• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3224-3229
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• 2007

This study aims to analyse the influence of steam injection on the performance of hybrid systems combining a solid oxide fuel cell and a gas turbine. The steam is generated by recovering heat from the exhaust gas. Two system configurations, with difference being the operating pressure of the SOFC, are examined and effects of steam injection on performances of the two systems are compared. Two representative gas turbine pressure ratios are simulated and a wide range of both the fuel cell temperature and the turbine inlet temperature is examined. Without steam injection, the pressurized system generally exhibits better system efficiency than the ambient pressure system. Steam injection increases system power capacity for all design cases. However, its effect on system efficiency varies much depending on design conditions. The pressurized system hardly takes advantage of the steam injection in terms of the system efficiency. On the other hand, steam injection contributes to the efficiency improvement of the ambient pressure system in some design conditions. A higher pressure ratio provides a better chance of efficiency increase due to steam injection.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.91-97
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• 2010

동역학 행렬 제어(Dynamic Matrix Control) 기법은 각종 산업 현장에서 가장 활발하게 적용되고 있는 고급 제어 기법으로, 최근에는 공정제어의 표준 기법으로 인식되고 있다. 일반적으로 동역학 행렬 제어에서는 대상 플랜트의 거동을 묘사하기 위하여 계단 응답 모델을 이용한다. 본 논문에서는 화력발전의 관류 보일러-터빈 시스템에 동역학 행렬 제어 기법을 적용한 결과를 제시한다. 먼저 제어를 위해 두 개의 입력변수로 스프레이와 댐퍼를 선정한 후, 두 개의 주요 출력 변수에 대한 계단 응답 모델을 생성하였다. 그 후, 생성된 2 입력 - 2 출력 계단 응답 모델을 바탕으로 한, 동역학 행렬 제어의 최적화 계산을 통해 매 순간 보일러 스팀 온도를 제어하는 구조의 제어기를 설계하였다. 제시된 제어기를 두산(주)의 보일러 시뮬레이션 모델인 APESS에 적용한 결과 만족할 만한 제어 성능을 나타냄을 확인하였다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권1호
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• pp.23-29
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• 2022

본 연구의 개발대상 제품은 선박 및 발전용 EGB(Exhaust Gas Boiler-폐열보일러) 종류로써 디젤 엔진, 가스 엔진, 가스 터빈 등에서 나오는 배기 가스의 여열을 이용하여 물을 가열하여 고온·고압의 증기나 온수를 발생시키는 열회수 장치이다. 발생된 증기나 온수는 선박의 선실 난방 및 온수 시설이나 HFO Heating, 터빈 구동에 필요한 동력원으로 사용된다. 폐열보일러의 원리는 여열을 가진 고온의 배기 가스가 보일러의 Tube를 통과하면서 물을 데우는 역할을 한다. 데워진 물은 스팀 형태로 선실이나 터빈장치로 보내어져 사용하게 되는 구조이다. 본 연구에서는 EGB의 열전달 부품인 관형 튜브를 Plate Tube로 대체하여 열전달 표면을 늘려 효율을 극대화하는데 목표가 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1715-1720
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• 2004

This paper presents the characteristics of internal clearances for the interstage of blades and shaft gland seals on the steam turbine which are installed in tandem compound. Internal clearances was changed when the rotor turned in the cylindrical sleeve bearing due to the generation of oil film wedge. This presented concern is very useful to prevent the rubbing damage of seal edge between the fixed and moving parts in steam turbine due to the misalignment at the rotating and stationary parts. This method is applied for the unbalanced clearances distribution to the left and right sides in the turbine casing. A considerable amount of unbalanced clearances distribution trend is determined according to the rotating speed of rotor, size and type of proceeding bearing, oil viscosity, surface roughness of bearing and shaft, oil temperature, oil pressure and bearing load.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.816-819
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• 2007

국내에서 IGCC 플랜트의 복합발전시스템의 평가는 여러 분야별로 진행되어 왔다. 크게 살펴보면 다음과 같다. 첫 번째는 가스터빈 쪽의 기술이다. 즉, 기존 천연가스를 이용하는 가스터빈을 어떻게 하면 석탄가스를 사용하는 IGCC 플랜트에 적합하게 맞출 것인가 하는 문제이다. 두 번째는 효율을 어떻게 하면 높일 수 있는가의 문제로서 석탄의 종류, 가스화 방법을 효율적으로 선택, HRSG(heat recovery steam generator)를 효율적으로 설계, 그리고 정제공정에서의 에너지 소비를 줄이는 분야였다. 세 번째는 어떻게 하면 오염을 줄일까의 문제로서 질소나 스팀 분사를 연계하여 NOx를 감소시키고 정제 공정에 사용되는 촉매를 개발한다던지 공정을 발달시키는 분야였다. 이 외에도 여러 종류의 연구가 이 분야에서 있었으나 주로 설계 분야의 연구가 주되였다. 이것은 발전소의 건설을 위한 초기 단계로서 당연한 결과일 수 있다. 그러나, 지금 IGCC 플랜트가 건설되는 과정에 있으므로 우리나라 전력계통 연계와의 문제도 생각해보아야 한다고 생각한다. 따라서 이번 연구에서는 IGCC 플랜트 운영의 불확실성이 약간이라도 존재하기에 이 플랜트가 기저발전 보다는 첨두발전 쪽이나 태양열/광발전, 풍력발전 등 다른 신재생에너지 자원처럼 독립된 전력 시스템으로 운영될 것이라 생각하고 이렇게 운영될 때는 발전소의 부하률의 변화가 심할 수 있다는 가정하에 플랜트의 부하률에 따른 석탄의 합성가스, 연료가스 전환량 및 전환효율 및 발전량 및 발전효율을 전산모사를 통해 예측해보았다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권5호
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• pp.52-57
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• 2018

Most current ships have adopted on-board diesel generators to produce electricity, but the overall efficiency of equipment is down to about 50% due to thermal losses from operations such as exhaust gas, jacket water cooler, scavenge air cooler, etc. Recently, fuel cells have been highlighted as a promising technology to reduce the effect on the environment and have a higher efficiency. Therefore, this paper suggested a solid oxide fuel cell (SOFC)-gas turbine (GT) using waste heat from a SOFC and SOFC-GT-steam turbine (ST) with Rankine cycle. To compare both configurations, the fuel flow rate, current density, cell voltage, electrical power, and overall efficiency were evaluated at different operating loads. The overall efficiency of both SOFC hybrid systems was higher than the conventional system.

• 전기학회논문지
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• 제61권10호
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• pp.1542-1547
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• 2012

Asynchronous phenomenon occurs on the synchronous generators under power system when a generator's amplitude of electromagnetic force, phase angle, frequency and waveform etc become different from those of other synchronous generators which can follow instantly varying speed of turbine. Because the amplitude of electromagnetic force, phase frequency and waveform differ from those of other generators with which are to be put into parallel operation due to the change of excitation condition for load sharing and the sharing load change, if reactive current in the internal circuit circulates among generators, the efficiency varies and the stator winding of generators are overheated by resistance loss. When calculation method of protection settings and logic for protection of generator asynchronization will be recommended, a distance relay scheme is commonly used for backup protection. This scheme, called a step distance protection, is comprised of 3 steps for graded zones having different operating time. As for the conventional step distance protection scheme, zone 2 can exceed the ordinary coverage excessively in case of a transformer protection relay especially. In this case, there can be overlapped protection area from a backup protection relay and, therefore, malfunctions can occur when any fault occurs in the overlapped protection area. Distance relays and overcurrent relays are used for backup protection generally, and both relays have normally this problem, the maloperation, caused by a fault in the overlapped protection area. Corresponding to an IEEE standard, this problem can be solved with the modification of the operating time. On the other hand, in Korea, zones are modified to cope with this problem in some specific conditions. These two methods may not be obvious to handle this problem correctly because these methods, modifying the common rules, can cause another coordination problem. To overcome asynchronizing protection, this paper describes an improved backup protection coordination scheme using a new logic that will be suggested.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.829-831
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• 2009

폐기물, 석탄 등 다양한 시료의 가스화 반응을 통해서 발생되는 합성가스는 CO, $H_2$, $CO_2$가 주성분으로 가스엔진, 가스터빈 등의 연료로 사용하여 발전하거나 합성반응을 통해 다양한 화학원료로의 전환이 가능하다. 또한 폐기물, 석탄 등의 다양한 원료의 가스화 반응에 의해 발생한 합성가스로부터 F-T(Fischer-Tropsch) 합성을 통한 인조합성석유, Non F-T 합성을 통한 메탄올, DME(Dimethyl Ether) 등을 제조할 수 있으며, 메탄화 반응을 통해 대체천연가스(SNG, Substitute Natural Gas)로 제조하여 활용하는 방안도 가능하다. 또한 현재 상업용 규모의 수소 제조 방법 중에서 가장 경제적인 방법으로 천연가스를 개질하여 CO, $H_2$가 주성분인 합성가스를 만든 다음 수성가스 전환, PSA(Pressure Swing Adsorption)통해 $CO_2$와 $H_2$를 분리하여 생산하고 있으나, 천연가스 가격의 상승 및 다양한 시료로부터 향후 경제성 확보가 가능한 수소 제조 방법에 대한 연구가 진행되고 있으며, 석탄 가스화 및 폐기물 가스화를 통해 얻어진 합성가스로부터의 수소 제조 공정이 개발 및 상업화 추진되고 있다. 본 연구에서는 폐기물 가스화를 통해 발생한 합성가스에 대하여 수성가스 전환 반응을 통한 수소 생산 특성 및 수성가스 전환 반응의 공간속도 변화 및 스팀주입량 변화에 따른 반응 특성을 고찰하였다.

• 소음진동
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• 제5권4호
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• pp.543-553
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• 1995

Modern steam turbine generators are being built as a higher power and larger system, experiencing more frequent starts and stops of operation due to a constant change of power demands. Hence, they are inevitably more vulnerable to various vibrations, and more often exposed to the danger of sudden vibration accidents than ever before. Even under the circumstances, in order to secure the system reliability of steampower plants and there by to supply safely the public electricity, it is important to prevent a sudden vibration accident in one hand and even when it happens, to raise an operating efficiency of the plants throught swift and precise treatments in the other. In this study, an interactive vibration diagnostic system has been developed to make the on-site vibration diagnosis of steam turbine generators possible and convenient, utilizing a note-book PC. For this purpose, at first the principal vibration phenomena, such as various unbalance and unstable vibrations as well as rubbing, misalignment, and shaft crack vibrations, have been systematically classified as grouped parameters of vibration frequencies, amplitudes, phases, rotating speeds at the time of accident, and operating conditions or condition changes. A new complex vibration diagnostic table has been constructed from the causal relations between the characteristic parameters and the principal vibration phenomena. Then, the diagnostic system has been developed to screen and issue the corresponding vibration phenomena by assigning to each user-selected combination of characteristic parameters a unique characteristic vector and comparing this vector with a diagnostic vector of each vibration phenomenon based on the constructed diagnostic table. Moreover, the diagnostic system has a logic whose diagnosis may be performed successfully by inputing only some of the corresponding characteristic parameters without having to input all the parameters. The developed diagnostic system has been applied to perform the diagnosis of several real cases of steam turbine vibration accidents. And the results have been quite satisfactory.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권6호
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• pp.397-402
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• 2016

원자력 발전소와 화력 발전소에서는 양질의 전기를 생산하기 위해서는 발전기에 연결된 고압 및 저압 증기터빈에 최적량의 증기를 공급하여야 한다. 터빈에 증기를 공급하거나 차단하는 특수한 밸브인 터빈출력제어장치를 사용하고 있으며, 이 터빈출력제어장치는 유압서보 액추에이터로 구동 된다. 발전소에서는 유압시스템에서 생성되는 기체로 인하여 유압서보 액추에이터의 성능이 저하되거나, 생성된 기체가 압축되면서 발생하는 열로서 씰을 태우고 마모를 증가시켜서 빈번한 고장이 유발된다. 일부 발전소에서는 고정형 오리피스를 사용하여 공기를 배출하고 있지만 많은 유량배출에 따른 동력 손실과 빈번하게 작동되는 펌프, 전기모터 및 밸브 등의 고장을 발생시킨다. 본 연구에서는 기존의 고정형 오리피스와 같이 초기에 많은 량의 공기를 배출하고 정상운전에서는 매우 미세한 유량만 통과 시킬 수 있는 부하 감응형 공기 배출밸브를 모델링하고 해석하여 장착함으로서 유압서보 액추에이터의 제어 정밀성 확보와 기체 압축으로 인한 고장을 방지할 수 있게 하였다.