• 핵융합뉴스레터
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• s.46
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• pp.14-15
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• 2010

국내 유일의 초전도 선재 제조업체인 KAT(대표이사 한상덕)는 철저한 품질관리와 높은 기술력을 보유하고 있어 KSTAR 제작에 참여하여 그 실력을 인정받았다. 이번 ITER 사업에도 KSTAR에 참여했던 노하우를 살려 ITER 건설을 위한 국내조달 품목 중 하나인 초전도 선재 총 58톤을 공급하기로 계약을 체결한 KAT. 세계적으로도 일부 제조 회사만이 생산 가능한 나이오븀틴($Nb_3Sn$) 초전도 선재를 제작해내는 KAT를 만나본다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.32-32
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• 2012

화석연료의 남용으로 지구 온난화가 심화되어 환경과 생태계변화가 가속화되고 있고, 급속한 산업의 발달과 인류 삶의 질 향상에 따른 에너지 수요가 급증하고 있는 실정에 있으며, 일본 후쿠시마 원전사태로 원자력 에너지의 위험성으로 지구 인류환경은 심각한 국면을 맞이 하고 있어 대체 에너지의 하나로 핵융합 에너지 필요성이 증대되고 있다. 핵융합 에너지 연구 개발은 우리나라에서 KSTAR가 1997년부터 건설하기 시작하여 지난 2007년에 완공되어 지금 운용 중에 있고, 국제적으로 미국, EU, 러시아, 중국, 한국, 일본 인도가 참여하는 ITER 국제 공동프로젝트가 2004년에 건설을 시작하여 프랑스 카다라쉬에 실증 플란트를 건설 중에 있다. 이러한 핵융합 반응을 위해서는 10e-7이상의 높은 진공과 1억$^{\circ}C$ 이상에서 중수소와 삼중수소가 반응하여 발생하는 플라즈마를 제어 할 필요가 있으며, 초고온의 핵융합 플라즈마를 가두고 가동시키기 위해서는 약 12Tesla이상의 고자장 마그넷이 필요하다. 현재 ITER 실증 플란트에 사용되는 고자장 마그넷은 TF (Toroidal Field)코일과 CS (Central Field)코일에 Nb3Sn 초전도선재가 핵심부품으로 사용되고 있으며 ITER프로젝트에서는 약 850톤의 Nb3Sn 초전도선재가 사용될 전망이다. 그 중에서 일본 25%, EU, 러시아와 한국이 각각 20%, 중국7%, 미국8% 할당되어 참여국 대부분은 초전도선재를 전략적으로 공급하고 있다. 초전도 선재의 크롬도금은 1~2 마이크로미터 이하의 균일하고 얇은 도금 두께와 밀착성이 우수한 품질이 요구된다. 일반적으로 크롬도금은 산업현장에서 컨베이어 벨트 방식으로 장식이나, 내식성 및 내마모성의 특성을 필요로 할 때 사용되고 있으나, 선재에 크롬도금을 릴투릴(Reel to Reel) 방식으로 적용되는 경우는 세계적으로 아주 드물다. 핵융합 마그넷의 CICC(Conduct In Cable Conduit)도체를 만들기 위해서는 초전도선재를 이용, 3(Sc 2+OFC 1)$^*3^*5^*5^*6$형태로 연선과 케이블링을 하게 되며, 초전도 선재를 연선하고 케이블링을 할 때 크롬 도금층이 박리될 가능성이 있어 크롬도금 방법과 프로세스를 특별히 고안할 필요가 있다. ITER핵융합로 마그넷의 TF코일은 높이 14m, 폭 9m 최대자장 12Tesla, 최대전류 68kA, CICC도체 직경이 40mm로서 그 초전도 조관/도체 내부에 0.82mm 직경의 Nb3Sn 초전도 선재가 약 1350가닥으로 연선과 케이블링으로 구성되어 있다. ITER 핵융합 마그넷용 초전도 선재의 크롬도금은 마그넷 권선 후 Nb3Sn 초전도물질을 형성하기 위해서 $650^{\circ}C$에서 500시간 열처리를 실시하며 열처리 시 초전도 선재의 소선들 사이에 발생할 수 있는 소착을 방지하고, 초전도 선재에서 발생하는 AC loss를 감소시키며, Quench시 발생되는 열을 쉽게 확산시킴으로써, 초전도 마그넷의 열적 안정성(Thermal Stability) 향상과 필요에 따라서 소선간 통전울 가능하게 한다. 고려제강의 자회사인 케이에이티는 크롬도금 밀착성이 우수하고 도금두께 0.1마이크로 미터 이내 제어가 가능한 얇고 균일한 도금품질을 개발하여 한국형 핵융합 실험로인 KSTAR에 65톤 전량 공급하였고, 크롬 도금된 무산소동 선재 32톤과 초전도 선재 93톤을 전량 ITER 프로젝트에 공급하고 있으며, 2013년도 상반기에는 공급을 마무리할 예정이다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.760_761
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• 2009

초전도 시스템에서 전류를 공급하는 역할을 하는 전류리드는 없어서는 안 될 핵심 부품이다. Powder-in-tube(PIT) 법으로 제작한 1세대(1G) 고온초전도 선재보다 열전달특성이 나쁜 2세대(2G) 고온초전도 선재를 이용하여 고온초전도 전류리드를 제작하였다. 사용한 선재는 미국 AMSC사 선재이다. 초전도 자석으로의 열침입을 최소화하기 위해 지지구조물은 GFRP를 사용하였고 금속연결부는 무산소동을 사용하였다. 2G 선재 6가닥을 사용하여 제작한 전류리드는 액체질소 온도에서 I-V 특성을 평가한 결과 약 400 A급 전류리드도 사용 가능하다고 판단되었으며, 열전달 특성을 측정하기 위해 무냉매형 특성평가장치를 사용하였는데, 77 K과 7 K 사이에서 약 50 mW정도 였다. 본 논문에선 2G 고온초전도 선재를 사용하여 제작한 전류리드의 전기적 열적 특성에 대해 논의하고자 한다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.155-160
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• 2018

The materials used for 3D printing are mainly plastic and metal. These materials are usually used in the powdered form. In order to improve the surface roughness of a manufactured product, these powders should consist of small uniform spherical particles. However, the powdered forms are sold at a considerably higher price than bulk or wired materials. When a wire-type material is used instead of a powder, we can supply a relatively large amount of the material at one time as well as reduce the cost. Moreover, the use of this form of the material will increase the process efficiency. This paper deals with the technology required to feed a wire material in front of the tool movement and discusses the examples used for the verification.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.522-523
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• 2011

독립부하가 존재하는 분산발전시스템에서 FRT 기능을 수행하는 경우, 계통의 이상전압이 인버터의 독립부하에 그대로 걸리게 되는 문제가 있다. 이에 따라 FRT 기능을 준수함과 동시에 독립부하에도 일정한 품질의 전압을 공급할 수 있는 전압보상기법이 제안된 바 있다. 이때 무효전류 주입에 의해 IGBT의 전류정격이 증가되는데 본 논문에서는 인버터의 정격 상승량 분석을 통하여 이에 맞는 스위치를 선정하고 인버터의 모델을 고려한 전압보상기법 제어기 설계 기법을 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.175-176
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• 2011

중요자체부하를 갖는 분산발전 시스템에서 PCS는 계통이상시 독립운전으로 전환하여 자체 부하(MBOP 등)에 지속적인 전력을 공급하여야 한다. 기존의 제어방식은 계통연계시 전류제어를 독립운전시 전압제어를 하기 때문에 모드 전환시 자체부하 전압의 큰 과도상태가 발생 뿐아니라 단독운전 검출전까지 부하의 조건에 따라 자체부하 전압주파수가 변동되어 자체부하에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 모드 전환에 따른 전압의 과도상태를 최소화하고 단독운전 검출 전에도 전압 주파수가 변동하지 않는 제어기법을 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.202-203
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• 2010

발전용 연료전지 시스템에서 PCS는 계통에 고장 발생시 MBOP등 전용부하에 지속적인 전력을 공급하기 위하여 모드 전환하여 단독운전을 해야 한다. 기존의 제어방식은 계통연계시 전류제어를, 단독운전 시 전압제어를 하기 때문에 이러한 모드 전환 시 전용부하는 심각한 과도상태에 놓이게 된다. 본 논문에서는 모드 전환에 따른 전압의 과도현상을 최소화하기 위한 개선된 간접전류제어 알고리즘을 제안한다. 제안한 방식은 기존의 알고리즘보다 연산량이 작아 구현이 간단하며 제어기의 모델링이 가능해져 제어 파라미터 설정이 용이해졌다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.207-209
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• 2010

연료전지 시스템의 경우 계통에 Sag 및 Swell 같은 이상이 발생하더라도 계통과 분리되기 전 MBOP등 독립부하에는 안정적인 전원을 공급하는 것이 중요하다. 기존의 직접전류제어방식으로는 계통이상 시 전압을 제어할 수 없으므로 독립부하에 계통이상전압이 그대로 걸리게 된다. 본 논문에서는 계통에 Sag 및 Swell 같은 상황이 발생하더라도 무효전류를 제어하여 자체 부하전압을 보상할 수 있는 간접전류제어 전압보상기법을 이용한 계통 연계형 인버터의 동작을 분석하고 이에 맞는 소자 및 새로운 LCL필터 설계방법을 제안한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2010.05a
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• pp.425-429
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• 2010

최근 들어 단순 보관의 기능만을 가지고 있던 기존의 냉동창고가 보관뿐만 아니라, 규격화된 유통시스템을 갖추어 전체 물류 공급망 관리의 효율성과 경쟁력을 갖추고자 한다. 이를 위해 라디오 주파수를 이용하여 움직이는 물체를 인식, 추적, 분류할 수 있는 기술인 RFID (Radio Frequency Identification)를 적용할 수 있다. 그러나 RFID 기술을 도입하기 위해서는 여러 시나리오를 통해 최적의 실행 방안을 도출해 내야하며, 이를 바탕으로 자동화 프로세스를 지원해 줄 수 있는 RFID 애플리케이션을 개발할 수 있다. 본 논문에서는 RFID 기술을 적용하여 최적화된 비즈니스 프로세스를 지원하는 냉동창고 관리 시스템을 개발하고자 한다. 이를 위해 냉동창고 업무 프로세스를 분석하고 RFID 기술 도입에 따른 의사 결정이 필요한 설계요소들을 식별한다. 식별된 설계요소들은 RFID 배치 시뮬레이터를 이용하여 RFID 데이터가 비즈니스 프로세스에 통합되는 과정에 대하여 그 효율성을 판단할 수 있게 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.45-49
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• 2011

The blow-down oxidizer feed system with self-pressurizing $N_2O$ has more advantages than the regulated system. However, it is difficult to predict the exhaust flow rate because there exist two phases in the $N_2O$ tank - liquid phase and gas phase, and the properties of $N_2O$ in storage tank are varied continuously during blow-down. In this paper, a method that can analyse simply the blow-down oxidizer feed system is studied. The properties of saturated $N_2O$ are found from the NIST data base, and mass flow through the orifice is modeled as NHNE. Cold flow test with hybrid rocket combustor is performed for the comparison where the results should found from the good agreement.