• Title/Summary/Keyword: 정압기

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천연가스 정압기지의 압력강하를 이용한 터보팽창기 전력생산 (Turbo Expander Power Generation Using Pressure Drop at Valve Station in Natural Gas Transportation Pipeline)

  • 하종만;홍성호;유현석;김경천
    • 한국가스학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.1-7
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    • 2012
  • 고압으로 수송되는 천연가스를 수요처에 공급하는 정압기지에서는 강제로 감압하여 보내준다. 이 때, 버려지는 압력에너지를 회수하는 방법으로 터보팽창기를 이용한 전력생산이 가능하며, 터보팽창기는 정압과 전력생산의 두 가지 기능을 동시에 수행하게 된다. 터보팽창기에서 생산되는 전력의 양은 유동전후의 엔탈피 차이며, 경제성에 영향을 미치는 주요인자로는 설비비, 전력생산량, 예열량, 전력가격, 가스가격의 5가지이다. 입구와 출구의 압력과 온도 조건이 고정되므로, 전력생산량은 결국 유량에 좌우된다. 따라서, 천연가스 수요의 계절별 수급변화 패턴에 따른 터보팽창기 적정용량을 결정하는 것이 경제성확보의 핵심기술이다. 유동량변화가 심한 경우의 전력생산량 산정법의 algorithm을 제시하였으며 이를 사용한 case study를 수행하였다.

정압기의 임계유동 특성과 배관망해석 모델링에 관한 연구 (I) - 압력비 영향 - (A Study About Critical Flow Characteristics and the Pipeline Network Modeling of a Pressure Regulator (I) - The Influence of a Pressure Ratio -)

  • 신창훈;하종만;이철구;허재영;임지현;주원구
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권12호
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    • pp.1291-1298
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    • 2005
  • Since the interior shape of a pressure regulator is complex and the change of fluid resistance at each operation condition is rapid and big, the pressure regulator can become the major factor that causes big loss in pipelines. So the suitable pressure regulator modeling by each operation condition is important to obtain reliable results especially in small scale pipeline network analysis. And in order to prevent the condensation and freezing problems, it is needed to confirm both whether temperature recovery is achieved after passing by the pressure regulator's narrow neck and how much amount of low temperature area that can cause condensate accumulation is distributed by various PCV models at every inlet-outlet pressure ratio. In this research, the numerical model resembling P company pressure regulator that is used widely for high pressure range in commercial, is adopted as the base model of CFD analysis to investigate pressure regulator's flow characteristics at each pressure ratio. Additionally it is also introduced to examine pressure regulator's critical flow characteristics and possibility of condensation or freezing at each pressure ratio. Furthermore, the comparison between the results of CFD analysis and the results of analytic solution obtained by compressible fluid-dynamics theory is attempted to validate the results of CFD modeling in this study and to estimate the accuracy of theoretical approach at each pressure ratio too.

정압기의 임계유동 특성과 배관망해석 모델링에 관한 연구 (II) - 개도비 영향 - (A Study About Critical Flow Characteristics and the Pipeline Network Modeling of a Pressure Regulator (II) - The Influence of a Opening Ratio -)

  • 신창훈;하종만;이철구;허재영;임지현;주원구
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권12호
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    • pp.1299-1306
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    • 2005
  • The suitable pressure regulator modeling at each opening ratio and pressure ratio is very important to obtain reliable results, especially in small scale pipeline network analysis such as a pressure regulator system. And it is needed to confirm both whether temperature recovery is achieved after passing by the pressure regulator's narrow neck and how much amount of low temperature area that can cause condensate accumulation is distributed by various PCV models and driving conditions. In this research, the numerical model resembling P company pressure regulator that is used widely for high pressure range in commercial, is adopted as the base model of CFD analysis to investigate pressure regulator's flow characteristics at each pressure ratio and opening ratio. And it is also introduced to examine pressure regulator's critical flow characteristics and possibility of condensation or freezing at each pressure ratio and opening ratio. Additionally, the comparison between the results of CFD analysis and the results of analytic solution obtained by compressible fluid-dynamics theory is attempted to validate the results of CFD modeling in this study and to estimate the accuracy of theoretical approach at each pressure ratio and opening ratio too.

도시가스 배관압력 예측모델 (City Gas Pipeline Pressure Prediction Model)

  • 정원희;박길주;구영현;김성현;유성준;조영도
    • 한국전자거래학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.33-47
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    • 2018
  • 도시가스 배관은 지중에 매설되어 있기 때문에 세부 관리가 어렵고 다양한 위험에 노출되어 있다. 본 연구에서는 도시가스 배관압력 실시간 데이터를 분석해 배관압력 이상을 예측하고 전문가의 의사결정을 돕는 모델을 제안한다. 국내 도시가스 공급업체들 중 하나인 중부도시가스사의 정압기에서 수집하는 실시간 배관압력 데이터와 시간변수, 외부환경변수를 통합해 분석 데이터로 사용한다. 아산시와 천안시에 위치하는 11개 정압기를 분석 대상으로 하며 분 단위 배관압력 예측모델을 구현한다. Random forest, support vector regression(SVR), long-short term memory(LSTM) 알고리즘을 사용해 회귀모델을 구현한 결과 LSTM 모델에서 우수한 성능을 보인다. 아산시 배관압력 예측모델의 경우 LSTM 모델에서 RMSE가 0.011, MAPE가 0.494이며, 천안시 배관압력 예측모델의 경우 LSTM 모델에서 평균제곱근오차(root mean square error, RMSE)가 0.015, 절대평균백분율오차(mean absolute percentage error, MAPE)가 0.668로 가장 낮은 오류율을 보인다.

도시가스 정압기 안전운영을 위한 인터랙티브 훈련 방안 연구 (A Study of Interactive Training Methods for the Safe Operation of City Gas Governor)

  • 김형진;박찬국;이재용;이춘식;유철희
    • 한국가스학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.34-42
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    • 2017
  • 도시가스 정압기 안전 운영을 위한 운전원 안전훈련시스템의 주요 구성 요소 중 하나인 안전훈련 시나리오를 설계하고 구현함에 있어서, 단일 시나리오가 일방적으로 진행되는 기존 훈련 방식을 개선한 훈련 방안을 연구하였다. 안전훈련시스템과 운전원간의 상호 작용을 통해 훈련 시나리오의 다양성을 향상시켜 훈련 효과를 올리는 방안으로 플랜트 안전훈련 플랫폼 상에서 적용 가능한 Finite State Machine 모델 기반의 인터랙티브 훈련 방안을 개발하였다. 본 훈련 시나리오 시스템으로 인해 향후 확장된 대상 플랜트에의 안전훈련시스템 적용 가능성을 기대해볼 수 있었다.

진공측정표준의 불확도 평가모델 개발 (Development of Uncertainty Evaluation Model for Vacuum Measurement Standards)

  • 홍승수;임종연;신용현
    • 한국진공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.313-321
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    • 2011
  • 한국표준과학연구원(Korea Research Institute of Standards and Science, KRISS)에는 초음파간섭 수은주압력계(ultrasonic interferometer manometer, UIM), 정적형표준기(static volume expansion system, SVES), 오리피스형 정압표준기(orifice-type dynamic expansion system, ODES) 등 세 개의 주요한 국가 진공표준기가 있다. 이 장치들의 불확도 평가를 위해 각각 변수들의 측정 및 계산 모델을 개발하였다. 국제표준화기구(International Organization for Standardization, ISO) 지침에 따라 표준기들의 확장불확도(expanded uncertainty, U)를 계산하였다.

정압기지내의 안전밸브 분출용량 관계식 검증을 위한 유동해석 (II) - 안전밸브 유동 해석 및 필요분출면적 - (Numerical Analysis for Evaluation of Ejection Capacity Relationship of Safety Valves in Pressure Regulating Station (II) - Flow Analysis and Required Effective Discharge Area of Safety Valve -)

  • 권혁록;노경철;김영섭;이성혁
    • 한국가스학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.105-109
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    • 2008
  • 안전밸브는 정압기지 내에 정압기의 파괴 또는 관 내 수분의 응축 등으로 인한 관내 압력의 비정상적인 증가를 자동적으로 완화시켜주는 메커니즘을 가지고 있는 밸브이다. 따라서 정압기지의 안전을 위해서 안전밸브의 유동 특성과 유동 형태를 살펴보는 것은 매우 중요하다. 본 논문은 안전밸브의 분출용량과 필요분출면적에 따른 유동 특성을 수치해석을 통해서 분석하였다. 본 결과를 국내 외 안전밸브 관련 규정인 미국의 API(America Petroleum Institute), 유럽 연합의 EN(European Standard), 프랑스의 NF(Norme Francise)를 이용하여 분석, 비교하였다. 또한 안전밸브의 최대 필요 분출 면적을 이용하여 국내 및 국외 규정을 각각 적용하였을 때의 안전밸브의 필요 설치 수량에 대한 고찰을 해보았다.

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한국형발사체 75톤 엔진의 시동 시 동압 특성 분석 (Analysis of Dynamic Pressure Characteristics for Startup of KSLV-II 75 tonf Class Liquid Rocket Engine)

  • 문윤완;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.1084-1087
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    • 2017
  • 액체로켓에서 엔진의 시동은 산화제와 연료를 연소기에 매우 짧은 시간의 차를 두고 주입하여야 하며, 이때 주입시간의 간격, 점화기 작동 지연 등은 방대한 량의 추진제 혼합물에 에너지를 인가함으로서 대형 폭발로 이어질 수 있는 상황이 된다. 그러므로 각 추진제의 천이특성과 연소기 또는 가스발생기의 유입 시점을 측정하는 것은 매우 중요하며, 상대적으로 느린 응답 특성을 갖는 정압으로는 유입 시점을 관측하기에는 어려움이 많으므로 추진제 유로를 따라 동압을 측정하여 보다 정확한 유입시점을 찾을 수 있었다.

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도시가스 정압기용 압력조정기 다이어프램의 사용기간에 따른 경년특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Studies on the Aging Characteristics by Service Periods of Regulator Diaphragms at Governor Room of City Gas)

  • 이치우;박달재
    • 한국가스학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.104-108
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    • 2018
  • 본 연구에서는 도시가스 정압기용 압력조정기 다이어프램의 사용기간에 따른 경년변화 특성을 조사하고자 사용기간별(신품, 5년, 10년, 15년, 20년, 25년 및 30년) 설치된 다이어프램을 대상으로 시험편을 제작하였고, 각 시험편에 대해 표면, 두께, 인장강도 및 연신율이 어떻게 변화하였는지 시험을 수행하였다. 표면 및 두께변화를 전자주사현미경을 이용하여 확인한 결과, 사용기간에 따라 약간의 영향을 받는 것으로 나타났다. 25년이 경과한 시험편은 신품 최고인장강도의 약 60%에 미치지 못하는 것으로 연신율은 사용기간에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 이 연구결과는 향후 도시가스 정압기용 압력조정기 다이어프램의 교체주기를 정하는데 기초자료로 활용할 수 있으리라 기대된다.