• Title/Summary/Keyword: Internal Pipe

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Evaluation of the seismic performance of butt-fusion joint in large diameter polyethylene pipelines by full-scale shaking table test

  • Jianfeng Shi;Ying Feng;Yangji Tao;Weican Guo;Riwu Yao;Jinyang Zheng
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권9호
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    • pp.3342-3351
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    • 2023
  • High-density polyethylene (HDPE) pipelines in nuclear power plants (NPPs) have to meet high requirements for seismic performance. HDPE pipes have been proved to have good seismic performance, but joints are the weak links in the pipelines, and pipeline failures usually initiate from the defects inside the joints. Limited data are available on the seismic performance of butt-fusion joints of HDPE pipelines in NPPs, especially in terms of defects changes inside the joints after earthquakes. In this paper, full-scale shaking table tests were performed on a test section of suspended HDPE pipelines in an NPP, which included straight pipes, elbows, and 10 butt-fusion joints. During the tests, the seismic load-induced strain of the joints was analyzed by strain gauges, and it was much smaller than the internal pressure and self-weight-induced strain. Before and after the shaking table tests, phased array ultrasonic testing (PA-UT) was conducted to detect defects inside the joints. The locations, numbers, and dimensions of the defects were analyzed. It was found that defects were more likely to occur in elbows joints. No new defect was observed after the shaking table tests, and the defects showed no significant growth, indicating the satisfactory seismic performance of the butt-fusion joints.

A preliminary study on real-time Rn/Tn discriminative detection using air-flow delay in two ion chambers in series

  • Sopan Das ;Junhyeok Kim ;Jaehyun Park ;Hojong Chang;Gyuseong Cho
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권12호
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    • pp.4644-4651
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    • 2022
  • Due to its short half-life, thoron gas has been assumed to have negligible health hazards on humans compared to radon. But, one of the decay products with a long half-life can make it to be transported to a long distance and to cause a severe internal dose through respiration. Since most commercial radon detectors can not discriminate thoron signals from radon signals, it is very common to overestimate radon doses which in turn result in biased estimation of lung cancer risk in epidemiological studies. Though some methods had been suggested to measure thoron and radon separately, they could not be used for real-time measurement because of CR-39 or LR-115. In this study, an effective method was suggested to measure radon and thoron separately from the free air. It was observed that the activity of thoron decreases exponentially due to delay time caused by a long pipe between two chambers. Therefore from two ion chambers apart in time, it was demonstrated that thoron and radon could be measured separately and simultaneously. We also developed a collimated alpha source and with this source and an SBD, we could convert the ion chamber reading to count rate in cps.

전단간섭법을 이용한 배관 순환 시스템에서의 압력용기 내부결함 및 면외변형 측정 (Measurement of Inner Defects and out of Plane Deformation of Pressure Vessel in Piping of Circulation System Using Shearography)

  • 강찬근;김현호;정현일;최태호;정현철;김경석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.349-355
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    • 2014
  • 다양한 산업분야에서 사용되는 압력용기는 발전설비의 70~80%를 구성하는 설비구조물로써 유속에 의한 감육결함 현상이 발생할 수 있으며 내부결함 측정이 설비의 안전진단 평가에 중요한 요소가 된다. 본 논문에서는 광계측 응용 비파괴검사 기술인 전단간섭법을 이용하여 압력용기의 비접촉 비파괴평가를 통한 발전설비의 안정성 확보와 신뢰성 향상에 있다. 이를 검증하기 위하여 압력용기에 임의의 결함을 가공하여 배관 순환 시스템을 적용한 내부의 온도 변화와 압력 변화에 따른 내부결함 계측 및 면외 변형량 계측에 대하여 실험과 해석을 수행하였다. 본 연구를 통한 결함의 존재 유무를 구분할 수 있도록 하는 가장 중요한 요소는 결함 두께, 폭 및 결함길이라 할 수 있으며 결함 두께, 폭, 길이가 커질수록 변형랑도 커짐을 확인할 수 있었다. 따라서 전단간섭법을 이용한 압력용기의 내부결함을 사전에 측정하여 배관의 신뢰성과 건전성을 확보하는데 주요할 것으로 보인다.

Perfluorocarbon 히트파이프의 열전달 계수에 관한 연구 (A Study on Heat Transfer Coefficient of a Perfluorocarbon Heat Pipe)

  • 강환국;김철주;김재진
    • 에너지공학
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    • 제7권2호
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    • pp.194-201
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    • 1998
  • 전기 철도 차량의 A.C 모터 속도제어에는 여러 개의 GTO thyristor와 다이오드가 필요하다. 그런데 이러한 반도체 소자들은 약 1~2 kW의 열을 발생하기 때문에 냉각장치가 필요하며 이러한 반도체의 냉각에는 Perfluorocarbon(PFC)을 작동유체로 하는 히트파이프를 많이 사용하고 있다. 본 연구에서는 PFC 히트파이프의 증발 및 응축 열전달 계수에 미치는 관련변수로 주입율, 관의 내부 표면상태, 경사각, 증기압, 열유속 등의 영향을 파악하고, 열전달 계수를 예측할 수 있는 상관식을 제시하고자 하였다. 이를 위해 내부 표면에 그루브가 설치된 동관과 표면이 매끈한 외경 15.88mm인 동관을 이용하여 주입율이 다른 총 길이 520mm의 PFC 히트파이프와 열사이폰을 제작하고 실험을 수행하였다. 증발 열전달 계수는 열유속 15~45 kW/$m^2$의 범위일 때 2 kW/$m^2$K~5.5 kW/$m^2$K 사이의 분포를 보였다. 실험결과는 수정계수 CR=1.3을 적용할 때 Rohsenow의 핵비등 상관식과 실험치가 매우 접근된 결과를 보였으며 이러한 결과는 내부 벽면 그루브의 열전달 촉진효과이다. 응축 열전달 계수의 측정치는 1.5kW/$m^2$K~3.5kW/$m^2$K 사이의 분포를 보였으며 Nusselt 막응축 모델에 수정계수 CN=4를 도입함으로써 매우 접근된 예측이 가능하였다. 증발부 체적에 대한 작동유체 주입율은 40~100%의 범위가 적절하였다. 그리고 30$^{\circ}$이상의 경사각에서는 경사각의 영향이 미소하였다.

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Diesel-oil에 오염된 토양의 유동상 열탈착 모델링 (Modeling of thermal fluidized desorption for diesel-oil contaminated soils)

  • 이상화;김병욱;이상득;박달근;이중기
    • 한국토양환경학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.137-147
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    • 1999
  • Cahn-balance에 의한 TGA(thermal gravimetric analysis)와 heat pipe가 내삽된 유동상 탈착 시스템을 이용한 실험 및 이론적 고찰을 통해 유동상 열탈착조에서 디젤오염토양의 열탈착 모델링을 확립하였다. 유류에 오염된 토양의 탈착 특성을 살펴본 결과, 비다공성(nonporous)토양("soil A")의 경우 유류 탈착 빠르게 진행되는데 반해서 다공성(porous)토양("soil B")의 경우 탈착이 지연되는 현상을 관측하였는데 이는 내부 기공에서 탈착된 유류성분이 외부로 빠져 나오는데 걸리는 시간이 비다공성 토양에 비해 상대적으로 길기 때문으로 사료된다. 또한, 확산지배 탈착 영역에서는 탈착속도는 탈착가스의 유속과는 거의 상관없는 경향을 보였다. 연속식 유동상에서의 탈착효율에 영향을 미치는 변수는 탈착조 온도, 유속, 토양 공급량 이였다. 모든 온도 범위 내에서, 유동화속도가 클수록 잔류오일의 양이 감소하는, 즉 탈착효율이 증가하는 경향을 보였다. 특히 낮은 탈착온도 일수록 유동화 유속의 증가에 따라 뚜렷한 탈착효율의 증가효과를 관측할 수 있었다. 반면에 일정한 유속 하에서 토양공급 속도의 증가에 따라 탈착 효율은 감소하였다. 공급속도가 높을 때에는 온도와는 상관없이 잔류오염물의 농도가 대체적으로 높았는데, 이는 screw feeder를 통해 유입되는 오염토양이 충분한 체류시간을 거치지 않고 빠져나감으로써 충분한 열적 교환 및 물질이동이 이루어지지 않았음을 나타내주고 있다. 본 연구에서는 Fickian 확산계수를 결합시킨 Kunii-Levenspiel 모델을 통하여 유동화 속도에 따른 오염토양의 탈착 경향을 살퍼본 결과 탈착 효율 $A_X$는 전체 물질전달계수 (${K_d}_f$)와 유체유속과 기포상 승속도의 비($u_o$$u_b$)의 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 모델링의 예측 결과로부터 유동층내의 확산 지배에 의한 오염토양의 탈착효율은 여러 조업변수의 조합에 의해 최적화 할 수 있음을 알 수 있었고, 아주 낮은 최소 유동화속도에서도 높은 탈착효율을 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다. 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다.

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정수의 pH 및 알칼리도 동시 조절이 상수도관의 내부부식 제어 및 수질에 미치는 영향 (The Effects of pH and Alkalinity Adjustment on Internal Corrosion Control and Water Quality in Drinking Water Pipelines)

  • 이현동;정해룡;곽필재;정원식
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.661-669
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    • 2000
  • 본 연구는 6개 관종으로 구성된 모의순환관로시스템에서 정수의 부식성을 조절하여 관로내의 부식을 저감시킬 목적으로 pH 및 알칼리도 조절 수질제어시스템을 운전하여 관로의 금속용출 저감 및 부식성 지수의 변화를 파악하고, 수질제어에 따른 다른 수질인자들 즉, 미생물, 잔류염소농도, 그리고 소독부산물(THMs) 및 이온류 등의 농도 변화를 평가하고자 하였다. 실험결과, pH 및 알칼리도 조절을 통한 수질제어시스템은 부식성 지수의 변화와 함께 금속의 용출율이 감소하였으며, 소독부산물(THMs)의 형성 및 미생물의 재성장에도 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 수질제어에 따라 관 표면에 형성된 탄산칼슘 피막은 부식저감과 함께 관로내 수질의 안정화를 가져오는 것으로 판단된다. 따라서 pH 및 알칼리도 동시 조절을 통한 부식성 수질 제어시스템은 고형물의 침전 및 용출에 가장 큰 영향을 미치는 pH 및 TIC 등 수질인자들을 안정화시켜 전체적인 수돗물의 수질관리에 매우 효과적일 것으로 사료된다.

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BPA 공장의 메탄올 분리공정에서 위험성 평가 및 안전대책 (Risk Assessment and Safety Measures for Methanol Separation Process in BPA Plant)

  • 우인성;이중희;이인복;천영우;박희철;황성민;김태옥
    • 한국가스학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.22-28
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    • 2012
  • BPA 공장의 메탄올 분리공정에서 HAZOP 평가를 실시하고, 사고 시나리오로부터 화재 및 폭발 사고의 피해범위를 예측하였다. 그 결과, 화재사고의 피해범위는 50 mm 직경의 안전밸브 토출배관 파열에 의한 제트화재에서는 20 m이었고, 설비가 전파되어 플래쉬화재가 발생되는 경우에는 267 m이었다. 또한 개방공간 증기운 폭발사고의 피해범위는 토출배관 파열에서는 22 m이었고, 설비 전파인 경우에는 542 m이었다. 그리고 최악의 누출 시나리오에 대한 안전대책으로는 메탄올 분리컬럼 내부의 이상압력 상승을 감지할 수 있는 압력계를 2 out of 3 voting으로 설비 상부에 설치하여 주공급라인 상에 설치된 컨트롤밸브와 긴급차단밸브를 동시에 차단할 수 있도록 하여야 한다.

콘크리트 하수관거 보수용 초속경 수중불분리 모르타르의 재료적 특성 (Material Properties of Ultra Rapid Hardening Mortar for Repairing Sewage Treatment Concrete Pipes)

  • 이병재;이선목;방진욱;김윤용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.57-62
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    • 2020
  • 국내에 설치된 하수관거 중에서 20년을 초과한 콘크리트관의 연장은 66,334km로서 전체의 42.5%를 차지한다. 열화된 콘크리트 하수관거에서는 내부 하수의 유출로 인해 관로 주변의 동공을 확장시켜 땅꺼짐 등의 문제도 발생시키기 때문에 이에 대한 보수를 통한 유지관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 초속경시멘트 및 분리저감제를 적용한 수중불분리성 모르타르를 하수관거 보수에 적용하기 위한 기초연구를 수행하였다. 배합조건에 따른 응결시험 결과 분리저감제 혼입에 따라 종결이 최대 172%정도 지연되는 것으로 나타났다. 수중분리도는 분리저감제 0.3% 이상 혼입시 pH 12 이하로 측정되었고, 현탁액량은 분리저감제 0.2% 이상 혼입시 50mg/l이하로 측정되어 국내 KCI-AD102 기준을 만족하였다. 기건조건과 수중조건에서 타설하였을 때의 강도비 평가 결과, 분리저감제 혼입시 80% 이상의 강도비를 나타내어 국내 KCI-AD102 기준을 만족하였다. 부착강도는 분리저감제 혼입시 기건조건보다 수중조건에서 타설하였을 때 높은 강도로 측정되었다. 내수성 검토는 분리저감제 혼입량에 따른 흡수율과 투수성으로 평가하였고, 각각 42.6%, 36.6%의 성능개선을 확인하였다.

부식 환경 하에서의 섬유강화복합재료의 마찰 및 마모 특성 연구 (A Study on the Frictional Characteristics of Fiber Reinforced Composites under Corrosive Environment)

  • 박충용;박동현;박수정;김윤해
    • Composites Research
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    • 제36권1호
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    • pp.37-41
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    • 2023
  • 선박의 평형수처리장치 전해조 내부 용액은 해수를 전기분해 시 DSA(Dimension Stable Anode) 전극에서 생성되는 수산화물로 인하여 높은 알칼리성 분위기를 생성한다. 본 연구에서는 기존 평형수처리장치 배관에 사용되어지는 PE 코팅 강관 배관의 취약성을 대체 가능한 복합재료로써 4가지 소재를 선정하였으며, 이들 BRE(Basalt fiber reinforced epoxy), BRP(Basalt fiber reinforced unsaturated polyester), GRE(Glass fiber reinforced epoxy), GRP(Glass fiber reinforced unsaturated polyester)를 강 알칼리성 NaOH 용액에 720시간 침지 후 마찰 및 마모 시험을 통하여 재료 마찰 깊이에 따른 마찰계수와 섬유와 수지 간 계면 결합 거동을 분석하였다. 그 결과, 수지와 섬유 간의 게면 분리 현상에 대한 메커니즘을 도출하였다. 또한, 불포화폴리에스테르와 같이 상대적으로 낮은 계면 결합력의 갖는 소재의 경우, 알칼리성 용액에 침지 시간이 길어질수록 표면에서부터 시작된 열화가 내부로 급격하게 확산되어 마찰 계수의 감소로 이어지는 경향을 나타냈다.

고려(高麗) 금동탑(金銅塔)을 통해 본 법주사(法主寺) 팔상전(捌相殿)의 구조형식계통(構造形式系統) (The Structural Lineage of Palsangjeon in Pubjoo Temple Analyzed through Gilt-bronze Pagoda in the Koryo Period)

  • 김경표
    • 건축역사연구
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    • 제14권1호
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    • pp.89-105
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    • 2005
  • The central aim of this thesis is to see if the structure of Palsangjeon(捌相殿) in Pubjoo Temple(法住寺), a five sto wooden pagoda in Chosen(朝鮮) Dynasty, was handed down from the ancient and middle ages. This study was performed through an analysis of Gilt-Bronze Pagoda built in Koryo(高麗) period. In other words, it is aimed at analyzing which lineage the structure of Palsangjeonbelongs to as a wooden pagoda. In analyzing the structure of Palsangjeon, I attempted to find out its source from the remains of Koryo period prior to the Chosen Dynasty. Examples are the Gilt-Bronze Pagoda, built during the Koryo period. I have also examined its relationship with other existing wooden pagodas and remains. The analysis of Palsangjeon, a five story wooden pagoda in Chosen Dynasty, focuses on the following: First, I explored the possibilities of whether the structure of Palsangjeon was newly invented in Chosen Dynasty, or if it had been derived from the wooden pagodas in the Koryo period. Secondly, I tried to find out if the stable vertical planes, with a great successive diminution ratio, were derived from the middle age, i.e. Koryo period. The results of the study of Palsangjeon through Gilt-Bronze Pagoda analysis are as follows: 1. The structure of Gilt-Bronze Pagoda, a wooden pagoda from the Koryo period, is roughly classified into the accumulation type, using pipe pillars, and the one story type using whole pillars. In the accumulation type, stories are connected in either a flat format or an intervening format. The Gilt-Bronze Pagoda is mainly composed of pipe pillars, with some whole pillars. However, the central pillar was omitted in the building structure. Generally, the upper and lower stories are connected by pipe pillars in a crutch format. All the pillars, whether they are pipe pillars or whole pillars, used Naiten(內轉) technology. The Eave supporter has the Haang type(下昻) and the Muhaang type(無下昻). In most cases, high balustrades are furnished, but few tables of high balustrades have been found. The slanting roof formats have been handed down from Paekche(百濟), Silla(新羅), or Koryo(高麗). However, the structure of the octagon is assumed to be derived from Koguryo(高句麗). The structure of the Gilt-Bronze Pagoda from the Koryo period is mainly composed of accumulated flat squares, with some spire types. intervening format, the structure of Palsangjeon used whole pillars in a half story format in which upper level side pillars are installed on the lower level tie beam. From the Bronze Pagoda from the Koryo period, we can assume that the half story format of wooden pagodas that has stable vertical planes with a great successive diminution ratio was created during the mid-Koryo period at the latest and had been idly developed by the time of the Chosen Dynasty. 3. The whole pillars in Palsangjeon are also found in Gilt-Bronze Pagodas from the Koryo period. Hence, all of the pillars in Palsangjeon seem to have been handed down from the ancient construction technology. They were also used in the construction of wooden pagodas from the Koryo period. Therefore, it is assumed that Palsangjeon was constructed using the construction technology of the Chosen Dynasty that had been developed from the wooden pagoda construction technology of the Koryo period. The stable vertical planes with a great successive diminution ratio in Palsangjeon are derived from ancient Korean wooden pagodas, which have developed into indigenous Korean wooden pagodas with fairly stable vertical planes and a great design, in the half story format of Koryo and Chosen Dynasty. Therefore, it is assumed that the structure of Palsangjeon has a systematic relationship with traditional Korean wooden pagodas and is one of the indigenous Korean wooden pagoda structures. 4. In China, the intervening format has been mainly used between stories in multi-story architecture since the ancient days. At the same time, the flat format as also used in ancient and middle ages. However, the flat format was replaced by whole pillars during the Ming(明) and Manchu(淸) Dynasties, in favor of simple and compact construction. The half-story format, in which upper level side pillars are installed on tie beams, has been found in some cases, but it doesn't seem to have been the primary construction technology. Few traces of the half-story format have been found in multi-story architecture in Japan, and it has not been used as a general construction format. By contrast, the half-story format, which seems to have been derived from the Koryo period, was used as a general construction format in multi-story architecture of the Chosen Dynasty. The construction technology of multi-story architecture is related to that of multi-story wooden pagodas, but they have different production technologies. It seems that the structure of Palsangjeon did not just adopt the construction technology of multi-story architecture in the Chosen Dynasty, but it was developed from wooden pagodas in the Koryo period, including the Gilt-Bronze Pagoda. 5. Since the ancient days, most Chinese and Japanese wooden pagodas have adopted an accumulation type of structure using pipe pillars, with accumulated pointed towers. On the other hand, though most Korean wooden pagodas have also adopted an accumulation type of structure from the ancientdays, one story type using whole pillars was created in the Koryo and Chosen Dynasties. The wooden pagoda structure of Palsangjeon, with stable vertical planes in a half story format, is a unique Korean construction technology, different from the construction technologies of Chinese and Japanese wooden pagodas. This thesis clearly determined the structural characteristics of Palsangjeon. However, various remains have yet to be analyzed in depth, to establish an accurate construction technology system. In the beginning of this thesis, I had difficulty in precisely interpreting the internal structure of the Gilt-Bronze Pagoda from its appearance. However, in the process of study, the more serious problem was that there are few remains or ruins of multi-story architecture in ancient and the middle ages of Korea. Therefore, it is urgent to discover various remains in the future. This thesis succeeded in determining the structural characteristics of Palsangjeon. However, it fell short of clarifying the structural lineage of the stable vertical planes, although they show indigenous Korean architectural taste, representing the unique national emotion, and the construction format of multi-story wooden pagodas in Korea. I hope this is clarified in the future research.

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