This study investigated the explosion characteristics of HCNG fuel using a simulation tool. The damage caused by the storage container explosion and vapor cloud explosion in a gas station was predicted. In case of an vapor cloud explosion in the HCNG station, 50~200kPa explosion pressure was predicted inside the station. When the cylinder explosion was occurred, in case of hydrogen, the measured influential distance of overpressure was 59m and radiant heat was 75m. In case of CNG, influential distance of overpressure was 89m and radiant heat was 144m would be estimated. In case of 30% HCNG that was blended with hydrogen and CNG, influential distance of overpressure was 81m and radiant heat was 130m were measured. The damage distance that explosive overpressure and radiant heat influenced CNG was seen as the highest. HCNG that was placed between CNG and hydrogen tended to be seen as more similar with CNG.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.26
no.2
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pp.114-119
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2015
Nowdays, fossil fuels have been used as an important resource in development of industry. But it is limited and caused climate change such as pollution and global warming. So nuclear fusion research is being issued with tritium to develop eco-friendly and sustainable energy. Republic of Korea is in charge of Storage and Delivery System (SDS) in the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), weld present in the SDS bottles are easily exposed to the hydrogen embrittlement of special characteristics of the hydrogen in hydrogen atmosphere, When the hydrogen embrittlement is rapidly progresses, the cracking is generated in the weld zone. Due to this cracking, the risk of leakage of tritium into the atmosphere occurs. In this study, hydrogen heat treatment was processed through the Pressure-Composition-Temperature (PCT) device according to the time variation. Also mechanical properties such as rupture strength test, three point bend test and hardness test in accordance with the respective time have been conducted and the fracture was observed by scanning electron microscopy(SEM) after the mechanical properties evaluation.
Kim, Raymund K.I.;Jung, Seok;Kang, Hyungoo;Chang, Minho;Yun, Seihun;Hong, Tae-Whan
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.24
no.2
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pp.121-127
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2013
Tritium was attracted with high energy source in neutron fusion energy systems. A number of research was performed in tritium storage materials. The Korea was raised storage and delivery systems (SDS) of international thermonuclear experimental reactor (ITER) research. However, bottles of SDS would be important because of stability. The bottles have a welding zone, this zone will be vulnerable to hydrogen embrittlement. This zone have a high thermodynamic energy and heat deterioration. Therefore bottles were studied about hydrogen embrittlement to retain stability. The heat treatment of hydrogen was carried under pressure-composition-temperature (PCT) apparatus because of checking at real time. And then, mechanical properties were evaluated by tensile test and hardness test. In results of this study, hydrogen atmosphere condition is very important by tensile test and kinetics test. The samples were evaluated, that is more weak hydrogen pressure, increasing temperature and time. This results could be useful in SDS bottle designs.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.27
no.6
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pp.152-161
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2023
In general, large-capacity hydrogen storage vessels, typically in the form of vertical cylindrical vessels, are constructed using steel materials. These vessels are anchored to foundation slabs that are specially designed to suit the environmental conditions. This anchoring method involves pre-installed anchors on top of the concrete foundation slab. However, it's important to note that such a design can result in concentrated stresses at the anchoring points when external forces, such as seismic events, are at play. This may lead to potential structural damage due to anchor and concrete damage. For this reason, in this study, it selected an vertical hydrogen storage vessel based on site observations and created a 3D finite element model. Artificial seismic motions made following the procedures specified in ICC-ES AC 156, as well as domestic recorded earthquakes with a magnitude greater than 5.0, were applied to analyze the structural behavior and performance of the target structures. Conducting experiments on a structure built to actual scale would be ideal, but due to practical constraints, it proved challenging to execute. Therefore, it opted for an analytical approach to assess the safety of the target structure. Regarding the structural response characteristics, the acceleration induced by seismic motion was observed to amplify by approximately ten times compared to the input seismic motions. Additionally, there was a tendency for a decrease in amplification as the response acceleration was transmitted to the point where the centre of gravity is located. For the vulnerable components, specifically the sub-system (support columns and anchorages), the stress levels were found to satisfy the allowable stress criteria. However, the concrete's tensile strength exhibited only about a 5% margin of safety compared to the allowable stress. This indicates the need for mitigation strategies in addressing these concerns. Based on the research findings presented in this paper, it is anticipated that predictable load information for the design of storage vessels required for future shaking table tests will be provided.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.35
no.11
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pp.1377-1382
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2011
Recently, alternative and novel energy resources have been developed for use in the future because of the current environmental problems and exhaustion of fossil energy resources. Hydrogen energy has many merits, such as its environmental friendliness, easy storage, and easy production, but it also has disadvantages, in that it is highly combustible and explosive. In this study, a test procedure using a simple SP test under highly pressurized hydrogen gas conditions was established. In order to evaluate its applicability, SP tests were carried out using a stainless steel (SUS316L) sample under atmospheric, pressurized helium, and pressurized hydrogen gas conditions. The results under the pressurized hydrogen gas condition showed fissuring and produced a reduction of the elongation in the plastic instability region due to hydrogen embrittlement, showing the effectiveness of the current in-situ SP test.
In this study, designing of a Type 4 pressure vessel using the filament winding method was conducted. In order to prevent leakage in consideration of the design of the hydrogen storage tank, a liner was designed by applying high-density polyethylene (HDPE), and the composite structure was designed by stacking carbon/epoxy in the hoop and helical directions. As a theoretical approach, the angle of the helical fiber and fiber thickness of each hoop and helix were designed. The safety of the design was verified using the commercial software ANSYS.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.36
no.8
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pp.829-833
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2012
SNG (synthetic natural gas or substitute natural gas) could contribute greatly toward energy security. In addition, HCNG (or $H_2CNG$) is expected to be used as a fuel gas for internal combustion engines and home appliances because it has extremely low emissions and high thermal efficiency. However, the hydrogen contained in SNG or HCNG can deteriorate the mechanical properties of the materials used in existing natural gas infrastructure. Therefore, it is necessary to investigate the effect of hydrogen on the mechanical properties of such materials so that SNG or HCNG can be transported and distributed safely and reliably. In this study, the effect of highly pressurized hydrogen gas on the tensile properties of a low-alloy steel used for manufacturing CNG storage vessels was investigated using the so-called hollow tensile specimen technique.
KIM, MOO-SUN;RYU, JOON-HYOUNG;JUNG, SU YEON;LEE, SEONG WOO;CHOI, SUNG WOONG
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.31
no.6
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pp.558-563
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2020
Hydrogen is attracting attention as an alternative energy source as an eco-friendly fuel without emitting environmental pollutants. In order to use hydrogen as an energy source, technologies such as hydrogen production and storage must be used, and new storage methods are being studied. In this study, the behavior of hydrogen in the storage tank were numerically studied under high-pressure hydrogen discharge conditions in a Type III hydrogen tank. Numerical results were compared with the experimental value and the results were quantitatively analyzed to verify the numerical implementation. With the results of pressure and temperature values under a given discharge condition, the Redich-Kwong gas model showed the adequate models with the smallest error between numerical and experimental results.
Composite vessels for high pressure gas storage are commonly used these days because of their competitive weight reduction ability maintaining strong mechanical properties. To supplement permeability of composite under high pressure, it is usually lined by metal, which is called a Type 3 vessel. However, it has many difficulties to design the Type 3 vessel because of its complex geometry, fabrication process variables, etc. In this study, therefore, GUI (graphic user interface) optimal design code for Type 3 vessels was developed based on semi-geodesic algorithm in which various factors of geometry and fabrication variables are considered and genetic algorithm for optimization. In addition, hydrogen vessels for 350/700 bar that can be applied to FCVs(fuel cell vehicles) were designed using this code for verification.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.26
no.2
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pp.120-126
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2015
Recently, the ever-increasing use of fossil fuels for rapid industrial development and population significantly caused an environment pollution and global warming such as climate change. So research and development of sustainable and eco-friendly energy have been performed. Especially the interest in nuclear fusion fuel was significantly increased from the developed countries. The system of fusion energy production was tritium separation, storage and delivery, and purification. Republic of Korea is in charge of Storage and Delivery System (SDS) in the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). Welding part of the SDS bottles for storing the tritium is known to be susceptible to hydrogen embrittlement. In this study, conducted a study for the relaxation of the stability and hydrogen embrittlement of the weld area. The hydrogen heat treatment was processed through the Pressure-Composition-Temperature (PCT) device according to the time variation. Also mechanical properties such as impact test and hardness test according to using the alkaline cleaning liquid for hydrogen embrittlement relief and the fracture was observed by scanning electron microscopy (SEM) after the mechanical properties evaluation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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