• 한국추진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.74-82
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• 1998

복합발전 사이클은 가스터빈이나 스팀터빈으로부터의 출력을 이용하여 전개를 생산하기 위한 발전기를 구동시키고 배영회수기로부터 나온 증기를 스틸터빈에서 팽창시킴으로서 부가적인 동력을 얻는 장치를 가리킨다. 보통 가스터빈 배기로 부터의 온도는 $400{\sim}650^{\circ}C$정도로서 배열회수기에서 효과적으로 스팀을 생산할 수 있는 수준의 온도이다. 복합 사이클은 일반적으로 상부사이클과 하부사이클로 구분하는데 대부분의 열에너지 공급이 이루어지는 상부사이클을 브레이돈사이클 이라하며 브레이돈사이클에서 소비되는 에너지는 보다 낮은 온도 수준인 하부사이클에서 회수된다. 이러한 복합사이클은 최근 들어 더욱 보편적으로 적용되고 있는데 그 이유는 첫째, 가스터빈이나 스팀터빈이 독자적으로도 충분히 기술적인 검증을 받은 열기관으로서 초기에 비해 개발비가 저렴해졌다는 데 있고, 둘째, 작동유체인 공기가 $1000^{\circ}C$ 이상에서도 별다른 문제없이 적용될 수 있는 안전한 유체이고 비용이 전혀 들지 않는다는 점이다. 그 뿐 아니라 스팀터빈에 사용되는 물도 중저온에서 매우 저가로 공급할 수 있고 쉽게 공급이 가능하다는 이점으로 하부사이클에의 적용이 매우 양호하다는 점이다. 최근 소재기술의 개발에 따른 터빈입구온도의 향상은 이러한 복합발전 사이클의 기술적, 경제적 이점을 더욱 강화시켜 주고 있다. 본 연구에서는 3압에 의한 복합사이클에 대한 성능해석을 통하여 상부사이클이 전체 복합발전 성능에 미치는 영향을 조사하였으며 그 결과를 서인천 복합발전 인수 성능시험결과와 비교하였다. 본 연구결과는 현재 개념설계가 이루어지고 있는 장차 150~200MW수준의 산업용 가스터빈 개발에 중요한 방향제시를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.41-47
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• 2017

This study aimed to analyze organic Rankine cycle(ORC) which recovers discarded heat from a gas turbine based combined cycle cogeneration(CC-cogen) plant in terms of both performance and economics. The nominal electric power of the CC-cogen plant is around $120MW_e$, and heat for district heating is $153MW_{th}$. The major purpose of this study is to compare various options in selecting heat source of the ORC. Three heat sources were compared. Case 1 uses the exhaust gas from the HRSG, which is purely wasted to environment in normal plant operation without ORC. Case 2 also uses the exhaust gas from the HRSG. On the other hand, in this case, the DH economizer, which is located at the end of the HRSG, does not operate. Case 3 generates power using some of the district heating water which is supplied to consumers. The estimated ORC power generation ranges between 0.3 to 2.3% of the power generation capacity of the CC-cogen plant. Overall, Case 3 is evaluated to be better than other two options in terms of system design flexibility and power generation capacity.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.61-70
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• 2012

Recently due to the increasing of the importance on the green energy is getting higher by implementing EERS(Energy Efficiency Resource Standards) and NA(Negotiated Agreement) such as lacks of natural resources and The United Nations Framework Convention on Climate Change. And the most practical solution is CHP(Combined Heat and Power) which performs the best energy efficiency. This paper developed optimal operation mechanism of CES(Community Energy System) for enhancement of energy efficiency using CHP(Combined Heat and Power), PLB(Peak Load Boiler) and ACC(ACCumulator) capacities. This method optimally operated these capacities calculated the maximum profits by Dynamic Programing. Through the case studies, it is verified that the proposed algorithm of can evaluate availability.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.290-297
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• 2002

This paper presents analysis results for the effect of power control strategies on the part load performance of gas turbine based power generation systems utilizing exhaust heat of the gas turbine such as cumbined cycle power plants and regenerative gas turbines. For the combined cycle, part load efficiency variations were compared among different single shaft gas turbines representing various technology levels. Power control strategies considered were fuel only control and IGV control. It has been observed that gas turbines with higher design performances exhibit superior part load performances. Improvement of part load efficiency by adopting air flow modulation was analyzed and it is concluded that since the average combined cycle performance is affected by the range of IGV control as well as its temperature control principle, a control strategy appropriate for the load characteristics of the individual plant should be adopted. For the regenerative gas turbine, it is likewise concluded that maintaining exhaust temperature as high as possible by air flow rate modulation is required to increase part load efficiency.

• 신재생에너지
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• 제8권4호
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• pp.21-29
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• 2012

The extensible supply of New & Renewable energy resources desperately needs to counter the high dependence on imported energy, recent high oil prices and the Climate Change Conference, and the government has operated the 'Renewable Portfolio Standard' (RPS) as one of the renewable energy policy from 2012. By analyzing the operation case of combined heat and power plant using the woodchip biomass, we drew the price of wood chip fuel, plant capacity factor, electricity selling price, heat selling price and LCOE value. After analyzing the economic feasibility of 3MWe combined heat and power plant based on the operating performance, the minimum of economic feasibility has appeared to be secured according to the internal rate of return (IRR) is 6.34% and the net present value (NPV) is 3.6 billion won as of 20 years life time after installation, and after analyzing the cases of the economic feasibility of the price of wood chip, plant capacity factor, electricity and heat selling price are changed, the economic feasibility is valuable when the price of wood chip is over 64,000 won/ton, NPV is minus, and the capacity factor is above 46.9%, the electricity selling price is 116 won/kWh and the heat selling price is above 75,600 won/Gcal. When going over the new installation hereafter, we need the detailed review of the woodchip storage and woodchip feeding system rather than the steam-turbine and boiler which have been inspected many times, the reason why is it's hard to secure the suitable quality (constant size) of woodchip by the lack of understanding about it as a fuel because of the domestic poor condition and the calorific value of woodchip is seriously volatile compared with other fuels.

• 에너지공학
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• 제13권3호
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• pp.173-180
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• 2004

본 논문에서는 복합화력 발전시스템을 대상으로 한 온라인 성능감시시스템에 적용될 수 있는 열소비율 손실 분담기법을 고안하였다. 이 기법은 현재 운전조건에 대한 기대 열소비율을 계산하여 이를 실제 열소비율과 비교하고 이들의 편차, 즉 손실분을 발전시스템 구성기기(가스터빈 배열회수보일러, 증기터빈, 복수기)로 분담시킴으로써 손실이 어디에서 얼마만큼 발생하는 지를 정량적으로 감지하여 조치할 수 있는 성능관리지표로서 활용된다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.141-151
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• 2016

전 세계적으로 폐자원 에너지화에 대한 관심이 지속적으로 상승되고 있다. 국내에서는 하수슬러지를 처리하는 과정에서 발생되는 바이오가스를 에너지로 활용하는 방안에 관심을 갖고 있다. 그 한 가지 대안으로 바이오가스 열병합발전 시설이 운영되고 있고, 이로 인한 수익이 창출되고 있다. 향후 하수슬러지의 발생량은 지속적으로 증가할 것으로 예측되고, 이에 대한 처리비용도 늘어날 것으로 예상되고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 하수슬러지를 처리하면서 부생되는 바이오가스를 에너지로 활용하는 시설의 확대와 함께 많은 재원이 투자될 것으로 보인다. 따라서 이와 같은 시설에 대한 정량적인 정보가 요구되고 있다. 이에 본 연구는 하수슬러지에서 발생되는 바이오가스를 열병합발전 시설에 공급하여 수익을 창출하고 있는, 서남 바이오가스 열병합발전 시설에 대한 경제성 분석을 수행하고자 한다. 열병합발전 시설은 열과 전력을 생산하는 시설이다. 따라서 편익 항목으로 열과 전력을 생각할 수 있다. 그런데 서남 바이오가스 열병합발전 시설의 경우, 생산된 열은 서남물재생센터의 소화조 가온에 전량 공급된다. 따라서 열병합발전 시설의 편익이 아닌, 서남물재생센터의 비용절감 효과로 나타난다할 수 있다. 결과적으로 본 연구에서는 편익 항목으로 전력만 고려하여 용도별 (주택용, 일반용, 산업용) 전력공급 편익을 산정하였다. 2015년 기준 전력의 용도별 평균 가격은 각각 123.69원, 130.46원, 102.59원으로 계산되었고, 경제적 편익은 용도별로 각각 310.21원, 378.49원, 222.87원이다. 경제성 분석 결과 순현재가치 721.82억원, 편익/비용 1.90, 내부수익률 37%로 계산되어 경제적으로 타당성이 있는 것으로 판단된다.

• 동력기계공학회지
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• 제12권4호
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• pp.57-63
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• 2008

The last stage blade of the low pressure steam turbine remarkably affects turbine plant performance and availability Turbine manufacturers are continuously developing the low pressure last stage blades using the latest technology in order to achieve higher reliability and improved efficiency. They tend to lengthen the last stage blade and apply shrouds at the blades to enhance turbine efficiency. The long blades increase the blade tip circumferential speed and water droplet erosion at shroud is anticipated. Parts of integral shrouds of the last stage 40 inch blades were cracked and liberated recently in a combined cycle power plant. In order to analyze the root cause of the last stage blades shroud cracks, we investigated operational history, heat balance diagram, damaged blades shape, fractured surface of damaged blades, microstructure examination and design data, etc. Root causes were analyzed as the improper material and design of the blade. Notches induced by erosion and blade shroud were failed eventually by high cycle fatigue. This paper describes the root cause analysis and countermeasures for the steam turbine last stage blade shroud cracks of the combined cycle power plant.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.26-33
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• 2016

Combined heat and power (CHP) system is one of the power generation system which can generate both electricity and heat. Generally, mid-size and big-size CHP plant in Korea generate electricity from gas turbine and steam turbine, then supply heat from exhaust gas. Actually, CHP can supply heat using district heater which is located at low pressure turbine exit or inlet. When the district heater locates after low pressure turbine, which called back pressure type turbine, there need neither condenser nor mode change operating control logic. When the district heater locates in front of low pressure turbine or uses low pressure turbine extraction steam flow, which calls condensing type turbine, which kind of turbine requires condenser. In this case, mode change operation methods are used for generating maximum electricity or maximum heat according to demanding the seasonal electricity and heat.

• 공업화학
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• 제33권4호
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• pp.335-342
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• 2022

화석연료 사용 비중이 큰 농업분야에서는 최근 불안한 국제정제와 맞물린 에너지 가격 상승과 활발한 스마트팜 보급으로 전력사용량까지 증가하는 에너지 사용 패턴 변화로 새로운 국면을 맞고 있다. 따라서 친환경 분산형 전원으로 연료전지를 이용하며, 바이오매스를 직접 연료로 사용할 수 있는 연료전지 열병합발전 시스템은 농가에 열 및 전기에너지를 동시에 공급할 수 있는 효과적인 에너지시스템으로 인식되고 있다. 본 총설 논문에서는 바이오매스, 특히 농업부산물을 연료로 활용하기 위한 연료전지 기반의 열병합발전 시스템에 대한 공정 구성과 기술적 동향을 제시하고, 통합 연계공정 설계 시 고려해야 할 부분들을 논의하고자 한다.