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수소 생산을 위한 SI Cycle 공정에서의 중간 열교환 공정 모사 연구
신재선 ( Jae Sun Shin ),조성진 ( Sung Jin Cho ),최석훈 ( Suk Hoon Choi ),파라즈카심 ( Faraz Qasim ),이흥래 ( Heung N. Lee ),박제호 ( Jae Ho Park ),이원재 ( Won Jae Lee ),이의수 ( Euy Soo Lee ),박상진 ( Sang Jin Park ) 한국화학공학회 2014 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.52 No.4
열화학적인 수소 생산 공정 중 하나인 S-I Cycle은 요오드와 황을 이용한 수소 생산 공정으로써 물 분자로부터 수소분자를 얻어내는 순환 공정이다. 수소 생산 공정에 열을 공급하고자 하는 초고온 원자로(VHTR; Very High Temperature Reactor)는 원자로에서 수소 생산 공정으로 방사능 없이 안전하게 열을 전달하기 위하여 중간열교환기(IHX; Intermediate Heat Exchanger)가 필요하다. 본 연구에서는 수소 생산공정과 초고온 원자로간의 중간 열교환 공정을 모사하여 운전압력 및 작동 유체의 변화에 따른 중간 열교환기의 효율을 계산하고 가장 경제적인 중간 열교환기를 설계하기 위한 공정 조건을 도출하였다. SI Cyclic process is one of the thermochemical hydrogen production processes using iodine and sulfur for producing hydrogen molecules from water. VHTR (Very High Temperature Reactor) can be used to supply heat to hydrogen production process, which is a high temperature nuclear reactor. IHX (Intermediate Heat Exchanger) is necessary to transfer heat to hydrogen production process safely without radioactivity. In this study, the strategy for the optimum design of IHX between SI hydrogen process and VHTR is proposed for various operating pressures of the reactor, and the different cooling fluids. Most economical efficiency of IHX is also proposed along with process conditions.
이동규,박제호,정인수,김태만,윤정현,Lee, Dong-Gyu,Park, Jae-Ho,Jung, In-Su,Kim, Tae-Man,Yoon, Jeong-Hyun 한국방사성폐기물학회 2011 방사성폐기물학회지 Vol.9 No.3
사용후핵연료 운반용기 표면온도가 $85^{\circ}C$를 초과할 경우, 대인용 보호막(Personnel Barrier) 또는 운반용 덮개(Transport Hood)를 설치하여 운반 중 운반용기 표면에 사람이 직접 접근할 수 없도록 하여야 한다. 운반용 덮개가 설치된 경우, 열적 안전성 평가의 한 가지 경우인 정상조건 열해석 시, 외부환경 경계조건(환경온도 및 외부복사온도)으로 적용하기 위해서 운반용 덮개 내부 열 환경 조건(내부 공기온도 및 운반용 덮개 표면온도)을 계산해야 한다. 따라서 본 연구에서는 운반용 덮개 내부 공기온도 및 표면온도를 계산하기 위한 해석적 방법 및 열전달 특성에 대한 분석을 수행하였고 CFD 해석 결과와 비교를 통해 타당성을 검증하였다. In case that the maximum temperature of any surface readily accessible during transport of a spent nuclear fuel (SNF) transport cask exceeds $85^{\circ}C$ in the absence of insolation under the ambient temperature of $38^{\circ}C$, personnel barriers or transport hood shall be used to prevent people from casual contact with the transport cask surface. Usually the air temperature within the hood and the hood surface temperature are calculated and further utilized as boundary conditions(free stream temperature and external radiation temperature) for thermal evaluation under normal conditions of transport. In this study, these temperatures are derived using the analytical method based on the heat transfer mechanism around the transport cask under transport hood assuming the thermal equilibrium. By comparing the analytical solutions with the results from the detailed calculations with CFD-computer-code FLUENT 12.1 it is verified that the analytical method is still efficient tool to estimate the temperatures and these temperatures can be further used as boundary conditions for thermal evaluation under normal conditions of transport.