• Title/Summary/Keyword: 원자력수소

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The Preparation Characteristics of Hydrogen Permselective Membrane in IS Process of Nuclear Hydrogen Production (원자력 수소제조 IS 공정의 수소분리막 제조 특성)

  • Son, Hyo-Seok;Choe, Ho-Sang;Kim, Jeong-Min;Hwang, Gap-Jin;Park, Ju-Sik;Bae, Gi-Gwang
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.119-123
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    • 2005
  • The thermochemical splitting of water has been proposed as a clean method for hydrogen production. The IS process is one of the thermochemical water splitting processes using iodine and sulfur as reaction agents. HI decomposition procedure to obtain hydrogen is one of the key operations in the process, because equilibrium conversion of HI is low (22% at $450^{\circ}C$). The silica membranes prepared by CVD. method were applied to the decomposition reaction of HI vapor. The permeation characteristics of hydrogen and nitrogen belong to the Knudsen flow pattern.

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Process Development and Analysis of Diorefinery for the Coproduction of 1,3-Butadiene and Butene Oligomer (1,3-부타디엔과 부텐 올리고머 공동 생산을 위한 바이오 정유 공정의 설계 및 분석)

  • AHN, BYEONGCHAN;PARK, JIN-NAM;WON, WANGYUN
    • Journal of Hydrogen and New Energy
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    • v.32 no.6
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    • pp.618-635
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    • 2021
  • Environmental issues caused by our dependence on fossil fuels have caused our society to move toward new renewable sources of energy and chemicals. In this study, we develop an integrated process that co-produces butene oligomer (i.e., biofuels) and 1,3-butadiene (i.e., monomer for the production of synthetic rubber). To minimize utility consumption, we conduct heat integration. Then, we conduct a range of techno-economic analysis and life-cycle assessment to investigate economic and environmental feasibility of the proposed process.

Recent Progress in the Catalytic Decomposition of Methane in a Fluidized Bed for Hydrogen and Carbon Material Production (수소 및 탄소소재 생산을 위한 메탄 유동층 촉매분해 기술의 최근 동향)

  • Keon Bae;Kang Seok Go;Woohyun Kim;Doyeon Lee
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.61 no.2
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    • pp.175-188
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    • 2023
  • Global interest in hydrogen energy is increasing as an eco-friendly future energy that can replace fossil fuels. Accordingly, a next-generation hydrogen production technology using microorganisms, nuclear power, etc. is being developed, while a lot of time and effort are still required to overcome the cost of hydrogen production based on fossil fuels. As a way to minimize greenhouse gas emissions in the hydrocarbon-based hydrogen production process, methane direct decomposition technology has recently attracted attention. In order to improve the economic feasibility of the process, the simultaneous production of value-added carbon materials with hydrogen can be one of the most essential aspects. For that purpose, various studies on catalysis related to the quality and yield of high-value carbon materials such as carbon nanotubes (CNTs). In terms of process technology, a number of the research and development of fluidized-bed reactors capable of continuous production and improved gas-solid contact efficiency has been attempted. Recently, methane direct decomposition technology using a fluidized bed has been developed to the extent that it can produce 270 kg/day of hydrogen and 1000 kg/day of carbon. Plus, with the development of catalyst regeneration, separation and recirculation technologies, the process efficiency can be further improved. This review paper investigates the recent development of catalysts and fluidized bed reactor for methane direct pyrolysis to identify the key challenges and opportunities.

Effect of Hydrogen Concentration on Surface Oxidation Behavior of Alloy 600 in Simulated Primary Water of Pressurized Water Reactor (원전 1차측 수화학 환경에서 수소 농도가 Alloy 600의 표면산화 거동에 미치는 영향)

  • Yun Soo, Lim;Dong Jin, Kim;Sung Woo, Kim;Seong Sik, Hwang;Hong Pyo, Kim;Sung Hwan, Cho
    • Corrosion Science and Technology
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    • v.21 no.6
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    • pp.466-475
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    • 2022
  • Surface oxides and intergranular (IG) oxidation phenomena in Alloy 600 depending on hydrogen concentration were characterized to obtain clear insight into the primary water stress corrosion cracking (PWSCC) behavior upon exposure to pressurized water reactor primary water. When hydrogen concentration was between 5 and 30 cm3 H2/kg H2O, NiFe2O4 and NiO type oxides were found on the surface. NiO type oxides were found inside the oxidized grain boundary when hydrogen concentration was 5 cm3 H2/kg H2O. However, only NiFe2O4 spinel on the surface and Ni enrichment were observed when hydrogen concentration was 30 cm3 H2/kg H2O. These results indicate that the oxidation/reduction reaction of Ni in Alloy 600 depending on hydrogen concentration can considerably affect surface oxidation behavior. It appears that the formation of NiO type oxides in a Ni oxidation state and Ni enrichment in a Ni reduction (or metallic) state are common in primary water. It is believed that the above different oxidation/reduction reactions of Ni in Alloy 600 depending on hydrogen concentration can also significantly affect the resistance to PWSCC of Alloy 600.

용존산소 제거용 중공사 탈기막의 방사선장하에서의 영향평가에 대한 연구

  • 김문수;이두호;강덕원
    • Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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    • 2004.06a
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    • pp.229-229
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    • 2004
  • 원자력발전소에서 원자로 냉각재 중의 용존산소 제어는 원자로 냉각재 계통에서의 전면 부식과 다양한 형태의 응력부식균열(SCC)를 완화시키는데 기여한다. 원자로 냉각재 계통내에 용존 되어있는 산소는 발전소 기동 시에는 하이드라진($N_2H_4$)을 넣거나 인위적 배기를 통해 제거하고, 정상운전 중에는 체적제어탱크(VCT)에 수소를 가압하여 제거시킨다. 계통내로 유입되는 용존산소를 최대한 억제하기 위하여 대부분의 원자력발전소는 원자로 보충수 탱크 상층부에 질소를 주입하여 탱크로 유입되는 공기를 차단하고 있으나, 이 과정에서 일부 수중에 용해되어 들어가는 질소는 계통 내에서 NH$_3$를 형성하여 화학체적제어계통(CVCS)의 이온교환 수지탑에 치환됨으로서 기포화 되어있는 Li을 계통으로 빠져나오게 하여 계통 pH에 영향을 미친다.(중략)

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CANDU압력관에 대한 건전성평가 시스템 개발 - 예리한 결함 및 둔한결함의 적용 -

  • 곽상록;김영진;이준성;박윤원
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05b
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    • pp.851-856
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    • 1998
  • 국내에서 상업운전중인 월성 원자로는 캐나다에서 개발한 CANDU형 원자로로 핵연료를 지지하는 핵연료 압력관이 사용되며, 핵연료 압력관은 원자로의 1차기기로 건전성확보가 매우 중요하다. 가동중 검사시 압력관에서 결함이 검출되면, 지속적인 사용을 위해서 결함의 건전성을 확보하여야하나, 그 평가절차가 매우 복잡하다. 본 연구에서는 핵연료 압력관 평가를 보다 신속하고 효율적으로 수행하기 위한 건전성 평가시스템을 개발하였다. 개발된 평가시스템은 예리한 결함 및 둔한 함에 대한 평가를 수행할 수 있으며, 피로균열평가, 지체수소균열평가, 불안정파괴평가, 파단전누설평가, 소성붕괴평가모듈을 수록하고 있다. 또한 개발된 시스템을 검증하기 위하여 캐나다 ECL에서 제시한 평가결과와 비교함으로서 본 시스템의 효용성을 검증하였다.

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애폭시수지계 중성자 차폐제의 차폐능에 관한 연구

  • 조수행;최병일;신형준;노성기;박현수
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05b
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    • pp.571-576
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    • 1998
  • 방사성물질의 수송용기 등에 사용되는 에폭시수지계 중성자 차폐재를 제조하였다 기본물질은 재질(KNS-102) 및 수소 첨가된 비스페놀 A힘(KNS-106) 그리고 패놀-노블락형 에폭시수지 (KNS-611)이며, 첨가제로는 수산화알루미늄 및 탄화붕소이다. 이들 중성자 차폐재들은 유동성이 좋아 수송용기와 같은 복잡한 구조에 사용할 수 있다. 제조된 중성자 차폐재들을 방사선 조사선 량에 대한 영향과 가압경수로 사용후핵연료_ 28다발을 수송할 수 있는 수송용기에 적용하여 차폐능 평가를 수행하였다 0.7 MGy 까지 중성자 차폐재들은 방사선 조사선량의 증가에 따라 중성자 차폐재의 거시적 제거 단면적($\Sigma$$_{R}$)은 약간 증가하는 경향을 나타내었으며, 수송용기에 적용하여 ANISN 전산코드로 차폐능 평가를 수행한 결과 정상수송시 중성자 차폐재의 두께가 12 cm 이상일 때 수송용기 반경방향표면에서 최대 방사선량율은 168 ~ 214 $\mu$Sv/h로 나타났으며, 수송용기 표면에서 100 cm 지점에서의 최대 방사선량율은 74 ~ 93 $\mu$Sv/h로 나타났다. 이들은 모두 관련된 법규들에서 규정된 최대 허용방사선량율을 만족하는 것으로 나타났다.

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A Case Study on Quality Assurance Application of the Nuclear Hydrogen R&D (원자력수소 연구개발과제의 품질보증 적용 사례 연구)

  • Lee, Tae-Hoon;Lee, Ki-Young
    • Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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    • v.33 no.4
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    • pp.114-121
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    • 2010
  • Traditionally Nuclear Research and Development (R&D) result has been big influence on other industries and societies and it requires large scale investments and study period. So it is essential to apply Quality Assurance (QA) for systematic R&D management. This paper investigates QA System for U.S. Nuclear R&D and reviews QA elements. Based on this investigation, we applied QA requirements to Nuclear Hydrogen R&D project, and the scope of application be enlarged as R&D stage in progress. We also present QA system improvement way through consideration for Nuclear Hydrogen Project's QA application. As the need for QA in R&D is expected to increase in the future, it is necessary to prepare guidelines for R&D QA.

Multilayer coating of PyC and SiC on $ZrO_2$ spheres by the CVD Process (화학증착법에 의한 구상 $ZrO_2$ 에 열분해탄소와 탄화규소의 다층 코팅)

  • 박지연;김정일;김원주;류우석;이영우;장종화
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.119-119
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    • 2003
  • 탄화규소나 열분해 탄소는 고온 특성 및 화학적인 안정성 이 우수하여 단미 혹은 코팅재로로 소재의 성능을 향상시키기 위하여 에너지 관련 분야, 반도체 치구 분야, 방위산업 및 항공우주 분야와 원자력 분야에서 다양하게 사용된다. 특히 원자력 분야에서는 고온형 원자로의 노심 요소 부품으로 적용 및 개발을 고려하고 있으며, 대표적인 예로 수소생산용 초고온 가스냉각로의 코팅 핵연료 입자를 들 수 있다. 일반적으로 TRISO라 불리는 가스냉각로 핵연료는 구형 $UO_2$ kemel의 주변을 PyC-SiC -PyC의 삼중 코팅층으로 둘러싸는 구조를 하고 있으며, 이 코팅층들은 kernel물질이 분열하는 동안 발생되는 내부 기체 압력을 견디는 압력용기 역할과 기체나 금속 핵분열 생성물들을 가두는 확산 장벽 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 구형의 $UO_2$대신 선행연구를 위하여 구형 ZrO$_2$를 이용하여 증착온도나 시간 및 입력기체비 등의 화학증착 변수로 조절하여 SiC 및 PyC을 코팅하고, 각 변수들에 의한 증착층의 거동을 고찰하고자 하였다.

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경수로용 핵연료 피복관의 부식특성

  • 김성호;백종혁;유호식;정진곤;이종철;김양은;배성만
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1996.05c
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    • pp.238-243
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    • 1996
  • 현재 상용 공급되고 있는 4종의 경수로 핵연료 피복관에 대해 노외 부식특성 시험을 수행하여 그 특성을 비교하였다. 이중 3종의 피복관은 제조공정을 달리하여 제조된 low tin Zircaloy-4 (피복관 A, B, C)이며, 1종은 Nb이 첨가된 Zr 합금 (피복관 D)이었다. 증류수내 Li 함량을 2.2 ppm, 30 ppm, 220 ppm으로 변화시키며 부식시험을 수행한 결과 최종 pilgering시 낮은 Q 인자와 높은 열처리 온도로 제조된 피복관 A의 내부식성이 대체로 우수하였으며, 220 ppm Li 수용액에서는 Nb이 첨가된 피복관의 내부식성이 매우 우수한 것으로 나타났다. Li 첨가의 영향을 보면 2.2 ppm Li 첨가시에는 증류수와 거의 동일한 부식거동을 나타내고 있으나 30 ppm Li 첨가시에는 부식이 가속되고 있었으며, 220 ppm Li으로 Li 함량이 크게 증가하였을 때 부식속도도 크게 증가하였다. 수소흡수율은 피복관 A에서 가장 높았으며, 피복관 D가 가장 낮은 값을 나타내었다.

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