• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.16 no.5
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• pp.56-60
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• 2002

본 논문은 고온 고압의 유류 수송용 이중배관의 팽창에 대한 해석적 방법에 대한결과고찰과 해석, 그리고 설계시 응용이 가능한 현상에 대해 논하였다. 고온의 유류수송시 온도를 유지할 목적으로 내부의 수송 배관과 외부의 케이싱 배관사이에 절연체가 쓰여진다.이런 이중배관의 팽창을 조사할 수 있는 간단한 해석적 방법이 개발되었다. 본 논문에서는온도의 분포, 입력, 토질의 저항, 수송배관과 케이싱 배관과의 상호작용 등이 고려되어졌으며, 이 해석적 방법은 심해의 이중배관 해석에 적합하게 개발되었다. 계산의 결과 분석에서고온의 영향이 고압보다 현저한 것이 밝혀졌다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2014.04a
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• pp.216-216
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• 2014

과거 유체 유발 진동(FIV : Fluid Induced Vibration)은 배관계 설계 하중에 고려되지 않은 설계 하중이었다. 하지만, 원자력 발전소 또는 화력 발전소의 배관형상이 복잡하고 고온수가 배관 내부에서 유동하는 배관계에서 육안으로 관측이 가능한 배관진동이 발생하였다. 이에 배관 진동에 대하여 원인 분석과 배관 구조 건전성 평가에 관심을 가지게 되었다. 배관 진동은 배관 형상에 따라 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동이 하나의 원인이며, 고온수가 유동하는 배관일수록 압력 변동에 대한 배관 진동이 크게 나타나는 것으로 분석되었다. 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동을 불규칙 수력하중이라고 한다. 본 연구에서는 배관 내부에서 난류 유동으로 발생하는 불규칙 수력하중을 유동해석을 이용하여 PSD(Power Spectral Density)로 산출하고, PSD 하중을 이용하여 불규칙 구조 응답 해석을 수행하여 배관계 응력 분포에 대하여 연구하였다. 배관 내부 난류 유동에 대한 불규칙 수력하중은 DES 난류 모델을 사용하여 시간에 대한 배관 내부 표면의 유체 속도를 유동 해석으로 산출하였으며, 유체 속도를 동압으로 계산한 후 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하여 PSD 하중으로 산출하였다. 그리고 불규칙 구조 응답 해석에서 배관 내부 유체 영향에 대한 진동 감쇠를 표현하기 위하여 유체 질량을 산출하고, 배관 구조 해석 모델 표면에 질량을 입력하는 방법으로 배관 고유진동수 및 불규칙 구조 응답 해석을 수행하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.23 no.3
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• pp.116-124
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• 2014

In the plants operated under high temperature condition, piping system load analysis is often performed to prevent accidents caused by thermal deformation and also to locate inspection prioritity points of the piping system. In this study, piping system stress analysis was performed for a pipe system between the reactors in a process plant. The piping system includes typically installed hangers and expansion joints. In order to evaluate the effects of structural components such as hangers and expansion joints, the case for the expansion joint or the hanger under abnormal operation is considered. By comparison anlaysis results of piping system during normal operation and abnormal operation, the role of each pipe components are studied.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.20 no.1
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• pp.18-26
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• 2000

Boiler high-temperature pipelines such as main steam pipe, header and steam drum in fossil power plants are degraded by creep damage due to severe operating conditions such as high temperature and high pressure for an extended period time. Conventional measurement techniques(replica method, electric resistance method, and hardness test method) for measuring creep damage have such disadvantages as complex preparation and measurement procedures, too many control parameters. And also these techniques have low practicality and applied only to component surfaces with good accessibility. In this paper, artificial creep degradation test and ultrasonic measurement for their creep degraded specimens(Cr-Mo alloy steels) were carried out for the purpose of evaluation for creep damage. Absolute measuring method of quantitative ultrasonic measurement for material degradation was established, and long term creep degradation tests using life prediction formula were carried out. As a result of ultrasonic tests for crept specimens. we conformed that both the sound velocity decreased and attenuation coefficient linearly increased in proportion to the Increase of creep life fraction($\Phi$c).

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.318-321
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• 1995

원자력 발전소의 안전성 보장 및 신뢰성 향상을 위하여 시운전 단계에서 원자력 발전소내 안전등급에 해당하는 배관계통의 상태 확인을 위하여 각종시험을 하도록 되어있다. 특히 새로운 설계기념, 크기 또는 용량을 갖는 원자로 모델에 대해서는 필수적으로 건전성 평가를 하게 되었다. 이를 위해 발전소 건설기간에 시행하는 고온 기능시험 중에 원자로 주변 주요 시스템인 원자로 냉각재 루프 계통에 대한 건전성 확인을 위해 압전형 고온 가속도 센서를 이용하여 정상운전상태의 진동을 측정하여 시스템 진동거동을 규명하였다. 배관시스템의 일상운전상태는 유체의 흐름과 기기운전이 일정한 정상상태와 펌프의 기동 또는 정지 및 밸브의 급격한 개폐등으로 발생하는 과도상태로 나눌 수 있다. 따라서 두 가지 상태의 진동을 측정해야 한다. 배관계통은 정상운전 상태로 설계수명을 유지할 수 있어야 하므로 정상진도잉 최소화 되어야 한다. 진동 평가기준은 배관재질의 응력(S/N 커브) 곡선을 참조하여 설계수명내에 손상이 일어나지 않도록 재료의 허용응력을 산정하고 이를 진동변위로 환산하여 정한 것이며 이 값에 측정 데이타를 비교하여 1차계통 배관의 건전성을 확인하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.62-62
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• 2009

석탄화력발전소의 CO2배출량 감소와 고효율, 대용량화로 인해 초초임계압(USC:Ultra Super Critical) 화력발전소의 건설이 증가하고 있다. USC 발전소는 효율향상을 위한 증기온도와 압력의 상승 때문에 보일러 고온고압부에 기존의 소재에 비해 고온강도와 내산화성의 재료물성이 향상된 신소재 적용이 불가피하다. 특히 사용된 신소재 중에서 보일러 본체를 구성하는 수냉벽관(Water wall), 과열기와, 재열기용 튜브 및 후육부인 헤더와 배관재로 기존의 2.25Cr-1Mo강을 개량한 2.25Cr-1.6W계 내열강이 적용되고 있다. 2.25Cr-1.6W강은 SMI와 MHI가 공동개발한 소재로 1995년 튜브제품이, 1999년에 단조, 파이프재, 플레이트제품이 ASME code case로 등재되었고, 2009년 ASME code case 2199-4로 개정되어 사용 중이다. 이 소재는 2.25Cr-1Mo강에 고온강도 개선을 위해 석출강화효과가 있는 V과 Nb을 첨가하였고, 탄화물의 열적안정성과 고용강화효과 증대를 위해 W을 첨가하였다. 그리고 제작성과 용접성 및 재료의 인성 향상을 위해 B첨가와 C함량을 낮추었다. 합금성분의 첨가와 조정에 의해 고온강도는 개선되었지만, 보일러 설치 및 보수를 위한 용접과정에서 용접금속과 CGHAZ(Coarse Grain HAZ)에서 용접균열이 발생하였다. 대부분의 용접균열은 용접결함이나 고온 혹은 저온균열이 아닌 2.25Cr-1.6W계강의 강도 개선을 위해 첨가한 V과 Nb이 용접후열처리 도중 입내에 MX형태의 미세석출로 입내를 강화시킴으로서 발생한 재열균열 민감성 증대에 기인된 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서 용접 및 후열처리 과정에서 용접금속과 HAZ에서 발생하는 용접금속의 응력분포를 전산해석을 통해 확인하고 실제 후육파이프 용접부에서 잔류응력을 측정해 비교하였다. 용접부 응력분포는 SYSWELD 프로그램을 사용해 해석을 수행하였고, 발전소 실배관재의 용접부 응력측정은 수평부 측정이 용이하도록 지그를 부착한 Potable 잔류응력측정기를 사용해 Hole Drilling Method(HDM)를 적용하여 잔류응력을 측정하였다. 해석 결과 CGHAZ부위의 잔류응력이 용접금속과 기타 부위에 비해 높은 응력분포를 나타냈으며, 이는 CGHAZ와 용접용융선 부근에서 균열이 발생하는 실제값과 일치하는 결과를 보였다. 실제 배관재 용접부에서 측정한 잔류응력값은 항복응력의 약 50% 이하 응력값을 나타냈다. 배관 구조에 기인한 시스템응력의 영향을 제거하기 위해 배관재 용접부를 중심으로 양끝단을 절단 후 용접부에서 측정한 응력은 항복응력 대비 25%수준의 낮은값을 보였다. 그러나 배관재가 장기간 고온환경에 노출되었고 용접금속 내부의 균열이 발생한 상태에서 측정하였기 때문에 용접잔류응력은 상당부분 해소되어 상대적으로 낮은 응력값이 얻어진 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2014.07a
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• pp.245-248
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• 2014

산업플랜트에는 고온 고압 배관 시스템을 갖춘 곳이 많으며, 이 배관 시스템의 건전성은 매우 중요하게 취급된다. 배관의 건전성 유지를 위해서는 일정 기간 동안 배관의 안정성 검사를 수행하게 되는데, 배관 시스템의 복잡성과 위험성으로 인한 검사자의 접근 자체가 매우 어려운 상황이 빈번하게 발생한다. 이를 해결하기 위하여 로봇 개술을 적용하는 연구개발이 지속되고 있는데 본 논문에서는 5축 대관절 매니퓰레이터 형태의 배관 등반이 가능한 반자동 원격 제어 로봇의 개발에 대하여 기술한다. 이 로봇의 구현을 위해서는 로봇의 배관 인지 기술, 로봇의 배관 그리핑 기술, 5축 관절의 제어 기술, 그리고 원격제어기술등이 요구된다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.10a
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• pp.345-350
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• 1997

1980년대 이후로 원자로냉각재 온도를 계측하기 위한 RTD우회배관 계통을 제거하고 RCS 배관에 직접삽입식 RTD를 설치하여 온도를 계측하고 있다. 이에 고리 1,2,3,4호기에서도 직접삽입식 RTD를 설치하고자 한다. 이때 고온관 온도층화에 의한 계통측정정확도(PMA)가 설비 개선후 어떻게 변하는지 평가하였다. 평가 결과 RTD우회배관 계통의 PMA는 1.3℉F이고 직접삽입식 RTD 계통은 1.0℉로 계산되어 설비 개선후의 불확실도가 작아짐을 확인하였다.

• 열병합발전
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• s.38
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• pp.13-19
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• 2004

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.20 no.1
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• pp.10-17
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• 2000

In boiler high-temperature pipelines such as main steam pipe, header and steam drum in fossil power plants, conventional measurement techniques(replica method, electric resistance method, and hardness test method) for measuring creep damage have such disadvantages as complex preparation and measurement procedures, too many control parameters. And also, these techniques have low practicality and applied only to component surfaces with good accessibility. It needs to apply a reliable and quantitative ultrasonic nondestructive evaluation method that can be replaced for these equipment. In this study, both artificial creep degradation test using life prediction formula and frequency analysis by ultrasonic tests for crept specimens were carried out for the purpose of nondestructive evaluation for creep damage. As a result of ultrasonic tests for crept specimens, we conformed that the high frequency side spectra decrease and central frequency components shift to low frequency band, and also their bandwidth decreases as increasing creep damage in backwall echos.