• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권8호
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• pp.1957-1963
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• 2019

A UVC photo-Fenton advanced oxidation process (AOP) was studied to develop a process for the decomposition of oxalic acid waste generated in the chemical decontamination of nuclear power plants. The oxalate decomposition behavior was investigated by using a UVC photo-Fenton reactor system with a recirculation tank. The effects of the three operational variables-UVC irradiation, H₂O₂ and Fenton reagent-on the oxalate decomposition behavior were experimentally studied, and the behavior of the decomposition product, CO₂, was observed. UVC irradiation of oxalate resulted in vigorous CO₂ bubbling, and the irradiation dose was thought to be a rate-determining variable. Based on the above results, the oxalate decomposition kinetics were investigated from the viewpoint of radical formation, propagation, and termination reactions. The proposed UVC irradiation density model, expressed by the first-order reaction of oxalate with the same amount of H₂O₂ consumption, satisfactorily predicted the oxalate decomposition behavior, irrespective of the circulate rate in the reactor system within the experimental range.

• Journal of Magnetics
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• 제21권2호
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• pp.183-186
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• 2016

In this study, we report on an investigation of proton radiation resistance of 410 martensitic stainless steels under 3 MeV proton with the doses ranging from $1.0{\times}10^{15}$ to $1.0{\times}10^{17}p/cm^2$ at the temperature 623 K. Vibrating sample magnetometer (VSM) and X-ray diffractometer (XRD) were used to study the variation of magnetic properties and structural damages by virtue of proton irradiation, respectively. VSM and XRD analysis revealed that the 410 martensitic stainless steels showed proton radiation resistance up to $10^{17}p/cm^2$. Proton energy degradation and flux attenuations in 410 stainless steels as a function of penetration depth were calculated by using Stopping and Range of Ions in Matter (SRIM) code. It suggested that the 410 stainless steels have the radiation resistance up to $5.2{\times}10^{-3}$ dpa which corresponds to neutron irradiation of $3.5{\times}10^{18}n/cm^2$. These results could be used to predict the maintenance period of SUS410 stainless steels in fission power plants.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제16권2호
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• pp.97-109
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• 2020

On March 11, 2011, an earthquake followed by a tsunami caused an extended station blackout (SBO) at the Fukushima Dai-ichi NPP Units. The accident was initiated by a total loss of both onsite and offsite electrical power resulting in the loss of the ultimate heat sink for several days, and a consequent core melt in some units where proper mitigation strategies could not be implemented in a timely fashion. To enhance the plant's coping capability, the Diverse and Flexible Strategies (FLEX) were proposed to append the Emergency Operation Procedures (EOPs) by relying on portable equipment as an additional line of defense. To assess the success window of FLEX strategies, all sources of uncertainties need to be considered, using a physics-based model or system code. This necessitates conducting a large number of simulations to reflect all potential variations in initial, boundary, and design conditions as well as thermophysical properties, empirical models, and scenario uncertainties. Alternatively, data-driven models may provide a fast tool to predict the success window of FLEX strategies given the underlying uncertainties. This paper explores the applicability of Artificial Intelligence (AI) to identify the success window of FLEX strategy for extended SBO. The developed model can be trained and validated using data produced by the lumped parameter thermal-hydraulic code, MARS-KS, as best estimate system code loosely coupled with Dakota for uncertainty quantification. A Systems Engineering (SE) approach is used to plan and manage the process of using AI to predict the success window of FLEX strategies under extended SBO conditions.

• 공업화학
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• 제27권4호
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• pp.391-396
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• 2016

한전 전력연구원에서 개발한 고효율 아민계 습식 $CO_2$ 흡수제(KoSol-5)를 적용하여 0.1 MW급 Test Bed $CO_2$ 포집 성능시험을 수행하였다. 500 MW급 석탄화력발전소에서 발생되는 연소 배가스를 적용하여 하루 2톤의 $CO_2$를 처리할 수 있는 연소 후 $CO_2$ 포집기술의 성능을 확인하였으며 또한 국내에서는 유일하게 재생에너지 소비량을 실험적으로 측정함으로써 KoSol-5 흡수제의 성능에 대한 신뢰성 있는 데이터를 제시하고자 하였다. 그리고 주요 공정변수 운전 및 흡수탑 인터쿨링 효율 향상에 따른 에너지 저감 효과를 테스트하였다. 흡수탑에서의 $CO_2$ 제거율은 국제에너지기구 산하 온실가스 프로그램(IEA-GHG)에서 제시하는 $CO_2$ 포집기술 성능평가 기준치($CO_2$ 제거율: 90%)를 안정적으로 유지하였다. 또한 흡수제(KoSol-5)의 재생을 위한 스팀 사용량(재생에너지)은 $2.95GJ/tonCO_2$가 소비되는 것으로 산출되었는데 이는 기존 상용 흡수제(MEA, Monoethanol amine)의 평균 재생에너지 수준(약 $4.0GJ/tonCO_2$) 대비 약 26% 저감 된 수치이다. 본 연구를 통해 한전 전력연구원에서 개발한 KoSol-5 흡수제 및 $CO_2$ 포집 공정의 우수한 $CO_2$ 포집 성능을 확인할 수 있었고, 향후 본 연구에서 성능이 확인된 고효율 흡수제(KoSol-5)를 실증급 $CO_2$ 포집플랜트에 적용할 경우 $CO_2$ 포집비용을 크게 낮출 수 있을 것으로 기대된다.

• 전기학회논문지
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• 제56권1호
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• pp.1-7
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• 2007

Generally, an electric railroad feeding system has many problems due to the different characteristics in contrast with a load of general three-phase AC electric power system. One of them is harmonics problem caused by the switching device existing in the feeding system, and moreover, the time-varying dynamic loads of rail way is inherently another cause to increase this harmonics problem. In Korea power systems, the electric railroad feeding system is directly supplied from the substation of KEPCO. Therefore, if voltages fluctuation or unbalanced voltages are created by the voltage and current distortion or voltage drop during operation, it affects directly the source of supply. The trainloads of electric railway system have non-periodic but iterative harmonic characteristics as operating condition, because the electric characteristic of the electric railroad feeding system is changed by physical conditions of the each trainload. According to the traditional study, the estimation of harmonics has been performed by deterministic way using the steady state data at the specific time. This method is easy to analyze harmonics, but it has limits in some cases which needs an assessment of dynamic load and reliability. Therefore, this paper proposes the probabilistic estimation method, moments matching method(MW) in order to overcome the drawback of deterministic method. In this paper, distributions for each harmonics are convolved to obtain the moments and cumulants of TDD(Total Demand Distortion), and this can be generalized for any number of trains. For the case study, the electric railway system of LAT(Intra Airport Transit) in Incheon International Airport is modeled using PSCAD/EMTDC dynamic simulator. The raw data of harmonics for the moments matching method is acquired from simulation of the LAT model.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권2호
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• pp.125-140
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• 2013

This paper aims to give an overview of the methods to inherently prevent human errors and to effectively mitigate the consequences of such errors by securing defense-in-depth during plant management through the advanced man-machine interface system (MMIS). It is needless to stress the significance of human error reduction during an accident in nuclear power plants (NPPs). Unexpected shutdowns caused by human errors not only threaten nuclear safety but also make public acceptance of nuclear power extremely lower. We have to recognize there must be the possibility of human errors occurring since humans are not essentially perfect particularly under stressful conditions. However, we have the opportunity to improve such a situation through advanced information and communication technologies on the basis of lessons learned from our experiences. As important lessons, authors explained key issues associated with automation, man-machine interface, operator support systems, and procedures. Upon this investigation, we outlined the concept and technical factors to develop advanced automation, operation and maintenance support systems, and computer-based procedures using wired/wireless technology. It should be noted that the ultimate responsibility of nuclear safety obviously belongs to humans not to machines. Therefore, safety culture including education and training, which is a kind of organizational factor, should be emphasized as well. In regard to safety culture for human error reduction, several issues that we are facing these days were described. We expect the ideas of the advanced MMIS proposed in this paper to lead in the future direction of related researches and finally supplement the safety of NPPs.

• 플랜트 저널
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• 제12권4호
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• pp.37-43
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• 2016

원자력발전소의 사고 대처 부하에 전력을 공급하는 전원계통은 다양한 조건에서도 일정 전압이 유지됨을 분석을 통하여 입증한다. 이를 위하여 발전소를 일정부하 운전 상태로 유지하고, 대용량 전동기(원자로냉각재펌프(RCP), 기기냉각수펌프(CCWP))를 각각 기동하여 기동 전 후 안전관련 모선의 전압을 측정하였다. 현장 시험으로 확보된 자료(예, 전압, 전류, 역율 등)는 기존 전력계통해석 모델의 운전 조건으로 재입력하고 재분석을 수행하였다. 이는, 기존 전력계통분석에 사용된 분석기법과 가정들을 실질적인 측정과 결과 분석으로 입증하는 과정이다. 결국, 두 경우의 전압 강하는 발전소 안전에 중요한 기기의 전압이 허용전압 이하로 저하되지 않음과 두 값의 비교 결과가 요구되는 제한치 이내임을 검증한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권4호
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• pp.319-327
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• 2010

공학적 안전설비 공기정화계통과 관련된 실험 수행을 위해 원자력등급 ESF 공기정화계통 시뮬레이터를 설계, 제작, 검증하였다. 영광 5,6호기 주제어실 공기정화계통의 공급자 정보, 도면 등을 기준으로 실사를 통해 치수를 확인하여 3D CAD 모델을 작성하였다. 모델과 현장 계통의 실측 유량을 기준으로 CFD 분석을 수행하였다. 공기정화계통으로 유입되는 공기는 $30^{\circ}C$, 유동형태는 균일한 것으로 가정하고, 검사 기록지에 의한 주제어실 ESF 공기정화계통의 유량이 12,986 CFM이고, $610{\times}610mm^2$의 HEPA 필터가 9개 설치되어 있으므로 HEPA 필터 단면를 지나는 유속은 1.83 m/s이다. 주제어실 공기정화계통 모델링시 공기 유동이 흐르지 않는 필터 테두리 지지대를 고려하여 현장과 유사한 유동현상을 모사하였다. 약 8 m/s로 기록된 활성탄 흡착기 하단의 공기유동은 별도의 분석을 통해 7 m/s 이상의 유속이 모사되도록 CFD 분석하였다. 연료건물 비상배기계통 및 비상노심냉각계통 기기실 배기정화계통의 공기정화계통에 대해서도 CFD 분석한 결과, 시뮬레이터의 유속을 조절하면 세가지 ESF 공기정화계통을 모두 모사할 수 있음을 확인하였다. CFD 분석 후 시뮬레이터를 원자력등급으로 제작하였고, 본 실험에 착수하기 전에 공기유동 분포도실험을 통해 시뮬레이터의 신뢰도를 검증하였다. 검증결과 중급 필터를 장착한 상태에서 시뮬레이터의 필터 지지대 부분을 제외한 내부에서 공기유동이 고르게 분포함을 확인하였고, 제작된 시뮬레이터는 Reg. Guide 1.52(Rev.3) 개정 내용 확인을 위한 실험에 사용되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.746-752
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• 2020

환경문제가 세계적으로 심각하게 다뤄지면서 우리나라도 태양광발전 설비가 급속도로 증가하였다. 특히 소용량 태양광발전을 저압배전으로 연계하는 계통에서 인버터 출력단의 전압상승으로 인하여 저압배전계통 품질저하 및 부하설비에 악영향을 주고 있다. 또한 과전압에 의한 인버터 가동중지로 인하여 발전소의 경제적 손실을 줄 수 있다. 본 논문에서는 저압배전계통 연계에 따른 태양광 인버터 출력단 전압 상승 해결방안을 연구 하였다. 첫째, 역률제어 및 능동전압제어 인버터를 사용하여 무효전력을 제어하면 출력단 전압이 230.91V에서 208.99V로 단자전압 비율이 약 10%가 내려갔다. 둘째, 배전전압용 변압기 2차 Tap을 조정하면 약 15V의 전압조정이 가능하지만, 한전배전규정전압이 220±13V의 범위가 벗어나지 않는 한 Tap을 조정해 주지 않는 문제점이 있다. 셋째, 인버터의 댓 수를 제한하면 인버터 과전압 범위 안에서 인버터를 기동할 수 있다. 넷째, 단상이 아닌 삼상으로 연계하면 전압이 분배되어 전압상승을 방지 할 수 있다. 4가지 중 현장 적용이 용이한 것은 역률제어 및 능동전압제어 인버터를 사용하는 것임을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.393-400
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• 2018

To confirm the operating range of two oxygen carriers for chemical looping combustion system, the effects of operating variables on solid circulation rate were measured and discussed using a two-interconnected circulating fluidized bed system at ambient temperature and pressure. Moreover, suitable operating ranges to avoid choking of the fast fluidized bed (air reactor) were confirmed for two oxygen carriers. A continuous long-term operation of steady-state solid circulation more than 24 hours was also demonstrated within the operating windows. Finally we could confirm that those two oxygen carriers are suitable for chemical looping combustion system with high solid circulation rate and smooth solid circulation.