• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.33-38
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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 Reactor) to a chemical reaction that yields a large quantity of hydrogen. Korea Atomic Energy Research Institute has established a small-scale gas loop for the performance test on VHTR components and recently has manufactured a medium-scale PHE prototype made of Hastelloy-X. A performance test on the PHE prototype is scheduled in the gas loop. In this study, high-temperature structural analysis modeling, and macroscopic thermal and structural analysis of the medium-scale PHE prototype by imposing the established displacement boundary constraints in the previous research were carried out under the gas loop test condition. The results obtained in this study will be compared with performance test results.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1499-1506
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• 2011

초고온가스로로부터 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 이용하여 수소를 경제적이며 또한 대량으로 생산하려는 원자력수소생산시스템에서 중간열교환기는 원자로에서 생산된 초고온 열을 수소생산 공장으로 전달하는 핵심 기기중의 하나이다. 한국원자력연구원에서는 초고온가스로에 사용될 핵심 기기에 대한 성능시험을 위해 소형가스루프를 구축하였고 중간열교환기의 유력한 형태로 고려되고 있는 인쇄기판형 열교환기의 소형 시제품을 제작하였다. 본 연구는 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품을 소형가스루프에서 시험하기 전에 루프 시험조건하에서 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품의 고온 구조건전성을 미리 평가하기 위한 작업의 일환으로 수행한 결과, 즉 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 구조 해석 결과 등을 정리한 것이다. 해석 결과는 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품 성능시험결과외 비교하고 향후 제작될 중형 시제품 설계/제작에 반영할 것이다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.1-6
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• 2011

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. Korea Atomic Energy Research Institute established a small-scale gas loop for the performance test of components, which are used in the VHTR, and they manufactured a PHE prototype made of Hastelloy-X to be tested in the small-scale gas loop. Results from the elastic structural analysis on the PHE prototype were reported in the previous article. In order to investigate the macroscopic structural characteristics and behavior of the PHE prototype under the test condition of the small-scale gas loop far more in detail, elastic-plastic high-temperature structural-analysis of the PHE prototype was carried out in this study.

• 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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• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권2호
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• pp.191-200
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• 2011

초고온가스로로부터 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 이용하여 수소를 경제적이며 또한 대량으로 생산하는 원자력수소생산시스템에서 공정열교환기는 초고온 열과 화학반응 공정을 통해 수소를 생산하기 위한 핵심 기기이다. 한국원자력연구원에서는 초고온가스로에 사용될 기기에 대한 성능시험을 위해 소형가스루프를 구축하고 공정열교환기 시제품을 수정 제작하였다. 본 연구는 공정열교환기 수정 시제품을 소형가스루프에서 시험하기 전에 루프 시험조건하에서 공정열교환기 수정 시제품의 고온 구조건전성을 미리 평가하기 위한 작업의 일환으로 공정열교환기 수정 시제품에 대한 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 구조 해석을 수행하고 그 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 공정열교환기 수정 시제품 성능시험 장치 설계에 반영할 것이다.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1137-1143
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• 2011

초고온가스로의 중간열교환기는 원자로에서 생산된 $950^{circ}C$ 정도의 초고온 열을 수소생산 공장으로 전달하는 핵심 기기이다. 한국원자력연구원에서는 중간열교환기의 후보 형태로 고려되고 있는 인쇄기판형 열교환기의 소형 시제품을 제작하였다. 본 연구는 소형가스루프 시험조건하에서 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품의 고온 구조건전성을 시험수행 전에 미리 평가하기 위한 작업의 일환으로 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품에 대한 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 구조 해석을 수행하고 그 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 곧 수행될 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품 성능시험결과와 비교하고 또한 향후 제작될 중형 시제품 설계/제작에 반영할 것이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2850-2855
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• 2008

Very High Temperature Reactor (VHTR) has been selected as a high energy heat source for a nuclear hydrogen generation. The VHTR heat is transferred to a thermo-chemical hydrogen production process through an intermediate loop. Both Process Heat Exchanger and sulfuric acid evaporator provide the coupled components between the VHTR intermediate loop and hydrogen production module. A small scaled Compact Nuclear Hydrogen Coupled Components test loop is developed to simulate the VHTR intermediate loop and hydrogen production module. Main objective of the loop is to screening the candidates of NHDD (Nuclear Hydrogen Development and Demonstration) coupled components. The operating condition of the gas loop is a temperature up to $950^{\circ}C$ and a pressure up to 6.0MPa. The thermal and fluid dynamic design of the loop is dependent on the structures that enclose the gas flow, especially primary side that has fast gas velocity. We designed and constructed a small scale sulfuric acid experimental system which can simulate a part of the hydrogen production module also.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1283-1288
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• 2012

수소를 대량으로 생산하기 위한 원자력수소생산시스템에서 공정열교환기는 초고온가스로로부터 생성된 초고온 열을 화학반응공정으로 전달하는 핵심기기이다. 한국원자력연구원에 구축되어 있는 소형 가스루프에서 $Hastelloy^{(R)}$-X 로 제작된 중형 공정열교환기 시제품에 대한 성능시험이 계획되어 있다. 본 연구에서는 중형 공정열교환기의 고온구조건전성을 파악하기 위한 선행 연구로서 소형가스루프 시험조건하에서 중형 공정열교환기 시제품의 고온구조해석을 이전 연구에서 확립된 경계조건을 적용하여 수행하였다. 해석결과는 소형가스루프에서의 중형 공정열교환기 시제품에 대한 성능시험 결과와 비교할 예정이다.