• 제목/요약/키워드: 수소 연소

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원자력발전소 중대사고시 수소연소로 인한 격납용기 파손에 대한 확률적인 분석 (The Probabilistic Analysis on the Containment Failure by Hydrogen Burning at Severe Accidents in Nuclear Power Plants)

  • 박익규;문주현;박군철
    • 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.

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스크램제트 엔진의 난류 연소 및 탄화수소 연료 연구 및 방향 (Research Activities and Directions of Turbulent Combustion and Hydrocarbon Fuels in Scramjet Engine)

  • 최정열;;원수희;신재렬
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.330-333
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    • 2008
  • 본 논문에서는 그동안 부산대학교 연소추진연구실에서 진행되어 온 스크램제트 엔진 내의 초음속 연료 공기 혼합 및 난류 연소 연구 결과에 대한 소개가 이루질 것이다. 아울러 실용 스크램제트 엔진에서 이용되는 초임계 탄화 수소 연료 연소의 특징과 수치적 모델링 기법에 대하여 소개가 잇을 것이다.

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3차원 유한요소해석 기법을 사용한 수소-천연가스 혼소 가스터빈 연소기에서의 연소불안정 해석 (Combustion Instability Modeling in a Hydrogen-Natural Gas Mixed Fuel Gas Turbine Combustor using a 3-Dimensional Finite Element Method Approach)

  • 홍수민;김대식
    • 한국분무공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.36-41
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    • 2022
  • In this study, the combustion instability characteristics according to the change in the hydrogen ratio in the fuel in the single nozzle system of the hydrogen-natural gas mixed gas turbine for power generation was analyzed using a three-dimensional finite element analysis-based Helmholtz solver. This combustor shows the instability characteristics in which mode transition occurs from a mode having a low amplitude near 70 Hz to a mode having a high amplitude of 250 Hz or higher as the hydrogen fraction in the fuel increases. The current modeling results are found to reasonably predict the main characteristics of the change in measured instability frequency and growth rate with the change in fuel composition.

리니어 수소동력시스템의 연소연구용 급속흡입압축기의 특성 해석 (Analysis on the Characteristics of RICEM for Researching Combustion Characteristics of Linear Hydrogen Power System)

  • 이제홍;김강문;정대용;이종태
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.66-73
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    • 2005
  • Hydrogen linear power system is estimated as the next generation power system which can obtain a performance as same as fuel cell. In order to develop Hydrogen combustion power system with high thermal efficiency, it is very important to understand the basic characteristics of hydrogen combustion and establish combustion stabilization technique of its system. In this study, RICEM(Rapid Intake Compression Expansion Machine) for researching of hydrogen combustion linear power system was manufactured and evaluated, and the basic characteristics of linear RICEM were analyzed.

직접분사식 수소기관의 사이클변동 원인해석에 관한 연구 (An Investigation on a Cause of Cycle Variation in Hydrogen Fueled Engine with Direct Injection)

  • 김윤영;이종태
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.233-241
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    • 2002
  • To achieve hydrogen power system with high performance and stable operation, the COVimep of hydrogen fueled engine with direct injection was evaluated with the change of engine speed, injection timing, air-fuel equivalence ratio and spark timing. And the cause of cycle variation was analyzed by using coefficient of variation in combustion period defined in this study. the results showed that the cycle variation of hydrogen fueled engine is mainly dependent on the early combustion period.

수소-천연가스 혼합연료 엔진의 삼원촉매 전환효율 특성 연구 (A Study on the Characteristic of Conversion Efficiency for Three-way Catalyst in Hydrogen-Natural Gas Blend Fueled Engine)

  • 박철웅;이의형;김창기;이장희
    • 한국가스학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.23-30
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    • 2016
  • 천연가스를 이용한 기존 엔진들은 효율이 우수한 희박연소를 구현하였지만 배기가스의 정화성능이 점차 강화되는 배기규제에 대응하기 위해, 이론공연비 연소 방식으로 관심이 옮겨지고 있다. 이론공연비 연소 방식은 유해 배출가스의 정화효율이 높은 삼원촉매를 사용할 수 있는 장점이 있지만, 높은 연소열 발생에 따른 열 내구성 문제와 연비가 해결과제로 남아 있다. 천연가스에 수소를 혼합한 수소-천연가스 혼합연료(HCNG))는 수소의 빠른 연소속도에 의한 영향으로 연소속도가 증가하고, 희박한계가 증가하여 배기가스재순환(Exhaust gas recirculation; EGR) 률의 공급을 증가할 수 있다. EGR률 상승은 연소온도를 낮추게 되어 엔진 열 내구성에 긍정적인 영향을 줄 수 있고, 압축비를 더욱 증가 시킬 수 있어서 효율적인 연소조건을 형성하도록 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 기존 대형 가스엔진을 이용하여 개발한 이론공연비 연소 방식의 HCNG 엔진의 배출가스 저감을 최소화하기 위해, 삼원촉매를 개발 및 적용하여 배기가스 특성을 평가하고 분석하고자 하였다. 현재 상용화된 시내버스용 삼원촉매와 HCNG용으로 개발 중인 시제 삼원촉매를 각각 설치하여 정상상태 운전조건 및 과도운전조건에서 실험을 진행하고 모드실험 결과를 비교하였다.

동축류 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 혼합 확산화염내의 수소(H2) 첨가가 화염 형상 및 연소 생성물에 미치는 영향 (Effect of Hydrogen(H2) Addition on Flame Shape and Combustion Products in Mixed Coflow Diffusion Flames of Methane(CH4), Ethane(C2H6) and Propane(C3H8))

  • 박호용;윤성환;노범석;이원주;최재혁
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.780-787
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    • 2019
  • 본 연구에서는 국내외 저탄소 녹색성장을 위한 대안으로서 수소에너지와 그 이용 기술에 대한 관심이 높아지는 추세에 발맞춰 무탄소 연료인 수소를 LNG 의 주성분인 메탄, 메탄-프로판, 메탄-프로판-에탄 동축류 확산화염 내에 첨가하여 화염형상 및 연소생성물에 미치는 영향을 확인하였다. 상온상압 조건의 확산화염에 수소를 단계적으로 첨가하여 실제 생성되는 연소생성물의 변화 추이를 가스 분석기를 이용하여 실험적으로 관찰하였고 확산화염의 형상은 디지털카메라를 이용하여 단계적으로 관찰 하였다. 실험결과에서 확산화염에 수소를 첨가함에 따라 질소산화물의 생성량이 선형에 가깝게 증가하는 경향을 보였다. 이것은 수소의 상대적으로 높은 단열화염온도와 빠른 연소속도가 Thermal NOx의 생성을 촉진했기 때문이다. 반면 이산화탄소의 생성량은 감소하는 경향이 나타났는데 수소를 첨가함에 따라 메탄, 메탄-프로판, 메탄-에탄-프로판의 혼합 확산화염에 포함되어있는 전체 탄소비율이 줄어들어 이산화탄소의 생성량이 감소한 것이다. 이는 선박에서 LNG-수소의 혼합 연료사용으로 인해 온실가스인 이산화탄소를 저감할 수 있는 하나의 방안으로 고려될 수 있다는 것을 의미한다.

추력 500 Kgf 액체추진제 로켓엔진 개발 (Development of 500 Kgf Thrust Liquid Propellant Rocket Engine)

  • 정동호;조용재;정규상
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1997년도 제8회 학술강연회논문집
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    • pp.3-10
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    • 1997
  • 본 연구에서는 추력 500 Kgf의 액체 추진기관을 설계, 제작 및 연소시험을 수행하여 연소 특성을 살펴보았다. 추진제로는 우주발사체 Booster용으로 폭넓게 사용되는 탄화수소계 연료인 kerosene과 산화제로 취급이 용이하고 저장 특성을 지닌 98 % White Fuming Nitric Acid(WFNA)를 사용하였고, 엔진 점화를 위해 WFNA와 접촉 발화성 (Hypergolic)을 갖는 Furfuryl Alcohol/Aniline 혼합액을 사용하였다. 로켓엔진은 20 Kgf/$cm^2$의 연소실 압력으로 500 Kgf의 평균 추력을 내도록 설계되었고, 연소실벽을 고온 연소가스로 부터 보호하기 위해 Film Cooling 방식을 적용하였다.

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저온 디젤 연소에서 발생하는 탄화수소 종 분석 (Hydrocarbon Speciation in Low Temperature Diesel Combustion)

  • 한만배
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권4호
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    • pp.417-422
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    • 2010
  • 1.7L 커먼 레일 직접 연료분사 디젤엔진과 초저유황 스웨덴 디젤 연료를 이용하여 연료분사시기 8.5CA BTDC~0.5CA BTDC 와 배기가스 재순환률 37%, 43%, 48% 영역에서 실험을 수행하였다. 각각의 배기가스 재순환률에 대하여 연료분사시기가 지각됨에 따라 매연과 질소산화물이 동시에 저감되나 탄화수소와 일산화탄소는 증가하는 저온 디젤 연소영역에 있음을 확인하였다. 탄화수소를 가스크로마토그래프와 불꽃 이온 검출기를 사용하여 종 분석을 수행하였으며, 연료분사시기가 지각될수록, 그리고 배기가스 재순환률이 증가할수록 Partially burned HC, 알켄의 비율이 증가하였다. Partially burned HC 중에서 에텐이, 그리고 Unburned HC 중에서 노말 운데케인이 가장 많이 배출되었다. 이 두 개의 탄화수소 종은 촉매 연구에 사용되는 벤치 플로우리액터 시험에서 대표적인 탄화수소 종으로 사용할 수 있다.