• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.9-16
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• 2010

In the power generation industry, various efforts are needed to cope with tightening regulation on carbon dioxide emission. Integrated gasification combined cycle (IGCC) is a relatively environmentally friendly power generation method using coal. Moreover, pre-combustion $CO_2$ capture is possible in the IGCC system. Therefore, much effort is being made to develop advanced IGCC systems. However, removal of $CO_2$ prior to the gas turbine may affect the system performance and operation because the fuel flow, which is supplied to the gas turbine, is reduced in comparison with normal IGCC plants. This study predicts, through a parametric analysis, system performances of both an IGCC plant using normal syngas and a plant with $CO_2$ capture. Performance characteristics are compared and influence of $CO_2$ capture is discussed. By removing $CO_2$ from the syngas, the heating value of the fuel increases, and thus the required fuel flow to the gas turbine is reduced. The resulting reduction in turbine flow lowers the compressor pressure ratio, which alleviates the compressor surge problem. The performance of the bottoming cycle is not influenced much.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.44-44
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• 2006

• 한국가스학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-7
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• 2010

본 논문은 암모니아-이산화탄소용 이원 냉동시스템의 작동변수에 대한 최적의 설계자료를 제공하고자 이원 냉동시스템의 사이클 성능을 분석하였다. 작동변수로는 암모니아용 고온사이클과 이산화탄소용 저온사이클내의 과냉각도와 과열도, 압축기효율, 응축과 증발온도이다. 이에 대한 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 이원 냉동사이클의 과냉도가 증가할수록 COP는 증가하는 반면 과열도가 증가할수록 COP는 감소하는 것을 알 수 있다. 이원 냉동사이클의 응축온도가 증가할수록 이원 냉동사이클의 COP는 증가하는 반면 증발온도가 증가할수록 COP가 감소함을 알 수 있다. 또한, 이원 냉동사이클의 압축효율이 증가할수록 COP가 증가한다. 따라서, 과열도, 과냉각도, 압축효율, 증발온도, 응축온도 등의 인자들이 R717과 R744용 이원 냉동사이클의 COP에 영향을 미친다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.3722-3730
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• 2015

하수 처리용으로 사용되는 소형 원심 압축기의 베인 없는 디퓨져와 볼류트 케이싱의 성능 개선을 수행하였다. 기존의 두 모델은 임펠러가 동일하나, 베인 없는 디퓨져의 폭과 길이 및 볼류트 케이싱의 형상은 서로 다르다. 기존 모델에 대한 실험과 유동해석 결과를 바탕으로 베인 없는 디퓨져와 볼류트 케이싱의 설계를 변경하였다. 세 모델에 대한 연구 결과로부터, 볼류트 케이싱의 단면적 및 입구 반경 길이는 볼류트 혀와 베인 없는 디퓨져 및 임펠러와의 상호작용 강도에 영향을 주었고, 시스템 손실량에 변화를 나타내었다. 베인 없는 디퓨져 폭이 감소하면 임펠러의 효율은 증가했지만 디퓨져에서의 손실도 증가하였다. 결과적으로 개선된 모델의 효율이 설계 점에서 기존 대비 약 2.88%p 향상된 것이 유동해석 결과로 확인되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.71.2-71.2
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• 2011

300MW 급 태안 IGCC 가스화 플랜트 및 기존 발전소에 CCS 를 설치할 경우에 대해 기술 타당성 검증을 목적으로 CCS 모델링을 수행하였다. CCS Case Studies 는 플랜트 운전부하에 따른 $CO_2$ 제거율, $H_2S$ 제거율, 소모동력 범위 등 플랜트 성능을 예측할 수 있다. Case Studies 결과를 활용하여 설계된 CCS 설비 용량이 운전범위에 적합한지를 판단할 수 있고 과잉 설계되었을 경우 플랜트 건설비를 절감할 수 있다. IGCC 가스화 플랜트에서 생산되는 합성가스의 $CO_2$ 분압, 목표 $CO_2$ 제거율, 경제성을 기준으로 적합한 CCS 공정을 판단한 결과 Selexol 공정이 선정되었다. Selexol 공정은 고압, 고농도의 산성가스 제거에 적합하며 다른 물리적 용매인 Rectisol 공정에 비해 건설비용이 경제적이고 화학 흡수제인 아민과 비교하여 운전 온도 범위가 넓다. CO, $H_2O$ 를 $CO_2$, $H_2$ 로 전환하는 Water Gas Shift Reaction (WGSR) 공정은 Co/Mo 촉매 반응기로 구성되었고 Selexol 공정은 $H_2S$ Absorber, $H_2S$ Stripper, $CO_2$ Absorber, $CO_2$ Flash Drum 로 구성되었다. WGSR+Selexol 모델링은 Wet Scrubber 후단의 합성가스 (40.5 bar, $136{\sim}139^{\circ}C$) 를 대상으로 하였다. WGSR+Selexol 공정 운전 조건 변화 [Process Design Case(PDC), Equipment Design Case(EDC), Turndown Design Case(TDC)] 에 따른 플랜트 모델링 결과를 비교분석 하였다. 주요 분석 내용은 WGSR 설비에서의 CO 의 $CO_2$ 전환 효율, Selexol 설비에서 $CO_2$ 제거 효율, $H_2S$ 제거 효율이다. 모델링 결과 WGSR 설비에서의 CO 의 $CO_2$ 로의 전환율 99.1% 이상, Selexol 설비에서 $CO_2$ 제거율은 91.6% 이상, $H_2S$ 제거율 100%이었다. CCS 설비 설치에 따른 플랜트 성능 영향을 분석하기 위해서 CCS 설비의 Chiller, Compressor, Pump 소비동력을 계산하였다. 모델링 결과 Chiller 는 2.6~8.5 MWth, Compressor 는 3.0~9.6 MWe, Pump 는 1.4~3.0 MWe 범위 이었다. 플랜트 로드가 50%인 TDC 소모동력은 플랜트 로드가 100%인 PDC 소모동력의 절반 수준이었다. 합성가스를 WGS+Selexol 공정을 통해 수소가스로 전환시키면 가스터빈 연료가스의 Lower Heating Value (LHV) 값이 평균 11.5% 감소하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권5호
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• pp.574-579
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• 2012

본 논문에서는 $CO_2-C_2H_6-N_2$와 $CO_2-N_2$를 각각 적용한 캐스케이드 액화사이클을 새롭게 제안하고, HYSYS를 이용하여 이에 대한 성능 및 엑서지를 분석한 후, 이 사이클이 LNG-FPSO선에 적용가능여부를 확인하였다. 그 분석 결과로부터, 효율적인 측면에서는 $CO_2-C_2H_6-N_2$ 액화사이클이 우수하였고, 엑서지 손실측면에서는 장치 수가 적은 $CO_2-N_2$ 액화사이클이 오히려 높게 나왔다. 그리고 $CO_2-N_2$ 냉매용액화사이클은 기존의 $C_3H_8-C_2H_4-C_1H_4$ 보다 낮은 효율과 높은 압축일량을 보였다. 하지만, $N_2$ 사이클의 효율이 더 개선된다면 액화사이클의 구조가 간단하기 때문에 LNG-FPSO용 액화사이클로서 적합할 것으로 생각된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제29권8호
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• pp.946-952
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• 2005

The $CO_{2}$ refrigeration cycle is expected to reduce the compressor work and increase the COP by applying two-phase ejector as a device for the recovery of dissipated expansion energy. In this study, the performance of the cycle was simulated and effects of the ejector shapes on the performance of the $CO_{2}$ refrigeration cycle were investigated. The following results were obtained through the cycle simulation. The COP of the $CO_{2}$ refrigeration cycle with two-phase ejector flow which expansion is occured in the isentropic manner is increased by a maximum of 24 $\%$ than the basic cycle with expansion valve If the velocity nonequilibrium in the mixing process is assumed the COP of the cycle is increased with the increase of the length and the decrease of the section area of the mixing tube. The best cycle performance is obtained when the divergent angle of diffuser is 7.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2004년도 동계학술대회 논문집
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• pp.113-113
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• 2004

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2003년도 하계학술대회 논문집
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• pp.119-119
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• 2003

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권6호
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• pp.531-538
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• 2007

In this study, an air conditioning system using carbon dioxide as a refrigerant was developed for automotive cabin cooling. Experiments have been carried out to examine the steady state and dynamic characteristics of this system. The system consists of a compressor, a gas cooler, an evaporator, an expansion device, an internal heat exchanger and an accumulator. The compressor is a variable displacement type, driven by the electric motor, and the gas cooler and the evaporator are aluminum extruded heat exchangers of micro channel type. The $CO_2-refrigerant$ charge, the compressor speed, the air inlet temperature of the gas cooler, the air inlet temperature and the air flow rate of the evaporator and the cooling load are varied and the performance of the system is experimentally investigated. As the compressor speed increased, cooling capacity increased, but the coefficient of performance was deteriorated. As the cabin air temperature or the air flow rate to the cabin was set high, both the cooling capacity and the COP increased. In the cool down experiment with 1.0 or 2.0 kW of heat load, the dynamic characteristics of the air-conditioning system were investigated. For a given capacity of compressor, cool down speed was monitored, and the temperature change was acceptable fur low heat load condition.