• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.373-382
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• 2016

이산화탄소 포집 및 저장 / 격리 (CCS) 기술은 많은 이산화탄소 저감 방법 중 이상적인 방법으로 주목 받고 있다. 이산화탄소를 포집해서 파이프라인을 통해 저장소까지 수송할 때, 저장소가 가까운 경우 직접 수송할 수도 있지만, 중간 저장의 역할을 하는 허브를 거쳐 수송할 수도 있다. 허브의 수와 위치를 결정하는 것은 중요한 문제이다. 다목적 의사 결정을 위한 수학 모델은 많은 제약식과 목적식을 수반하는데, 문제의 계산 복잡도가 증가하지만 항상 최적을 보장하지 않는다. 본 연구에서는, 이산화탄소 수송망에서 중간 저장 허브의 위치와 수를 결정하는 알고리즘을 제안하고, 이를 활용하여 이산화탄소 발생지의 연결 네트워크 시뮬레이터를 개발한다. 시뮬레이터에서는 또한 이산화탄소의 수송 경로를 제공한다. 사례 연구로 한국에 모델을 적용한다.

• 한국가스학회지
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• 제18권5호
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• pp.26-32
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• 2014

CCS(Carbon Capture and Storage)는 제철, 철강, 발전소 등에서 발생되는 $CO_2$를 포집 및 저장하는 기술로서, 지구 온난화의 주범인 $CO_2$를 감축시키는 효과적인 기술이다. CCS 포집 기술과 저장 기술은 집중적인 개발을 도모하고 있으며, 현재 실증단계에 있다. 그러나 상용화 단계에 이르기 위해서는 포집, 저장 기술을 비롯하여 수송기술까지도 구성 요소에 대한 안전성 확보가 필요하다. 특히, 수송기술은 CCS 특성상 파이프라인을 이용한 수송기술이 적합하지만, $CO_2$ 파이프라인 운용 사례가 부족하여, 파이프라인 또는 구성 요소(밸브 등)에 대한 적합한 재질을 선택해야 한다. 본 연구에서는 $CO_2$ 파이프라인에 사용 가능한 고무재질을 알아보고자 여러 분야에서 사용되는 고무 재질을 $CO_2$에 침지하여 압력 온도 변화에 따른 부피변화를 비교 분석 하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권4호
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• pp.286-296
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• 2016

해양 CCS는 화력발전소에서 배출되는 $CO_2$를 포집하여 해양 지중의 대수층이나, 고갈 유가스전까지 수송하여 저장하는 기술이다. 시간 경과에 따라 지중 저장소로 주입 및 저장되는 $CO_2$의 누적 양이 증가하며, 이는 저류층 압력의 상승을 동반한다. 저류층 압력의 상승은 수송 및 주입 시스템의 운전조건 변화를 유발한다. 따라서 초기 설계단계에서 이러한 사업시간의 경과에 따른 운전조건 변화를 반영한 분석이 요구된다. 본 연구에서는 국내 동해 대륙붕에 위치한 가스전을 $CO_2$ 저장소로 활용할 경우 시간 경과에 따른 해양 수송 및 주입 시스템 내 $CO_2$ 거동을 수치해석적 방법을 이용하여 분석하였다. 전체 시스템을 해저 파이프라인, 라이저, 탑사이드, 주입정으로 구성하고, 이를 OLGA 2014.1을 이용하여 모델링 및 해석하였다. 약 10년의 주입 운전기간동안 해저 파이프라인, 라이저, 탑사이드, 주입정에서의 $CO_2$ 압력과 온도, 상거동의 변화를 분석하였다. 이를 통해 해저 파이프라인 입구 압축기, 탑사이드 열교환기 및 주입정 정두 제어 등의 설계 방안을 제시하였다.

• 가스산업과 기술
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• 제2권1호
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• pp.95-100
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• 1998

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권1호
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• pp.52-61
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• 2016

대용량의 $CO_2$를 지중에 저장하기 위한 CCS(Carbon Capture and Storage)는 고압의 파이프라인 수송공정을 수반한다. 또한, 사고 및 유지보수와 같은 비정상상태가 발생할 경우 고압의 $CO_2$를 대기 중으로 방출시키는 감압공정이 필요하다. 본 연구에서는 고압 $CO_2$ 파이프라인에서의 감압현상을 수치해석적 방법을 이용하여 분석하였다. 수치계산 결과를 실험데이터와 비교분석함으로써 수치해석의 예측 능력을 검증하였다. 수치모델이 기체-액체 혼합 구간에서의 2상 감압현상을 잘 예측하였다. 그러나 초임계 액체 단상 감압과 기체 단상 감압현상에 대해서는 온도변화 등을 예측하는데 한계가 있음을 밝혔다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권1호
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• pp.17-27
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• 2016

최근 전 지구적인 환경규제와 미주지역의 셰일 가스혁명으로 LNG 저장탱크, 파이프라인, 수송용 LNG 선박의 수요가 크게 증가하고 있다. 그에 따라 LNG의 육상 저장탱크와 LNG 선박을 비롯한 해상 수송 설비의 수주경쟁이 주로 한국, 일본, 중국의 세 나라사이에서 전개되고 있다. LNG 저장과 수송설비의 제작에 있어서 특히 용접조립공정의 합리화는 이러한 수주 경쟁에서 중요한 변수가 될 수 있다. 이 기술논문은 LNG의 저장과 수송설비의 최신의 용접기술에 관한 세계적인 개발 현황을 소개하고 비파괴 검사기술을 포함한 LNG 플랜트, 수송 설비에 관한 최신의 품질관리기술 정보를 제공하고자 한 것이다. 따라서 이 기술 논문은 LNG 설비의 수주경쟁에 있어서 국내의 경쟁력 강화에 기여하게 될 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제6권1호
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• pp.38-45
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• 2002

가스 하이드레이트는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등과 같은 천연가스-성분이 물에 의해 포획된 얼움형태의 고체연료로서, 세계적으로 가스 하이드레이트 추정 매장량은 기존 화석연료 매장량에 비해 약 2배 이상인 것으로 예측되어 미래의 신 에너지 자원으로 기대되고 있다. 그러나 이러한 에너지 자원측면과는 반대로 파이프라인을 통한 가스 수송과정에서 형성된 하이드레이트는 유동저해나 배관손상을 유발 할 수 있는 요인으로 영구동토지연인 시베리아는 물론이고 북해와 멕시코만 등의 여러 유전이나 가스전에서 심각한 문제를 발생시키고 있다. 해저 가스 파이프라인이나 동토지역을 통과하는 가스 파이프라인에서는 관내 압력과 온도에 따라 하이드레이트가 생성될 수 있으며, 특히 송출압력을 높게 할 경우에는 파이프라인 안에 하이드레이트가 생성될 가능성은 더욱 높아져, 플러깅 형성에 의한 유동저해 및 배관손상이 예상된다. 본 연구에서는 실제 파이프라인 내부에서 하이드레이트로 인한 플러깅 생성 메카니즘을 규명하고 이에 대한 형성조건을 측정함으로써, 그 방지기준 및 방지책을 선정하는데 활용하고자 실험실 규모의 환상형 파이프라인 실험장치를 개발하려다. 개발된 실험장치를 통해 파이프라인에서의 하이드레이트 평형조건을 도출하고, 다양한 속도 및 압력 조건하에서 하이드레이트 플러깅 형성온도를 측정하였다 이를 통해 유통속도 및 압력, 온도에 관한 상관관계를 파악하고 그 경향을 도출함으로써 실제 가스 파이프라인에의 하이드레이트 플러깅 형성조건을 파악할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.218.1-218.1
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• 2010

천연가스를 대체하며 21세기 신 에너지원으로 기대되고 있는 메탄 하이드레이트가 주목을 받게된 것은 1930년대 시베리아의 화학 플랜트에서 고압의 천연가스 수송용 파이프라인이 막히는 사고가 빈번하게 발생하여 그 원인을 조사한 결과, 파이프 내에서 가스와 물이 결합하여 하이드레이트를 형성하고, 그것이 파이프의 내벽에 부착되어 파이프를 막고 있다는 것으로 밝혀지면서 천연가스 하이드레이트가 주목을 받게 되었다. 또한 메탄 하이드레이트의 경우 46개의 물분자에 8개의 메탄가스 분자가 포획된 구조로, 그 분자식은 $CH_4{\cdot}5.75H_2O$이다. 따라서 메탄가스와 물의 이론적 용량비가 216:1로써, 표준상태에서 $1m^3$의 메탄 하이드레이트는 $172m^3$의 메탄가스와 $0.8m^3$의 물로 분해된다. 만약 이와 같은 특징을 역으로 이용할 경우 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 물에 포집시켜 인공적으로 하이드레이트를 제조할 수 있기 때문에 천연가스 수송 및 저장의 수단으로써 그 중요성이 커지고 있으며, 액화수송보다 18-24%의 비용절감이 이루어진다고 보고하였다. 그러나 인공적으로 메탄 하이드레이트를 제조할 경우 가스 포집율의 예측이 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 동일한 조건에서 메탄 하이드레이트 형성의 반복성 실험을 10회 수행한 결과 과냉도가 클수록 최대최소차이가 줄었고 또한 교반을 시킬 경우도 최대최소차이가 줄어 들었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5D호
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• pp.473-481
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• 2012

천연가스는 타 화석연료에 비해 온실가스를 적게 배출하는 청정연료로서 가채연수가 길고 상대적으로 가격 변동이 적어 세계적으로 사용량이 증대되고 있으며, 이에 따라 신규 가스전 개발 및 대규모의 천연가스 플랜트 건설 사업이 세계 각지에서 추진되고 있다. 특히 다양한 플랜트 사업 중 해외 천연가스 파이프라인 사업의 경우 보다 안정적이고 효율적인 천연가스의 수송을 위해 지역 간이나 국가 간에 적용되는 방식으로서 건설 수요가 괄목할만하게 증가하고 있으며 이미 전체 천연가스 교역의 72%를 차지하고 있다. 그러나 우리나라의 경우 해외의 주요 가스전과의 물리적인 거리 및 저장시설에 한정된 수요 발생으로 인해 해외 파이프라인 공종의 참여가 뒤떨어져 있는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 해외 천연가스 파이프라인 사업의 진출을 위해 사업계획 단계를 중심으로 표준화된 업무 프로세스 모델을 구축하고자 하였다. 국 내외의 파이프라인 사업 및 해외건설 프로세스를 분석하고, 해외 천연가스 파이프라인 사업의 특성을 반영하여 3단계의 레벨을 가진 업무 프로세스 모델을 도출하였다. 이후 전문가를 활용하여, 업무 프로세스 모델을 테스트베드에 적용하여 실무적 검증을 수행하였으며, 이와 별도로 추가적인 설문조사를 통해 본 연구에서 제시된 업무 프로세스 모델의 적용성과 효용성을 확인하였다. 본 연구에서 제시된 업무 프로세스 모델을 기반으로 기업의 노하우를 반영한다면, 해외 천연가스 사업 의사결정을 위한 객관적인 기준으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제1권1호
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• pp.30-36
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• 1983

현재의 세계적 경제발전의 침체는 가까운 장래에 급속한 경기회복으로 전환될 전망을 보여주지는 않는다. 한편으로는 기계·전자공학을 중심으로한 기술의 발전, 정보화 사회로의 변화가 눈에 뛸 정도로 급격히 일어나고 있다. 이와 같은 정세속에서 앞으로의 용접기술에는 무엇을 목표로 어떠한 노력이 이루어져야 하는가에 대해, 일본 용접학회, 일본용접협회의 각종 활동을 중심으로 소개하고자 한다. 또한 에너지의 문제는 현재도, 장래도 세계적으로 가장 중요한 문제의 하나다. 에너지 산업의 제분야-유전의 개발, 석유의 채굴과 파이프라인 수송, 액화석유가스(LPG), 액화 천연가스(LNG)의 수송과 저장, 석탄액화, 나아가서는 원자력, 수력 발전 플랜트의 건조 등등-에 있어서 용접기술의 역할은 매우 크다. 1982년 5월 미국에서 '에너지 이용과 용접기술'을 테마로 한 국제회의가 열렸는데 이 회의에서 보고한 일본의 용접기술에 관한 주제를 여기서도 소개하 고자 한다.