• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.188-195
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• 2012

본 연구에서는 전산유체역학 코드인 FLUENT를 이용하여 열에너지 지하 저장을 위한 최초의 대규모 암반공동인 스웨덴 Lyckebo 저장소의 열성층화 거동을 분석하였다. 열에너지의 반복적인 저장 및 생산으로 인한 주변 암반의 히팅이 열성층화와 열손실에 미치는 영향을 분석하기 위해 암반의 온도조건을 달리하여 열전달 해석을 수행하였으며, 성층화 지수를 토대로 열에너지 저장 후 시간경과에 따른 열성층화의 변화를 정량적으로 분석하였다. 분석결과, 주변 암반이 히팅되지 않은 저장공동의 초기 운영단계에서는 시간경과에 따라 저장된 열에너지의 성층화가 빠르게 저하되는것으로 나타났으며, 저장공동의 운영기간이 늘어남에 따라 주변 암반의 히팅으로 인해 열성층화의 변화 및 열손실이 줄어드는 것을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제23권4호
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• pp.308-318
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• 2013

열저장소 내 열성층화는 에너지저장 시스템의 효율을 향상시키고 수요 발생시 더 많은 유효에너지를 공급하기 위해 필수적인 기술이다. 일반적으로 저장소의 종횡비(폭에 대한 높이의 비)와 크기에 따라 열성층도가 달라지는 것으로 알려져 있다. 본 논문은 열수 저장을 위한 암반공동의 종횡비와 저장용량이 저장공동 내 열성층화와 외부로의 열손실에 미치는 영향을 조사하는 데 연구 목적이 있다. 이를 위해 전산유체역학 코드인 FLUENT를 이용하여 암반공동의 종횡비와 저장용량에 따른 열전달 시뮬레이션을 수행하였다. 성층도 정량화 지수를 이용하여 시간경과에 따른 열성층화의 변화를 분석하였으며, 저장공동 외부로의 열손실을 평가하였다. 분석 결과, 종횡비가 증가함에 따라 공동 내 열성층화가 향상되는 경향을 보였으나, 종횡비 3-4 이상부터는 이러한 영향이 크지 않은 것으로 분석되었다. 저장용량이 작은 암반공동에 비해 용량이 큰 암반공동에서 상대적으로 긴 시간 동안 열성층화가 높게 유지되는 것으로 분석되었으나, 종횡비 증가에 따라 저장용량이 다른 공동들간의 성층화 차이가 줄어드는 경향을 나타냈다. 암반공동의 종횡비가 커질수록 공동의 표면적이 늘어나 종횡비의 증가에 따라 주변 암반으로의 열손실이 증가하는 경향을 보였으며, 단위 저장용량을 줄여 소규모 다중공동을 적용하는 경우, 총 저장용량이 동일한 단일공동에 비해 전체 열손실량이 증가하는 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제23권1호
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• pp.78-85
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• 2013

열에너지를 성층화하여 저장하는 주된 목적은 에너지의 열역학적 질을 유지하기 위한 것으로서 열에너지의 성층화를 통해 필요시 원하는 온도에서 열에너지 활용이 가능하다. 저장소 내 열에너지의 온도에 따른 분리, 즉 열성층화는 이와 같은 열에너지의 활용에 영향을 미치는 핵심 인자이다. 본 논문에서는 열성층화의 정도를 평가할 수 있는 기존에 제안된 기법들을 소개하였으며, 특히 열에너지의 주입, 저장, 배출 과정 동안 열저장소의 성층화와 관련된 성능을 결정하는 데 사용될 수 있는 기법들을 중심으로 개념 및 특징을 살펴보았다. 또한 열성층화 지수를 이용하는 방법을 토대로 스웨덴 Lyckebo 암반공동 내 열에너지의 성층도를 비교 분석하여 기법의 적용성을 조사하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.483-488
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• 1997

원자력발전소 가압기 밀립배관은 원자로냉각재계통 압력을 제어하는 기능을 가진 가압기와 원자로냉각재계통을 연결하는 ASME 1등급 기기로서 건전성 확보가 필수적이다 그러나 현재 운전중인 국내ㆍ외 원전의 가압기 밀림배관은 설계시 열성층화(Thermal Stratification) 현상발생 뿐만 아니라 동 현상이 배관 건전성에 미치는 영향이 전혀 고려되지 않아 본 연구에서는 국내 운전중인 원전 가압기 밀림배관에서 발생하는 열성층화 정도를 확인하고. ASME 코드에 입각한 평가방법론을 정립 설계조건과 운전조건에 대한 평가를 수행하므로써 건전성에 미치는 영향을 평가하였다.

• 설비공학논문집
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• 제16권3호
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• pp.211-217
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• 2004

Effect of a solid insert on thermal stratification in the natural convection enclosure is numerically investigated. The enclosure consists of two differently heated vertical walls and two adiabatic horizontal walls. A solid insert is located in the middle of the enclosure. The non-dimensional governing equations are solved by using the SIMPLER algorithm. The computations are carried out with the variations of thermal conductivity, width and height of the solid insert. The Prandtl number of the fluid in an enclosure is fixed at Pr=0.71, Two cases of Rayleigh number are considered in the present study, i.e., Ra:10$^3$ and 10$^{6}$ . The thermal stratification attenuates as thermal conductivity, width, and height of the solid insert are increased. As the thermal conductivity ratio of a solid insert to fluid increases beyond (equation omitted)10$^3$, the thermal stratification ratio shows an asymptotic value.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2003년도 하계학술대회 논문집
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• pp.191-191
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• 2003

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.735-740
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• 2001

In the nuclear power plant, emergency core coolant system(ECCS) is furnished at reactor coolant system(RCS) in order to cool down high temperature water in case of emergency. However, in this coolant system, it occurs thermal stratification phenomena in case that there is the mixing of cooling water and high temperature water due to valve leakage in ECCS. This thermal stratification phenomena raises excessive thermal stresses at pipe wall. Therefore, this phenomena causes the accident that reactor coolant flows in reactor containment in the nuclear power plant due to the deformation of pipe and thermal fatigue crack(TFC) at the pipe wall around the place that it exists. Hence, in order to fundamental identification of this phenomena, it requires the experimental research of modeling test in the pipe flow that occurs thermal stratification phenomena. So, this paper models RCS and ECCS pipe arrangement and analyzes the mechanism of thermal stratification phenomena by measuring of temperature in variance with leakage flow rate in ECCS modeled pipe and Reynold number in RCS modeled pipe. Besides, results of this experiment is compared with computational analysis which is done in advance.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.857-863
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• 1998

배관내에서 서로 다른 온도의 유체가 밀도차에 의해서 층이 분리된 채 존재하는 현상을 열성층 (thermal stratification) 현상이라 부르며, 이 현상에 의한 과도한 열응력은 배관의 건전성을 저해할 수 있다. 국내 원전의 경우 영광 3,4호기 이전의 밀림배관에서는 열성층 영향을 고려치 못하여 이에 대한 건전성 평가가 요구되고 있다. 본 연구에서는 고리 4호기 가압기 밀림배관을 대상으로 밀림배관내 유동해석 및 발전소 전 운전조건에 대하여 밀림배관 단면 온도분포 실측실험을 통하여 열성층화 현상의 발생 정도를 확인 하였으며 실측 온도 데이터를 이용하여 열응력해석 등을 수행함으로써 밀림배관의 열성층 영향을 평가한 결과 건전함이 확인되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2501-2503
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• 2000

본 연구는 윈자력발전소 원자로 냉각재 계통의 가압기 밀림배관내에서 서로 다른 온도의 유체가 밀도차에 의해 분리된 채 존재하는 열성층의 온도를 감시할 수 있는 시스템을 개발한다. 개발된 온도 감시 시스템은 국내원자력발전소 중 가장 오래된 고리원자력발전소 1호기의 수명연장과 관련하여 가압기 밀림배관의 열성층 온도를 측정하므로써 열성층화에 따른 배관의 건정성 여부를 평가하는데 사용한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.73-81
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• 2004

태양열의 이용에 있어 직접접촉식 열교환기(DCHX)는 여러 가지 잇점을 제공한다. 그중에서도 제일 부각되는 것은 폐쇄형 열교환기의 대체에 다른 경비 절약과 작은 온도차에서도 열교환이 가능한 뛰어난 열성능일 것이다. 본 연구는 액-액 타입의 직접접촉식 열교환기에 대한 열성능 실측을 통하여 직접 접촉 열교환에 대한 이해를 증진하고 아울러 태양열에의 적용성을 평가하고자 하였다. 실측 시스템은 집열기와 펌프 그리고 직접접촉식 열교환기로 구성되어 있는데 작동유체의 종류에 따라 서로 다른 두 가지 방법에 의해 열교환기 내로 유입되도록 하였다. 작동유체로는 Texatherm 46과 물이 사용되었는데 이는 이들 유체가 서로 전이지 않고 높은 온도$(<150^{\circ})$에서도 화학적으로도 안전하며 열적으로도 비교적 양호한 성능을 가지고 있기 때문이다 본 연구는 실측을 통해 열교환기 내에서의 미미한 열성층화 현상에 대한 메카니즘을 확인하였으며 아울러 열교환기의 작동유체에 따라 작동의 안정성과 열적 성능(11% 차이)이 다르게 나타날 수 있음을 보여주고 있다.