• 에너지공학
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• 제26권3호
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• pp.105-112
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• 2017

우리는 원자력발전시스템에서부터 상수도까지 많은 배관시스템을 사용하고 있다. 그리고 이들 배관시스템의 적절한 운용을 위하여 배관시스템의 유지 및 보수 등을 수행하고 있다. 특히 한국지역난방공사와 같은 대형플랜트 배관시스템의 고장은 기업의 생산성과 이익에 직결된 문제일 뿐만 아니라 국민의 안전과 편익과 같은 매우 중요한 문제를 유발할 수 있기 때문에 빠른 대응과 안전한 수리가 가장 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 한국지역난방공사 사용 중인 이중보온 열수송관(300A)의 유지보수를 위하여 액화질소를 이용한 배관 동결차수공법을 개발하였다. 본 연구에서는 전산해석기법을 채용하여 대상 열수송관과 전용 재킷에 대한 내부 유동 및 열전달 해석을 수행하여 최적의 시스템을 선정하고, 상세 모델을 설계, 제작하였다. 실험실 규모 시험장치를 개발하여 차수공법에 대한 자체시험을 수행하고, 한국지역난방공사 세종지사 Test bed에서 현장적용 성능평가 시험을 수행하였다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.19-28
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• 2012

In a heat only boiler system of a steam power plant, outdoor air required for combustion is made to pass through indoor space for increasing the boiler efficiency. Due to heat generated by various equipments, temperature of the air that enters the boiler will increase resulting in combustion efficiency. If the outdoor air temperature is low, however, this will cause freezing and bursting of pipes which are filled with water. It is especially fatal to small diameter pipes and pipes connected to measuring instruments. The purpose of this study is find operation and outdoor conditions where this phenomena can happen and also establish preventive measures to avoid this problem.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.555-565
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• 2018

최근 임시 지보, 보강 및 지하수 차수와 같은 다양한 지질공학분야에서 차수 및 지반보강 공법으로 인공동결공법(artificial ground freezing method)이 적용되고 있다. 인공동결공법은 지중에 매설된 동결관 내로 냉매를 순환시켜 대상 지반에 차수벽 및 지지체의 역할을 할 수 있는 동결벽체(frozen wall)를 형성한다. 본 연구에서는 해성 점토지반(marine clay)에 대한 인공동결공법 현장실증시험을 수행함으로서 인공동결공법에 따른 해성 점토지반에서의 동결속도(freezing rate)를 평가하였다. 현장실증시험은 지중에 3.2m 깊이로 매설된 동결관 내로 초저온 냉매인 액화질소를 순환시키는 방법으로 단일공 시험과 동결벽체 형성 시험을 수행하였다. 자동밸브를 통해 유출되는 액화질소의 온도를 일정하게 유지시켰으며, 동결과정에서 동결관 외벽 및 지중의 온도변화를 측정하였다. 시험결과, 단일공 시험은 부피가 약 $2.12m^3$인 원기둥 모양의 동결체를 형성하는데 총 3.5일 동안 약 11.9ton의 액화질소가 소요되었고, 동결벽체 형성 시험은 부피 약 $7.04m^3$의 동결벽체를 형성하는데 총 4.1일 동안 약 18ton의 액화질소가 소요된 것으로 산정되었다. 임의의 깊이에서 동결면적이 동결반경의 제곱에 비례하기 때문에 동결반경이 증가할수록 방사방향 1차원 동결속도가 감소하였고, 이를 바탕으로 방사방향 1차원 동결속도 예측식을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.17-26
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• 2016

지반의 동결-융해 과정에 의한 지반구조물의 거동 특성을 이해하기 위해서는 동결에 의한 지반의 상변화와 구조물과의 상호작용에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 기존의 동상 팽창 실험결과에 대한 역해석을 수행하여 얼음포화도에 따란 탄성계수 모델식을 제시하였다. 실트지반은 화강풍화토와 모래지반에 비하여 탄성계수가 얼음포화도에 대하여 매우 민감하고, 화강풍화토는 실트에 비하여 초기 포화도가 탄성계수에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다. 매설 냉각가스관에 대한 수치해석은 가스관 주변의 연중 동결 영역이 외부 동결하중에 대하여 shield 역할을 하여 추가적인 외력의 영향은 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 그리고 모래로 치환된 지반에 설치된 가스관은 주변 원지반(화강풍화토)과 치환 모래의 상대적인 탄성계수의 차이로 히빙량이 크게 나타나지만, 외부하중을 효과적으로 재분배하여 안정적인 응력상태에 도달함을 알 수 있다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권3호
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• pp.19-24
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• 2010

The purpose of this study is to develop a snow melting system using the pulsating heat pipe(PHP). The experimental apparatus is consisted of a PHP, a concrete structure, a constant water thermostatic bath and a flowmeter. The experiment was performed at the outdoor air temperature of $-8^{\circ}C$ and inlet temperature of hot water of $75^{\circ}C$. PHP is the closed and non-loop type heat exchanger which is charging R-410A as an operating fluid. As experimental results, the temperature profile of vertical and horizontal orientation of concrete structure was measured with operating time. The heat flux of the snow melting was required more than 300 $W/m^2$. We confirmed that the snow melting system using the PHP was useful for anti-freezing road.

• 한국안전학회지
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• 제39권3호
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• pp.14-19
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• 2024

Hydrogen is one of the most popular eco-friendly energy sources for reducing global warming. To use hydrogen as a conventional fuel, liquid hydrogen plants should introduce waste hydrogen treatment processes. A major safety issue of liquid hydrogen plants is choosing the most suitable purge gas to use in case of an accident. A purge gas prevents the formation of explosive mixed gases in the vent header. In general, nitrogen is the main purge gas used in chemical plants. Nitrogen has a freezing point of -210℃, which is higher than the boiling point of hydrogen. Helium, with a freezing point lower than hydrogen, is instead recommended as a purge gas of the vent header during hydrogen liquefaction. However, helium is roughly 100 times more expensive than nitrogen. To address this issue, this study uses simulations to investigate safe conditions for introducing nitrogen as the purge gas during hydrogen liquefaction. The temperature change from the safety valve to the vent header is evaluated when the external temperature of the safety valve discharge pipe is at 5℃, 10℃, and 20℃. Additionally, the most optimal length for a discharge pipe according to pipe diameter is investigated.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.333-338
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• 2000

At present, reinforced concrete pipe has been widely used as drain pipe. However, many reinforced concrete pipe is exposed at deteriorated environment by the growth of a sulfur-oxidizing bacterium isolated from corroded concrete. The purpose of this study is to evaluate the effects of lining by polymer-modified mortar on the development in durability of reinforced concrete pipe. Polymer-modified mortars ate prepared with various polymer typer as cement modifier and polymer-cement ratio and rested for compressive and flexural strengths, adhesion in tension, acid resistance test, freezing and thawing test, and lining test of product in the field. From the rest results, it is apparent that polymer-modified mortars have good mechanical properties and durability as lining material. In practice, all polymers can be used as lining materials for reinforced concrete pip, and type of polymer, and polymer-cement ratio and curing conditions are controlled for good lining product.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권6호
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• pp.127-133
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• 2012

This paper is an experimental study on the freezing protection valve used for solar water heating, air-conditioning systems, and plumbing systems. When the phase change occurs from liquid to solid, most of the substances except water volumetrically shrink. And referred to as PCM(Phase Change Material) a substance with such properties, the phase change temperature varies depending on the material. To prevent the freezing of the plumbing system, such as air-conditioning system in the winter season, we developed a several types of freezing protection valve using PCM whose freezing temperature are $2-4^{\circ}C$. The working principle of the freezing protection valve is that the fluid inside the pipe is released to prevent the system-collapse when fluid temperature reaches the freezing temperature of the PCM. And then the valve is closed and returned to the original position automatically when the temperature of the operating fluid rises. In this paper, the operating temperatures, discharge flow rate and the response characteristics of the valve during the operation are tested and investigated. From the results of this research the freezing protection valves employing PCM are expected to be commercialized in the near future.

• 설비공학논문집
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• 제23권5호
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• pp.327-333
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• 2011

In the present work, a new freeze protection method has been proposed for a natural circulation system of solar water heater. Though electrothermal wire is popularly used for the purpose, there are freezing troubles by wire cut-off and shortage of excessive electric power consumption. In the experimental device, hot water in storage tank was used to heat the outlet pipe from the tank if the pipe surface temperature falls lower than a set point. The cold water pipe to the storage tank was installed to directly contact the hot water pipe surface temperature rose by transferred heat.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.406-413
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• 2001

본 연구는 기존 원심력 철근콘크리트관의 성능을 향상시킬 수 있는 방법으로 관체 표면을 일정한 두께로 방식 라이닝 모르타르로 처리함으로써 보다 더 내구적인 하수관을 개발하기 위하여 실시하였다. 이를 위해 원심력 철근콘크리트관 제작 시, 동시성형이 가능하고 촉진 증기양생 조건에서도 균열이 발생되지 않는 접착강도가 큰 폴리머 시멘트 모르타르를 제조하였다. 폴리머 시멘트 모르타르를 원심력 철근콘크리트관용 라이닝 재료로 사용하기 위한 기초적 실험결과, 보통 시멘트 모르타르에 비해 역학적 성질 및 내구성이 우수하였으며, 현장적용결과, 동시성형 및 양생조건에 따라 적용될 수 있는 방법은 다양하나, 폴리머의 종류에 관계없이 폴리머 시멘트비를 20% 이하로 하며, 양생온도는 8$0^{\circ}C$이하의 양생조건을 제안할 수 있었다. 또한 현장조건이 가능하면, 2일간 기중양생(2$0^{\circ}C$)을 실시하여 폴리머 시멘트 모르타르 속의 폴리머 필름이 형성된 후, 8$0^{\circ}C$에서 양생시키는 방법이 이상적인 것으로 나타났다.