• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.66-70
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• 2014

The superconducting fault current limiter (SFCL) is an electrical power system device that detects the fault current automatically and limits the magnitude of the current below a certain safety level. The SFCL module does not have any electrical resistance below the critical temperature, which facilitates lossless power transmission in the electric power system. Once given the fault current, however, the superconducting conductor exhibits extremely high electrical resistance, and the magnitude of the current is accordingly limited to a low value. Therefore, SFCL should be maintained at a temperature below the critical temperature, which justifies the cryogenic cooling system as a mandatory component. This report is a study which reported on the cooling system for the 154 kV-class hybrid SFCL owned by Korea Electric Power Corporation (KEPCO). Using the cryocooler, the temperature of liquid nitrogen (LN2) was lowered to 71 K. The cryostat was pressurized to 5 bars to improve the dielectric strength of nitrogen and suppress nitrogen bubble foaming during operation of SFCL. The SFCL module was immersed in the liquid nitrogen of the cryostat to maintain the superconducting state. The performance test results of the key components such as cryocooler, LN2 circulation pump, cold box, and pressure builder are shown in this paper.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.169-180
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• 2012

환경시료은행은 환경질(environmental quality)의 시공간적 변화를 모니터링 하는 역할 뿐 아니라 시료 자체를 장기 보존함으로써 후세에 과거의 환경을 직접적으로 검증할 수 있는 기회를 부여하는 기능을 가지고 있다. 이를 위해서 다양한 생태계의 환경을 대표할 수 있는 선정된 시료를 엄격하게 규정된 채취방법에 따라 채취하여 성분변화가 일어나지 않는 초저온상태에서 장기간 보관함으로써 미래 시점에서 회고적 분석(retrospective analysis)을 수행할 수 있는 시설이 요구된다. 선진국에서는 이미 30여 년 전부터 환경정책의 실효성을 입증하거나 시대별 환경배경농도의 변화를 모니터링 하기 위해 다양한 환경시료를 저장해 오고 있다. 우리나라에서 2009년 자동화된 초저온 저장시설을 갖춘 국가환경시료은행이 국립환경과학원의 연구진에 의해 설립되었다. 이를 계기로 선진국의 시료은행 운영 경험을 발전시켜 단시간 내에 정상궤도에 안착시키려는 노력을 경주하고 있다. 아울러 그간 선진국의 운영 사례를 분석하고 이를 토대로 작성된 표준운영절차(SOP)에 따라 시험연구를 진행하고 있다. 이러한 과정에서 도출된 문제점을 분석하고 개선함으로 환경을 대표하는 시료의 저장 및 분석이라는 기본적인 기능에 충실한 수행체계를 갖추어 나가고 있다. 그러나 이와 동시에 환경시료은행의 기능을 적극 응용하여 독자적 부가기능을 부여하는 청사진이 제시되고 이에 대한 실행방안도 요구되는 상황이다. 이를 계기로 국가환경시료은행이 명실공히 국제적인 환경기구로 인정받는 도약의 발판을 마련해야 할 것이다.

• 설비공학논문집
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• 제12권10호
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• pp.901-907
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• 2000

The conceptual determination of mixed-refrigerant (MR) for a closed Joule-Thomson cryocooler is described in this paper. The thermodynamic cycle design was mainly considered to develop a cryocooler by using a compressor of domestic air-conditioning unit. The target cooling performance of the designed cryocooler is 10 W around 70 K with less than 5 kJ/kg enthalpy rise. The systematic approach of choosing a proper refrigerant among 20 different kinds of mixture for such cryogenic temperature was introduced in detail. The main components of the cryocooler are compressor, evaporator, oil separator, after-cooler, counterflow heat exchanger, and J-T expansion device. Due to the limitation of the compressor operation range, the temperature after the compression was limited below $117^{\circ}C$ (390 K) and the temperature before compression was restricted above $5^{\circ}C$ (278 K). 20 atm of discharging pressure (high pressure) and less than 3 atm suction pressure (low pressure) were the design conditions. The inlet temperature of a counterflow heat exchanger in the high Pressure side was about 300 K. The proper composition of the mixed refrigerant for the designed J-T cryocooler is 15% mol of$ N_2, 30% mol of $CH_4,\; 30% mol\; of C^2H^ 6,\; 10%\; mol\; of\; C_3H_8\; and \;15%\; mol\; of\; i-C_4H_10$.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.64-68
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• 2009

To keep the superconducting (SC) magnet coils of KSTAR at proper operating conditions, not only the coils but also other cold components, such as thermal shields (TS), magnet structures, SC bus-lines (BL), and current leads (CL) must be maintained at their respective cryogenic temperatures. A helium refrigeration system (HRS) with an exergetic equivalent cooling power of 9kW at 4.5K without liquid nitrogen $(LN_2)$ pre-cooling has been manufactured and installed for such purposes. In this proceeding, we will present the commissioning and initial operation results of the KSTAR HRS. Circuits which can simulate the thermal loads and pressure drops corresponding to the cooling channels of each cold component of KSTAR have been integrated into the helium distribution system of the HRS. Using those circuits, the performance and the capability of the HRS, to fulfill the mission of establishing the appropriate operating condition for the KSTAR SC magnet coils, have been successfully demonstrated.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권4호
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• pp.429-435
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• 2015

벨로우즈는 줄-톰슨 소형 극저온 냉각기에서 온도조절장치로 사용하는 중요한 부품이다. 벨로우즈는 매우 얇은 쉘로 제작되었으며 내부는 질소기체로 충전되어 있다. 또한 재료는 니켈-코발트 합금이며 이 재질은 $300^{\circ}C$에서 극저온까지 탄성계수와 강도가 변하지 않는 금속이다. 벨로우즈 내부의 기체는 온도가 바뀌면 기체의 압력과 부피가 변하고 결과적으로 벨로우즈가 길이 방향으로 수축 또는 팽창한다. 이 현상을 해석하기 위하여 주어진 온도에서 기체의 상태방정식이 만족될 때까지 수정된 압력하에서 벨로우즈의 변형과 변형된 내부 체적을 반복적으로 계산하였다. 현 연구에서 기체의 온도-부피-압력 상태를 정의하는 식으로 MBWR 상태 방정식이 채택되었다. 제안한 해석 방법론의 타당성을 증명하기 위하여 실험을 수행하였고 비교결과 수치 해는 실험값과 잘 일치하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.322-325
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• 2007

본 논문은 터보펌프를 사용하는 액체로켓의 저압 LOX 공급계의 개발 프로세스를 제공한다. 대한항공은 한국항공우주연구원과 협력하여 터보펌프 공급을 위한 LOX 공급계 개발을 수행하였다. LOX 공급계는 극저온의 온도와 무게절감을 위한 얇은 배관두께가 특징이다. 본 프로젝트의 시스템은 주 배관과 LOX 온도 제어를 위한 재순환 배관으로 구성되어 있다. 각 배관시스템은 벨로우즈, 필터, 오리피스, 밸브류, 플랜지와 서포트로 구성되어 있다. 이 논문에서는 시스템 설계 및 제작, 구조 및 열 해석, 단품 시험에 대하여 설명하였다. 최종적으로, 이 시스템은 한국항공우주연구원의 PTF 시험설비에 조립되어 요구 성능을 달성하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권5호
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• pp.349-355
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• 2016

Divinycell, which functions as both insulation and a supporting structure, is generally applied in the NO96-type liquefied natural gas (LNG) insulation system. Polymer-material-based Divinycell, which has a high strength and low weight, has been widely used in the offshore, transportation, wind power generation, and civil engineering fields. In particular, this type of material receives attention as an insulation material because its thermal conductivity can be lowered depending on the ambient temperature. However, it is difficult to obtain research results for Divinycell, even though the component materials of the NO96-type LNG cargo containment system, such as 36% nickel steel (invar steel), plywood, perlite, and glass wool, have been extensively studied and reported. In the present study, temperature and strain-rate dependent compressive tests on Divinycell were performed. Both the quantitative experimental data and elastic recovery are discussed. Finally, the mechanical characteristics of Divinycell were compared to the results of polyurethane foam insulation material.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권3호
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• pp.144-149
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• 2012

극지연구소는 2010 ~ 2011년 제 24차 남극하계탐사기간 동안 남극 킹조지섬에 3성분 초광대역 지진계를 성공적으로 설치하였다. 미국 IRIS PASSCAL에서 개발한 지진관측시스템을 활용하였으며, 이는 POLENET 지진관측시스템과 완벽히 호환된다. 지진계설치 및 운용의 목적은 크게 두가지로 나누어 지는데, 첫번째로 킹조지섬 주변의 지진 및 빙권관련 신호를 관측하는데 있으며, 두번째로는 극한환경에서의 지진관측장비 성능검사이다. 관측이 성공적으로 수행된다면, 다음 목표로 관측시스템의 추가확보를 통하여 남극반도 라르센 빙붕시스템과 같은 빙붕 주변으로 관측장소를 이동하여 지권과 빙권간 상호작용을 이해하고, 빙권의 움직임등 동역학적인 해석을 위한 연구를 수행하고자 한다. 이 보고서에서 우리는 지진파 배경잡음분석을 통하여 지진관측시스템 성능 및 특성 파악에 관한 내용과 관측시스템 운용관련 정보를 제공하고자 한다.