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기하학적 설계 변수에 따른 의료용 지방흡입 기기의 성능 분석
김동근(D. G. Kim),김성재(S. J. Kim),장창환(C. Jang),김대겸(D. Kim),김산하(S. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
의료용 흡입 기기는 기초 수술 분야 및 지방흡입 분야에서 널리 사용되고 있다. 조직과 직접 접촉하는 캐뉼라는 다양한 형상으로 그 특성에 따라 다목적으로 사용되고 있다. 하지만 캐뉼라의 정량적인 연구가 존재하지 않아 현재 사용되고 있는 캐뉼라 디자인이 흡입 성능에 어떤 영향을 미치는지에 대한 이해가 부족하며, 성능 개선을 위한 디자인 최적화에 어려움이 있다. 본 연구에서는 의료현장에서 실제 사용되는 캐뉼라 기기의 기하학적 특성을 분석하였고, 그에 따른 흡입 성능에 대한 정량적인 데이터를 획득하였다. 먼저, 캐뉼라의 제작 방법에 따른 외경과 내경, 팁끝 반경, 거칠기 등 기하학적 특성 데이터를 분석하였다. 지방 흡입 성능의 정량적 획득을 위해서 지방흡입 수술을 모사한 자동화 흡입 실험 시스템을 구축함으로써 캐뉼라의 기하학적 특성에 따른 흡입 성능을 평가하였다. 또한 전산 유체 역학에 따른 시뮬레이션을 통해 실험 결과와 흡입 성능을 비교 검증하였으며, 추가적인 주요 디자인 변수의 영향을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 캐뉼라의 지름이 커짐에 따라 단조적으로 흡입량이 증가하는 것을 확인하였고, 같은 지름에서 펌프와 근접한 상부에 흡입 구멍이 위치하는 것이 효율적임을 확인하였다. 캐뉼라의 단면 형상이 원일 때 가장 우수한 성능을 보였으며, 둘레 방향의 홀 가공은 흡입 성능과 큰 영향이 없어 목적에 맞게 유연한 디자인을 제공할 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 흡입 기기의 성능을 향상시키고 세척 과정의 수월성을 높이기 위해 캐뉼라 내부에 나노다공성 윤활 코팅 방법을 제안하였다. 해당 코팅 방식은 액적에 의한 표면 오염을 줄이며 적절한 음압 조건 하에서 흡입 성능을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.
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Analysis and Evaluation of CPC / COLSS Related Test Result During YGN 3 Initial Startup
지성구,유성식,인왕기,어근선,두진용,김대겸,Chi, S.G.,Yu, S.S.,In, W.K.,Auh, G.S.,Doo, J.Y.,Kim, D.K. Korean Nuclear Society 1995 Nuclear Engineering and Technology Vol.27 No.6
영광 3호기는 국내에서 노심보호계통으로_ 노심보호연산기 (CPC)를, 노심감시계통으로 노심운전제한 감시계통 (COLSS)을 사용하는 최초의 원자력발전소이다. CPC는 핵비등 이탈율 및 국부 설출력밀도를 실시간으로 계산하여 노심 조건이 설계 제한치를 초과하면 원자로를 정지시키도록 설계되었다. COLSS는 운전원에게 핵비등 이탈율/선형열출력 여유도, 사분출력 경사비, 및 축방향 출력편차에 대한 기술지침서의 운전제한치을 적용하는데 도움을 제공하고 운전제한치를 초과하는 경우, 경보를 제공하도록 설계되었다. 영광3호기 초기 시운전시험 동안, 다양한 노심 조건에서 CPC/COLSS의 성능을 검증하고 최적의 교정 상수를 얻기 위하여 광범위한 CPC /COLSS 관련시험이 수행되었다. 대부분의 시험결과는 시험허용 범위를 만족하였고, 시험허용 범위를 불만족한 경우에는 시험결과를 분석, 평가하여 문제점을 해결하였다. 각 시험결과를 분석, 평가한 결과 영광 3호기에서 CPC/COLSS가 설계된 데로 성공적으로 설치, 운전되는 것을 확인할 수 있었다. YGN 3 is the first nuclear power plant to use the Core Protection Calculator (CPC) as the core protection system and the Core Operating Limit Supervisory System (COLSS) as the core monitor-ing system in Korea. The CPC is designed to provide on-line calculations of Departure from Nucleate Boiling Ratio (DNBR) and Local Power Density (LPD) and to initiate reactor trip if the core conditions exceed the DNBR or LPD design limit. The COLSS is designed to assist the operator in implementing the Limiting Conditions for Operation (LCOs) in Technical Specifications for DNBR/Linear Heat Rate (LHR) margin, azimuthal tilt, and axial shape index and to provide alarm when the LCOs are reached. During YGN 3 initial startup testing, extensive CPC/COLSS related tests ore peformed to ver-ify the CPC/COLSS performance and to obtain optimum CPC/COLSS calibration constants at var, -ious core conditions. Most of test results met their specific acceptance criteria. In the case of missing the acceptance criteria, the test results ore analyzed, evaluated, and justified. Through the analysis and evaluation of each of the CPC/COLSS related test results, it can be concluded that the CPC/COLSS are successfully Implemented as designed at YGN 3.
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