• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.30 no.5
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• pp.489-496
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• 2010

The power generation and chemical industry have been subjected to further material degradation with long term operations and need to predict the remaining service life of components, such as reformer tube and steam turbine rotor, that have operated at elevated temperatures. As a non-destructive technique, replication method with reliable metallurgical life and microstructural soundness assessment has been recognized with strongly useful method until now. Developments of this method have variously accomplished by new quantitative approach, such as carbide analysis, with A-parameter and grain deformation method. An overview of replication, some new techniques for material degradation and life assessment were introduced in this paper. Also, on-site applications and its reasonableness were described. As a result of having analyzed microstructure by replication method, carbide approach was quantitatively useful to life assessment.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.1
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• pp.15-20
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• 2017

The main purpose of the ball valve ball is to be moved by the rotation of the stem when fully open or completely closed. In this study the heat of the initial model, which used a structure interaction analysis technique, tried to examine the structural safety of the high temperature for the ball valve. In the initial model the stress of the exiting sheet was more than the yield strength. We selected two design shapes with variables of length and thickness for the optimization of the sheet. The Kriging interpolation method was applied to a meta-model-based optimization technique. As a result, it was possible to find a thickness and length for the sheet within the yield strength. This was done by measuring the value of the capacity coefficient of the valve and evaluating the performance of the ball valve.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.2 no.3
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• pp.201-209
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• 2004

Important operation parameters and performance of a high temperature ceramic candle filter system were evaluated through a series of demonstration tests at a pilot-scale vitrification plant. At the initial period of each test, due to the growth of dust cake on the surface of ceramic candles, the pressure drop across the filter media increased sharply. After that it became stable to a certain range and varied continuously proportion to the face velocity of off-gas. On the contrary, at the initial period of each test, the permeability of filter element decreased rapidly and then it became stable. Back flushing of the filter system was effective under the back flushing air pressure range of 3∼5 bar. Based on the dust concentrations measured by iso-kinetic dust sampling at the inlet and outlet point of HTF, the dust collection efficiency of HTF evaluated. The result met the designed performance value of 99.9%. During the demonstration tests including a hundred hour long test, no specific failure or problem affecting the performance of HTF system were observed.

• Journal of Energy Engineering
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• v.26 no.2
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• pp.1-11
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• 2017

While they are becoming more viable, synthetic natural gas (SNG) plants, with their high temperatures and pressures, are still heavily dependent on advancements in the state-of-the-art technologies. However, most of the current work in the literature is focused on optimizing chemical processes and process variables, with little work being done on relevant mechanical damage and maintenance engineering. In this study, a combination of pipe system stress analysis and detailed local stress analysis was implemented to prioritize the inspection locations for main pipes of SNG plant in accordance to ASME B31.3. A pipe system stress analysis was conducted for pre-selecting critical locations by considering design condition and actual operating conditions such as heat-up and cool-down. Identified critical locations were further analyzed using a finite element method to locate specific high-stress points. Resultant stress values met ASME B31.3 code standards for the gasification reactor and lower transition piece (bend Y in Fig.1); however, it is recommended that the vertical displacement of bend Y be restricted more. The results presented here provide valuable information for future risk based maintenance inspection and further safe operation considerations.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.23 no.5
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• pp.541-548
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• 2017

A theoretical study on gas-liquid two-phase flow flushing systemnitrogen gas to the oil used for existing flushing equipment was conducted on the basis of ISO code so as to improve performance of existing high-temperature oil flushing equipment used in ocean plant facility drying field. For study, we analyzed process simulation results mixed fluid mixing ratio, temperature, Reynolds number and liquid hold up affectcleaning performance after designing oil-nitrogen gas mixture flushing system process. As a result, as the volume flow rate of mixed fluid increases with the tube diameter the volume fraction of the gas phase constant, the liquid fraction difference value at the inlet and outlet of horizontal hydraulic piping increases. It was found that the phase distribution between oil and nitrogen gas bubbles varies depending on the position the pipe lengthdirection. This change in phase distribution is expected to have a significant impact on the clean performance of an oil-nitrogen gas mixture flushing system.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.143-143
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• 2010

GTL(Gas-to-Liquids)공정 중 합성가스 제조공정(Reforming Process)인 ATR(Auto-Thermal Reforming), SCR(Steam Carbon Reforming), POx(Partial Oxidation)의 시뮬레이션 연구를 수행하였다. Reforming 공정에서 생산된 합성가스는 GTL 합성유 제조공정인 FT(Fischer-Thropsch) 반응기로 주입되며, 합성유 생산에 최적의 효율을 보이는 H2/CO 비(합성가스에 포함된 반응물비)는 2.0으로 알려져 있다. FT공정은 합성가스를 원료로 고온 및 고압 반응을 거쳐 GTL 공정의 최종 생산품인 FT합성유를 제조하는 공정이다. 본 연구에서는 FT공정 효율 극대화를 위해 reforming 공정에서 생성되는 합성가스 내 H2/CO의 비를 2로 수렴토록 모사조건을 설정하였으며, 상기 조건을 만족하는 reforming 공정들의 운전 온도 및 feed 조성을 분석하고 비교하고자 한다. 현재 GTL 플랜트관련 산업계에 적용 혹은 주 연구대상인 reforming 공정으로는 ATR, SCR, POx 공정이 있다. ATR 공정은 $850{\sim}1100^{\circ}C$에서 메탄, 스팀 및 산소를 원료로 활용하여 H2 및 CO를 생산하는 공정으로 발열/흡열 반응이 상존하여 에너지 비용이 낮지만 공정구조 상 열회수설비 및 ASU(Air Separation Unit)이 필요하기에 CAPEX(초기설비 설치비용)가 높은 편이다. SCR공정은 CH4, Steam 및 CO2를 연료로 하기에 이산화탄소가 일정부분 포함된 가스전에도 적용이 가능하나 공정 운전 중 지속적으로 외부에서 열을 공급해야 하기에 에너지 투입비용이 높은편이며, 탄소침적의 문제가 있어 대용량 플랜트에는 적합하지 않다. POx공정은 약 $1,500^{\circ}C$의 고온에서 CH4가 O2에 의해 부분 산화되는 방식으로 촉매가 필요없어 설비비가 타 공정에 비해 저렴하나 생산가스의 H2/CO비가 다소 낮아 전체적인 GTL 공정효율이 저하되는 단점이 있다. 상기 세 공정은 GTL 산업계에서 실증 및 효율증대를 위해 주로 연구되는 공정이기에 본 연구의 분석대상으로 설정하였다. 본 연구에서는 상용공정모사기인 Aspen Plus를 활용하여 reforming 공정별로 FT합성공정의 최적 조건(H2/CO=2)을 만족하는 합성가스 생산조건 분석 및 비교를 수행할 예정이다. 운전조건인 공정 운전온도 및 feed 가스조성 등을 모사하기 위해 합성가스 reforming 공정을 모델링하고 공급유량 및 압력 등의 운전변수는 GTL국책과제 1단계 연구수행 결과를 토대로 선정하고자 한다. GTL공정의 경우, 설비의 운전조건이나 연료가스의 구성 및 유량에 따라 적합한 reforming 공정이 다르기에 본 시뮬레이션 결과를 향후 GTL 플랜트 공정모델 설계시 reforming 공정선정에 참고자료로 활용하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.73.1-73.1
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• 2011

분류층 석탄가스화기에서 슬래그의 원활한 배출은 가스화 플랜트 운전 및 성능에 중대한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 가스화기의 운전 온도에서 슬래그 점도가 일정수준 이상인 경우에는 가스화기 하부 슬래그 배출구 막힘 현상을, 일정 수준 이하일 경우에는 Membrane wall의 slag 두께가 얇아져 가스화기 수냉벽에 열적 악영향을 미친다. 가스화기의 안정적인 운전을 위한 석탄 선정 시, 석탄 슬래그의 용융온도 및 점도의 파악이 중요하다. 일반적으로 석탄슬래그의 용융온도는 ASTM D-1857 절차에 따른 환원분위기에서의 회융유온도(FT)측정을 통해, 점도는 고온점도측정 실험을 통해 분석하고 있다. 이런 실험적인 분석방법은 다양한 슬래그조성 및 온도 변화에 따른 영향을 살펴보기에는 많은 시간과 비용이 발생하므로 슬래그조성 및 온도 변화에 따른 용융온도 및 점도 예측이 필요하다. 본 연구에서는 200여 탄종의 회용유점 측정 결과와 FactSage에서 예측되는 슬래그 결정상 생성 및 회용유점(FT)에서의 고체분율과의 상관관계를 분석하였다. 이를 바탕으로 다양한 Ash 조성(SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO)에 대한 회용유점(FT)을 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 또한 50여 탄종의 슬래그 점도 측정 결과를 Facsage에서 예측되는 결정상 종류 및 Ash 조성을 기준으로 분류하였다. 결정상 종류 및 Ash 조성을 기준으로 기존 슬래그점도예측모델를 활용하여 보다 정확한 슬래그 점도 예측 프로세스를 개발하였다. 본 연구 결과는 플랜트 운전 결과 검증을 통하여 석탄 가스화 플랜트에 적합한 석탄의 선정, 혼탄 비율 및 첨가제 투입량 결정을 위해 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.13 no.3B
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• pp.3-13
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• 1999

The diffusion characteristics of the high temperature and salinity water discharged in Chinhae Bay under BMP(Barge-Mounted Plants) desalination processes were simulated to access environmental impact. The 3-D baroclinic flow model is formulated by integrating the basic equations with respect to each control volume and by transforming them into a finite difference form using the space-staggered grid system. With a 3-D baroclinic flow model, the tide-induced and density-induced current was computed and confirmed by comparing with observed data. From the results of numerical experiment, it is expected that the maximum diffusion lengths of the high temperature and salinity which increase $0.6^{circ}C$ and 0.2 after discharging are 1 km and 3.5km, respectively. It may be expected that the discharge has an effect on surrounding area of discharge, but not an effect on whole area of Chinhae Bay.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.6
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• pp.609-617
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• 2011

There is a trend towards the progressive use of higher operating temperatures and stresses to achieve improved efficiencies in power-generation equipment. It is important to perform the crack assessment under hightemperature and high-pressure conditions. The C(t)-integral is a key parameter in crack assessment for transient creep states. The estimation of the C(t)-integral is complex when considering the mechanical and thermal loads simultaneously. In this paper, we study estimation of C(t)-integral under combined mechanical and thermal load depending on loading conditions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.121.2-121.2
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• 2016

PFA 라이닝 밸브 (PFA Lined Valve)는 고온 (~120oC) 고압 (~10 bar)에서 강한 부식성을 갖은 화학물질 (염산, 황산, 질산 등)을 이송시킬 수 있도록 내식성, 비점착성, 내열성 향상을 위한 불소계 수지 PFA (Perfluoroalkoxy)가 밸브 내면부에 가공되어 있으며, 고순도 화학약품 및 반도체 LCD 석유화학 제철 제약 분야 등의 제조공정에서 사용되고 있다. 미국 EPA (Environmental Protection Agency)에서는 석유화학 플랜트에서 발생되는 비산배출 (fugitive emission)의 대부분인 60% 정도가 밸브에서 발생된다고 보고하고 있으며, 근래 빈번한 불산 노출사고 내용을 매스컴에서 접할 수 있는 것처럼 PFA 라이닝 밸브가 설치되는 산업현장에서는 미소 누설에도 치명적인 인명피해 사고가 발생하기 때문에 국제규격에 따른 PFA 라이닝 밸브의 기밀누설에 관한 규제 및 관리가 중요하다. 본 논문에서는 가압진공법을 이용하여 PFA 라이닝 볼밸브의 비산배출 측정하였으며, 작동횟수/온도변화에 따른 PFA 라이닝 볼밸브의 비산배출 특성을 고찰하였다.