• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1497-1502
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• 2013

수소를 친환경적 에너지원으로 사용하는 경우, 수소 압력용기용 강재의 수소취화 평가 및 안전성에 대한 신뢰성이 확보되어야 한다. 본 연구에서는, in-situ SP 시험법을 적용하여 수소 저장용기로 사용이 검토되고 있는 SA372 강재의 가스 수소취화 거동을 평가하였다. 표면가공 조건을 달리한 시험편을 사용하여 대기압, 고압 수소가스 압력하에서 펀치속도를 달리한 SP 시험을 통해 가스수소 취화 거동을 조사하였다. 그 결과, SA372 강은 가스수소 압력하에서 현저한 수소취화 거동을 나타내었다. 이때 펀치속도에 따른 영향도 명확하게 나타나, 펀치속도가 낮을수록 현저한 수소취화를 나타내 낮은 SP 에너지 값을 나타내었다. 또한 SP 시험 후 파면양상 관찰결과도 펀치속도에 따른 수소취화 거동을 명확하게 나타내었다. 본 가압수소 시험조건에서는 시험편 표면조건의 영향은 명확하게 볼 수 없었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.121-128
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• 1996

수소액화를 위한 직접냉각장치를 개발하고, 이의 성능특성을 시험하였다. 직접냉각장치는 액화용기, 복사쉴드, 저온조와 GM냉동기 등으로 구성하였다. 개발된 액화장치의 cool-down 및 warm-up특성이 상세하게 규명되었다. 본 냉각장치에서 냉각이 시작된지 약 45분 후, 액화용기내의 수소가 액화되기 시작함을 확인하였다. 또한 동일한 실험을 기체헬륨에 대하여 수행하였으며, 기체헬륨은 주어진 작동조건에서 액화되지 않으므로 수소의 경우와는 다른 cool-down 및 warm-up 특성을 보였다. 충전된 기체의 자연대류현상의 영향을 고찰하기 위하여 액화용기내에 진공상태를 유지하면서 시험하였다. 이때 진공상태에서의 액화용기의 냉각시간은 현저히 증가함을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권10호
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• pp.941-948
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• 2017

최근 화석연료 고갈 및 환경오염 문제를 해결할 수 있는 대안으로 수소에너지가 주목받고 있으며, 고효율 및 주행거리 향상을 위한 수소 자동차 개발에 따라 수소 저장 압력용기의 내용적 증가 및 구조안전성이 요구되고 있다. 그러나, 반구형의 바닥부보다 내용적이 큰 타원형 바닥부의 형상설계가 이루어지지 않았으며, 타원형 바닥부의 성형공정에 관한 연구 또한 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 수소압력용기 라이너의 타원형 바닥부 장단축비에 따른 최대 내용적을 계산하고 유한요소해석을 통한 구조안전성 검증 및 이에 대한 이론적 고찰을 검토하였다. 또한, 바닥부 성형 공정해석을 통하여 제안된 최대 내용적을 갖는 타원형상의 성형 가능성을 확보하였다.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.53-65
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• 2021

수소충전소의 빠른 확장 및 설치와 동시에 수소충전소의 고압수소 충전 압력용기에 대한 안전 검사가 매우 중요하게 이루어져야 한다. 이 중 ASME에 따르면 일정 압력 이상의 수소를 보관하는 용기에 대해서는 수소 취성 검사를 반드시 해야 한다. 수소취성 검사의 주된 시험방법으로 고압의 수소분위기에서 파괴시험 및 피로 파괴시험을 실시해야 하며, 이를 통해 수소 분위기에서 압력용기의 내구한계를 측정하고, 사용한계를 결정하도록 되어 있다. 세부적으로 stress intensity factor(K)로부터 한계균열깊이를 계산하고, da/dN(피로성장율)로부터 사용수명을 결정할 수 있다. API579-1/ ASME FFS-1 part 9에서 crack-like flaws의 모드에 따른 계산방법을 예시하고 있으나, 플레이트, 실린더 등 다양한 형태의 형상에 대하여 균열의 형상, 위치 등에 의하여 대략 55개 모드가 있고, 상당히 복잡한 수식으로 인하여 쉽게 접근을 못한다. 본 연구에서는 엑셀 및 VBA를 통하여 수치해석적으로 파괴역학계산하는 방법을 소개하고자 한다. 또한, 이를 적용하여 압력용기의 두께와 내경이 수명에 미치는 영향을 분석해 보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.111.1-111.1
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• 2016

진공 중 산화처리 방법으로 스테인레스강 표면에 형성한 크롬 산화막에 의한 수소 기체방출 저감 효과를 수치해석 방법으로 분석하였다. 스테인레스 강 진공 용기를 진공 중 산화처리하면 표면의 확산 방지막 효과에 의하여 수소 기체방출률을 낮출 수 있다고 알려져 있으나 그 구체적인 원리는 명확하지 않다. 표면 크롬 산화막의 수소 확산계수가 스테인레스 강 내부의 확산계수보다 작으므로 수소의 확산을 지연시켜 기체방출을 낮춘다는 설명이 가능하지만, 크롬 산화막의 두께 및 확산계수가 미치는 영향을 정량적으로 분석한 예는 없었다. 본 발표에서는 스테인레스강 진공용기의 크롬산화막과 모재 내부에 서로 다른 확산계수를 부여한 후 기체방출에 관여하는 확산 방정식을 수치해석으로 풂으로써, 표면의 확산 방지막에 의한 기체방출 저감 효과를 설명하고자 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.617-622
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• 1997

격납건물내 소격실에서의 수소혼합 정도를 파악하고 격실내 균일한 혼합을 좌우하는 인자의 영향을 분석하기 위하여 소규모 혼합실험을 수행했다. 본 연구에서는 해석적으로 수립된 3차원 혼합 모델의 검증을 위하여 3차원 모사가 가능하도록 실험 장치를 구성하였다. 격납용기 내에서 수소 생성의 주원인이 되는 노심으로부터의 수소거동을 분석하기 위한 기초 실험(실험 A)과 안전주입 탱크 격실에서의 수소거동을 분석하기 위해 원형 혼합 chamber를 구상했다. 기초실험 A에서는 혼합 chamber내 축 방향으로 대칭적인 오리피스형 장애물을 설치하고 실험했고 안전주입 탱크 격실을 모사한 실험 B는 영광 3&4호기를 바탕으로 축소시켜 안전주입탱크 격실내 존재하는 두충과 안전 주입 탱크 사이의 틀을 통한 혼합체의 거동을 분석했다. 실험결과 오리피스형 장애물을 설치한 기초실험에서는 원형 띠모양의 장애물이 혼합체의 거동에 큰 영향을 주지 않는 것이 관측됐지만 안전주입탱크격실 실험에서는 격실내 장애물로 존재하는 두충이 혼합체의 거동에 큰 영향을 주는 것이 관측됐다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2005년도 수소연료전지공동심포지움 2005논문집
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• pp.201-206
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• 2005

본 연구는 기 개발 완료된 천연가스차량용 200bar급 Type 3 복합재 압력용기를 개발로 축척된 핵심요소기술과 실질적인 경험을 바탕으로 수소연료전지 차량에 탑재할 350bar급 Type 3 복합재 압력용기에 대한 설계/해석과 시험평가의 핵심적인 사항을 고찰하였다. 설계/해석에는 350bar급 Type 3 복합재 압력용기에 대한 3차원 비선형 유한요소 모델링 및 해석기법이 제시되었고, 설계된 라이너형상과 와인딩 패턴을 이용하여 필라멘트 와인딩 공법으로 1차시제품을 제작하였다. 제작된 시제품에 대하여 파열시험 및 반복피로시험을 수행하여 설계/해석 기법의 타당성을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.104.1-104.1
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• 2013

스테인레스강 진공용기의 기체방출률을 낮추기 위해 구연산을 사용하여 화학세척한 후 진공 중 산화처리(VTO)하였다. 1E-11 mbar 이하의 극고진공에 도달하기 위해서는 진공펌프의 성능 뿐 아니라 진공 용기 자체로부터 지속적으로 방출되는 수소의 양을 줄이는 것이 중요하다. 스테인레스 강의 경우 잘 형성된 표면의 크롬산화막이 수소 방출을 억제하는데 효과가 있다고 알려져 있다. 구연산은 스테인레스 강의 표면 철 성분을 감소시키므로 상대적으로 크롬 비율을 증가한다. 이렇게 표면의 크롬 비율이 증가한 상태로 VTO 처리하면 보다 순수하고 균일한 크롬산화막이 형성될 것으로 기대할 수 있다. 본 발표에서는 구연산 +VTO 처리한 스테인레스 강(SST304) 진공 용기의 기체방출률 측정결과에 대해 논의하고자 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권3호
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• pp.411-419
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• 1994

원자력발전소 중대사고시 예상되는 수소생성과 이에 따른 수소연소로 인한 압력증가로 야기되는 격납용기의 파손화률을 몬테카를로 방법을 통하여 계산하였다. 몬테카를로 계산을 수행하기 위해서는 각각의 입력변수들에 대한 적절한 확률분포함수가 요구되는데, 통계적인 처리를 통하여 구하였다. 고리 2호기에 대한 계산을 수행하였으며, 입력변수들에 대한 민감도 분석도 실시하였다. 고리 2호기에서 수소연소로 인한 격납용기의 파손확률은 60% 이하로 계산되었으며, 민감도 분석결과 SFD가 중요한 인자이긴 하지만 다른 인자들도 무시할 수 없는 영향을 미치고 있음이 밝혀졌다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권4호
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• pp.16-21
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• 2009

과산화수소의 저장성 평가 방법을 소개하고, 고농도 과산화수소의 저장성을 평가하였다. 농도 측정 방법을 통하여 저장성을 평가하였으며, 과산화수소의 MIL-PRF-16005F 기준 만족 여부와 저장 온도 및 저장 용기의 마개 재질을 실험 변수로 선정하여 저장성을 평가하였다. 8~24개월 동안 측정을 수행한 결과, 안정제가 포함된 과산화수소가 추진제급 과산화수소에 비해 저장성이 매우 떨어졌으며, 과산화수소 증기와 반응을 보이지 않은 파라핀 필름으로 용기를 밀폐하였을 때, 플라스틱 마개를 사용한 경우에 비해 좋은 저장성을 나타내었다. 또한 과산화수소의 저장성에는 온도가 매우 큰 영향을 미쳐 상온에 비해 $10^{\circ}C$ 이하에서 보관하였을 때 저장성이 크게 향상되었다.