• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 추계학술발표회요약집
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• pp.274.1-274
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• 2002

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권2호
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• pp.258-264
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• 2023

지속가능한 바이오에너지 이용을 위해서는 국내 바이오매스 이용 확대와 지속가능성 증대가 필수적인데, 국내 관련 체계는 아직 미비한 상황이다. 이에 바이오 연료에 대한 지속가능성 평가를 위한 앞선 체계가 마련되어 있는 EU의 RED-II 방법론을 활용하여 국내 농업 잔재물 바이오매스인 케나프(Hibiscus cannabinus L.) 줄기 펠릿을 이용한 바이오매스 발전의 전과정 온실가스 배출량을 이론적으로 산정하였다. 케나프 잔재물 펠릿의 생산경로에 대해 EU 공동연구센터(Joint Research Center)의 배출계수를 이용하여 잔재물 수집, 운송, 펠릿 연료화까지의 전과정 온실가스 배출량을 산정한 결과, 배출량은 3.0 gCO₂eq/MJ로 나타났고 이를 25% 발전효율로 연소하여 전력을 생산하는 경우 전과정 온실가스 배출량은 11.9 gCO₂eq/MJ로 산출되었다. 이는 전력배출계수로 환산하면 42.8 kgCO₂eq/MWh로, 국내 전력배출계수 443.4 kgCO₂eq/MWh와 비교하면 90.3%의 온실가스 배출량 감축을 달성할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 수입 목재펠릿과 비교하는 경우 최소 59.6%의 온실가스 배출 감축이 가능하여, 국내 발생 잔재물 바이오매스를 바이오에너지 생산에 이용하는 경우 기존 수입 목재펠릿에 비하여 높은 수준의 온실가스 배출 감축 달성이 가능함을 확인하였다. 이는 국내 바이오에너지의 전과정온실가스 배출량평가 체계 마련을위한 기초자료로 활용될 수있을 것으로기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권4호
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• pp.382-398
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• 2017

This study was conducted to identify the potential of Quercus mongolica (QUM), Pinus densiflora (PID) and Pinus rigida (PIR) as a raw material for pellet production. Larix kaempferi (LAK), which has mostly been used for pellet production in Korea, was also used as a control. All specimens contained very minimal amounts of sulfur and chlorine. Ash content of LAK was the lowest, followed by PID, PIR and QUM. For the size distribution, the mass fraction between 0.42 mm and 0.25 mm was the highest in PIR. Most fuel characteristics of the produced wood pellets improved with the use of 12% moisture content (MC) particles and the increase of the ratio of length to diameter of a hole in flat-die (L/D ratio). When the MC, bulk density and durability of QUM, PID, PIR and LAK pellets was compared with the standards of the KFRI and ISO, the use of wood particles of 12% MC and flat-die with an L/D ratio of 5.00 for PID particles are suitable for high-quality pellets in the aspects of all fuel characteristics. For PIR and QUM, further work is needed to seek the optimum conditions for the production of high-quality and durable pellets.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.203-210
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• 2014

본 연구에서는 목재펠릿보일러의 연소현상에 대하여 이론적으로 분석하고 예측 값과 실제 실험데이터를 비교하여 분석했다. 목재펠릿보일러의 개발과정에 있어서 연소실형상, 투입 공기의 속도, 연료의 양, 온도 및 연료특성 등에 따라 다양한 문제점이 발생됨에 따라 여러 방향의 연구 개발이 이루어지고 있으며 이에 많은 시간과 비용이 소모되고 있다. 따라서 해석모델의 개발을 통한 수치해석 방법이 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 이용한 모의실험(Simulation)을 통하여 목재펠릿의 종류 및 구성 원소의 변화에 따른 목재펠릿보일러의 연소실 출구온도 및 배기가스의 구성성분을 예측하고자 하며 그 결과를 바탕으로 목재펠릿 연소특성을 파악하여 최적의 이용 및 활용방법을 제시하고자 한다. 예측값과 실험값은 : $CO_2$ 0.60 % $O_2$ 0.73 % 오차를 나타내었다.

• 공업화학
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• 제26권6호
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• pp.686-691
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• 2015

본 연구에서는 SRF 성상 변화(RDF, RPF)와 성형 조건 형태(pellet, fluff)에 따른 SRF의 활용을 위한 기초연구로서 SRF의 물리화학적 특성, 연소시간에 따른 고형연료제품의 열적 감량 변화 및 발생되는 배출 가스(NOx, CO, HCl 등) 특성 연구를 수행함으로써 에너지원으로서의 활용을 위한 실험을 진행하였다. 실험결과, RPF 시료가 RDF 시료보다 폐기물의 조성이 플라스틱계열 폐기물로 균일한 성상으로 구성하고 있어 성형에 유리하고 발열량이 높으며, 연소성이 우수하여 연소감량효과도 크며 연소시간도 단축할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, fluff 시료가 pellet 시료에 비해 접촉 표면적이 넓어 연소시간도 단축되어 연소효율이 우수하며, 성형에 필요한 자원을 절감할 수 있어 에너지 활용가치가 우수할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권5호
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• pp.437-447
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• 2016

원자력 발전소의 반응로에 핵연료 봉으로 이루어진 집합체가 있으며 핵 연료의 연소를 통한 열을 이용하여 발전을 한다. 핵연료 봉은 핵연료와 그를 감싸는 피복관으로 이루어졌으며 연소되는 동안 서로의 상호작용에 대한 해석은 안전성을 평가함에 있어 중요한 사실이다. 본 논문에서는 핵연료와 피복관의 연소 상태에서 기계적 상호작용에 대한 해석 방법에 대하여 제시한다. 온도 해석에 있어서 핵연료와 간극 사이에서의 열전도도가 중요하며 간극 거리와 접촉여부에 따른 접촉 압력이 또한 중요 요소이다. 이에 간극 열전도도는 비결정론적이기 때문에 이를 해결할 수 있는 방법에 대하여 제시했다. 핵 연료의 열팽창에 따른 피복관과의 접촉을 해결하기 위한 계산을 수행하였고 그에 따라 접촉 시 발생하는 응력이 항복함수를 넘어 소성 변형이 일어날 경우 또한 고려하였다. 핵연료의 열팽창에 따라 피복관과 접촉에 의한 소성 변형을 해석하므로 핵연료 봉의 안정성을 평가할 수 있다. 이를 적용하기 위해 3차원 유한요소 모듈을 FORTRAN90을 이용하여 개발하였다. 핵연료와 피복관의 접촉에 의한 탄소성 변형을 주로 다루며 두꺼운 실린더를 통한 간단한 이론 모델을 제시하여 코드에 대해 검증을 실시하였다.

• 청정기술
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• 제28권4호
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• pp.331-338
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• 2022

본 연구의 목적은 열분해연료유(pyrolysis fuel oil, PFO)에 포함된 다환 방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydro, PAHs) 수소화 반응용 촉매로서 Pt(1wt%)/Kieselguhr 비드 촉매 및 펠렛 촉매를 제조하는 것이다. Trickle-bed 반응기에서 PFO-cut 수소화 반응을 통한 포화 고리 화합물(saturated cyclic compound)의 수율을 최대화하기 위한 최적의 반응 온도 및 수소/PFO-cut 유량비는 각각 250℃와 1800으로 결정하였다. PFO-cut의 공간속도(LHSV)가 감소할수록 포화 고리 화합물의 수율이 증가하였다. 펠렛 촉매와 비드 촉매의 수소화 반응 성능 차이는 크지 않았다. Kieselguhr 지지체를 성형한 후에 Pt를 담지한 촉매(AI 촉매)가 kieselguhr 분말에 Pt를 담지한 후에 성형한 촉매(BI 촉매)에 비해 수소화 활성이 높았으며, 이러한 경향은 펠릿 촉매와 비드 촉매에서 공통적으로 나타났다. 이는 AI 촉매의 Pt 활성점 수가 BI 촉매 보다 많기 때문이다. 본 연구에서 제조한 촉매 중에서 AI법으로 제조된 펠렛 촉매가 제조된 촉매 중 반응 활성이 가장 우수한 것을 확인하였다. PFO-cut 수소화 반응 생성물 중 C₈~C₁₅ 범위의 고리 화합물이 대부분을 차지했으며, C11 고리 화합물의 분포도가 가장 높았다. 수소화 반응과 더불어서 분해 반응도 함께 촉진되어 생성물의 탄소수 분포가 경질 탄화수소 쪽으로 이동함을 확인하였다.

• 신재생에너지
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• 제9권3호
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• pp.29-35
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• 2013

This research analyzed the fuel characteristic change of spent coffee bean by torrefaction. The calorific value was increased from 4,974 kcal/kg to 6,075 kcal/kg ($260^{\circ}C$, 30min), 6,452 kcal/kg ($270^{\circ}C$, 30min), 6,823 kcal/kg ($280^{\circ}C$, 30min), 6,970 kcal/kg ($260^{\circ}C$, 30min). The highest energy yield was obtained when the spent coffee bean were torrefied on the condition of $280^{\circ}C$, 30min. The moisture absorption rate was decreased from 5.12% to 2.76% when the spent coffee bean were torrefied on the condition of $290^{\circ}C$, 30min. Lignin was increased from 11.33% to 14.39% on the condition of $260^{\circ}C$ 30min. But it did not preferability to torrefy spent coffee bean at temperature of more than $270^{\circ}C$ because lignin decreases to the level that is hard to make pellet.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권4호
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• pp.366-372
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• 1996

The simulated spent PWR fuel pellet which is corresponding to the turnup of 33,000 MWD/MTU is prepared by adding 11 fission-product elements to UO$_2$. The simulated spent fuel pellet is treated at 40$0^{\circ}C$ in air (oxidation), at 110$0^{\circ}C$ in air (high-temperature treatment), and at $600^{\circ}C$ in hydrogen (reduction). The product is treated through additional addition and reduction up to 3 cycles. Pellets are completely pulverized by the first oxidation, and the high-temperature treatment causes particle and crystallite to grow and surface to be smooth, and thus particle size significantly increases and surface area decreases. The reduction following the high-temperature treatment decreases much the particle size by means of the formation of intercrystalline cracks. The particle size decreases a little during the second oxidation and reduction cycle and then remains nearly constant during the third and fourth cycles. Surface area of pounder increases progressively with the repetition of oxidation and reduction cycles, mainly due to the formation of Surface cracks. The degradation of surface area resulting from high-temperature treatment is restored by too subsequent resulting oxidation and reduction cycles.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제22권1호
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• pp.75-81
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• 1990

핵연료봉내의 온도 분포를 결정하는데 있어서 중요한 핵연료소자와 피복판 사이의 접촉 열전도도를 결정하기 위한 실험을 수행하였다. 이 실험에 사용된 측정장치는 접촉압력을 임의로 변화시켜 줄 수 있는 가압기와 열전대, 진공펌프, 핵연료소자, 봉형태의 피복관, 그리고 두 개의 히터 등으로 구성되어 있다. 접촉 열전도도는 $UO_2$ 소자와 Zircaloy-2 피복관 사이의 접촉 압력과 표면 조도를 변화시키면서 측정하였다. 그 결과 두 물체사이의 접촉압력이 증가함에 따라, 그리고 표면이 매끄러울수록 접촉 열전달계수는 증가하였다. 실험에서 얻은 값을 가지고 상관식을 만들었으며 일반적으로 사용되고 있는 상관식과 비교하였다.