• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1249-1255
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• 2011

공정열교환기는 초고온가스로로부터 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 대량의 수소를 생산하기 위한 화학반응공정으로 전달하는데 필요한 핵심기기이다. Hastelloy-X 로 제작된 소형 공정열교환기 시제품이 한국원자력연구원에 있는 소형가스루프에서 성능시험이 계획되어 있다. 본 연구에서는 소형가스루프 시험조건하에서 소형 공정열교환기 시제품의 고온 구조건전성을 사전에 평가하기 위한 작업의 일환으로 소형 공정열교환기 시제품에 대한 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 탄 소성구조 해석을 수행하고 그 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 공정열교환기 수정 시제품 성능시험장치 설계에 반영할 것이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.35-50
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• 2012

$900^{\circ}C$이상 초고온 He-gas 분위기 또는 용융불화염 (molten salts, FLINAK) 환경에서 사용될 VHTR(Very High Temperature Reactor)의 IHX(Intermediate heat exchanger)용 열수송 구조재료로 가장 가능성이 높은 합금인 Inconel 617 및 Hastelloy X 상에 습식화학적, 물리적기상합성법(Vacuum arc-plasma과 RF magnetron sputtering) 및 pack cementation에 의한 표면개질 및 마이크로 초내열(refractory ceramics) 코팅층(TiN, TiCN, TiAlN, $Al_2O_3$, $TiO_2$)을 형성시켰다. 고온 장기사용 시 문제가 될 수 있는 고온에서의 조직변화, 미세구조와 상(phase)형성, 고온 부식 및 그에 따른 마모(wear resistance) 손상 등 이들 소재의 내열, 내식 및 내마모 물성을 개선하는 연구를 수행하였다. TiAlN 박막의 경우 공기분위기에서 N이 분해되나 치밀한 산화물($TiO_2/Al_2O_3$ layer)을 형성하여 내식성 있는 보호피막을 형성함으로 기판과의 열팽창 계수로 인한 박리가 발생하지 않아 보호피막으로 적합하였다. Pack cementation법에 의한 aluminiding(Al-Ni합금)도 He 및 공기분위기에서 고온물성의 저하를 가져오는 $Cr_2O_3$의 생성을 충분히 억제하고 있었으며 He 및 air 분위기에서 사용이 가능한 박막으로 여겨진다. 내열 및 내식성에 대한 실험을 종합한 결과, 공기분위기에서 사용할 수 없는 박막은 He-gas 및 FLINAK(LiF-NaF-KF) 용융염 분위기에서도 사용할 수 없었으며, He-gas, FLINAK 및 air 분위기에서 모두 사용이 가능한 박막으로는 Inconel 617에서는 $(TiO_2-)Al_2O_3$, TiAlN 및 Al-Ni이었고 Hastelloy에서는 Al-Ni 및 $Al_2O_3$가 가장 적당하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.282-283
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• 2005

Ion beam assisted deposition(IBAD) technique was used to produce biaxially textured polycrystalline MgO thin films for high critical current YBCO coated conductor. Hastelloy tapes were continuous electropolished with very smooth surface for IBAD-MgO deposition, RMS roughness of Hastelloy tape values below 2 nm and local slope of less than $1^{\circ}$. After the polishing of the tape an amorphous $Y_2O_3$ and $Al_2O_3$ are deposited Biaxially textured MgO was deposited on amorphous layer bye-beam evaporation with a simultaneous bombardment of high energy ions. We had developed the RHEED to measure in-situ biaxial texture of film surface as thin as tens angstrom. And also ex-situ characterization of buffer layers was studied using XRD and SEM. The full-width at half maximum(FWHM) out of plane texture of IBAD-MgO template is $4^{\circ}$.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1095-1101
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• 2012

수소를 대량으로 생산하기 위한 원자력수소생산시스템에서 공정열교환기(PHE)는 초고온가스로로 부터 생성된 초고온 열을 화학반응공정으로 전달하는 핵심기기이다. 한국원자력연구원에 구축되어 있는 소형 질소가스루프에서 Hastelloy-X로 제작된 소형 및 중형 PHE 시제품들에 대한 성능시험이 수행되고 있다. 그동안 PHE 시제품에 대한 거시적 고온구조해석은 용접 물성치의 부재로 인해 모재의 물성치만을 사용한 해석이 주로 수행되었으나 본 연구에서는 계장형 압입시험법으로부터 얻은 용접부 기계적 물성치를 이용하여 거시적 고온구조해석을 수행하고 그 결과를 비교, 분석하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.105-112
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• 1992

The main purpose of this study is to derive a law of fatigue crack growth rate in the region of elastic or elasto-plastic fracture mechanics at elevated temperatures through the application of dimensional analysis. An equation of elasto-plastic fatigue crack growth rate at elevated temperatures appeared a new Arrhenius type equation containing J-integral range and absolute temperature. The elastic or elasto-plastic crack growth rate equation shows a fairly good agreement with the experimental results for Cr-Mo-V rotor steel and Hastelloy-X alloy in the comparatively wide temperature ranges.

• 에너지공학
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• 제8권1호
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• pp.59-66
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• 1999

원자력발전의 고유한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 집적폐회로형 AMBIDEXTER 원자력시스템 개념을 제안하였다. 이 복합시스템은 일체형 원자로를 중심으로 열/에너지 변환회로와 방사선/물질 수송회로를 서로 독립적으로 구성하므로 최소 방사선 위험부담 아래서 원자력에너지의 잇점을 극대화하는 설계이다. 특히 방사선/물질 수송회로로부터 분리된 고준위 방사성 폐기물에서 고부가가치 동위원소나 방사선원을 선별적으로 용이하게 추출, 활용할 수 있다. 원자로 계통은 얇고 큰 Hastelloy 합금 원자로용기 내부를 노심, 침니, 열교환기, 다운캄어 및 입구플레넘 콤파트먼트로 분할하여 배관이나 벨브관이 없으므로 기기파손으로 인한 방사성물질의 대량 외부 누출은 불가능하다. Th/233U 용융염핵연료의 핵물리 및 열수력학적 특성을 살려 AMBIDEXTER 노심의 핵적 자활성 설계에 융통성을 부여하는 변성핵연료주기를 도입하면 핵연료자원의 공급 안정화나 핵확산방지의 투명성 제고에 큰 효과가 있다. AMBIDEXTER 설계연구에 관련된 핵심기술들은 일찍이 미국 ORNL에서 시작한 MSR 프로그램을 통해 개발되어 이미 대부분 상용화하고 있기 때문에 현재 추진 중인 250 MWth급 원형로 모듈의 개념개발에서는 주로 시스템 통합에 관한 문제들이 중점적으로 다루어진다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.1-7
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• 2012

A PHE (Process Heat Exchanger) is a key component required to transfer heat energy of $950^{\circ}C$ generated in a VHTR (Very High Temperature Reactor) to the chemical reaction that yields a large quantity of hydrogen. A small-scale PHE prototype made of Hastelloy-X is being tested in a small-scale gas loop at Korea Atomic Energy Research Institute. In order to properly evaluate the high-temperature structural integrity of the small-scale PHE prototype, it is very important to impose a proper constraint condition on its structural analysis model. For this effort, we tried to impose several constraint conditions on the structural analysis model and consequently fixed a proper and effective displacement constraints.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.1-6
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• 2012

A PHE (Process Heat Exchanger) in a nuclear hydrogen system is a key component required to transfer heat energy of $950^{\circ}C$ generated in a VHTR (Very High Temperature gas cooled Reactor) to the chemical reaction that yields a large quantity of hydrogen. A small-scale PHE prototype made of Hastelloy-X is being tested in a small-scale gas loop at Korea Atomic Energy Research Institute. Previous research on the high-temperature structural analysis of the small-scale PHE prototype had been performed only using parent material properties. In this study, high-temperature structural analysis using weld properties in weld zone was performed and the analysis results compared with the previous research.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권11호
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• pp.45-51
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• 2008

Successive micro-scale V-grooves and a grid of pyramids were machined by elliptical vibration tufting (EVC) to investigate feasibility of using EVC as an alternative method of creating micro-molds to photo-lithography and electroforming, which have been commonly employed. An elliptical vibration grooving machine was developed which consists of two orthogonally-arranged piezoelectric actuators, a diamond cutting tool, and a motorized xyz stage. The micro-scale features were machined on materials of copper, duralumin, nickel, and hastelloy and it was found that EVC significantly reduces cutting resistance and prohibits generation of side burrs and rollover burrs, thus resulting in improving machining qualify of micro-molds in ail experimented workpiece materials.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.48-53
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• 2011

A PHE (Process Heat Exchanger) is a key component required to transfer heat energy of $950^{\circ}C$ generated in a VHTR (Very High Temperature Reactor) to the chemical reaction that yields a large quantity of hydrogen. A small-scale PHE prototype made of Hastelloy-X is being tested in a small-scale gas loop at Korea Atomic Energy Research Institute. In this study, as a part of the evaluation on the high-temperature structural integrity of the small-scale PHE prototype, we carried out macroscopic high-temperature structural analysis of the small-scale PHE prototype under the gas loop test conditions considering the pipeline stiffness.