• Proceedings of the IEEK Conference
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• 1999.06a
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• pp.1083-1086
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• 1999

중수로(CANDU) 형 월성 원자력발전소의 칼란드리아 압력관 전면부를 감시점검하기 위한 열영상 관측시스템을 설계/제작하였다. 중수로는 가동중에 핵연료를 교체한다. 칼란드리아 전면부에는 380 개의 압력관 채널이 위치하고 있다. 핵연료를 교체할 시에 핵연료 교체장비가 칼란드리아 압력관 채널의 ENDCAP을 열고 핵연료를 장전하는 과정에서 발생할 지도 모르는 중수누출, 핵연료교체장비의 이상상태를 점검하는데 목적이 있다. 열영상카메라는 상용 CCD 카메라에 비해 영상의 해상도가 떨어진다. CCD 카메라는 수증기 누출과 같은 육안검사에 활용하고, 열영상카메라는 압력관 채널의 온도변화 등을 점검하기 위해 CCD/열영상카메라의 융합구조로 설계/제작하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.88-92
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• 2009

본 연구에서는 상수관로 보수 작업시 필연적으로 수행하던 단수 작업을 배제 하고 단수 없이 시행 가능한 관로 내시 진단 장치와 밸브류의 유지 보수 및 성능 개선을 위한 부단수 밸브 그랜드 패킹 교체장치, 부단수 밸브 스케일 제거 장치, 부단수 밸브 교체 장치를 개발함으로써 단수에 따른 시민 불편 및 경제적 손실을 저감하고 연속적인 물공급에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 누수 사고시 신속한 대처로 유수율 향상에 기여 할 수 있다. 또한, 관로의 내부를 직접 육안에 의해 관찰함으로써 해당 관로의 세척, 교체 등 정확한 보수 방법을 선정할 수 있으며, 정기적인 관 내부상태 확인을 통하여 노후도 평가의 직접진단 데이터로 활용 할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.420-420
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• 2021

상수도관은 시간이 경과됨에 따라 부식이 발생하고 이로 인해 관의 두께 및 강도가 감소하여 점차 상수도관의 기능을 상실하게 된다. 이러한 노후 상수도관은 누수, 적수 등 수자원에 막대한 경제적인 손실을 발생시키고 사람들에게 많은 불편을 끼친다. 현재 우리나라도 전체 상수도관 중 노후 상수도관이 많은 부분을 차지하고 있기 때문에 교체나 개선이 시급한 실정이다. 하지만 전체 상수도관을 교체하는 것은 막대한 예산이 필요하기 때문에 현실적으로 어려운 문제이다. 따라서 상수도관의 노후도 분석을 통하여 상수관망의 최적 교체 우선순위를 판단하고 교체를 실시하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 노후도 분석에 중요한 관의 부식깊이와 잔존수명을 예측하고 신뢰성해석을 통해 파괴확률을 산정하였다. 이를 위해 Romanoff(1957)와 환경부(2002)에서 실측한 상수관의 관종에 따른 관두께 변화를 적용하여 해석하였다. 실측 자료를 통해 부식깊이, 잔존수명 예측 모델을 수립하였으며 이에 따른 관의 파괴확률을 산정하였다. Romanoff(1957)의 혼합강관과 주철관에 대한 실측 자료를 사용하여 상수관의 사용연수가 10년, 20년, 30년 경과됨에 따른 부식깊이와 관파괴확률을 산정하였다. 혼합강관의 경우 사용연수에 따른 부식깊이는 0.57mm, 0.92mm, 1.21mm으로 산정되었으며, 주철관의 경우 0.16mm, 0.24mm, 0.31mm으로 산정되었다. 또한 신뢰성모형을 직경 300mm관에 적용한 결과 최대 상수도압 15kg/cm²에서 혼합강관의 사용연수에 따른 파괴확률은 3.36%, 4.65%, 6.18%로 나타났으며 주철관은 1.36%, 2.50%, 2.68%로 나타났다. 환경부(2002)의 주철관에 대한 부식 실측 자료를 통해 상수관의 사용연수 10년, 20년, 30년 경과에 따른 부식깊이와 관파괴확률을 산정하였으며 초기 관두께 측정 자료를 통해 잔존수명도 예측하였다. 부식깊이는 1.02mm, 1.25mm, 1.41mm으로 산정되었으며, 파괴확률은 5.15%, 6.30%, 7.35%로 산정되었다. 그리고 잔존수명의 경우 부식률이 20%일 때, 잔존수명은 약 30년으로 산정되었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.7
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• pp.525-535
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• 2009

In this paper a heuristic method for identifying individual pipes in water pipe networks to determine specific sections of the pipes that need to be replaced due to deterioration. An appropriate minimum pipe length is determined by selecting the pipe length that has the greatest variance of the average cumulative break number slopes among the various pipe lengths used. As a result, the minimum pipe length for the case study water network is determined as 4 m and a total of 39 individual pipe IDs are obtained. The economically optimal replacement times of the individual pipe IDs are estimated by using the threshold break rate of an individual pipe ID and the pipe break trends models for which the General Pipe Break Prediction Model(Park and Loganathan, 2002) that can incorporate the linear, exponential, and in-between of the linear and exponetial failure trends and the ROCOFs based on the modified time scale(Park et al., 2007) are used. The maximum log-likelihoods of the log-linear ROCOF and Weibull ROCOF estimated for the break data of a pipe are compared and the ROCOF that has a greater likelihood is selected for the pipe of interest. The effects of the social costs of a pipe break on the optimal replacement time are also discussed.

• Water for future
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• v.29 no.3
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• pp.197-205
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• 1996

Flow carrying capacity of water distribution systems is getting reduced by deterioration of pipes in the systems. The objective of this study is to develop a managerial decision-making model for the rehabilitation of water distribution systems with a minimum cost. The decisions made by the model also satisfy the requirements for the discharge and pressure at demanding nodes in the system. The replacement cost, pipe break repair cost, and pumping cost are considered in the economic evaluation of the decision along with the break ratio and interest ratio to determine the optimal replacement time for each pipe. Then, the hydraulic integrity of the water distribution system is checked for the decision by a pipe network simulator, KYPIPE, if the discharge and pressure requirements, the decision made for the optimal replacement time is revised until the requirements are satisfied. The model is applied to an existing water distribution system, the Metropolita Water Supply Project (1st Phase). The result shows that the decisions for the replacement time determined by the economix analysis are accepted as optimal and the hydraulic integrity of the system is in good condition.

• 월간 기계설비
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• s.77
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• pp.64-68
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• 1996

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.1 s.174
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• pp.39-50
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• 2007

This paper presents applications of the log-linear ROCOF(rate-of-occurrence-of-failure) and the Weibull ROCOF to model the failure rate of individual cast iron pipes in a water distribution system and provides a method of estimating the economically optimal replacement time of the pipes using the 'modified time-scale'. The performance of the two ROCOFs is examined using the maximized log-likelihood estimates of the ROCOFs for the two types of failure data: 'failure-time data' and 'failure-number data'. The optimal replacement time equations for the two models are developed by applying the 'modified time-scale' to ensure the numerical convergence of the estimated values of the model parameters. The methodology is applied to the case study water distribution cast iron pipes and it is found that the log-linear ROCOF has better modeling capability than the Weibull ROCOF when the 'failure-time data' is used. Furthermore, the 'failure-time data' is determined to be more appropriate for both ROCOFs compared to the 'failure-number data' in terms of the ROCOF modeling performances for the water mains under study, implying that recording each failure time results in better modeling of the failure rate than recording failure numbers in some time intervals.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.6
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• pp.457-464
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• 2009

This paper proposes methodologies for analyzing the accuracy of the proportional hazards model in predicting consecutive break times of water mains and estimating the time interval for economical water main replacement. By using the survival functions that are based on the proportional hazards models a criterion for the prediction of the consecutive pipe breaks is determined so that the prediction errors are minimized. The criterion to predict pipe break times are determined as the survival probability of 0.70 and only the models for the third through the seventh break are analyzed to be reliable for predicting break times for the case study pipes. Subsequently, the criterion and the estimated lower and upper bound survival functions of consecutive breaks are used in predicting the lower and upper bounds of the 95% confidence interval of future break times of an example water main. Two General Pipe Break Prediction Models(GPBMs) are estimated for an example pipe using the two series of recorded and predicted lower and upper bound break times. The threshold break rate is coupled with the two GPBMs and solved for time to obtain the economical replacement time interval.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.110-110
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• 2018

상수관로의 노후화는 단수유발, 수압부족 및 수질악화, 싱크홀 발생 피해와 누수로 인한 경제적 손실 등을 초래한다. 최근 상수관로의 노후화에 의한 피해가 심각해짐에 따라, 환경부에서는 전국적으로 노후관로를 개량 및 교체하는 작업을 시행하고 있다. 다만, 모든 노후관로를 일시에 보수 및 교체하는 것은 불가능하므로, 사용 중인 관로의 노후도를 정량적으로 판단하여 개량우선순위를 결정해야한다. 현재 국내에서는 '상수도 기술진단' 매뉴얼에 따른 관망성능평가 결과를 이용하여 상수관로의 노후화 정도를 평가하고 있다. 이는 평가항목 별로 기준을 나누어 조건값과 가중치를 부여하고, 총 점수를 합산하여 해당 관로의 평가 점수에 따라 등급을 판정하게 되는 점수평가법이다. 본 연구에서는 기존의 점수평가법과의 비교를 통하여, ANN(Artificial Neural Network)-Clustering 기법이 상수관로의 노후도 평가를 위한 새로운 평가방법이 될 수 있음을 제시하였다. 본 연구는 강원도 Y지역의 상수관로를 대상으로 진행하였으며, 기존의 관망성능평가 항목을 이용하여 전체 관로를 세 가지 등급으로 분류하여 노후도를 평가하였다. 또한 ANN-Clustering방법의 적용 가능성을 판단하기 위하여 기존의 점수평가법 결과와 비교분석을 실시하였으며, 전체 대상관로의 노후도 정도를 직관적으로 파악할 수 있도록 계산된 노후도 등급을 관망도에 도시하였다. ANN-Clustering방법은 관로의 다양한 특성값을 손쉽게 변경하여 적용할 수 있으며, 기존의 점수평가법과 더불어 상수관로의 유지관리를 위한 보다 객관적이고 합리적인 관망성능평가법이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.131-131
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• 2017

상수관의 노후화로 인해 상수관망의 안정성 확보와 지속적인 용수공급에 대한 신뢰성을 증대시키는 것이 중요해지고 있다. 용수공급시스템을 구성하는 상수관의 파괴가 빈번하게 발생하며, 관 파괴 시에 수리, 교체를 위해서 관망의 일부분은 차폐가 되어 해당 지역의 용수 수요자는 수리, 교체작업이 끝날 때까지 단수가 불가피하다. 이런 불편함과 손실을 최소화하기 위한 방법을 찾는 것은 상수관망의 유지관리에서 중요한 문제이다. 상수관망의 부분적 격리는 오염물에 의한 상수관망의 오염, 테러로 인한 독극물의 유입 시 물질의 확산 방지, 상수관망을 이루는 각종 구조물의 고장수리 및 유지 보수 작업 등의 상황을 위해 필수적이다. 상수관망의 부분적 격리를 분석하기 위해서는 '고립구역'이라는 개념이 필요하다. 관 파괴시 밸브가 닫히면서 해당 관과 연결된 관들 또한 함께 격리되는 부분을 '고립구역'으로 정의한다. 관이 두 개의 밸브를 양 끝에 가지고 있는 경우와 독립적인 절점 또한 하나의 '고립구역'으로 정의할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 '고립구역'을 실제 상수관망에서 탐색해서 정의할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 뿐만아니라 상수관 파괴 시 복구를 위해 파괴된 관을 포함한 고립구역이 차폐될 경우, 세그먼트내의 관들은 수원지로부터의 물공급에 차질이 생길 수 있다. 특정 관들의 고립구역이 수원지로부터 유일한 용수공급경로일 경우 고립구역의 차폐로 인해 해당 관들의 용수공급도 끊어지게 되는데 이러한 영역을 '비의도적 고립구간'이라 한다. 본 연구에서는 이러한 '비의도적 고립구간'을 실제 상수관망에서 탐색하여 정의할 수 있는 알고리즘을 제시하였다.