• 기계저널
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• 제34권12호
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• pp.929-939
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• 1994

최근 환경문제와 관련하여 정제된 석유 연료가 아닌 천연가스와 같은 연료의 사용이 증가하면서 산업용 가스터빈의 연소기술에 대한 관심이 집중되고 있다. 가스터빈 연소로 생성되는, 환경을 위협하는 오염물은 연기, 수증기, 일산화탄소(CO), 미연 탄화수소, $NO_{x}$, $SO_{x}$ 등이 있다. 수증기 및 일산화탄소는 지구 온실화에 영향을 미치고 있으나 그다지 심각한 정도는 아 니며, $SO_{x}$는 독성이 있으나 연료 정제시 제거되어질 수 있다. $NO_{x}$는 지구의 오 존층을 파괴하여 생태계를 위협하기 때문에 오염 배출물중 가장 심각하게 고려되어지고 있다. 미국에서는 법으로 산업용 가스터빈의 $NO_{x}$의 양을 규제하고 있는데 15% 산소배출농도에 대하여 1984년에 75ppm에서 1993년에 30ppm으로 낮추어 규제하고 있다. 일본도 미국과 비슷한 수준으로 규제하고 있으며, 따라서 최근의 가스터빈 연소기술은 저 $NO_{x}$연소기에 대한 것으로 저$NO_{x}$연소에 관한 개론 및 가스터빈 연소기의 저$NO_{x}$화 방법, 그리고 미 국과 일본의 최근의 저$NO_{x}$연소기 개발동향에 대하여 다루고자 한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.483-494
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• 2023

최근 가스터빈 발전기는 전력계통의 주파수 조절용으로 널리 사용되고 있다. 가스터빈의 입구온도는 기기의 성능과 수명에 관련된 핵심요소이지만 터빈구조 및 운전환경 등의 이유로 입구온도를 직접 측정하지 않고 가스터빈 배기가스 온도 측정값을 이용하여 입구온도의 추정 값을 구해 이를 연소제어에 사용하고 있다. 특히 재열 가스터빈의 입구온도는 안정적 운전관리에 있어서 매우 중요하지만 제작사가 산출 식에 대한 정보를 제공하지 않고 있어 현장 실무자들은 많은 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 폴리트로픽 과정식의 기반 위에 머신러닝 기반의 선형회귀 분석기법을 사용하여 가스터빈의 입구온도를 추정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 또한 선형회귀분석을 통해 얻어진 입구온도 산출 모델식의 유용성 분석과 검증을 통해 입구온도 산출 알고리즘을 제안함으로서 재열 가스터빈 연소튜닝 기술수준 향상에 도움이 되고자 한다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.267-271
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• 1999

연료를 작동 유체의 내부 또는 외부에서 연소시켜서 발생된 고온 고압의 가스를 터빈에 공급하여 회전력을 발생시키는 원동기를 가스터빈이라 하며, 가스터빈을 이용한 발전기와 달리 기동 및 정지 시간이 대단히 짧고, 부하 변화에 대한 속응성이 뛰어나기 때문에 전력계통 운영상 양수 발전기나 수력 발전기와 더불어 첨두 부하용으로 주로 사용된다. 본 고에서는 전력 계통에 병렬 운전 중인 가스터빈 발전기의 부하가 탈락되어 입력 에너지가 과잉으로 되었을 때, 제어 시스템의 중요한 파라미터인 연료량과 가스터빈 속도 및 배기가스의 온도가 비상 정지 수준에 도달하지 않고 안전하게 운전될 수 있는지의 여부, 즉 안정성을 판별하기 위하여 수행한 모의 시험에 대하여 기술하였다. 또, 부하가 탈락되지 않고 입력되는 연료량이 크게 변동하는 경우, 즉 큰 부하 변동을 모의 시험한 내용에 대하여 기술하였다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.170-175
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• 1999

본 논문에서는 국내에서 운전 중인 한 가스터빈 출력제어 회로의 구성을 살펴보고 현장에서 취득한 자료를 근거로 하여 가스터빈의 모델과 제어기의 조정, 그리고 MW 신호 피이드백 회로에 필터의 사용효과를 시뮬레이션을 통해 살펴보았다. 전력계통의 주파수가 가스터빈 출력제어계의 시상수에 비해 상당히 빠르게 변하므로 자동 주파수 추종을 할 경우 제어계가 쉽게 불안정해진다. 이 출력제어계의 MW 피이드백 회로의 1차지연 요소를 사용하면 안정성 향상에 좋은 효과가 있으며, 이 지연요소의 시상수를 크게 할수록 안정도는 더 향상되며 Open Loop의 특성을 보이게 된다. 그러나, 주파수 추종운전이 아닌 운전원의 출력 증감발 요구에는 시간지연 없이 응답을 하여야 하므로 적절한 설정을 할 필요가 있다. 가스터빈의 연료제어 계통을 포함한 출력제어계에 순수 시간지연 요소가 없으면 피이드백 회로에 1차지연 요소를 사용하지 않는 것이 더 좋은 출력제어 응답을 나타낸다. 그러나 실제 모들 가스터빈에는 다소 시간지연 요소를 포함하고 있으므로 일반적으로 피이드백 회로에 시간지연 요소를 사용하므로써 안정성을 향상시킬 수 있다.

• Tribology and Lubricants
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• 제13권3호
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• pp.1-9
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• 1997

인류가 지구상에 존재하기 이전에도 바다 속에는 오징어와 같이 자신의 힘만으로 분사 추진을 하여 움직이는 생물이 존재하였음에도 불구하고 인류는 이러한 반작용 원리를 이용한 항공용 가스터빈 엔진을 고안하는데 1900년 이상의 세월을 보내야 하였으며, 이 긴 세월 동안 많은 장치들이 고안되었다. 그러나, 실제로 이러한 원리를 사용한 현재와 같은 가스터빈 엔진의 개발은 1940년대 중반에야 가능하게 되었다. 이후 소형이면서 높은 추력을 발생시키기 위하여 많은 노력이 이루어져 왔으며, 이를 위하여 가스터빈 엔진의 주축 베어링, gearbox, seal 및 윤활 시스템 등은 더욱 큰 부담을 가질 수 밖에 없었다. 따라서, 이러한 어려움을 해결하고 보다 높은 추력을 발생시키는 가스터빈을 개발하는데 트라이볼로지의 역할이 중요하다고 할 수 있다. 가스터빈에서의 트라이볼로지의 적용 분야는 main-shift bearing, lubrication system, gearbox 및 seal등을 들 수 있으나, bearing과 lubrication을 중심으로 기술하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.14-14
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• 1999

비활성 가스제너레이터는 가스터빈 추진기관 및 기타 열기관을 이용하여 연소가 되지 않는 저온의 공기를 생산하는 기계장치를 말하며 이러한 저온의 비활성 기체를 화재 지역에 분사하는 경우 기존의 소방수를 이용한 화재 진압방식보다 매우 효율적으로 화재진압에 사용되어 질 수 있다. 일반적으로 민항기 등의 가스터빈 추진 기관에서 배기되는 기체내에는 터빈입구온도(TIT : Turbine Inlet Temperature)및 초과공기지수(Excess Air Coefficient)에 따라 다르게 나타나지만 TIT가 1500$^{\circ}$K인 경우 약 13-14%정도의 산소가 잔존하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 및 열교환 시스템 그리고 터빈 1단 등의 시스템 조합율을 통하여 대기 중의 기체의 온도를 영하 2$0^{\circ}C$ 및 산소함유량을 약 5%수준까지 낮춤으로서 이를 대형 화재 진압에 사용하기 위한 연구이다. 비활성 가스제너레이터에 사용하는 연료로는 Kerosene 및 CNG(Compressed Natural Gas)등이 사용될 수 있으며, 유량이 8.1kg/sec인 터보축 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 18750㎥ 부피의 비활성기체를 생산하는데 Kerosene 연료가 약 1톤(200＄ 이하)이 필요한 것으로 계산되며 이에 소요되는 시간도 약 52분에 지나지 않는 것으로 계산되었다. 만일 50kg/sec의 보다 큰 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 약 9분 정도가 필요한 것으로 계산되었다. 사용되는 가스터빈은 압축비가 15, 열교환기의 효율이 $\varepsilon$=0. 그리고 최종 터빈 1단의 팽창비가 1.25가 적합한 것으로 계산된다. 연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 기계저널
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• 제54권8호
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• pp.43-46
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• 2014

이 글에서는 국내 유일의 가스터빈 제작 업체인 두산중공업의 가스터빈 사업 소개 및 보조 기기시스템의 핵심인 윤활 시스템 국산화에 대한 내용을 소개하고자 한다.

• 기계저널
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• 제54권8호
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• pp.32-36
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• 2014

이 글에서는 대표적인 가스터빈 선진업체인 GE와 SIEMENS의 변천 사례를 통해서 국내 가스터빈 산업이 나아가야 할 방향과 이를 위한 산 학 연 관의 협력체계 구축 및 control tower의 필요성에 대하여 알아본다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제32권11호
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• pp.21-25
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• 2003

세계의 가스터빈 시장규모에 대해 살펴보고 소형 가스터빈의 시장 전망 및 기술개발 동향과 주요업체의 동향에 대해 소개하고자 한다.

• 기계저널
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• 제57권11호
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• pp.50-54
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• 2017

이 글에서는 가스터빈 고온부품에 대한 정확한 열전달 측정과 차세대 냉각기술 개발을 위해 연세대학교 열전달연구실이 보유하고 있는 가스터빈 열전달 실험장치를 소개하고자 한다.