• 태양에너지
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• 제18권4호
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• pp.1-10
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• 1998

Polymer induced turbulent drag reduction in a rotating disk apparatus was investigated using four different molecular weights of poly(ethylene oxide)(PEO) in a synthetic seawater solution for the purpose of potential application to the cold water piping in the Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC) system. To apply drag reduction to the OTEC we measured the temperature dependence on the drag reduction efficiency. From this study, it was found that the drag reduction efficiency increases with the temperature and the concentration. To measure the drag reduction efficiency during the operation period, the drag reduction behavior was detected as a function of time and the results obtained from the experiment was compared to the Brostow's model equation.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권5호
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• pp.11-19
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• 2015

In this paper, EP-Kalina cycle applying liquid-vapor ejector and motive pump is newly proposed. In this EP-Kalina cycle, the liquid-vapor ejector is used to increase pressure difference between inlet and outlet of the turbine. Also the motive pump enhances the performance of liquid-vapor ejector, resulting in increase of system efficiency of OTEC cycles. The comparison cycles in this study are basic, Kalina, EKalina and EP-Kalina ones. The pump work, net power, APRe, APRc, TPP and system efficiency of each cycle are compared. In case of net power, EP-Kalina cycle is lowest among the cycles due to the application of the motive pump. But, the net power difference of cycles seems to be minor since the pump work of cycles is merely about 1kW, compared to turbine gross power of 20kW. The system efficiency of EP-Kalina cycle shows 3.22%, relatively 44% higher than that of basic OTEC cycle. Therefore, the system efficiency is increased by applying the liquid-vapor ejector and the motive pump. Additional performance analysis is necessary to optimize the proposed EP-Kalina cycle.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권5호
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• pp.580-585
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• 2012

R744용 해양온도차 발전 시스템의 작동변수에 대한 기초 설계자료를 제공하고자 증발열량, 응축열량, 전체일량, 효율에 대한 사이클 성능을 분석하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수는 R744 해양온도차 발전 사이클의 과열도, 과냉각도, 응축온도, 증발온도 등이다. 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. R744의 증발열량은 과열도와 과냉각도가 증가할수록 증가하는 반면, 응축온도가 증가할수록 감소한다. 전체일량은 R744의 과열도와 과냉각도와 함께 증가하나 증발온도는 증가할수록 감소한다. 그리고 효율은 과열도와 과냉각도가 증가할수록 증가하는 반면, 응축온도는 감소한다. 그러므로 R744용 해양온도차 발전 시스템의 증발열량, 응축열량, 전체일량, 효율은 과열도, 과냉각도, 응축온도, 증발온도, 펌프와 터빈 효율에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 따라서 R744용 해양온도차 발전 시스템의 설계시에는 이러한 영향을 면밀하게 파악하여야 한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1987년도 한국자동제어학술회의논문집(한일합동학술편); 한국과학기술대학, 충남; 16-17 Oct. 1987
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• pp.753-758
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• 1987

The purpose of ocean thermal energy conversion (OTEC) plant control is to provide stable power efficiently by appropriately regulating the seawater flow rates and the working fluid flow rate under conditions of continually changing seawater temperatures. This paper describes digital control of working fluid flow rate based on an adaptive control theory for the "Imari 2" OTEC plant at Saga University. Provisions have been made for linkage between the software of the adaptive control theory and the hardware of the OTEC plant. In implementing the working fluid flow rate control, if persistency of excitation conditions are lost, the algorithm of identification often exhibits bursting phenomena. To avoid this difficulty, the stopping-and-starting rule for identification was derived and was used for the working fluid flow rate control. Satisfactory control performance was then obtained by using this digital control system.ol system.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.116-121
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• 2014

지열수를 온열원으로 사용하고, 해양심층수를 열침으로 사용하는 바이너리(binary) 지열 발전시스템은 기존 지열 발전시스템의 효율을 증대하기 위한 재열과정과 터빈출력을 향상시키기 위한 다단과정을 각각 또는 복합적으로 적용하여 다단재열재생사이클의 성능개선을 검토하였다. 사이클종류는 다단재열사이클(Multi Stage reheater cycle; MS), 다단재열재생사이클(Multi stage reheater regeneration cycle; MSR)이 있다. 작동유체는 R134a, R245fa를 적용하였으며 온열원의 온도가 $65^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, $85^{\circ}C$ 열침은 $5^{\circ}C$를 적용하여 기본해석을 수행하였다. 본 논문에서는 온열원변화, 작동유체의 종류, 사이클의 종류에 따른 해양지열발전용 다단재열재생사이클의 출력 및 효율을 높이기 위한 해석을 수행하였다. 이를 열역학적 사이클로 모사하기 위한 상용 프로그램인 Aspen HYSYS(V8.0)를 이용하여 해석을 진행 하였다. 작동유체는 R245fa가 R134a보다 우수한 성능을 보였으며, 온열원의 변화와 각각의 사이클 종류에 따라 적절한 작동유체가 있음을 확인 할 수 있었다. 사이클의 출력 및 효율은 각각 MS사이클과 MSR사이클에서 좋은 성능을 나타냈다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.46-52
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• 2011

본 연구에서는 폐쇄형 해양온도차발전 효율 향상 방안으로 재열기, 재생기 및 다단 터빈을 적용하여 각 사이클 성능을 비교 분석하였다. 기화기 증발 열원으로 $26^{\circ}C$의 해양표층수를 이용하고 응축기 냉각 열원으로 $5^{\circ}C$의 해양심층수를 이용하는 것으로 가정하였고, 작동유체로는 암모니아를 적용하였다. 3가지 효율 향상 방안에 대한 사이클 효율, 응축기 및 증발기 용량 등 사이클 성능을 비교 분석하였다. 기본 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 재생기를 적용하기 위해서 사이클 시뮬레이션을 수행한 결과, 재생기 부착을 위한 열교환 라인은 터빈 출구 작동유체와 펌프 출구의 작동유체를 열교환하는 것이 사이클 효율 향상에 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 기본 사이클에 유용도 0.9의 재열기를 적용한 결과, 터빈 2기를 적용시 사이클 효율이 3.14%로 증가하였고, 동일 총 출력에 대해서 응축기 및 증발기에 필요한 해양표층수 및 해양심층수량이 감소하였다. 사이클 성능 향상 방안으로 기본적인 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 재생기, 재열기 및 터빈 2기를 적용한 결과 기본 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 비해 효율은 약 6.5% 향상되었다.

• 동력기계공학회지
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• 제22권1호
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• pp.34-40
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• 2018

In this paper, Performance of 1MW OTEC system using R32 with varying seawater temperature range is studied. Steady state cycle is designed and its output and generation efficiency were 1,014kW and 2.72%, respectively. Compared to dynamic cycle, system performance and change during long term operation is studied. The simulation is performed by decreasing surface seawater temperature from $29^{\circ}C$ to $25^{\circ}C$ with 20 minute of reaction time. Dynamic cycle with same condition applied to steady state cycle and it showed output and efficiency of 1,020kW and 2.75% respectively. Seawater temperature decreased from $29^{\circ}C$ and the vapor fraction of refrigerant decreased below 1 at $28^{\circ}C$. While the vapor fraction was above 1, the turbine output decreased by 0.017kW per second. After the seawater temperature reached $26.2^{\circ}C$, the turbine output decreased by 1.03kW per second. However, Driving the turbine below the saturation temperature caused the occurrence of surging and the influx of liquid refrigerant. When the liquid separator having a capacity of 1.0 m3 was used, the flow into the turbine was confirmed after 5 minutes from the first liquid refrigerant coming into the separator.

• 동력기계공학회지
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• 제18권4호
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• pp.29-35
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• 2014

Plate heat exchanger are being applied in the field of OTEC (ocean thermal energy conversion) and SWAC (seawater air conditioning) system. This study is to analyze numerically the heat transfer and pressure drop characteristics by using solid works flow simulation in order to offer optimum design data of plate heat exchanger. Plater heat exchanger proposed in this study is four types. The geometric design parameters of plate heat exchanger are a channel space, a flow orientation, a plate array, the flowrate of working fluid and so on. The main results for numerical analysis of plate heat exchangers are summarized as follows. Heat transfer performance for the channel space of 2.4 mm shows the highest value compared to other spaces. And, the Type 4 plate heat exchanger in Table 2 is the highest performance. From the pressure drop characteristics of plate heat exchanger, the channel space of 3.2 mm shows the lowest value. And Type 1 plate heat exchanger in Table 2 is the lowest pressure drop.

• 에너지공학
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• 제8권4호
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• pp.567-575
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• 1999

한국동해 연근해역의 표층수온은 일반적으로 온대해역에서의 표층수온과 같이 계절변화를 하지만, 심층에서는 연중 1 $^{\circ}C$이하의 온도를 유지하는데 동해고유수로 인하여 표층의 온수와 심층의 냉수간의 온도차를 이용한 해양온도차 발전의 충분한 잠재성이 있다. 해양온도차 발전의 제 1 조건인 표층수와 심층수간의 온도차에 관련된 한국 동해의 해양 환경적 특성을 정량화 하고자 온도차에 대한 연평균, 연진폭, 연위상을 구하고 연중 15$^{\circ}C$이상의 온도차가 유지된는 기간을 일일 단위로 표현하였다. 한국동해 연근 해역 중 온도차 발전의 최적합 해역은 포항 동쪽 35km 해역 (36$^{\circ}$05'N, 129$^{\circ}$48'E)에서 55km 해역 (36$^{\circ}$05'N, 130$^{\circ}$00'E)까지로 조사 연구되었다. 이들 최적합 해역에서는 온도차는 8월의 경우 누년 평균 약 24$^{\circ}C$로 나타났으며, 년 중 15$^{\circ}C$이상의 온도차가 유지되는 기간은 최대 215일 (5/5-12/10)로 나타났다. 아울러 이 해역에서 온도차의 연진폭은 6$^{\circ}C$이며 , 연위상은 236$^{\circ}$로 계획성있는 전력생산을 할수 있을것으로 사료된다. 한국 동해 연근해역에서 표층으로부터 수직으로 최단거리에 존재하는 동해고유수(수온 1$^{\circ}C$이하의 해수)의 수심에 대한 계절변화는 평균 300m를 중심으로 하여 50m 미만의 작은 변동폭을 나타내었다. 향후 이러한 안정된 위치를 나타내는 심층 냉수를 에너지로 전환하기 위한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권5호
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• pp.349-355
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• 2012

본 논문에서는 선박에서 배출되는 $CO_2$ 배출을 최소화하기 위한 노력의 일환으로 선박에서 배출되는 열에너지를 회수하고 재활용하여 극대화 시킬 수 있는 방안들을 조사하고 버려지는 열에너지를 이용하여 ORC(Organic Rankine Cycle) 발전장치를 구동함으로써 선박의 에너지 효율을 높이고 온실가스 배출을 최소화할 수 있는 방안들을 연구하였다. 선박에서 배출되는 배기가스의 폐열을 열원으로 하는 유기냉매 랭킨사이클을 구성하는 방안과 열에너지 비중은 높지만 상대적으로 낮은 온도인 해수냉각 시스템으로 배출되는 열에너지를 재활용하여 터빈 발전기를 구동하는 ORC 발전시스템을 설계하고 시뮬레이션 하였다. 시스템 해석 결과 배기가스에서는 1,000kW급, 해수 냉각 시스템에서는 650kW급 발전 출력을 얻을 수 있었고, 다양한 친환경 유기냉매를 이용하여 온도와 유량 조건에 따른 열 해석을 실시하여 시스템의 효율과 출력을 비교하였다.