• 한국가스학회지
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• 제21권3호
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• pp.39-45
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• 2017

LNG 산업의 핵심시설인 LNG 저장탱크는 주로 9% 니켈강형 내조와 프리스트레스 콘크리트의 외조로 구성되어 있다. 1896년 상업운전 이후 내조의 피로와 외조의 내구성 저하로 인한 구조물 성능 열화의 위험성 증대에 선제적으로 대응할 수 있도록 수명평가 프로그램이 필요하다. 이 연구는 LNG 저장탱크의 내조에 대해 피로평가와 외조의 내구성(탄산화, 염해)을 평가할 수 있는 수명평가 프로그램을 개발하였다. 내조 탱크는 3가지의 주요 시나리오를 정의하여 구조해석과 마이너 손상법칙이 적용된 피로수명 해석이 수행된다. 외조 탱크의 탄산화 평가는 이산화탄소 함량과 침투 깊이 데이터를 이용하여 콘크리트 피복두께에 따른 탄산화 진전을 예측한다. 외조 탱크의 염해 평가는 다양한 입력조건 고려와 신뢰도 있는 결과를 도출하기 위해 공개 프로그램인 Life-365프로그램에 연계하는 방안으로 구축하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.189-190
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• 2008

원자력발전소의 탈기기 계통(Gas Stripper System)은 약 $25^{\circ}C$의 순수를 1.2기압, $105^{\circ}C$ 상태를 거쳐서 가스가 없는 상태(탈기)로 만들어 주는 계통이다. 탈기 상태를 유지하면서 지속적으로 순수를 만들기 위해서 본 계통에는 수위와 압력 제어루프가 있다. 탈기 상태에서는 탈기기 탱크내의 유체 상태가 이상(Two Phase)이기 차가운 급수를 사용한 수위와 압력 제어가 어렵다. 본 논문에서는 모델 기반으로 제어 최적화를 하기 위하여 제어 구성 요소들에 대한 제어 모델링 및 검증 과정을 기술한다. 제어모델링은 일반적으로 Parameter Identification 기법을 적용하지만, 유체역학 수식 모델, 운전 데이터, 탱크와 배관의 설계 자료 등을 이용한 경험적 방법을 적용하였으며 운전 데이터를 사용하여 검증하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.512-518
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• 2022

본 연구는 울산석유화학공단 내 A사의 암모니아 탱크 안전장치를 대상으로 진행하였다. 탱크는 실린더 형태이며, 1972년에 프로필렌을 저장하기 위해 설계되었다. 그 후 시장환경에 따른 생산계획 변경으로 인해 탱크의 용도가 암모니아 저장으로 변경되었다. 저장 물질을 변경하는 과정에서 안전성을 검토했던 어떠한 과학적인 정보나 검토 자료를 찾을 수가 없었다. 따라서, 본 연구에서는 현재 안전하게 운전되고 있는지를 확인하기 위해 탱크의 상태를 조사하였다. 또한, 현재 설치되어 운영되고 있는 두 개의 안전장치 암모니아 흡수 시스템 및 Water curtain이 어느 정도 사고의 영향을 경감하는지 분석하였다. 마지막으로, 비상대응계획 작성에 활용하기 위한 CA(consequence analysis)를 수행하였다. 그 결과 사고의 영향을 효율적으로 완화할 수 있도록 안전장치가 설치되어 있음을 확인하였으며, 암모니아 누출 시 긴급대응에 필요한 시간을 제시할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제26권5호
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• pp.49-57
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• 2022

미래에 수소 산업이 활성화되면 LH2 멤브레인 저장탱크 인수기지는 대용량 액화수소를 저장하고 송출할 수 있는 주요한 방안이다. 현재 이러한 인수기지가 존재하지 않기에, 기존 LNG 멤브레인 저장탱크 인수기지 설계 자료를 참고하여 기지 공정모사 모델을 완성하였다. 이 모델을 베이스로 하여 멤브레인 저장탱크 인수기지 운영에서 매우 주요한 인자인 기지 설계조건 변화에 따른 BOG 발생량을 예측하였다. 이를 통하여 LH2 멤브레인 저장탱크 인수기지가 운영될 때를 대비하여 하역시 BOG 발생량을 최소화 할 수 있는 적절한 운전조건을 검토하고자 하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제9권2호
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• pp.69-78
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• 2003

태양열을 동력원으로 하여 열에너지를 동력으로 변환, 물을 양수할 목적으로 저온 상변화물질인 펜탄을 작동물질로 하는 에너지변환장치를 제작하여 실험하였다. 장치는 각부의 크기를 그 기능과 상호작용 원리에 따라 논리에 맞게 최적 설계하였다. 장치의 제작 후 실험을 통하여 그 운전 특성을 분석하여 성능향상에 필요한 자료를 획득하고자 하였다. 작동물질인 펜탄을 가열하는 탱크 내부의 온도는 사이클 경과시간에 따라 약 $40­86^{\circ}C$ 범위에서 변동하고 있었으며, 물탱크내 온도 약 $23­24^{\circ}C$, 공기탱크 내 온도 $22­23.5^{\circ}C$ 범위에서 비교적 일정하게 유지되고 있었다. 응축기내의 온도와 냉각수출구 온도는 냉각수입구 온도수준에 따라 정의 상관관계로 변하고 있는 것을 알 수 있었으며, 또한 열 교환 능력도 냉각수 온도수준이 낮을수록 커진다는 것을 확인하였다. 물탱크 내 온도와 응축기내 온도가 상당히 차이가 나므로 물탱크와 응축기와의 연결거리를 최소화하고 연결파이프 크기를 큰 것으로 하여 내부물질이동 저항을 줄이는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 실험 중 양수량은 1.6­2.4 liter로 나타났으며, 냉각시간의 수준에 따른 물탱크내의 흡입물높이 상승은 차이를 나타내지 않았다. 응축기로부터의 냉각수 배출파이프가 연장되지 않은 경우 냉각수 유량이 5.9 liter/min 이었으나 연장파이프가 있을 때는 2.3 liter/min으로 나타났다. 이러한 현상에서 양수하는 물의 온도가 낮고 유량이 부족한 경우에는 연장파이프를 이용하는 것이 좋고, 냉각수치 양은 풍부하지만 그 온도가 낮지 않은 경우에는 연장파이프를 이용하지 않는 것이 좋다는 사실을 알 수 있다. 실험에서의 응축기내 냉각수의 최대 열교환량은 95.75 kJ/min로 나타났다. 작동물질가열탱크와 기액 분리탱크 내의 압력은 0.13­0.14 MPa.a, 물탱크와 응축기내의 압력은 약 0.11 MPa.a정도로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제27권4호
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• pp.34-42
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• 2023

산업시설이 국가 경제에 기여하는 바를 고려할 때 지진에 대한 운전성 확보는 매우 중요하다. 그러나, 현행 내진설계의 기본 개념은 대규모 지진에 대해 주로 시설물의 연성거동을 허용하며 붕괴방지를 목적으로 구조적인 안전성만을 고려한다. 산업시설의 운전성 확보를 위해, 산업시설물의 구조거동 특성에 따라 운전성을 유지하기 위한 내진성능수준이 다양할 수 있으며, 이를 만족하기 위한 내진설계방법이 필요하다.본 연구에서는 평저형 저장탱크에 대한 비선형 응답이력 해석으로 비선형 지진거동 특성(R-μ-T)을 분석하고 이를 바탕으로 신뢰도 기반의 성능기반 내진설계 방법을 새롭게 제안하였다.

• 한국가스학회지
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• 제9권3호
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• pp.27-31
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• 2005

LNG 저장탱크 내부에 설치되는 멤브레인은 LNG 저장시 발생하는 온도와 압력의 하중변화에 따른 열수축과 팽창을 주름에서 흡수하도록 설계 되어있다 따라서 멤브레인 주름부의 변형률 측정을 통한 성능평가가 중요하며 이를 위해 유한요소해석 및 실험을 수행한다. 스트레인 게이지를 이용한 응력측정 시스템을 구축하여 운전 상태에서 멤브레인 주름 거동을 파악하기 위하여 변형률을 측정하였다. 일부 측정값을 유한요소해석에 의해 구한 결과와 비교하여 KOGAS 멤브레인의 특성을 검토하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1823_1824
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• 2009

원자력 발전소 운전과정에서 발생하는 각종 폐액은 저장/여과 과정을 거치게 된다. 이러한 폐액의 저장/여과 과정에서 탱크 내에 침적된 방사성 슬러지들은 농축 고화 처리가 요구 되며 방사선량에 따라 작업자의 접근이 제한적이다. 본 논문에서는 탱크나 섬프(Sump)내의 방사성 슬러지를 제거하기 위하여 개발 중인 로봇의 기능과 이를 이용한 슬러지 제거 기초실험 결과를 제시한다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제10권3호
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• pp.141-154
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• 2004

자연에너지인 태양열을 동력원으로 하여 구동되는 물펌프는 물이 많이 필요한 여름철에 과 열원인 태양에너지가 강하므로 매우 이상적인 장치라 할 수 있다. 본 연구에서는 태양열 물펌프의 자동화운전을 실현하고자 작동물질의 압력변화를 감지하여 자동 운전되도록 하였으며, 이에 필요한 제어논리를 개발하고 회로론 구성하였다. 실험에서는 장치를 제작. 실험, 분석하였고 분석항목은 양수량과 효율, 압력, 온도를 분석하였다. 또한 자동화에 필수적인 응축기 진공을 위한 응축기의 최소 전열면적을 설계하였으며, 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 1. 복사에너지를 동력으로 변환하여 물을 양수할 수 있었고, 자동화 제어회로에 의해 사이클을 반복할 수 있었다. 2 양수는 60분 동안에 13사이클을 수행하였으며, 사이클 당 소요시간은 약 4.9분이었다. 총 양수량은 69,200cc, 사이클 당 평균 5,320cc를 양수하였다. 이 과정동안 장치의 열효율은 $0.030\%$로 나타났다. 3. 실험과정에서 기액 분리탱크 내의 작동물질 증기의 온도는 물탱크로 증기를 배출하기 전후에 따라 약 $41\~49^{\circ}C$ 범위에 있었으며, 상당히 균일하게 변동하고 있었다. 물탱크와 공기탱크내의 온도는 약 $30^{\circ}C$ 정도 부근에서 유지되고 있었으며, 응축기 냉각수공급온도는 실험기간 중 $10\~13^{\circ}C$ 범위를 나타내었다. 응축기 출구온도는 $14\~17^{\circ}C$ 정도로서 응축기 냉각수의 입출구 온도차는 실험초기를 제외하면 약 $4^{\circ}C$ 전후로 나타났다 4. 기액 분리탱크 내의 압력은 자동화 프로그램 된 범위인 150$\~$450hPa(gauge)를 매우 정확하게 유지하였으며, 공기탱크내의 압력은 약 1200hPa로 나타났다. 응축기내의 압력은 약 600hPa로서 진공을 잘 유지함으로서 사이클을 반복하는데 문제가 없었다. 5. 한국의 전국 하루 평균 3.488kWh/($m^2{\cdot}day$)의 태양에너지를 기준으로 장치의 열효율이 $0.1\%$를 적용하고 전 양정을 10m로 보면 태양열복사 단위면적 $m^2$ 당 약 128kg의 물을 양수할 수 있을 것으로 예상된다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.95-105
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• 2014

CUPID 코드는 기기 스케일(Component scale)의 2상 유동(Two-phase flow) 해석 코드로서 다양한 2상 유동 조건의 실험 자료를 이용하여 검증되어 왔다. 특히, CUPID 코드의 CANDU형 원자로 감속재 탱크 내부 유동 해석능력을 평가하기 위해 1/4 규모 축소 실험장치의 실험결과를 이용하여 검증한 바가 있다. 본 연구에서는 이전 연구를 바탕으로 CUPID 코드를 사용하여 실제 원자로 감속재탱크 내부의 열수력 거동을 해석하였다. 감속재 탱크의 내부 구조는 아주 복잡하기 때문에 다공질 매질 방법을 적용하였으며 탱크 입구노즐 또한 기기 스케일 코드의 취지에 부합하게 아주 단순화하여 모델하였다. 해석결과의 정확성을 결정하는 가장 중요한 요소는 입구노즐의 모델 방법에 있는 것으로 나타났다. 입구노즐을 단순하게 모델하여 입구유량을 경계조건으로 부여하고 발전소 정상운전조건으로 계산한 결과, 부력에 의한 열성층화 현상이 발생하였다. 이는 전혀 타당하지 않은 것으로 입구 유동의 모멘텀을 정확하게 모의하지 않아 발생한 것이 나타났다. 이를 개선하고자 입구 유량과 운동량을 동시에 보존시킬 수 있도록 입구 노즐 면적을 축소하고 속도는 증가시켜서 계산한 결과, 사실적인 내부 유동장을 얻을 수 있었다. 결론적으로 계산 비용효과가 뛰어난 다공질 매질 방법에 입각하여 CUPID 코드를 실규모 감속재 탱크 열유동 해석에 적용할 수 있음을 보였고, 입구노즐의 적절한 모델이 가장 중요한 요소임을 확인하였다.