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저출력 및 과도상태시 원전 증기발생기 수위제어에 관한 연구 (A Study on Water Level Control of PWR Steam Generator at Low Power Operation and Transient States)

  • 나난주;권기춘;변증남
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.18-35
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    • 1993
  • 가압경수로형 원자력발전소 수위제어시스템과 특히 저출력시 수위제어상의 문제점들이 분석 및 고찰되었으며 저출력으로 운전시의 여러 과도특성에서도 안정된 제어를 하고 급수펌프고장과 같은 큰 수위변동 발생시에는 신속한 수위응답을 얻기 위한 방법이 주로 연구되었다. 제어기의 기본 알고리즘으로 퍼지제어기법을 적용하였으며 여기에 필요한 제어규칙 및 알고리즘은 운전원의 지식과 한국원자력연구소에 설치된 교육훈련용 모의제어반에서의 수동운전경험을 바탕으로 설정되었다. 실제 시스템 구현관점에서 제어변수 및 적용규칙은 보다 간편한 튜닝과 입출력변수간의 영향을 고려하여 세워졌다. 저유량일 때 측정이 불량한 유량신호에 대해, 중기발생기를 압력제어모드로 운전할 때에는 유량차의 퍼지변수로서 우회급수밸브의 개도를 이용한 대체정보를 채용하였으며 수위오차의 크기에 따라 유량차의 소속함수를 달리하는 동적인 튜닝방법을 사용하였다. 또한 우회급수와 주급수밸브간 간단한 전환알고리즘의 적용으로 밸브절환시의 수위요동을 억제하고자 하였다. 시뮬레이션 결과 저출력구간에서 원자로출력변동에 대해 기존에 설치된 방법보다 안정된 제어를 하고 동적 튜닝의 적용으로 미세제어동작과 수위오차가 큰 영역의 제어에 대해 신속한 응답과 함께 제어성능이 개선되었음을 보였다.

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마이크로웨이브 공진 공동을 이용한 플라즈마 원의 설계 및 특성 (Design and Characterization of a Microwave Plasma Source Using a Rectangular Resonant Cavity)

  • 김현태;박용신;성충기;이재령;황용석
    • 한국진공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.408-418
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    • 2008
  • 본 논문에서는 집속이온빔의 플라즈마원을 위한 간단한 직육면체형태의 공진 공동을 설계하고 특성연구를 수행하였다. 공진에 최적인 공동 구조는 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 이용한 전기장 분포를 통해 구체적으로 계산하였다. 공진 공동은 내부 석영관 및 플라즈마 등의 유전체의 영향을 받기 때문에 공동의 한축 길이를 변화시킬 수 있는 구조로 설계되었다. 실험적으로 관찰되는 마이크로웨이브 방전시작전압을 통해 방전에 최적인 공동 길이를 측정하여 HFSS 계산된 값과 비교하였다. 공동은 석영관으로 인한 내부 유효유전율의 변화에 의해 석영관을 고려하지 않았던 길이에 비해 10cm가 감소된 길이에서 최적화됨을 공통적으로 확인할 수 있었다. 또한 압력변화에 따른 방전시작전압은 Paschen Curve와 유사한 결과를 나타내었다. 방전이 발생한 후에는 입력전력에 따라 플라즈마 밀도가 증가하였고 플라즈마의 영향으로 감소한 유효유전율에 의해 10cm가 증가한 길이에서 최적화가 되었다. 하지만 300W이상의 높은 입력 전력에서는 마이크로웨이브가 투과할 수 없는 고밀도 플라즈마 경계층(cut off layer)이 확장하여 더 이상 공동길이 조절을 통한 공동 최적화가 불가능함을 확인하였다. 따라서 고밀도 플라즈마를 만들기 위한 마이크로웨이브 공동의 정확한 설계를 위해 마이크로웨이브가 통과할 수 없는 고밀도 플라즈마 영역을 도체로 가정하고 그 외의 저밀도 플라즈마 영역을 밀도에 고유한 특정 유전율을 가지는 유전체로 설정하여 공동 내부의 전기장 분포를 해석하는 과정이 꼭 필요하다.

지역냉난방사업의 설비 최적화에 관한 연구 (A Study on the Optimization of District Heating and Cooling Facilities)

  • 김진형;최병렬
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제15권3호
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    • pp.505-530
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    • 2006
  • 열병합발전은 에너지사용의 효율적인 기술로서 고유가의 지속 및 이산화탄소 배출저감에 대한 국제적인 압력의 강화, 분산열원 또는 분산전원의 개발 필요성의 증대 등으로 인하여 정부와 사업자들로부터 관심이 높다. 따라서 지역냉난방사업을 추진할 경우, CHP가 경제적인 관점에서 도입될 수 있는지, 도입된다면 적정 규모는 어느 정도인지가 연구대상이 된다. 본 연구는 실제 지역냉난방사업에 활용할 수 있는 설비선택에 관한 수리계획 모형을 설정하고 이를 실증적으로 분석하였다. 분석모형은 열원의 종류와 규모, 이들의 가동수준 그리고 투입연료의 양 등을 주요 결정변수로 하고 있다. 모형은 모든 종류의 설비(열병합발전기, 열전용보일러, 냉열생산 설비, 축열조 등)를 모형에 포함시켜 선택 가능하도록 구성하였다. 모형의 주요 특징은 변동 열전비 열병합발전의 운전모드도 하나의 기술로 간주하여 모형에서 이를 선택하게 할 수 있으며, 특정지역에 대한 CHP와 열전용 보일러의 용량에 대한 적정 구성비도 도출할 수 있다. 본 연구는 기업측면에서는 설비최적화 모델로 활용할 수 있으며, 규제자의 측면에서는 설비규모 인허가에 참고자료로 활용 가능할 것이다.

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소맥 gluten 산가수분해물을 이용한 마이야르 반응물질의 이화학적 특성 및 항산화성 (Physicochemical Properties and Antioxidant Activities of Maillard Reaction Products from Hydrolyzed Wheat Gluten)

  • 김윤숙;문지혜;최인욱;최희돈
    • 한국식품과학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.122-130
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    • 2009
  • 본 연구는 식물단백 가수분해물(HVP)인 소맥 gluten 산가수분해물과 환원당(glucose, fructose, ribose)을 기본 원료로 하여 여러가지 반응온도, 반응시간, pH, 반응용매 등 다양한 반응조건 model system 하에서 MRP를 제조하였다. 이와 더불어 이화학적 특성, 항산화 특성, 관능적 특성을 종합적으로 비교하여 meat flavor에 근접하는 적절한 반응조건을 찾고자 하였다. 반응온도와 압력, 시간 등 반응조건이 높아짐에 따라 갈변도와 항산화 활성효과는 증가하였으며 이러한 이화학적 특성과 항산화 활성을 고려하여 관능적 특성이 meat-like flavor에 근접하는 적당한 기질로 ribose/소맥 gluten 산가수분해물로 조합된 MRP를 선정하였다. R/HWG의 고기향 발현에 대한 관능평가 결과를 바탕으로 이에 대하여 반응시간을 세분화한 결과 mild한 고기 냄새와 달콤한 향을 가져 높은 기호성을 나타낸 최적의 반응조건으로 oil-bath에서 140$^{\circ}C$, 30분의 온도와 시간을 설정하였다. 선정된 기질과 반응온도를 고정해두고 반응액의 pH가 변화됨에 따른반응 생성물의 반응성과 향미변화를 관찰하였는데 pH가 높아질수록 갈변도와 항산화 효과 모두 증가하나 pH 11에서 탄내 등을 나타내 관능적 평가가 낮아져 pH 9로 조정하는 것이 가장 좋았으며 풍미가 상당히 개선되었다. 이에 대하여 반응성을 증가시키기 위해 반응용매로 증류수, 50% ethanol, 50% glycerol의 반응용매를 사용한 결과 증류수보다는 50% ethanol, 50% glycerol로 반응 시 DPPH radical 소거율과 hydroxy radical 소거활성이 더높았으며 50% glycerol을 사용한 경우가 가장 높은 효과를 보였다. 그러나 관능평가에서 50% ethanol 사용 시 간장냄새와 다른 이취가 높았고 50% glycerol은 고기 향에 근접하였으나 높은 강도로 인해 기호도가 높지 않았다. 본 연구에서는 최종적으로 ribose/소맥 gluten 산가수분해물 반응계를 이용하여 물을 반응용매로 하여 pH 9로 조절하여 140$^{\circ}C$, 30분 동안 반응시킨 것이 고기향에 근접한 향의 발현에 가장 좋은 조건으로 선정되었다.

열수식 살균기의 온도 분포에 관한 연구 (Temperature Distribution in Water Cascading Horizontal Retort)

  • 정명수;안태회;이용갑;유무영
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.827-833
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    • 1995
  • 살균 매체로서 스팀에 의해 가열된 열수와 공기의 혼합물을 사용하는 열수식 살균기에 대하여 1회 살균시 파우치의 투입량을 달리 하면서 온도 분포 시험을 행하였다. 시험에 사용된 살균 tank의 부피는 5,900 liter정도이며 190g 용량의 레토르트 파우치를 최대 6000개까지 한번에 살균할 수 있다. 설정 살균 온도 및 시간은 $122^{\circ}C$ 및 23분이었고 살균중 압력은 $1.8{\sim}2.0\;kg/cm^2$로 유지시켰다. 살균중 평균 온도가 가장 높았던 부분은 살균기 윗부분이었고 중간 부분과 아fot부분은 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 예비 살균 시간과 냉각 시간을 뺀 실제 살균 시간중 최대 평균 온도차는 파우치를 투입하지 않았을때(P-0)와 3000개의 파우치를 투입하였을 때(P-3000)에는 $1.7^{\circ}C$ 이하로 양호한 수준이었으나 6000개의 파우치를 투입하였을 때(P-6000)에는 $1.9^{\circ}C$ 이상으로 다소 높은 수준이었다. 평균 온도에 대한 표준 편차도 위치에 따라 다소간의 차이는 있었지만 6000개의 파우치를 살균할때에는 상대적으로 큰 편이었다. 즉석 카레 소스는 살균시 broken heating curve의 경향을 나타내었고 살균중 평균 온도가 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분에서 측정된 즉석 카레 소스의 살균도(F값)의 차이는 10.93으로 나타났다. 관능검사 결과 10.93의 차이는 즉석 카레 소스의 품질에 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.

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초고압과 Carbonation의 병합처리가 오렌지쥬스의 품질 특성에 미치는 영향 (Effect of a Combined Treatment of High Hydrostatic Pressure and Carbonation on the Quality Characteristics of Valencia Orange Juice)

  • 윤혜숙;박석준;박지용
    • 한국식품과학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.974-981
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    • 1997
  • 오렌지쥬스 내 pectinesterase를 불활성화하기 위하여 열처리 ($90^{\circ}C$, 60 sec), 초고압처리 $(200{\sim}600\;MPa,\;5{\sim}15\;min)$, 그리고 carbonation $(138{\sim}207\;kPa-CO_2)$과 초고압을 병합처리 하였다. $207\;kPa-CO_2$ 조건으로 carbonation 한 후 600 MPa에서 10 min 동안 초고압처리한 오렌지쥬스는 pectinesterase가 완전히 불활성화되었고, 완전 멸균되었으며, 4% 미만의 비타민 C 파괴를 보였다. 설정된 최적 살균조건($207\;kPa-CO_2$로 carbonation 한 후 $20^{\circ}C$에서 600 MPa 압력으로 10 min 동안 초고압처리)으로 처리한 오렌지쥬스를 $4^{\circ}C$에서 저장하면서 pectinesterase 불활성화, 열처리, 그리고 초고압처리한 오렌지쥬스와 품질을 비교하였다. Carbonation과 초고압의 병합처리 된 오렌지 쥬스는 저장기간 동안 PE의 재활성화를 보이지 않았으며, 열처리에 상당하는 살균효과를 유지하였다. 비타민 C 함량은 $4^{\circ}C$ 저장의 경우 모든 처리방법에서 안정한 결과를 보였으나, $30^{\circ}C$ 저장의 경우 열처리한 시료에서 급격한 감소를 나타내었다. Carbonation과 초고압의 병합 처리는 오렌지 쥬스의 L값을 상승시켰으며 높은 b값을 유지하였다.

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비상체의 충돌에 의한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 파괴특성 (Fracture Characteristics of Ductile Fiber Reinforced Cement based Composites by Collision of Steel Projectile)

  • 남정수;김규용;김홍섭;김정현;한상휴
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.92-100
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    • 2015
  • 본 연구는 폴리비닐 알코올 섬유 및 강섬유를 체적비율로 1.5% 혼입한 고인성 섬유보강 시멘트복합체에 대한 비상체의 고속충돌시험을 실시하고, 충돌조건에 따른 파괴특성을 실험적으로 검토하는 것을 목적으로 하였다. 비상체의 충돌에 의한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 파괴특성을 평가하기 위하여 화약압력식 충격시험장치를 활용하였으며, 충돌속도의 범위는 약 150~1,000m/s로 설정하였다. 파괴특성에 대한 평가결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 섬유를 혼입하지 않은 Plain시험체의 약 3배 이상의 비상체 운동에너지가 작용하는 범위에서도 표면관입의 파괴등급으로 평가되었으며, 시험체가 파단되지 않는 내충격성능이 확인 되었다. 또한, 충돌시험 전후에 대한 시험체의 질량감소율의 경우, Plain시험체는 비상체의 운동에너지의 증가율과 비례적인 관계를 보였지만, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 비상체의 운동에너지의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 특히, 이와 같은 경향은 시험체 배면의 파괴특성과 밀접한 관계를 가지며, S시험체에 비해 PVA시험체의 배면박리 억제효율이 큰 것으로 평가되었다. 한편, 국부손상에 대한 표면관입깊이 및 배면박리깊이의 관계를 검토한 결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 Plain과 달리 시험체 단면의 중앙선을 기준으로 배면에 가까운 영역에서 배면박리가 발생하는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 비상체의 충돌에 대한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 주요 파괴거동이 검토되었으며, Plain과 비교하여 내충격성능의 향상을 명확히 확인하였다.

금대봉 산림유전자원보호림의 하층식생 분포양상 (Distributional Patterns of Understory Vegetation at Mt. Geumdae's Protected Area for Forest Genetic Resources)

  • 전승훈;이형숙;임종환
    • 한국산림과학회지
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    • 제98권3호
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    • pp.339-350
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    • 2009
  • 본 연구는 금대봉 산림유전자원보호림의 희귀식물 및 유용 식물자원의 분포실태와 상층식생의 군집구조에 따른 하층식생의 분포양상을 파악하기 위하여 수행되었다. 금대봉 산림유전자원보호림지역내 출현하고 있는 관속식물상은 모두 59과 160속 218종류로 확인되었으며, 산림청 지정 희귀식물은 나도개감채, 연령초, 말나리, 노랑무늬붓꽃, 홀아비바람꽃, 금강제비꽃 등 6종류가 분포하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 전 지역에 걸쳐 대규모 군락지 형태의 분포양상을 나타내는 홀아비바람꽃 등 8종류의 초본종과 소규모 패치상 또는 적은 개체수가 흩어져 출현하는 나도잠자리난 등 15종류의 초본종이 유용 식물자원인 것으로 판단되었다. 한편, 금대봉 산림유전자원보호림의 현존식생은 하층식생의 분포양상을 파악하기 위하여 설정한 방형구의 조사자료를 기준으로 유집분석한 결과 상층식생의 군집은 신갈나무 우점 군집, 일본잎갈나무 우점 군집, 그리고 과거 산림벌채와 풍충성 고산지대의 영향으로 인한 초본식생 우점 군집으로 분류되었다. 하층식생의 분포양상은 임분 내 상층 및 중층식생의 군집구조와 어느 정도 연관성을 갖는 것으로 나타났지만, 다른 한편으로 교란에 따른 입지적 특성과 하층식생의 종 조성의 차이 및 경쟁압력으로 인하여 상당한 차이를 보였다. 따라서 산림유전자원인 주요 하층 식생의 보존을 위해서 상층식생의 밀도조절 등으로 인해 야기되는 하층식생의 동태 및 생육환경의 변화를 정확하게 파악 한 후 간벌 등 산림시업처리를 실행하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다.

통합수자원평가지수의 개발 (Development of Integrated Water Resources Evaluation Index)

  • 이동률;최시중;문장원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권10호
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    • pp.1017-1028
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 물이용, 홍수 및 하천환경의 3개 수자원 정책 부문에서 수행한 사업성과를 지역별로 평가할 수 있는 통합수자원평가지수(Integrated Water Resources Evaluation Index, IWREI)를 개발하는 것이다. IWREI는 각 부문별 취약성을 나타내는 물이용취약지수(Water Use Vulnerability Index, WUVI), 홍수취약성지수(Flood Vulnerability Index, FVI), 하천환경취약지수(River Environment Vulnerability Index, REVI)를 통합하여 산정된다. 이들 지수들은 물이용, 홍수, 하천환경의 피해를 주는 압력지표(pressure indicators)와 이에 의한 피해 현상지표(state indicators) 및 피해의 대책지표(response indicators)에서 선정한 총 26개 지표로 구성된다, 산정된 지수는 Low, Medium Low, Medium, Medium High, 및 High의 5단계로 취약성 및 정책수행의 효과를 나타냈다. 우리나라 115개의 중권역에 대해 WUVI, FVI, REVI 및IWREI을 분석한 결과, 1990년대 초반에 비해 2000년대 초반의 지수가 개선되어 수자원 정책의 사업효과를 확인할 수 있다. 본 연구에서 개발된 지역간수자원의 취약지수와 평가지수는 수자원 정책목표의 설정과 사업이행의 우선지역을 선정하는데 이용할 수 있다.

비부착텐던 PSC 격납건물에 대한 구조건전성시험 및 수치해석 I (The Structural Integrity Test for a PSC Containment with Unbonded Tendons and Numerical Analysis I)

  • 노상훈;정래영;김성택;임상준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.523-533
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    • 2015
  • 원자로 격납건물은 냉각재상실사고와 같이 내부의 과도한 압력이 유발되는 사고에 있어서도 방사성 물질이 외부로 누출되지 않도록 막는 최종의 방벽이다. 이러한 격납건물의 기능적 중요성에 기인하여, 건설 초기 구조건전성시험(SIT)을 수행한다. 신고리 3호기 SIT 시험 당시 계측된 변위를 예측하기 위한 초기 해석 모델은 일부 위치에서 실제 변위를 과소 평가하는 경향을 보임에 따라 이를 개선하고자 하는 연구가 수행되었다. 해당 연구의 결과를 I 편과 II 편의 논문으로 정리하였으며, 본 I 편에서는 초기 해석모델을 개선해가는 과정에서의 해석모델 구성 시의 주요 고려사항의 분석 및 예비해석 결과를 제시하고 있다. 우선적으로 콘크리트 자체의 해석요소(mesh) 구성과 라이너, 철근, 텐던 등의 요소간의 연결 설정이 중요함을 확인하였다. 또한, 다양한 예비해석의 결과를 통해 비부착식 텐던으로 시공된 구조물에서 덕트관에 의한 강성 저감 효과 및 덕트관을 사이에 둔 텐던과 콘크리트간의 밀착 여부에 따른 강성 영향을 적절히 고려하는 것이 중요함을 확인하였다.