대류가열 비정상 접촉융해에 대한 해석해

유호선,Yoo, Ho-Seon 대한기계학회 2000 大韓機械學會論文集B Vol.24 No.3

This study deals with the unsteady close-contact melting of solid blocks on a flat surface subject to convective heating. Normalizing the model equations in reference to the steady solution successfully leads them to cover constant heat flux and isothermal limits at small and large extremes of the Biot number, respectively. The resulting equations admit a compactly expressed analytical solution, which includes the previous solutions as a subset. Based on the steady solution, the characteristics of close-contact melting can be categorized into constant heat flux, transition, and isothermal regimes, the boundaries of which appear to be nearly independent of the contact force. The unsteady solutions corresponding to Biot numbers in the transition regime show intermediate behaviors between those of the two limits. With a proper approximation, the present solution procedure can cope with the case of variable fluid temperature and heat transfer coefficient. Regardless of imposed conditions, the mean normalized Nusselt number during the unsteady process asymptotically approaches to a constant value as the Biot number comes close to each limit.

시멘트-모래-파라핀 왁스 혼합물을 이용한 축열에 관한 연구

유호선,노승탁,Yoo, Ho-Seon,Ro, Sung-Tack 대한설비공학회 1980 설비저널 Vol.9 No.3

In order to enhance the thermal energy storage capacity of cement mortar and to improve the effective thermal conductivity of paraffin waxes, cement- sand- paraffin wax mixture was investigated. By means of finite difference method, the transient temperature distribution in a hollow cylinder with phase change using average composite properties was obtained, and compared with experimental results. It was shown that the heat absorbed by mixture with $25\%$ paraffin fraction was as much as $50\%$ more than either a concrete mortar or pure paraffin wax in the case of ${\Delta}T=\;18.25^{\circ}C$.

관련규정 검토 프로그램 활용 시 압력용기 설계시간 단축 효과

주정민,유호선,Joo, Jung-Min,Yoo, Ho-Seon 한국플랜트학회 2012 플랜트 저널 Vol.8 No.1

In this study to reduce the review time of the pressure vessel regulations pressure vessel legislation review program has been developed. During the course of this research program to develop the domestic construction in a real project, saving 47% of the time was found.

위상배열초음파탐상검사에 의한 보일러관 용접부의 결함 판별

조국형,유호선,Cho, Kuk-Hyung,Yoo, Ho-Seon 한국플랜트학회 2018 플랜트 저널 Vol.14 No.2

Nuclear safety law's amendment caused many problems to use radiography testing(RT). Phased array ultrasonic testing(PAUT) was adapted instead of RT for NDE of welding points in boiler tubes these days. Unfortunately, PAUT doesn't give us the discrimination characteristics about flaws distinction and flaws size clearly. In this thesis, the distinction characteristics of flaw types and the detection characteristics of flaw size using PAUT of welding points in boiler tubes were analyzed. It was concluded that PAUT can distinguish between planar flaws and rounded flaws, but it is hard to tell apart the types of flaw respectively. We paid attention to the discrimination of flaws size because PAUT tends to underestimate the flaw size of porosity and underestimate or overestimate the flaw size of porosity. 방사선 관련 법의 개정으로 보일러관 비파괴검사 방법으로 방사선투과검사를 대체하여 위상배열초음파탐상검사를 시행하고 있다. ASME BPVC 제5장 4절에서 제시하고 있는 주요 결함별 정성적 특징과 실제 결함을 비교하여 결함종류 판별을 확인하였고 시험편에 대해 방사선투과검사와 위상배열초음파탐상검사를 시행하여 결함크기 해상 특성을 예측하였다. 위상배열초음파탐상검사는 면상결함군과 구상결함군 결함의 판별은 할 수 있으나 형태가 유사한 결함의 판별은 용이하지 않음을 확인하였다. 또한 결함크기가 합격 여부를 좌우하는 슬래그의 경우 결함의 위치나 방향에 무관하게 방사선투과검사 대비 과소 예측하였으며, 기공은 결함의 위치, 방향 및 군집 유무에 따라 과대 또는 과소 예측하는 정량적 특성이 나타나므로 결함크기 판별에 주의를 요함을 확인하였다.

대기온도에 따른 300 MW 석탄가스화복합발전 성능특성

김영묵,유호선,Kim, Young-Mook,Yoo, Ho-Seon 한국플랜트학회 2018 플랜트 저널 Vol.14 No.3

In this study, the output and thermal efficiency of Taean Integrated Gasification Combined Cycle Plant were calculated by using the manufacturer's basic design data and the performance correction factor for each atmospheric temperature, and the actual performance was measured at summer and winter representative points. The results were compared with the calculated values to verify their validity. The thermal efficiency is the highest at around $15^{\circ}C$ and lower at lower temperature and higher temperature. This is similar to that of natural gas Combined Cycle Power Plant, but the thermal efficiency has drastically decreased due to the increase of power consumption of the air separation unit at relatively high temperature. The output is highest in the range of 5 to $15^{\circ}C$, and is kept almost constant at below $5^{\circ}C$ and declines above $15^{\circ}C$. The reason why the output does not increase at low temperatures is that the torque limit of the shaft is activated by the increase of the flow rate due to the nitrogen injection of the gas turbine combustor. In order to improve the performance in the future, efforts should be made to improve the power generation output and to reduce the power consumption of the air separation unit in summer. 본 연구에서는 태안석탄가스화복합발전을 대상으로 대기온도에 따른 출력 및 열효율 변화를 제작사의 기본설계자료와 대기온도별 성능보정계수를 이용하여 계산하였으며, 하계 및 동계 대표지점에서 실제 성능을 측정하고 그 결과를 계산값과 비교하여 타당성을 확인하였다. 열효율은 $15^{\circ}C$ 부근에서 가장 높고 이보다 저온이나 고온에서는 낮아지는데 이는 천연가스복합발전과 유사하였으나, 상대적으로 고온구간에서는 공기분리장치의 소비동력증가로 열효율이 급격히 하강하였다. 또한 출력은 $5{\sim}15^{\circ}C$ 구간에서 가장 높고 $5^{\circ}C$ 이하에서는 거의 일정하게 유지되며 $15^{\circ}C$ 이상에서는 하락한다. 저온에서 출력이 증가하지 않는 이유는 가스터빈 연소기 질소주입에 따른 유량 증가로 축의 토크 제한이 작동하기 때문이다. 향후 성능향상을 위해서는 하계에 발전출력향상 및 공기분리장치 소비동력 저감 등의 노력이 필요하다.

극판 피막 분해용 펄스파가 산업용 연축전지의 충전용량에 미치는 영향

최광균,유호선,Choi, Kwang-Gyun,Yoo, Ho-seon 한국플랜트학회 2020 플랜트 저널 Vol.16 No.4

본 연구에서는 2 V 연축전지의 극판에 펄스파를 인가하여 충전과 방전을 반복한 후 충전용량을 분석하였다. 발전소에서 비상용 전원으로 많이 사용하고 있는 연축전지는 충전과 방전이 반복됨에 따라 방전시 극판에 달라붙어 있던 황산염이 충전 시 이탈하지 아니하고 극판에 피막형태로 달라붙어 절연막을 형성하여 연축전지의 전기반응 통로를 차단하기 때문에 충전용량이 줄어들게 된다. 이에 12 V 연축전지에 많이 사용하고 있는 펄스파를 2 V 연축전지 극판에 인가하고 충전용량을 분석하였다. 펄스파로는 4 V, 20 mA의 전압과 전류에 각각 10 kHz, 20 kHz, 30 kHz 주파수의 펄스파를 사용하였다. 실험결과를 분석한 결과 펄스파를 인가하지 않은 연축전지는 초기 충전용량보다 약 18 % 충전용량이 감소한 반면, 펄스파를 인가한 연축전지는 충전용량의 감소가 훨씬 적었고, 특히 20 kHz 주파수의 펄스파에서 충전용량이 0.56 %만 감소되었다. 이것은 20 kHz 주파수의 펄스파가 다른 주파수의 펄스파보다 극판의 황산염 피막을 분해하는데 더 적합하여 양전하와 음전하의 이동이 활발해진 것으로 판단된다. In this study, after supplying a pulse wave to the 2 V Industrial Lead-Acid Battery electrode plate and repeating the charging and discharging, the discharging time per voltage was analyzed. According to the result of experiment, while the lead-acid Battery that a pulse wave is not supplied decreased about 18 % of discharging capacity than the beginning, the lead-acid Battery that a pulse wave is supplied decreased a little amount much lower than 18 %, of discharging capacity and recorded the 0.56 % decrease, at a minimum, from discharging capacity at the 20 kHz frequency. This means that the sulfate on electrode plate is detached and the positive and negative charge transfer is highly activated at the 20 kHz frequency

지역난방용 축열조의 단열재 손상과 외각부식 개선방안

방용운,유호선,Bang, Yong-Eoon,Yoo, Ho-seon 한국플랜트학회 2014 플랜트 저널 Vol.10 No.4

The height and capacity of the thermal storage tank can be decided by the altitude and heat load of the heat supply area. Evaporation in heat pipe can be prevented by pressurizing it with the hydraulic head of the thermal storage tank. In addition, it absorbs the expanded volume from the temperature changes and supplies water to the pipelines in case of the shortage of water. One of the most important roles of the thermal storage tank is a stable heat supply facility. It can control the heat demand by accumulating the surplus heat and supplying in changing heat demand time. The purpose of this thesis is to be helpful for the operation and maintenance of the thermal storage tanks. The study has been carried out for 18 thermal storage tanks, which have been used polyurethane foam as insulation, among 27 tanks in district heating plants. The characteristics of the insulation materials, the reasons for the damages of the insulation and how impact the insulation damages to the corrosion of the thermal storage tank have been studied. 축열조는 집단에너지를 공급하는 지역의 고도와 열부하에 따라 높이와 용량이 결정된다. 이는 축열조의 수두를 이용하여 열배관망에 압력을 가하고 배관망내의 비등을 방지하며 온도변화에 따라 체적이 팽창하면 이를 흡수하고 수축 시에는 부족한 중온수를 배관망에 공급하는 기능을 해야 하기 때문이다. 또한, 축열조의 역할은 주로 열수요량의 변화가 심한 계절별 주간 야간 시간대에 적절한 용량을 갖추고 잉여 열량을 저장한 후 필요한 시간대에 지역난방 열원으로 이용하면 열생산 설비의 운전 조건에 영향을 받지 않으면서 독자적으로 지역난방 열수요를 공급할 수 있는 장점이 있다. 본 연구는 지역난방에 건설되어 운영 중인 축열조 27기 중 폴리우레탄 폼의 단열 재료로 시공된 18기의 축열조에 대하여 단열재의 재질과 축열조의 운전방법에 따른 단열재의 손상원인에 대한 고찰과 단열재 손상이 축열조 부식에 어떠한 영향을 미치는지 고찰하였다.

중량물 설치 시 이동식 크레인 기종선정에 관한 연구

정재복,유호선,Jeong, Jae-Bok,Yoo, Ho-Seon 한국플랜트학회 2012 플랜트 저널 Vol.8 No.2

This study focuses on avoiding the failures from the wrong selections by experiences as simulation programs is not available, and suggests the methods which effectively select the alternatives when the selected model is not appropriate for the original plan. First, CC8800-1K of DEMAG has the longest boom whose length is 216 m at the maximum. The combination of the boom is feasible to second level except for MANITIWOC M 2250 (M-1200 RINGER) which is possible to third level. Second, the angle of boom is from 20 degrees to 82 degrees. Suitable angle to work is in the 55-78 degrees. The working load of crawler type and hydraulic one to be applied is 75-85% in the critical loads capacity. As increasing operating radius, crawler type is a favorable position over hydraulic one. Lastly, related problems were verified through examination by suggestions for the design of the selection methods for the case analysis. The major problems are stemming from the selection based on its experiences, unreasonable demand for the existing facility and repeated selections by the designer who accumulates his experiences via same or similar projects.

대형 석탄화력 발전소에서 통풍계통 안정화를 위한 과잉공기비 조정

박건우,유호선,Park, Kun Woo,Yoo, Ho-Seon 한국플랜트학회 2018 플랜트 저널 Vol.14 No.2

본 연구에서는 870 MW 대형 석탄화력 발전소에서 출력을 고정시키고 과잉공기비 조정만으로 통풍계통 안정 및 보일러 효율에 어떠한 변화가 있는지를 분석하였으며 이에 따른 적정 과잉공기비를 선정하였다. 과잉공기비 조정에 따라 공기예열기 압력강하, 유인송풍기 실속여유 등이 변하므로 통풍계통 안정화를 위해 적정 과잉공기비 선정은 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 과잉공기비를 통상 운전 값인 1.153에서 운전지침서상의 하한 값인 1.127까지 단계적으로 조정하여 공기예열기 압력강하, 유인송풍기 1차 실속여유, 보일러 효율, 각종 손실 등을 측정하였고 보일러 효율도 동등수준이상으로 유지하면서 통풍계통도 위험수준에서 안전하게 이격시켜 안정화에 기여할 수 있는 적정 과잉공기비를 선정하였다. 적정 과잉공기비는 운전지침서 상의 하한 값인 1.127까지 낮추어 운전하는 것이 바람직하다고 판단된다. In this study, I analyzed the effects on stabilizing the draft system, boiler efficiency when changing excess air ratio under 870 MW load limit operation condition in a large capacity coal fired power plant and decided optimum excess air ratio. It is positively necessary to choose adequate excess air ratio for stabilizing draft system because air pre-heater pressure drop and induced draft fan first stall margin are changing when adjusting excess air ratio. This study therefore, measured air pre-heater pressure drop, induced draft fan first stall margin, boiler efficiency, loss and has chosen adequate excess air ratio adjusting excess air ratio from 1.153 to 1.127. So it is recommended that the operation point needs to be changed to 1.127 that is not only to decrease air pre-heater pressure drop and to stabilize draft system and to secure stall margin but also to maintain boiler efficiency to equivalent level.

300 MW 급 유동층보일러에서 적정 층 물질량 산정

김우용,유호선,Kim, Woo-Yong,Yoo, Ho-seon 한국플랜트학회 2018 플랜트 저널 Vol.14 No.2

The CFB boilers technology is facing a number of challenges. Among them, boiler tube erosion, sintering by bed inventory overheating and high self consumed service power are major ones. This study was conducted to obtain allowable bed inventory with the Yeosu Power Plant, a 300 MW class CFB boiler. For the test, bed pressure was reduced from design pressure of 4.5 KPa to 2.5 KPa by reducing bed inventory, at fixed turbine output, coal consumption rate and air flow. Consequently, reducing the lower bed inventory is effective to decrease bed temperature but excessive reducing might increase bed temperature due to lack of circulating fluidized materials. Also, in case of the Yeosu Plant boiler using subbituminous coal as its primary fuel, its bed temperature change is highly affected by not only the amount of bed inventory, but also the boiler capacity and coal contents. 본 연구에서는 순환유동층보일러의 베드가 과열되어 층 물질의 소결이 발생하고 노 내 유동물질에 의해 보일러튜브가 마모 되는 것을 최소화하기 위하여, 노 하부 베드의 층 물질량 조정을 통한 베드 온도 변화를 실험적으로 연구하였다. 실험은 300MW급 순환유동층보일러인 여수화력 2호기를 대상으로 하였으며 터빈출력, 석탄소비량, 공기량 등을 고정한 상태에서 층 물질 양을 감소시켜 베드 압력을 설계값 4.5KPa에서 2.5KPa까지 감소시켰다. 결론적으로 층 물질 양을 적정하게 줄이면 베드 온도가 저하 되나, 지속적으로 저하되지 않는 것을 확인 하였으며, 베드 압력 3.0KPa, 즉 베드 물질량 110 톤을 변곡점으로 하여 베드 온도는 상승하기 시작하였다. 층 물질량이 충분히 많은 상태에서, 층 물질량이 감소되면 베드 온도는 저하되며, 층 물질량이 적정량 보다 적으면 노 내 유동물질의 순환량 감소로 베드 온도는 상승함을 알 수 있었다. 또한 유동층보일러에서 베드 온도 변화는 단순히 층 물질의 양 뿐만 아니라, 보일러 용량 및 연료의 성상 등에 따라 변화 추이가 매우 다양하게 나타난다는 것을 알 수 있었다.