• Title/Summary/Keyword: 터빈 설계

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석탄가스화 복합발전 플랜트에서의 폐열회수보일러 설계에 따른 증기터빈 시스템 성능변화

  • 이진욱;김대규;조병화
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 1993.11a
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    • pp.13-21
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    • 1993
  • 석탄가스화 복합발전 플랜트의 부속공정인 중기터빈 시스템에 대한 공정 전산해석을 상용 공정해석 소프트웨어인 ASPEN 코드를 이용하여 수행하였다. 폐열회수보일러에서 생성되는 고압증기 조건을 2400psig로 채택하였으며, 폐열회수보일러의 열교환기 배열 및 생성증기의 조건에 따른 증기터빈 시스템의 성능변화를 고찰하였다. 페열회수보일러에서의 열교환기 배열, 생성중기 조건 및 공급수 예열 방법에 따라 증기터빈 시스템의 성능이 변화하게 되므로 이의 정확한 이해를 통하여 증기터빈 시스템의 최적화를 도모할 수 있다.

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Mitigation of Mechanical Loads of NREL 5 MW Wind Turbine Tower (NREL 5MW 풍력 터빈 타워의 기계적 하중 완화)

  • Nam, Yoon-Su;Im, Chang-Hee
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.11
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    • pp.1455-1462
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    • 2012
  • As the size of a wind turbine increases, the mechanical structure has to have an increasing mechanical stiffness that is sufficient to withstand mechanical fatigue loads over a lifespan of more than 20 years. However, this leads to a heavier mechanical design, which means a high material cost during wind turbine manufacturing. Therefore, lightweight design of a wind turbine is an important design constraint. Usually, a lightweight mechanical structure has low damping. Therefore, if it is subjected to a disturbance, it will oscillate continuously. This study deals with the active damping control of a wind turbine tower. An algorithm that mitigates the mechanical loads of a wind turbine tower is introduced. The effectiveness of this algorithm is verified through a numerical simulation using GH Bladed, which is a commercial aero-elastic code for wind turbines.

An Experimental Study of the Performance on a Rotating Turbine with Various incidences (터빈입사각에 따른 회전하는 터빈의 성능에 관한 실험적 연구)

  • Cho, Chong-Hyun;Cho, Soo-Yong;Cho, Tae-Hwan
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.32 no.9
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    • pp.94-102
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    • 2004
  • An experimental study on a rotating turbine is conducted with various incidence angles in order to find an optimum incidence angle. The incidence angle is an important design parameter in turbine blade design. however, most of experiments were conducted in a linear or annual cascade row. The suggested incidence angles from the experiments conducted in cascade rows could be unsuitable as a design parameter in the design of rotating parts. In this study, various incidence angles are applied and the turbine performance is measured in a rotating state. Experimental results show that the incidence on the rotor has a great influence on the turbine efficiency. The range of applicable incidence becomes narrow when the turbine operates at high input power. In the case of the tested rotor, the optimum incidence is about $-12^{\circ}$.

가스터빈 연구개발의 현황 및 전망

  • 김광호
    • Journal of the KSME
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    • v.30 no.6
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    • pp.542-547
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    • 1990
  • 가스터빈은 브레이턴사이클을 이용한 것으로서 피스톤 왕복엔진과 함께 동력기관으로써 지금까지 사용되고 있으며 특히 경량, 고출력의 장점으로 인해 항공기 엔진의 추진기로서 많이 사용되고 있다. 1905년 프랑스에서 압축비 4.8회전수 4250rpm으로 40HP의 출력을 내는 현재와 같은 형 태의 가스 터빈을 개발한 이후 많은 발달과 함께 2차 대전 후에는 항공용 뿐만 아니라 발전용, 동력용 등 산업용 엔진에도 응용되었다. 세계적으로는 유럽이 가스 터빈에 관한 연구를 미국보 다 앞서 활발히 진행하였으며 1957년 General Electric사의 F-4팬텀에 사용된 J-79터보 제트 엔진을 개발함으로써 가스터빈 엔진분야에 미국이 주도권을 잡게 되었고 많은 전문회사가 가스 터빈 엔진설계 제작에 참여하고 있다. 이와 같이 가스 터빈에 대한 개발연구가 계속 이루어진 것은 가스 터빈이 다른 동력기관 보다 단위 중량당 많은 출력을 낼 수 있고, 각 요소들이 회전 운동을 함으로써 고속운전을 할 수 있고, 부하 변동에 빨리 적응하며, 마찰부분이 적어 윤활유 소비가 적은 장점들이 있기 때문이다. 본 글에서는 이와 같은 가스 터빈 연구개발의 국내외 현황 및 그 전망에 대해서 기술하고자 한다.

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Study on the Monitoring and Control System for Micro Gas Turbine (마이크로 가스 터빈의 감시 제어 시스템에 관한 연구)

  • Cho, Chang-Hee;Park, Min-Kook;Ahn, Jong-Bo;Kim, Sung-Shin
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07b
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    • pp.1733-1735
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    • 2005
  • 최근의 소형 분산 전원의 보급 필요성의 커짐으로 전력과 열에너지를 동시에 생산, 이용함으로서 종합 에너지 효율이 높고 공해 배출 및 소음 특성이 우수한 초소형 가스터빈 발전 시스템에 대한 수요가 급증하고 있다. 본 논문은 마이크로 가스터빈 시스템과 그 제어장치의 동작 상태를 모니터링 및 제어하기 위한 마이크로 가스터빈 감시 제어장치와 사용자 인터페이스 프로그램을 소개한다. 마이크로 가스 터빈은 초고속(수만$\sim$10만 RPM)으로 회전하여 발전을 하므로 터빈 및 전동기 설계 기술과 더불어 고성능의 제어 시스템을 필요로 한다. 마이크로 가스터빈의 감시 제어 시스템은 터빈, 발전기 및 전력 변환장치를 제어하는 고성능의 DSP 제어장치들과 고속 직렬 통신 방식으로 연결되어 시스템의 제어 및 상태 감시를 위한 최적의 솔루션을 제공함으로서 마이크로 가스터빈의 개발자와 운용자의 보조 역할을 담당한다.

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축류 압축기 기술 개발 동향

  • Song, Jae-Uk;Lee, Seong-Ryong;Lee, Sang-Eon
    • The KSFM Journal of Fluid Machinery
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    • v.12 no.5
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    • pp.61-65
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    • 2009
  • 현재 선진업체들은 성능과 구조적으로 경쟁력 있는 산업용 가스터빈 압축기를 설계하기 위하여 항공기용 압축기 설계기술을 전용하고 있다. 따라서 두산중공업은 DGT-5 압축기 익형설계를 위해 항공용 익형설계에 적용되는 S-Profile 설계기술을 활용하여 설계하였으며 현재 DGT-5 압축기에 대한 1차 성능시험이 완료되어 만족할 만한 결과를 얻었다. 그리고 DGT-5 압축기는 추후 두산중공업 파생형 가스터빈 압축기의 기본압축기로 활용할 계획이다.

Reliability Based & Robust Design Optimization of Airfoils for the Wind Turbine Blade Considering Operating Uncertainty (운용조건의 불확실성을 고려한 풍력터빈 블레이드용 익형의 신뢰성 기반 강건 최적 설계)

  • Jung, Ji-Hun;Park, Kyung-Hyun;Jun, Sang-Ook;Kang, Hyung-Min;Lee, Dong-Ho
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.427-430
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    • 2009
  • 풍력 터빈 블레이드용 익형의 경우 운용 조건에서 높은 양항비를 가지도록 설계되나 풍속, 풍향의 변동에 의해 운용조건에 변화가 발생할 경우 성능의 저하가 발생할 수 있다. 따라서 운용조건의 변동이 발생하더라도 공력 성능이 크게 변하지 않는 익형이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 운용조건의 불확실성을 고려하여 풍력 터빈 블레이드용 익형의 신뢰성 기반 강건 최적 설계를 수행하였다. 익형 설계를 위해서 여러 익형 형상 변수들을 고려할 수 있는 익형 모델링 함수를 정의하였고 기저형상으로는 NREL에서 개발한 S809 익형을 사용하였다.

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A Study on Fault Detection of Off-design Performance for Smart UAV Propulsion System (스마트 무인기용 가스터빈 엔진의 탈설계 영역 구성품 손상 진단에 관한 연구)

  • Kong, Chang-Duk;Kho, Seong-Hee;Choi, In-Soo;Lee, Seung-Heon;Lee, Chang-Ho
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.245-249
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    • 2007
  • In this study a model-based diagnostic method using the Neural Network was proposed for PW206C turbo shaft engine and performance model was developed by SIMULINK. Fault and test database to build the NN was obtained at various off-design operating range such as flight altitude, flight Mach number and gas generator rotational speed variation. According to the fault detection analysis results, it was confirmed that the proposed fault detection method could find well the fault of compressor, compressor turbine and power turbine at on-design point as well as off-design point conditions.

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A Study on fault Detection of Off-design Performance for Smart UAV Propulsion System (스마트 무인기용 가스터빈 엔진의 탈설계 영역 구성품 손상 진단에 관한 연구)

  • Kong, Chang-Duk;Kho, Seong-Hee;Ki, Ja-Young;Lee, Chang-Ho
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.11 no.3
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    • pp.29-34
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    • 2007
  • In this study a model-based diagnostic method using the Neural Network was proposed for PW206C turbo shaft engine and performance model was developed by SIMULINK. Fault and test database to build the NN was obtained at various off-design operating range such as flight altitude, flight Mach number and gas generator rotational speed variation. According to the fault detection analysis results, it was confirmed that the proposed fault detection method could find well the fault of compressor, compressor turbine and power turbine at on-design point as well as off-design point conditions.

Study on Performance Variation According to the Arrangements of Adjacent Vertical-Axis Turbines for Tidal Current Energy Conversion (인접한 조류발전용 수직축 터빈의 배치방식에 따른 성능 변화)

  • Lee, Jeong-Ki;Hyun, Beom-Soo
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.19 no.2
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    • pp.151-158
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    • 2016
  • Tidal farm is a multi-arrayed turbine system for utilizing tidal stream energy. For horizontal-axis turbine(HAT) system, it is recommended that each unit has to be deployed far apart in order to avoid hydrodynamic interference among turbines, as proposed by the European Marine Energy Centre(EMEC). But there is no rule for the arrangement of vertical-axis turbine(VAT) yet. Moreover it has been reported that a proper arrangement of adjacent turbines can enhance the overall efficiency even greater than an arrangement without mutual interference effect. This paper suggests the layout of VATs showing the better performances, which turned out to be quite different from HATs' arrangement. Numerical calculations were performed to investigate the performance variation in terms of the rotational direction as well as the distance between turbines. It has been shown that the best combination of rotational direction and distance between turbines can increase its performance higher about 9.2% than that of two independently operated turbines. It is likely that such improvement is due to the increased velocity between adjacent turbines. For diagonally arranged turbines, the maximum normalized mean power coefficient was obtained to be higher about 5.6% than that of two independent turbines. It is expected that the present results can be utilized for conceptual design of tidal farm to harness the tidal stream energy.