• 한국안전학회지
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• 제39권2호
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• pp.75-86
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• 2024

Hydrogen has been selected as one of the key technologies for reducing CO₂ emissions to achieve carbon neutrality by 2050. However, hydrogen safety issues should be fully guaranteed before the commercial and widespread utilization of hydrogen. Here, a bow-tie risk assessment is conducted for the hydrogen fuel supply system in a gas turbine power plant, which can be a mass consumption application of hydrogen. The bow-tie program is utilized for a qualitative risk assessment, allowing the analysis of the causes and consequences according to the stages of accidents. This study proposed an advanced bow-tie method, which includes the barrier criticality matrix and visualized maps of quantitative risk reduction. It is based on evaluating the importance of numerous barriers for the extent of their impact. In addition, it emphasizes the prioritization and concentrated management of high-importance barriers. The radar chart of a bow tie allows the visual comparison of risk levels before/after the application of barriers (safety measures). The risk reduction methods are semi-quantitatively analyzed utilizing the criticality matrix and radar chart, and risk factors from multiple aspects are derived. For establishing a secure hydrogen fuel storage system, the improvements suggested by the bow-tie risk assessment results, such as 'Ergonomic equipment design to prevent human error' and 'Emergency shutdown system,' will enhance the safety level. It attempts to contribute to the development and enhancement of an efficient safety management system by suggesting a method of calculating the importance of barriers based on the bow-tie risk assessment.

• 에너지공학
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• 제5권1호
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• pp.8-18
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• 1996

석탄가스화 복합발전(IGCC) 시스템의 공정 시뮬레이션의 일환으로서 석탄가스용 복합발전 플랜트의 성능해석을 하였다. Texaco 가스화기와 저온가스 정제공정에서 생성된 가스를 연료로 하는 가스터빈/증기터빈/폐열회수보일러로 구성된 복합사이클발전시스템을 구성한 후, ASPEN(Advanced System for Process Engineering) Code를 이용하여 정상상태 성능해석을 수행하였다. 가스터빈 사이클(GE MS 7001FA)은 공기분리 공정과의 연계성(Integration)이 고려되었고, 증기사이클은 가스화공정과 가스정제 공정과의 연계성(Integration)을 고려하여 구성하였다. 공정해석결과 가스터빈출력(MWe)은 천연가스를 사용하는 경우에 비하여 동일 입열량(연소기 입구기준)기준으로 약 20%의 증가를 가져왔다. 본 연구의 결과를 Bechtel Canada Inc.에서 Nova Scotia 발전소를 대상으로 1991년에 수행한 연구결과와 비교하였을때 잘 일치하였으며, 이를 통하여 본 연구에서 사용된 해석방법이 상용화 공정의 시뮬레이션에 적정하게 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.357-364
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• 2018

미세조류 및 거대조류 등 3세대 바이오매스로부터 바이오가스를 생산하는 연구는 다양한 규모의 실험을 통해 수행된 바 있다. 이 논문에서는 3세대 바이오매스 중 거대조류, 즉 해조류 바이오매스로부터 유래된 바이오가스를 이용하는 복합 열병합 발전의 상용화 가능성을 살펴보았다. 이를 위해 고체산화물 연료전지와 가스터빈, 그리고 유기랭킨사이클로 이루어진 산업 스케일의 통합 열병합발전을 상용 공정모사기를 이용하여 설계, 모사하였고, 계산된 열 및 물질수지를 통해 장치의 가격을 추정하고 경제성을 분석하였다. 모사 결과 설계된 열병합발전 공정은 시간당 62.5톤의 건조 갈조류 원료로부터 생산된 36톤의 바이오가스를 이용하여 68.4 MW의 전력을 생산한다. 이 결과를 토대로 다양한 시나리오에 대해 경제적으로 평가하고 균둥화 발전비용(levelized electricity cost, LEC)을 계산하였는데, SOFC의 수명이 5년, 스택 가격이 $$225kW^{-1}$일 때 LEC는 12.26 ¢ $kWh^{-1}$로 기존의 고정 발전과 동등한 수준으로 나타났다.

• 플랜트 저널
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• 제17권4호
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• pp.35-40
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• 2021

본 연구에서는 서인천복합 6호기 가스터빈 발전기계통에 대하여 기술특성시험을 실시하여 모델정수를 도출하고 검증하였다. 발전기 최대/최소 무효전력 한계시험 결과 최대 무효전력 한계는 80 MVar이고, 최소 무효전력 한계는 -30 MVar이다. 발전기는 GENROU 모델을 사용하였고, 계자시정수(T'do)는 4.077 s, 관성정수(H)는 5.461 P.U로 결정하였다. 여자시스템은 ESST4B 모델을 사용, 무부하 2% AVR 스텝시험을 모의하는 방식으로 모델정수를 도출하고 검증하였으며, PSS 모델링은 PSS2A 모델정수로 도출하였고, PSS Off/On일때 측정된 계측 데이터를 모의, 비교하여 검증하였다. 조속기-터빈는 GGOV1 모델을 사용하여 모델정수를 도출하고 검증하였다. PSS/E 시뮬레이션 프로그램을 통해 10% 조속기 스텝시험을 모의하여 결정된 조속기-터빈 모델정수의 수치 안정성을 확인하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제31권5호
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• pp.461-471
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• 2015

Base on emission factors derived from National Institute of Environmental Research, Particulate matter from combined cycle power plants (CCPPs) has been estimated to be a important source of $PM_{10}$. Generally there is no serious emission of particulate matter in CCPPs. because the fuel of them is natural gas. But emission gas after long shut down season has very high dust content. Therefore $PM_{10}$ emission rate is dependent on its operation mode. In this study, particulate dispersion study for new city near CCPPs complex has performed using CALPUFF model for three case. $PM_{10}$ concentration has big difference between normal operation and 2 case start-up condition after long shutdown. In normal operating conditions, daily $0.32{\sim}0.50{\mu}g/m^3$ influence on of the surrounding area. But when 1~2 aerobic high concentration discharged conditions, average concentration is higher about $9.2{\sim}34.1{\mu}g/m^3$ than normal operating conditions.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권4호
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• pp.1369-1377
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• 2021

Nowadays, it is necessary to accelerate the construction of new power plant in face of rising energy demand in such a way that the electricity will be generated at the lowest cost while reducing emissions caused by that generation. The expansion planning is one of the most important issues in electricity management. Nuclear energy comes forward with the low-carbon technology and increasing competitiveness to expand the share of generated energy by introducing Gen IV reactors. In this paper, the generation expansion planning of these new Gen reactors is investigated using the WASP software. Iran power grid is selected as a case of study. We present a comparison of the twenty-one year perspective on the future with the development of (1) traditional thermal power plants and Gen II reactors, (2) Gen III + reactors with traditional thermal power plants, (3) Gen IV reactors and traditional thermal power plants, (4) Gen III + reactors and the new generation of the thermal power plant, (5) the new generation of thermal power plants and the Gen IV reactors. The results show that the Gen IV reactors have the most developing among other types of power plants leading to reduce the operating costs and emissions. The obtained results show that the use of new Gen of combined cycle power plant and Gen IV reactors make the emissions and cost to be reduced to 16% and 72% of Gen II NPPs and traditional thermal power plants, respectively.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권3호
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• pp.488-493
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• 2018

The Firebrick Resistance-Heated Energy Storage (FIRES) concept developed by the Massachusetts Institute of Technology aims to enhance profitability of the nuclear power industry in the next decades. Studies carried out at Massachusetts Institute of Technology already provide estimates of the potential revenue from FIRES system when it is applied to industrial heat supply, the likely first application. Here, we investigate the possibility of operating a power plant (PP) with a fluoride-salt-cooled high-temperature reactor and a closed Brayton cycle. This variant offers features such as enhanced nuclear safety as well as flexibility in design of the PP but also radically changes the way of operating the PP. This exploratory study provides estimates of the revenue generated by FIRES in addition to the nominal revenue of the stand-alone fluoride-salt-cooled high-temperature reactor, which are useful for defining an initial design. The electricity price data is based on the day-ahead markets of Germany/Austria and the United States (Iowa). The proposed method derives from the equation of revenue introduced in this study and involves simple computations using MatLab to compute the estimates. Results show variable economic potential depending on the host grid but stress a high profitability in both regions.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권3호
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• pp.425-431
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• 2016

Supply Capability of the generator, if the maximum demand occurs, refers to the maximum power that can be stably supplied and it is possible to maintain stable power supply to be greater than actual load. However, unexpected power demand and reduction in supply Capability due to stop of unexpected generator in operation can temporarily make a big chaos in power system. In fact, due to a lack of power supply Capability in the country, enforced emergency load adjustment to the September 15, 2011, the circulation power outage has occurred in several cities. As the result, interrupted operation of the elevator and stopped hospital medical equipment led to a great deal of trouble to people's lives, causing a social problem. At that time, it was found that a failed frequency control because of smaller actual supply Capability than that of predicted. The difference was about 1,170 MW with Gas turbine power plant. By accurately calculating the generator supply capability, we can not only grasp the power reserve rate, but also correspond to the time of power supply instability.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.716-722
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• 2017

본 연구에서는 Fire Dynamics Simulation (FDS)를 이용하여 화재 기류 전파 경로 상에 플랜트 설비 유무가 공간 내 열유동 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 화원 위치에 따른 지하 복합 발전 플랜트 내 화재 해석을 수행하였다. 화원의 크기는 10 MW이며, 화원 상부의 장애물(설비)의 유무에 따라 화원 위치가 천장 및 화원 상부에서의 열 기류 선단의 전파 특성을 미치는 영향을 정량적으로 비교분석하였다. 결과로서, 화원 상부에 장애물이 있을 경우, 화재 기류가 화원 상부 천장에 도달하는 시간이 장애물이 없을 때에 비해 약 5 배가량 증가하였다. 화원 상부 천장 벽면의 천장 기류 시작 지점으로부터 거리에 따른 각 지점에서 열 기류 선단의 전파 시간의 평균적으로 장애물이 없는 경우에 비해 약 70% 가량 증가하였으며, 특히 10 m 지점에서는 4 배 가까이 증가하였다. 이는 장애물이 화원으로부터 발생하는 수직 열기류의 흐름을 방해하고, 장애물 뒤 쪽에 불안정한 후류가 형성되었기 때문이다. 따라서 지하복합 발전 플랜트 내 피난 및 재난 관리의 초기 대응 목적의 화재 감지 설비 시스템 설계 시 화재 시나리오에 따른 열유동 분석이 중요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.594-600
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• 2016

본 연구에서는 수치해석 기법을 활용하여 간략화한 지하 복합발전 플랜트 내 파공 위치에 따른 가스 확산 및 유동특성을 고찰하였다. 특히 가스 누출 위치 주변의 장애물 배치가 밀폐 공간 내부의 가스 농도 분포에 미치는 영향을 분석하였으며, 메탄가스의 가연 한계 값을 이용하여 누출 특성을 정량적으로 비교하였다. 수치해석 결과, 분사류 주변으로 수직 벽면이 있을 경우, 장애물이 횡 방향 유동을 제한하여 종 방향 누출 거리가 장애물이 없을 경우에 비해 약 60% 가량 증가하였다. 하지만 Air filter가 가스 분사류 경로에 있을 경우, 횡 방향 누출 거리는 장애물이 없을 경우에 비해 최대 8배까지 증가하였다. 이러한 이유는 분사류가 수평 및 하부 방향으로 굴절되어 장애물 주변으로 재순환 유동이 형성되었기 때문이다. 따라서 밀폐공간 내 사고 방지 시스템 설계 시 주요 설비 위치 및 공간 구조가 누출 분사류 경로에 미치는 영향을 고려할 필요가 있다.