 액체탄화수소 연료의 흡열분해 반응에서 coke 생성이 불가피하며, stainless steel tube reactor를 냉각채널로 사용하게 됨에 따라 Fe, Ni 금속이 filamentous coke 생성을 유발한다. 이에 따라 stainless steel에 H-ZSM-5를 코팅함으로써, Fe과 Ni 금속이 액체탄화수소 연료에 직접 노출되는 것을 방지하고 filamentous coke 생성을 억제하고자 하였다. 또한 stainless steel과 H-ZSM-5 사이에는 Al₂O₃을 코팅하여, 부착 강도를 증진 시키고자 하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제34권5호
• /
• pp.526-534
• /
• 2023

To evaluate the risk of leakage when using liquid hydrogen, a leakage test was conducted using liquid nitrogen in an outdoor environment rather than a laboratory environment. To assume a real-scale continuous leak, liquid nitrogen was allowed to leak for 5 minutes through a pipe with a diameter of 25.4 mm at a design spill rate of 60 L/min. The measurement system consisted of devices for climate conditions, LN2 spread and vapor clouds. The main experimental results are the liquid pool radius and the concentration of vapor cloud, and the radius of the liquid pool was compared with the numerical analysis results.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제24권4호
• /
• pp.302-310
• /
• 2013

As an initial step to develop a liquid hydrogen pump of piston type operated under cryogenic and high pressure, leakage and piston head shape for the piston pump were discussed with temperature and pressure. As the results, the leakage depended on correlation among density, viscosity, clearance area by the low temperature. In order to reduce the leakage, it was found that the air-tightness can be improved by minimizing contact surface between piston and cylinder, and also increasing pressure in-cylinder can reduce piston clearance. Among the proposed piston shapes, D type piston shape had the most air-tightness. D type piston had smaller contact surface than other piston shape and easier expansion of cup shape by pressure. The leakage of D type piston shape was found about 7%, compared with A type piston shape. But it was required that analyze about vapor lock by friction and wear resistance.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제32권5호
• /
• pp.347-355
• /
• 2021

This paper is a study on the thermal design of printed circuit heat exchanger (PCHE) to supply cryogenic high pressure liquid hydrogen stored from hydrogen liquefaction process by using computational fluid dynamics (CFD). This PCHE should be thermally designed to raise the temperature of cryogenic liquid hydrogen to a desired temperature and also to be anti-icing to avoid any local freezing in hot channel. This research presents the effect of inlet velocity and inlet temperature of hydrogen, and the effect of flow configurations of co/counter-flow on thermal design of PCHE heat exchanger based on various CFD simulation analysis.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제33권5호
• /
• pp.541-549
• /
• 2022

This study investigates anti-icing design by conjugate heat transfer analysis in lab-scale printed circuit heat exchanger (PCHE) for supply of cryogenic high pressure liquid hydrogen. The conjugate heat transfer analysis by using computational dynamics (CFD) provided various temperature distributions at important locations in PCHE heat exchanger and predicted the possibility of freezing in hot channel. And, the effect of inlet temperature of glycol water was analyzed in order to resolve the freezing problem in PCHE.

• 한국초전도저온공학회지:초전도와저온공학
• /
• 제7권1호
• /
• pp.28-33
• /
• 2005

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.129-136
• /
• 2004

환경문제와 석유자원의 고갈이 많은 연구자들을 기존 탄화수소연료를 대체할수 있는 재생 가능한 연료를 구하는데 많은 노력을 기울이고 있다. 수소연료는 유해배기물질이 없는 연소와 또한 연소후에 재생 가능한 물성분만 배출하는 속성으로 미래의 청정에너지로 각광을 받고 있다. 이러한 이유로 수소연료는 수송기계의 연료로도 주목을 받고 있다. 따라서 수소연료기관 개발은 21세기에도 지속적으로 진행될 것이다. 이에대한 초기연구로 기체 LPG 연료가 아닌 액체 LPG 연료를 흡기관에 분사하여 기화된 LPG 연료를 엔진으로 흡입하는 LPi엔진에 수소연료를 과급하여 엔진에 성능을 연구하고자 하였다.