• 한국가스학회지
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• 제14권6호
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• pp.27-30
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• 2010

본 논문은 LNG 냉열에너지를 이용한 지역집단 냉방에너지 시스템을 공급하기 위한 시스템 공정설계에 관한 연구이다. 새로이 개발한 LNG 냉방시스템은 여러 개의 열교환기, LNG 저장탱크, 열매체 저장탱크, 여러 개의 냉열에너지 저장탱크, 가스냉방기, 압축기, 정압기, 저온 및 고온에너지 공급배관 등으로 구성되도록 설계하였다. 또한, 가스냉방기는 여름철에 도시가스 소모량에 의해 충분하지 못한 LNG 냉열에너지를 안정적으로 공급하기 위해 설치되었다. 냉방에너지 공급시스템은 공기라는 열매체와 200kcal/kg의 냉열에너지를 가진 LNG 사이의 열교환 작용에 의해 냉방에너지를 공급하는 효율성과 안전성을 함께 갖추고 있다. 또한, LNG 냉열에너지를 이용한 지역집단 냉방에너지 공급시스템은 공기중으로 CO2나 프레온 가스를 방출하기 않는다는 장점을 간고 있다.

• 한국가스학회지
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• 제8권1호
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• pp.1-6
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• 2004

선박용 열교환기의 냉각수로 사용되고 있는 해수의 입구온도는 스팀터빈콘덴서의 경우 약 $25^{\circ}C$이고 출구온도는 약 $60^{\circ}C$이며, 오일쿨러의 경우 출구온도는 약 $40^{\circ}C$이다. 이러한 해수의 온도 변화는 열교환기 세관재의 부식특성에 크게 영향을 미친다. 그러므로 부식손상을 최소화하면서 열교환 효율을 최대로 유지할 수 있는 냉각용액의 온도설정은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 $3.5\%$ NaCl + $0.1\%\;NH_4OH$ 수용액의 유동하에서 선박용 열교환기 세관재로 사용되고 있는 Al-황동의 분극 및 응력부식균열 실험을 실시하여 분극특성, 응력부식균열거동 및 탈아연특성에 미치는 용액의 온도의 영향에 대하여 고찰하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권1호
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• pp.51-56
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• 2014

In this paper, the performance of the $CO_2-C_2H_6-N_2$ cascade liquefaction cycle with respect to temperature differences in the LNG heat exchangers is analyzed theoretically using HYSYS software and then compared the COP(coefficient of performance) of the cascade liquefaction cycles using $C_3H_8-C_2H_4-C_1H_4$ and $CO_2-N_2O-N_2$. In comparison of COP of three cycles, the cascade liquefaction cycles using $C_3H_8-C_2H_4-C_1H_4$ showed the highest COP. And the liquefaction cycle using $CO_2-C_2H_6-N_2$ and $CO_2-N_2O-N_2$ presented the second and third highest COP, respectively. In case of COP, the $C_3H_8-C_2H_4-C_1H_4$ cascade liquefaction cycle yields better COP. But, in terms of the environment and maintain, it is confirmed that the cascade liquefaction cycle using $CO_2-C_2H_6-N_2$ provides favorable characteristics.

• 동력기계공학회지
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• 제17권4호
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• pp.58-63
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• 2013

This paper presents the new cascade liquefaction cycles using $CO_2-C_2H_6-N_2$ and $CO_2-N_2O-N_2$. The performance of the cascade liquefaction cycles with respect to temperature differences in the LNG heat exchangers is analyzed using HYSYS software and then compared the performance of these cycles with phillips optimized cascade liquefaction cycle. The coefficient of performance of the new liquefaction cycles considered in this study decreases with the temperature differences in the LNG heat exchangers, but the compressor work, expander work and heat capacity in the LNG heat exchanger increases, respectively. From the comparison of performance of three cycles, the cascade liquefaction cycles using $CO_2-C_2H_6-N_2$ showed the highest COP. And the cycles using $CO_2-C_2H_6-N_2$ and $CO_2-N_2O-N_2$ presented the second and third highest COP, respectively. In the view of performance, the optimized cascade liquefaction cycle using $C_3H_8-C_2H_4-C_1H_4$ yields much better COP. But, in the environment view, it is found that the cascade liquefaction cycle using $CO_2-C_2H_6-N_2$ shows favorable characteristics.

• 한국가스학회지
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• 제23권1호
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• pp.19-26
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• 2019

본 연구에서는 친환경적 냉매로 주목받고 있는 이산화탄소 자연 냉매를 이용하여 1톤 크기의 냉동 탑차에 들어가는 냉방 시스템을 개발하고, COP를 올리기 위해 열교환기 및 Unit cooler를 설계하였다. 또한 LNG의 기존 CNG 5톤 냉동탑차를 LNG 차량으로 개조하여 냉방시스템의 효율을 높임과 동시에 CNG 대비 안전성을 확보하였다. 결과적으로 1톤 및 5톤 크기에서 자연 냉매를 사용한 친환경적인 냉동탑차를 개발하였다.

• 에너지공학
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• 제5권1호
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• pp.34-41
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• 1996

LNG의 기화열(냉열)은 NG액화시 소모된 동력으로서 생산된 NG의 약 14%에 달한다. 평택 인수기지의 경우 '93도입물량 기준으로 냉열량은 96MW에 달한다. 냉열을 이용하여 전력을 생산하는 방안으로, 저온 엑서지를 활용하는 Rankine 사이클, 압력 엑서지를 이용한 부분직접 팽창 사이클 및 이 두 사이클의 혼합 사이클인 Linde공정 냉열발전시스템의 성능을 비교연구하였다. 시뮤레이션은 ASPEN Plus를 이용하여 수행하였으며 현재 인수기지에서 운영되고 있는 각종 설비들의 설계데이타를 이용하였다. 시스템별 출력은 약 3∼6MW였으며 최적운전조건의 엑서지 효율은 37%로 계산되었다. 또한 부분직접팽창방식의 최적 시스템을 제시하였고 열교환기의 총 면적이 동일 할 경우 부분직접팽창과 랭킨사이클의 성능은 비슷한 것으로 확인되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권1호
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• pp.96-103
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• 2014

극저온 액체 상태의 LNG는 주거용과 산업용으로 공급되기 전에 가스 상태로 변환된다. 이러한 재가스화 과정 중에 LNG는 $83.7{\times}10^4$ kJ/kg 정도의 많은 냉열에너지를 제공한다. 이 냉열에너지를 일부 선진국들에서는 질소, 수소, 헬륨과 같은 극저온 유체들의 액화, 제빙 및 냉방시스템에 이용하고 있다. 따라서 우리나라에서도 인천, 평택 및 통영 LNG 인수기지 주변에 LNG의 냉열에너지를 이용한 냉열에너지 회수시스템을 설립할 필요가 있다. 여기서는 저열유속상태에서 상변화를 동반하는 LNG의 유동거동 특성을 파악하기 위해 LNG의 85 %를 차지하는 메탄을 작동유체로 사용하였다. 또한 본 논문은 극저온 열교환기 내부를 흐르는 메탄과 질소, 프로판, R11 및 R134a의 유동경계에 영향을 주는 관 직경, 관의 경사각도 및 포화압력의 효과를 보여준다. 또한 여기서 얻어진 이론적 연구결과와 기존의 실험 데이터와도 비교 되었다. 그리고 메탄의 유동경계에 주는 파이프의 경사각도의 영향은 매우 큼을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.282-288
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• 2019

When liquefied natural gas (LNG) is vaporized to form natural gas for industrial and household consumption, a tremendous amount of cold energy is transferred from LNG to seawater as a part of the phase-change process. This heat exchange loop is not only a waste of cold energy, but causes thermal pollution to coastal fishery areas by dumping the cold energy into the sea. This project describes an innovative new design for reclaiming cold energy for use by cold storage warehouses (operating in the 35 to $62^{\circ}C$ range). Conventionally, warehouse cooling is done by mechanical refrigeration systems that consume large amounts of electricity for the maintenance of low temperatures. Here, a closed loop LNG heat exchange system was designed (by simulator) to replace mechanical or vapor-compression refrigeration systems. The software PRO II with PROVISION V9.4 was used to simulate LNG cold energy, gas re-liquefaction, and the vaporized process under various conditions. The effects on sensible and latent heats from changes to the array type of heat exchangers have been investigated, as well as an examination of the optimum.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.99-105
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• 2013

LNG 극저온기계기술 시험인증센터에 구축되는 LNG 선박용 펌프 및 압축기 성능시험에서 발생하는 증발가스는 안전을 위하여 전량 회수가 요구된다. 본 논문에서는 36 MTD 용량의 천연가스 재액화 시스템에 대한 기본 설계 연구를 수행하였다. 대기압, $-60^{\circ}C$, 일반적인 도시가스 조성비, 1,500 kg/hr 유량의 공급 가스를 기본 설계 조건으로 하여 공정 설계가 이루어졌고, 입구 온도 조건 및 가스 조성비에 따른 LNG 생산량 또한 계산하여 다양한 입구 설계 조건에 따른 시스템의 성능 변화를 비교, 분석하였다. 공정 설계 외에도 재액화 시스템의 핵심 기기인 송풍기, 압축기, 극저온 열교환기, 컴팬더의 제작 사양이 도출되었으며, 전력 및 냉각수의 유틸리티 요구조건 또한 기본 설계를 통해 도출되었다.

• 에너지공학
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• 제4권3호
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• pp.420-428
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• 1995

현재 사용하고 있는 액화천연가스 기화기는 관내부로 -162$^{\circ}C$의 액화가스가 흐르고, 관외부로 발전소 증기응축기 출구에서 배출된 20~3$0^{\circ}C$의 해수를 흐르도록 하여, 두 유체사이의 온도차로 기화시키는 간접접촉방식 열교환기가 사용되고 있다. 그러나 간접접촉방식 열교환기는 두 유체사이의 큰 온도차로 인한 금속재료의 피로현상과 해수의 염분에 의한 재질의 부식 및 미생물 부착 등의 원인으로 열전달효율이 저하되고 있다. 따라서 본 연구는 관을 중간매체로 하는 간접접촉식 열교환기대신 액화천연가스와 기화용수인 물을 직접접촉시키는 방법으로 이용하여, 위와 같은 문제점들을 근본적으로 해결하려 한다. 본 실험에서는 기화기내의 수위 500 mm와 물의 유량 10 l/min을 일정하게 고정시키고, 액화천연가스의 유량 0.12 ㅣ/min, 0.36 l/min, 0.6 l/min, 기화기내의 압력을 100 kPa, 300 kPa, 500kPa로 변화시키면서 기화기내의 기포, 온도분포, 급팽창현상, 동결현상 및 기화후 수분함유량등의 비등특성을 규명하였다. 실험결과 기화기내의 압력이 증가할수록 기포는 작고 균일한 분포를 이루고, 폭발적인 급팽창현상은 일어나지 않았다. 또한 동결현상은 액화천연가스의 기화를 방지하지 못하였으며, 기화된 천연가스내의 수분함유량 몰%는 압력과 유량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보이고 있다.