• 한국가스학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2011

본 연구에서는 강화되는 자동차 배기가스 규제를 만족시키기 위하여 압축천연가스자동차보다는 배기가스부분에서 유리하고, 아직 상용화되지 않은 수소연료전지자동차의 대안으로서 수소경제의 본격적인 도입을 위한 과도기적 대안연료로 주목받고 있는 수소와 천연가스를 혼합한 연료인 HCNG 충전소의 안전에 관한 동향 및 기술을 분석하였다. HCNG는 기존의 CNG 인프라의 활용, 점점 강화되는 배기가스 배출기준의 충족, 그리고 다가오는 수소시대를 대비하여 수소시대로 가기위한 기술적, 사회적 가교역할을 한다는 점에서 매우 중요한 기회이자 도전이다. 이를 위해 HCNG 상용화에 필수적으로 요구되는 수소-압축천연가스 혼합연료 사용에 대비한 각종 안전 고려사항 들에 대하여 검토하여 국내 사고 이력을 기초로 하여 사고발생시나리오, 안전거리 추가 필요성, 수소침식, 점화원, 화재감지 등의 안전 고려사항을 제시하였고, HCNG 충전소 기술 및 기준에 관한 최근동향을 분석하여 향후 HCNG 충전소 시범 운영을 위한 안전성평가 등 제도적 기반 구축을 제안하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.161-172
• /
• 2014

Hydrogen, which can be produced from abundant and widely distributed renewable energy resources, seems to be a promising candidate for solving the concerns for improving energy security, urban air pollution, and reducing greenhouse gas emissions. The two primary motivating factors for hydrogen economy are fossil fuel supply limitations and concerns about global warming. But the safety issues associated with hydrogen economy need to be investigated and fully understood before being considered as a future energy source. Limited operating experience with hydrogen energy systems in consumer environments is recognised as a significant barrier to the implementation of hydrogen economy. To prevent unnecessary restrictions on emerging codes, standards and local regulations, safety policies based on real hazards should be developed. This article studies briefly the direct impact-distances from hazard events such as hydrogen release and jet fire, and damage levels from hydrogen gas explosion in a confined space. Based on the direct impact-distances indicated in the accident scenarios and consumer environments in Korea, the safety policies, which are related to hydrogen filling station, hydrogen fuel cell car, portable fuel cell, domestic fuel cells, and hydrogen town, are suggested to implement hydrogen economy. To apply the safety policies and overcome the disadvantages of prescriptive risk management, which is setting guidance in great detail to management well known risk but is not covering unidentified risk, hybrid risk management model is also proposed.

• 한국가스학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.123-133
• /
• 2023

상용 수소연료전지 차량은 기체 수소를 고압으로 압축하여 차량 내 저장 탱크로 저장하는 방식으로 충전이 진행된다. 이러한 압축 과정은 기체의 온도 상승을 유발하며, 저장 탱크의 안전성을 확보하기 위해 온도는 제한된다. 따라서 이러한 온도 상승을 설명하기 위한 열전달 모델이 필요하다. 열전달 모델은 대류 열전달 현상을 포함하며 정확한 대류 열전달 계수 추산이 요구된다. 본 연구에서는 수소 충전 과정에서의 대류 열전달 계수를 물리적 현상을 고려한 다양한 상관관계식을 이용하여 계산하고 비교 분석하였다. 수소 충전 과정은 디스펜서로부터 탱크 입구까지의 충전라인과 차량 내 저장 탱크로 분류하였고, 각각의 내부 및 외부에서의 대류 열전달 계수를 질량 유량, 직경, 온도와 압력 등 공정 변수에 따라 추산하였다. 그 결과, 충전라인 내부의 경우 저장 탱크 내부에서보다 대류 열전달 계수가 약 1000배 크게 나타났고, 충전라인 외부의 경우 저장 탱크 외부에서보다 대류 열전달 계수가 약 3배 크게 나타났다. 마지막으로 각 과정에서의 대류 열전달 계수를 종합 분석한 결과 전체 수소 충전 과정에서 저장 탱크 외부에서의 열전달 계수가 가장 낮아 열전달 현상을 지배하는 것으로 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제32권6호
• /
• pp.483-488
• /
• 2021

With continuous emission of environmental pollutants and an increase in greenhouse gases such as carbon dioxide, demand to seek other types of energy sources, alternative energy, was needed. Hydrogen, an eco-friendly energy, is attracting attention as the ultimate alternative energy medium. Hydrogen storage technology has been studied diversely to utilize hydrogen energy. In this study, the gas behavior of hydrogen in the storage tank was numerically examined under charge conditions for the Tpe III hydrogen tank. Numerical results were compared with the experimental results to verify the numerical implementation. In the results of pressure and temperature values under charge condition, the Realizable k-ε model and Reynold stress model were quantitatively matched with the smallest error between numerical and experimental results.

• 한국가스학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.25-30
• /
• 2012

본 논문에서는 알루미늄 라이너와 탄소섬유/에폭시 및 유리섬유/에폭시로 구성된 복합소재 압력용기에 대한 응력 안전성 연구결과를 제시하고 있다. 9.2L의 저장용량을 갖는 수소가스 자동차용 복합소재 압력용기에는 35MPa의 충전압력으로 수소가스를 압축한 경우이다. FEM 해석결과는 미국의 수소가스 압력용기에 대한 DOT-CFFC와 한국의 KS B ISO 인증기준에 기반하여 평가하였다. FEM 해석결과에서 알루미늄 라이너에 걸리는 응력 247MPa는 알루미늄 항복강도(272MPa)의 95%에 해당하는 안전기준에 비해 충분히 낮다는 결과이다. 그리고 알루미늄의 표면에 감은 탄소섬유 복합소재는 후프방향과 헤리컬방향에서 발생한 최대탄소섬유응력이 29.43%와 28.87% 수준으로 각각 나타났기 때문에 최소파열압력에서의 최대섬유응력 대비 30% 이하를 유지해야 한다는 안전기준에 부합하므로 안전하다. 또한, 탄소섬유 복합소재에 대한 응력비는 후프방향과 헤리컬방향에 대해 3.4와 3.46으로 각각 예측되었기 때문에 최소안전기준인 2.4보다 높아 안전한 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.57-62
• /
• 2011

본 연구에서는 70MPa의 충전압력을 갖는 130L 수소연료 저장탱크에 대한 최적설계를 유한요소법과 다구찌 설계법으로 고찰하였다. 6061-T6의 알루미늄 라이너의 외벽면에 T800-24K의 탄소섬유로 감아서 제조한 복합소재 연료탱크의 강도안전성을 미국 DOT-CFFC와 KS의 설계안전 규격을 기준으로 해석하였다. 70MPa용 수소가스탱크의 응력강도에 대한 FEM 해석결과에 의하면, US DOT-CFFC와 KS 규격에서 제시한 응력비 2.4의 기준값과 비교할 때 안전한 것으로 나타났다. 따라서, 다구찌 설계법에 기반한 최적설계 데이터는 설계모델 5번으로 선정할 수 있고, 여기서 제시할 수 있는 알루미늄 라이너의 두께는 6.4mm, 탄소섬유 적층에서 후프방향의 두께는 31mm, 헤리컬방향의 두께는 10.2mm이다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
• /
• 한국자원리싸이클링학회 2006년도 고분자리싸이클링 심포지엄
• /
• pp.3-12
• /
• 2006

The main feature of these total technologies is that we can constitute the optimum treatment scheme fitting to the property of wastes, amount of wastes and energy requirement. For high moisture content wastes or biomass resources, high pressure steam process (MMCS) for crush, dry and deodorize wastes to produce high quality fertilizer of fuel is most appropriate. For dry or semi-dry solid wastes, the STAR-MEET system can be applied to produce low-BTU gases for power generation using duel fueled diesel engines of Stirling engines, and the REPRES and HyPR-MEET systems can be applied to produce hydrogen rich medium-BTU gas. For waste plastics and oils, liquefaction technology is best fit to produce light oil or kerosene equivalent fuel oils. These total technologies are completely different from the existent waste treatment technologies based on land-filling or incineration, and are expected to disseminate all over the world in the near future.

• 한국안전학회지
• /
• 제35권6호
• /
• pp.85-92
• /
• 2020

Wet Scrubber reacts the incoming pollutant gas with cleaning water (water + absorbent) to absorb pollutants and release the clean air to the atmosphere. Wet scrubbers and packed tower scrubbers using this principle are widely used in businesses that emit acid gases. In particular, in the etching process using hydrochloric acid (HCl), alkaline washing water (NaOH) having a pH of about 8 to 11 is used to absorb a large amount of acid gas. However, These salts are attached to the injection nozzle (nozzle), filling material (packing), and the demister (Demister), causing air pollution, human damage, and inoperability due to clogging and acid gas discharge. Therefore, In this study, an improvement plan was proposed to manage the washing water with pH 3~4 acidic washing water. The test method takes samples from the Wet Scrubber flue measurement laboratory twice a month for 1 year. Hydrogen chloride (HCl) concentration (ppm) was measured, and nozzle clogging and scale conditions were measured, compared, and analyzed through a differential pressure gauge and a pressure gauge. As a result of the check, it was visually confirmed that the scale was reduced to 50% or less in the spray nozzle, filler, and demister. In addition, the emission limit of hydrogen chloride in accordance with the Enforcement Regulation of the Air Quality Conservation Act [Annex 8] met 3 ppm or less. Therefore, even if the washing water is operated in an acidic pH range of 3 to 4, it is expected to reduce air pollution and human damage due to clogging of internal parts, and it is expected to reduce maintenance costs such as regular cleaning or replacement of parts.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제20권4호
• /
• pp.246-252
• /
• 1988

KAERIT 토카막 장치의 플라즈마 생성을 위한 수소기차 방전실험에 관해 기술하였다. 이 실험에서는 일주전압, 토로이달 자장, 충전기체 압력, 오차자장 및 예비전리 등이 방전시작에 미치는 영향이 연구되었다. 오차자장은 방전에 가장 큰 영향을 미치는 인자로서 방전전압이 최소가 되는 것은 결국 오차자장 성분을 가장 잘 상쇄시켰을 때였다. 예비전리의 효과는 전반적으로 두드러지지는 않았지만 밀폐 성능이 나쁠수록 상대적으로 크게 나타났다. 실험적으로 구해진 방전시작조건은 이론적인 모델의 계산결과와 비교하였다. 실험에서의 방전영역이 이론적인 계산결과에 비해 줄어드는 경향을 보이고 있는 것은 고려되지 않은 다른 인자에 기인하는 것으로 판단되지만 토카막의 방전시작단계를 다루기에는 이 모델로도 충분하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.241.1-241.1
• /
• 2014

The large-area high-power radio-frequency (RF) driven ion sources based on the negative hydrogen (deuterium) ion beam extraction are the major components of neutral beam injection (NBI) systems in future large-scale fusion devices such as an ITER and DEMO. Positive hydrogen (deuterium) RF ion sources were the major components of the second NBI system on ASDEX-U tokamak. A test large-area high-power RF ion source (LAHP-RaFIS) has been developed for steady-state operation at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) to extract the positive ions, which can be used for the NBI heating and current drive systems in the present fusion devices, and to extract the negative ions for negative ion-based plasma heating and for future fusion devices such as a Fusion Neutron Source and Korea-DEMO. The test RF ion source consists of a driver region, including a helical antenna and a discharge chamber, and an expansion region. RF power can be transferred at up to 10 kW with a fixed frequency of 2 MHz through an optimized RF matching system. An actively water-cooled Faraday shield is located inside the driver region of the ion source for the stable and steady-state operations of RF discharge. The characteristics and uniformities of the plasma parameter in the RF ion source were measured at the lowest area of the expansion bucket using two RF-compensated electrostatic probes along the direction of the short- and long-dimensions of the expansion region. The plasma parameters in the expansion region were characterized by the variation of loaded RF power (voltage) and filling gas pressure.