• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.124.1-124.1
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• 2011

저온 고압의 환경에서 안정한 하이드레이트 함유 퇴적물 연구를 위하여 현장의 압력을 유지하여 코어를 회수할 수 있는 압력 코어러 (Pressure Corer)가 개발된 이후로 다양한 방법으로 압력코어를 이용한 연구가 진행되어 왔다. 하이드레이트의 안정영역 특성상 일반 코어러 샘플에서는 하이드레이트 함유 퇴적물의 회수가 용이하지 않았던 이유로 압력코어샘플응 이용한 현장 하이드레이트 함유 퇴적물의 연구는 필수적이다. 초기 단계에서는 압력코어를 이용한 비파괴 검사와 단순 감압 시험이 이루어졌다. 비파괴 검사를 통하여서는 X-ray 단면, 감마 밀도 (gamma density), 음파 속도 등이 측정 되었으며 감암 시험을 통하여서는 시료 내 하이드레이트 함유량을 산정하였다. 감압 후 다양한 지화학 분석이 후행되었다. 가스 하이드레이트 함유 퇴적물의 물성과 생산 거동이 점차 부각됨에 따라 압력코어 시료를 순간 감압하여 액체 질소에 보관하였다가 압밀시험, 삼축 압축 시험 등 물성 시험이 수행되었으며 수행 동안 X-ray 단면, 비저항, 음파 속도 등의 물성측정이 이루어졌다. 또한 액체 질소 보관 시료를 이용하여 감압법, 열염수 주입법, 열자극 법 등을 적용하여 생산 실험을 수행하기도 하였다. 이후에 압력코어 시료 절단 및 이동 시스템이 개발됨에 따라 보다 다양하고 많은 연구자 들이 압력코어 시료를 이용할 수 있게 되었으며 물성 연구뿐만 아니라 미생물 연구에 까지 압력코어 시료가 사용되게 되었다. 최근에는 절단 시료를 이용한 생산 실험 연구 또한 진행되었다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.120-124
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• 2005

• 자원환경지질
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• 제38권2호
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• pp.165-176
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• 2005

심해저 퇴적물에 분포하는 천연가스는 물리, 화학적인 조건에 따라서 세 가지 상(phase)으로 존재한다. 즉, 공극수에 녹아있는 가스의 농도가 용해도 이하이면 용존 가스 형태로 존재할 것이며, 용해도 이상이면 자유가스가(free gas) 형성될 것이며, 자유가스를 포함하는 해저 퇴적물이 저온 고압 조건인 하이드레이트 안정 지역이라면 가스 하이드레이트로 존재한다. 심해저 퇴적물내의 가스의 농도를 정확히 파악할 수 있다면 천연가스와 하이드레이트의 형성과 분포를 예측할 수 쳐다. 그러나, 해저 퇴적물 내에 포함되어 있는 가스의 양을 정확히 측정하는 것은 매우 어렵다. 심해저 퇴적층에서 가스를 채취하는 방법으로 널리 이용되는 공기층 가스 기법을 이용하여 퇴적물내의 가스의 양을 가늠하는 것은 천부 퇴적층에서만 가능하고 심부 지층에서 채취한 가스는 코어 회수와 시료 채취 과정에서 대부분의 가스가 유실되고 극히 일부만 정량 분석된다. 압력 코어(Pressure Core Sampler PCS)는 길이 $1{\cal}m$, 반경 $4.32{\cal}cm$ 규격으로 총 $1,465cm^3$의 퇴적물을 68.9 Mpa 압력 하에서 채취하는 장비이다. ODP Leg 204 시추 동안에 총 6개 지점(site) 에서 압력 코어를 사용하여 각 시추 지점에서 심도에 따른 퇴적물내의 가스의 양과 가스 하이드레이트의 분포를 측정하였다. 분석 결과 시추 위치에 따라서 가스 농도 및 분포 특성이 서로 다르게 나타났다. 하이드레이트 릿지(Hydrate Ridge)의 정상 주변에는 해저면 퇴적물에 메탄가스가 과포화되어 있고 정상 측면 및 분지지역에는 일부 심도의 퇴적물에서만 과포화되어 있었다. 하이드레이트 릿지의 가스 하이드레이트 분포는 압력 코어에 의해서 측정한 현장(in-situ)의 가스 농도 특성과 매우 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권2호
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• pp.102-115
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• 2012

이 논문은 퇴적물내 포함되어 있는 가스하이드레이트의 포화도를 계산하는 여러 방법에 대하여 토론하고자 한다. 가스하이드레이트의 포화도를 계산하는 방법은 물리검층 자료를 이용하는 방법과 코어자료(압력코어 포함)를 이용하는 방법, 그리고 탄성파 탐사자료로부터 얻을 수 있는 속도 자료를 이용하는 방법 등 크게 세가지 방법으로 나눌 수 있다. 물리검층 자료중 전기비저항 자료를 이용하는 방법의 경우 Archie 식을 주로 이용하는데 이 경우 각각의 변수 값을 정확하게 정의하는 게 중요하다. 또한 가스하이드레이트의 산출형태도 포화도 계산에 큰 영향을 주기 때문에 주의해야 한다. 코어자료를 이용하는 경우 공극수의 염소량을 측정하는 방법과 압력코어를 취득할 경우 이를 이용하는 방법이 있다. 지금까지 발표된 정량적이고 가장 정확한 가스하이드레이트 포화도값을 구할 수 있는 방법이 압력코어를 이용하는 것이다. 그러나 이는 비용과 시간이 많이 소요되기 때문에 연속적인 자료를 얻기가 어렵다는 단점이 있다. 지금까지 발표된 가스하이드레이트 포화도 값을 비교해 보면 전기비저항 값을 이용한 경우가 가장 높은 값을 압력코어를 이용하여 측정한 경우가 가장 낮은 값을 보여주는 경향이 있다. 그러나 이러한 값이 모든 경우에 있어서 절대적인 경향을 보여준다고 볼 수는 없다. 그러므로 가스하이드레이트의 포화도를 정확하게 계산하기 위해서는 여러 가지 방법을 이용하여 계산해야 하며 이를 비교하여 가장 적절한 값을 사용해야 할 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.557-559
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• 2007

정부는 2005년부터 가스하이드레이트 개발사업단을 발족시켜 국내의 가스하이드레이트 부존 형태와 매장량 평가를 위해 노력하고 있다. 2005년 2차원 정밀 물리탐사, 심해 퇴적물 채취 및 다각적 분석연구사업이 수행되었고, 2006년도에는 3차원 물리탐사, 개발기술을 위한 연구 및 지질재해${\cdot}$안정성 연구 등이 수행되었다. 또한 2007년 상반기에 동해 지역에서 해저면 표면에서 피스톤 코어를 이용하여 실물 샘플을 채취하는 데 성공하였다. 기존에 취득된 다양한 자료를 면밀히 분석하고 해석한 결과를 바탕으로 2007년도 하반기에 시추를 진행 중에 있다. 시추를 통하여 동해지역의 가스하이드레이트의 부존 형태 파악 및 추정 매장량을 산출할 수 있는 좋은 결과가 취득될 것으로 기대하고 있다. 시추는 다양한 검층 및 압력코어 시스템을 포함한 코어채취가 수행되고 있다. 취득된 시추 결과를 이용하여 사업단은 가스하이드레이트 개발을 위한 보다 나은 결과를 도출한 것이며 이를 통해 미래 에너지원의 확보 및 자원 강국으로 가는 초석을 마련하게 될 것으로 기대한다.

• 지질공학
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• 제24권3호
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• pp.423-429
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• 2014

본 연구에서는 국내 비전통에너지자원인 셰일가스, 석탄층메탄가스(CBM) 및 가스하이드레이트 개발사업의 정확한 매장량을 위해 온도와 압력을 실시간으로 기록하는 DLS (Data Logging System)가 내장된 저류층 PCS (Pressure Core Sampler)를 개발하여 국산화시키고, 지하심부의 시료가 채취된 순간부터 시료의 압력을 유지함으로써 시료 내 가스의 손실 없이 시추코어를 회수하는데 있다. 저류층 PCS는 일반적인 코어 샘플러와는 달리 입구 부분에 볼밸브와 같은 개폐 장치가 있어 일정 길이의 코어 샘플이 채취되면 입구를 밀폐하여 원위치 상태의 압력이 그대로 유지되게 하는 기능을 갖고 있다. 이것은 특히 셰일가스나 석탄층메탄가스 및 가스하이드레이트와 같은 기체를 포함한 시료의 정확한 분석을 위해 아주 중요한 역할을 하게 된다. 현재 PCS 장비 및 이를 활용한 기술은 미국과 유럽 등에서 독점하고 있는 상황이다. 이에 따라 기존 PCS의 동작원리 및 메커니즘 분석과 상세설계를 수행하여 저류층PCS를 개발중이며, 성능은 PCS 최대 사용압력 100 bar, PCS 최대 사용온도 $-20{\sim}40^{\circ}C$, PCS 압력 손실율 10%를 목표로 하고 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.973-980
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• 2015

비전통 에너지자원은 전통 에너지자원에 비해 지리적으로 넓은 지역에 걸쳐 연속적인 형태로 분포되어 있으나, 잔존 기술적 회수가능 자원량(TRR : Technical Recoverable Resource)은 전통자원과 비슷하여 그 개발이 확대되고 있으며, 특히 셰일가스, 치밀가스, 석탄층 메탄가스, 가스하이드레이트 등의 비전통 가스자원의 개발이 활기를 띄고 있다. 그러나 현재의 물리검층 기술로는 비전통 자원에 포함된 물성, 특히 가스의 함량을 정확히 계산하기 어려우며 관련 기자재 또한 일부 해외 업체에서 독점하고 있다. 따라서 본 연구에서는 지하심부의 시료채취 순간부터 그 지점의 심부압력을 유지하여 시료 내 가스의 손실 없이 코어를 회수하고, 온도와 압력을 실시간으로 기록하는 저류층 PCS(Pressure Core Sampler)를 개발하였으며, 제작된 시제품의 검증을 위한 성능실험을 수행하였다. 모든 성능평가를 통과한 시제품은 In-situ 물성자료의 취득은 물론이고 정확하고 신뢰성 있는 시추코어를 확보하는 데 기여할 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.219-222
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• 2009

파이로스타터는 터보펌프 터빈의 초기 구동을 위해 터빈에 고압의 가스를 공급함으로써 액체추진기 관의 터보펌프 시동기 역할을 수행한다. 파이로스타터는 일종의 가스발생기로써, 내부에 충전된 저온고체추진제의 연소가스를 통해 시동에 필요한 에너지를 터빈에 공급하게 된다. 파이로스타터 내부에 충전되는 고체추진제의 외부와의 환경적인 격리뿐만 아니라, 연소 초기 연소실 내부의 충분한 압력 증가를 통해 저온 고체추진제의 점화특성을 향상시킬 수 있는 파이로스타터용 럽쳐디스크 개발을 위해 럽쳐디스크의 두께, 스코어의 깊이 및 형태, 가압 속도에 따른 파열압력과 파열반경 경향에 대한 시험을 수행하였으며, 설계파열압력 및 요구 파열반경 등 실제 운영 조건을 만족하는 파이로스타터용 럽쳐 디스크의 성능을 시험결과를 통해 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.125.2-125.2
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• 2011

청정 에너지원으로 높은 잠재력을 가지고 있는 가스하이드레이트는 상업적 기술개발이 미확보된 상태이다. 현재 전 세계적으로 가스하이드레이트 개발 및 생산에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며 이에 대한 기초자료로서 가스하이드레이트가 함유된 퇴적층의 물성자료가 필요하다. 특히, 현장 시료에 대한 물성 측정은 향후 가스하이드레이트 개발 및 생산 계획을 수립하는데 있어서 매우 중요하다. 탄성파 측정 결과는 다른 물성 들에 비하여 하이드레이트 함유 시료의 성형과정에 큰 영향을 받는다. 또한 그 외의 실험 경계조건과 취득 자료의 처리 과정에도 매우 민감하게 반응한다. 따라서 측정을 하는 과정은 물론 측정 후 자료의 활용 과정에서 다양히 고려해야 할 점들이 있다. 본 연구에서는 인공 모래를 이용하여 다양한 조건에서 탄성파 속도를 측정한 후 그 결과를 토대로 하여 기존의 연구 결과와 비교하여 음파 측정연구 시 고려해야 할 기술적 사항 들을 정리해 보았다. 실험에 사용된 장비는 고압의 퇴적층을 모사할 수 있는 압력셀과 메탄과 염수 주입에 사용되는 유체 주입장비, 하이드레이트 형성을 위한 온도조절장비, 자료 획득 장비로 구성되어 있다. p파 속도는 음파 송수신장비를 사용하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권5호
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• pp.9-15
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• 2017

천연가스 연료는 매장량과 경제성 측면에서 미래 가치가 매우 높기 때문에 여러 가지 이용 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있으며 내연기관을 이용한 발전 분야에서도 그 중요성이 점점 증가하고 있는 실정이다. 천연가스 연료를 이용하는 MW급 발전용 대형 왕복엔진의 경우 연료공급시스템의 고도화 개발이 필요한데 그 중에서도 천연가스 분사기의 개발은 실질적인 천연가스 연료 이용을 위한 핵심이다. 본 연구에서는 천연가스 분사기를 상부에 위치한 솔레노이드의 전자기력에 의해 구동되고 하부의 밸브 바디부 전기자와 이동판이 상하로 움직이는 구조의 분사밸브 형태로 고안 및 설계하였으며 이 시작품의 동특성을 엔진 흡기 모사 조건에서 실험하였다. 지난 연구에서는 전기자의 변위와 지름 및 솔레노이드 코어 지름을 변경해 가면서 실험을 수행하였으며, 그 후속으로 솔레노이드 코어의 금속 재질 변경과 메인 하우징의 입구 크기 및 공급 압력에 따른 분사밸브의 동특성을 살펴보았다.