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제안 방법
- 기체시료는 온라인으로 분석하기 위해 질량분 석기를 설치하였다. 기체시료의 온라인 분석을 위해 시료채취가 필요한 곳에 1/8"의 시료채취 라인을 연결하여 질량분석기까지 연결하였다. 시 료채취라인은 총 8개이며 질량분석기 진공펌프에 의해 유입된다.
- 기체시료는 온라인으로 분석하기 위해 질량분 석기를 설치하였다. 기체시료의 온라인 분석을 위해 시료채취가 필요한 곳에 1/8"의 시료채취 라인을 연결하여 질량분석기까지 연결하였다.
- Cold box 내부에는 초저온 증류탑, 열교환기, 액체질소조, 각종 센서 및 계측기가 설치되어 있으며, 모두 cold box 상단에 매달린 상태로 있다. 모든 배관은 자동용접을 적용하고 Cajon VCR 타입을 사용하여 누설을 최소로 줄 였다.
- 본 연구에서는 액상촉매교환공정의 복합공정 실증과 운전절차 보완 및 신뢰성 확보를 위해 초 저온증류설비를 보조설비로 설치하게 되었다. 본 설비의 운전경험을 통해 월성 TRF 설계의 적합 성 분석.평가를 위한 전산프로그램 개발 및 검증 에 활용할 계획이다.
- 본 설비의 평형장치는 백금촉매를 담지한 활 성탄을 사용하여 상온에서 반응하도록 하였다. 수소동위원소의 반응은 가역반응으로 원하는 성 분의 조성이 최소로 되는 지점을 예측하여 평형 장치를 설치/운전하는 기술이 필요하다〔7〕.
- 본 연구에서는 액상촉매교환공정의 복합공정 실증과 운전절차 보완 및 신뢰성 확보를 위해 초 저온증류설비를 보조설비로 설치하게 되었다. 본 설비의 운전경험을 통해 월성 TRF 설계의 적합 성 분석.
- 5m이며 직경은 4cm이다. 실리 콘 다이오드 방식의 온도센서를 설치하였고, 탑 상부와 탑하부 그리고 재비기 하부의 압력차를 측정하기 위해 차압계를 설치하였으며, 이를 통해 재비기내 액체수소량 추정할 수 있도록 하였다. 안전성을 확보하기 위해 증류탑 응축기 상부 는 팽창 탱크로 직접 연결된 배관이 있으며, 초 저온 유지 불가 혹은 열침입에 의한 수소 기화에 의한 초저온증류탑 가압시 폭발을 방지하도록 되 어있다.
- 따라서 초저온냉매공급계통은 액체 질소 공급장치와, 헬륨냉매 공급장치로 구분할 수 있다. 액체질소 공급계통은 액체질소 흡착탑, cold box의 상단 액체질소조 및 cold jacket의 액체질소가 일정 수위 이하로 낮아지면 액체 질 소가 공급되도록 하였다. 액체질소공급은 외부에 설치된 액체질소 탱크로부터 이루어지며, 액체질 소 수위 제어기와 솔레노이드 밸브에 의해 제어 된다.
- 월성 TRF 공정실증용 파일롯 플랜트의 수소 동위원소 농축을 위해 초저온증류공정을 적용하였다. 본 초저온증류설비는 국산소수성 촉매를 적용한 액상촉매교환공정의 복합공정 실증을 위한 보조설비로 운전경험을 통해 월성 TRF의 설 계지원, 운전절차보완 및 운전원 교육 및 시뮬레 이터개발 등에 활용할 계획이다.
대상 데이터
- 이 중 전력연구원에서는 액 상촉매교환공정과 초저온증류공정을 주요 공정으 로 하는 파일롯 플랜트를 설치하였다. 본 설비는 Fig. 1에서 보듯이 액상촉매교환반응계통, 기체 순환계 통, 초저온증류계통, 초저 온냉매공급계 통, 계측.제어계통의 5개 주요 계통으로 이루어져 있다.
- 수소/중수소 혼합기체 저장을 위하여 2개의 저장탱크를 설치하였으며, metal bellows pump구동에 의한 펄스를 없애기 위해 완충탱크 를 2개 설치하였다. 또한 계통내 수소 재고량에 해당되는 팽창탱크를 설치하여 안전성을 높였다.
- 수소이송장치는 불순물 침입이 없고 외부와 접촉이 없는 2개의 metal bellows pump를 사용하였다. 각각의 용량은 50 mole/hr 와 32 mole/hr이다.
- 수소기체내에 존재하는 불순물 기체를 초저온 증류탑으로 유입되기 전에 제거하기 위해 액체질 소 흡착탑을 설치하였다. 액체질소 흡착탑은 외 부는 진공자켓으로 되어 있으며, 내부에 액체질 소조와 열교환기 및 흡착탑이 있으며, 흡착재로 는 molecualr sieve 5A를 사용하였다.
- 각각의 용량은 50 mole/hr 와 32 mole/hr이다. 운전초기 수소공급과 수소/중수소 평형반응을 위한 순환운전을 위해 압축공기 구동 방식의 가스부스터를 사용하였다.
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