• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.236-241
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• 1996

울진 3,4호기 유출관계통의 과도현상을 평가하기 위해서 발전소 과도해석용 코드인 Modular Modeling System(MMS) 코드를 이용하여 수력학적 현상을 모사하고 유출관제어밸브 및 배압제어밸브의 특성, 이들 밸브들의 제어특성 및 밸브들의 운전특성등을 고려하여 분석을 수행하였다. 분석결과 배압제어밸브 제어기 제어변수의 적절한 선정이 계통의 과도현상에 매우 큰 영향을 미치고 있기 때문에 배압제어기 제어변수 선정이 계통의 과도현상 완화에 매우 중요한 인자임을 알 수 있었고, 배압제어밸브의 Stroke 속도변화가 유출관계통의 과도현상에 상당한 영향을 미치고 있음을 알았다. 또한 배압제어밸브의 특성에 따른 유출관계통의 과도현상을 분석한 결과 유출관제어밸브의 운전에 따라 배압제어밸브 특성이 결정됨을 알았다. 결과적으로 유출관계통의 과도상대를 적절하게 제어하기 위해서는 밸브의 특성, 밸브의 Stroke 속도 및 배압제어벨브 제어기 제어변수등의 적절한 선정이 필수적으로 계통설계단계에서 고려되어야 한다고 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.163.1-163.1
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• 2010

MTO 공정을 개발하기 위한 순환유동층 장치에서 고체순환량을 높이기 위해 고체 주입량 및 상승관 유속에 따른 수력학적 특성의 파악에 관한 연구를 수행하였다. 전체 높이 2.6m 직경 0.009m의 상승관을 가진 순환유동층 장치에 대해 고체순환량을 조절하기 위한 비기계적 밸브로 각각 Seal-pot과 L-valve가 장착된 두 장치에 대해 고체순환량 및 체류량을 측정하였다. 고체순환량 및 체류량은 두 장치에서 모두 고체의 주입량이 증가함에 따라 증가하는 모습을 나타내었으며, 상승관의 유속에 따라서는 특정한 유속의 범위 내에서 증가하다가 일정 유속 이후 감소하는 모습을 나타내었다. Seal-pot을 사용한 장치에서는 고체순환량이 최대 $87kg/m^2.s$ 가량의 값을 나타내었으나 L-valve를 사용한 장치에서는 최대 $180kg/m^2.s$를 보였다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 하여 전산유체역학을 이용한 순환유동층의 유동해석에 관한 연구를 실시하여 실험조건의 변화에 따른 상승관 내부의 수력학적 특성을 비교하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.363-368
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• 1998

영광 5,6호기 유출계통의 과도현상을 평가하기 위해서 Electric Power Research Institute (EPRI)에서 개발한 발전소 과도해석용 코드인 Modular Modeling System-Real Time Capable (MMS-RTC) 코드를 이용하여 유출계통의 모델을 구성하였다. 구성된 모델을 이용하여 수력학적 현상을 모사하고 배압제어벨브 제어기의 제어변수 및 유출 오리피스 차단벨브의 Stroke Time 등의 운전특성을 고려하여 수력학적 현상을 분석하였다. 분석결과 배압제어벨브 제어기 제어변수의 적절한 선정이 계통의 과도현상 완화에 매우 중요한 인자임을 알 수 있었고, 유출 오리피스차단벨브의 Stroke Time의 변화가 유출계통의 과도현상에 상당한 영향을 미치고 있음을 알았다. 결과적으로 유출계통의 과도상태를 적절하게 제어하기 위해서는 벨브의 특성, 벨브의 Stroke Time 및 배압제어밸브 제어기 제어변수들이 적절히 선정하여야 한다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권8호
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• pp.1083-1090
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• 1998

A kind of three-way check valve, so called hydraulic calve was proposed for the substitute of the density lock of passive reactor such as SPWR (System-Integrated Pressurized Water Reactor). The function of the valve are the separation of the borated water from main coolant loop for normal operation and the insurge of the water into the loop for shutdown and the removal of the decay power when the main coolant flow rate is not enough. To verify the operability and the characteristics of the valve, experimental works were executed with 1/3 scale model calve. Also a diffuser model was proposed for the theoretical analysis of the valve.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권2호
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• pp.225-236
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• 1994

SEBIM 밸브 상부에 위치한 밀봉수의 급격한 방출은 밸브 후단의 방출배관계통에 큰 운동량과 관성력의 작용을 초래한다. 본 연구는 밸브개방시 방출배관계통의 후단에 발생하는 열수력학적 과도현상을 분석하기 위한 해석절차 및 해석결과를 다루고 있으며, 이 분석을 위해 RELAP5 /MOD3 를 사용하였다. RELAP5 /MOD3 분석을 위하여, 방출관 계통과 SEBIM 밸브의 개방특성 및 밀봉수 방출등의 적절한 모델방법이 제시되었다. 또한 접합부(junction)와 체적(volume)의 제어 플래그 (flag)에서 옵션(option)의 적절한 선택을 위하여 민감도분석도 수행되었다. 분석결과, SEBIM 밸브 방출배관계통의 밀봉수 방출에 따른 열수력학적 과도현상을 분석하는데 RELAP5 /MOD3가 적절히 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 민감도 분석결과로부터, 밀봉수 방출해석을 위해서는 적절한 기하학적 압력분포를 가지는 완만한(smooth) 면적변화 및 비평형 옵션(option), 적절한 시간간격(time step)의 사용이 필수적인 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.760-767
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• 2020

발전용 수력플랜트 분야는 기후변화 및 에너지 확보를 고려해 향후 지속적인 성장이 전망된다. 수력발전설비는 항상 수충격에 의한 위험에 노출되어 있고, 이에 대한 안정성 확보는 매우 중요하다. 수충격 현상은 밸브의 개도 조정이나 펌프와 터빈의 기동 및 정지 시 관로설비 전반에 걸쳐 발생하며, 예기치 못한 긴급 상황 시에는 더욱 현저하게 나타난다. 이와 같은 수충격에 대한 발전설비의 안정성 검토를 위해 본 연구에서는 수충격 발생 메커니즘을 반영된 특성선법을 적용한 수치해석기법(MOC-FDM: Method of Characteristic-Finite Dimensional Method, 이하 MOC-FDM)을 이용하여 전산수치 모형을 개발하였다. 개발모형은 발전설비의 주요시설인 저수지, 관로, 밸브, 펌프 등 경계조건을 반영하였고 가상시나리오 case를 적용하여 개발모형을 이용한 수치모의를 수행하였다. 개발모형 해석결과의 검증을 위해 발전설비의 주요 지점에서의 해석결과를 각각 제시하였다. 각 case 별 수충격 현상이 양호하게 재현되었으며, 상용모델의 수치해석결과와 비교분석 결과가 거의 유사하게 나타나 개발모형의 신뢰성을 확인하였다. 본 연구에서 제시된 전산수치 모델은 수력발전설비의 운영 중 발생할 수 있는 비정상상태의 유체 거동을 정교하게 예측함으로써 설비의 안정성 검토를 위한 유용한 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.492-498
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• 2012

본 연구에서는 고온고압 건식탈황장치를 이용하여 고체순환량과 탈황반응기 내의 공극률에 대한 수력학적특성을 파악하고, 아연계 탈황제의 고온고압 조건에서 탈황반응온도에 대한 반응특성 및 연속운전을 통한 탈황 효율을 분석하였다. 실험에 사용된 고온고압건식탈황장치는 고속유동층 형태의 탈황반응기(내경: 0.015 m, 높이: 6.2 m), 기포유동층 형태의 재생반응기(내경: 0.053 m, 높이: 1.6 m), 가스의 역흐름을 방지하는 loop-seal, 두 반응기 후단에 압력컨트롤밸브로 구성되어있다. 수력학 특성으로는 고체순환밸브 개구비, 탈황반응기 가스 유속, 탈황반응기 온도 변화에 따른 고체순환량과 각 조건에서의 고속유동층 형태의 탈황반응기 높이에 따른 공극률 분포를 알아보았다. 고체순환량은 동일한 유속조건, 동일한 고체순환밸브 개구비에서 탈황반응기 온도가 상온일 때보다 $300^{\circ}C$와 $550^{\circ}C$일 때 감소하였으며 $300^{\circ}C$와 $550^{\circ}C$ 조건에서는 큰 차이가 없었다. 탈황반응기내의 공극률은 고체순환밸브 개구비가 10~20%로 고체순환량이 적은 경우 고속유동층 형태의 공극률 분포를 보이고, 30~40%로 고체순환량이 많아지는 경우 탈황반응기 하부에서 turbulent 형태의 공극률의 분포를 나타냈다. 아연계 탈황제의 탈황반응온도에 따른 반응특성은 시스템 압력 20 atm, 연속 반응 조건에서 탈황 온도를 변화시키면서 살펴보았다. 일정한 고체순환 조건에서 탈황온도 $450^{\circ}C$ 이하에서 탈황 효율 저하가 시작되는 것을 확인하였으며, 높은 탈황 효율을 유지시키기 위하여 10시간 연속운전에서는 탈황 반응 온도를 $500^{\circ}C$로 설정하여 실험하였다. 실험 결과, 10시간 연속운전을 통해, 유입 $H_2S$ 농도 5,000 ppmv 조건에서 탈황 반응기 후단 $H_2S$ 농도는 UV분석기(Radas2)와 검지관(GASTEC)의 검출한계인 1 ppmv 이하를 유지하여 $H_2S$ 제거 효율 99.99% 이상을 달성하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권4호
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• pp.418-423
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• 2014

최근 소수력 발전은 화석에너지의 고갈 및 환경 문제를 해결할 수 있는 대안으로 우리나라 뿐만 아니라 세계 각국이 심혈을 기울이고 있다. 본 연구에서는 소수력 발전의 최적화를 위해 입지 조건 및 특성을 고려하여 저 중낙차 및 유량 변동이 심한 지역에 적합하도록 2개의 가이드 베인을 갖는 횡류수차를 개발하여 실증시험을 실시하였다. 또한 CFD를 이용한 선행 연구 결과를 바탕으로 하여 수차 입구단의 낙차를 일정하게 유지한 상태에서 공기 유입 및 밸브 위치에 따른 성능 변화를 검증하였다. 그 결과 공기 유입이 재순환 유동과 러너를 통과한 유체가 주축에 충돌하면서 발생하는 수력학적 손실을 최소화시킬 수 있어 수차의 성능과 효율 개선에 효과적임을 검증할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제17권2호
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• pp.67-76
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• 2008

열수력 종합효과 실험장치인 ATLAS가 한국원자력연구원에 구축되었으며, 최근 대형 냉각재 상실사고(LBLOCA)시의 재관수 현상에 대한 시험이 본격적으로 수행되었다. LBLOCA 재관수 단계에서 APR1400의 열수력 현상을 제대로 모사하기 위해서는 안전주입수 유량이 척도비에 맞춰 축척되어야 한다. 또한 ATLAS 장치에는 안전주입탱크(SIT) 내부께 자동제어 유량조절기구인 Fluidic Device가 장착되지 않았기 때문에 SIT의 고유량 및 저유량 주입 성능을 모사하기 위한 별도의 방안이 마련되어야 한다. 따라서 ATLAS의 주입 성능을 기준 발전소인 APR1400의 성능과 일치시키기 위하여 ATLAS 안전주입탱크의 특성 시험을 수행하였다. ATLAS SIT의 고유량 주입 성능은 주입 배관에 최적의 Orifice를 설치하여 일치시키고, 저유량 주입 성능은 유량조절밸브의 개도를 조절함으로써 일치시킬 수 있었다. 이러한 특성 시험을 통해 ATLAS 안전주입계통이 APR1400에서 요구하는 SIT 고유량 및 저유량을 잘 모의할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.124-132
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• 2016

노심보충탱크 상부에 설치되는 유동분사기 형상에 따른 냉각수 주입특성 및 탱크 내에서의 열수력 현상 변화를 파악하기 위한 안전주입배관 2인치 파단 소형냉각재상실사고(SBLOCA) 모의시험이 잔열 및 피동잔열제거계통(PRHRS) 모의 없이 수행되었다. 두 가지 형상의 유동분사기를 설치하고 수행한 각각의 시험은 거의 유사한 초기 및 경계조건에서 수행되었으며, 이로 인해 반복시험에 대한 재현성이 충족되었다고 판단된다. 시험결과는 유동분사기의 종류(본 시험에서는 구멍의 개수에 해당)에 관계없이 유사한 열수력학적 거동을 보였으며, 초기 주입유량 관점에서는 구멍의 개수가 2배인 B형이 A형에 비해 좀 더 우수한 주입 성능을 보였다. 노심보충탱크 격리 밸브가 개방된 후 압력평형배관을 통해 유입되는 고온의 원자로냉각재는 상부 헤더에서 상대적으로 저온인 $50^{\circ}C$ 물과 혼합되면서 증기 응축과 같은 상변화에 의한 압력 변동을 동반하는 다차원 열유동 현상을 일으키게 된다. 이로 인해 초반부 노심보충탱크 주입 유량은 상온운전 조건에서 보다는 작게 되고, 일정시간 경과 후에는 유사한 주입유량 특성을 보였다.