• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권3호
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• pp.420-424
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• 1994

가압경수로형 원자력발전소의 저출력 및 과도상태에서의 개선된 증기발생기 수위 제어 방식을 제시하였다. 수축 및 팽창 현상에 의한 수위의 요동을 줄이기 위해 기존의 비례·적분 제어기에 증기발생기 압력 및 급수온도를 고려한 앞먹임 보상부를 첨가하였다. 원전 훈련용 시뮬레이터를 이용하여 시뮬레이션을 수행한 결과 기존방식에 비해 적은 수위오차, 훨씬 빠른 진정시간을 얻을 수 있었다. 제시된 알고리즘은 구현이 용이하고 실제 적용도 가능하리라 판단된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.159-159
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• 2011

수자원 공급의 시 공간적 편차가 큰 우리나라에서는 수자원을 이용하기 위해서 다수의 댐을 건설하고 있다. 특히, 생활수준의 향상으로 용수 수요가 급증하였기 때문에 용수가 부족한 곳에는 광역상수도 사업 등을 통하여 용수를 공급하고 있다. 댐에서 용수가 공급되기까지의 과정은 일종의 관수로 흐름으로 생각할 수 있다. 관수로 내를 흐르는 유체가 갑자기 정지하게 되면, 유체 운동 에너지의 변화가 유발되고, 그로 인해 관내에 급격한 압력의 상승이 일어나게 된다. 반대로 정지하고 있던 유체가 빠른 속도로 흐르게 되면 압력 감소가 급격하게 발생한다. 이와 같이 유체 운동 상태의 급변에 의한 압력변화와 그에 따른 압력파가 음속의 속도로 상 하류로 전파되는 현상을 수격작용(waterhammer)이라 한다. 통상적으로 수격작용은 밸브 개폐 정도가 갑자기 바뀔 때, 펌프의 급격한 기동이나 정지 시, 터빈 내 전력소요가 갑자기 바뀔 때, 댐 수위의 갑작스런 변화, 펌프 임펠러의 진동, 물 수요의 급격한 변화 등에 의해 발생하며, 수격작용은 유체의 질량과 운동량 때문에 관 벽에 큰 힘을 가하게 되어 정상적인 동수압 보다 몇 배나 큰 압력을 발생시킴으로 관 자체는 물론 펌프, 밸브, 터빈 등 관 시설물을 파손시키거나 진동, 소음 등을 야기시킴으로 대규모 건물, 공장, 발전소 등을 설계할 경우 그에 대한 적절한 대책을 강구하여야 한다. 특히 댐에 연결된 저수지 또는 조정지로부터의 도수로가 압력수로이며 그 길이가 상당히 크면 수차가 급정지했을 경우 수격작용에 의해서 압력터널 내에 과도한 압력상승이 일어난다. 이 압력상승을 방지함과 함께 발전소 부하의 증감에 따라서 수량을 공급하거나, 흡수할 목적으로 압력도수로와 수압관과의 접합부에 자유수면이 있는 수조를 설치한다. 이것을 조압수조(surge tank)라 한다(최영박, 1979). 조압수조에서 부하의 급속한 차단에 의해서 수차로 유입될 수량이 차단되면 도수로 내로 흘러 들어온 물은 관성 때문에 수조 내의 수위를 상승시키고, 수조 수위가 어느 정도 이상으로 되어 저수지 수위 보다 상승하면 수조로의 유입이 정지하고 반대로 수조에서 저수지로 역류하여 수조수위는 하강한다. 즉, 조압수조는 도수로 내에 발생한 과도한 압력을 수조 내 수면의 승강운동을 이용하여 감소시키고 원래의 안정적인 수위로 회복시킨다. 본 연구에서는 수격작용에 대한 댐 안정성을 확보하는 수단 중의 하나인 조압수조에 대해 살펴보았다. 연구대상으로 용담댐을 선정하였다. 용담댐에 대한 기존의 검토결과 수직 갱의 지름이 5m 이상이면 조압수조의 동적안정조건을 만족 시키는 것으로 조사되었다. 댐의 설계홍수위인 EL. 265.5m를 기준으로 조압수조의 안정성을 감소시키지 않는 범위 내에서 조압수조 내 격벽 설치 유 무에 따른 수조의 최적 크기를 산정하였다. 산정결과를 분석한 결과 동일 조건에서 격벽을 설치한 경우가 격벽을 설치하지 않은 경우에 비해서 조압수조의 면적이 약 21% 감소하는 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2009년도 춘계학술발표회
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• pp.177-178
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• 2009

관로내의 유속이 급격히 변하면 압력도 크게 상승하거나 강하하게 되어 유체 과도현상을 일으키게 된다. 이러한 수격현상에 대한 연구는 펌프스테이션이 커지고 유체를 이송하는 시스템이 대형화되어 그 중요성이 더욱 증가하였다. 이것은 파이프라인이 길어지고 복잡해지기 때문이다. 이 연구에서는 특성법을 이용하여 대형펌프 시스템의 밸브 개폐로 발생하는 수격현상을 평가하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.20-28
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• 2015

본 논문에서는 다축의 핀틀 노즐을 장착한 고체 추진기관의 성능 변수를 이론적으로 분석하고 동적 모델링하였다. 이렇게 수립된 모델을 이용하여 시스템 동적 특성의 지배 변수를 파악하기 위하여 동적 분석을 수행하였다. 해당 시스템에 대한 모델을 수립하기 위해서는 기존의 연소 시스템에 대한 이론적인 모델과 함께 핀틀이 구동함에 따라 발생하는 동역학적 특성을 분석하여 모델에 포함시켜야 한다. 다축의 핀틀 노즐을 장착한 추진기관은 정상상태의 성능은 물론 정밀한 추력의 제어를 위해 응답시간과 같은 과도상태의 동적 특성 역시 중요한 설계 조건이 된다. 따라서 수립한 모델을 기반으로 개루프 시스템의 응답시간 특성을 분석하고, 압력 제어를 통해 응답시간에 대한 요구 조건을 만족할 수 있도록 하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제14권4호
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• pp.186-195
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• 1982

SYSRAN code를 사용하여 고리 1호기의 중기배관파열사고를 분석하였다. SYSRAN code는 중성자출력과 열선속계산은 각각 점근사 중성자 운동방정식과 집중정수 모형을 이용하고 냉각수 계통 과도현상에 대해서는 전 계통을 균일한 압력으로 취급하여 질량 및 에너지 평형방정식을 이용하여 계산한다. 사고 결과를 심각하게 만드는 노심상태로 부냉각재 온도계수가 커지는 노심말기와 증기발생기의 유체함량이 가장 많은 고온 정지상태를 호기조건으로 하여, 격납용기외부의 가장 큰 배관면적인 1.4f $t^2$ 크기의 증기배관이 파열되었을때 Moody critical flow model에 따라 증기가 방출된다고 가정하여 분석하였다. 그 결과 노심의 최대 열선속은 사고후 60초에 정상상대의 38%로서 FSAR의 26%에 비해 높은 값을 나타냈으나 모든 과도현상의 경향은 FSAR의 결과와 잘 일치하였다. 민감도 조사결과 이 사고는 냉각재밀도 계수와 노심 하부공간혼합인자에 가장 민감한 것으로 나타났다. B bank중 한 개의 RCCA가 완전인출 상태에서 노심에 삽입되지 않았다고 가정했을 경우의 FSAR 분석결과인 $F_{$\Delta$H}$를 3.66으로 Fz를 1.55로 하여 DNBR을 계산해 본 결과, 최소 DNBR은 1.62가 되어 핵연료의 손상은 예상되지 않았다. 점근사중성자 운동방정식, 집중 정수모형 및 질량과 에너지평형 방정식을 이용한 계통 과도 현상모델은 발전소 전 계통의 과도 현상의 경향을 연구하는데 적합한 것으로 밝혀졌다.구하는데 적합한 것으로 밝혀졌다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.44-53
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• 2003

KSR-III의 추진시스템 종합성능시험과 단인증시험을 위한 수직형 연소시험시설이 구축되었다. 이러한 시험은 발사체에 준하는 단품을 사용하는 시험으로, 상대적으로 낮은 수준의 안전율 하에서 시험이 진행되게 된다. 이에 연소시험 안전대책의 하나로 엔진부에 대한 비상정지 시스템이 검토되었으며, 정확하고 빠른 판단을 위하여 연소실 압력과 가속도신호를 사용하는 비상정지 시스템이 구축되었다. 이러한 측정변수를 통하여 점화지연 및 실패, 소화, 추진제 공급상태, 불안정 연소, 구조물 과도진동 등을 감시할 수 있었으며, 이상 상황인지 후 빠르게 시험을 중단할 수 있었다. 이처럼 빠른 판단과 후속조치로 시험의 안전을 확보할 수 있었으며, 목적한 개발시험을 안전하게 마칠 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.831-836
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• 2014

본 연구에서는 한국원자력연구원 내에 설치될 예정인 소듐시험 시설인 SELFA(Sodium Thermal-hydraulic Experiment Loop for Finned-tube Sodium-to-Air heat exchanger) 내에서 정상상태 가동온도가 $510^{\circ}C$의 고온 압력용기인 팽창탱크에 대해 고온 건전성 평가를 수행하였다. 팽창탱크에 대해 3 차원 유한요소해석에 기초하여 고온설계 기술기준인 ASME Section III Subsection NH 와 프랑스의 RCC-MRx 코드를 따라 크리프-피로 손상평가를 수행하였다. 평가결과 팽창탱크는 크리프-피로 설계 과도 하중 하에서 구조적 건전성을 유지하는 것으로 나타났다. 316L 스테인리스강 재질의 동 압력용기에 대해 정량적 코드 비교 분석을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권12호
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• pp.1051-1056
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• 2014

소형인공위성에 적용을 목적으로 전기추진시스템의 연료공급부가 개발되었다. 연료공급부는 연료로 사용되는 제논을 높은 압력과 밀도의 가스상태로 저장하게 된다. 제논은 상온에서 임계점을 갖는데 발사환경에서 과도상태로 시스템에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 발사환경에 대한 본 시스템의 기능적 구조적 안정성은 지상시험을 통한 검증이 필요하다. 본문에서는 연료공급부의 설계점과 검증시험내용을 논하고 시험결과를 정리하였다. 검증시험을 통해 본 시스템이 발사환경에 대하여 안정성을 확보하고 있는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.171-176
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• 2003

추진시스템 종합성능시험을 위한 시험시설이 구축되었으며, 최소계측을 통하여 최대한의 안전을 확보하기 위한 비상정지시스템이 검토되었다. 이에 연소실압력과 가속도신호를 이용한 비상정지시스템이 구축되었고, 이 측정변수를 통하여 점화지연 및 실패, 소화, 추진제공급상태, 불안정연소, 과도 구조진동 등을 감시할 수 있었으며, 시험 중 빠른 판단 및 조치에 의하여 시험의 안전을 확보할 수 있었고, 목적한 종합성능시험을 안전하게 완료할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.638-646
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• 1985

본 논문에서는 펌프가 동시에 전원차단 되었을 때 송출밸브의 운전조건(개도, 폐쇄속도), 계통의 기하학적 형상(취수 및 배수관로의 길이, 단면적, 재질, 콘덴서의 높이등)과 해면상태(간막의 차에 의한 수위, 파도)의 변화가 계통내 수격현상에 미치 는 영향에 대하여 수치해석 하였다.