• Nuclear Engineering and Technology
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• 제40권2호
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• pp.139-146
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• 2008

This paper presents two of the fuel channel designs being considered for the CANDU-SCWR, a pressure-tube type supercritical water cooled reactor. The first is an insulated pressure tube design. The pressure tube is thermally insulated from the hot coolant by a porous ceramic insulator. Each pressure tube is in direct contact with the moderator, which operates at an average temperature of about $80^{\circ}C$. The low temperature allows zirconium alloys to be used. A perforated metal liner protects the insulator from being damaged by the fuel bundles and erosion by the coolant. The coolant pressure is transmitted through the perforated metal liner and insulator and applied directly to the pressure tube. The second is a re-entrant design. The fuel channel consists of two concentric tubes, and a calandria tube that separates them from the moderator. The coolant enters between the annulus of the two concentric fuel channel tubes, then exits the fuel channel through the inner tube, where the fuel bundles reside. The outer tube bears the coolant pressure and its temperature will be the same as the coolant inlet temperature, ${\sim}350^{\circ}C$. Advantages and disadvantages of these designs and the material requirements are discussed.

• 청정기술
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• 제13권1호
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• pp.46-53
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• 2007

본 연구에서는 초임계메탄올 내에서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 분해실험을 하여 반응조건에 따른 디메틸테레프탈레이트(DMT)의 수율변화를 살펴보았다. $240^{\circ}C$이하의 아임계상태에서는 수율이 50% 정도로 매우 낮았지만, 초임계상태인 $260^{\circ}C$이상에서는 80%로 급격히 증가하였으며, 그 이상의 온도에서는 증가속도가 크게 둔화되었다. 압력에 대해서도 아임계상태인 6.89 MPa에서는 DMT의 수율이 50% 정도로 매우 낮았으나 초임계상태인 10.34 MPa에서는 85%로 급격히 증가하였고, 그 이상의 압력에서는 거의 변하지 않았다. 반응 시작 후 10분 안에 수율이 80%에 이르러 상당 부분의 반응이 진행되었으며, 그 이후에는 서서히 수율이 증가하였다. 메탄올/PET의 비는 미미하나마 8에서 최고 수율값을 나타냈다. 따라서 최적반응조건은 온도 $300^{\circ}C$, 압력 10.34 MPa, 반응시간 40분, 메탄올/PET의 비 8임을 알 수 있었다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권3호
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• pp.207-212
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• 2001

초임계 이산화탄소를 이용한 가다랑어 내장으로부터 지방산 추출 및 단백질 농축물의 제조를 위하여 초임계 추출장치의 조건을 압력 1,500-2,000psig, 온도$25^{\circ}C\~40^{\circ}C$으로 하여 추출실험을 하였다. 유속 50mL/min, 압력 1,800psig, 온도 $35^{\circ}C$, 입자크기 0.25mm에서 약 $97\%$ 이상의 지질 추출효율을 보였고, Fig. 5와 6에서 알 수 있듯이 압력 1,800psig, 온도 $35^{\circ}C$, 입자크기 0.25mm의 조건에서 지질을 제거함으로 인하여 약 $50\%$의 단백질이 회수되었고 대부분의 이 취가 제거된 것을 관능적으로 확인할 수 있었다. 이 조건에서 추출된 지질의 주요 지방산으로는 palmitic acid (16: 0), oleic acid(18:1) 등이었고, 주요 유리 아미노산는 taurine 등이었으며, 주요구성 아미노산은 glutamic acid, leucine, lysine 등이었다.

• 폴리머
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• 제35권4호
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• pp.284-288
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• 2011

초임계 유체에서 poly(L-Lactide) (PLLA)의 산업화 생산 공정 개발을 위한 예비 연구로 1-dodecano/stannous 2-ethyl-hexanoate(DoOH/Sn(Oct)$_2$)를 개시제로 하여 chlorodifluoromethane 초임계 용매 하에서 락티드의 개환 중합을 실시하였다. 중합은 3 L 반응기를 사용하였으며 중합시간, 온도, 압력 및 단량체와 초임계 용액 농도에 따른 중합거동을 관찰하였다. 중합시간이 5시간 경과할 경우 얻어진 중합체의 반응 수율 및 분자량은 각각 72%, 68000 g/mol이었다. 단량체의 농도가 증가할수록 중합체의 수율 및 분자량은 증가하였으며 최대 각각 97%, 144000 g/mol이 얻어졌다. 반응기의 압력이 130에서 240 bar로 증가할 경우 PLLA의 수율 및 분자량이 증가하였다. 얻어진 중합체의 열안정성을 향상시키기 위해 메탄올 처리 및 진공 처리를 실시하였다. 그 결과 두 가지 방법 모두 PLLA의 열안정성을 향상시켰다.

• 신재생에너지
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• 제3권1호
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• pp.38-45
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• 2007

To characterize thermo-chemical feature of sugar conversion of woody biomass, poplar wood ($Populus\;alba{\times}glandulosa$) powder was treated with supercritical water system. Supercritical water treatment (SCWT) was performed for 60 seconds at different temperatures (subcritical zone 350; supercritical zone $300,\;400,\;425^{\circ}C$) under two pressures $230{\pm}10atm$ as well as $330{\pm}10atm$, respectively, using flow type system. After separation of solid residues from SCWT products, the monomeric sugars in aqueous part converted from poplar wood powder were quantitatively determined by high performance anionic exchange chromatography [HPAEC] equipped with PAD detector and Carbo Pac PA10 column. As the temperature treated increased, the degradation of poplar wood powder was enhanced and ca 83% of woody biomass was dissolved into the water at $425^{\circ}C$. However, the pressure didn't help the degradation of biomass components. At subcritical temperature range, xylose was first formed by degradation of xylan, which is main hemicellulose component in hardwood species, while cellulose degradation started at the transition zone between sub and supercritical conditions and was remarkably accelerated at the supercritical temperature. In the supercritical water system the maximum yield of monomeric sugars amounts to ca. 7.3% based on oven dried wood weight at $425^{\circ}C$.

• Elastomers and Composites
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• 제34권4호
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• pp.350-359
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• 1999

초임계유체로써 물, 28% 암모니아 수용액, 암모니아에 대한 폐타이어의 전환율과 오일수율을 비교하였다. 같은 온도와 압력에서 초임계암모니아에 의한 전환율이 가장 높았다. 본 논문에서는 전환율이 가장 높은 초임계암모니아를 주용매로 사용하였고 오일수율을 극대화할 수 있는 공용매로서 수소공여체 물질인 테트라린을 사용하였다. 테트라린의 함량이 증가할수록 오일의 수율은 증가하였다. 초임계암모니아 단독으로 폐타이어를 추출했을 때, 오일의 수율은 $280^{\circ}C$, 22.3MPa에서 48.8%인 반면에 폐타이어에 대한 테트라린의 무게비(데트라린무게/폐타이어무게)가 5일 때 오일의 수율은 $280^{\circ}C$, 22.3MPa에서 61.2%였다. 이런 현상은 초임계상태의 열분해에서 생성된 라디칼이 수소공여체물질에 의해 안정화되어 생성물의 고분자화 또는 이차분해가 억제되는 것으로 보여진다. 테트라린에 팽윤시킨 폐타이어는 적은 데트라린 소모로도 높은 오일수율을 얻을 수 있었다.

• 청정기술
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• 제18권2호
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• pp.123-143
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• 2012

초임계유체기술은 최근 다양한 화학 산업 분야에서 새로운 관심을 모으고 있는 신기술의 하나라 할 수 있다. 초임계유체기술은 높은 용해성, 빠른 침투성, 빠른 물질 이동 등의 초임계유체 장점을 이용한 기술로써 친환경, 에너지 절감, 고효율성을 가진 현재로서 가장 효과적이고 실용적인 기술이라 하겠다. 이러한 특징을 가진 초임계유체기술을 이용한 응용 기술의 잠재력을 분석 및 평가하고 개발하는 것은 필수적이다. 따라서 본 총설에서는 초임계유체기술의 응용 측면에서 초임계유체내에서 고분자 중합 공정의 최적화를 위한 기초자료인 모노머/고분자의 고온 고압에서 초임계유체 내에서의 상거동 현상을 설명하고, 이러한 자료를 통해 초임계유체 내에서 특정물질을 분리 할 수 있는 분자인식고분자의 제조와 성능 평가에 대해 소개하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권1호
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• pp.143-150
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• 2014

최근 낮은 표면장력, 높은 확산계수, 가스와 같은 낮은 점도, 그리고 액체와 유사한 밀도를 갖는 초임계 유체의 장점을 이용하여 여러 가지 물질의 합성이나 응용 공정에 초임계 유체를 이용하고 있다. 초임계 유체를 이용하여 복합체 제조 시 기존의 용융공정에 비해서 분자들의 움직임이 활발하게 이루어 질 수 있어서 물성의 향상을 기대할 수 있다. 또한 클레이가 고농도로 함유된 마스터 배치를 쉽게 제조할 수 있으며, 기존의 유기 용매를 사용하여 복합체를 제조할 때보다 잔존 용매를 쉽게 제거할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 초임계 이산화탄소를 이용하여 폴리에틸렌옥사이드/클레이 나노복합체를 제조하였다. 또한 본 연구의 목적은 초임계 상태에서 분자들의 활발한 움직임을 기대할 수 있으므로 고분자가 용해되고 클레이 층상으로 효과적으로 삽입되어 복합체의 열적 특성 및 다른 여러 가지 물성을 증가시키는 데 있다. 복합체 제조 후 XRD, TGA, 그리고 DSC를 이용하여 복합체의 특성을 분석 했다. 그 결과 용융방법으로 제조한 복합체보다 열 안정성이 향상되었으며, 클레이 층상 거리도 더 많이 벌어짐을 확인할 수 있었다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.62-67
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• 2022

Liquid hydrogen (LH₂) has a higher density than gaseous hydrogen, so it has high transport efficiency and can be stored at relatively low pressure. In order to use efficient bulk hydrogen in the industry, research for the LH₂ supply system is needed. In the high-pressure hydrogen station based on LH₂ currently being developed in Korea, a heat exchanger is used to heat up supercritical hydrogen at 700 bar and 60 K, which is pressurized by a cryogenic high-pressure pump, to gas hydrogen at 700 bar and 300 K. Accordingly, the heat exchanger used in the hydrogen station should consider the design of high-pressure tubes, miniaturization, and freezing prevention. A helical heat exchanger generates secondary flow due to the curvature characteristics of a curved tube and can be miniaturized compared to a straight one on the same heat transfer length. This paper evaluates the heat transfer performance through parametric study on the distance between coils, guide effect, and anti-icing design of helical heat exchanger. The helical heat exchanger has better heat transfer performance than the straight tube exchanger due to the influence of the secondary flow. When the distance between the coils is uniform, the heat transfer is enhanced. The guide between coils increases the heat transfer performance by increasing the heat transfer length of the shell side fluid. The freezing is observed around the inlet of distribution tube wall, and to solve this problem, an anti-icing structure and a modified operating condition are suggested.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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• pp.244-245
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• 2005

This paper presents the heat transfer and pressure drop characteristics during cooling process of carbon dioxide in a horizontal tube. The test section is a tube in tube type heat exchanger with refrigerant flowing in the inner tube and water flowing in the annulus. It was made of a stainless steel tube with the inner diameter of 7.75 [mm], the outer 2 diameter of 9.53 [mm] and length of 6000 [mm]. The refrigerant mass fluxes were $200{\sim}400$ [kg/$m^2s$] and the average pressure varied from 7.5 [MPa] to 10.0 [MPa]. The main results were summarized as follows The heat transfer coefficient of supercritical $CO_2$ increases in decrease of the gas cooler pressure. And the heat transfer coefficient increases with respect to the increase of the refrigerant mass flux. Among some correlations proposed in a transcritical region, Bringer-Smith's correlation has some analogy with experimental results. The pressure drop decreases in increase of the gas cooler pressure and increases with respect to increase the refrigerant mass flux.