• 한국가스학회지
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• 제19권4호
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• pp.41-48
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• 2015

스크롤 팽창기의 성능특성은 유기랭킨사이클 (ORC) 시스템의 성능에 가장 중요한 변수이다. 본 연구에서는 1kW급 ORC 시스템을 구성하여 다양한 작동 조건에서 스크롤 팽창기의 성능특성을 파악하였다. ORC 시스템은 증발기, 스크롤 팽창기, 응축기, 작동유체펌프로 구성되어 있으며, 작동유체로 R245fa를 사용하였다. 고온수 온도는 50kW급 전기히터에 의해 $80^{\circ}C$에서 $115^{\circ}C$까지 제어되었다. 스크롤 팽창기의 최대 등엔트로피 효율은 77%로 측정되었고, ORC 시스템의 축동력은 열원의 온도 조건 및 팽창기의 회전속도에 따라 0.5kW에서 1.8kW까지 측정되었다.

• 플랜트 저널
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• 제18권1호
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• pp.43-49
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• 2022

본 연구에서는 "D"사의 440 kW 인산형 연료전지 17대로 구성된 7.48 MW급 연료전지 발전소를 대상으로 운전 특성에 대하여 알아보고, 유기랭킨사이클을 이용한 연료전지 발전소 열 회수 공정을 모델링하였다. 온도 105℃, 유량 40.8 t/h의 온수 조건에서 상용화된 125 kW급 유기랭킨사이클을 적용 시 회수 가능한 전기출력을 산출하여 설치 전·후의 연료전지 시스템 성능과 사업경제성에 대하여 비교 분석하였다. 연구결과 유기랭킨사이클을 연계 시 연간 851,472 kWh의 전력을 연료전지 소내 전원으로 사용함으로써 유기랭킨사이클의 미사용 공정대비 발전효율이 약 0.6% 향상되는 것으로 검토되었으며, 내부수익률은 0.35%, 순현재가치는 약 1,249백만원이 각각 더 높게 산출되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.45-52
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• 2023

고가의 발전기를 사용하는 발전 방법은 일부 도서의 경우 전력수요 증가로 인한 예비전력 부족과 고비용의 디젤 발전기 운영과 같은 문제점들을 안고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 폐열을 열원으로 이용하는 ORC시스템 적용을 통하여 발전 설비의 효율을 증가시킬 필요가 있다. 따라서 가격 경쟁력과 고신뢰성의 ORC 발전시스템의 현장 기술이 요구되며 발전기의 최적화 기술의 효과가 크기 때문에 본 연구에서는 2개의 발전기 설계를 수행하여 최적화된 30kW 출력을 갖는 고효율의 발전기를 얻었다. 2개의 설계된 모델들에 대한 모의 데이터 비교 결과 발전기의 12,000rpm 기준에서 SPM factor 46.2%의 경우 약 23.2kW의 출력과 92.1%의 효율을 보였고, SPM factor 44.46%의 경우 발전기의 출력은 27.9kw와 93.6%의 효율을 확인하였다. SPM factor 44.46%를 갖는 개선된 설계모델의 시제품 검증을 위하여 110kW 모터 동력계를 갖는 시제품 시험시스템을 설치하였으며 2,000rpm 기준 정격용량 25kW의 조건에서 92.08% 효율을 얻었으며, 시제품 발전기의 시험결과 발전기 설계의 유효성을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제55권3호
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• pp.472-477
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• 2011

팔중극자 반응셀 유도결합플라즈마 질량분석법(ORC ICPMS; Octapole Reaction Cell Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)에서 동위원소 희석법을 이용하여 곡류 중의 셀레늄을 정확히 분석하였다. 충돌기체는 헬륨보다 수소가 더 효율적이었고 최적 흐름속도는 4.0 mL $min^{-1}$ 이었다. ORC는 다원소 이온화학종들의 간섭을 충분히 제거하였으나 시료매트릭스에 브롬이 존재하는 경우, 충돌기체인 $H_2$에 의해 $BrH^+$가 생성되어 m/z 80, 82에 방해를 주었다. 브롬의 화학적 제거는 매우 어려웠으며 $^{82}Se$의 신호세기에 대한 수학적 보정을 사용하고 동위원소 희석법을 적용하였다. 정확도를 검증하기 위하여 표준검정 물질(NIST SRM 1566, 1567)을 분석한 결과, 좋은 일치도를 얻었고, 이를 바탕으로 실제시료인 곡류 중의 셀레늄을 분석하여 계산한 결과, 백미 $0.034{\pm}0.001\;{\mu}g\;g^{-1}$, 현미 $0.059{\pm}0.002_5\;{\mu}g\;g^{-1}$, 흑미 $0.029{\pm}0.001_4\;{\mu}g\;g^{-1}$ 그리고 보리 $0.034{\pm}0.002{\mu}g\;g^{-1}$를 얻었다. 셀레늄 분석에 대한 검출한계($3\sigma$)는 $0.012\;ng\;g^{-1}$ 이었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.402-408
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• 2011

Organic Rankine cycles (ORC) can be used to produce power from heat at different temperature levels available as geothermal heat, as biogenic heat from biomass, as solar or as waste heat. In ORC working fluids with relatively low critical temperatures and pressures can be compressed directly to their supercritical pressures and heated before expansion so as to obtain a better thermal match with their heat sources. In this work thermal performance of ORC with and without an internal heat exchanger is comparatively investigated in the range of subcritical and transcritical cycles. R134a is considered as working fluid and special attention is paid to the effect of turbine inlet pressure on the characteristics of the system. Results show that operation with supercritical cycles can provide better performance than subcritical cycles and the internal heat exchanger can improve the thermal efficiency when the temperature of heat source becomes higher.

• 설비공학논문집
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• 제24권1호
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• pp.51-60
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• 2012

Optimization procedures of performance analysis for ORC(Organic Rankine Cycle) system are established to the characteristics of low temperature heat sources such as open-type and closed-type. Effective heat recovery and heat extraction related to maximum power of the cycle as well as heat quality and thermal efficiency must be considered in the case of the open-type low temperature heat source. On the other hand, in the case of the closed-type low temperature heat source, only thermal efficiency is important due to constant heat input. In this study, thermal efficiency and exergy efficiency representing a level of close to Carnot cycle are studied, as useful index for the optimization of the ORC system. To validate the results of cycle analysis, those are compared with appropriate experimental data of ORC system as a thermal efficiency point of view.

• 설비공학논문집
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• 제25권4호
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• pp.208-215
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• 2013

An experimental study of an ORC (Organic Rankine Cycle) system has been performed for small-scale applications in the range of a few kW for low-grade-recovery heat sources. The ORC system was equipped with a scroll expander. Experimental tests were carried out using this system, and showed good performance and reliability for the small-scale system. The effects of various operating conditions were selected as the main parameters for the performance of ORC system, such as the expander speeds and mass flow rates of R-134a for expander inlet temperatures ranging from $100^{\circ}C$ to $190^{\circ}C$, as well as the thermal power, thermal efficiency, expansion efficiency, and volumetric efficiency.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.278-286
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• 2015

This paper presents the analytical results of the thermodynamic performance characteristics for a cogeneration system using regenerative organic Rankine cycle (ORC) driven by low-grade heat source. The combined heat and power cogeneration system consists of a regenerative superheated ORC and an additional process heater in a series circuit. Eight working fluids of R134a, R152a, propane, isobutane, butane, R245fa, R123, and isopentane are considered for the analysis. Special attention is paid to the effect of turbine inlet pressure on the system performance such as thermal input, net power and useful heat productions, electrical, thermal, and system efficiencies. The results show a significant effect of the turbine inlet pressure and selection of working fluid on the thermodynamic performance of the system.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.223-231
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• 2011

The thermal efficiency of energy-to-power conversion becomes uneconomically low when the temperature of heat source drops below $370^{\circ}C$. ORC (Organic Rankine Cycle) has attracted much attention in last few years due to its potential in reducing consumption of fossil fuels and relaxing environmental problems, and its favorable characteristics to exploit low-temperature heat sources. In this work thermodynamic performance of ORC using nine working fluids is comparatively assessed. Special attention is paid to the effect of system parameters such as turbine inlet temperature and pressure on the characteristics of the system such as volumetric flow rate and quality at turbine exit, latent heat, net work as well as thermal efficiency. Results show that in selection of working fluid it is required to consider various criteria of performance characteristics as well as the thermal efficiency. Results also show that the system efficiencies become same irrespective of kind of working fluid when the temperature of heat source decreases to low range.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.64-70
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• 2015

Organic Rankine cycle (ORC) is an useful cycle for power generation system with low temperature heat sources ($80{\sim}400^{\circ}C$). Since the boiling point of operating fluid is low, the system is used to recover the low temperature heat source of waste heat energy. In this study, a ORC with R134a is applied to recover the waste energy of condenser of coal fired power plant. A system model is developed via Thermolib$^{(R)}$ under Simulink/MATLAB environment. The model is composed of a refrigerant heat exchanger for heat recovery from coal fired condenser, a drum, turbine, heat exchanger for ORC heat rejection, storage tank, water recirculation pump and water drip pump. System analysis parameters were heat recovery capacity, type of refrigerants, and types of turbines. The simulation model is used to analyze the heat recovery capacity of ORC power system. As a result, increasing the overall heat transfer coefficient to become the largest of turbine power is the most economical.