• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.277-287
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• 2009

본 연구의 목적은 리브로 수직 보강된 강판-콘크리트 벽체(SSC벽체)의 구조적 거동을 실험적으로 조사하고 실험결과와 평가식에 의한 결과를 비교하여 평가식의 적정성을 평가하며 SSC벽체 설계기준의 설계식을 제정하기 위한 자료를 제시하는 것이다. 휨과 전단력을 받는 SSC시험체를 제작, 실험하고 그 결과를 분석하였다. SSC시험체의 거동은 리브가 없는 USC시험체의 거동과 유사하게 나타나 리브의 영향은 무시할 수 있으며 SSC벽체의 양면에 있는 강판에 의한 콘크리트의 구속효과는 무시할 수 있음을 알 수 있었다. 실험결과와 평가식을 비교한 결과 전단의 지배가 큰 시험체는 평가식과 매우 유사하게 나타났으며 휨의 영향이 큰 SSC시험체의 실험결과는 평가식과 다소 차이를 보였다. 원전구조물의 벽체는 전단력이 크게 작용하고 면내 휨모멘트의 영향이 작으므로 현재 개발된 SC벽체의 평가식을 SSC벽체의 설계에 적용할 수 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권1호
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• pp.41-46
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• 2010

The low alloy-steel material(1.0Cr-0.5Mo, SA213T12), which has widely been used for the waterwall tube in the conventional power plant, do not have enough creep rupture strength for waterwall tubes of the Ultra-supercritical(USC) boilers. According to this reason, the high-strength low alloy-steel(2.25Cr-1.0Mo, SA213T22) has newly been adopted for the waterwall tube in the USC boilers. This paper presents failure analysis on weld-joint of the waterwall tubes in USC boilers. Visual inspections were performed to find out the characteristics of the fracture. Additionally both microscopic characteristics and hardness test were carried out on failed tube samples. Failures seem to happen mainly because the welding process has not been conducted strictly.(preheating, P.W.H.T and so forth). Thus, this paper has the purpose to describe the main cause of the poor welding process and to explain how to prevent similar failures in those weld-joints.

• 플랜트 저널
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• 제6권3호
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• pp.53-61
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• 2010

This paper presents failure analysis on weld-joint of the waterwall tubes in USC boilers. Visual inspections were performed to find out the characteristics of the fracture. Additionally both microscopic characteristics and hardness test were carried out on failed tube samples. Failures seem to happen mainly because the welding process such as preheating and PWHT(post-weld heat treatment) was not conducted strictly. Thus, this paper has the purpose to describe the main cause of the poor welding process and to explain how to prevent similar failures in those weld-joints.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제7권6호
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• pp.45-54
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• 2004

Governing equations and numerical solution methods are derived for the analysis of a combination-type-staggered-labyrinth seal used in high performance steam turbines. A bulk flow is assumed for each combination-type-staggered-labyrinth cavity. Axial flow through a throttling labyrinth strip is determined by Neumann's leakage equation and circumferential flow is assumed to be completely turbulent in the labyrinth cavity. Moody's wall-friction-factor formula is used for the calculation of wall shear stresses. For the reaction force developed by the seal, linearized zeroth-order and first-order perturbation equations are developed for small motion near the centered position. Integration of the resultant first-order pressure distribution along and around the seal defines the rotordynamic coefficients of the combination-type-staggered-labyrinth seal. Theoretical results of leakage and rotordynamic characteristics for the IP4-stage seal of USC (ultra super critical) steam turbine are shown with the effect of sump pressure, the number of throttling labyrinth strip, and rotor speed.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.62-62
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• 2009

석탄화력발전소의 CO2배출량 감소와 고효율, 대용량화로 인해 초초임계압(USC:Ultra Super Critical) 화력발전소의 건설이 증가하고 있다. USC 발전소는 효율향상을 위한 증기온도와 압력의 상승 때문에 보일러 고온고압부에 기존의 소재에 비해 고온강도와 내산화성의 재료물성이 향상된 신소재 적용이 불가피하다. 특히 사용된 신소재 중에서 보일러 본체를 구성하는 수냉벽관(Water wall), 과열기와, 재열기용 튜브 및 후육부인 헤더와 배관재로 기존의 2.25Cr-1Mo강을 개량한 2.25Cr-1.6W계 내열강이 적용되고 있다. 2.25Cr-1.6W강은 SMI와 MHI가 공동개발한 소재로 1995년 튜브제품이, 1999년에 단조, 파이프재, 플레이트제품이 ASME code case로 등재되었고, 2009년 ASME code case 2199-4로 개정되어 사용 중이다. 이 소재는 2.25Cr-1Mo강에 고온강도 개선을 위해 석출강화효과가 있는 V과 Nb을 첨가하였고, 탄화물의 열적안정성과 고용강화효과 증대를 위해 W을 첨가하였다. 그리고 제작성과 용접성 및 재료의 인성 향상을 위해 B첨가와 C함량을 낮추었다. 합금성분의 첨가와 조정에 의해 고온강도는 개선되었지만, 보일러 설치 및 보수를 위한 용접과정에서 용접금속과 CGHAZ(Coarse Grain HAZ)에서 용접균열이 발생하였다. 대부분의 용접균열은 용접결함이나 고온 혹은 저온균열이 아닌 2.25Cr-1.6W계강의 강도 개선을 위해 첨가한 V과 Nb이 용접후열처리 도중 입내에 MX형태의 미세석출로 입내를 강화시킴으로서 발생한 재열균열 민감성 증대에 기인된 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서 용접 및 후열처리 과정에서 용접금속과 HAZ에서 발생하는 용접금속의 응력분포를 전산해석을 통해 확인하고 실제 후육파이프 용접부에서 잔류응력을 측정해 비교하였다. 용접부 응력분포는 SYSWELD 프로그램을 사용해 해석을 수행하였고, 발전소 실배관재의 용접부 응력측정은 수평부 측정이 용이하도록 지그를 부착한 Potable 잔류응력측정기를 사용해 Hole Drilling Method(HDM)를 적용하여 잔류응력을 측정하였다. 해석 결과 CGHAZ부위의 잔류응력이 용접금속과 기타 부위에 비해 높은 응력분포를 나타냈으며, 이는 CGHAZ와 용접용융선 부근에서 균열이 발생하는 실제값과 일치하는 결과를 보였다. 실제 배관재 용접부에서 측정한 잔류응력값은 항복응력의 약 50% 이하 응력값을 나타냈다. 배관 구조에 기인한 시스템응력의 영향을 제거하기 위해 배관재 용접부를 중심으로 양끝단을 절단 후 용접부에서 측정한 응력은 항복응력 대비 25%수준의 낮은값을 보였다. 그러나 배관재가 장기간 고온환경에 노출되었고 용접금속 내부의 균열이 발생한 상태에서 측정하였기 때문에 용접잔류응력은 상당부분 해소되어 상대적으로 낮은 응력값이 얻어진 것으로 판단된다.