• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.12
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• pp.1108-1115
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• 2015

In this study, correlation equations were arranged about mass flow rates of oxygen and volume flow rates of helium using a mouthpiece method. The mouthpiece method can reduce examination cost by using similar empirical formula. Instead of liquid oxygen, in the mouthpiece method, gas helium can be measured in order to determine the leakage amount of liquid oxygen conveniently. Experiment was conducted and compared to understand leakage amount relation between the helium and the oxygen for prototype item under a room and a cryogenic temperature conditions. The leakage volume flow rate [$A.m{\ell}/s$] of the helium was 174 times higher than mass flow rate [g/s] of the oxygen leakage at liquid state. The derived correlation equations were verified using data from the National Institute of Standards and Technology (NIST).

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2004.04a
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• pp.74-74
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• 2004

액체추진제를 사용하는 위성 발사체의 경우 추진제탱크에 저장된 추진제를 추력을 발생하는 연소실에 공급하기 위하여 헬륨 등의 가압제를 사용한다. 본 연구에서는 액체추진제 로켓엔진의 산화제인 극저온의 액체산소를 저장하고 있는 탱크 내부에 설치된 별도의 탱크에 저장된 극저온/고압의 헬륨을 고온으로 열팽창 시켜 추진제 탱크로 재유입하여 추진제를 가압하는 시스템에 사용되는 가압제 열팽창용 열교환기의 개발을 위한 기초 설계를 수행하였다. (중략)

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.7 no.2
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• pp.170-175
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• 2008

In this study, it was investigated that the characteristics of startup and compatibility using several type hot and cold gases. The characteristics of starting LRE by pyro starter was compared with that by a Helium spinner. The compatibility of pyro gas, a gaseous Helium, Hydrogen+Nitrogen mixture gas, and air was investigated by a simple 1D turbine analysis considered the properties of each gas and turbine efficiency. Most of them were compatible to start up the LRE however air was properly used only for low power mode of turbine.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.10a
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• pp.141-144
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• 2003

In this paper, to satisfy the temperature requirement of turbopump-inlet condition, the cooling of cryogenic propellant is performed at the simulated suction-line of the Launch Vehicle. The cooling method is by using Gas helium injection. This study investigates the effect of helium injection on the liquid nitrogen which simulates the liquid oxygen. By using helium injection, the subcooling of liquid nitrogen can be achieved within four minute when the ratio of gas volume flowrate to the volume of L$N_2$ is approximately v/v$_{L}$≒0.8min$^{-1}$ . .

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.91.1-91.1
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• 2005

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.2
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• pp.153-159
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• 2007

In-cryostat helium lines are under installation to transfer a cryogenic helium into cold components in KSTAR device. In KSTAR, three kinds of helium should be supplied into the cold components, which are supercritical helium Into superconduction(SC) magnet system, liquid helium into current lead system, and gas helium into thermal shields. Cryogenic helium lines consist of transfer lines outside the cryostat, in-cryostat helium lines, and electrical breaks. In-cryostat helium lines should be guaranteed of leak tightness for tong time operation at high internal helium pressure of 20 bar. We wrapped the helium line with multi-layer insulator(MLI) to reduce radiation heat and insulated the surface of the high potential part with prepreg tape. The electrical break was fabricated by brazing ceramic tube with stainless steel tube. To ensure the operation reliability at operation temperature, all the electrical break have been examined by the thermal cycle test at liquid nitrogen and by the hydraulic test at 30 bar. And additional surface insulation was prepared with prepreg tape to give structural safety. At present most of the in-cryostat helium lines have been installed and the final inspection test is progressing.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.361-361
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• 2011

하나로 냉중성자원(CNS: Cold Neutron Source)은 원자로 수조내 반사체 탱크에 위치한 수직 조사공에 설치되어 하나로 노심에서 발생하는 열중성자를 감속재인 액체 수소층을 통과시켜 냉중성자를 생산한다. 생성된 냉중성자는 유도관을 통하여 냉중성자 산란장치에 공급되어 이용 연구에 활용된다. 감속재로 사용되는 수소는 헬륨냉동계통의 운전에 따라 수소가 수조내기기 집합체(IPA: In Pool Assembly) 내로 이동되어 액화되어지므로, 극저온의 헬륨가스의 흐름이 중요하다. 헬륨냉동기에 의해 만들어진 극저온인 헬륨은 IPA 내의 수소와 열교환을 하기 위해서 배관을 통해 이동되며, 열손실없이 전달하기 위하여 헬륨 배관은 진공층이 형성된 이중배관으로 설계되어 있다. 헬륨 이중배관은 공급 및 회수 배관으로 구성되어 있으며, 헬륨 배관의 외관에 진공층을 20개의 구간으로 나누어 제작 및 설치되었으며, 각각의 진공도를 유지하고 있다. 이 논문에서는 하나로 냉중성자원 헬륨 이중배관의 특성과 헬륨냉동계통의 운전 및 정지시 온도 변화에 따른 이중배관 진공도의 변화를 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.1112-1114
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• 2017

The liquid rocket engine determines the routing of the component placement and layout by adapted the cycle method, the hardware configuration, the gimbal type on the functional implementation, and so on. In this paper, the conceptual routing of major pneumatic lines such as helium (He) supply pneumatic line for driving, many purge pneumatic line and main ignition line based on the main components installed in the liquid rocket engine was performed.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.9-17
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• 2007

The performance test of recirculation line in propellant feeding system was carried out. Liquid oxygen was used as cryogenic propellant and helium was used as recirculation promotion gas. Tests were done in cases at atmospheric pressure and at pressure of 4 barg in the ullage space of propellant tank. Liquid oxygen recirculation flowrate with helium injection flowrate and temperature distribution along the line were measured. There was appropriate helium injection flowrate for gas-lift recirculation system. Test data were used to make calculation program by test data correlation method. In this paper the procedure of calculation was presented and the results were compared to test data.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.90-90
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• 2003

한국항공우주연구원은 액체추진기관 시스템을 이용한 3단형과학로켓(이하 KSR-III)을 국내 최초로 개발하여 비행시험을 수행하였다. 액체추진기관 로켓의 비행시험을 위해서는 이전의 고체 추진기관을 이용한 과학로켓 1, 2와는 달리 비행시험 조건에 부합하게 액체추진제 및 가압제 등을 공급하는 지상설비가 필요하다. 이에 한국항공우주연구원은 독자적으로 비행시험에 필요한 제반 설비를 갖춘 발사장을 구축하였다. KSR-III는 압축 헬륨가스(GHe)를 이용하여 연료(Jet A-1)와 산화제(LOx)를 가압하여 추력을 얻는 액체추진기관 시스템이다. 따라서 발사장에서의 지상공급설비는 유공압 설비와 발사시나리오에 따라 해당 부품을 제어하고 자료를 저장하는 제어/계측 설비 및 기타설비들로 구성되어 있다. 지상공급설비 중 유공압 설비는 LOx의 저장 및 기체 내 산화제 탱크의 충전을 위한 산화제 공급설비, Jet A-1의 저장 및 기체 내 연료 탱크의 충전을 위한 연료 공급 설비, 지상설비용 밸브구동 및 기체 내부 퍼지 등에 필요한 질소($N_2$)를 저장/공급하는 설비, 기체내부 밸브 구동 및 가압제로 사용되는 기체헬륨(He)을 저장/공급하는 설비들로 구성되어 있다. 이러한 구축된 공급설비는 기능시험, 연계시험 등의 각종 입증시험을 통해 그 성능을 검증한 후 단인증모델(SQTM)을 이용하여 발사 시나리오에 따른 추진제 공급능력을 입증한 후 KSR-III의 비행시험을 성공적으로 수행하였다. 수행된 연구결과는 향후 건설되어질 우주센터내의 발사장 기반설비 설계의 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.