• 제목/요약/키워드: Heat and power generation system

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항공기 시스템 레벨 열관리 기술개발 동향 (The Trend of System Level Thermal Management Technology Development for Aero-Vehicles)

  • 김영진;손창민
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.35-42
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    • 2016
  • Modern aircraft is facing the increase of power demands and thermal challenges. In accordance with the application of more electric technology and advanced mission requirement, aircraft system requires increase of power generation and it cause increase of internal heat generation. Simultaneously, restrictions have significantly been imposed to the thermal management system. Modern aircraft must maintain low radar observability and infra-red signature. In addition, new composite aircraft skins have reduced the amount of heat that can be rejected to the environment. The combination of these characteristics has increased the challenges faced by thermal management. In order to mitigate the thermal challenges, the concept of system level thermal management should be applied and new modeling and simulation tools need to be developed. To develop and utilize system level thermal management technology, three key points are considered. Firstly, the performance changes of subsystems and components must be assessed at an integrated thermal system. It is because that each subsystem and component interacts with other subsystems or components and it can directly effects on overall system performance. Secondly, system level thermal management requirements and solutions must be evaluated early in conceptual design process as vehicle and propulsion system configuration decisions are being made. Finally, new component level thermal management technologies must focus on reducing heat generation and increasing the availability of heat sinks.

공정열 및 수소생산을 위한 초고온가스로 열평형 분석 (Heat balance analysis for process heat and hydrogen generation in VHTR)

  • 박소영;허균영;유연재;이상일
    • 에너지공학
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    • 제25권4호
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    • pp.85-92
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    • 2016
  • 초고온가스로는 열출력 밀도가 낮아 노심용융의 가능성이 낮으며, 냉각재 상실사고 시 수소 발생 등으로 인한 폭발의 위험도 없다. 안전성 측면의 장점과 더불어 냉각재를 초고온으로 만들어 전력생산이외에 산업시설용 공정열로의 응용도 가능하다. 본 논문에서는 초고온가스로를 일차계통으로 하고, 전력 및 공정열 공급이 가능한 이차계통의 개념 설계를 담고 있다. 기존에 NGNP(Next Generation Nuclear Part)에서 제안한 350 MW 열출력 원자로 모델을 기반으로 수소생산 루프와는 별도로 전력생산을 위한 300 MW의 열에너지를 중간열교환기를 통해 이차계통으로 전달하는 참조모델을 개발하고, 이를 열역학적 측면에서 분석하였으며 이차계통 각 지점에서 주요 설계변수에 따른 효율분석과 최적화개념 연구를 수행하였다.

국내의 태양열발전 기술개발 동향 및 설계 (Design and Development Trends of Solar Thermal Power Generation in Korea)

  • 강용혁;김진수;김종규;이상남;유창균;윤환기
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.658-661
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    • 2007
  • KIER have been developing high-temperature solar technology, especially the solar thermal power generation system, since the early of 1990s. In 1994, the first research on high temperature solar technology started with PTC technology. At the moment the most advanced 10kW dish system is under demonstration for 10kW solar thermal power generation. Test results showed about 19.2% solar to electricity average efficiency. Another research activities of KIER is hybrid power generation. For hybridization, solar and LFG(landfill gas) are used. Another hybrid solar system is with solar chemical reaction. In this system, power unit is gas turbine, and the heat content of fuel(like natual gas) is upgraded by solar energy through chemical reaction. The latest project on solar thermal power generation is for 1 MW power tower system. This is the Korea-China Joint project.

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소형 가스엔진 열병합 발전시스템 안전기준 개발 (A Study on the Safety Code Development of Gas Engine Micro Combined Heat and Power System)

  • 권준엽;김민우;이정운
    • 한국가스학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.27-35
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    • 2021
  • 최근 "전력 예비율" 급감에 대한 해결책으로 양방향 송배전이 가능한 마이크로 그리드로 전환되고 있다. 마이크로 그리드는 소규모 분산전원과 부하로 구성되는데, 분산전원의 대표적인 기술로 가정·건물에 적용하는 소형 열병합 발전시스템이 있다. 본 연구에서 가스 소비량 232.6kW(20만 kcal/h) 이내의 소형 가스엔진 발전시스템의 안전기준을 도출하고 발전 시스템, 냉각시스템, 윤활 시스템, 배기 시스템으로 구분하여 안전기준(안)을 개발하였다. 발전시스템의 경우 필터를 설치하고 가스 누출 및 엔진 회전수나 출력에 이상이 발생할 경우 이를 감지하여 시스템이 정지하도록 하였고, 냉각시스템은 냉각수 부족이나 과열이 발생할 경우 시스템이 정지하도록 규정하였다. 윤활 시스템은 윤활유의 압력과 온도를 모니터링 하고 이상이 발생할 경우 시스템을 정지하도록 하고, 배기 시스템은 국내·외 기준과 부합하여 배기가스 배출 농도 규제 값을 지정하였다. 본 연구 결과를 통해 가스엔진 발전시스템의 안전성을 향상시키고 제품 확산·보급에 이바지할 수 있다고 판단한다.

배열회수형 순산소연소 발전시스템의 성능해석: CO2 포집의 영향 (Performance Analysis of an Oxy-fuel Combustion Power Generation System Based on Waste Heat Recovery: Influence of CO2 Capture)

  • 탁상현;박성구;김동섭;손정락;이영덕
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제33권12호
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    • pp.968-976
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    • 2009
  • As the global warming becomes a serious environmental problem, studies of reducing $CO_2$ emission in power generation area are in progress all over the world. One of the carbon capture and storage(CCS) technologies is known as oxy-fuel combustion power generation system. In the oxy-fuel combustion system, the exhaust gas is mainly composed of $CO_2$ and $H_2O$. Thus, high-purity $CO_2$ can be obtained after a proper $H_2O$ removal process. In this paper, an oxy-fuel combustion cycle that recovers the waste heat of a high-temperature fuel cell is analyzed thermodynamically. Variations of characteristics of $CO_2$ and $H_2O$ mixture which is extracted from the condenser and power consumption required to obtain highly-pure $CO_2$ gas were examined according to the variation of the condensing pressure. The influence of the number of compression stages on the power consumption of the $CO_2$ capture process was analyzed, and the overall system performance was also investigated.

태양열 발전에서 태양열에너지 수송을 위한 고온 축열 물질의 열절달 특성 (Heat Transfer Characteristics of High Temperature molten salt storage for Solar Thermal Power Generation)

  • ;김기만;강용혁;한귀영
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.190-193
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    • 2008
  • The heat transfer characteristics of molten salt storage system for the solar thermal power generation were investigated. Temperature profiles and the heat transfer coefficients during the storage and discharge stage were obtained with the steam as the heat transfer fluid. Two kinds of inorganic salt were employed as the storage materials and coil type of heat exchanger were installed in both tanks to provide the heat transfer surfaces during the storage and discharge stage. The effects of steam flow rates, flow direction of steam in the storage tank and the initial temperature of storage and discharge tank on the heat transfer were tested.

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열병합발전의 성능 모니터링을 위한 발전효율 모델 (Power Generation Efficiency Model for Performance Monitoring of Combined Heat and Power Plant)

  • 고성근;고홍철;이준석
    • 플랜트 저널
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    • 제16권4호
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    • pp.26-32
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    • 2020
  • 화력발전소에서 장치 이상이나 열화로 인해 발전효율이 저하될 때 운전자가 이를 감지하고 적시에 조처를 취할 수 있도록 지원하는 성능관리시스템은 무엇보다도 발전효율을 정확하게 예측하는 것이 중요하다. 공정용 증기 또는 난방용열(이하 공정용 증기로 단일화 표기)과 전기를 동시에 생산하는 열병합발전에 대해 지금까지 다수의 발전효율 모델들이 제안되었는데, 대부분 공정용 증기의 가치를 제대로 평가하지 못해 발전효율을 정확하게 예측하지 못했다. 본 연구에서는 발전효율 예측 모델의 계수를 조업 데이터를 통해 결정하고, 공정용 증기의 전기 환산효율(ECE, Electricity Conversion Efficiency) 모델을 적용함으로써 공정용 증기의 가치를 정확하게 평가할 수 있도록 하였다. 본 방법을 열병합발전의 설계 데이터에 적용하여 발전부하에 대한 발전효율의 추세선을 구한 결과 R2가 99.91%로 회귀 수준이 매우 높았다. 본 결과로부터 조업 데이터를 이용한 ECE 모델 계수 결정 방법이 발전효율을 정확하게 예측하여 열병합발전에 대한 성능 모니터링에 적합함을 확인할 수 있었다.

가스터빈 복합발전의 기동특성을 고려한 열거래 기반 지역 냉난방 시스템의 최적 운영 모델 (Optimal Operation Model of Heat Trade based District Heating and Cooling System Considering Start-up Characteristic of Combined Cycle Generation)

  • 김종우;이지혜;김학만
    • 전기학회논문지
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    • 제62권11호
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    • pp.1610-1616
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    • 2013
  • Recently, district heating and cooling (DHC) systems based on combined cycle generation (CCG) providers are increasing in Korea. Since characteristics of combined heat and power (CHP) generators and heat demands of providers, heat trading between DHC providers based on the economic viewpoint is required; the heat trading has been doing. In this paper, a mathematical model for optimal operation based on heat trading between DHC providers is proposed. Especially, start-up characteristic of CCG is included. The operation model is established by mixed integer linear programming (MILP).

히스테리시스 손실에 의한 괘도부품의 온도 추정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Temperature in Track Components due to Hystresis Loss.)

  • 김형제;김병탁;백운경
    • 동력기계공학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.48-55
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    • 2001
  • In many applications. rubber components undergo dynamic stresses or deformations of fairly large magnitude. Since rubbers are not fully elastic, a part of the mechanical energy is converted into heat due to the hysteresis loss. Heat generation without adequate heat dissipation leads to heat build up. i. e. internal temperature rise. The purpose of this paper is to predict temperature rise caused by the hysteresis loss, in a rubber pad subjected to complex dynamic deformation. In this unsteady thermal analysis, the temperature distributions of track components are displayed in contour shapes and the temperature variations of some important nodes are represented graphically with respect to the running time of the tank.

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사무소건물의 슬래브축냉을 위한 내부발열부하의 확률적 성상 모델화 (Modeling of Stochastic Properties of Internal Heat Generation of an Office Building for Slab Cooling Storage)

  • 정재훈
    • 설비공학논문집
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    • 제23권12호
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    • pp.836-842
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    • 2011
  • It has been shown that the air-conditioning system with slab cooling storage is effective in cutting peak load and utilizing nighttime electric power. The stochastic properties of internal heat generation which has great influence on the cooling load are examined in this paper. Based on the measured cooling load and electric power consumption in an office building with slab cooling storage, stochastic time series models to simulate these random processes are investigated. Furthermore, a calculated result by an optimal control method of thermal analysis taking into account the internal heat is compared with the measured cooling load.