• 기계저널
• /
• 제53권4호
• /
• pp.38-43
• /
• 2013

이 글에서는 수소 연료전지차, 우주개발용 로켓추진체의 연료공급기술로 활용이 예상되는 수소액화 기술 및 영하 253도의 극저온 액체수소의 저장기술에 대해 살펴보고 액화사이클 및 극저온 액화수소 저장용기로의 열침입을 차단하기 위한 다양한 단열기술에 대해 기술한다.

• 한국가스학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.98-105
• /
• 2021

현재 정부의 「한국판 뉴딜 종합계획」발표('20.7.14, 관계부처 합동)에 따른 수소 생산 및 충전시설 보급 확대에 따라 주요 기업에서 액화수소 제조설비 건설계획 발표에 액화수소 플랜트, 충전소 등 관련시설 구축이 속도감 있게 진행되고 있다. 그러나 국내 액화수소 밸류체인에 따른 생산·저장시설·운송·활용 등에 대한 안전기준이 미흡한 실정이며, 액화수소 전주기에 걸친 안전 기술 및 안전기준 마련이 시급하다. 이에 한국가스안전공사는 액화수소 플랜트를 비롯한 전주기에 걸친 안전기준을 제·개정하고, 이를 통해 국내 안전한 수소 경제를 실현시키고자 한다.

• 한국가스학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.1-5
• /
• 2011

수소액화 공정은 수소 예냉 에너지, 액화에너지 그리고 Ortho/Para 변환열 제거 등 다량의 에너지가 요구되어 진다. 본 논문은 기존의 수소액화 공정에 LNG냉열을 이용하여 에너지절약 효과를 얻고자 기본설계 및 열해석을 수행하였다. 액화 소요에너지에 LNG냉열을 적용하면 수소액화공정의 에너지절약효과와 함께, LNG기지의 해수에 버려지는 LNG냉열을 회수, 이용하는 일석이조의 에너지절약기술이 된다. 열해석에 의한 설계를 수행한 결과 현재의 액체질소 예냉식 수소액화 플랜트의 소요에너지에 비하여 LNG냉열을 이용할 경우 소요동력량은 75%가 절감되었다. 이는 예냉을 액체질소 대신에 냉열을 사용하기 때문이다. 또한 LNG냉열량은 수소액화량 1T/D기준할 때 15T/D 유량이 요구되었다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.361-369
• /
• 2022

강화되는 환경규제에 대응하기 위해서 세계 각국이 수소 경제로의 전환을 본격화하고 있으며, 이에 중장기적으로 수소의 국가간 물동량도 증가할 것으로 예상된다. 국가간 수소의 거래는 수출국의 신재생 에너지 자원과 수입국의 수소 사용 형태, 기술 성숙도 등을 고려하여 암모니아, 액화수소, LOHC 등의 형태로 이루어질 것이나, 어느 한 가지 형태로만 거래되지는 않을 것이다. 액화수소 대비 암모니아와 LOHC의 해상운송은 상대적으로 성숙한 기술임에 본 글에서는 향후 액화수소 운반선 개발을 위하여 필요한 세부 기술들의 식별 및 다양한 기술적 대안들을 통해 가능한 설계안을 확보하면서, 그에 따른 기술적 타당성을 분석하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.52-58
• /
• 2022

정부의 수소 경제 활성화 로드맵에 따라 다양한 산업 분야에서 액화수소를 에너지원으로 하는 사업을 진행하고 있고, 액화수소 설비 및 취급시설의 제작 및 운영 실증 사업 또한 수행되고 있다. 그러나 운영 실증사업에 필요한 안전기준이 국내에는 마련되지 않아 실증 사업의 걸림돌로 작용하고 있어 조속한 안전기준 마련이 필요한 실정이다. 따라서 액화수소 설비 및 취급시설의 안전성 확보를 위하여 액화수소의 위험성을 종합적으로 고려한 안전기준의 마련이 반드시 필요하다고 본다. 본 연구에서는 일반적인 방법과 같이 국외사고 사례 분석 및 유사 분야의 안전기준을 참고로 도출한 선박용 액화수소 사용 시설 안전기준을 위험성 평가기법인 ETA, FMEA와 의사 결정방법인 AHP를 활용해 안전기준 항목의 우선순위 도출하여 안전기준 항목 선정에 타당성을 제시하고자 한다.

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

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
• /
• pp.213-213
• /
• 2022

본 논문은 슬로싱(Sloshing) 거동에 놓인 극저온 액체수소 화물창의 BOG 예측을 위한 CFD 해석 절차를 다루고 있다. 특히, 적재율(Filling Ratio)에 따라 달라지는 열 유입과 그에 따른 액체수소의 기화 경향을 파악하기 위한 목적으로 수행되었다. 액체수소와 기체수소의 혼재에 의한 다상 열유동(Multiphase-Thermal flow) 특성을 반영하고 유동에 따른 강제 대류 현상을 열유속에 반영하기 위한 CFD 해석을 수행하였다. 다상 유동 모델의 정확성을 검증하기 위하여 슬로싱 실험의 압력 계측 값과 해석의 압력 값 및 자유수면(Free surface) 형상을 비교하였다. 소형 C-Type 독립형 액화수소 탱크를 대상으로 슬로싱 유동과 BOG 발생을 수치적으로 예측하였다. 해석 과정에서 VOF(Volume of fraction) 모델과 Eulerian 모델을 모두 적용하여, 액체수소에 유입되는 열 유속(Heat flux)의 예측 정확성을 비교하였다. 슬로싱 유무에 따라 액체수소에 유입되는 열 유속을 비교하여 슬로싱 유동의 포함 여부에 따른 BOG 발생량의 변화를 제시하였으며, 최종적으로 액체수소의 충전율(Filling ratio) 별로 BOG 발생량의 경향성을 제시하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.32-37
• /
• 2024

최근 화석연료를 대체할 수 있는 수소에너지를 이용한 이동 수단에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편 이를 이용하기 위해서는 수소를 생산 저장 이송하는 과정이 필수적이다. 특히 수소를 90 MPa에 이르는 고압으로 저장 이송할 경우 기체 상태가 아닌 액체 상태이므로 부피가 감소하여, 상대적으로 비용을 절감 할 수 있다. 본 연구에서는 수소 액화에 필수적인 액화수소 펌프 개발을 위해 챔버 내의 유동을 유한요소해석 (Finite Element Methods (FEM)) 프로그램인 ANSYS를 이용하여 해석하였다. 그 결과, 1차 챔버에서 2차 챔버 사이에 밸브가 없는 경우, 2차 챔버 내의 최대 속도는 9.075 m/s, 밸브가 3 mm 열린 경우의 최대 속도는 8.111 m/s 로 10.6% 감소하였다. 또한 밸브가 없는 경우의 최대 압력은 0.62 MPa, 밸브가 3 mm 열린 경우의 최대 압력은 0.63 MPa 로 1.6% 증가하였다. 이 결과를 바탕으로 액화수소 펌프의 상세 설계에 활용할 경우, 좀 더 효율적인 펌프의 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권1호
• /
• pp.74-79
• /
• 2023

수소 수요가 증가함에 따라 수소를 저장하기 위한 설비의 중요성이 대두되었으며, 국내에서는 다양한 법으로 수소 취급 설비를 규제하고 있다. 산업안전보건법에 따르면 저장량 5톤 이상의 액화수소를 취급하는 경우 공정안전관리 제도를 운용해야 한다. 하지만 현행 산업안전보건법에는 인화성을 띠는 저온액화 물질에 적용하기엔 적절하지 않은 기준이 있다. 본 연구에서는 산업안전보건법과 KOSHA Guide를 바탕으로 PSM 구성요소 중 공정안전자료와 안전운전 계획에서 수소취급 설비를 위해 개선되야 할 7개 주요 항목에 대해서 제시하였으며, 과학적인 분석을 통해 제시된 7개 항목이 어떤 방향으로 개선되어야 하는지 도출하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.106-110
• /
• 2021

수소관련 신기술 및 신사업의 등장으로 액화수소 제조(충전), 액화수소 저장탱크 및 용기 제조 등 관련 분야에 대한 제도 정비 필요성이 확대되었고, 이를 실증하기 위한 규제특례(규제자유특구 및 규제샌드박스)제도가 도입됨에 따라 특례 신청이 지속적으로 증가하는 추세에 있다. 이에, 수소 관련 규제특례사업 지정현황을 파악하고 최소한의 안전성을 확보하기 위한 안전 관리 강화 방안을 수립하여 시행하고자 한다.