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한국가스학회지

JOURNAL OF THE KOREAN INSTITUTE FOR GAS

  • : 한국가스학회
  • : 공학분야  >  자원공학
  • : KCI등재
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  • : 격월
  • : 1226-8402
  • : 2713-6922
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수록정보
수록범위 : 1권1호(1997)~17권2호(2013) |수록논문 수 : 704
한국가스학회지
17권2호(2013년 04월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1연구논문 : 지반 침하를 고려한 도시가스 입상배관의 응력평가

저자 : 길성희 ( Seong Hee Ki1 ) , 김병덕 ( Byung Duk Kim ) , 권정락 ( Jeong Rock Kwon ) , 윤기봉 ( Kee Bong Yoon )

발행기관 : 한국가스학회 간행물 : 한국가스학회지 17권 2호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 1-8 (8 pages)

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본 연구에서는 공동주택의 외벽에 설치되어 있는 도시가스 입상배관이 지반 침하에 의해 손상된 사례를 약 120여건 조사하였다. 조사결과 약 100㎜-200㎜ 지반 침하가 발생 한 것으로 확인되었으며 지반 침하로 인하여 배관이 절단되어 가스가 누출될 정도로 배관이 손상된 사례도 있었는데 이때 절단된 배관 사이의 간격이 약 50㎜이상 되었다. 지반 침하에 의한 배관의 침하량을 측정하기 위한 장치를 설계 및 제작하여 실제 공동주택에 설치한 후 약5개월 동안 배관의 침하량을 측정한 결과 약 l.3㎜ 정도 배관이 침하되었음을 확인하였다. 현장 측정 결과를 토대로 현장 상황을 모사한 이론적 배관응력평가를 실시하였다. 그리고 지반 침하가 발생한 경우 가스 입상 배관 전단부에 설치 가능한 신축홉수방법홀 검토하고 신축홉수방법을 설치한 경우를 고려하여 가스 입상 배관의 안전성을 평가하였다.


In this study, 120 cases of damage due to ground subsidence of city gas pipeline which is hanging on apartment outer wall were investigated. From the survey results, it was determined to be approximately 100m-200mm ground subsidence occurred and at severe damage, pipeline was cut and the gap was about 50mm between two cut pipeline. Device for measuring the amount of deformation of standing gas pipeline was designed and fabricated. And installed it on apartment outer wall for measuring the deformation due to ground subsidence, after 5 months measurement the amount of ground subsidence was measured to 1.3mm. Stress assessment was conducted based on results ground subsidence occurred on standing gas pipeline.

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2연구논문 : 고갈가스전의 전환 시 쿠션가스와 가스재생산율과의 관계 분석

저자 : 한정민 ( Jeongmin Han ) , 김주형 ( Joohyung Kim ) , 성원모 ( Wonmo Sung )

발행기관 : 한국가스학회 간행물 : 한국가스학회지 17권 2호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 9-20 (12 pages)

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고갈가스전은 저류충을 개발할 당시 충분한 탄성파 탐사 및 시추 둥을 수행하기 때문에 지질구조와 저류충의 물성 등의 파악이 완료된 상태이므로 가스저장전으로의 전환이 용이하다. 이러한 고갈가스전을 가스저장전으로 전환 시 저류충의 압력을 유지하기 위한 쿠션가스는 재생산을 위해 주입된 위킹가스의 재생산율에 영향을 미친다. 본 연구에서는 쿠션가스와 가스재생산율과의 관계 및 재생산사이클에 따른 적정 쿠션가스의 양을 분석하기 위해 가스저장전의 주입 및 재생산에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 주입 및 재생산사이클은5개월 주입5개월 생산, 7개월 주입 3개월 생산 두 가지 경우에 대한 분석을 수행하였다. 본 시스템을 대상으로 수행한 분석결과, 5개월 주입5개월 생산사이클의 경우 최소 10개의 생산정으로 50%의 쿠션가스를 유지해야 안정적인 생산이 가능하였고. 7개월 주입3개월 생산 사이클의 경우 l2개의 생산정으로 60%의 쿠션가스를 유지해야 안정적인 재생산이 가능한 것으로 산출되었다.


Depleted gas reservoir has been already explored and its geologic data, along with its reservoir properties, are already known through seismic exploration and drilling. Therefore it would be less difficult to develope a gas storage from depleted gas reservoir. Cushion gas which remains in the reservoir to maintain pressure affects withdrawal rate of working gas in underground gas storage. In this study, we attempted to investigate the relationship between cushion gas and withdrawal rate using a commercial simulator. From the analyses of the results, it is found that the minimum limit for a cycle of 5-month injection and 5-month withdrawal is 10 wells with 50% cushion gas, and 12 wells with 60% cushion gas for a cycle of 7-month injection and 3-month withdrawal.

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3연구논문 : nol고 n-Octane 혼합물의 최소자연발화온도의 예측

저자 : 하동명 ( Dong Myeong Ha )

발행기관 : 한국가스학회 간행물 : 한국가스학회지 17권 2호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 21-27 (7 pages)

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화재 및 폭발 방호를 위해서 문헌에서의 최소자연발화온도 값을 사용하는 것이 일반적이다. 본 연구에서, n-Propanol+n-Octane 계의 최소자연발화온도는 ASTM E659 장치를 이용하여 발화지연시간으로부터 측정하였다. 2성분계를 구성하는 n-Propanol과n-Octane의 측정된 최소자연발화온도는 각각435℃와218℃ 였다. 그리고 두 개의 2성분계에서 측정된 발화지연시간은 제시된 식에 의한 예측된 발화지연시간과 적은 평균절대오차에서 일치하였다.


The lowest values of the AITs(Autoignition temperatures) in the literature were normally used fire and explosion protection. In this study, the AITs of n-Propanol+n-Octane system were measured from ignition delay time(time lag) by using ASTM E659 apparatus. The AlTs of n-Propanol and n-Octane which constituted binary systems were 435C and 2l8U, respectively. The experimental ignition delay time of n-Propanol+n-Octane system were a good agreement with the calculated ignition delay time by the proposed equations with a few A.A.D.(average absolute deviation).

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4연구논문 : 복합 유해 가스 센서 기반의 조기 경보 시스템을 위한 재난 전조 감시 기준에 관한 연구

저자 : 한규상 ( Kyusang Han ) , 박소순 ( Sosoon Park ) , 윤인섭 ( En Sup Yoon )

발행기관 : 한국가스학회 간행물 : 한국가스학회지 17권 2호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 28-35 (8 pages)

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대도시 내에 밀집하여 중가하고 있는 대형 복합 건축물은 그 규모와 복잡성으로 인해 유해가스관련 사고발생시 대형 재난으로의 확대 가능성이 상존한다. 이에 대한 대응책으로, 다종의 유해가스를 감지 하는 복합 가스센서와 이로부터 수집한 정보를 활용한 조기 경보 시스템이 연구되고 있다. 이와 같은 센서 기반 재난 전조 감시 시스템의 효과적인 적용과 운영을 위해서는 적합한 기준이 먼저 마련되어야 한다. 본 연구에서는 유해가스의 감지와 조기 경보 발령을 위한 경보 기준 농도를 제시하고, 각 경보 단계별로 대응 활동과 정보 전파 등 재난 대응 체계를 제안하였다. 재난 감시 기준을 통해 유해가스 관련사고 발생 시 조기에 위험을 감지하여 사고의 경과에 따라 효과 적인 대응을 이끌어 낼 수 있다.


The number of large and complex buildings is growing and they are usually concentrated in metropolitan cities. There is a possibility in such buildings that a small accident can expand to a massive disaster since their scale and complexity. To deal with this issue, a research on gas sensors which can detect multiple gases and early-warning systems has been conducted. Proper criteria or standards are necessary for effective application and operation of such sensor-based disaster monitoring system. In this study, we have proposed the alarm criteria of concentration of hazardous gases for the detection and the alarm release. For each alarm level, systematic disaster response plans consist of responsive actions and information delivery have been prepared. These disaster monitoring criteria can help the detection of hazardous gas-related disaster in the early stage of accident and the provision of appropriate emergency responses.

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5연구논문 : 석탄층내 CH₄과 CO2의 흡착거동에 의한 ECBM 효율성 분석

저자 : 김기홍 ( Kihong Kim ) , 성원모 ( Wonmo Sung ) , 한정민 ( Jeongmin Han )

발행기관 : 한국가스학회 간행물 : 한국가스학회지 17권 2호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 36-43 (8 pages)

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CO₂주입에 의한 석탄층 가스생산거동을 평가하기 위해서는 석탄에 대한CH과 CO₂의 가스흡착거동을 파악하는것이 중요하다. 본 연구에서는CO₂희수중진공법이 가능한 석탄층 심도내 압력과 온도가 흡착량에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 이름 위해서 압력은 상압에서 1400psia의 범위까지, 온도는 15℃에서 45℃까지 10℃간격으로 흡착량 실험을 수행하였다. 그 결과, CO₂와CH₄모두 탄층 압력이 커질수록 흡착량이 증가하는 반면에, 온도가 증가할수록CO₂와CH₄의 흡착량은 일정한 비율로 감소하는 것으로 나타났다. 또한 심도800m 이하의 범위내에서는 심도가 깊어질수록 CO₂격리량 및 CH₄생산량은 증가하지만, 심도에 대한 증가폭은 지속적으로 감소 됨을 확인함 수 있었다.


In order to asses gas production behavior for CO₂ECBM, the sorption charcteristies on coal are considered to be a key factor. In this study, we have investigated the change of the sorption rate of adsorbed gas as a function of pressure and temperature below the appropriate depth for CO₂-ECBM. The experiment were carried out under four different temperatures varying from 15℃ to 45℃, while the coal pressure was varied from atmosphere to 1,400 psi for every temperature. From this results, the sorption rate both CO₂and CH₄increased with increasing the coal pressure. Otherwise, the sorption rate both CH₄and CO₂decreased linearly as the coal temperature increased. From the sensitivity studies on pressure and temperature change, it was experimentally identified that CO₂sequestration rate and CH₄production rate are better at deeper depths below a depth of 800 m in coal seams. However, the results showed continued decline in the increasing ratio of ECBM with formation depth.

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6연구논문 : 고압 매몰 천연가스 배관 누출사고 피해해석에 관한 연구

저자 : 이승국 ( Seung Kuk Lee ) , 신헌용 ( Hun Yong Shin )

발행기관 : 한국가스학회 간행물 : 한국가스학회지 17권 2호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 44-49 (6 pages)

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천연가스의 사용량이 날로 증가됨에 따라 고용량의 가스를 운송하기 위해 고압배관의 설치·운영이 불가피하고 이에 따라 고압의 매몰 천연가스배관에서 다양한 원인에 의한 결함발생시대규모 누출로 이어지면 높은 압력의 가스 방출에 따른 대기 중 확산 그리고 점화원에 의한 화재·폭발로 인하여 큰 피해가 발생할 수 있다. 이 연구에서는 고압의 매몰 천연가스배관에서 결함 발생 시 매몰된 배관에서의 가스 누출 거동 분석과 가스 화산 및 지연 점화에 따른 플래시화재의 피해 거리를 예측하여, 사고 영향을 감소할 수 있도록 대피거리의 산정 등에 의한 비상 조치계획을 세워 안전관리 활동에 도움이 되고자 한다.


Due to rapid rise of consuming rate for natural gas, installation and operation of high pressure natural gas pipeline is inevitable for high rate of gas transportation. Accordingly incidents on the underground high pressure natural gas pipeline come from various reasons will lead to massive release of natural gas and gas dispersion in the air. Further, fire and explosion from ignition of released gas may cause large damage. This study is for release rate, dispersion and flash fire of natural gas to establish a safety management system, setting emergency plan and safety distance.

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7연구논문 : 부생가스 연료배관의 설계변경에 따른 안전성 평가

저자 : 윤기봉 ( Kee Bong Yoon ) , 응웬반장 ( Nguyen Van Giang ) , 위엔두안선 ( Nguyen Tuan Son ) , 정성용 ( Seong Yong Jeong ) , 이주영 ( Joo Young Lee ) , 김지윤 ( Ji Yoon Kim )

발행기관 : 한국가스학회 간행물 : 한국가스학회지 17권 2호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 50-58 (9 pages)

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공정플랜트에는 다양한 배관이 고압, 고온의 인화성, 폭발성 물질을 이송하고 있다. 잦은 설계 변경 및 증설 등으로 복잡한 형상으로 배관이 형성되어 있는 경우가 많으나 배관의 구조가 단순하여 실제 위험성에 비해 안전 관리가 부족한 경우가 많다. 본 연구에서는 국내 한 업체에서 부생가스를 연료로 사용하던 배관을 설계 변경하여 천연가스와 혼합하여 사용하도록 사례를 활용하여, 배관의 안전성을 평가하는 방법을 예시하였다. 배관의 설계 변경 후 안전성을ASME 기준에 따라 재평가하고, 배관의 주요 관리부위를 결정하는 방법을 제시하였다. 배관의 분기 및 루프 등이 다수 복잡하게 연결되어있는 가스혼합용 믹싱드럼 배관 시스템을 대상으로 해석하였다. 배관의 주요부위 응력 민감도를 이해하기 위해 배관의 지지대 구속조건 및 외부 온도를 변화시켜 가면서 이들의 영향을 연구하였다. 또한 부생가스가 포함하고 있는 수소가스에 의한 손상 가능성에 대해서도 논의하였다.


Various process piping usually carries out high flammable and explosible gas under high pressure and high temperature. Due to frequent change of design and structure it becomes more complicated and compactly located. The safety management level is relatively low since it is considered as simply designed component. In this study a safety assessment procedure is proposed for complicated piping system around a mixing drum in which natural gas and by-product gases were mixed. According to ASME code, pipe stress analysis was conducted for determining design margin at some key locations of the piping. These high stress locations can be used as major inspection points for managing the pipe integrity. Sensitivity analysis with outside temperature of the pipe and support constraint condition. Possible effect of hydroen gas to the pipe steel during the previous use of the by-product gas was also discussed.

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8연구논문 : 인공신경망 시뮬레이터를 이용한 가스전 생산정 위치선정 연구

저자 : 한동권 ( Dong Kwon Han ) , 강일오 ( Il Oh Kang ) , 권순일 ( Bun Il Kwon )

발행기관 : 한국가스학회 간행물 : 한국가스학회지 17권 2호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 59-69 (11 pages)

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본 연구에서는 가스전의 추가 생산정 위치선정을 위해 고속의 연산이 가능한 인공신경망을 이용하여 저류 전산시뮬레이터를 개발하였다. 입출력자료와 알고리즘을 설계하였으며, 개발한 시뮬레이터를 이용하여 가스전의 추가 생산정 위치선정을 위한 연구를 수행하였다. 입력값은 생산시간, 생산정간 상관관계, 추가 생산정 위치좌표, 생산성 잠재력, 함수적 연관관계, 저류층 압력으로 구성하였으며, 출력값은 생산량과 함께 공저압력을 동시에 사용하였다. 20가지의 생 산정 위치 시나리오에 대해 학습을 수행한 결과, 생산량의 상관계수 값은 0.99, 공저압력은0.98로 상관관계가 매우 높은 것으로 확인되어 인공신경망 시뮬레이터의 타당성이 검증되었다. 가스전에서 최대공급계약량유지시점을 산출함으로써 생산정 위치에 따른 생산성을 분석하였다. 그 결과 시나리오C-l이 최대공급계약량 유지기간이 가장 짧았으며, 시나리오 A-l이 가장 오랫동안 유지시킬 수 있는 것으로 산출되었다. 결론적으로, 시나리오A가 생산성에 영향을 받는 인자를 포함한 시나리오B, C보다 최대2l% 더 최대공급계약량을 유지시킬 수 있는 것으로 확인되었다. 따라서 생산성에 영향을 미치는 요소를 종합적으로 고려하여 생산정의 위치를 선정해야 생산량을 극대화 할 수 있다. 본 인공신경망 시뮬레이터를 이용 시 생산기간동안 생산량과 공저압력 변화를 동시에 비교 분석하는 것이 가능하여 다양한 최적화 모델에 전위모델로 사용하는 것이 가능하다.


This study presents development of the ANN simulator for well placement of infill drilling in gas fields. The input data of the ANN simulator includes the production time, well location, all inter well distances, boundary inter well distance, infill well position, productivity potential, functional links, reservoir pressure. The output data includes the bottomhole pressure in addition to the production rate. Thus, it is possible to calculate the productivity and bottomhole pressure during production period simultaneously, and it is expected that this model could replace conventional simulators. Training for the 20 well placement scenarios was conducted. As a result, it was found that accuracy of ANN simulator was high as the coefficient of correlation for production rate was 0.99 and the bottomhole pressure 0.98 respectively. From the resultes, the validity of the ANN simulator has been verified. The term, which could produce Maximum Daily Quantity (MDQ) at the gas field and the productivity according to the well location was analyzed. As a result, the MDQ could be maintained for a short lime in scenario C-1, which has the three infill wells nearby aquifer boundary, and a long time in scenario A-1. In conclusion, it was found that scenario A maintained the MDQ up to 21% more than those of scenarios B and C which include parameters that might affect the productivity. Thus, the production rate can be maximized by selecting the location of production wells in comprehensive consideration of parameters that may affect the productivity. Also, because the developed ANN simulator could calculate both production rate and bottomhole pressure, respectively, it could be used as the forward simulator in a various inverse model.

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9연구논문 : 화력발전소 주증기배관에서 밸브 차단에 따른 수증기 충격 특성에 관한 연구

저자 : 하지수 ( Ji Soon Ha ) , 이부윤 ( Boo Youn Lee )

발행기관 : 한국가스학회 간행물 : 한국가스학회지 17권 2호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 70-77 (8 pages)

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본 연구는 화력발전소 최종과열기에서 고압터빈 사이 배관과 고압터빈을 지난 곳에 있는 체크밸브와 1차 재열 기 사이 배관을 포함한 수증기 배관시스템에서 터빈의 급작스런 사고로 인해 터빈으로 들어가는 수증기를 차단 할 때 발생하는 수증기 충격이 배관시스템에 미치는 영향을 분석하는 연구이다. 이를 위해서 수격현상 해석에 많이 사용하는 Flowmaster 소프트웨어로 배관시스템을 모뎀링하고 시간 변화에 따라 배관 내부의 압력, 질량유량률의 특성을 파악하였다. 이러한 특성으로부터 수증기 충격이 주로 영향을 미치는 곡관에서 수증기 충격에 의한 힘을 도출하였다. 본 연구를 통해서 수증기 충격은 주증기 차단 밸브 직전의 곡관과 체크밸브 이후에 바이패스 배관과 연결되는 곡관에서 수증기 충격에 의한 힘이 가장 크게 나타남을 밝혀냈다. 본 연구에서는 이렇게 도출한 힘의 기본 자료를 이용하여 차후 연구에서 화력발전소 수증기 배관시스템의 수증기 충격 시 곡관과 지지대의 안전 성을 진단하는 토대를 구축하였다


The present study has been carried out to analyze the effect of steam hammering on the steam piping system including the final superheater, the high pressure turbine, check valve and the first reheater by sudden sloping of main stop valve in a power plant. For the present steam hammering analysis, the well known Flowmaster software has been used to model the steam piping system and the time dependent characteristics of pressure and steam mass flow rate has been conducted. Using the result of the unsteady pressure and steam mass flow rate, the forces acting on the elbows in the piping system has been derived. From the present analysis, it has been elucidated that the elbow just before the main stop valve and the elbow near the connection pipe between bypass pipe and check valve had the largest force among the elbows in the steam piping system. The structural safety diagnostics study on the elbow and the supporting structures of the steam piping system of a power plant will he conducted in the future by the present results of the forces acting on the elbow.

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10연구논문 : 수증기 개질 반응로에 대한 열유동 해석

저자 : 한정옥 ( Jeong Ok Han ) , 이중성 ( Joong Seong Lee ) , 이영철 ( Yeong Cheol Lee ) , 홍성호 ( Seong Ho Hong ) , 홍성국 ( Sung Kook Hong ) , 동상근 ( Sang Keun Dong )

발행기관 : 한국가스학회 간행물 : 한국가스학회지 17권 2호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 78-84 (7 pages)

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수증기 개질 반응로 설계를 위해 수증기 개질 반응로에 대한 열유동 해석을 수행하였다. 6개의 이중관형 개질 기 튜브들과 l개의 버너로 구성된 반응로에 대해 개질반응과 열유동 해석을 연계하여 수치계산을 수행하였다 버너 형상변화에 따른 반응로 내에서의 유동구조를 계산하여 버너 형상을 선택 하였다. 개질반응 통합해석 결과, 반응로 상하단내에서 온도구배가 크게 나타났으며 개질기 튜브 내의 조성 변화도 반응로 온도분포의 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 운전조건인 SCR 및 GHSV 변동에 따른 개질 반응특성이 변화함을 확인할 수 있었다.


A numerical study on the heat and fluid flow has carried out for the design of the steam reforming reactor which consists of six reforming tubes and one burner. Reforming reaction calculation is coupled with the heat and fluid flow one. The burner type in the reforming reactor is chosen through the fluid flow calculation according to different type of burner structure. It is shown that the significant temperature gradient exists in the reforming reactor, affecting the component variation along the length of reforming tube. The component ratio of reforming gas is changed by the variation of SCR and GHSV.

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