• 설비공학논문집
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• 제22권7호
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• pp.454-459
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• 2010

This paper is a actual design case applied to make a bid for CHP plant construction in some country. The purpose of this study is to optimize the system performance for the requirement conditions written in ITB by the client. The system consists of gas turbine, steam turbine, heat recovery steam generator and heat exchangers for district heating. The performance analysis is conducted for various seasons conditions and heat load. As a result, air density and heat load is reduced in accordance with decreasing of the outdoor temperature, therefore the system power is reduced. Considering this, the design parameters to meet the requriement conditions are optimized.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2940-2945
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• 2008

The scale of 2.4 MW MCFC was taken to construct a high-efficiency and economical power generation system without CO2 emission into the atmosphere for utilizing its exhaust gas. The conventional steam turbine power generation system (STGS) was evaluated and the net generated power (NGP) was estimated to be only 133 kW and the STGS is not economically feasible. A CO2-caputuring repowering system was proposed, where low temperature steam (LTS) produced at HRSG by using exhaust gas from MCFC is utilized as a main working fluid of a gas turbine, and the temperature of LTS was raised by combusting fuel in a combustor by using pure oxygen, not the air. It has been shown that NGP of the proposed system is 264 kW, and CO2 reduction amount is 608 t-CO2/y, compared to 306 t-CO2/y of STGS. The CO2 reduction cost was estimated to be negligible small, even when the costs of oxygen production and CO2 liquefaction facilities etc. were taken into account.

• 연구논문집
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• 통권27호
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• pp.75-86
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• 1997

Combined cycle power plant is a system where a gas turbine or steam turbine is used to produce shaft power to drive a generator for producing electrical power and the steam from the HRSG is expanded in a steam turbine for additional shaft power. Combined cycle plant is a one from of cogeneration. The temperature of the exhaust gases from a gas turbine ranges from $400^\circC$ to $600^\circC$, and can be used effectively in a heat recovery steam generator to produce steam. Combined cycle can be classed as a "topping(gas turbine)" and a "bottoming(steam turbine)" cycle. The first cycle, to which most of the heat is supplied, is called the topping cycle. The wasted heat it produces is then utilized in a second process which operates at a lower temperature level and is therefore referred to as a "bottoming cycle". The combination of gas/steam turbine power plant managed to be accepted widely because, first, each individual system has already proven themselves in power plants with a single cycle, therefore, the development costs are low. Secondly, the air as a working medium is relatively non-problematic and inexpensive and can be used in gas turbines at an elevated temperature level over $1000^\circC$. The steam process uses water, which is likewise inexpensive and widely available, but better suited for the medium and low temperature ranges. It, therefore, is quite reasonable to use the steam process for the bottoming cycle. Only recently gas turbines attained inlet temperature that make it possible to design a highly efficient combined cycle. In the present study, performance analysis of a dual pressure combined-cycle power plant is carried out to investigate the influence of topping cycle to combined cycle performance.

• 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.

• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.188-194
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• 2001

정유공장으로부터 발생하는 중잔사유를 이용하는 가스화 복합발전 플랜트에 대한 공정모사를 수행하였다. 가스화 복합사이클의 발전계통을 모델링하기 위해 본 연구는 MS7001FA 가스터빈이 공기분리장치와 연계되어 있고, 공기분리장치를 위한 공기 추출과 공기분리장치로 부터의 질소희석이 이루어진다고 가정하였다 가스터빈의 폐열은 삼중압력의 페열회수 증기발생장치로부터 회수하였다. 가스터빈의 합성가스 연료는 중잔사유가 Shell 가스화 및 Sulfinol-SCOT-Claus 공정을 거쳐 발생되는 것으로 가정하였다. 공정 최적화 결과로부터, 가스화 복합사이클의 효율이, 질소 희석이 없는 경우와 있는 경우에 대해, 공기추출비 20% 또는 40∼60%에서 가장 우수했다. 그리고, 연소지의 질소희석은 NOx 저감에 매우 바람직하고 현저한 효과를 가져오나, 반면에 가스터빈의 운전조건을 써지 조건에 가깝게 이동시킴을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.12-25
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• 2007

Numerical simulation of the natural gas steam reforming process for on-site hydrogen production in a $H_2$ fueling station was conducted on the basis of process material and heat balances. The effects of reforming parameters on the process efficiency of hydrogen production were investigated, and set-point values of each of the parameters to minimize the sizes of unit process equipments and to secure a stable operability of the reforming process were suggested. S/C ratio of the reforming reactants was found to be a crucial parameter in the reforming process mostly governing both the hydrogen production efficiency and the stable operability of the process. The operation of the process was regarded to be stable if the feed water(WR) as a reforming reactant could evaporate completely to dry steam through HRSG. The optimum S/C ratio was 3.0 where the process efficiency of hydrogen production was maximized and the stable operability of the process was secured. The optimum feed rates of natural gas(NGR) and WR as reforming reactants and natural gas(NGB) as a burner fuel were also determined for the hydrogen production rate of $27\;Nm^3/h$.

• 플랜트 저널
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• 제9권4호
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• pp.26-30
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• 2013

유동가속부식에 의해 배관이 파손된 500 MW급 A 복합발전소 배열회수보일러 저압증기발생기 배관을 모델로 삼아 배관급수 내의 용존산소 부족이 유동가속부식의 주요 원인임을 도출하고 용존산소를 증가시키기 위해 적용된 하이드라이진 차단 수처리에 대한 적용효과를 분석하였다. 수처리 적용 1년 후 급수의 용존산소는 0.15 ppb에서 3~5 ppb로 상승되고, 산화환원전위도 -245 mV에서 170 mV로 산화성으로 상승되었다. 또한 유동가속부식에 의한 부식생성물인 철분함유량은 18.5 ppb에서 5~7 ppb로 감소되었다. 따라서 하이드라이진 차단 수처리로 급수의 용존산소가 증가되며 유동가속부식에 의한 배관의 부식생성물인 철분함유량이 감소됨을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제29권1호
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• pp.11-15
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• 2019

Severe wall thinning is found on the tube of a low-pressure evaporator(LPEVA) module that is used for a heat recovery steam generator(HRSG) of a district heating system. Since wall thinning can lead to sudden failure or accidents that lead to shutdown of the operation, it is very important to investigate the main mechanism of the wall thinning. In this study, corrosion analysis associated with a typical flow-accelerated corrosion(FAC) is performed using the corroded tube connected to an upper header of the LPEVA. To investigate factors triggering the FAC, the morphology, composition, and phase of the corroded product of the tube are examined using optical microscopy, scanning electron microscopy combined with energy dispersive spectroscopy, and x-ray diffraction. The results show that the thinnest part of the tube is in the region where gas directly contacts, revealing the typical orange peel type of morphology frequently found in the FAC. The discovery of oxide scales containing phosphate indicates that phosphate corrosion is the main mechanism that weakens the stability of the protective magnetite film and the FAC accelerates the corrosion by generating the orange peel type of morphology.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.3353-3359
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• 2011

본 연구에서는 가스터빈과 증기터빈, 열회수증기 발생 장치와 지역난방 열교환기로 열병합 발전 시스템을 구성하여 복수기가 없이 증기 터빈 중압단에서 추기된 증기와 배기 증기를 지역난방 열교환기의 열원으로 사용하는 추기 배압식을 적용하였다. 구성된 시스템에 대하여 필요로 하는 열부하량과 발전 출력 조건을 만족 시키기 위한 최적 설계 성능 해석을 하였으며, 이와 함께 겨울철 외기 온도 조건의 변화에 대한 시스템의 부분부하 해석을 하였다. 해석을 위해 상용 프로그램인 Thermoflex를 사용하였다. 시스템의 해석 결과, 기준 조건에서 수요처의 요구를 만족 시키는 최적 설계를 기준으로 각 외기 온도 변화에 대한 부분부하 성능 해석의 결과를 얻을 수 있었다. 그 결과 열부하량이 고정된 상태에서, 가스터빈과 전체 시스템의 출력은 외기온도가 감소함에 따라서 증가하였지만, 열원인 배기가스의 온도 감소로 인하여 증기터빈의 출력은 이와 반대로 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 전체 시스템에서 가스터빈의 차지하는 비중이 크기 때문에 전체 시스템의 출력의 경향은 가스터빈과 동일한 결과를 얻을 수 있었다.