• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1175-1186
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• 2020

본 논문은 전력발전용 가스터빈에 사용하는 내구성이 개선된 Exhaust Gas Temperature(EGT)센서에 관한 연구이다. 가스 터빈에 적용된 EGT 센서는 고온으로 인하여 EGT 센서의 커넥터가 손상되는 문제가 있고 회전 날개의 회전으로 인해 발생하는 심각한 진동 조건에서 센서의 물리적으로 약한 부분이 진동으로 인하여 손상이 야기되기도 한다. 이러한 문제들은 잦은 센서 교체를 유발하고, 발전 효율을 감소시킨다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 분석하고 개선방법을 제시하였고, 제안된 EGT 센서의 성능을 평가하기 위해서, 고온과 진동조건을 동시에 시험할 수 있는 복합 환경 테스트 장비를 개발하였다. EGT센서의 정확도와 응답시간을 평가하고 열과 진동의 복합환경 시험 장비로 비교시험한 결과 기존 센서는 탄화문제가 발생하였지만, 제안된 센서는 이러한 문제가 해결된 것을 확인하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.293-298
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• 2019

전 세계 발전소용 온도 센서 시장은 약 350억 원대로 추정되며 우리나라는 이 중 95% 이상을 수입제품에 의존하고 있다. 본 연구는 발전소용 가스터빈 회전체의 온도 측정장치이며 국내 가동되는 100MW급 가스터빈 발전기의 약 800개 이상에 적용 가능하다. 본 연구는 측정부의 형태, 연결부 구조 및 소재 변경 등을 통해 내구성을 향상 시킨것으로 정밀화학공정 및 플랜트 수출 산업에서 사용되는 습도, 가스, 유압 등의 다른 측정장치에서도 적용 가능한 요소 기술이다. 본 연구의 성과로는 발전소용 가스터빈 회전축 온도 측정을 위한 센서 3종으로 설계된 온도 센서는 0℃ - 300℃ 범위에서 Class 1등급 온도 정밀도를 만족하였으며 융합연구를 통하여 기존의 유사 제품들과 비교하여 내구성을 크게 향상시켰다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.75-82
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• 2007

선진국에서는 가스터빈엔진을 개발하여 항공기, 대형선박, 유도무기용으로 많이 사용한다. 국내에서도 엔진부품 생산단계를 넘어 소형 가스터빈엔진을 개발하고 있으나, 가스터빈엔진에서 가장 중요한 핵심기술인 엔진제어 관련기술은 선진국에서 기술이전을 기피하고 있다. 본 논문은 가스터빈엔진 시뮬레이터 개발에 대한 연구이다. 논문에서 제시하는 시뮬레이터는 가스터빈엔진의 성능데이터를 기반으로 한 엔진 수학적 모델을 통하여 엔진 시뮬레이터를 개발함으로서 가스터빈엔진 제어알고리즘 개발을 쉽게 할 수 있도록 하고, 엔진제어기 의 기능도 검증 할 수 있도록 한다. 본 시뮬레이터에는 엔진센서 신호변환 보드를 설계하여 시뮬레이션 할 때 엔진모델 센서신호가 실제 센서와 같은 신호가 생성되도록 하였다. 가스터빈엔진에 대한 실제 엔진시험 결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 시뮬레이터의 성능을 입증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.53-62
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• 2023

최근 신재생에너지 증가로 인하여 가스터빈 발전기는 양질의 전력공급을 위해 일일 기동·정지가 지속되고 있으며 이에 따른 영향으로 고온부품의 수명이 단축되고 고온 측정용 온도센서의 고장발생 빈도가 높아지고 있고 있다. 이에 본 연구에서는 가스터빈 제어에 사용되고 있는 듀얼 온도센서가 고장이 났을 경우 센서의 고장을 정확하게 진단하고 체계적으로 검출할 수 있는 퍼지로직 기반의 고장진단 알고리즘을 제안하였으며, 제안된 알고리즘의 유용성 확인을 위해 Matlab/Simulink의 환경에서 다양한 시뮬레이션을 수행함으로 제안된 알고리즘의 유용성을 확인하고자 하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제4권2호
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• pp.101-105
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• 2018

본 논문에서는 가스 터빈 축 진동 신호 비정상 상태 분석의 사례 연구를 위해 커널 회귀 모델을 적용한다. 원격으로 전송되는 발전소 가스터빈의 진동데이터에 커널 회귀 모델을 적용하여 설비를 실시간으로 감시 및 분석 외에도, 축진동 신호의 비정상 상태를 분석하기 위하여 활용될 수 있다. 정상운전 중에 측정한 가스터빈의 정상적인 축진동 데이터 기반의 훈련데이터를 사용하여 생성한 자동연관커널회귀의 경험적 모델을 생성하고 적용할 수 있다. 이 데이터 기반 모델의 예측치를 실시간 데이터와 비교하여 신호의 상태를 분석하고 잔차를 감시하여 이상상태에 대한 분석 정보를 제공할 수 있다. 이상상태에서 발생하는 잔차는 비정상적으로 변화됨으로서 비정상 상태를 분석 할 수 있다. 본 논문에서 커널회귀모델은 축진동 센서의 신호 이상의 원인 분석 사례에서 고장을 구분할 수 있는 정보를 제공한다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.108-119
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• 2020

액체로켓엔진 연소기와 가스터빈에 사용되는 동압센서는 고온의 환경에서 작동되어야 하므로 보통 리세스 마운트로 체결된다. 리세스 마운트 방식은 고온의 연소가스로부터 센서를 보호할 수 있으나 튜브-캐비티 시스템에서 튜브 공진이 발생한다. 본 연구에서는 이를 줄이기 위해 ITP를 도입하였다. 과거 문헌에서 제안한 ITP 모델을 실험 결과와 검증하고 응답특성을 분석하였다. 이 모델을 이용하여 기하학적 형상과 물리량을 변화시켜 주파수 응답 분포를 변화시킴으로써 ITP를 설계하기 위한 가이드라인을 제안하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권4호
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• pp.63-67
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• 2010

This paper introduces the eddy current signal characteristic of magnetic and non-magnetic gas turbine rotor. In the past, Magnetic particle inspection method was used in magnetic material for qualitative defect evaluation and the ultrasonic test method was used for quantitative evaluation. Nowadays, eddy current method is used in magnetic gas turbine rotor inspection due to advanced sensor design technology. We are studying on the magnetic gas turbine rotor by using eddy current method. We prepared diverse depth specimens made by magnetic and non-magnetic materials. We select optimum frequency according to material standard penetration data and experiment results. We got the signal on magnetic and non-magnetic material about 0.2 mm, 05 mm, 1.0 mm, 1.5 mm 2.0 mm and 2.5 mm depth defects and compare the signal amplitude and signal trend according to defect depth and frequency. The results show that signal amplitudes of magnetic are bigger than non-magnetic material and the trends are similar on every defect depth and frequency. The detection and resolution capabilities of eddy current are more effective in magnetic material than in non-magnetic materials. So, the eddy current method is effective inspection method on magnetic gas turbine rotor. And it has the merits of time saving and simple procedure by elimination of the ultrasonic inspection in traditional inspection method.

• 동력기계공학회지
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• 제15권3호
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• pp.65-69
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• 2011

This paper introduces the multi-coil eddy current sensor and its characteristic in magnetic material gas turbine rotor. In the past, magnetic particle inspection method was used for qualitative defect evaluation in magnetic material gas turbine rotor. And the ultrasonic inspection method was used for quantitative defect evaluation. Nowadays, eddy current method is used in magnetic gas turbine rotor inspection due to advanced sensor design technology. We developed multi-coil eddy current sensor for the rotor dovetail inspection. At first, rotor stress is analyzed for the determination of sensor position and number. The sensor coils are designed to cover the stress concentration area of rotor dovetail. We select optimum frequency according to material standard penetration data and experiment results. The rotor mock-up and artificial defects were made for the signal detection and resolution analysis of multi-coil eddy current sensor. The results show that signal detection and resolution capabilities are enhanced in comparison to the commercialized sensor enough for the gas turbine rotor inspection. So, this developed multi-coil eddy current sensor substituted for commercialized one and it applied in real gas turbine rotor inspection.

• 동력기계공학회지
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• 제15권4호
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• pp.37-41
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• 2011

This paper introduces the special eddy current sensor and its characteristic for bolt hole defect evaluation in gas turbine rotor. In the past, Fluorescent penetration inspection method was used for qualitative defect evaluation in gas turbine rotor bolt hole. This method can defect the bolt hole defect but can not evaluate the defect size. Nowadays, eddy current method is used quantitative defect evaluation due to advanced sensor design technology. And eddy current method is more time and cost saving than the old method. We developed bolt shape eddy current sensor for the rotor bolt hole defect detection and evaluation. The eddy current sensor moves to the bolt hole guided by screw nut and detects the defect on the bolt hole. The bolt hole mock-up and artificial defects were made and used for the signal detection & resolution analysis of eddy current sensor. The results show that signal detection capability is enough to detect 0.2 mm depth defect. And the resolution capability is enough to differentiate 02, 0.5, 1.0 and 2.0 mm depth defect.

• 한국추진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.56-66
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• 2016

모델기반 FDI 과정에서 모델오차와 센서잡음은 피할 수 없으므로 견실성은 모델기반 FDI에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 선형모델 오차 및 신호잡음으로 인하여 고장진단 과정에서 발생하는 결함판단 오류들을 비선형 NARX (Nonlinear Auto Regressive eXogenous) 모델과 칼만추정기를 적용하여 개선하는 방법을 제안하였다. 최종 고장판단은 퍼지로직을 이용하여 발생하는 오차의 추이에 대한 확률로 결정하여 순간적인 신호잡음에 강인하도록 설계하였다. 시뮬레이션을 통하여 운용 환경조건에서 엔진제어기의 고장허용에 따른 성능을 확인하였다.