• Title/Summary/Keyword: 증기유동

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A Heatmap-based Leakage Location Estimation Algorithm for Circulating Fluidized Bed Boiler Tube Using Acoustic Emission Sensors (음향방출 센서를 이용한 히트맵기반 순환유동층 보일러 튜브 누설 위치 추정 알고리즘)

  • Kim, Jaeyoung;Kim, Jong-Myon
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2018.07a
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    • pp.51-52
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    • 2018
  • 화력발전용 순환유동층 보일러는 환경오염의 주요인인 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)의 배출량이 적은 친환경 화력발전용 보일러로 화력발전 업계에서 각광받고 있는 추세이다. 그러나 순환유동층 보일러의 연료인 유동매체는 미분탄과 같이 작지만 단단한 고체이므로 유동매체의 타격으로 인해 워터월(waterwall) 튜브의 마모는 물론 누설까지 야기할 수 있다. 순환유동층 보일러 튜브에서 누설된 증기는 보일러 내부에 클링커(Clinker)를 발생시키고 이는 순환유동층 보일러 튜브 표면에 응고되어 열전도율을 감소시킬 뿐만 아니라 보일러 운전정지의 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 음향방출 센서를 이용하여 화력발전용 순환유동층 보일러 튜브의 누설 위치를 추정하는 방법을 제안한다. 제안 방법에서는 매질의 분자단위 이동에 의해 발생되는 탄성파를 감지할 수 있는 음향방출 센서를 이용하고, 보일러 워터월 튜브의 멤브레인 용접부와 비용접부(seamless)의 감쇠율을 고려한 위치별 센서 감도 추정 알고리즘을 통해 워터월 튜브의 위치별 진폭 크기를 히트맵으로 표현할 수 있다.

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Forced Convection Condensation of Vapor on A Cold Water (강제 대류에서 수증기의 찬물 표면에서의 응축)

  • Park, Jae-Koel;Lee, Sung-Hong
    • The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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    • v.13 no.3
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    • pp.141-147
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    • 1984
  • 2차원 채널 입구에서의 꿰떼 난류 유동하는 찬 물 위를, 같은 방향으로 빠르게 난류 유동하는 수증기의 응축은 액체필름 초기상태의 과냉 정도에 의하여서 응축능력이 정하여진다. 수증기와 액체의 채널 입구에서의 균일한 속도 및 온도, 그리고 채널 입구에서 액체와 증기가 차지하는 체적비, 즉 액체필름과 채널 높이를 알고 있을 때, 하류로 유동하면서 응축이 일어나는 현상을 예측하는 모델을 제안하고, 실험치와 비교한 것이다. 채널 입구에서 윗쪽으로는 더운 기체, 아래쪽으로는 찬 액체가 평행한 방향으로 유동하면서 접촉하고 평균적인 액체필름의 두께와 단열된 채널 벽체를 가정하여서, 기본방정식으로 연속방정식, 운동방정식을 세우고. 에너지와 운동량 전달 메카니즘 사이에 유사성이 존재한다고 가정하였으며, 전단응력의 크기는 필자의 모델을 적용하였다. 기본방정식을 기체 속도, 액체 속도, 필름의 두께, 압력에 대해서 수치해를 구하여서 동일조건 하에서 실험한 데이터와 비교하였다. 수증기와 액체 경계면에서의 전단응력은 매우 좋은 일치를 보여주고 있다.

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Research on Gas-phase Condensation of Cryogenic Propellant in Pipelines of a Liquid Rocket Engine (로켓엔진의 극저온 연료 공급관내에서 기체상 응축에 관한 연구)

  • Bershadskiy, Vitaly A.;Phyrsov, Valery P.;Cho, Kie-Joo;Oh, Seung-Hyub;Kim, Cheul-Woong
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.35 no.3
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    • pp.248-252
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    • 2007
  • This article is related to the possibility for continuous operation of a liquid rocket engine when a portion of cryogenic propellant in the pipeline is vaporized. As a result of experimental studies imitating the formation of vapors in the flow, we confirmed the possibility of full gas-phase condensation in case temperature of cryogenic liquid is lower than it's saturation temperature in the pipeline. Empirical equation allowing to calculate a nonequilibrium condensation region in the steady flow of cryogenic liquid was obtained as a non-dimensional form and the fields of practical application were suggested.

A Study on Flow Characteristics of Branch Type Sparger in Drain Tank for Depressurization (감압용 배수탱크내의 분기형 증기분사기의 유동특성에 관한 연구)

  • 김광추;박만흥;박경석
    • Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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    • v.13 no.5
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    • pp.356-367
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    • 2001
  • A numerical analysis on branch type sparger in drain tank for depressurization is performed to investigate the flow characteristics due to the change of design factor. As the result of this study, sparger\\`s flow resistance coefficient(K) is 3.53 at the present design condition when engineering margin for surface roughness is considered as 20%, and flow ratio into branch pipe ($Q_s/Q_i$) is 0.41. The correlation for calculating flow resistance coefficients as design factor is presented. Flow resistance coefficient is increased as section area ratio of branch pipe for main pipe and outlet nozzle diameter of main pipe decreasing, but the effects of branch angle and inlet flow rate of main pipe are small. As the change rate of ($Q_s/Q_i$)becomes larger, the change rate of flow resistance coefficient increases. The rate of pressure loss has the largest change as section area ratio changing. The condition of maximum flow resistance in sparger is when the outlet nozzle diameter ratio of main pipe ($D_e/D_i$) is 0.167, the section area ratio ($A_s/A_i$) is 0.1 and the branch angle ($\alpha$) is 55^{\circ}$.

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Prediction of Loop Seal Formation and Clearing During Small Break Loss of Coolant Accident (소형냉각재 상실사고시 루프밀봉 형성 및 제거에 대한 예측)

  • Lee, Sukho;Kim, Hho-Jung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.24 no.3
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    • pp.243-251
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    • 1992
  • Behavior of loop seal formation and clearing during small break loss of coolant accident is investigated using the RELAP5/MOD 2 and /MOD3 codes with the test of SB-CL-18 of the LSIF (Large Scale Test Facility). The present study examines the thermal-hydraulic mechanisms responsible for early core uncovery including the manometric effect due to an asymmetric coolant holdup in the steam generator upflow and downflow side. The analysis with the RELAP5/MOD2 demonstrates the main phenomena occuring in the depressurization transient including the loop seal formation and clearing with sufficient accuracy. Nevertheless, several differences regarding the evolution of phenomena and their timing have been pointed out in かe base calculations. The RELAP5/MOD3 predicts overall phenomena, particularly the steam generator liquid holdup better than the RELAP5/MOD2. The nodalization study in the components of the steam generator U-tubes and the cross-over legs wiか the RELAP5/MOD3 results in good prediction of the loop seal clearing phenomena and their timing.

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Experimental Study about Two-phase Damping Ratio on a Tube Bundle Subjected to Homogeneous Two-phase Flow (균질 2상 유동에 놓인 관군에 작용하는 감쇠비에 대한 실험적 연구)

  • Sim, Woo Gun;Dagdan, Banzragch
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.41 no.3
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    • pp.171-181
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    • 2017
  • Two-phase cross flow exists in many shell-and-tube heat exchangers such as condensers, evaporators, and nuclear steam generators. The drag force acting on a tube bundle subjected to air/water flow is evaluated experimentally. The cylinders subjected to two-phase flow are arranged in a normal square array. The ratio of pitch to diameter is 1.35, and the diameter of the cylinder is 18 mm. The drag force along the flow direction on the tube bundles is measured to calculate the drag coefficient and the two-phase damping ratio. The two-phase damping ratios, given by the analytical model for a homogeneous two-phase flow, are compared with experimental results. The correlation factor between the frictional pressure drop and the hydraulic drag coefficient is determined from the experimental results. The factor is used to calculate the drag force analytically. It is found that with an increase in the mass flux, the drag force, and the drag coefficients are close to the results given by the homogeneous model. The result shows that the damping ratio can be calculated using the homogeneous model for bubbly flow of sufficiently large mass flux.

The Figures for the Alstom Power Pressurized Fluidized Bed Combustion Combined Cycle System (Alstom Power의 가압유동층 복합발전 시스템 특성)

  • 이윤경;주용진;김종진
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.12 no.1
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    • pp.1-10
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    • 2003
  • Pressurized fluidized bed combustion unit is operated at pressures of 1~1.5 MPa with combustion temperatures of 850~87$0^{\circ}C$. The pressurized coal combustion system heats steam, in conventional heat transfer tubing, and produces a hot gas supplied to a gas turbine. Gas cleaning is a vital aspect of the system, as is the ability of the turbine to cope with some residual solids. The need to pressurize the feed coal, limestone and combustion air, and to depressurize the flue gases and the ash removal system introduces some significant operating complications. The proportion of power coming from the steam : gas turbines is approximately 80:20%. Pressurized fluidized bed combustion and generation by the combined cycle route involves unique control considerations, as the combustor and gas turbine have to be properly matched through the whole operating range. The gas turbines are rather special, in that the maximum gas temperature available from the FBC is limited by ash fusion characteristics. As no ash softening should take place, the maximum gas temperature is around 90$0^{\circ}C$. As a result a high pressure ratio gas turbine with compression intercooling is used. This is to offset the effects of the relatively low temperature at the turbine inlet.

Study on flow boiling heat transfer in two-phase micro-channels heat sink (2상 마이크로 채널 히트 싱크에서의 유동 비등 열전달에 관한 연구)

  • Choi, Yong-Seok;Lim, Tae-Woo
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.39 no.7
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    • pp.702-708
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    • 2015
  • Two-phase flow boiling experiments were conducted using FC-72 as the working fluid. The micro-channels consisted of 15 channels with a depth of 0.2 mm, width of 0.45 mm, and length of 60 mm. Tests were performed over a mass flux range of $200-400kg/m^2s$, heat flux range of $5.6-49.0kW/m^2$, and vapor quality range of 0.02-0.93. Based on the results of the experiment, the heat transfer mechanism by nucleate boiling was dominant at a lower vapor quality (x<0.2), whereas that in the region of a vapor quality greater than 0.2 was complexly influenced by nucleate boiling and forced convection boiling. The nucleate boiling and forced convection boiling could be expressed as functions of the boiling number and convection number, respectively. In addition, the heat transfer coefficient obtained by the experiment was compared with the heat transfer coefficient by the existing correlation.

Combustion of refuse derived solid fuel in a pilot scale CFBC (Pilot 규모 CFBC에서의 폐기물 고형연료 연소시험)

  • Shun, Dowon;Bae, Dal-Hee;Jo, Sung-Ho;Lee, Seung Yong
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.207.2-207.2
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    • 2010
  • 자원자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률에 폐기물 고형연료에 관한 조항 등 폐기물 고형연료에 관한 제반 규정이 도임된 2006년 이후 폐기물 고형연료 에너지화에 대한 관심이 크게 대두되고 정부 및 산업계의 사업추진이 활발하게 진행되어 오고 있다. 본 연구는 국내에서 최초로 RDF를 전용으로 연소하는 pilot plant급 순환유동층 보일러를 제작 건설하고 RDF 연료를 연소하여 성능특성과 운전특성을 연구 분석한 것이다. 연구 과정에서 8ton/h급 순환유동층 보일러를 독자적으로 설계하고 건설하였으며, 건설 전 과정을 연구진이 감리하고 관리하였다. 보일러의 스팀사양은 $450^{\circ}C$와 38ata로 하였다. 또한 시운전 및 정상운전을 위한 운전체계를 자체적으로 수립하였다. 설치된 보일러는 장시간의 운전과 반복 실험을 통해 상용 규모 보일러의 설계 자료를 확보하였다. 운전특성을 파악하기 위하여 국내에서 생산되는 RPF와 RDF 각 일종을 입수하여 연소실험을 수행하고 그 특성 자료를 비교하였다. 폐기물 고형연료는 순환유동층 보일러에서 뛰어난 연소 특성을 나타내었으며 배연특성도 양호하였다. 성형된 RDF는 장기간의 운전에서도 안정적인 연소특성을 나타내었다. 다만 HCl의 배출 특성은 환경 규제치를 넘어 섰으며 별도의 배가스 처리기술을 적용하여 환경기준을 맞출 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 60ton/h급 상용규모 RDF 전용 순환유동층 보일러를 설계하였다. 보일러의 용량은 10MWe 발전과 12ton/h 증기 공급에 적합한 규모로 산업체나 지역난방용 열병합 보일러에 적합한 사양이다.

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