• 한국압력기기공학회 논문집
• /
• 제5권2호
• /
• pp.1-6
• /
• 2009

Nuclear power plants (NPP) using Alloy 600 (Ni 75wt%, Cr 15wt%, Fe 10wt%) as a heat exchanger tube of the steam generator (SG) have experienced various corrosion problems by ageing such as pitting, intergranular attack (IGA) and stress corrosion cracking (SCC). In spite of much effort to reduce the material degradations, SCC is still one of important problems to overcome. Especially lead is known to be one of the most deleterious species in the secondary system that cause SCC of the alloy. Even Alloy 690 (Ni 60wt%, Cr 30wt%, Fe 10wt%) as an alternative of Alloy 600 because of outstanding superiority to SCC is also susceptible to leaded environment. An oxide on SG tubing materials such as Alloy 600 and Alloy 690 is formed and modified expanding to complex sludge throughout hideout return (HOR) of various impurities including Pb. Oxide formation and breakdown is requisite for SCC initiation and propagation. Therefore it is expected that an oxide property such as a passivity of an oxide formed on steam generator tubing materials is deeply related to PbSCC and an inhibitor to hinder oxide modification by lead efficiently can be found. In the present work, the SCC susceptibility obtained by using a slow strain rate test (SSRT) in aqueous solutions with and without lead was discussed in view of the oxide property. The oxides formed on Alloy 600 and Alloy 690 in aqueous solutions with and without lead were examined by using a transmission electron microscopy (TEM), an energy dispersive x-ray spectroscopy (EDXS), an x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and an electrochemical impedance spectroscopy (EIS).

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제58권3호
• /
• pp.362-368
• /
• 2020

합성가스는 화학제품 및 수송연료의 원료로 이용되며, 최근 목질계 바이오매스의 가스화를 통한 합성가스 생산기술에 대한 연구가 다수 진행되었다. 케나프는 높은 생산성과 이산화탄소 흡수율을 가지는 목질계 바이오매스로 이산화탄소 저감을 위한 대체자원으로서 활용 가능성이 높다. 본 연구는 케나프 가스화 실험연구 데이터를 바탕으로 상용 수준의 케나프 가스화 공정을 개발하고, 해당 공정의 타당성 및 실현가능성을 평가하는 연구로서, 케나프 가스화 통합공정 설계, 열교환망 설계, 기술경제성 평가로 구성된다. 개발된 공정으로부터 생산되는 합성가스의 최소판매가격은 1 GJ당 9.55 달러로, 합성가스의 시장가격보다 낮은 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제58권4호
• /
• pp.581-587
• /
• 2020

본 연구에서는 기존의 2,3-Butanediol (2,3-BDO) 탈수 반응시스템의 문제점을 해결하기 위해 새로운 반응 시스템이 제안되었다. 대기압 근처에서 2,3-BDO 반응물을 반응온도 360 ℃ 까지 올리기 위해서, 상용공정에서 일반적으로 사용되는 용광로를 사용하게 되면 반응 시스템이 적절히 작동할 수 없다는 것이 확인되었다. 그것은 2,3-BDO 올리고머로 고려되는 물질 때문이다. 그것은 용광로 튜브 안의 막힘, 폭발과 같은 안전 문제 뿐 아니라 반응 시스템의 유지보수의 어려운 문제점을 일으킬 수 있다. 그러한 문제점을 해결하기 위한 방법은 용광로를 대신해 감압운전 하에서 고압스팀을 사용하는 열교환기를 사용해서 반응물의 온도를 낮추고 반응 온도를 낮추는 것이다. 반응 속도론을 사용하여, 반응기의 성능이 감압운전과 더 낮은 온도, 330 ℃에서 크게 다르지 않다는 것을 보였다. 이 결과는 왜 새로운 반응 시스템이 제안되었는지를 설명한다.

• 유기물자원화
• /
• 제14권1호
• /
• pp.169-177
• /
• 2006

본 연구에서는 휘발성 유기 화합물의 촉매연소에 의한 제거 반응에 대하여 조사 하였다. 촉매와 VOC의 접촉형태(공간속도 및 촉매층의 높이)에 따라 완전연소온도가 조금씩 달라지며 공간속도(SV)는 처리가스의 유량(Q, $m^3/hr$)을 촉매 층의 부피(V,$m^3$)로 나눈 값(SV=Q/V)을 나타내는 값으로, 촉매연소 장치에서는 보통 $10,000{\sim}50,000hr^{-1}$을 유지한다 열교환기를 통한 VOC는 수소염 이온화 검출기를 통하여 농도를 측정하였으며 반응온도는 373K-423K에서 촉매를 활성화 시켜 VOC 농도의 제거효율을 측정하였다. 농도측정은 100회 이상하여 제거효율을 조사 하였다. 자동차 도장시설에서 VOC 배출농도는 63.37 ppm 이며 373K 촉매 활성시 제거율은 평균 70% 이며 423K 촉매 활성시 제거효율은 78.92% 이었다. 반응농도가 증가할수록 제거효율은 증가하는 경향이었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
• /
• pp.116-121
• /
• 2006

액체로켓 추진시스템에서 가압시스템은 발사체 추진제 탱크의 얼리지 공간에 제어된 가스를 공급하는 것이다 가압시스템에서 고온 가스 열교환기를 적용하는 데는 가압제의 비용적을 증가시켜 전체 발사체 시스템의 중량을 감소시키는 장점이 있다. 그러므로 가압시스템 성능에 있어서 주목할 만한 개선점은 특히 극저온 시스템에서 얻어질 수 있다. 본 연구에서는 외부 유체와 가압제로 공기와 $CN_2$를 각각 적용하였다. 가압제 토출 특성에 관한 수치 해석은 PTF에서 수행된 실험 결과와 비교되었다. 해석과 실험 결과의 오차는 약 ${\pm}15%$ 이내로 나타났다. 이러한 해석적 접근을 사용하면 액체산소에 잠겨진 극저온 가압제의 온도강하율을 예측할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
• /
• pp.335-338
• /
• 2009

액체로켓에 산화제를 충전하는 과정은 크게 산화제 탱크의 냉각, 고유량 충전, 소유량 충전, 온도 보정을 위한 추가 충전으로 나눌 수 있다. 나로호(KSLV-I) 1단의 산화제는 액체산소를 사용하며, 각 충전모드에 해당하는 유량 및 온도 요구조건이 제시되어 있다. 이러한 유량 및 온도 요구조건을 만족하기 위해서 산화제 공급시스템에는 유량조절용 밸브와 열교환기가 설치되어 있다. 본 연구에서는 발사체 산화제 충전과정에서 정밀한 유량 공급을 위하여 상용 1차원 열-유동 해석 프로그램인 Flowmaster를 이용하여 1차원 유동 시스템 해석을 수행하였다. 아울러 제한된 인증 시험을 통하여 각 모드에서의 유량 조건을 만족시키기 위한 유량제어밸브들의 유량 보정 민감도를 해석적으로 구하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.102-110
• /
• 2017

발사대시스템의 산화제공급계(Liquid Oxygen Filling System)는 발사체의 추진제(Propellant) 중 연료의 연소를 위한 산화제(Oxidizer)로 사용되는 액체산소(Liquid Oxygen)를 저장하고, 발사체 요구조건에 맞게 공급하는 하는 설비이다. 본 논문에서는 한국형발사체(KSLV-II) 발사대시스템 상세설계(Critical Design, 2015년 8월에서 2016년 4월, 8개월) 동안 수행된 한국형발사체 발사대시스템 추진제 공급설비의 산화제공급계 설계 내용을 주요 설비 구성에 대하여 구조적 관점으로 소개한다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제52권6호
• /
• pp.1304-1317
• /
• 2020

The tubes in a heat exchanger, such as a steam generator (SG), are subjected to crossflow, and interaction between tubes and supports can happen, which can cause fretting wear of tubes. Although many experiments and models have been established, some detailed mechanisms are still not sufficiently clear. In this work, more attention is paid to obtain the regulation of impact and sliding in the complex process and many factors, such as excitation forces and clearances. The responses and contact forces were analyzed to obtain clear understanding of the influences of these factors. Room temperature tests in the air were established. The results show that the effect of clearance on the normal work rate is not monotonous and instead has two peaks. The force ratio can influence the normal work rate by changing the distribution of contact angles, which can result in higher sliding in the contact process. Fretting wear tests are conducted, and the wear surfaces are analyzed by a scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). The results of this work can serve as a reference for impactsliding contact analysis between AVBs and tubes in steam generators.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제29권1호
• /
• pp.11-18
• /
• 2018

A high efficiency integrated reforming system for improving the efficiency of the 5 kW PEMFC system used as the back up power of building was studied. The separated reforming system consisted of three parts - A steam reformer with two stage concentric circular shape, a heat exchanger type steam generator and a CO shift reactor. Temperature and steam carbon ratio (SCR) were control variables during operation. The operating conditions were optimized based on the thermal efficiency of the steam reformer as reformate gas composition changes at different temperature. In experiments, water was fully vaporized in the steam generator up to SCR 3.5 and the maximum thermal efficiency was achieved at the operating temperature around $700^{\circ}C$ in the steam reforming reactor. With the results of the separated reforming system research, we improved the shape of high efficiency integrated reformer. The performance evaluation of the integrated reformer was based on optimized operating conditions in SCR 3.5. As a result, the developed integrated reforming system maintained an efficiency of 76% and constant performance over 3,000 hours.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제24권3호
• /
• pp.123-128
• /
• 2020

Analysis of the 2016 Gyeongju earthquake and the 2017 Pohang earthquake showed the characteristics of a typical high-frequency earthquake with many high-frequency components, short time strong motion duration, and large peak ground acceleration relative to the magnitude of the earthquake. Domestic nuclear power plants were designed and evaluated based on NRC's Regulatory Guide 1.60 design response spectrum, which had a great deal of energy in the low-frequency range. Therefore, nuclear power plants should carry out seismic verification and seismic performance evaluation of systems, structures, and components by reflecting the domestic characteristics of earthquakes. In this study, high-frequency amplification factors that can be used for seismic verification and seismic performance evaluation of nuclear power plant systems, structures, and equipment were analyzed. In order to analyze the high-frequency amplification factor, five sets of seismic time history were generated, which were matched with the uniform hazard response spectrum to reflect the characteristics of domestic earthquake motion. The nuclear power plant was subjected to seismic analysis for the construction of the Korean standard nuclear power plant, OPR1000, which is a reactor building, an auxiliary building assembly, a component cooling water heat exchanger building, and an essential service water building. Based on the results of the seismic analysis, a high-frequency amplification factor was derived upon the calculation of the floor response spectrum of the important locations of nuclear power plants. The high-frequency amplification factor can be effectively used for the seismic verification and seismic performance evaluation of electric equipment which are sensitive to high-frequency earthquakes.