초록

III. 연구개발의 내용 및 범위
당해년도에는 수소 액화시스템의 공정설계 기술을 개발하고, 열교환기, 콜드박스, 터보팽창기 등 액화시스템용 핵심 요소기계의 상세 설계기술을 개발한다. 수소 누출 현상 메커니즘 해석, 수소 누출량 평가를 통하여 수소 확산 및 피해범위를 예측하고, 수소 감지/차단 기계 설계요건을 분석한다.

Abstract ▼

A small-scale hydrogen liquefaction cycle is designed on the basis of Linde-Hampson liquefaction cycle. Hydrogen is precooled by liquid nitrogen and refrigerated afterwards in a secondary refrigeration system. Low pressure neon refrigeration system and cryogenic heat exchanger is developed and teste

A small-scale hydrogen liquefaction cycle is designed on the basis of Linde-Hampson liquefaction cycle. Hydrogen is precooled by liquid nitrogen and refrigerated afterwards in a secondary refrigeration system. Low pressure neon refrigeration system and cryogenic heat exchanger is developed and tested. For the turboexpander, the radial type is chosen based on mass flow rate. According to basic analysis, the design proves to work well in expansion ratio from 2 to 8 and rotating rpm from 160,000 to 240,000. Moreover, The hydrogen release mechanism is analyzed and the consequence analysis due to radiation incident flux is performed in the case of the pool fire and jet fire. In order to analyze liquid spreading with vaporization, a semi-analytical solution for both instantaneous and continuous release using perturbation techniques is presented.
Design for hydrogen liquefaction cycle and its core components shares basic core technology with other energy plants. Therefore, this project will contribute to reinforcing the competence of domestic companies in the global market. The results may be utilized for developing large-scale liquefaction plants for hydrogen, helium, or nitrogen, as well as designing cryogenic components in other plants. Moreover, the risk based design examining every possible hazards that may arise during the operation is also applicable to the safety diagnosis and safety design of other plant design and operations.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 8
• 제2절 연구개발의 목표 및 내용 ... 9
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제1절 국내외 기술 동향 ... 10
• 제2절 현기술 상태의 취약성 ... 12
• 제3절 앞으로의 전망 ... 12
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13
• 제1절 Pilot급 수소액화시스템 설계 ... 13
• 제2절 네온 냉각시스템 설계 및 제작 ... 17
• 제3절 수소 액화용 터보 팽창기 개발 ... 23
• 제4절 수소 액화 플랜트 안전/신뢰성 핵심기술 개발 ... 34
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 50
• 1. 목표달성도 ... 50
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 50
• 3. 연구성과 ... 51
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 51
• 제6장 참고문헌 ... 52