• 전기전자학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.174-179
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• 2024

본 논문에서는 극저온 냉동기를 사용하여 양자 컴퓨터 제어 및 read-out을 위한 CMOS 기반의 집적회로 측정 셋업을 제시한다. CMOS 회로는 큐비트 안정성과 잡음 감소를 위해 3~5 K의 극저온에서 작동해야한다. 기존의 극저온 측정 시스템은 액체 헬륨 담금질이며, 이는 소모성 자원을 장기간 사용하기에 비용이 많이 소모된다. 따라서 헬륨 가스를 장기간 사용해도 비용이 들지 않는 폐쇄 사이클 냉동기(Closed Cycle Refrigerator, CCR) 기반의 극저온 측정 시스템에 대해 설명한다. Gifford-Mcmahon(G-M) 방식의 극저온 냉각기를 이용하여 4.7 K에 도달할 수 있는 냉동기를 구축하였다. 이는 가격 경쟁력이 우수한 극저온 냉동기 셋업이 될 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.496-502
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• 2015

탄화수소 이슬점은 천연가스 응축형태를 특성화하는 가장 일반적이고 자주 이용되는 물성으로 가스 품질 사양의 중요한 항목이다. 탄화수소 이슬점은 미량의 고탄화수소 성분에도 매우 민감한 것으로 알려져 있어, 특히 천연가스를 공급하는 가스 회사 입장에서는 기존 합의된 가스 사양을 만족하는 것 뿐만 아니라, 발생된 탄화수소 응축물에 의해 운영설비 및 안전에 심각한 문제를 일으킬 수 있으므로 탄화수소 이슬점을 정확하게 구하는 절차를 확립하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 실제 현장조건 하에서 탄화수소 이슬점을 측정하기 위해 냉각 거울 방식의 이슬점 측정기를 설치, 운영하였으며, 측정된 이슬점 온도는 가스분석기에 의해 분석된 조성 및 천연가스 산업계에서 인정된 상태방정식을 이용하여 계산된 이슬점 온도와 비교하였다. 시험 결과 탄화수소 이슬점 측정기는 매우 안정되게 이슬점을 측정하였으며, 이슬점 측정기를 검증하기 위한 시험 가스로는 순수 프로판 가스가 적정하였다. 제조 표준가스 및 실제가스의 측정결과를 가스분석기에 의한 간접 측정 결과와 비교시에도 적정한 범위 내에서 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제15권6호
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• pp.38-43
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• 2011

천연가스 액화공정은 극저온에서 운전되며 에너지 소비가 매우 크기 때문에 압축기의 에너지 소모를 최소화하는 것이 공정의 효율 측면에서 중요하다. 여러 가지 천연가스 액화공정 중 C3-MR(Propane Pre-cooled Mixed Refrigerant) 공정의 경우 순수냉매인 프로판과 혼합냉매를 사용하는 두 개의 냉각 사이클로 구성되어있다. 본 연구에서는 C3-MR 공정에서 최적의 프로판 압력 레벨을 찾기 위해 프로판 사이클을 별개로 구성하여 모사하였다. 또한, 압력 레벨에 따른 조건을 변화시켜가며 사례 연구를 수행하고 이를 통해 압축기에서 소모되는 에너지양을 비교하였다. 그 결과 압력 레벨이 높을수록 총 에너지 소모량이 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 압력 레벨이 3일때 보다 압력 레벨이 5일 때 에너지 소모는 약 23.7% 감소하는 값을 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권2호
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• pp.68-73
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• 2011

소형위성발사체 (KSLV-I)의 발사 준비에는 다양한 규격의 질소 가스 및 초저온 액체 질소가 소요된다. 발사대 질소 공급 시스템은 고압의 질소 가스 생성, 추진제 충전 후 발사 대기 중인 발사체의 보호를 위한 공간 퍼지용 질소 가스 생성, 연료 및 산화제의 냉각을 위한 액체 질소 공급 기능을 수행하기 위하여 개발되었다. 대기 환경 조건에 따라 열전달 특성이 민감하게 변화하는 대기식 기화기의 운용 불안정성을 제거하기 위해 기화기의 병렬 설치 및 교대 운용 절차를 도입하였다. 이를 통하여 기후 조건에 상관없이 항시적으로 운용이 가능한 시스템을 개발하였으며, 소형 위성 발사체의 비행 시험을 위한 발사대 운용을 성공적으로 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.752-757
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• 2010

소형위성발사체 (KSLV-I)의 발사 준비에는 다양한 규격의 질소 가스 및 초저온 액체 질소가 소요된다. 발사대 질소 공급 시스템은 고압의 질소 가스 생성, 추진제 충전 후 발사 대기 중인 발사체의 보호를 위한 공간 퍼지용 질소 가스 생성, 연료 및 산화제의 냉각을 위한 액체 질소 공급 기능을 수행하기 위하여 개발되었다. 대기 환경 조건에 따라 열전달 특성이 민감하게 변화하는 대기식 기화기의 운용 불안정성을 제거하기 위해 기화기의 병렬 설치 및 교대 운용 절차를 도입하였다. 이를 통하여 기후조건에 상관없이 항시적으로 운용이 가능한 시스템을 개발하였으며, 소형 위성 발사체의 비행 시험을 위한 발사대 운용을 성공적으로 수행하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.576-581
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• 2011

본 논문은 $CO_2$ 히트펌프용 모세관의 기초 설계자료를 제공하기 위해서 모세관 길이 예측에 대해서 이론 및 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 증발온도, 가스냉각기 냉각압력, 냉매유량, 모세관의 관경 등이다. 몇몇 연구자들의 자료를 바탕으로 $CO_2$ 모세관 길이를 예측할 수 있는 수학적 모델식을 작성하였다. 그리고 단열 모세관 팽창장치내 $CO_2$의 증발온도, 냉매유량, 냉각압력 등에 대해서 실험한 결과, 이들 모두는 식 (3)으로 예측한 값과 0.63~10.9%이내에서 좋은 일치를 보였다. 따라 서 본 연구에서는 $CO_2$ 열펌프 단열 모세관에 대한 기초설계 자료로서, 냉각압력, 증발온도, 모세관 직경, 냉매유량 등의 조건으로부터 모세관 길이를 계산해낼 수 있는 예측 상관식을 제안하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.783-791
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• 2015

바이오매스 가스화 공정을 위하여 내경이 0.1 m이고 높이가 1.2 m인 유동층 반응기에서 수증기 및 촉매의 첨가가 프로듀서가스(Producer gas)에 미치는 영향을 파악하였다. 가스화 장치는 유동층 반응기, 연료공급 장치, 사이클론, 2개의 냉각기, 수증기 발생장치 및 가스분석기로 구성하였다. 층물질 및 촉매물질로 평균입자크기 $380{\mu}m$의 비구형 silica sand 와 평균입자 $356{\mu}m$ 크기의 소성된 백운석을 사용하였다. 사용된 바이오매스는 국산 우드펠릿(Korea woody pellet) 및 동남아 팜 부산물인 EFB(empty fruit bunch)를 펠릿 형태로 가공하여 사용하였다. 실험 고정 변수로는 연료공급량 50 g/min(EFB), 38 g/min(KWP) 반응 온도 $800^{\circ}C$, ER(equivalence ratio) 0.25로 설정하였다. 조업 변수로 촉매인 소성된 백운석을 층물질 0~100 wt%의 혼합비로 사용하였다. 가스화매체로 공기 또는 Air-Steam을 사용하였다. 이때 수증기 첨가량은 SBR(steam to biomass ratio) 기준 0.3으로 하였다. 생성된 가스의 조성, 타르(Tar) 및 저위발열량을 측정하였다. 실험의 결과로 소성된 백운석은 모든 실험조건에서 프로듀서가스 타르의 함량을 감소시키며 최대 67.3 wt%의 감소율을 보였다. 저위발열량은 공기가스화에서 소성된 백운석 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 하지만 Air-steam 가스화에서 저위발열량은 변화가 적거나 오히려 소폭 증가한 경향을 보였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
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• pp.525-530
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• 1995

최적 열수력 전산 코드인 CATHARE2 Vl.3u 코드를 이용하여 영광 3/4호기 midloop 운전중 잔열제거(RHR) 기능 상실사고를 해석하였다. 본 연구의 주된 목적은 사고시 계통에서 발생하는 열수력 현상의 이해 향상 및 증기발생기 열제거 능력 평가에 있다. 사고 복구 절차 관점에서 노심 비등, 노출 시점 및 계통압력 등이 중요한 인자이다. 본 계산 수행시 사용한 가정은 다음과 같다. 가) 초기 계통 수위는 고온관 중간에 위치하며 그 윗 부분은 질소 가스로 차 있다. 나) 3/4 인치 크기의 방출 밸브가 원자로 용기 상부 및 가압기 상부에 각각 설치되어 있으며, RHR 흡입구에 수위지시계가 설치되어 있다. 다) 증기발생기의 이차측은 U-튜브가 잠기도록 물로 차있다. 라) 두 증기발생기의 대기 방출 밸브(ADV)는 항상 열려 있어 사고시 이차측 압력을 대기압으로 유지하기에 충분하다. 사고는 원자로 정지 2일 후 발생하였다고 가정한다. 이와 같은 조건하에서 사고시 주된 계통 열제거 수단은 증기발생기 U-튜브내의 응축 작용이며 이는 전체 열제거량의 94%로 나타났다. 노심 비등 시점온 사고후∼300초 이후이며, 계통압력은 10,800초 이후에 최고 압력인 0.25MPa에 도달한 후 그 값을 계속 유지하고 있다. RHR 배관에 연결된 수위지 시계를 통해 10,200초 이후부터 냉각수가 방출되었다. 2개의 방출밸브 및 수위지시계를 통하여 방출된 유량에 근거하여 원자로 용기 냉각재 수위가 고온관 바닦까지 낮아지는 시점을 계산하면 사고 약 6.4 시간 이후가 된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제16권4호
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• pp.217-223
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• 1984

본 연구에서는 냉각수 상실사고(LOCA)시 격납용기내의 수소농도를 제어하기 위해 수소재결합기 없이 수소 퍼지계통만을 사용할 때의 타당성을 분석하였다. 이 타당성 연구를 위해 격납응기내의 수소농도, 수소퍼지 계통의 수소제거, 그리고 퍼지로 인한 추가소외 선량이 계산되었다 또한 비용-편익 개념을 사용하여 수소 재결합기 계통(2대의 재결합기 설치)의 경제성을 분석하였다. 분석결과, 수소퍼지 계통은 수소 재결합기 없이도 수소농도를 제어하기에 충분하며, 10 CFR 100에 있는 선량 제한치를 만족시키고 있었다. 비용-편익 개념에 의하면 수소 재결합기 계통은 동일부지내에 있는 4∼6기의 발전소에 공용될 때 경제성이 있는 것으로 입증되었다.

• 한국가스학회지
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• 제17권4호
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• pp.1-8
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• 2013

본 연구에서는 벌크 중합법을 이용한 폴리스티렌 중합공정의 폭주반응에 대한 열적 위험성을 가속속도열량계(ARC)와 소규모 반응열량계(MM)를 이용하여 평가하였다. 당해 중합공정은 반응온도 $120^{\circ}C{\sim}130^{\circ}C$로 운전되어져야 하며, $130^{\circ}C$ 이상의 반응온도에서는 반응 생성물의 급격한 점도 증가로 인하여 반응기의 온도제어 실패에 따른 폭주반응의 위험성이 존재하였다. 또한 당해 중합공정의 반응온도($120^{\circ}C{\sim}130^{\circ}C$)에서 공정운전 초기에 반응기의 냉각실패가 발생할 경우 폭주반응으로 인해 반응기의 온도와 압력이 각각 30 ~ 50분 이내에 약 $340^{\circ}C$, 5.3 bar 까지 급격히 상승하여 반응기의 파열판이 파열되거나 반응기가 폭발할 수 있는 열적 위험성이 높게 나타났다.