• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제54권1호
• /
• pp.220-225
• /
• 2022

Perlite is one of the major constituents of the radioactive thermal insulation waste (RTIW) originating from nuclear power plants and, for proper waste management, a significant reduction in its volume is required prior to disposal. In this work, the volume reduction of perlite is studied by high-temperature treatment method with using K₂CO₃ as a flux. The perlite is ground with 0-30 wt% K₂CO₃, and differential thermal analysis/thermogravimetric analysis is used to monitor the glass transition temperature (T_g) and weight loss. The Tg varied between ~772.2 and 837.1 ℃ with the minima at ~643.5 ℃ with the addition of ~10 wt% K₂CO₃. It is observed that compared to the pure perlite the volume reduction ratio (VRR) increases with the addition of K₂CO₃. The VRR of 11.20 is observed with 5 wt% K₂CO₃ at 700 ℃, as compared to VRR of 5.56 without K₂CO₃ at 700 ℃. The X-ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscopy are used to characterize perlite samples heat-treated without/with 5 wt% K₂CO₃ at 700 ℃. Moreover, the atomic absorption spectroscopy indicates that the proposed heat-treatment procedure is able to completely retain the radionuclides present in the perlite RTIW.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제37권8호
• /
• pp.843-848
• /
• 2013

LNG 수요의 증가에 따라, LNG FPSO (부유식 생산저장 하역설비) 선박 및 LNG 선박의 건조도 지속적으로 증가하고 있고, 다양한 형태의 저장탱크 설계가 시도되고 있다. 본 논문에서는 LNG를 저장하는 선박 화물창 내부탱크의 방식으로 5~9% Ni강재를 적용하고, 단열재를 우레탄폼 블록 대신에 펄라이트 분말을 충전하는 새로운 선박 탱크 형식을 제안하였다. 펄라이트 단열재의 적용 가능성을 위하여 필수적으로 검토되어야 하는 펄라이트의 내부탱크 벽체에 가하는 압력, 압력 흡수를 위하여 적용되는 탄성 블랭킷의 특성, 블랭킷의 적정 설계두께, 내부탱크 설계압력 등 설계 인자들을 분석하였다. 연구결과로, 블랭킷의 두께설계 기준은 내부탱크 단열간격의 1/4~1/3 사이가 되어야 하고 적정 두께는 30% 정도가 되었으며, 탱크 설계압력 기준은 블랭킷 두께에 따라 1,500 Pa 이하가 되어야 하는 것으로 얻어졌다.

• 한국가스학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.1-6
• /
• 2018

IMO에서 규정하는 LNG 벙커링 선박용 연료 탱크 중 C형 가압탱크는 내외 2중 용기로 구성된 초저온 탱크에 $10^{-2}$ Torr 진공과 펄라이트 단열재가 충전되는 것이다. 그러나 이 단열방식은 LNG 기화량이 하루당 2.0 % 내외로 증발율이 커서 보다 단열효과가 좋은 탱크가 요구되어 진다. 본 연구에서는 내외탱크 사이에 고진공을 적용하고 외부탱크의 내벽체에 중간 단열로 펄라이트 진공단열을 적용하는 단열 방식을 새로이 고안하여 열해석을 수행하였다. 이의 장점으로는 진공 공간의 감소로 고진공 형성 시간을 크게 감소되고, 진공도 $10^{-4}$ Torr 이하에서 하루당 증발율이 0.16 %에 불과한 매우 효율이 높은 탱크 단열방식이 되었다. 만약 현재의 IMO C형 탱크의 진공펄라이트 단열에서 진공이 파괴되는 경우, C형 탱크는 하루당 4.9 %의 증발이 발생하고 새 고안 탱크는 5.23 %로 거의 동일하게 된다.

• 펄프종이기술
• /
• 제46권4호
• /
• pp.93-100
• /
• 2014

The packaging with environment-friendly materials become more important issue since the concern for the environment and the disposal of waste such as the packaging materials has increased. Although the paper based packaging such as corrugated box are widely used as a typical environment-friendly packaging stuff, the heat insulation properties of paper packaging did not get many attention. In this study, the heat insulation properties of paper were deeply evaluated to improve the functional properties as packaging material of the cold storage goods. The simple device for evaluating the heat insulation of paper product was developed. Subsequently, the changes in the heat insulation depending on the paper structure and the addition of the inorganic fillers were investigated by using the instrument. The higher basis weight and the less beating time resulted in the bulkier structure and the less efficiency of heat transfer. The addition of the perlite powder as a filler resulted in the great increase in the heat insulation, although the addition of the calcium carbonate decreased the heat insulation potential of paper.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.49-54
• /
• 2010

This paper presents apparent thermal conductivity of various powder at different vacuum levels for cryogenic insulation. Four kinds of powder insulator are examined by using boil-off calorimetry at pressure range from 50 Torr to 3 mTorr. The first material is perlite which is widely used in cryogenic application. Microsphere is the second one that is recently proposed as a replacement powder for liquid hydrogen storage tanks. It is a hollow sphere made of silica with the diameter in the order of 10 to $100{\mu}m$. Popped rice and polystyrene beads are also selected as candidates for powder insulation even though they are polymers. With their porous elliptic and spherical configuration and light density, they demonstrate fairly good thermal insulation performance at pressure range from 50 Torr to 3 mTorr. According to the experimental investigation in this paper, microsphere and polystyrene beads possess promising insulation characteristic as powder insulators and further study is desired.

• 한국가스학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.77-82
• /
• 2013

LNG의 수요 증가와 함께 LNG기지의 저장탱크의 건설도 증가하고 있다. 내부탱크는 9%Ni강재 그리고 외부탱크는 콘크리트가 적용되는 형식의 LNG탱크의 단열은 내외부 탱크 사이에 펄라이트 분말이 충전되며, 이 펄라이트의 압력을 흡수하기 위하여 탄성이 있는 블랭킷을 사용한다. 본 연구에서는 이 블랭킷을 적용함에 있어 그 특성과 내부 탱크에 미치는 압력 등을 해석, 고찰하여 블랭킷의 적정 설계두께, 설계압력 등 설계기준을 얻고자 하였다. 연구결과, 블랭킷의 적정 두께설계 기준은 내외부 탱크 간격의 30~40%가 되었으며, 설계압력 기준은 블랭킷 두께에 따라 2,200~2,700Pa 이하가 적절한 것으로 얻어졌다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.3286-3291
• /
• 2014

$400^{\circ}C$의 고온에서 사용할 수 있는 무기단열재를 개발하기 위한 기초 연구로서 물유리(waterglass)를 바인더로 사용하여 제조한 팽창진주암(expanded perlite) 무기복합재의 단열성과 열 충격에 의한 크랙 방지에 관한 연구를 진행하였다. 정량된 팽창진주암 미세분말과 물유리를 혼합한 반죽을 몰드에 넣고 하루 동안 안정화시킨 후에 $150^{\circ}C$ 오븐에서 완전히 건조하여 샘플을 제작하였다. 인산알미늄(aluminum phosphate)와 마이카(mica)분말이 각각 반응촉진제와 열 충격 방지제로 사용되었다. 특히 마이카 분말이 도입된 샘플은 $500^{\circ}C$ 고온에서도 열에 의한 크랙 발생이 일어나지 않았으며, 샘플의 단열성은 팽창진주암의 혼합비율이 높아질수록 향상됨을 보여주었으며, 중량비로 물유리/perlite/mica/Al phosphate=100/200/10/1.5의 조성비를 같는 샘플은 $500^{\circ}C$에서 약 0.09W/mK의 열전도도를 나타내는 우수한 단열 특성을 나타내었다. 그러나 나트륨 실리케이트(sodium silicate)가 주성분인 물유리 바인더의 열적 특성으로 인하여 $600^{\circ}C$이상의 온도에서는 심한 치수변형을 발생시켜 실제 사용상의 온도 제한성을 보여 주었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.127-135
• /
• 2011

본 연구에서는 단열소재 종류 및 조합의 치환률 변화에 따른 외벽단열패널의 공학적 특성에 대하여 분석하였는데, 그 결과 굳지않은 모르터의 플로우의 경우 단열소재 치환률이 증가할수록 급격히 저하되는 결과를 나타내었으며, 공기량의 경우 단열소재 치환률이 증가될수록 점차 증가되는 결과를 나타내었다. 경화 모르터의 휨강도의 경우 단열소재 치환률이 증가될수록 전반적으로 플레인에 비해 점차 강도가 저하되는 경향을 나타내었으나 PL 2% 치환 시 증가되는 결과를 나타내었다. 열전도율의 경우 단열소재 치환률이 증가될수록 급격히 낮아지는 경향을 나타내었으며, 단위용적 질량과 열전도율의 상관관계의 경우 단위용적질량이 감소할수록 열전도율은 우수한 결과를 나타내었다. 단열소재 종류 및 조합에 따른 휨강도의 경우 전반적으로 플레인과 유사한 강도값을 나타내었으나 V+CB+PL을 3% 치환한 조합의 경우 모르터 내부가 밀실해짐에 따라 강도값이 증가되는 결과를 나타내어 단열소재 종류 및 조합 가운데 가장 우수한 결과를 도출할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.29-36
• /
• 1991

The purpose of this study is to understand the variations of the properties of matters according to the heated temperature of inorganic insulation. As a result, form the variation of heat conductivity and maintaining from of insulation, the range of reusable heated temperature of inorganic insulation is as follows. Glass wool : $400^{\circ}C$, Rock wool : $600^{\circ}C$, Perlite : $800^{\circ}C$.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제84권3호
• /
• pp.393-411
• /
• 2022

A high-performance reactive powder concrete (RPC) has been readied alongside river sand, with 1.25 mm particle size when under the condition of 80C steam curing. As a heat and sound insulation, expanded perlite aggregate (EPA) provides economic advantages in building. Concrete containing EPA is examined in terms of cement types (CEM II 32.5R and CEM I 42.5R), doses (0, 2%, 4% and 6%) as well as replacement rates in this research study. The compressive and density of concrete were used in the testing. At the end of the 28-day period, destructive and nondestructive tests were performed on cube specimens of 150 mm150 mm150 mm. The concrete density is not decreased with the addition of more perlite (from 45 to 60 percent), since the enlarged perlite has a very low barrier to crushing. To get a homogenous and fluid concrete mix, longer mixing times for all the mix components are necessary due to the higher amount of perlite. As a result, it is not suggested to use greater volumes of this aggregate in RPC. In the presence of de-icing salt, the lightweight RPC exhibits excellent freeze-thaw resistance (mass is less than 0.2 kg/m²). The addition of perlite strengthens the aggregate-matrix contact, but there is no apparent ITZ. An increased compressive strength was seen in concretes containing expanded perlite powder and steel fibers with good performance.