• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.8-20
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• 2003

천연가스는 서울에서 새로운 도시가스로서 지하배관망루 벨브스테이션을 통하여 공급되어 왔다. 그러나 천연가스는 편리함과는 대조적으로 운송시스템의 오류 또는 부주위한 취급으로부터 화재 및 폭발을 야기할 수 있는 매우 실제적인 잠재위험성을 가지고 있다. 따라서 이 연구의 주요 목적은 전형적인 배관망을 구성하는 공급설비의 신뢰성을 평가한 후 주요 잠재위험성의 확인 및 위험성평가를 수행하는 것이다. 본 연구에서는 Fault Tree Analysis와 Event free Analysis에 의해 서울의 임의의 지점 두 곳을 설정하여 최종적인 단계(top event)로서 밸브기지의 소규모 누출과 대규모 누출, 각 도시가스회사로의 천연가스공급중단을 설정하여 각각에 대한 발생빈도의 값을 알아보았다. 그 결과 소규모 누출시 DC, DS 밸브기지에 대하여 각각 3.29, 1.41의 값으로 나타났으며, 대규모 누출에 대하여는 1.90$\times$$10^{-2}$, 2.32$\times$$10^{-2}$, 또한 도시가스회사로의 천연가스공급중단에 대한 각각의 기지에 대한 수치는 2.33$\times$$10^{-2}$, 2.89$\times$$10^{-2}$로 나타났다. 또한 단위 지역 공급설비에 대한 전체적인 신뢰도와 기기별 신뢰도의 계산함으로서 기기와 공급망간의 상호관계성의 인식과, 전체 설비 굽에서 중요한 부분과 좀더 강조되어야 할 부분을 찾아내기 위해 Minimal Cut Set 방법을 사용한 결과, DC 밸브기지의 경우, 기기단위별로는 6, 7, 26, 27 등이 취약함을 보여주고 있으며, 또한 basic event 26, 27의 조합으로 인한 천연가스공급중단의 위험이 가장 크므로 이 부분에 대해서 하나의 라인이 병렬로 추가되어야만 좀더 안정적이고 위험부담이 적은 시스템으로 운영할 수 있다. 이러한 경우 공급중단의 고장율이 1/4로 줄어드는 효과를 가지게 된다. DS 밸브기지의 경우, basic event 4가 천연가스공급중단의 원인의 92%를 차지하고 있다. 그러므로 이 부분의 portion을 낮춰준다면 전체의 고장율도 낮춰질 수가 있고 이 부분에 같은 종류의 라인을 추가로 설치하면 고장율이 약 1/10로 줄어드는 효과를 보게 된다. 또한 기기단위별로는 6, 7, 26, 27 등이 가장 취약한 것으로 나타났다. 이 부분에 대해서는 안전장치나 설비를 추가로 갖추거나, 혹은 점검기간의 주기를 줄이도록 하는 것이 필요하다. 향후 본 연구에서 다루어진 신뢰도 측정방법을 각 공급설비에 대해 적용한다면 좀 더 효율적으로 공급설비의 신뢰도를 계산, 분석할 수 있고, 천연가스공급설비의 안전성 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.79-84
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• 2010

액체로켓엔진 공급시스템을 구성하는 배관, 오리피스, 굽힘관, 벨로우즈, 밸브, 플랜지 등의 공급계 부품들에 대한 액체로켓엔진 공급시스템 모듈을 개발하였다. 이 모듈은 각 부품별로 Sizing이 가능하며 압력강하를 계산할 수 있다. 또한, 공급시스템이 구성되면 시스템 전체 부품 개수, 압력강하, 출구압력, 무게를 도출할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.202-202
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• 2019

상수관망 시스템의 목적은 수요자에게 양적으로 안정하고 질적으로 안전한 용수를 적정 수압으로 공급하는 것이다. 그러나, 상수관망 시스템은 노후화, 시공 중 파손 등 다양한 내 외적 요인들에 의해 파괴가 불가피하며, 이를 복구하는 과정에서 단수는 필연적으로 발생하게 된다. 단수피해를 효율적으로 감소시키는 방법은 인근 배수블록과의 비상연계를 실시하는 것이다. 비상연계란, 관망의 파손 등 비정상상황 발생 시 단수구역에 용수를 공급하기 위해, 인접한 배수블록과 연결된 비상관로를 운용하여 인접 배수블록으로부터 단수구역에 용수를 공급하는 것을 의미한다. 본 연구에서는 비상연계 시 연계공급을 실시하는 배수블록에서의 문제점이 아닌 연계공급을 받는 배수블록에서의 문제점을 실제 A시 관망을 바탕으로 분석하고, 이에 대한 해결책을 제안하였다. 실제 A시에서는 직경 600mm 간선관로(수지식)의 파손으로 2지 배수블록 하단부가 단수되는 사고가 발생하였다. 이에 단수피해를 최소화하고자 인근 배수블록인 1지 배수블록과의 비상연계를 실시하였으나, 2지 배수블록 하단부의 말단부분에서 고압이 발생하고 관로 파손과 같은 추가적인 문제가 발생하였다. 본 연구에서는 A시에서 실시한 비상연계 시나리오를 구축한 후 수원에서의 유한함을 고려할 수 있는 A-PDA 기반 수리해석을 실시하여 대한 고압발생의 원인을 분석하였다. 고압 문제의 원인은 연계 공급을 실시하는 1지 배수블록과 2지 배수블록간의 고도차에 의해 발생한 것으로 사료되며, 이에 대한 해결책으로 감압밸브 추가 설치, 주요 관로 복수화 방안을 제시하였다. 이후 각 해결책에 따른 모델을 구축한 후 수리해석을 실시하여 해결책이 상수관망에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구는 실제 관망에서 비상연계 시 발생한 문제를 분석함으로써 비상연계 시스템 구축 시 추가적으로 발생 가능한 문제 및 해결방안을 제안하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제1호
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• pp.79-82
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• 2006

본 논문은 원자력 발전소의 주요 제어계통 중에서 터빈 조속기 제어계통에 관련한 성능평가를 목적으로 한다. 터빈 조속기 계통은 고압의 유압계통으로 구성되어 있어 구동설비가 복잡하다. 복잡한 기계설비는 운전 중 많은 오동작에 의한 고장을 일으키고, 유지보수에 어려움이 있다. 이러한 복잡한 기계설비에 있어 운전원에 의한 기계성능 평가는 불리한 점이 많다. 예를 들어 서로 다른 시간에서 일어나는 같은 상황에 대해 다른 판단을 내릴 수 있다는 점이다. 터빈 조속기 계통의 기계설비에 있어서 터빈 밸브 유압공급 및 구동장치는 각 터빈벨브 자체에 부착되어 있어 터빈벨브를 동작시킨다. 터빈벨브들은 구동기 유압 서보실린더(Actuator Hydraulic Servo Cylinder)에 의해 열리고 압축된 스프링에 의해 닫힌다. 이러한 시스템을 진단하기 위해서 본 논문에서는 밸브의 내부 압력의 특징정보를 입력으로 하는 퍼지이론을 적용하여 터빈 밸브 구동설비의 성능을 판단하고자 한다. 퍼지이론에 적용하기위해 터빈 조속기 제어계통의 고압 터빈 조절 벨브와 고압 터빈 정지 밸브의 압력변화 데이터를 이용한다. 퍼지이론의 적용과정에서 퍼지 Rule은 실제 운전원이 압력변화 데이터에 대한 판단기준을 근거로 하여 정하기로 한다. 그리고 퍼지이론에 적용한 결과를 분석하고 실제 터빈 조속기 계통의 전문가가 판단 결과와 비교하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권6호
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• pp.48-55
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• 2009

가스발생기 산화제 개폐밸브는 추진기관 엔진공급계에 적용되며, 산화제 개폐를 안정적으로 하는 것을 목표로 한다. 작동유체인 액체산소(LOx)의 유동특성을 고려한 산화제 개폐밸브의 내부 유동 특성을 상용 Software인 FLUENT(Ver. 6.3.26)를 이용해 모사해 보았으며, 작동 압력에 따른 안정성을 NASTRAN(2005 r.2)과 PATRAN(2005 r.2)을 사용하여 계산해 보았다. 밸브의 내부형상 변화에 따른 유량예측 및 구조해석 결과 유량은 2.3~3.8 kg/s, 안전계수는 1.09~1.42 정도로 계산되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1445-1451
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• 2011

공기압 밸브는 자동화 시스템에 공급되는 공기를 제어하는 기능을 지닌 핵심부품으로 널리 사용되고 있다. 하지만 공기압 밸브가 고장이 발생하면 설치되는 시스템의 특성상 전체 시스템에 영향을 미쳐 막대한 손실을 야기 시킬 수 있다. 이로 인하여 최근 신뢰성에 대한 중요성 및 소비자의 요구수준이 날로 증대되고 있어 밸브의 수명을 예측하여 제품의 신뢰성을 확보하기 위한 수명분포, 수명열화 특성 등과 같은 연구가 널리 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 공기압 밸브의 수명예측을 위한 핵심요소인 모수 도출 및 제안을 위하여, 최근 널리 사용되고 있는 플러그인형 공기압 매니폴드 밸브의 척도모수 및 $B_{10}$ 수명값을 완전데이터 수명관측 방법으로 측정하였으며, 수명분포 특성을 확인하기 위하여 상관계수값을 이용한 분포 적합성 검토와 주요성능 결정항목인 동적응답과 누설이 수명에 따라 열화되는 특성을 분석한 결과를 제시한다.

• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.63-72
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• 2010

발사체 추진시스템에서 CC(Combustion Chamber) 산화제 개폐밸브는 액체산소를 연소기로 공급 및 차단함으로써 연소를 개시 및 중단시킬 뿐만 아니라, 정상운영 상태에서는 연소기 내 안정된 연소가 가능하도록 일정한 유량의 액체산소를 공급한다. TM(Technology Model)에 비해 높은 유출계수를 가지는 EM(Engineering Model)이 전반적인 요구 성능을 만족하는 것으로 나타났지만, 성능 향상을 위해 EM의 주요 부분에 대한 추가적인 설계 변경을 수행하였다. 공압 제어부, 중간 플랜지, 그리고 밸브 입구의 립 부분의 형태를 설계 변경하였으며, 해당 시험 시제를 제작하여 성능시험을 수행하였다. 이러한 성능 시험을 통해 의도했던 성능 향상이 이루어진 것을 최종 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권5호
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• pp.9-15
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• 2017

천연가스 연료는 매장량과 경제성 측면에서 미래 가치가 매우 높기 때문에 여러 가지 이용 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있으며 내연기관을 이용한 발전 분야에서도 그 중요성이 점점 증가하고 있는 실정이다. 천연가스 연료를 이용하는 MW급 발전용 대형 왕복엔진의 경우 연료공급시스템의 고도화 개발이 필요한데 그 중에서도 천연가스 분사기의 개발은 실질적인 천연가스 연료 이용을 위한 핵심이다. 본 연구에서는 천연가스 분사기를 상부에 위치한 솔레노이드의 전자기력에 의해 구동되고 하부의 밸브 바디부 전기자와 이동판이 상하로 움직이는 구조의 분사밸브 형태로 고안 및 설계하였으며 이 시작품의 동특성을 엔진 흡기 모사 조건에서 실험하였다. 지난 연구에서는 전기자의 변위와 지름 및 솔레노이드 코어 지름을 변경해 가면서 실험을 수행하였으며, 그 후속으로 솔레노이드 코어의 금속 재질 변경과 메인 하우징의 입구 크기 및 공급 압력에 따른 분사밸브의 동특성을 살펴보았다.

• 한국가스학회지
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• 제24권4호
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• pp.32-38
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• 2020

화학반응기에 발생한 화재·폭발 사고사례를 기반으로 화학반응기에 설치되어 있는 예방조치의 문제점을 분석하였다. 화학반응기는 다품종의 화학제품을 생산하며, 반응폭주시 급격히 상승하는 압력을 해소하기 위해 파열판을 설치하고 파열판의 기능을 유지하기 위해 배출물질을 대기로 배출하도록 허용하고 있어 화재·폭발사고가 발생하였다. 이를 개선하기 위한 방안으로 안전건전성수준(SIL3)을 기반으로 한 안전계장시스템(SIS)을 화학반응기의 예방조치로 적용하였다. 화학반응기의 원재료를 적하하는 배관에 긴급차단밸브를 직렬로 2개 설치하여 반응폭주시 긴급차단밸브 2개 중 1개만 작동하여도 원재료 공급을 차단할 수 있도록 하고, 반응응제제 공급배관에는 자동 ON/OFF 밸브를 병렬로 설치하여 반응폭주시 1개의 밸브만 열려도 반응억제제가 투입될 수 있게 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제27권1호
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• pp.58-67
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• 2023

본 논문에서는 메탄엔진 단일분사기급 연소기의 추력제어를 위해 수행된 드라이런 테스트, 수류시험, 그리고 연소시험 결과를 다루었다. 메탄엔진 연소시험설비의 산화제 및 연료 공급 라인에 유량제어 밸브를 설치한 후, 다수의 드라이런 테스트를 수행하여 밸브가 설정된 스트로크에 빠르고 안정적으로 도달할 수 있도록 하였다. 다음 액체질소와 기체질소를 사용한 수류시험을 진행하여 밸브 제어에 따른 모사 추진제의 안정적인 공급을 확인하였다. 최종적으로 액체산소와 기체메탄을 사용하여 정격 추력 대비 50%~10%의 고정 추력제어 연소시험과 연속 추력제어 연소시험을 성공적으로 수행하였다.