Performance Analysis on the Multi Stage Reheater Regeneration Cycle for Ocean Geothermal Power Generation

In order to study the improvement of the multi stage regeneration cycles, muti-stage processes were applied to the cycles, respectively or together. The kinds of the cycles are multi stage reheater cycle (MS) and multi stage reheater regeneration cycle (MSR). Working fluid used was R134a and R245fa. Temperature of the heat source was $65^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, and $85^{\circ}C$, and temperature of the heat sink was $5^{\circ}C$. Optimization simulation was conducted for improving the gross power and efficiency with multi stage reheater regeneration cycle for ocean thermal energy conversion(OTEC) with changing of a heat source, kind of the working fluid, and type of the cycle. Performance analysis of the various components was simulated by using the Aspen HYSYS for analysis of the thermodynamic cycle. R245fa shows better performance than R134a. This paper showed the most suitable working fluid with changing of a heat source and the kinds of working cycle. Compared to each other, MS showed better performance at gross power and MSR showed higher cycle efficiency.

해양지열발전용 다단재열재생사이클 성능해석

지열수를 온열원으로 사용하고, 해양심층수를 열침으로 사용하는 바이너리(binary) 지열 발전시스템은 기존 지열 발전시스템의 효율을 증대하기 위한 재열과정과 터빈출력을 향상시키기 위한 다단과정을 각각 또는 복합적으로 적용하여 다단재열재생사이클의 성능개선을 검토하였다. 사이클종류는 다단재열사이클(Multi Stage reheater cycle; MS), 다단재열재생사이클(Multi stage reheater regeneration cycle; MSR)이 있다. 작동유체는 R134a, R245fa를 적용하였으며 온열원의 온도가 $65^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, $85^{\circ}C$ 열침은 $5^{\circ}C$를 적용하여 기본해석을 수행하였다. 본 논문에서는 온열원변화, 작동유체의 종류, 사이클의 종류에 따른 해양지열발전용 다단재열재생사이클의 출력 및 효율을 높이기 위한 해석을 수행하였다. 이를 열역학적 사이클로 모사하기 위한 상용 프로그램인 Aspen HYSYS(V8.0)를 이용하여 해석을 진행 하였다. 작동유체는 R245fa가 R134a보다 우수한 성능을 보였으며, 온열원의 변화와 각각의 사이클 종류에 따라 적절한 작동유체가 있음을 확인 할 수 있었다. 사이클의 출력 및 효율은 각각 MS사이클과 MSR사이클에서 좋은 성능을 나타냈다.