• 전기학회논문지
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• 제57권3호
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• pp.398-402
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• 2008

Recently, the development of superconducting fault current limiters (SFCLs) has been required as power demands increase in the power system. A distribution-level prototype resistive SFCL using coated conductor (CC) has been developed by Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. and Yonsei University for the first time in the world. The ratings of the SFCL are 13.2kV/630A at normal operating condition. A novel non-inductive winding method is used in fabricating coils so there is almost zero impedance during normal operation. The distribution SFCL is cooled by sub-cooled liquid nitrogen $(LN_2)$ of 65K and 3 bar to enhance cryo-dielectric performance, critical current density, and thermal conductivity. In order to make reliable operation of an SFCL in real power systems, we monitored and controled its operation conditions by using supervisory control and data acquisition (SCADA) method. Thus, a monitoring system for the SFCL employing information technology (IT) is proposed and developed to be on the lookout for the operation conditions such as inside temperature, inside pressure, $LN_2$ level, voltage and current. Since operation temperature should be kept constant, bang-bang control for temperature feedback with a heater attached to the cold head of cryo-cooler is applied to the system. Short-circuit tests with prospective fault current of 10kA and AC dielectric withstand voltage tests up to 143kV for 1 minute were successfully performed at Korea Electrotechnology Research Institute. This paper deals with the development of a distribution level SFCL and its monitoring system for reliable operation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.21-27
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• 2018

나프타분리공정은 원유에서 증류 공정에 의해 얻어지는 풀레인지납사(Full Range Naphtha)를 원료로 하여 끓는점 차이에 의해 각각 경질납사, 중질납사 및 등유 반제품으로 순차적으로 분리한다. 이러한 전통적인 분리 방법은 2성분을 분리하는 Column을 연속으로 설치하여 생산한다. 이러한 분리방법은 리보일러에서 소비되는 에너지가 증류탑 내부 고비점 성분을 분리시키는 데 사용되고 이 에너지의 대부분은 탑정의 냉각기에서 응축열로 버려지게 때문에 에너지 낭비가 큰 것으로 알려져 있다 본 연구에서는 납사분리공정의 2개의 Column을 Petlyuk Column으로 설계하였다. 탑내 조성분포가 평형관계만으로 계산되는 이상적 단수 효율 하에서 stage to stage 계산방법으로 구조적 설계를 하였고 일반 증류탑과 비교한 결과 제시된 Petlyuk Distillation Column의 설계 방법이 기존의 3-column 모델법보다 설계 시간이 단축될 뿐만 아니라 증류탑내의 액의 조성분포를 평형증류 조성곡선과 유사하도록 설계함으로써 에너지 효율 측면에서도 효율적임을 입증하였다. 또한 같은 tray 단수하에서 Petlyuk Column은 일반 증류탑 대비 약 12.3% 에너지가 절약될 뿐만 아니라 초기 투자비도 절약됨을 알 수 있었다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.25-29
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• 2016

The high temperature superconducting (HTS) contra-rotating propulsion (CRP) systems comprise two coaxial propellers sited on behind the other and rotate in opposite directions. They have the hydrodynamic advantage of recovering the slipstream rotational energy which would otherwise be lost to a conventional single-screw system. However, the cooling systems used for HTS CRP system need a high cooling power enough to maintain a low temperature of 2G HTS material operating at liquid neon (LNe) temperature (24.5 - 27 K). In this paper, a single thermo-syphon cooling approach using a Gifford-McMahon (G-M) cryo-cooler is presented. First, an optimal thermal design of a 1.5 MW HTS motor was conducted varying to different types of commercial 2G HTS tapes. Then, a mono-cryogenic cooling system for an integration of two 1.5 MW HTS motors will be designed and analyzed. Finally, the 3D finite element analysis (FEA) simulation of thermal characteristics was also performed.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제28권2호
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• pp.135-139
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• 2011

In order to make high-purity ferro-manganese from $Mn_3O_4$ waste dust, the application of aluminothermite process to the reduction of the waste dust was investigated. The mixture from $Mn_3O_4$ dust as metallic source and Al metal powder as the reductant ignited, and reduced with an extremely intense exothermic reaction. The rapid propagation of the aluminothermite reaction occurred spontaneously and stably by ignition of the mixture. The Manganese having some alloy elements emerged as liquids due to the high temperatures reached up to about $2,500^{\circ}C$ and separated from the liquid by their differences of specific gravity. The result of thermite reaction showed the fact that can be obtained high purity ferro-manganese which have over about 90% of manganese content and lower impurities such as C, P, S than those of KS D3712 specification. The recovery of manganese from $Mn_3O_4$ dust was lower level of about 65% than about 75% from manganese ore by electric furnace process, that is due to spatter loss because of its extremely intense thermite reaction. But it will be improved by the process designed to provide CaO as the cooler or to use the Al metal powder having larger particle size distribution.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.182-190
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• 2017

모든 액체는 소량의 기체성분들이 녹아있으며, 액체에 용해되는 기체의 양은 액체에 작용하는 주위압력에 기여하는 각 기체성분의 분압에 비례한다는 헨리의 법칙을 따른다. 따라서 다단증발식 해수담수화설비의 경우, 각 증발단의 운전온도와 압력은 다르며, 이 운전조건에 비례하여 해수에 용해되어 있던 기체들이 증발과정에서 방출되는데 주성분은 불응축기체인 이산화탄소, 질소, 산소 및 아르곤이다. 대류열전달의 입장에서는 불응축기체는 증발증기를 응축시키는 냉각기의 성능을 저하시키는 주요한 원인이기 때문에 증발과정에서 방출되는 불응축기체의 평가는 증발식 해수담수화설비에서 중요한 설계인자 중의 한가지이다. 증발식 해수담수화공정의 경우, 대부분의 증발기는 진공압력으로 유지되기 때문에 진공유지장치의 설계를 위해서는 증발과정에서 해수로부터 방출되는 불응축기체의 방출량을 평가하는 것이 매우 중요다. 본 연구는 불응축기체의 방출량을 정량적으로 계산하기 위해 수행하였으며, 연구결과에 따르면 불응축가스의 방출량은 후단으로 갈수록 감소하며, 담수생산량에 비례함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제24권1호
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• pp.17-22
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• 2020

Naphtha Cracker Gas Splitter Unit 공정은 증류공정에서 얻어지는 경질납사(Light Naphtha)를 Furnace에서 열분해하여 나오는 유분을 각각 끓는점 차이에 따라 메탄, 에틸렌, 프로필렌 반제품등으로 순차적으로 분리한다. 이런 전통적인 분리방법은 2성분을 분리하는 증류탑을 연속으로 설치하여 생산한다. 이러한 분리방법은 Reboiler에서 발생하는 에너지가 증류탑 내부의 성분들을 분리하는 데 사용된 후 증류탑 상부 Condenser에서 응축열로 버려지기 때문에 에너지 낭비가 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 납사 열분해공정내의 가스분리공정의 2개의 증류탑을 Petlyuk Column으로 설계하였다. 증류탑내 조성분포가 평형관계만으로 계산되는 이상단수 효율하에서 stage to stage 계산방법으로 구조적 설계를 하였고 일반 증류탑과 비교한 결과 제시된 Petlyuk Column의 설계방법이 기존의 설계 방법인 3-Column 모델법보다 설계 시간이 단축될 뿐만 아니라 증류탑내의 Liquid의 조성분포를 평형증류 조성곡선과 유사하도록 설계함으로써 에너지 효율측면에서도 효율적임을 증명하였다. 또한 같은 tray 단수하에서 Petlyuk Column은 일반 증류탑 대비 12.1% 에너지가 절약되어 국내 총생산량 기준할 때 하루 4,400만원 비용 절감을 가져오고 추가로 Condenser 및 Reboiler 사용량 감소에 따른 초기 투자비도 절감됨을 알 수 있었다. 12.1% 에너지가 절약될 뿐만 아니라 Condenser 및 Reboiler 사용량 감소에 따른 초기 투자비도 절감됨을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제46권1호
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• pp.11-19
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• 2013

대화광상은 경기육괴의 편마암류와 화강암류에 발달한 열극을 충진 발달한 함 Mo-W 열수 맥상 광상이다. 대화광상의 몰리브덴-텅스텐 광화작용과 관련된 주요 수반광물인 석영에서 관찰되는 유체포유물은 상온 ($20^{\circ}C$) 에서의 상(phase) 관계와 냉각 및 가열 실험을 통해 측정된 균일화 온도와 상변화를 기초로 하여 3가지 주요 유형 (Type I, 액상이 우세한 $H_2O$-NaCl 유형; Type II, 기상이 우세한 $H_2O$-NaCl 유형; Type III; $CO_2-H_2O$-NaCl 유형) 으로 분류된다. 또한, 함 $CO_2$ Type III 유체포유물은 $CO_2$ 균일화 및 최종 균일화 특성을 바탕으로 4가지 유형 (IIIa, IIIb, IIIc, IIId)으로 세분된다. 대화광상 Type I 유체포유물의 균일화 온도는 약 $374^{\circ}C{\sim}161^{\circ}C$로 넓은 범위를 보여주며, 염농도 역시 약 13.6~0.5 equiv. wt. % NaCl의 넓은 조성 범위를 보인다. Type III 유체포유물 냉각 실험 시 측정된 $CO_2$ 상의 용융 온도는 $-57.4{\sim}-56.6^{\circ}C$이며, $CO_2$ 균일화 온도는 $29.0{\sim}30.8^{\circ}C$이다. 또한 $CO_2$ clathrate 용융 온도는 $7.3{\sim}9.5^{\circ}C$로 염농도는 5.2~1.0 equiv. wt. % NaCl이고, 최종 균일화 온도는 $303^{\circ}C{\sim}251^{\circ}C$로 비교적 좁은 범위로 확인되었다. $CO_2-H_2O$-NaCl계 (Type III) 유체포유물의 경우 온도가 감소함에 따라 염농도 역시 감소하는데, 이는 높은 염농도를 가진 $H_2O$-NaCl계 유체와 낮은 염농도를 가진 $CO_2-H_2O$-NaCl계 유체의 불혼화에 의해 열수의 진화가 이루어졌음을 의미한다. Type I 유체포유물은 온도 감소와 염농도 사이의 뚜렷한 변화가 인지되지 않았다. 따라서, 대화 열수계의 함 몰리브덴-중석 광화작용은 $400^{\circ}C$, 5.2 equiv. wt.% NaCl의 염농도를 가진 광화유체로부터 시작되어, 약 $350^{\circ}C$ 부근에서 유체의 불혼화 용융에 의해 진행되었다. 이후 대화 열수계에 유입된 상대적으로 낮은 온도와 염농도를 갖는 유체 (천수 또는 상대적으로 높은 물/암석 비를 갖는 열수유체) 의 혼입 작용에 의해 후기 천금속 광화작용이 야기되었다.