• 기계와재료
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• 제24권1호
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• pp.64-71
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• 2012

열교환기은 대부분의 플랜트에서 공정효율을 결정하는 핵심기자재이다. 이에 따라 플랜트 전체 효율을 향상시키기 위한 고효율 열교환기에 대한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있으며, 최근 들어 심해저플랜트 등의 고압환경용, 가스액화 플랜트 등에 적용되는 극저온용, 가스터빈 등에 적용되는 초고온용 등 극한환경에서 사용되는 플랜트용 고신뢰용 열교환기에 대한 니즈가 증가하고 있다. 따라서, 국내업체들의 플랜트 기자재 시장 진입 및 점유율 확대를 위해 이러한 극한환경용 열교환기에 대한 원천기술 확보 전략이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 플랜트용 열 교환기 기술현황에 대해 살펴보고자 한다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2000년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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• pp.1-6
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• 2000

가압 경수로의 증기발생기는 원자로(reactor vessel)와 가압기(pressurizer)에서 가열ㆍ가압된 1차 계통의 고온, 고압수가 터빈을 돌리는 2차 계통수와 열교환을 일으켜 고온ㆍ고압의 증기를 발생시키는 것으로, 전열관의 파손이 발생될 경우 1차 계통에서 2차 계통으로 방사능 물질이 누출되어 심각한 문제가 야기된다. 따라서 증기발생기의 전열관 손상이나 파손 문제는 원자력 발전소의 수명과 밀접한 관계가 있다. (중략)

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.81.2-81.2
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• 2010

고체 산화물 연료전지(SOFC) 시스템은 스택과 기계적 주변 장치인 MBOP(Mechanical Balance of Plant), 그리고 전기적 주변장치인 EBOP(Electrical Balance of Plant)로 구성되어있다. SOFC는 일반적으로 $700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 작동되기 때문에 효율적인 열 이용 및 열 관리가 중요하다. SOFC 시스템의 MBOP에는 상온의 연료가스들을 고온으로 가열하여 스택에 유입 시기키 위한 열교환기 및 촉매연소기 등의 장치들이 필요하며, 효율적인 열관리를 위해서는 고온에서 작동하는 장치들을 한곳에 통합하여 구성하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 SOFC 시스템의 MBOP(Mechanical Balance of Pant) 중 고온부에 해당하는 촉매연소기, 열교환기 및 스택이 통합된 스택 모듈을 제작에 앞서 개념 검증을 위해 열교환기 및 촉매연소기로 이루어진 프로토타입(prototype)의 SOFC 모듈평가 장치를 제작하였다. 열교환기는 Plate형으로 총 6개로 구성되어 있으며, 연료극과 공기극 가스라인에 각각 3개씩 배치하여 스택에 유입되는 연료 및 공기가 촉매연소기에서 나오는 고온의 배가스와 열교환되어 가열되도록 구성하였다. 촉매연소기는 honeycomb 타입의 촉매를 사용하였고, 촉매연소기로 유입되는 연료극 배가스와 공기의 균일혼합과 hot spot을 방지하기 위한 장치를 삽입하여 제작하였다. 제작된 SOFC 모듈평가장치는 시운전을 통해 각 장치의 성능 확인 후 반응면적이 $20{\times}20cm^2$ 인 단전지를 적층하여 연계 운전을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권5호
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• pp.389-397
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• 2014

흡수식 냉온수기는 자연에 있는 냉매를 사용함으로 인해 환경오염이 매우 적어 친환경적이다. 흡수식 냉온수기에서 고효율의 배기가스용 고온재생기는 높은 시스템 성능을 얻기 위한 중요한 요소중에 하나이다. 따라서, 본 연구에서는 운전조건에 따른 흡수식 냉온수기의 배기가스용 고온재생기의 성능을 파악하기 위해 실험장치를 제작하고 실험을 실시하였다. 배기가스용 고온재생기에서 흡수액의 입구상태는 성능변화에 매우 큰 영향을 줌으로 여러 가지 흡수액 농도 조건에서 공기측 입구온도와 질량유량을 변화시켜가면서 고온재생기의 성능을 고찰하였다. 실험결과, 공기측 질량유량비가 80%에서 120%로 증가할 때 흡수액 농도가 56%, 55%, 54%, 53%에서의 열교환량은 각각 30%, 33%, 34%, 37% 정도 증가하였다. 또한 고온재생기의 흡수액 입구농도가 56%, 55%, 54%, 53% 일 때 공기측 입구온도가 $170^{\circ}C$에서 $210^{\circ}C$로 증가함에 따라 고온재생기의 열교환량은 각각 140%, 160%, 220%, 224% 정도 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.32-40
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• 2018

열 교환기/원자로의 과도한 진동을 방지 하려면 진동해석을 설계 단계에서 수행해야 한다. 진동 문제에서 고유 진동수의 정보는 열 교환기/원자로의 안전성을 평가하기 위하여 요구된다. 본 논문은 일단 지지보에 발생되는 고유치 문제를 해석하기 위하여 수치해석 방법인 Galerkin의 방법을 기술하였다. 일단 지지보는 자유단 끝점 또는 모드의 노드 포인트에 부가 질량과 스프링에 의하여 구속되어 있다. 수치해석으로 구한 고유진동수는 간단한 해석 방법과 간단한 테스트에 의하여 각각 구한 결과와 비교 되었다. Galerkin의 방법을 사용하여 논의된 일단 지지보의 고유 진동수를 구할 수 있음을 보였다. 부가 질량 증가함에 따라 고유 주파수는 감소하며 스프링 힘의 증가에 따라 고유 주파수는 상승함을 보였다. 무거운 부가 질량은 가연성 배관의 지지대 역할을 함을 보였다. 일단 지지보의 끝단에 설치된 부가 질량의 경우에 개발된 기존의 어림적 해석 방법으로도 일차 모두의 고유 진동수를 비교적 정확하게 구할 수 있음을 알 수 있었다.

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

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.231-234
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• 2005

수소 기반의 에너지 사회는 중소규모 분산 발전과 연료 전지 자동차에서 시작될 거라는 예측이 지배적이다. 가정용 고분자 연료전지 시스템은 상업화에 가장 가까운 소규모 분산 발전 시스템중의 하나이며, 에너지기술연구위원에서는 가정용 고분자 연료전지에 수소를 공급하기 위한 천연가스 수증기 개질시스템의 개발을 진행해 왔다. 효율 향상과 제작의 용이성, 그리고 소형화에 초점을 맞추어 개발된 prototype-I은 $2.0Nm^3/hr$의 순수 수소 생산 용량을 가지고 있으며, 수증기 개질기와 수성가스 전이 반응기 수중기 생성 장치, 그리고 반응열 공급에 필요한 버너 등을 이중 동심원관에 통합한 형태이다. 수중기 개질과 수성가스 전이 반응을 거쳐 나오는 개질 가스의 조성은 $72.3\%\;H_2,\;4.8\%\;CH_4,\;0.7\%\;CO,\;22.2\%\;CO_2$이며, 이때 S/C 비율은 2.5였다. 고분자 연료 전지 공급 시 요구되는 CO 농도가 10ppm 이하이기 때문에, 본 시스템에는 선택적 산화 반응기를 2단으로 설치하여 CO. 농도를 10ppm 이하로 낮추어주었다. 전체 시스템의 열효율은 LHV 기준으로 $68\%$. Prototype-I의 운전을 통해 설계 개선안을 도출하였으며, 이를 적용해 제작한 prototype-II가 시험 운전 중이다,. 통합된 개질 시스템에서는 각 단위 반응기사이의 열교환을 최적화하여 단위 반응들이 적정 온도 범위에서 일어나도록 유도하는 것이 중요하다. Prototype-II는 수증기 개질 반응기와 WGS 반응기, 수증기 생성 장치 사이의 열교환율을 향상시켜 농도를 $2.5\%$로 감소시키면서 CO의 농도는 $1\%$이하로 유지하였다. 이 결과를 바탕으로 얻어진 메탄 전환율은 $87\%$이고, 열효율은 LHV 기준으로 $75\%$이다. 아울러 개선점을 적용한 선택적 산화 반응기를 제작하였다. 개질 가스와 산소의 혼합을 유도하고, 반응기 온도의 제어를 통해 선택적 산화 반응의 속도와 선택성을 향상시키고자 한다. 시스템의 운전을 통해 메탄 전환율과 열효율의 개선을 진행할 예정이다.

• 에너지공학
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• 제10권4호
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• pp.357-362
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• 2001

충진농도, 냉매 팽창밸브 개도, 그리고 약용액의 유량 변화에 따른 벤치타입 암모니아-물 흡수식 열교환 사이클에 대한 실험을 수행한 결과 시스템의 충진농도가 증가할수록 냉방능력이 증가하였으며, 최적의 충진농도가 존재함을 알았다. 그리고 냉매 팽창 밸브의 개도는 응축기 출구의 직접적인 영향을 주고 있으며 최적의 과냉도가 0~4$^{\circ}C$임을 알았다. 또한 약용액의 유량이 증가시킬수록 증발압력과 강용액의 농도가 즐어들었으며, 냉방능력과 COP가 최대가 되는 최적의 약용액 유량이 존재하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.20-27
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• 2009

The effect of borehole thermal resistance on the borehole length is studied. In performing this work a new concept BLRR(borehole length reduction rate) is developed based on the line source model. The solution of line source model is shown to be valid through the comparison with the data of thermal response test. It is shown that BLRR is a function of soil thermal conductivity(k) and borehole thermal resistance($R_b$). The value of BLRR increases with increasing k, which means reducing $R_b$ is more effective when k is high. The reduction of borehole length with change of $R_b$ is easily estimated with BLRR. The validity of BLRR is also examined with EED analysis.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.414-414
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• 2011

핵융합로는 고온의 고밀도 플라즈마에 노출되므로 고 열부하 및 플라즈마 이온에 의한 물성수치를 충분히 고려한 재질로 구축하여야 한다. 특히 핵융합의 연료인 중수소, 삼중수소와 관련하여 플라즈마 대면 부품, 블랑켓, 열 교환기 등의 구축재질에 대한 수소동위원소의 누설거동 데이터 확보는 삼중수소의 취급 및 안전성과 경제성 측면에서 매우 중요하다. 현재 국내의 삼중수소 누설거동과 관련된 실험장치 개발 및 데이터는 관련 연구가 진행되는 선진국에 비해 초보적인 수준이며, 핵융합 기술의 자력개발을 위해서도 수소동위원소 관련 누설거동 데이터의 확보는 매우 중요하다. 본 연구는 삼중수소 누설거동 해석을 위한 예비 실험으로, 수소를 사용하는 누설거동 실험장치를 설계 제작하여 기초실험을 수행하였다. 시편은 스테인레스 스틸(SS-316L)을 사용하였으며, 시편의 두께를 변화시켜가며 수소에 대한 activation energy, permeability, diffusivity, solubility를 구한 후 타 연구그룹의 실험결과와 비교 하였다.