• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.799-805
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• 2014

최근 대기오염 방지를 위한 각종 규정들이 강화되고, 연료유 가격의 상승으로 인해 LNG(Liquefied Natural Gas)를 선박의 추진연료로 사용하는 Gas Fuelled Ship의 등장은 필연적이게 되었다. 본 연구에서는 Gas Fuelled Ship에서 연료로 사용되는 LNG를 DF(Dual-Fuel)엔진에 공급하기 전 기화 시켜주기 위해 Eglycol water(Ethylene glycol water)를 가열매체로 사용한 재기화 시스템을 구성하고, Eglycol과 물의 혼합비율에 따른 시스템 특성을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DF엔진으로 공급되는 천연가스의 압력과 온도 그리고 유량이 일정하게 유지될 때 Eglycol의 혼합비율이 증가할수록 Eglycol water의 혼합비열이 낮아지게 되면서 물만을 사용했을 때와 대비하여 1.65배 많은 cycle 유량과 1.54배의 펌프 소요 동력이 요구됨을 확인하였고, vaporizer의 크기를 고정한 후 Eglycol의 혼합비에 따른 DF엔진으로 공급되는 천연가스의 온도 및 vaporizer 출구측 Eglycol water의 온도를 산정하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권6호
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• pp.841-846
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• 2008

Recently the LNG(liquified natural gas) public buses have been introduced to prevent the air pollution in metropolitan areas. As the LNG temperature in fuel tank is as low as $-162^{\circ}C$. the thermal and structural effects of tank components need to be studied for safe introduction in the market. Especially the support system of LNG fuel tank in vehicle, which has connected with inside and outside of tanks, should put attention to reduce the structural stress due to cryogenic temperature and to restrict the heat flux from ambient. There are two supporting systems in the tank, that one is connected between inside and outside tanks by welding, and the other is the inserted support system which is a cylindrical SUS bar inserted in a hole of the supporting plate. In this study the temperature distribution and thermal stress of the inserted support system were evaluated by using the utility program as ANSYS. The results showed that the rate of heat transfer to inner tank through this support system was quite small due to limited contact of support bar with plate. but the thermal stress of support plate was obtained beyond the limited tensile value of SUS304. The cautious design for the support plate part, therefore, should be given to make the safe support system of LNG vehicle fuel tank.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.199-203
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• 2018

온실가스 배출규제에 따라 국내 조선소를 중심으로 LNG연료로 추진되는 친환경 선박기술 도입에 박차를 가하고 있는 실정이다. 그러나, 선박의 LNG 연료공급을 위한 극저온 펌프 (Cryogenic Pump) 제작의 국내 기술력은 매우 미흡한 현실로서 핵심 부품의 설계와 제작기술이 절실한 시점이다. 그리하여, 본 연구는 선박용 LNG 공급시스템용 극저온 잠액식 원심펌프의 핵심부품인 로터에 대하여 기술하고자 한다. 따라서, 재료선정을 위한 실험적 및 해석적 방법을 통한 최적결과를 도출하여 기술개발의 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.123.2-123.2
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• 2010

Fuel Cell cogeneration system is a promising technology for generating electricity and heat with high efficiency of low pollutant emission. We have been developed 5kW class fuel cell cogeneration system for commercial and residential application. The fuel processor is a crucial part of producing hydrogen from the fossil fuels such as LNG and LPG. The 5kW class high efficiency fuel processor consists of steam reformer, CO shift converter, CO preferential oxidation(PrOx) reactor, burner and heat exchanger. The one-stage CO shift converter process using a metal oxide catalyst was adopted. The efficiency of 5 kW class fuel processor shows 75% based on LHV. In addition, for the purpose of continuous operation with load fluctuations in the commercial system for residential use, load change of fuel processor was tested. Efficiency of 30%, 50%, 70% and 100% load shows 75%, 75%, 73% and 72%(LHV), respectively. Also, during the load change conditions, the product gas composition was stable and the outlet CO concentration was below 5 ppm. The Fuel processor operation was carried out in residential fuel cell cogeneration system with fuel cell stack under dynamic conditions. The 5kW class fuel processor have been evaluated for long-term durability and reliability test including with improvement in optimal operation logic.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권10호
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• pp.659-664
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• 2009

LNG선의 건조 동향을 보면 2003년을 기점으로 하여 기하급수적으로 증가하기 시작 하였으며, 2008년을 기점으로 하여 그 건조량은 감소하는 추세이나 건조 선박 중 많은 부분이 재액화 시스템이 장착된 대형 LNG선박으로 대형 LNG선은 216K급의 Q-Flex급, 260K급의 Q-Max급이 주를 이루고 있다. 이러한 LNG선박의 대형화는 LNG선의 화물창 보온 설계 기준인 BOR(Boil Off Rate) 0.15%를 기준해서 상대적으로 많은 양의 BOG가 발생하게 되었으며 선박의 주 추진기관의 연료로 사용 하더라도 잉여 가스가 남게 되어 화물탱크의 압력상승을 막기 위해서는 BOG를 재 액화하여 화물탱크로 반송하거나 소각하는 방법 등으로 처리하지 않으면 안 되게 되었다. 이러한 이유로 인하여 206K(206,000m3)급 이상의 대형 LNG 선박에서는 필수적으로 LNG 재액화 시스템을 탑재하도록 설계를 하게 된다. 본 연구에서는 현재 개발 되어 운항선에 적용되고 있는 여러 가지 LNG 재액화 시스템의 사이클 성능을 동일한 기기 조건하에서 해석함으로써 각각의 장단점을 비교하여 LNG선박의 설계 및 운항 시 재 액화 시스템의 최적화 방안을 제시하고자 한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권10호
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• pp.185-191
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• 2017

최근, LNG는 저렴한 가격과 친환경적 연료 등의 이유로 선박용 대체연료로 각광을 받고 있으며, 그 수요량도 급성장이 예상된다. 그러나, 선박의 LNG 연료공급을 위한 극저온펌프(Cryogenic Pump) 제작과 관련한 국내 기술력은 매우 미흡한 실정으로 핵심 부품의 설계와 제작 기술이 절실한 시점이다. 따라서, 본 연구는 선박용 LNG 공급 시스템용 극저온 잠액식 원심펌프(Cryogenic Submerged Centrifugal Pump)의 단계별 개발절차에 대하여 기술하였다. 그리하여, 각 단계별 특성 및 주요 개발항목을 공학적이고 관리적인 측면에서 접근함으로써 실질적이고 구체적인 개발방법을 제시하는데 연구 목적을 두었다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.148-153
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• 2008

As the oil price is dramatically jumping up, the consumption of LNG is rapidly expanding and the size of LNG carriers becomes bigger. For LNG ships, the application of DF (Dual-Fuel) engines gradually increases because of high efficiency, which alternatively use diesel or BOG (Boil-Off Gas) from cargo tank as a fuel. The surplus BOG from LNG cargo tank should be exhausted by GCU or liquefied through the BOG reliquefaction system and returned back. This study focused into its operational characteristics through the process simulation using HYSYS and discussed details on the influence of the variations of some operational parameters such as a distribution ratio by the change of fuel mass flow into the DF engine.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.409-416
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• 2011

차량에 의한 대기오염을 실제 주행 조건에서 시간과 공간에 구애받지 않고 실시간으로 측정하기 위하여 이동형 배출가스 측정장치 (MEL)가 제작되었다. 미니밴 차량에 배출가스 측정을 위한 장비와 입자의 수 농도 및 입경분포 측정을 위한 FMPS, CPC가 탑재되었다. 차량 전단에 장착되는 흡입 샘플링 포트를 사용하여 여러 종류의 차량 추적 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 MEL의 구축 과정 및 디젤, CNG, LPG 연료를 사용하는 버스를 추적 실험한 결과를 나타내었다. 배출가스의 희석비는 추적차량의 엔진 배기 NOx 및 MEL 차량에서 샘플링 되는 NOx의 비로 계산하였다. 디젤버스에서 배출되는 입자의 대부분은 300 nm 이하의 크기이며 입경분포의 피크값은 30~60 nm 사이에 위치하였다. 하지만, 가스연료인 CNG와 LPG를 사용하는 버스에서 배출되는 입자들은 극미세입자 영역인 50 nm 이하로 측정되었다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.47-57
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• 2014

LNG 플랜트사업은 그 특성상 해외에서 사업을 추진하기 때문에 사업관리도 일반적인 사업관리방식과는 차이점이 있다. LNG 플랜트 사업 프로세스는 가스탐사 및 생산, 물리적인 액화 및 화학적인 전환공정, 수송, 저장 등의 가치사슬로 구성되며, 주로 천연가스를 액체원료나 연료로 전환하는 장치를 중심으로 액화공정(초저온 액화) 및 FEED 패키지, 제어 운영, 건설수행 등 EPC 기술을 대상으로 하고 있다. 이러한 해외에서 수행되고 복잡한 LNG 플랜트공사의 성공은 사업관리 의사결정에 따른 사업의 성패가 달라질 수 있다. 따라서 본 연구는 LNG 플랜트공사의 시공단계 사업관리 의사결정지원 모델을 구축하기 위하여 EPC 단계별로 9개의 사업관리요소 항목을 도출하고, 각 항목별 중요도를 평가하였다. 중요도 평가결과, EPC 단계별로 사업관리와 리스크관리 항목이 공통적으로 중요한 것으로 도출되었다. 특히 본 연구는 사업관리 요소항목과 중요도 평가결과를 기반으로 LNG 플랜트공사의 시공단계의 의사결정지원모델을 개발하였다. 개발된 의사결정지원모델은 향후 시공단계의 사업관리 의사결정지원 시스템 구축의 기반이 될 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.52-58
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• 2023

지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.