초록 ▼

● 컴팩트 열교환기 단위 열전판은 100 x 100 mm 크기로 이론밀도에 98%이상의 치밀도를 가지도록 제작
● 설계 / 제작 / 모사는 100 x 100 x 60 mm 크기의 평판형 세라믹 열교환기 mock-up의 제작 및 온도차에 따른 온도구배 및 응력분포 해석
● 장기 부식시험을 통한 건전성 분석은 황산 분위기에서 목표 평가일인 150일 보다50일 이상 시험을 수행하여 초기의 부식이 100일 이상이 되면 포화되어 장기간 건전한 상태가 유지되리라 판단됨. 아울러 황산에 절대 부식량도 매우 적음을 확인
● 100

● 컴팩트 열교환기 단위 열전판은 100 x 100 mm 크기로 이론밀도에 98%이상의 치밀도를 가지도록 제작
● 설계 / 제작 / 모사는 100 x 100 x 60 mm 크기의 평판형 세라믹 열교환기 mock-up의 제작 및 온도차에 따른 온도구배 및 응력분포 해석
● 장기 부식시험을 통한 건전성 분석은 황산 분위기에서 목표 평가일인 150일 보다50일 이상 시험을 수행하여 초기의 부식이 100일 이상이 되면 포화되어 장기간 건전한 상태가 유지되리라 판단됨. 아울러 황산에 절대 부식량도 매우 적음을 확인
● 100 x 100 x 60 mm 크기의 평판형 세라믹 열교환기 mock-up의 제작을 위한 상세 설계도를 확보
● 소결체 간에 나노분말과 고온가압기술을 이용한 접합기술 확보 및 급힘강도 특성평가 결과 접합면보다는 모재에서 파단이 발생하여 건전한 접합이 되었음.

Abstract ▼

Based on our own ceramic fabrication technologies, the development of SiC based materials and the fabrication of the sub-scale mock-up were carried out by developing the following technologies for a high temperature ceramic process heat exchanger and an intermediate heat exchanger, which will be app

Based on our own ceramic fabrication technologies, the development of SiC based materials and the fabrication of the sub-scale mock-up were carried out by developing the following technologies for a high temperature ceramic process heat exchanger and an intermediate heat exchanger, which will be applied in the operating temperature ranges of 400-900oC ;
- Optimum fabrication technologies for high temperature compact heat exchanger
- Design, machining and bonding of heat exchanger unit cell
- Analysis of corrosion and long term degradation behaviors of SiC based ceramics in a high temperature sulfuric acid atmosphere
- Analysis and simulation of heat transfer and stress distribution of a heat exchanger mock-up

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 9
• 목차 ... 12
• 표목차 ... 14
• 그림목차 ... 14
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 17
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 19
• 1. 기술적 측면 ... 19
• 2. 경제적 측면 ... 19
• 3. 사회적 측면 ... 20
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제 1 절 현재까지의 연구개발 현황과 기술수준 ... 21
• 제 2 절 기술개발의 전망 ... 22
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 24
• 제 1 절 연구개발 수행 목표 및 내용 ... 24
• 제 2 절 탄화규소계 세라믹스 블록형 열교환기 제조공정개발 ... 26
• 1. 블록형 열교환기에 적용할 탄화규소 선정평가 및 가공성 분석 ... 26
• 가. 탄화규소계 세라믹스재료 최적 제조공정 연구 ... 26
• 나. 후보소재의 기계적 특성 평가 ... 29
• 다. 가공성 특성 평가 ... 32
• 라. Sub-scale 모의 시제품 설계 및 블록형 열교환기 시작품 제작 ... 33
• 제 3 절 탄화규소계 세라믹스 컴팩트형 열교환기 제조공정개발 ... 34
• 1. 고온 컴팩트형 열교환기 세라믹스 소재개발 ... 34
• 가. 열전판 특성시편 및 시제품 상세 제조 방법 ... 34
• 나. 접합 방법에 따른 전단 굽힘강도 ... 34
• 다. 각 접합공정별 접합 형상 ... 35
• 라. 열전판 모듈 각 부분 성형체 형상 및 반응 소결체 ... 37
• 2. 단위 열전판 설계, 가공기술 및 동종접합기술 개발 ... 38
• 가. 단위 열전판 설계 및 가공기술 ... 38
• 3. 고온 황산 부식성 및 장수명 건전성 분석기술 ... 39
• 가. 접합소재의 열적특성 평가 ... 39
• 나. 접합소재의 부식특성 평가 ... 40
• 다. 접합소재의 기계적 특성평가 ... 42
• 4. 열전달 및 열응력 시뮬레이션 분석기술 ... 43
• 가. RBSC 열교환기 모듈 - 블럭형의 열온도 분포해석 ... 43
• (1) 열교환기 모델 및 유한요소 해석 ... 44
• (2) Analysis Summary ... 44
• (3) 도입된 경계 조건 ... 45
• (4) 온도조건 (고온) ... 46
• (5) 온도조건 (저온) ... 47
• 나. RBSC 열교환기 모듈-블럭형의 열응력 분포해석 ... 48
• (1) 경계조건의 설정 ... 48
• (2) 열전달로 인한 열교환기의 변형량 ... 50
• 3. 주요부분의 각각의 온도조건에 따른 열응력 ... 51
• 다. RBSC 평판형(컴팩트형) 열교환기 모듈의 열전달 및 열응력 해석 ... 56
• (1) 열교환기 모델 및 유한요소 해석 ... 56
• (2) 해석 결과 ... 63
• 제 4 절 컴팩트 열교환기 단위셀 설계제작 및 plate 정합기술 ... 73
• 1. 컴팩트 열교환기 단위 셀 제조공정개발 ... 73
• 2. 단위 셀 접합기술 개발 ... 79
• 3. 취성 소재의 인성 증진 방향 ... 80
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 81
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 83
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 85
• 제 7 장 참고문헌 ... 86