• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권5호
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• pp.1579-1587
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• 2022

The effects of hydride amount (20-850 wppm), orientation (circumferential and radial), and temperature (room temperature, 100 ℃, 200 ℃) on the axial mechanical properties of Zircaloy-4 cladding were comprehensively examined. The fraction of radial hydride fraction in the cladding was quantified using PROPHET, an in-house radial hydride fraction analysis code. Uniaxial tensile tests (UTTs) were conducted at various temperatures to obtain the axial mechanical properties. Hydride orientation has a limited effect on the axial mechanical behavior of hydrided Zircaloy-4 cladding. Ultimate tensile stress (UTS) and associated uniform elongation demonstrated limited sensitivity to hydride content under UTT. Statistical uncertainty of UTS was found small, supporting the deterministic approach for the load-failure analysis of hydrided Zircaloy-4 cladding. These properties notably decrease with increasing temperature in the tested range. The dependence of yield strength on hydrogen content differed from temperature to temperature. The ductility-related parameters, such as total elongation, strain energy density (SED), and offset strain decrease with increasing hydride contents. The abrupt loss of ductility in UTT was found at ~700 wppm. Demonstrating a strong correlation between total elongation and offset strain, SED can be used as a comprehensive measure of ductility of hydrided zirconium alloy.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제17권2호
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• pp.49-60
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• 2021

The Core Protection Calculator System (CPCS) is vital for plant safety as it ensures the required Specified Acceptance Fuel Design Limit (SAFDL) are not exceeded. The CPCS generates trip signals when Departure from Nucleate Boiling Ratio (DNBR) and Local Power Density (LPD) exceeds their predetermined setpoints. These setpoints are established based on the operating margin from the analysis that produces the SAFDL values. The goal of this research is to create a simplified CPCS that optimizes operating margin for I-SMRs. Because the I-SMR is compact in design, instrumentation placement is a challenge, as it is with Ex-core detectors and RCP instrumentation. The proposed CPCS addresses the issue of power flux measurement with In-Core Instrumentation (ICI), while flow measurement is handled with differential pressure transmitters between Steam Generators (SG). Simplification of CPCS is based on a Look-Up-Table (LUT) for determining the CEA groups' position. However, simplification brings approximations that result in a loss of operational margin, which necessitates compensation. Appropriate compensation is performed based on the result of analysis. FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) are presented as a way to compensate for the inadequacies of current systems by providing faster execution speeds and a lower Common Cause Failure rate (CCF).

• 열처리공학회지
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• 제36권1호
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• pp.15-21
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• 2023

Recently, ultra-high strength bolts have been developed for weight lightening of a vehicle and fuel efficiency. However, some amount of diffusible H is absorbed into the bolt during its manufacturing process so that H embrittlement (HE) often occurs particularly in high strength bolts with a tempered martensitic microstructure. This brings attention to ultra-high strength pearlitic bolts with a high resistance to HE. Therefore, in this study the HE resistance of the 1.6 GPa grade pearlitic bolt was evaluated through tightening tests and slow strain rate tests (SSRTs), and fracture surfaces of failed bolts were comparatively observed. A critical H content for the tightening test turned out to be ~0.23-0.35 mass ppm. The bolt with a diffusible H content of ~0.35 mass ppm was fractured during the tightening test, showing a quasi-cleavage fracture surface, indicating the occurrence of HE. In addition, the bolt underwent premature elastic failure during the SSRT. This implies that the HE resistance of high strength bolts can be evaluated by both tightening test and SSRT.

• 한국가스학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-6
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• 2022

이 논문은 LPG 자동차 엔진의 시동불량현상을 조사하고 분석한 연구이다. 첫 번째 사례는 긴급차단 밸브를 점검한 결과 밸브의 기상측에 미세한 이물질에 의해 필터 막힘으로 인해 연료공급이 안 되는 현상을 확인하였다. 두 번째 사례는 액·기상 솔레노이드 밸브의 초기 작동시 연료의 누설에 영향이 없었으나, 시간이 지나면서 솔레노이드 조립부의 손상부가 내구성이 떨어져 LPG 가스의 누설이 진행되어 연소실로 공급되는 연료의 공급이 제대로 되지 않아 자동차의 시동꺼짐 현상이 발생된 것을 확인하였다. 세 번째 사례는 EGR 10A 퓨즈와 LPG 스위치 사이의 커넥터 핀이 장력불량에 의한 접촉불량으로 과열이 발생되어 소손된 것을 확인하였다. 따라서, 자동차의 시동성에 대단히 예민한 전기적인 문제가 발생하지 않도록 자동차의 관련시스템을 사전에 철저하게 점검하고 이를 관리하여야 할 것으로 판단된다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제23권4호
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• pp.583-615
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• 2014

우리나라는 2011년 발생한 순환정전사태를 비롯하여 지난 5년간 급격한 전력소비 증가, 수요 예측 실패에 따른 전력 수급난을 겪고 있다. 또한 일본의 후쿠시마 원전사태와 국제 연료가격 상승, 기술 발전 및 적용 가능한 발전원 증가로 인해 발전 환경의 불확실성이 큰 폭으로 증가하였다. 이러한 대내외적 환경 변화로 인해 안정적 전력공급에 대한 정책적 검토가 필요하게 되었고 신규전원구성에 대한 다양한 논의가 이루어지게 되었다. 실제로 "민관 합동 워킹그룹" 에서는 에너지 기본계획 및 원전 비중 변화, 전원구성에 대한 시나리오 검토를 수행한 바 있다. 이러한 국내외 여건에 따라 본 연구에서는 제6차 전력수급기본계획과 정책 제안 그리고 우리나라의 전력 설비를 고려하여 포트폴리오 이론을 적용, 신규 전원구성 연구를 수행하였다. 본 연구의 전원 구성 결과에 따르면 향후 신재생 발전원의 비용하락과 화석 연료 발전원의 비용이 증가할 경우 신재생 발전원의 비중이 큰 폭으로 증가하며 발전믹스 내 발전원의 다양성이 증가 할 것이라는 결과가 도출되었다. 특히 위험수준(표준편차) 0.06~0.09 사이에서 가장 다양한 발전원을 보유한 효율적 전원구성이 나타남을 확인하였다. 이 밖에 기존 계획안은 효율적 곡선상에 위치하지 않기 때문에 비용-위험 기준에서 보다 개선될 수 있음을 확인하였으며 기존 방법론과 상호 보완적으로 본 연구의 방법론이 활용될 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 본 연구 결과를 바탕으로 안정적이고 효율적인 전원믹스 운영을 위해서는 신재생 발전원의 확충과 더불어 전력저장시스템, 에너지관리시스템과 같은 전력 기술 개발 및 인프라 구축이 수반되어야 함을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제14권6호
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• pp.15-20
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• 2010

디젤 자동차에 의한 대기오염을 저감하고자 2000년부터 천연가스버스를 본격적으로 보급하기 시작하였고, 그 결과 현재의 도시 대기환경 개선에 많은 기여를 할 수 있었다. 그러나 천연가스 차량은 환경면에서 유리한 대신 화재 발생 시 대형 사고가 잠재하므로 항상 안전에 대한 대책이 요구된다. 천연가스 주입을 위한 연결구인 리셉터클의 경우, 최근 일부 차량에서 누설이 발견됨에 따라 연료용기와 더불어 반복사용에 따른 내구성 확보에 많은 노력을 기울이고 있다. 본 연구에서는 천연가스 차량용 리셉터클을 대상으로 반복 사용시험, 극한 떨림시험, 그리고 고속충전에 따른 내구성능을 평가하였다. 실험 결과 천연가스 차량에 사용되고 있는 리셉터클은 인증규정을 만족하지만, 현장에서의 반복적인 고속충전에 따른 부품의 내구성능 저하에 의해 문제점이 발생될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제11권1호
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• pp.23-28
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• 2007

본 본문에서는 LPG 용기용 가스밸브의 O-링과 밸브패킹의 밀봉결함과 크랙에 관련된 실험적 연구를 수행하고자 한다. LP 가스의 누출을 방지하기 위해 사용하는 O-링은 LPG 밸브의 밀봉 안전성을 확보하는 핵심부품으로 대단히 중요하다. 밸브패킹은 LPG 연료의 공급과 충전을 하는데, 가스 공급구를 열고 닫는 중요한 역할을 담당한다. 이들 두개의 밀봉부품에 대한 성능은 밸브의 누설 안전성과 장수명에 밀접한 관련이 있다. 연구결과에 의하면, O-링의 대부분은 파티션 부근의 결합불량과 과도한 압축률로 인해 원주방향으로 크랙이 발생하는 것으로 분석되었다. 그 이외의 결함으로 거론된 경우는 LP가스의 과도한 가스압력으로 인한 압출현상의 발생은 압출크랙을 일으키는 원인으로 작용하고 있다. 따라서 본 논문에서는 가스밸브의 누설 안전성을 확보하고 수명을 연장하기 위해 O-링과 밸브패킹에 대한 엄격한 품질관리와 인증제도의 도입을 권장하고자 한다. 결국에는 LPG용기용 밸브의 품질과 안전성 확보를 위해 밀봉장치에 대한 품질안전 보증제도를 도입해야 밸브를 오랫동안 사용할 수 있을 것이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권3호
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• pp.161-170
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• 2012

국내 심부지질환경조건을 반영한 처분안전성 평가에 필요한 입력자료를 제공하기위해, 그 동안 국내 지하시험시설(KURT)환경조건에서 많은 실험을 수행해 왔다. 안전성평가코드에 사용되는 많은 입력변수들 중 중요성이 부각되는 입력변수들을 선정하여, 각 변수별로 수집한 자료를 통계처리를 하여 값 분포 특성을 기술하고, 외국자료 값과 비교평가를 통해 값의 타당성을 검토하였다. 다룬 입력변수로서 용기물성분야에서 용기수명, 초기파손률을, 완충재물성분야에서는 핵종용해도, 완충재의 공극률, 밀도, 확산계수, 핵종분배계수를, 암반 및 원계영역에서는 수리전도도, 지하수유속, 핵종분배계수, 확산깊이, 암반균열폭, 주지하수유동통로까지 거리, 핵종이동오염운의 너비 등이다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.219-225
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• 2015

선박 분야에서 이산화탄소($CO_2$) 배출을 줄이고 연료 효율을 높이기 위한 방법의 하나로 항해하는 선박의 공기 저항을 줄이기 위한 에어 스포일러를 장착하는 방안이 검토될 수 있다. 본 연구에서는 대형 선박에 적용될 수 있는 복합재 에어 스포일러의 체결부를 설계하고, 이에 대한 정적, 피로강도를 평가하였다. 하중은 선박의 운항 중 발생하는 청파(Green Water Pressure) 0.1 MPa이 에어 스포일러에 수직하게 가해지는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러는 유리섬유 면재에 발사 코어를 갖는 샌드위치 형태로 제작하였고, 여러 개의 샌드위치 패널이 셀(Cell) 형태로 강(Steel) 프레임에 볼트로 체결되는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러와 프레임의 체결부는 베어링 파손을 가지도록 설계하고, 정적(베어링) 시험과 피로(4점 굽힘) 시험을 수행하였다. 시험 결과 개발된 에어 스포일러는 정해진 외부하중을 견딜 수 있는 충분한 안전여유를 갖는 것을 확인하였다. 개발된 에어 스포일러는 조만간 대형 상업용 선박에 적용될 예정이다.

• Journal of Platform Technology
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• 제10권4호
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• pp.3-10
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• 2022

본 연구에서는 수소차에 사용되는 수소압력용기 비파괴 안전성 평가 플랫폼 개발을 위해 유한요소해석을 사용하여 안전성 평가 기준 개발에 대한 연구를 수행하였다. Type 4 수소 압력 용기의 안전성을 평가하기 위해 복합 재료의 특성에 따른 매개변수를 바탕으로 재료의 물성을 유한요소 해석을 통해 도출하였다. 이를 통해 수소압력용기에 사용되는 CFRP 복합소재의 기계적 특성을 바탕으로, 내부 결함을 모델링하고 수소압력용기에 대한 평가기준을 사용하여 내부결함에 대한 파손가능성 여부를 도출하는 프로세스를 연구하였다. 결함은 박리, 이물질, 표면 수직균열을 모델링하고 파손 기준에 따른 손상을 분석하여 비파괴검사를 통해 검출된 결함의 안전성 여부를 판단할 수 있는 방법을 연구하였다. 연구 결과 박리 결함은 수소 압력용기의 내부에 근접할수록 파손가능성이 높아졌으며, 수직 균열을 경우 균열의 깊이가 깊어질수록 손상가능성이 높게 나타났다. 또한, 이물질 결함의 경우 압력용기의 외부 방향에 비해 내부 방향에 위치한 경우 손상가능성이 높게 나타났다. 본 연구를 통해 결함의 종류, 형상 및 크기에 따른 수소압력용기의 안전성을 평가할 수 있는 방법을 제시하였으며, 향후 본 연구결과를 바탕으로 수소차량 압력용기의 비파괴시험 안전검사 플랫폼 개발 연구를 수행하고자 한다.