• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.322-322
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• 2013

$CO_2$를 $CH_4$와 열 및 전기화학적인 반응을 통해 고농도의 CO 및 $H_2$로 구성된 합성가스로 효율적으로 전환시키기 위해, 반응가스 주입용 간극형 노즐을 가진 비이송식 직류 열플라즈마 토치 시스템을 설계, 제작하고 다양한 조건에서 이 두 가스의 개질 실험을 수행하였다. 설계 제작된 간극형 노즐과 리액터 내 고온 반응 영역을 활용한 $CO_2$ 및 $CH_4$ 반응가스의 효율적인 처리를 통하여, 최고 70% 이상의 $CO_2$ 및 $CH_4$의 전환율과 최고 80% 이상의 CO 및 $H_2$선택도를 달성할 수 있음을 확인하였다. 또한, 상기 조건의 경우, 플라즈마 입력 전력 10.6 kW 대비 49 lpm 의 반응가스 처리량을 통하여 얻은 것으로 최고 2.5 mmol/kJ 이상의 Specific Energy Requirement (SER) 조건도 만족할 수 있음을 보였다. 특히, 제안된 막대 음극-반응 가스 주입구를 가진 양극 노즐 플라즈마 토치의 경우, $CH_4$ 반응가스를 음극에 직접 닿지 않도록 간극을 통해 주입하게 함으로써, 반응 가스 분해에 의한 음극 등 전극 부식을 최소화하면서도 고에너지 전자가 풍부한 아크 컬럼에 의해 $CO_2$ 및 $CH_4$의 전환 반응을 효율적으로 일으킬 수 있어 효율적인 $CO_2$ 및 $CH_4$ 개질을 위한 열플라즈마 토치 시스템의 개발이 기대된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.6 no.4
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• pp.1-6
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• 2002

A numerical heat transfer analysis and the structural analysis were performed for the design of sub-scale combustion chamber's coolant passage. The heat flux through the combustion chamber wall was estimated by 2-D heat transfer analysis of compressible hot gas and the result was applied as a thermal boundary condition of 3-D analysis. The heat flux estimated by the present method agreed well with the experimental correlation and proved to be insensitive to cooling condition. So the same thermal boundary condition was applied for various operating conditions. The maximum temperature of combustion chamber wall was predicted by 3-D analysis for single coolant passage and the result will be used for the development of a regeneratively cooled combustion chamber. Also estimated were the stress distribution and structural safety of coolant passage through the static structural analysis.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.40-46
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• 2011

A velocity-compounded(VC) turbine of the 75ton turbopump was developed as an improved performance backup for a single-rotor base-line turbine. Curvic coupling was used for the connection between rotors and shaft. High temperature torsion test and spin test was performed for the curvic coupling design validation. Aerodynamic performance test revealed that the developed VC turbine can generate 20.5% higher specific power than the base-line turbine. It has been measured that $1^{st}$ rotor of the subject turbine generates 74.1% of total power at design operating condition.

• The Proceedings of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.11 no.4
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• pp.82-91
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• 1997

In this paper, a design method of the boiler-turbine control system in the coal fired power plant is proposed. We need to control electric output and drum pressure and water level in drum to guarantee stable operation and save energy for generating electricity and decrease air pollution in the boiler-turbine system. This boiler-turbine control system is composed of reference model part and model following part. The multivariable boiler-turbine system is separated into 3 SISO(Single Input Single Output) systems applying the concept of relative gain matrix. Each 3 reference models for separated boiler-turbine system are composed of 1st order nominal plant and hysteresis integral control system and they make good dy¬namic response with no overshoot and fast rising time. Each fuzzy controller to follow as close as possible to the response of each reference model is designed. The robustness and the good tracking property can be achieved using 5150 fuzzy controllers when there are modeling errors, disturbances and parameter pertur¬bations. The effectiveness of the proposed design method is verified through simulations.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.4
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• pp.395-402
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• 2010

Baffle injectors are protruded into the combustion chamber and form an anti-pulsating baffle to prevent high-frequency combustion instabilities in transverse modes. Being exposed to a high heat-flux environment, the baffle injector has self-cooling passages through which kerosene is convected and heated. The baffle injector with 20 spiral cooling channels has been developed and successfully applied to 30 $ton_f$-class combustors without any performance loss due to an additional cooling. In this work, numerical analysis of conjugate heat transfer in baffle injectors with various cooling channel designs has been performed in order to reduce the fabrication cost which would be considerably increased for the 75 $ton_f$-class combustor. Prior to the application to a full-scale combustor, the thermal durability of the modified design has been verified through the subscale hot-firing tests.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.15 no.6
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• pp.56-62
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• 2011

An experimental study on design of a catalytic ignitor was performed to use an ignition source for a small bi-propellant liquid rocket engine which use hydrogen peroxide and kerosene as propellants. In the catalytic ignitor, hot gas of hydrogen peroxide which was decomposed by a catalyst induced autoignition of kerosene. Mass flow rate and O/F ratio for the ignitor were calculated by CEA code. A combustion chamber which had a quartz window and thermocouples was manufactured to determine whether the ignition is successful. Ignition performance was investigated according to exit area of fixed rings and mixture ratio. Results showed that reliable ignition performance was achieved at non-choking exit area of fixed ring and O/F ratio of 6~8.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.17 no.2
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• pp.50-58
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• 2013

Various process piping usually carries out high flammable and explosible gas under high pressure and high temperature. Due to frequent change of design and structure it becomes more complicated and compactly located. The safety management level is relatively low since it is considered as simply designed component. In this study a safety assessment procedure is proposed for complicated piping system around a mixing drum in which natural gas and by-product gases were mixed. According to ASME code, pipe stress analysis was conducted for determining design margin at some key locations of the piping. These high stress locations can be used as major inspection points for managing the pipe integrity. Sensitivity analysis with outside temperature of the pipe and support constraint condition. Possible effect of hydroen gas to the pipe steel during the previous use of the by-product gas was also discussed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.465-465
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• 2014

증식블랑켓모듈(TBM, Test Blanket Module)을 개발하여 왔다. 이 두 증식블랑켓모듈은 모두 헬륨냉각을 기반으로 개발 되어왔으며 이에 따라, 헬륨순환기, 헬륨히터 및 헬륨열교환기 등에 대한 기본적인 연구가 수행되었다. 이후 2012년 고체형 증식블랑켓모듈을 ITER TBM 개념으로 주도하기로 결정함에 따라, HCCR (Helium Cooled Ceramic Reflector) TBM의 보조계통인 하나인 헬륨냉각계통(HCS, Helium Cooling System)에 대한 개발이 본격적으로 이루어졌다. 한국원자력연구원에서는 HCCR TBM의 냉각성능을 만족하기 위하여 8 MPa, 1.5 kg/s 및 $300/500^{\circ}C$ (입구/출구 온도)의 운전조건을 갖는 헬륨냉각계통의 설계를 완료하였다. 설계된 헬륨냉각계통은 HCCR TBM에서 회수된 약 $450^{\circ}C$의 헬륨을 열회수기(recuperator)기와 냉각기를 통해 상온으로 냉각시킨 후, 필터를 통해 헬륨을 여과시킨다. 여과된 헬륨은 헬륨순환기에 의해 가압되어 열회수기를 다시 지나 $300^{\circ}C$ 이상으로 가열된다. 가열된 헬륨은 열회수기를 지나지 않는 상온의 헬륨과 혼합되어 최종적으로 HCCR TBM의 입구온도 조건인 $300^{\circ}C$로 맞추어 HCCR TBM에 공급된다. 이러한 열회수기 중심으로 '${\infty}$' 모양의 자가 교차로 설계된 헬륨냉각계통은 고온영역과 저온영역으로 냉각회로를 구분하여 순환기, 필터 및 각종 계측기의 운전온도 환경을 상온으로 유지시킬 수 있어 운전 및 유지보수 관점에서 이점이 있다. HCCR TBM의 헬륨냉각계통 설계 및 핵심 기기를 실증하고, 운전 경험을 쌓기 위하여 헬륨공급장치(HeSS, Helium Supply System)를 헬륨유량기준 1/3 규모(0.5 kg/s)로 구축하였으며, '14년까지 HeSS를 실증규모로 업그레이드 하기 위하여 80기압 환경에서 압축비 1.1, 유량 1.5 kg/s의 성능을 내는 헬륨순환기를 설치할 예정이다. 현재 구축된 1/3 규모 HeSS는 국내 구축된 전자빔 고열부하 시험 장비인 KoHLT-EB (Electron Beam)와 연계되어 HCCR TBM의 일차벽(플라즈마 대향부품)을 검증할 예정이며, 이를 통해 얻어진 열수력 DB는 현재 개발중인 핵융합로 안전해석코드인 GAMMA-FR 검증에 활용될 계획이다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.25 no.2
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• pp.115-124
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• 2015

Thermal energy storage (TES) is a technology that stores surplus thermal energy at high or low temperatures for later use when the customer needs it, not just when it is available. TES systems can help balance energy demand and supply and thus improve the overall efficiency of energy systems. Furthermore, the conversion and storage of intermittent renewable resources in the form of thermal energy can help increase the share of renewable resources in the energy mix which refers to the distribution of energy consumption from different sources, and to achieve this, it is essential to combine renewable resources with TES systems. Underground TES using rock caverns, known as cavern thermal energy storage (CTES), is a viable option for large-scale, long-term TES utilization although its applications are limited because of the high construction costs. Furthermore, the heat loss in CTES can significantly be reduced due to the heating of the surrounding rock occurred during long-term TES, which is a distinctive advantage over aboveground TES, in which the heat loss to the surroundings is significantly influenced by climate conditions. In this paper, we introduced important factors that should be considered in the shape and multiple layout design of TES caverns, and proposed guidelines for storage space design.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06b
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• pp.313-317
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• 2010

최근에는 반도체 공정 기술의 발달로 인하여 프로세서의 성능은 급속도록 발전하였다. 하지만 프로세서에서 소모되는 전력이 급속도록 증가하고, 이에 따라 발생된 높은 온도는 프로세서 신뢰성에 부정적인 영향을 미치고 있다. 그러므로 최근의 프로세서 설계 시 전력, 온도등도 성능과 함께 중요한 고려사항이다. 프로세서의 신뢰성에 치명적인 영향을 미치는 고온현상을 해결하기 위해서 여러 가지 연구가 이루어지고 있다. 대표적으로 방열 판, 냉각 팬 등을 이용한 기계적인 기법과 동적 온도 관리 기법, 연산 이관 기법등을 적용한 구조적인 기법이 활발하게 연구되고 있다. 이러한 기법들의 적용으로 프로세서의 온도를 효과적으로 제어할 수 있게 되었으나 기계적인 냉각 기법은 냉각 효율성이 높지 않다는 단점이 존재하고, 구조적 설계 기법을 통한 냉각기법은 온도를 제어하기 위해 프로세서의 성능을 저하시키는 치명적인 단점이 존재하기 때문에 두 기법 모두 더 많은 연구가 필요하다. 최근의 프로세서 온도 제어 연구의 초점은 부가적인 장치를 통해 프로세서 내에서 발생 된 온도를 제어하는 기계적인 냉각 기법에서 프로세서 내에서 발생하는 온도를 효과적으로 제어하여 프로세서의 신뢰성과 냉각 비용을 절감할 수 있는 구조적 설계 기법으로 이동하고 있다. 본 논문에서는 연구의 초점이 이동하는 원인에 대해 분석하고자 고성능 프로세서에서의 기계적 냉각 기법의 냉각 효율성을 분석하고자 한다. 실험 결과, 온도를 제어하는 데 있어서 매우 높은 비용($1^{\circ}C$ 감소 당 최대 3.58W, 평균 3.36W)이 소모되는 것으로 나타났다. 향후에는 구조적인 설계 기법의 냉각 효율성을 분석하는 실험을 진행하고자 한다.