• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.49-55
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• 2014

석탄화력 발전소 보일러의 부식 메카니즘에 대한 실증적 고찰을 위하여 500MW 표준화력 발전소 보일러에 대한 보일러 튜브의 두께측정 및 수치해석을 병행하여 분석을 시행하였다. 그 결과 접선연소방식의 보일러 수냉벽 튜브의 부식에 가장 핵심적인 영향을 미치는 메카니즘은 퇴적된 미연탄소분에 포함된 유황분에 의한 부식이었으며, 두 번째 요소는 보일러 내부에서 국부적인 환원성 분위기가 생성되는 위치에서의 $H_2S$ 가스에 의한 부식으로 나타났다. 이와 같은 수냉벽튜브 부식을 완화시키기 위해서는 보일러의 다단연소 운전을 감소시키는 것이 필요하며, 미연분 감소를 위한 엄격한 미분도 관리 및 부식 취약부위에 대한 내부식 코팅보강 작업이 필요하다.

• 동력기계공학회지
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• 제7권1호
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• pp.20-24
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• 2003

Boiler is one of the most important utilities providing steam to turbine in order to supply mechanical energy in thermal power plant. It is composed of thousands of tubes for high efficient heat transfer. Water is converted to steam inside the waterwall tubes. Many chemical components dissolved in boiler water come out of itself, deposit to the tube wall surface, prohibit heat transer, raise tube metal temperature, eventually fail the boiler tubes. Several tasks such as fracture surface study, tensile test, hardness test, metallurgical test, composition analysis of sticking elements were conducted to identify the root cause of tube failure.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제6권2호
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• pp.145-150
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• 2020

유동층보일러를 구성하는 요소 중 하나인 수냉벽튜브는 외부의 고온 연소 가스를 이용해 물을 증기로 가열하는 튜브군의 하나로써, 보일러를 이용한 전력생산에 중요한 역할을 담당하지만, 고온 가스 및 유동매체로 인해 마모 및 부식이 심하게 일어나면 누수가 발생하게 되고, 누수로 인한 2차 피해도 발생될 뿐만 아니라, 발전 효율이 현저히 떨어지게 되어 수냉벽튜브의 유지보수는 매우 중요하다. 본 연구에서는 원격장 기반의 발신자(Exciter) 센서 설계, 원격장 와전류 시스템 구성, 수냉벽튜브 외벽 결함평가를 목적으로 하였으며, 이를 위한 발신자 형상의 센서 설계를 시작으로, 수냉벽튜브의 크기, 재질, 주파수, Lift-Off (센서와 수냉벽튜브 사이의 거리) 등 여러 가지 요인에 따른 시험을 진행하여 그에 따른 최적의 발신자 센서를 설계하였다.

• 분석과학
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• 제9권3호
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• pp.302-309
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• 1996

Fe-5.7%Al-1.1%Cr-0.5%Si 및 여기에 0.12wt.%C가 함유된 합금의 최종 열처리를 $800^{\circ}C$에서 가열 후 수냉 또는 노냉함으로써 냉각방법에 의한 제진특성의 변화를 조사한 결과, 수냉은 이 합금의 제진특성을 현저히 악화시켰다. 그 원인을 미세조직 및 우선방위 특성과 관련시켜 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 열처리 후의 냉각방법에 의해 결정립 크기 및 잔류응력은 거의 무시할 정도로 변화가 없었으며, 이로부터 이들은 제진특성과 직접적인 상관이 없다고 판단되었다. 그러나 이 합금의 집합조직 형성은 수냉의 경우(200) 및 노냉의 경우(110)가 우세하게 형성되어, 이 현상을 이 합금의 자화용이축 <100>과 관련시켜 수냉시의 제진특성 악화를 해석할 수가 있었다. 즉 수냉에 의해 $180^{\circ}$ 자구벽이 $90^{\circ}$ 자구벽에 비해 많이 형성되어 제진에 결정적 역할을 하는 $90^{\circ}$ 자구벽이 적어져 그 제진특성이 악화된 것이다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권1호
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• pp.33-38
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• 2019

화력발전은 국내 발전량 중 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 그 중 석탄보일러 발전이 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 석탄보일러는 석탄 연소 중 유해 물질 및 미세먼지가 발생하여 대기오염에 심각한 영향을 미친다. 이에 친 환경 석탄보일러로 유동층보일러가 도입 되었으며, 이는 유동매체를 활용하여 기존의 석탄보일러보다 약 1/10정도 적은 오염물질을 배출한다. 수냉벽튜브는 이 유동층보일러에서 중요한 역할을 하는 구조물로, 유동층보일러의 특성상 기존의 보일러보다 외벽손상이 심하다. 하지만 아직까지 이에 대한 정량적인 유지보수 기법이 없다. 원격장 와전류 탐상은 튜브형태의 내, 외벽 검사에 많이 사용되는 비파괴평가 기법으로, 비접촉이며 빠른 검사가 장점이다. 하지만 원격장 와전류 탐상은 본래 배관 내부에서 진행하는 검사이며, 수냉벽튜브는 특성상 내부 진입이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 시뮬레이션을 활용해 유동층보일러 수냉벽튜브에 적합한 외부 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 설계를 진행하고, 시뮬레이션을 수행하였으며, 기존 원격장 와전류 탐상과 유사한 신호를 얻음으로써 추후 실제 제작 될 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 기준을 제시하였다.

• 플랜트 저널
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• 제6권3호
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• pp.53-61
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• 2010

This paper presents failure analysis on weld-joint of the waterwall tubes in USC boilers. Visual inspections were performed to find out the characteristics of the fracture. Additionally both microscopic characteristics and hardness test were carried out on failed tube samples. Failures seem to happen mainly because the welding process such as preheating and PWHT(post-weld heat treatment) was not conducted strictly. Thus, this paper has the purpose to describe the main cause of the poor welding process and to explain how to prevent similar failures in those weld-joints.

• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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• 제18권3호
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• pp.240-249
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• 2018

Purpose: The purpose of this research is to find which technique, between the PAUT (Phased array ultrasonic test) that has been used widely in practice and RT (Radiographic test) that was used widely in the past, has the higher reliability as a non-destructive testing of welding points in water wall tubes. Methods: To evaluated the reliability of non-destructive testing, eleven test pieces that were fabricated intentionally, which have the most frequently occurred defect types in water wall tubes and then both the PAUT and RT were performed on those eleven test pieces to compare their reliability. Results: The differences of type of defect, length are occurred due to the characteristics of nondestructive testing. The RT could not detect the lack of fusion defect type in specimen #4 and #8 while PAUT could not detect the lateral crack and 1 mm size small porosity in specimen #11. Conclusion: It is concluded that applying both the RT and PAUT result the best reliability rather than applying only one test method, if it is possible, in nondestructive testing of weld water wall tube in thermal power plant boiler case.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권1호
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• pp.41-46
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• 2010

The low alloy-steel material(1.0Cr-0.5Mo, SA213T12), which has widely been used for the waterwall tube in the conventional power plant, do not have enough creep rupture strength for waterwall tubes of the Ultra-supercritical(USC) boilers. According to this reason, the high-strength low alloy-steel(2.25Cr-1.0Mo, SA213T22) has newly been adopted for the waterwall tube in the USC boilers. This paper presents failure analysis on weld-joint of the waterwall tubes in USC boilers. Visual inspections were performed to find out the characteristics of the fracture. Additionally both microscopic characteristics and hardness test were carried out on failed tube samples. Failures seem to happen mainly because the welding process has not been conducted strictly.(preheating, P.W.H.T and so forth). Thus, this paper has the purpose to describe the main cause of the poor welding process and to explain how to prevent similar failures in those weld-joints.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.73.1-73.1
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• 2011

분류층 석탄가스화기에서 슬래그의 원활한 배출은 가스화 플랜트 운전 및 성능에 중대한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 가스화기의 운전 온도에서 슬래그 점도가 일정수준 이상인 경우에는 가스화기 하부 슬래그 배출구 막힘 현상을, 일정 수준 이하일 경우에는 Membrane wall의 slag 두께가 얇아져 가스화기 수냉벽에 열적 악영향을 미친다. 가스화기의 안정적인 운전을 위한 석탄 선정 시, 석탄 슬래그의 용융온도 및 점도의 파악이 중요하다. 일반적으로 석탄슬래그의 용융온도는 ASTM D-1857 절차에 따른 환원분위기에서의 회융유온도(FT)측정을 통해, 점도는 고온점도측정 실험을 통해 분석하고 있다. 이런 실험적인 분석방법은 다양한 슬래그조성 및 온도 변화에 따른 영향을 살펴보기에는 많은 시간과 비용이 발생하므로 슬래그조성 및 온도 변화에 따른 용융온도 및 점도 예측이 필요하다. 본 연구에서는 200여 탄종의 회용유점 측정 결과와 FactSage에서 예측되는 슬래그 결정상 생성 및 회용유점(FT)에서의 고체분율과의 상관관계를 분석하였다. 이를 바탕으로 다양한 Ash 조성(SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO)에 대한 회용유점(FT)을 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 또한 50여 탄종의 슬래그 점도 측정 결과를 Facsage에서 예측되는 결정상 종류 및 Ash 조성을 기준으로 분류하였다. 결정상 종류 및 Ash 조성을 기준으로 기존 슬래그점도예측모델를 활용하여 보다 정확한 슬래그 점도 예측 프로세스를 개발하였다. 본 연구 결과는 플랜트 운전 결과 검증을 통하여 석탄 가스화 플랜트에 적합한 석탄의 선정, 혼탄 비율 및 첨가제 투입량 결정을 위해 활용될 것으로 기대된다.