• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.54-61
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• 2007

Propellant pressurization system in liquid rocket propulsion system plays a role supplying pressurant gas at a controlled pressure into the ullage space of propellant tanks. The most important design parameter for such propellant pressurization system is the temperature of pressurant gas fed from pressurant tank. Such pressurant is gaseous state, of which density is very sensitive to the temperature of pressurant. Generally for the propulsion system, which requires high thrust and is consisted of cryogenic propellant the pressurant is stored at high density and high pressure to reduce the weight of pressurant tanks, which are placed inside of cryogenic propellant tank. That is called cryogenic storage pressurization system. This study investigates the temperature variation of pressurant at the time when the pressurant is coming out of pressurant tank experimentally as well as numerically. Fluids used in this study are air and liquid oxygen as outer fluid and gaseous nitrogen and gaseous helium as pressurant respectively.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.36 no.3
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• pp.279-284
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• 2008

Propellant pressurization system in liquid rocket propulsion system plays a role in supplying pressurant gas at a controlled pressure into the ullage space of propellant tanks. The most important design parameter for such propellant pressurization system is the temperature of pressurant gas fed from pressurant tank, which is placed inside of cryogenic propellant tank. Such pressurant is gaseous state, of which density is very sensitive to the temperature of pressurant. Previous investigation dealt with thermal correlation of pressurant and external fluid at room temperature. This study investigates the temperature variation of cryogenic pressurant (GHe) at the time when the pressurant is coming out of pressurant tank, which is submerged in a liquid oxygen, experimentally as well as numerically.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.04a
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• pp.58-64
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• 2007

Propellant pressurization system in liquid rocket propulsion system plays a role supplying pressurant gas at a controlled pressure into the ullage space of propellant tanks. The most important design parameter for such propellant pressurization system is the temperature of pressurant gas fed from pressurant tank, which is placed inside of cryogenic propellant tank. Such pressurant is gaseous state, of which density is very sensitive to the temperature of pressurant. Previous investigation dealt with thermal correlation of pressurant and external fluid at room temperature. This study investigates the temperature variation of cryogenic pressurant (GHe) at the time when the pressurant is coming out of pressurant tank, which is submerged in a liquid oxygen, experimentally as well as numerically.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.290-290
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• 2018

본 연구에서는 수충격으로 발생할 수 있는 실제 상수도관망의 피해율을 신뢰성해석을 통해 정량적으로 비교분석하였다. 이를 위해서 먼저 실제 상수관망에 대한 수충격해석을 수행하였는데 기존의 가압장 운영조건을 적용하였고 가압장의 선택운영조건을 변경하여 수충격해석을 수행하였다. 이 결과물을 토대로 신뢰성해석을 수행하였고 두 조건에 대하여 정량적인 파괴확률을 산정할 수 있었다. 본 연구에서 사용된 실제 상수관망은 가압장의 운영조건으로 24시간 75m 수두를 유지하고 있으며 관말단부의 수용가에 충분한 유량이 전달되고 있다. 가압장의 고압유지는 관말부에는 적정할 수 있으나 상수도관망에서 누수와 시설물에 대한 많은 피해를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 가압장의 펌프압력수두를 75m와 65m로 선택적 운영을 가정하였다. 이로 인한 관말부의 압력이 수도압력으로 충분한 15m를 계속 유지하는 것을 확인하였으며 수돗물 사용량이 적은 야간에는 가압장의 수두를 낮추는 방법으로 선택적 운영조건을 사용하였다. 기존 가압장의 운영조건과 선택적 운영조건을 사용하여 수충격해석을 수행하였고 신뢰성 해석모형을 사용하여 파괴확률을 정량적으로 산정할 수 있었다. 가압장의 운영조건을 최적화하여 효율은 증대하고 피해율을 저감할 수 있는 방법을 찾을 수 있었다, 이를 위해서 가압장의 인버터 설치는 물론이고 펌프의 최적운영을 위한 프로그램을 장착하여 가압장을 운영한다면 보다 경제적인 운영이 될 수 있을 뿐만 아니라 실제 상수관망에서 발생할 수 있는 여러 가지 피해를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.27 no.1
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• pp.49-57
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• 2023

The autogenous pressurization has been widely adopted for propulsion systems of next-generation reusable rockets due to its low cost and high reliability. The autogenous pressurization has a simple structure, but an understanding of the heat and mass transfer occurring inside the tank is essential. For this reason, a simulation test of the autogenous pressurization was conceived. The experiment equipment was constructed based on overseas pressurization test facilities cases and expert advice. Unlike the actual autogenous pressurization system, the propellant tank was insulated to exclude external influences. The pressurized gas supply line and the propellant pipe were separated. Using the manufactured autogenous pressure experiment equipment, it is possible to evaluate the condensation phenomenon of pressurants in cryogenic propellants, comparison of the efficiency of pressurization using helium and evaporated gas and the pressurization capacity according to the temperature of pressurant.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.721-724
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• 2011

A system to pressurize propellants stored in propellant tanks is necessary to feed liquid-propellants into combustion devices at the required pressure and flowrate without having cavitation in turbo-pumps. A pressurization system can be categorized into pre-pressurization stage and main-pressurization stage. This report is regarding to a main-pressurization system. Pressurization methods for propellant tanks are divided into pressurant gas generating method and pressurant gas feeding method. One of pressurant gas generating methods uses the vaporized oxygen gas from cryogenic liquid oxygen and non-flammable gas. In this report, both advantages and disadvantages for pressurization methods and types of pressurization systems are compared. Especially the characteristics and principle of pressurization system using impulsive control strategy applied in launch vehicles are introduced. Additionally the structure, schematics, and specifications of heat exchanger, which is one of main units in pressurization system are also discussed. This paper can be utilized to generate the conceptual requirements and to design preliminary configuration of pressurization system during the development of launch vehicle.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.12
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• pp.1202-1208
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• 2010

The prediction of the required pressurant mass for maintaining the pressure of propellant tanks during propellant feeding is an important issue in designing pressurization system. The temperature of pressurant fed into propellant tank is the critical factor in the required pressurant mass and is one of the most crucial design parameters in the development of pressurization system including designing the weight of pressurant tanks and the size of heat exchanger. Hence a series of propellant drainage tests by pressurizing propellant stored in a cryogenic propellant tank have been performed with measuring the temperature distribution inside ullage and the required pressurant mass according to the temperature condition of pressurant. Results shows that the required pressurant mass decreases as the temperature of pressurant increases. However, the rate of the actual pressurant mass to the ideal required pressurant mass increases.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.200-200
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• 2019

본 연구에서는 실제 가압장 및 가압장후단부의 상수도관망에 발생가능한 수충격해석을 수행하고 신뢰성해석을 수행하여 파괴확률을 정량적으로 산정하였다. 이를 위해 가압장의 펌프운영조건을 다르게 적용하였고 관말단부의 압력센서를 이용하여 토출압을 선택적으로 운영하면 수충격의 규모도 작아지고 파괴확률도 대폭 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 가압장의 토출압을 선택적으로 운영하기 위해서는 관말단부에 필수적으로 충분한 수압이 존재해야하며 이를 위해서 실시간 모니터링이 가능한 압력계를 설치하게 된다. 이 압력계로부터 수신되는 데이터를 통하여 펌프의 운영이 이루어지고 최소한의 에너지 사용을 통해 효율을 증대하고 피해율도 저감하게 된다. 본 연구에서 개발된 센서기반 펌프운영시스템이 적용된 실제 상수도관망은 현재 가압장의 운영조건으로 24시간 75m의 펌프 토출압을 유지하고 있으며 관말단부의 수용가에 충분한 수압이 전달되고 있다. 가압장의 고압유지는 관말단부에 충분한 수압을 전달하기 위한 것이지만 상수도관망에서 누수와 시설물에 대한 많은 피해를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 가압장의 펌프토출압을 75m와 60m로 선택적 운영을 할 수 있도록 프로그램을 개발하였다. 기존 가압장의 운영조건과 선택적 운영조건을 사용하여 수충격해석을 수행하였고 신뢰성해석모형을 사용하여 파괴확률을 정량적으로 산정할 수 있었다. 가압장의 운영조건을 최적화하여 효율은 증대하고 피해율을 저감할 수 있는 방법을 찾을 수 있었다. 이를 위해서 가압장의 인버터 설치는 물론이고 펌프의 최적운영을 위해 개발된 펌프운영 프로그램을 가압장 배전반에 장착하여 경제적인 운영이 될 수 있을 뿐만 아니라 실제 상수관망에서 과도한 수압으로 인해 발생할 수 있는 여러 가지 피해를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서는 기존의 펌프장 토출압으로 운영되었을 때와 비교하여 에너지 절감율을 정량적으로 산정하여 비교분석하였다. 가압장 후단의 작은 마을을 대상으로 하여 절감된 전기요금은 적은 양이라 할 수 있겠으나 개발된 시스템을 전국에 적용한다면 에너지 절감으로 인한 경제적 파급효과는 크다고 할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.363-368
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• 1998

고리 1호기 주요기기들에 대한 수면평가 과정에서 원자로 압력용기의 중성자 조사취화에대한 잔여수명평가를 정량적으로 수행하였다. 그 결과 가압열충격 기준온도(R $T_{PTS}$)가 운전년수 34년경에 심사기준온도를 초과할 것으로 예측되어 연장운전 추진 시 선결되어야 할 과제로 인식되었다. 이에 따라 USNRC 가압열충격 규제지침서에 의한 상세 가압열충격 평가연구를 수행하고 있다. 본 논문에서는 원자로 압력용기 가압열충격 현상에 대해 간략히 설명하고 가압열충격 평가의 목적과 방법에 대하여 소개하였다. 더불어 현재 수행중인 고리 1호기 원자로 압력용기 가압열충격 평가의 일부로 수행한 계통 열수력해석과 확률론적 파괴역학 해석의 결과를 제시하고 가압열충격 위험도를 완화하기 위한 조치사항들에 대하여 검토하였다.다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05a
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• pp.594-601
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• 1996

가압기고압력 원자로정지여유도(high pressurizer pressure trip margin)에 영향을 주는 요인들에 대한 민감도 분석을 울진 3,4호기 성능해석코드인 LTCUCN computer code틀 이용하여 수행하였다. 그 결과, 초기 가압기압력, 증기우회제어계통의 quick open지연시간, 터빈우회밸브의 quick opening시간, 원자로출력 감발계통의 용량, 원자로출력감발 제어붕 낙하시간, 가압기 살수작동 설정치 둥이 완전부하상실시 가압기압력을 상승시키는 주요인자임을 알 수 있었으며, 증기우회제어계통 및 가압기살수계통의 용량은 최대 가압기 압력에 미치는 영향이 미미한 것으로 판명되었다. 울진 3,4호기의 참조발전소인 영광 3,4호기의 as-built 자료를 토대로 울진 3,4호기의 원자로정지여유도를 계산한 결과 울진 3,4호기는 완전부하상실사건시 37 psi의 정지여유도를 가질 수 있는 것으로 판단된다. 그러나, 원자로출력감발계통이 있는 ABB-CE type의 울진 3,4호기에서는 완전부하상실사건보다 원자로출력감발계통이 동작하지 않는 부하감발사건이 최대 가압기 압력치를 유발하는 사건이고, 다양한 부하상실사건중에도 운전여유도는 확보하고 있음을 알 수 있었다.