• 한국가스학회지
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• 제28권2호
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• pp.7-16
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• 2024

본 연구에서는 대규모 수소 저장을 위한 암염 공동(salt cavern) 저장 공법의 기술 특성과 현장사례 분석을 수행하였다. 암염 공동 저장 방식은 공동을 구성하는 암염(rock salt)의 낮은 공극률(porosity)과 투과도(permeability)로 인해 누출이 잘 일어나지 않고, 운영을 위한 쿠션 가스(cushion gas)의 양이 적어 타 공법 대비 효과적인 수소 저장이 가능하다. 암염-수소 간 화학적 반응이 거의 일어나지 않으며 다수의 주입/배출 사이클을 수행할 수 있어 피크 쉐이빙(peak shaving) 및 단주기 저장에 효과적이다. 공동은 크게 침출(leaching), 염수제거(debrining), 충진(filling)의 3단계로 형성되며 누출 실험을 통해 공동의 안정성을 평가한다. 현재 영국과 미국 Texas 주의 4개소에서 주변 지역의 산업 수요를 충당하기 위한 현장 적용이 이루어지고 있으며, 독일, 프랑스와 같은 유럽 지역에서 에너지 저장을 위한 암염 공동 운영을 준비하고 있다. 본 연구 결과는 향후 수소 저장 프로젝트 설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권4호
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• pp.301-313
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• 2015

사용후핵연료 건식저장을 위한 지상저장 기술 및 동굴저장 기술의 현황을 살펴보고, 동굴저장 기술을 이용한 사용후핵연료 건식저장의 국내 적용 가능성을 분석하였다. 사용후핵연료 건식저장을 위한 동굴저장 기술의 타당성, 경제성 및 기술적 측면을 검토하였다. 지상 건식저장시설을 건설하기 위해서는 외부로부터 격리되어 있는 상당한 면적의 평탄한 부지가 필요하나, 산악지형이 주를 이루는 우리나라의 실정에서, 이러한 부지를 확보하는 것이 쉽지 않을 수도 있다. 만일 산지의 동굴 내에 사용후핵연료 저장시설을 건설한다면, 이러한 부지 문제를 보다 쉽게 해결할 수 있다. 따라서 동굴저장 방식은 자연 및 사회적 환경을 고려할 때, 우리나라의 사용후핵연료 건식저장을 위한 유력한 대안이 될 수 있다. 사용후핵연료 동굴저장 방식은 지상 건식저장 기술에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있으며, 경제성 측면에서도 큰 차이가 없다. 또 동굴저장 방식을 국내의 사용후핵연료 건식저장에 적용하는 데 큰 기술적인 장벽은 없다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권1호
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• pp.45-49
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• 2022

In the present study, a physical model was built for the Jintan underground gas storage cavern group according to the similarity theory. In this regard, four ellipsoid caverns were built with scaled in-situ stresses and internal pressure. Then the stability of underground caverns was analyzed. The obtained results demonstrate that loss of internal pressure adversely affects the safety of caverns and attention should be paid during the operation of gas storage.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.705-712
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• 2000

The fluid generally flows through fractures in crystalline rocks where most of underground storage facilities are constructed because of their low hydraulic conductivities. The fractured rock is better to be conceptualized with a discrete fracture concept, rather continuum approach. In the aspect of fluid flow in underground, the simultaneous flow of groundwater and gas should be considered in the cases of generation and leakage of gas in nuclear waste disposal facilities, air sparging process and soil vapor extraction for eliminating contaminants in soil or rock pore, and pneumatic fracturing for the improvement of permeability of rock mass. For the purpose of appropriate analysis of groundwater-gas flow, this study presents an unsteady-state multi-phase FEM fracture network simulator. Numerical simulation has been also conducted to investigate the hydraulic head distribution and air tightness around Ulsan LPG storage cavern. The recorded hydraulic head at the observation well Y was -5 to -10 m. From the results obtained by the developed model, it shows that the discrete fracture model yielded hydraulic head of -10 m, whereas great discrepancy with the field data was observed in the case of equivalent continuum modeling. The air tightness of individual fractures around cavern was examined according to two different operating pressures and as a result, only several numbers of fractures neighboring the cavern did not satisfy the criteria of air tightness at 882 kPa of cavern pressure. In the meantime, when operating pressure is 710.5 kPa, the most areas did not satisfy air tightness criteria. Finally, in the case of gas leaking from cavern to the surrounding rocks, the resulted hydraulic head and flowing pattern was changed and, therefore, gas was leaked out from the cavern ceiling and groundwater was flowed into the cavern through the walls.

• 지질공학
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• 제20권1호
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• pp.1-12
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• 2010

본 연구에서는 인천 해안 LPG공동의 수리화학적 안정성을 평가하기 위해 공동 유출수 및 주변 지하수에 대한 수리지구화학적 및 미생물학적 특성을 평가하였다. 수질특성을 파악하기 위하여 2007년 2월, 5월, 8월, 10월에 걸쳐 시료채취 및 수질분석을 실시하였다. 프로판공동 지하수의 경우 pH는 8.1~12.4의 높은 값을 보였으며 이는 공동건설 및 관측정설치에 사용된 시멘트 그라우팅 물질의 용해영향으로 사료된다. 전기전도도는 시료채취 시기별로 큰 차이를 보였으며, 음의 산화환원전위는 유출수 및 지하수가 환원환경에 있음을 지시하였다. 수질분석결과 유출수 및 지하수의 수질유형은 모두 Na-Cl type으로 나타났으며 이는 해수의 영향으로 판단된다. 호기성세균, 혐기성세균, 점액질세균, 황산환원세균 모두 500 CFU/mL 미만으로 낮은 값을 보였으며 급격한 미생물 성장은 관찰되지 않았다. 현재로선 공동 운영에 지장을 주는 특이적 수리화학적 현상이 발견되지는 않았으나 지속적인 모니터링이 필요하다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.238-243
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• 2003

As there are many advantages on underground caverns, such as safety and operation, they can also be used for gas storage purpose. When liquefied gas is stored underground, the cryogenic temperature of the gas will affect the stability of the storage cavern. In order to store the liquefied gas successfully, it is essential to estimate the exact temperature distribution of the rock mass around the cavern. In this study, an analytic solution and a conceptual model that can estimate three-dimensional temperature distribution around the storage cavern are suggested. When calculating the heat transfer within a solid, it is likely to consider the solid as the intersection of two or more infinite or semi-infinite geometries. Therefore heat transfer solution for the solid is expressed by the product of the dimensionless temperatures of the geometries, which are used to form the combined solid. Based on the multi-dimensional transient heat transfer theory, the analytic solution is successfully derived by assuming the cavern shape to be of simplified geometry. Also, a conceptual model is developed by using the analytic solution of this study. By performing numerical experiments of this multi-dimensional model, the temperature distribution of the analytic solution is compared with that of numerical analysis and theoretical solutions.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
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• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.189-201
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• 2005

Brittle failure has been detected in over-stressed rock mass during the construction of oil storage cavern. The main characteristics of stress induced brittle failure of the site are introduced. Various evaluation and measures are sought to stabilize the over-stressed rock mass. The major results from numerical analysis of the cavern are presented, and from current microseismic monitoring to detect hazard from brittle failure are presented.

• 터널과지하공간
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• 제22권4호
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• pp.243-256
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• 2012

에너지의 효과적인 저장과 관리는 에너지 공급과 수요의 시간적 양적 불균형을 해소하고, 에너지 이용효율을 향상시킬 수 있다는 점에서 새로운 에너지원을 개발하는 일만큼 중요하다. 열에너지 저장 시스템은 산업폐열이나 태양열과 같은 열원 기반의 에너지를 저장하는 시스템으로서, 대용량 저장 시설에 암반 지하공동을 활용하는 경우 주변 암반의 낮은 열전달 특성과 높은 화학적 안정성을 통해 보다 효율적인 저장 시스템을 구축할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 열에너지 저장 방식과 저장 매질의 일반적인 특성과 열에너지 저장사례에 대하여 살펴보고, 지하공동을 활용한 열에너지 저장 시스템에 대한 각 저장 매질의 적용성에 대해 개괄적으로 검토하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권8호
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• pp.283-288
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• 2014

석유 제품 지하 저장 공동의 지하수 수질은 공동 인근 매립지 수질의 영향을 받는다. 매립지 주변의 지하수 수질 분석 결과, 시료의 반 정도에서 지하공동 수질에 영향이 미미한 농도의 As, Cu 및 Pb가 검출되었으며, Cd, Hg, $Cr^{6+}$, $CN^-$, TCE, PCE 및 Pheno은 검출되지 않았다. $COD^{Mn}$의 농도는 모든 시료에서 $8.0mg/{\ell}$이하로 유기물질에 의한 지하수 오염은 거의 없는 것으로 분석되었다. 1차, 2차 미생물 분석결과 총박테리아는 각각 $94.84{\times}10^4cells/{\mu}g/m{\ell}$과 $146.26{\times}10^{-4}cells/{\mu}g/m{\ell}$이고 황산환원 박테리아는 $2cells/m{\ell}$이하로 분석되어 지하공동의 수질에 영향이 미미할 것으로 분석되었다. 저장 공동 인근 지역의 지하수 수질 분석은 공동의 수리 지질의 안정성을 향상시키기 위하여 지속적인 조사와 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제1권1호
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• pp.101-105
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• 1997

LPG 지하저장기지에서 클로깅 현상이 발생할 경우 저장공동 주위의 지하수위가 설계된 수치보다 낮아져 저장물이 누출되므로 이에 대한 감지가 필수적이라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 클로깅 현상이 실제로 발생하였을 경우 저장기지에서 관측할 수 있는 관측인자인 공동주변 지하수위, 수벽공 주입수량, 공동 삼출수량들의 변화양상을 고찰하기 위하여 지하저장기지를 모사한 모형실험장비를 제작하여 각 인자들의 변화 측정실험을 수행하였다. 클로깅 발생시 관측인자의 변화양상은 다음과 같다. 지하수위는 공동의 압력이 커짐에 따라 증가하고 클로깅이 심할수록 감소하는데, 클로깅 발생을 지하수위 변화에 의해서 보다 잘 감지하려면 공동의 압력을 가능한 낮게 하고, 공동 운영 초기의 지하수위와 현재 운영 상태의 지하수위를 비교해 보는 것이 바람직하다. 클로깅에 의한 지하수위의 감소는 수벽공의 압력이 커질수록 다소 둔화된다 현탁물질에 의한 클로깅이 심할수록 주입수량과 삼출수량은 선형적으로 감소하는데 주입수량의 감소율이 삼출수량의 감소율보다 크게 나타난다.