• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.55-60
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• 1996

원자력발전소 운전시 원자로냉각재는 부식 방지를 위해 적절한 화학물질을 함유하고 있어야한다. 이러한 원자로냉각재의 수질화학 조절은 유량조절 기능과 화학제주입 기능을 가진 화학 및 체적제어계통의 화학제주입탱크 및 체적제어탱크에 의하여 이루어진다. 본 연구에서는 영광5,6호기에서 화학제주입계통의 연결위치를 충전펌프 후단에서 전단으로 변경하고, 원자로보충수펌프에 의하여 화학제주입을 수행할 경우 요구되는 주입운전시간 특성에 대해 수치해석을 이용하여 분석하였다. 분석은 설계요건에서 요구되는 화학제주입탱크의 용량 및 주입유량을 고정하고 탱크의 구조적형상 변경, disk block 설치 및 주입속도를 변경(입구배관 크기 변경)하여 각각의 경우에 대하여 시간변화에 대한 탱크 내에서의 유속분포, 농도분포, 평균농도 등 을 구하였다. 분석결과 발전소의 빠른 화학제주입운전을 위해서는 탱크 내에 혼합효과를 중대 시킬 수 있는 disk block의 설치가 요구됨을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.150-155
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• 2015

최근 전세계적인 액화천연가스(LNG) 수요의 증가로 인해 LNG 터미널의 건설이 크게 늘어나고 있으며 기존의 LNG 터미널도 저장시설을 확장하고 있는 추세이다. 이에 따라 LNG 터미널의 다수의 저장탱크가 존재할 때 LNG를 송출하게 될 탱크와 각 송출량을 선택하는 것은 전체 공정 운전에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 전체 송출량이 정해져 있을 경우 레벨이 각기 다른 탱크들에 대해 발생하는 BOG 양을 최소화 할 수 있도록 각 탱크의 송출량을 최적화하는 연구를 수행하였다. 저장 탱크의 특성과 구조에 맞게 벽면과 바닥면에서 유입되는 열과 탱크 재질의 열전도도를 고려한 동적모델을 구성하였고, 레벨을 변화시켜 각 레벨에 따른 BOG 양을 계산하여 얻은 BOG 발생량을 탱크 레벨에 따라 지수함수로 회귀분석하였다. 이를 통해 탱크의 특성과 레벨에 따라 BOG 발생량을 예측할 수 있는 BOR(Boil-off Rate) 모델을 얻을 수 있었다. 개발한 BOR 모델을 이용하여 BOG 발생량을 최소화하는 목적함수를 설정하고 요구되는 송출량, 탱크내 레벨 제한, 탱크 당 가능한 송출량을 제한조건으로 설정하여 각 탱크의 최적 송출량을 결정하는 운전 최적화를 수행하였다. 이를 실제 운전되고 있는 인천 LNG 터미널의 18개 저장탱크에 적용하여 다양한 레벨이 분포되어 있고 총 송출량이 80,000 m3/day(최대 송출량)이 요구되는 시나리오에 대해 최적화를 수행하여 가정한 기존의 운전방법과 비교하였을 때 BOG 양을 약 9% 감소시킬 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.366-366
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• 2011

냉중성자원은 하나로 반사체탱크에 위치한 수직공에 설치되어 노심에서 발생하는 열중성자를 감속재인 액체수소층을 통과시켜 냉중성자를 생산하는 설비로 수소가를 충전하고 있는 수소계통이 있으며, 21K의 극저온 액체수소/기체수소 2상(ttwo-phase)을 유지하기 위해 외부에서 유입되는 열침입을 최소화하기 위해 진공계통이 설치되어 있다. 진공계통은 수조내기기 집합체(In-Pool Assembly : IPA)의 액체수소 열사이펀, 감속재 용기 등의 냉중성자원 극저온 부풀들의 단열을 위하여 진공용기 내부진공도를 공정진공도 이하로 유지하기 위한 계통으로 고진공펌프, 진공배기탱크 및 저진공펌프의 조합으로 두 개의 진공펌프시스템과 진공박스, 배기수집탱크 및 밸브박스를 포함한 연결배관으로 설계되었다. 저진공펌프를 이용하여 대기압에서 고진공펌프 작동압력까지 도달한 후 고진공펌프를 가동하여 공정진공도 이하의 진공도를 확보하고, 고진공펌프로부터 배기되는 배출가스는 고진공펌프 후단에 설치된 진공배기탱크에 포집되며, 필요 시 저진공펌프레 의하여 배기수집탱크로 배출된다. 진공펌프시스템은 진공용기 내부의 압력이 공정진동고 이하로 유지되도록 연속적으로 가동되어 진공단열이 가능하다. 본 논문은 감속재인 수소를 액화상태로 유지하며, 공정진공도 이하로 충분히 유지되어 운전되는 진공계통의 특성을 원자로 운전 주기별로 소개하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.337-337
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• 2010

하나로 반사체의 수직공 안에 설치된 냉중성자원 시설계통의 수조내기기는 원자로에서 생성되는 열중성자를 약 22K의 감속재로 감속시켜 0.1~10 meV 범위에서 높은 선속을 갖는 냉중성자를 생산한다. 냉중성자를 생산하기 위한 냉중성자원 시설계통의 구성은 감속재인 수소를 포함하고 있는 수소계통, 수소의 외부누출을 방지하기 위한 가스블랭킷계통, 극저온의 액체수소를 생산하기 위한 헬륨냉동계통, 극저온인 액체수소 층을 감속재용기 내에 유지하기 위한 진공계통 등으로 되어있다. 이들 계통 중 진공계통은 냉중성자원 시설계통의 정상운전 시 액체수소 열사이펀, 감속재용기 등의 냉중성자원 극저온 부품의 단열을 위하여 진공용기의 내부 진공도를 공정진공도 이하로 유지하기 위한 계통이다. 정상운전 시 진공계통으로부터 발생되는 배기 가스는 배기 수집탱크에 포집된다. 냉중성자원 시설계통으로부터 발생되는 배기가스는 배기수 집탱크를 통하여 수소의 누출여부를 확인한 후 원자로홀로 배기되도록 되어 있으며, 만일의 경우 탱크내부의 배기가스 수소 농도가 기준치인 3.5%이상일 때는 유입 원을 자동으로 차단하고, 희석용 가스인 고압의 질소를 주입하여 수소의 농도를 기준치 이하로 낮춘 후 원자로 홀로 자동 배출하도록 되어 있다. 본 논문에서는 냉중성자가 생산되는 냉중성자원 시설계통의 운전과정에서 진공계통으로부터 배출되는 배기가스를 배기수집탱크로 포집하고, 이 가스에 대해 수소가스의 농도를 분석하여 원자로 홀로 안전하게 배기할 수 있도록 수행된 수소가스 분석에 대해 기술하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권3호
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• pp.1-7
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• 1995

1992년 9월 현재 전 세계적으로 운전 중(건설포함)인 액화 및 인수기지의 LNG 저장탱크는 지상식-이중벽 금속 탱크, 지상식-맴브레인 PC 탱크, 지상식-자립식 내부탱크/PC 외부탱크, 피드식-RC(Reinforced Concrete) 보강둑 탱크, 피트식-이중벽 금속탱크, 피트식-자립식 내부탱크/PC 외부탱크 및 지하식 탱크의 7가지 유형으로 나 타낼 수 있다. 또한 액화천연가스를 저장하는 내부탱크 소재에 따라 9%Ni강 및 MEMBRANE(SUS304) 형식으로 대별할 수 있다. MEMBRANE 저장탱크 형식의 핵심기술인 MEMBRANE은 -162.deg.C의 LNG에 의한 열수축팽창에 견딜 수 있도록 스테인레스강판 (SUS304)을 사용하여 기하학적으로 특이한 주름진 형상을 갖도록 설계되었으며 주름 형상에 따라 프랑스의 테크니가즈(Technigaz), 일본의 가와사끼(Kawasaki). 미쓰비시 (Mitsubishi), 이시가와지마하리마(Ishikawajima-Harima)사의 멤브레인과 세계에서 3번째로 한국가스공사 연구개발원이 개발한 링디식 멤브레인으로 구별할 수 있다. 본 해설에서는 국내의 전국 천연가스 공급사업계획 및 건설현황을 검토하고 최근 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 액화천연가스 저장탱크의 종류를 용량별, 년도별로 분석하여 전세계의 액화천연가스 저장탱크에 관해 소개 하겠다.

• 한국가스학회지
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• 제21권5호
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• pp.64-69
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• 2017

한국은 세계 2위의 LNG 수입국이고 2017년 기준 약 70기의 LNG 저장탱크가 상업운전 중에 있다. LNG산업의 핵심설비인 LNG 저장탱크는 1986년 상업운전 이후 설계보증 연한인 30년이 경과 되면서 도시가스사업법 개정을 통해 2014년부터 정밀안전진단을 수행하고 있다. 정밀안전진단 시 LNG 저장탱크의 외조 콘크리트에 대해서 상태평가를 할 수 있는 기준이 부재한 상태이다. LNG 저장탱크의 구조적 특성과 기존 토목구조물 상태평가 기준 분석을 통해 저장탱크의 대표부재에 대한 상태평가기준을 개발하였다. 개발된 객관적 상태평가기준은 LNG 저장탱크의 안전성 및 신뢰성을 향상시키고 보수기준을 제시할 수 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.550-555
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• 1996

기존 발전소의 재장전수탱크는 격납용기 외부에 설치되어 있으며, 압력/차압 계측기를 이용하여 재장전 수탱크 수위를 측정하고 있다. 한편, 개량형 경수로기 경우에는 재장전수탱크를 격납용기 하부에 설치하도록 되어 있으므로 격납용기 벽이나 수집체적조 및 원자로 공동과 인접하게 되어 수위감시를 위한 압력/차압 계측기를 격납용기내에 설치하는 것은 매우 어려울 것으로 판단된다. 따라서, 본 논문에서는 격납용기내 재장전수탱크, 수집체적조 및 원자로 공동 수위계측기에 적용되는 미국 원자력규제위원회 및 전력연구소의 설계기준, 환경 및 기기생존 요건들을 검토한 후, 이에 따라 이 계측기들이 유지해야 할 설계 기능요건을 평가하고, 수위계측기의 형태 선정에 필요한 설계고려사항들을 파악하여 개량형 원자로의 해당 수위계측기의 선정 및 설계와 관련된 개념들을 설명하였다. 검토결과, 격납용기내 재장전수탱크 수위지시를 위해서는 압력/차압 계측기를 격납용기 외부에 설치하고, 수집체적조 및 원자로 공동의 수위감시를 위해서는 부유형 감지기를 사용하는 것이 발전소 운전 및 보수측면에서 장점이 있는 것으로 판단되어 이를 개량형 경수로 설계에 적용할 것을 제안하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.223-229
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• 2007

여과막 생물반응기를 이용하여 $60^{\circ}C$에서 혐기 세균 복합체가 포도당으로부터 수소를 생산할 수 있는 최적조건을 연구하였다. 여과막 생물반응기는 연속교반 탱크반응기와 외부에 장착된 PVDF (polyvinylidene fluoride) 중공사막 여과장치로 구성되었다. 접종슬러지는 하수처리장 소화 슬러지조에서 얻었고, 포자형성 수소생산 미생물을 얻기 위해 $90^{\circ}C$에서 20분 간 열처리하였다. 16S rRNA PCR-DGGE(polymer chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis) 분석을 통해 열처리 전후의 미생물상 변화를 조사하였다. 열처리 후 DGGE 밴드의 수는 감소하였고, 주요 밴드는 Clostridium perfringens와 유사한 염기서열을 나타내었다. 운전 기간 동안 바이오가스 내 수소함량은 60%(v/v)를 유지하였고, 메탄은 검출되지 않았다. 연속교반 탱크반응기를 여과막 없이 수력학적 체류 4시간에서 운전하였을 때 공급된 포도당의 95.0%가 제거되었고, 이때 균체농도 및 수소생산속도는 각각 1.35 g cell/L 및 7.4 L $H_2$/L/day이었다. 동일한 체류시간에서 PVDF중공사막 여과장치를 장착하여 연속교반 탱크반응기를 운전하였을 때, 균체농도는 1.62 g cel/L로 증가하였고 높은 포도당 제거율(99.5%) 및 수소생산속도(8.8 L $H_2$/L/day)가 관찰되었다. 40 nm 및 100 nm의 공극크기를 가진 여과막은 균체농도 및 수소생산 측면에서 유사한 성능을 나타내었다. 여과막 생물반응기는 여과막의 반복적인 세척을 통해 30일 이상 안정적으로 운전될 수 있었다.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권9호
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• pp.875-883
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• 2010

본 연구에서 차량 탑재용 LNG 연료 탱크의 단열 성능과 연료 공급 능력 등을 예측하기 위하여, 내조와 외조 사이가 진공 단열된 2중 벽 구조이며 탱크 용량은 450$\ell$, 정상 운전조건은 800 kPa인 연료 탱크를 해석 대상으로 선택했으며, LNG의 물성치는 메탄($CH_4$)과 동일하다고 가정했다. 밀폐 저장기간의 연장을 위하여, 차폐 관을 제시했고 기존의 연료 탱크 저장 기간과 비교 해석했다. 또한 기관으로의 적절한 연료량 공급을 보장할 수 있는 탱크 내의 압력 유지를 위하여, 외부로부터 추가적인 열전달률을 예측했다. 이러한 계산을 위하여 압력 변화율과 전열률, 연료 출입률 간의 열역학 관계식을 유도했고, 선택한 연료 탱크 모델로부터 열저항을 근거한 계산식을 설정했다. 계산 결과에 의하면, 차폐된 관을 사용한 연료 탱크는 약 25~30% 이상의 저장기간이 연장되었고, 연료 압송 최소압력 유지를 위하여 외부에서 탱크로 공급되는 열전달에 적합한 운전조건도 결정할 수 있었다.