• 한국산업정보학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.31-41
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• 2018

이 논문에서는 대 전류, 고온 초전도 직류 리액터를 위한 전도 냉각 시스템의 구조 설계에 대해 논의하고자 한다. 초전도 자석, 보 빈, 전류 리드, 고정용 구조물 그리고 열 교환기가 포함된 전도 냉각 시스템 부품의 크기를 3D CAD 프로그램을 사용하여 계산하였다. 또한, 최적의 설계 변수를 결정하고 열적-기계적 특성을 분석하기 위해서 유한 요소법 모델을 제작하였다. 리액터 자석의 운전 전류와 인덕턴스는 각각 1,500 A 400 mH이며, 이에 따른 극저온 냉동기의 냉각 용량을 결정하기 위해 초전도 직류 리액터에서 발생하는 열 부하를 계산하였다. 또한, 대 전류가 흐르는 1 단부전도 냉각 시스템의 작동 테스트를 수행하였다. 구리 바는 40 K까지 냉각되었고 초전도 리드는 안정적으로 작동했다. 실험 결과로써, 1 단부 영역의 총 열 부하는 190 W였다. 본 연구 결과는 상용 초전도 직류 리액터의 설계 및 제조에 있어 효과적으로 활용 될 것이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.1959-1963
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• 2007

SMES systems need cryogenic cooling systems. Conduction cooling system has more effective, compact structure than cryogen. In general, 2 stage GM cryocoolers are used for conduction cooling of HTS SMES system. 1st stages of cryocoolers are used for the cooling of current leads and radiation shields, and 2nd stages of cryocoolers for HTS coil. For the effective conduction cooling of the HTS SMES system, the temperature difference between the cryocooler and HTS coil should be minimized. In this paper, a cryogenic conduction cooling system for HTS SMES is analyzed to evaluate the performance of the cooling system. The analysis is carried out for the steady state with the heat generation of the HTS coil and effects of the thermal contact resistance. The results show the effects of the heat generation and thermal contact resistance on the temperature distribution.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.747-749
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• 2002

초전도 마그네트 시스템의 냉각방법 중, 액체 헬륨등의 극저온 유체를 이용한 액체냉각방식이 극저온 냉동기를 이용한 직접 전도냉각 방식에 비해 신뢰도가 높은 열적 안정성으로 인하여 현재도 많은 초전도 마그네트 시스템이 액체냉각방식을 이용하고 있다. 그러나, 고가의 극저온 액체의 재충전으로 인하여 경제성이 낮고 취급이 불편한 단점이 있다 이러한 액체냉각방식의 단점을 보완하고자 극저온 유체를 시스템 안에서 직접 응축하여 재충전을 하지 않는 재응축형 시스템을 개발하여 실험하였다. 실험에 사용한 초전도 마그네트 시스템은 상온보아 1270 mm. 최대자장 0.3 T로 설계되었고, 금속 전류도입선과 HTS 전류도입선을 복합적으로 사용하였으며, 복사차폐막 냉각용 극저온 냉동기와 헬륨 재응축용 극저온 냉동기를 사용하였다. 초전도 마그네트는 200 A에서 1600 gauss의 자장으로 운전하였고 극저온 용기에서는 0.05 bar의 압력으로 액체 헬륨이 증발하지 않고 유지되었다.

• 설비공학논문집
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• 제19권4호
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• pp.328-332
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• 2007

A superconducting magnetic energy storage (SMES) system has shorter response time and longer life time, and is more economical, and environment-friendly than other uninterruptible power supply (UPS). A conduction cooling system is well answer for the high temperature superconductor (HTS) SMES system. Because the conduction cooling system is simple, light and small structure. The purpose of this paper is to design and verify the effective conduction cooling system for the HTS SMES system. The analysis of heat loads in cryostat is performed. Thermal shield heat loads, temperatures of HTS coil surface and conduction Cu plate are estimated and measured.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.844-845
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• 2008

고온초전도체를 코일형태로 제작할 경우 코일사이 접합저항의 크기는 운전전류 및 전체시스템의 안정도를 결정할 때 중요한 부분을 차지한다. 특히 극저온 냉동기를 이용한 전도냉각 시스템의 경우는 액체냉매를 이용한 냉각시스템보다 더욱 중요하게 접합저항에 의한 열손실이 고려 되어야한다. 현재 저자들은 전도냉각형 2T 마그네트를 제작하고 있다. 권선에 사용된 도체는 Sumitomo Electric Industries, Ltd(SEI) DI-BSSCO H type이다. 이 도체는 stabilizer가 없는 기계적으로 매우 약한 도체이다. 본 논문에선 stabilizer가 없는 도체로 권선된 코일의 경우 발생 할 수 있는 문제점에 대해 나타내었고 안정된 접합을 위해 고려되어야 할 사항에 대해 논의하고자한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제23권2호
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• pp.153-160
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• 2006

이 논문에서는 적외선 우주관측을 위한 냉각시스템 시험모델(PSICS, Protomodel Space Infrared Cryogenic System)의 설계를 위해 수행된 열해석 및 열설계 내용을 논의한다. 이 냉각시스템은 장래 진행될 위성 탑제용 적외선 우주 망원경의 냉각시스템 계발을 위한 예비연구를 위한 시스템이며, 테스트는 지상에서의 관측을 통해 수행된다. 냉각목표 온도는 80K이고, 80K에서 500mW의 냉각능력을 갖는 스터링 냉동기 1대가 냉각에 사용된다. 저열침입과 열부하의 바른 예측을 위해 냉각시스템의 전도, 복사 등의 각 열전달 모드에 대해 열부하를 산출하였고, 총 열부하는 복사열 차단 정도에 따라 $42{\sim}149mW$임을 알았다. 또한 냉각박스 표면의 온도분포는 0.12K 이하의 균일한 온도분포로 유지될 수 있음을 알았다. 이를 통해 80K에서 500mW의 냉동기를 이용하여 충분히 냉각시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권4호
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• pp.25-35
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• 2002

본 연구에서는 액체로켓의 엔진조건에 부합하는 재생냉각 시스템을 설계하는 방법을 다루었다. 정상상태에서 로켓 추력실에서의 열전달 과정은 연소가스로부터 벽면으로 대류와 복사가 이루어지고, 다시 연소실 벽을 통해 전도된 후 마지막으로 냉각제로 대류열전달 된다. criterial method와 integral method를 이용하여 열전달량을 구하고, 이를 이용하여 냉각채널을 설계하였으며, 러시아 냉각 시스템 설계 코드의 결과와 비교하였다. 복잡한 설계과정을 정형화된 logic을 구현하여 냉각 시스템 설계를 용이하게 하였으며, 설계변수를 변화시켜 얻어진 계산결과를 통하여 각 인자의 영향을 정성적으로 살펴보았다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.351-357
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• 2017

차량용 브레이크의 성능은 브레이크 디스크 로터의 냉각 성능과 밀접한 관련이 있다. 냉각 성능 향상을 위해 디스크 로터에 구멍을 뚫거나 홈을 깎아내어 열 전달면을 극대화 시키거나 열 전도도가 높은 재료에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 각각 형상이 다른 디스크 브레이크 시스템의 방열 및 제동 성능, 패드 압력에 대한 응력을 분석하고 온도장 근사 및 열전도 해석 프로그램(Heat_transfer, KAIST, EDISON)과 Elastic-Plastic Analysis SW(CSD_EPLAST, 서울과학기술대학교, EDISON) 및 ABAQUS를 이용해 각각의 냉각 성능 및 응력 분포를 비교 분석한다.

• 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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• 한국초전도저온공학회 2003년도 학술대회 논문집
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• pp.178-181
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• 2003

Intermediate cooling for current lead is used of thermal link in conduction cooling and cooled of itself in liquid cooling because it is put in liquid. If a existing formula for cooling load and optimal diameter-length of current lead is applied, it generate some more cooling load. Therefore, variation of thermal link height and holding depth in liquid is considered. This result is used of reducing cooling load of current lead occupying most of superconducting system load and applying liquid/conduction cooling systems.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.62-66
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• 2008

The characteristic of the superconducting magnetic energy storage(SMES) system is faster response, longer life time, more economical, and environment friendly than other uninterruptible power supply(UPS) using battery. So, the SMES system can be used to develop methods for improving power quality where a short interruption of power could lead to a long and costly shutdown. Recently, cryogen free SMES has developed using BSCCO(Bismuth Strontium Calcium Copper Oxide) wire. We fabricated and tested the conduction cooling system for the 600 kJ class HTS SMES. The experiment was accomplished for the simulation coils. The simulation coils were made of aluminium, it is equivalent to thermal mass of 600 kJ HTS SMES coil. The coil is cooled with two GM coolers through the copper conduction bar. In this paper, we report that the test results of cool-down and heat loads characteristics of the simulation coils. The developed conduction cooling system adapted to 600 kJ HTS SMES system and cope with the unexpected sudden heat impact, too.