• 제목/요약/키워드: Thermal oxidizer

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압력용기시험에 의한 EVA분진의 혼촉 위험성 평가 (Risk evaluation of EVA dust with oxidizer by a pressure vessel)

  • 이창우;김정환;현성호
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.7-12
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    • 1999
  • 석유 화학플랜트에서 다량 부산되는 가연성 고체인 EVA(ethyl vinyl acetate) 분진의 열적특성 및 산화제와의 혼촉 위험성을 조사하였다. 시차주사열량계(DSC, Differential Scanning calorimeter) 및 열중량 분석기(TGA, Thermogavimetric Analysis)를 이용하여 온도에 따른 발열개시온도 및 중량감소를 조사하였고, EVA 분진의 위험성을 살펴보고자 몇 가지 대표적인 산화제와 혼합하여 무게비에 따른 압력용기 내에서의 혼촉 위험성을 조사하였다. DSC 분석 결과 EVA 분진의 열분해에 따른 발열 peak가 220~$250^{\circ}$ 부근에서 나타나고 있으며, TGA 분석결과 EVA 분진의 분해온도는 250~$500^{\circ}$ 범위이다. 압력 용기 시험에 의한 산화제와 EVA 분진의 혼촉 위험성은 오리피스 직경이 감소할수록 증가하며, 승온속도가 증가할수록 증가한다. 또한 승온속도가 느린 경우에는 시료의 분해온도와 산화제의 분해온도가 비슷한 경우 혼촉 위험성이 크게 나타났으며, 승온속도가 빠른 경우에는 시료 및 산화제의 분해온도보다는 분자 내에 산소의 함유량이 높은 산화제가 혼촉 위험성이 크게 나타났다.

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축열식 소각로의 화재.폭발 사고원인 규명 연구 (A Study on Fire and Explosion Accident Cause in Regenerated Thermal Oxidizer)

  • 이근원;마병철;황순용
    • 한국가스학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.7-11
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    • 2007
  • 축열식 소각로에서 화재폭발 사고보고서가 있었다. 본 논문은 수지 재처리공정에서 축열식 소각로의 사고원인을 조사하였다. 실험은 인화점 시험기, 폭발한계장치, 자동발화 시험기, 가스크로마토그래프를 사용한 물리화학적 특성과 열안정성시험기 활용한 열안정성을 분석하였다. 축열식 소각로를 가동하는 공정의 사고예방을 위해 화재폭발 사고원인을 규명하였다.

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내부 압력변화에 대한 사용후핵연료 분말화장치 가열로의 열 응력 해석 (Thermal Stress Analysis of Spent Fuel Vol-oxidizer Furnace on the Internal Pressure)

  • 김영환;정재후;홍동희;박병석;이종광;윤지섭
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.136-140
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    • 2006
  • We are developing a vol-oxidizer which transforms the spent $UO_2$ pellets into the $U_3O_8$ power through oxidizing process. The vol-oxidizer consists of furnace, filter, heater and valve etc. When the filter is blocked by the powder, the internal pressure of the furnace is increased owing to the air flow restriction. Then, the furnace vessel is swelled and deformed by it. In this paper, we proposed a procedure of the thermal analysis for furnace vessel design of spent fuel vol-oxidizer. In this work, we determined the thickness of the furnace through analyzing the internal pressure and the thermal stress of the furnace with respect to various pressure and temperature. To analyze the thermal stress, we used ANSYS 8.0 for constructing a FEM model of the furnace, and then analyzed it based on the ASME code. We also surveyed the material property and yield stress of SUS304 with various temperature. Analysis results are compared with the yield stress of the material. We manufactured the furnace and conduct the verification experiments.

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수소-산소 대향류 확산 화염에서 산화제와 연료측에 첨가된 Co2의 화학적 효과에 관한 수치해석 연구 (A Numerical Study on Chemical Effects of Co2 Addition to Oxidizer and Fuel Streams in H2-O2 Counterflow Diffusion Flames)

  • 이기만;박정
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권4호
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    • pp.371-381
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    • 2004
  • Numerical simulation of $CO_2$ addition effects to fuel and oxidizer streams on flame structure has been conducted with detailed chemistry in H$_2$-O$_2$ diffusion flames of a counterflow configuration. An artificial species, which displaces added $CO_2$ in the fuel- and oxidizer-sides and has the same thermochemical, transport, and radiation properties to that of added $CO_2$, is introduced to extract pure chemical effects in flame structure. Chemical effects due to thermal dissociation of added $CO_2$ causes the reduction flame temperature in addition to some thermal effects. The reason why flame temperature due to chemical effects is larger in cases of $CO_2$ addition to oxidizer stream is well explained though a defined characteristic strain rate. The produced CO is responsible for the reaction, $CO_2$+H=CO+OH and takes its origin from chemical effects due to thermal dissociation. It is also found that the behavior of produced CO mole fraction is closely related to added $CO_2$ mole fraction, maximum H mole fraction and its position, and maximum flame temperature and its position.

석유화학플랜트에서 발생하는 PP(Poly Propylene) 및 LLDPE(Linear Low Density Poly Ethylene) 분진의 연소 위험성에 관한 연구 (Fire Hazard of PP and LLDPE dust in Chemical Plant Process)

  • 김정환;이창우;현성호;권경옥
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.16-22
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    • 2001
  • 석유화학플랜트에서 다량 부산되는 가연성 고체인 PP(Polypropylene) 및 LLDPE(Linear low density polyethylene)의 열적특성과 압력용기를 이용하여 산화제와의 혼촉위험성을 조사하였다. 시차주사열량계 및 열중량 분석기를 이용하여 온도에 따른 발열개시온도 및 중량감소를 조사하였고, PP 및 LLDPE의 혼촉위험성을 살펴보고자 소방법상 제1류 위험물로 분류되고 있는 몇 가지 대표적인 산화성 고체와 혼합하여 무게비에 따른 압력용기 내에서의 혼촉위험성을 조사하였다. 또한 가스농도 측정기를 이용하여 PP 및 LLDPE에 대한 연소생성물의 농도를 측정하였다. DSC분석 결과 열분해에 따른 발열 피크가 PP의 경우 220~$250^{\circ}c$ 부근에서 나타나고 있으며, TGA분석결과 PP 및 LLDPE의 분해온도는 각각 200~$350^{\circ}c$, 300~$500^{\circ}c$ 범위이다. 압력용기 시험에 의한 산화제와 PP 및 LLDPE 분진의 혼촉위험성은 오리피스 직경이 감소할수록, 산화제와의 혼촉 무게비가 증가할수록 그리고 시료의 분해온도와 산화제의 분해온도가 비슷한 경우 흔촉위험성이 크게 나타났다. 또한 시료의 연소가스 분석결과 PP의 경우 LLDPE보다 상당히 많은 양의 일 산화탄소가 발생하는 반면 LLDPE가 PP보다 더 많은 양의 이산화탄소 가스를 발생하였다.

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Transient thermal stress of CFRP propellant tank depending on charging speed of cryogenic fluid

  • Jeon, Seungmin;Kim, Dongmin;Kim, Jungmyung;Choi, Sooyoung;Kim, Seokho
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.51-56
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    • 2020
  • In order to increase thrust of the space launch vehicle, liquid oxygen as an oxidizer and kerosene or liquid hydrogen as a fuel are generally used. The oxidizer tank and fuel tanks are manufactured by composite materials such as CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) to increase pay load. The thermal stress of the cryogenic propellant tank should be considered because it has large temperature gradient. In this study, to confirm the design integrity of the oxidizer tank of liquid oxygen, a numerical analysis was conducted on the thermal stress and temperature distribution of the tank for various charging speed of the cryogenic fluid from 100 ~ 900 LPM taking into account the evaporation rate of the liquid nitrogen by convective heat transfer outside the tank and boiling heat transfer inside the tank. The thermal stress was also calculated coupled with the temperature distribution of the CFRP tank. Based on the analysis results, the charging speed of the LN2 can majorly affects the charging time and the resultant thermal stress.

발사체 산화제 터널형 배관 성능시험 (Performance Test of an Oxidizer Tunnel-Type Pipe for Launch Vehicle)

  • 길경섭;한상엽;고현석;신동순;조인현
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.273-277
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    • 2009
  • 본 연구에서 적용한 발사체용 산화제 터널형 배관은 액체산소를 터보펌프까지 전달하는 장치로 산화제 탱크 하부에 설치된 연료탱크를 관통하여 설치된다. 터널형 배관은 연료탱크를 우회하여 설치되는 우회 배관에 비해 무게가 절감되나 열전달 표면적이 커져 연료 탱크에 저장된 연료의 온도를 변화 시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 터널형 배관의 극저온 성능시험을 통하여 배관 특성 및 연료 탱크로의 열전달 현상을 고찰하였으며, 또한 발사체에 적용가능성을 확인하였다.

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산화제 입구 속도에 따른 0.2MW 순산소 연소기의 NO 배출 특성 (Effects of Oxidizer Inlet Velocity on NO Emission characteristics of 0.2MW Oxy-Fuel Combustor)

  • 김호근;이상민;안국영;김용모
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.63-68
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    • 2006
  • Effects of oxidizer inlet velocity on NO emission characteristics of 0.2MW oxy-fuel combustor have been experimentally investigated. The NO formation process in the oxy-fuel combustion is extremely sensitive even for the small fraction of nitrogen in oxidizer. By increasing the oxidizer velocity, flame length is reduced due to the enhanced turbulent mixing. The increased oxidizer velocity also results in the decreased flame temperature through the elevated entrainment rate of the recirculated product and the corresponding NO emission is drastically decreased. Experimental results clearly indicate that the entrained product gases play a crucial role to decrease the temperature at the flame zone and the post flame zone where the thermal NO is mainly formed.

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발사대기 중인 액체추진 로켓의 극저온 산화제 탱크 내 비정상 열해석 (Thermal Analysis of Prelaunch Transients in Cryogenic Oxidizer Tank of Liquid Propulsion Rocket)

  • 김경훈;고형종;김경진;조기주;오승협
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.33-41
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    • 2008
  • 외부로부터 일정한 열유속을 받으면서 발사대기 중인 액체추진 로켓의 극저온 산화제 탱크 내 열적거동에 대하여 열역학 방정식과 열 및 물질 전달 관계식을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 발사대기 단계는 헬륨가스에 의한 가압과정을 포함하여 이상적인 다섯 단계로 구성된다고 하였다. 얼리지 기체영역의 해석에는 Peng-Robinson 상태방정식을 사용하였고, 액체 영역은 열적 성층화를 고려할 수 있도록 균일한 성질을 갖는 여러 개의 수평층으로 나누어 해석하였다. 전형적인 경우에 대한 계산 결과에 의하면 액체산화제의 온도상승은 1K 미만이고 액체에 녹아드는 헬륨의 양은 10g 정도였다.