• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.290-295
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• 2019

본 연구에서는 액화 천연 가스 운반선 단열 시스템에 적용되는 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam, PUF)의 열적 성능 및 내충격성을 향상시키기 위한 목적으로, PUF에 복합 단열 매트를 보강하였다. 복합 단열 매트는 극저온 환경에서 운용이 가능한 케블라, 에어로겔, 그리고 크라이오겔 매트를 선정하였다. 열적 성능은 $20^{\circ}C$의 상온에서 열전도율을 측정하였으며, 내충격성은 $20^{\circ}C$의 상온 및 $-163^{\circ}C$의 극저온에서 30 J의 충격에너지로 낙하 충격 시험을 수행하여 측정하였다. 측정된 열전도율은 유효 열전도율 이론 값을 통해 보강되지 않은 PUF와 비교하였으며, 내충격성은 접촉력, 접촉 시간, 그리고 흡수에너지를 평가하였다. 실험 결과 크라이오겔 복합 매트 보강 시 가장 우수한 열적 성능을 나타났으며, 내충격성은 에어로겔 복합 매트 보강 시 가장 우수하게 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권3호
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• pp.62-80
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• 2021

차세대 추진기관에 대한 요구조건과 좋은 추진제의 조건을 정리하였다. 국내외에서 주로 관심을 받고 있는 연료인 케로신, 수소, 메탄의 특성과 효용성을 상호비교하였다. 비교 결과 메탄이 신뢰성, 비용, 재사용성, 유지보수, 친환경, 안전성, 수명, 기술적 난이도, 엔진 사이클 선택, 공통격벽, 무분해 조립 납품 등에서 다른 연료보다 더 유리한 것으로 평가되었다. 그리고 성능 면에서도 케로신보다 비추력이 높아서 발사체의 효율을 증가시킬 수 있다. 메탄은 친환경, 낮은 연소온도, 긴수명, 유지보수의 편의성을 가지고 있어서 재사용과 다목적 엔진 개발에 장점이 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권2호
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• pp.119-143
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• 2021

최근 발사체 개발의 큰 흐름을 살펴보면, 친환경, 저비용, 재사용, 심우주 탐사를 위한 저장성, 외부행성에서의 추진제 확보 가능성 등의 이유로 액체 메탄이 로켓 연료로 각광 받기 시작했다. 재사용 발사체 기술의 보편화, 국제적인 엔진개발 추세에 발맞춰 미래의 경쟁력과 임무 유연성을 확보하려면 엔진 개발 기간 등을 고려해서 가능한 빨리 메탄엔진 개발을 추진해야 하며, 제작 및 시험 인프라, 활용성, 개발 비용 등을 종합적으로 고려하면 부스터 엔진보다 저추력 엔진을 선행 개발하는 것이 더 적절한 것으로 판단된다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제31권4호
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• pp.711-731
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• 2022

우리나라에서 원자력 발전은 전체 발전량 대비 비율이 높고 단가는 상대적으로 낮은 기저 발전원에 해당한다. 원자력 발전의 중요성과 규모에도 불구하고, 원자력 발전에 대한 조세 및 부담금 제도는 상대적으로 미흡하다. 우리나라처럼 원자력 발전이 중요한 역할을 하는 다른 국가의 제도를 살펴보면, 발전 시설, 발전연료 소비, 전력 생산량 등을 기준으로 원자력 발전에 과세하는 것을 확인할 수 있다. 우리나라 중앙정부가 원자력 발전에 과세할 경우, 발전연료 또는 발전량을 기준으로 과세할 수 있을 것으로 판단한다. 액화천연가스 또는 유연탄을 비교대상 에너지원으로 보고, 에너지원 간의 열량당 세율이 같도록 세율을 설정하는 상황을 가정하여, 원자력 발전에 대한 과세방안을 검토한다. 발전연료에 과세할 때, 우라늄 밀리그램당 90원 수준의 세율로 과세할 수 있고, 약 4천 3백억 원의 추가적인 조세 수입이 발생할 것으로 보인다. 발전량에 과세하면, 원자력 발전량 킬로와트시당 11원 수준의 세율로 과세할 수 있고, 약 1조 6천억 원의 조세 수입이 증가할 것이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.808-818
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• 2022

In this research paper, we investigated the cryogenic line chill down characteristics of liquefied natural gas (LNG). A numerical analysis model was established and verified so that it can calculate the precise cooling characteristics of cryogenic fluid for the stable and safe utilization especially such as LNG and liquid hydrogen. The numerical modeling was programmed by C++ as an one-dimensional homogeneous model. The thermohydraulic cooling process was simulated using mass, momentum, energy conservation equations and appropriate heat transfer correlations. In this process, the relevant heat transfer correlations for nuclear boiling, transition boiling, film boiling, and single-phase heat transfer that can predict the experimental results were implemented. To verify the numerical modeling, several cryogenic line chill down experiments using LNG were conducted at the Korea Institute of Machinery & Materials (KIMM) LNG and Cryogenic Technology Center.

• Composites Research
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• 제22권4호
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• pp.13-19
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• 2009

접착제에 의한 접합기술은 다양한 목적과 환경에서 널리 사용되는 방법이다. 그 중 우레탄 접착제는 저온에서의 우수한 접착 특성으로 인하여 액화천연가스 운반선과 같은 극저온 환경의 접착에 사용되고 있다. 유사한 우레탄 접착제라도 각기 다른 기재와의 접착특성을 갖게 된다. 특히 기재에 사용된 수지의 종류와 섬유와의 상응성에 따른 접착력의 변화는 산업현장에서의 접착제 선정에 매우 중요한 인자로 작용된다. 본 연구에서는 서로 다른 제조사의 우레탄 접착제를 사용하여 동일한 리섬유강화복합재료에 접착하였을 때 실험 온도에 따른 다른 경향의 박리강도를 얻었다. 그 원인을 주사전자현미경을 사용하여 검토하였으며, 실혐 결과 극저온에서 접착제와 복합재료 수지간의 접착력은 거의 유사하였으나 접착제와 가재에 노출된 유리섬유간의 접착력이 달라짐에 따른 원인으로 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권4호
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• pp.213-221
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• 2023

The demand for Liquefied Natural Gas (LNG) carriers and LNG-fueled ships has significantly increased in recent years due to the sulfur-oxide emission regulations by the International Maritime Organization (IMO). The main goal of this paper is to introduce the process for the Engineering Critical Assessment (ECA) of IMO independent type-B cargo tanks made from 9% nickel alloy. A methodology proposed by the British Standard was used to conduct ECA for any structure with initial flaws. Based on this standard, a Matlab code was developed to perform ECA. Coarse mesh Finite Element Analysis (FEA) was performed on an independent type-B LNG cargo tank with a capacity of 15,000 m³. The location with the highest development of maximum principal stress was identified at the bottom of the cargo tank. Fine mesh FEA was performed to obtain the stress range required for ECA. The dynamic cargo tank loads used for FEA were determined using some ship rules presented by Det Norske Veritas. As a result of performing a 20-year long-term crack propagation analysis with a semi-elliptical surface crack, the fracture-to-yield ratio exceeded the Fracture Assessment Line (FAL) and some structural reinforcement was necessary. Performing a 15-day short-term crack propagation analysis, the fracture-to-yield ratio remained within the FAL, and no significant LNG leaks were expected. This paper is believed to provide a guide for performing ECA of LNG cargo tanks in the future by providing the basic theory and application sample necessary to perform ECA.

• 한국가스학회지
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• 제5권2호
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• pp.52-61
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• 2001

[ $100,000m^3$ ] 규모의 원통형 탱크에 저장되어 있는 초저온의 액화천연가스는 외부조건 및 운전모드에 따라 복잡한 유동양상과 열물성 변화를 보인다. 이런 현상은 LNG의 저장 및 운전조건과 탱크의 설계사양 및 열전달 특성에 크게 영향을 받으며, 또한 저장탱크내 LNG의 안정적 저장 및 공급에 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 연구에서는 LNG 저장탱크의 외부조건에 따른 2차원 열전달 해석, 시운전시 초기 상온상태의 LNG 저장탱크를 냉각하기 위한 Cool Down 프로세스, 그리고 탱크내 LNG의 유입 및 상승을 고려한 주입프로 세스의 해석을 수행하였다. 또한, 혼합 LNG 저장에 대한 해석도 수행하였다. 이런 LNG저장탱크내의 전반적인 열유동에 대한 해석을 토대로 가시화된 종합적인 열유동 해석프로그램을 개발하였다. 본 프로그램의 개발은 탱크내 저장된 LNG의 열적 안정성 해석의 기술력 확보뿐만 아니라 실탱크의 기본설계에 이용할 수 있게 되었다.

• 한국가스학회지
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• 제18권1호
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• pp.17-24
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• 2014

LNG 저장탱크는 초저온($-162^{\circ}C$)의 액화천연가스(LNG)를 저장하는 시설로서 안전성이 크게 요구되는 시설물이다. LNG를 저장하는 내조에 문제가 일어나 LNG 누출이 발생했을 경우를 대비하여 종래에는 LNG 저장탱크 외부에 방류둑을 설치하게 되어 있었다. 하지만 이는 부지 활용도를 떨어뜨리고 저장탱크 건설비를 증가시키는 등의 문제점이 있어 근래 들어 저장탱크 벽체를 초저온에 견딜 수 있는 구조로 바꾸는 완전방호식 저장탱크를 제작함으로서 방류둑 설치를 하지 않고 있다. 탱크 벽체를 초저온에 견딜 수 있는 구조로 만드는 방법은 크게 두 가지가 있다. 하나는 초저온에 견딜 수 있는 철근을사용하여 LNG 탱크 벽체 콘크리트를 제작하는 방법이며 다른 하나는 LNG 탱크 벽체 콘크리트 내부 표면에 초저온에 견딜 수 있는 스프레이 폴리우레탄 폼 등의 제품을 적용하여 내조로부터 LNG의 누출이 발생하여도 콘크리트 표면온도가 정해진 기간 동안 일정 온도 이하로 낮아지지 않도록 하는 방법이다. 최근 국내에 서 건설하는 모든 LNG 저장탱크는 경제적이고 적용방법이 간단한 스프레이 폼을 사용하여 LNG 저장탱크 벽체의 저온 안전성을 강화하고 있다.

• 한국가스학회지
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• 제22권1호
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• pp.37-44
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• 2018

국제해사기구의 선박배출가스 규제 등의 환경규제 강화로 세계 주요 국가에서는 선박배출가스에 대한 3가지 솔루션 중에서 LNG연료를 장기적 솔루션으로 추진하는 국가와 기업이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 세계적으로 LNG벙커링에 대한 비즈니스를 어떠한 형태로 이끌어 가는지에 대한 고찰로서, 주요 국가인 일본, 중국, 싱가포르의 아시아 지역과 유럽 그리고 미국을 중심으로 비즈니스 모델 관점에서 분석을 하였다. 연구결과 중국은 국가 위주의 LNG벙커링 정책 수립 후에 국가와 에너지 회사가 제휴하여 LNG연료추진선박용 LNG벙커링 비즈니스를 진행하여 있음을 발견하였다. 유럽 일부와 미국은 순수한 민간회사 위주의 LNG벙커링 비즈니스가 진행되고 있으며, 민간회사는 현재 선박유보다 저렴한 LNG연료 확보를 위하여 LNG터미널, 천연가스 액화플랜트 등의 중상류 사업자와의 제휴를 통해 가격 경쟁력이 높은 LNG를 확보하면서 자사 LNG연료추진선박에 LNG벙커링을 하는 비즈니스 모델을 가지고 있다. 전 세계 LNG벙커링 비즈니스는 공기업보다는 민간기업 위주로 진행되고 있으며, LNG벙커링 인프라 구축에는 초기비용이 필요하여 대부분 에너지 대기업 위주로 비즈니스가 진행되고 있었다. LNG벙커링 비즈니스는 현재 3가지 모델(TOTE 모델, Shell 모델, ENGIE 모델)이 개발 되고 있다. 국가별로 LNG벙커링 비즈니스 추진 방식은 기업 및 국가 정책에 따라 다르게 적용된다는 것을 발견하였다.