• 한국가스학회지
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• 제28권2호
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• pp.32-37
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• 2024

최근 화석연료를 대체할 수 있는 수소에너지를 이용한 이동 수단에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편 이를 이용하기 위해서는 수소를 생산 저장 이송하는 과정이 필수적이다. 특히 수소를 90 MPa에 이르는 고압으로 저장 이송할 경우 기체 상태가 아닌 액체 상태이므로 부피가 감소하여, 상대적으로 비용을 절감 할 수 있다. 본 연구에서는 수소 액화에 필수적인 액화수소 펌프 개발을 위해 챔버 내의 유동을 유한요소해석 (Finite Element Methods (FEM)) 프로그램인 ANSYS를 이용하여 해석하였다. 그 결과, 1차 챔버에서 2차 챔버 사이에 밸브가 없는 경우, 2차 챔버 내의 최대 속도는 9.075 m/s, 밸브가 3 mm 열린 경우의 최대 속도는 8.111 m/s 로 10.6% 감소하였다. 또한 밸브가 없는 경우의 최대 압력은 0.62 MPa, 밸브가 3 mm 열린 경우의 최대 압력은 0.63 MPa 로 1.6% 증가하였다. 이 결과를 바탕으로 액화수소 펌프의 상세 설계에 활용할 경우, 좀 더 효율적인 펌프의 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.292-296
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• 2023

Until recently, ships, automobiles, and drones using hydrogen energy are being actively researched. In addition, stations and facilities for hydrogen supply are being developed widely. Among them, a hydrogen pump is necessary for compressing it and transfer to other stations. The liquid hydrogen pump is operated at very high pressure up to 90 MPa. In our research, a reciprocating plunger pump is studied. Especially, a leakage in a liquid hydrogen pump is predicted using a finite element method. As a result, it was found that leak mass flow rates changed from 0.09 to 2.20 kg/h, when the gaps were given from 2 to 6 ㎛. Thus pump efficiencies were calculated from 99.9 to 97.9%, when the gaps changed from 2 to 6 ㎛. These results are useful for the design of the liquid hydrogen pump.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.366-366
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• 2011

냉중성자원은 하나로 반사체탱크에 위치한 수직공에 설치되어 노심에서 발생하는 열중성자를 감속재인 액체수소층을 통과시켜 냉중성자를 생산하는 설비로 수소가를 충전하고 있는 수소계통이 있으며, 21K의 극저온 액체수소/기체수소 2상(ttwo-phase)을 유지하기 위해 외부에서 유입되는 열침입을 최소화하기 위해 진공계통이 설치되어 있다. 진공계통은 수조내기기 집합체(In-Pool Assembly : IPA)의 액체수소 열사이펀, 감속재 용기 등의 냉중성자원 극저온 부풀들의 단열을 위하여 진공용기 내부진공도를 공정진공도 이하로 유지하기 위한 계통으로 고진공펌프, 진공배기탱크 및 저진공펌프의 조합으로 두 개의 진공펌프시스템과 진공박스, 배기수집탱크 및 밸브박스를 포함한 연결배관으로 설계되었다. 저진공펌프를 이용하여 대기압에서 고진공펌프 작동압력까지 도달한 후 고진공펌프를 가동하여 공정진공도 이하의 진공도를 확보하고, 고진공펌프로부터 배기되는 배출가스는 고진공펌프 후단에 설치된 진공배기탱크에 포집되며, 필요 시 저진공펌프레 의하여 배기수집탱크로 배출된다. 진공펌프시스템은 진공용기 내부의 압력이 공정진동고 이하로 유지되도록 연속적으로 가동되어 진공단열이 가능하다. 본 논문은 감속재인 수소를 액화상태로 유지하며, 공정진공도 이하로 충분히 유지되어 운전되는 진공계통의 특성을 원자로 운전 주기별로 소개하고자 한다.