• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권2호
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• pp.248-257
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• 2020

This study presents an initial design for a novel system consisting in a coupled nuclear reactor and a phase change material-based thermal energy storage (TES) component, which acts as a buffer and regulator of heat transfer between the primary and secondary loops. The goal of this concept is to enhance the capacity factor of nuclear power plants (NPPs) in the case of high integration of renewable energy sources into the electric grid. Hence, this system could support in elevating the economics of NPPs in current competitive markets, especially with subsidized solar and wind energy sources, and relatively low oil and gas prices. Furthermore, utilizing a prismatic-core advanced high temperature reactor (PAHTR) cooled by a molten salt with a high melting point, have the potential in increasing the system efficiency due to its high operating temperature, and providing the baseline requirements for coupling other process heat applications. The present research studies the neutronics and thermal hydraulics (TH) of the PAHTR as well as TH calculations for the TES which consists of 300 blocks with a total heat storage capacity of 150 MWd. SERPENT Monte Carlo and MCNP5 codes carried out the neutronics analysis of the PAHTR which is sized to have a 5-year refueling cycle and rated power of 300 MW_th. The PAHTR has 10 metric tons of heavy metal with 19.75 wt% enriched UO₂ TRISO fuel, a hot clean excess reactivity and shutdown margin of $33.70 and -$115.68; respectively, negative temperature feedback coefficients, and an axial flux peaking factor of 1.68. Star-CCM + code predicted the correct convective heat transfer coefficient variations for both the reactor and the storage. TH analysis results show that the flow in the primary loop (in the reactor and TES) remains in the developing mixed convection regime while it reaches a fully developed flow in the secondary loop.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.259-264
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• 2009

Most of the fossil power plants firing lower grade coals are challenged with maintaining good combustion conditions while maximizing generation and minimizing emissions. In many cases significant derate, availability losses and increase in unburned carbon levels can be attributed to poor combustion conditions as a result of poorly controlled local fuel and air distribution within the boiler furnace. The poor combustion conditions are directly related to the gas flow deviation in upper furnace and convection tube-bank but a less reported issue related to in large-scale oppose wall fired boilers. In order to develop a on-line combustion monitoring system and suggest an alternative heat flux estimation method at tube bank, which is very useful information for boiler design tool and blower optimizing system, field test was conducted at operating power boiler. During the field test the exhaust gases' temperature and tube metal temperature were monitored by using a spatially distributed sensors grid which located in the boiler's high temperature vestibule region. At these locations. the flue gas flow is still significantly stratified, and air in-leakage is minimal which enables tracing of poor combustion zones to specific burners and over-fire air ports. Test results showed that the flue gas monitoring method is more proper than metal temperature distribution monitoring for real time combustion monitoring because tube metal temp. distribution monitoring method is related to so many variables such as flue gas, internal flow unbalance, spray etc., Heat flux estimation at the tube bank with flue gas temp. and metal temp. data can be alternative method when tube drilling type sensor can't able to use.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.179-188
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• 2015

본 연구는 연안 육역 및 해역에서 일어나고 있는 해양 신재생에너지 개발계획 및 추진사업을 분석하고, 해양환경 및 생태계와 관련된 중점평가사항을 진단하여 효율적인 스코핑(Scoping) 방안과 정책제언을 제시하였다. 주요한 사업유형으로는 공유수면에는 조력, 해상풍력 및 파력발전이 많았으며, 연안 육역에는 태양광발전사업이 주로 계획되었다. 조력발전 등 대규모 개발사업 추진 시, 상위계획에 따른 전략환경영향평가(SEA)와 공유수면매립기본계획 등 사전평가단계에서는 입지의 타당성과 계획의 적정성 측면에서 연안관리지역계획에 따른 용도구역 등 다른 계획과의 조화, 실질적인 대안분석, 그리고 해양수산 규제지역 분포와 어장이용 등 기 해양공간계획과의 상호 연관성 진단 등이 중요하다. 또한, 해역이용협의나 환경영향평가 등 실시단계에서의 구체적인 평가에서는 사업유형별로 중점평가사항에 대한 철저한 진단, 실효적인 사후모니터링 및 저감방안의 제시가 핵심으로 고려되어야 할 것이다. 특히, 순수하게 해양공간에서 일어나는 에너지발전사업일 경우에는 해양공간계획 방향과 연계되는 사전평가방안 도입 및 통합 "해양환경영향평가" 체제로의 전환 등 해양수산부가 주도하는 평가제도의 개선방안이 필요할 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.307-313
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• 2022

지구 온난화와 기후변화에 대응하기 위해 국제적으로 재생 에너지의 개발이 확대됨에 따라 풍력발전의 비중도 점차 늘어가고 있다. 태양광발전에 비해 24시간 생산이 가능하지만 대형 풍력발전기를 대규모로 설치하기 때문에 주변의 레이더나 통신 장비들의 동작에 간섭을 일으키는 지에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 해상풍력 발전단지 외해를 항해하는 선박이 VHF 대역으로 조난 통신을 송신할 경우, 육지의 기지국에서 신호를 수신할 수 있는지를 분석하였다. 대상지역 주변의 수치지형도, 풍력발전기 캐드 모델, 풍력발전단지 배치도를 바탕으로 주변 해역 및 발전단지를 수치해석이 가능하도록 모델링하였다. 광범위한 지역에 대한 전파 분석에 적절한 고주파 해석기법 중 PO, SBR 기법을 적용한 전용 프로그램으로 전자파 간섭 여부를 분석하였다. 해상풍력 발전단지 외곽에서 송신한 VHF 대역 전자파에 대해 육상 기지국에서는 약간의 수신전력 저하는 있지만 기준치 이상의 전력을 수신하였다. 선박과 육상 기지국 사이의 가시선을 완전히 가리는 경우에 수신 전력의 저하가 발생하였으나, VHF대역이 파장이 길어 회절이나 반사 등의 효과로 육상 기지국까지 충분한 전파가 도달하는 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.13-21
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• 2014

최근 도서지역 지하수의 염분증가로 인해 지하수가 점차 생활용수로 부적합해 짐에 따라 해수담수화의 필요성이 크게 대두되고 있다. 이러한 해수담수화를 수행하기 위해서는 많은 에너지 비용이 들어가는데, 최근 에너지가격의 상승으로 경제성 확보가 어려운 실정이다. 지열에너지를 활용한 연계형 플랜트가 문제를 해결하는 중요한 방법이 될 수 있다. 지열시스템은 지구 내부의 온도를 이용하는 방법으로서 항상 온도가 일정하며 24시간 활용할 수 있어 이용률이 높다는 장점이 있기 때문이다. 본 연구에서는 지열을 보조열원으로 활용한 진공 막 증류법 해수담수화 플랜트를 설계하고, 지열과 연계하지 않은 일반 진공 막 증류법 해수담수화 플랜트와 경제성 비교분석을 했다. 그 결과 할인율 5%일 경우 지열연계형이 $23,822,409 만큼 더 높은 순현재가치 값을 가지며, 운영기간 5.36년을 분기점으로 두 플랜트의 현금흐름이 역전되어 지열연계형 플랜트가 일반 진공 막 증류법 해수담수화 플랜트보다 더 큰 경제성을 갖는 결과를 얻었다. 또한 민감도 분석에서 주요 변수들간의 결과값 비교를 한 결과, 스팀이용비용의 변동폭이 가장 큰 영향을 미친 점에 비추어 스팀비용이 높은 지역일수록 지열에너지 연계형 플랜트가 경제적이고 효과적인 솔루션인 것으로 증명되었다.

• 적정기술학회지
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• 제7권2호
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• pp.136-143
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• 2021

키리바시를 포함한 태평양 도서국가들은 기후 변화, 지하수 오염 및 식생 변화로 인한 해수면 상승 및 해안 침식으로 인해 생활 공간의 감소 뿐만 아니라 필수 자원 부족으로 고통받고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 글로벌 활동은 SDGs 이행을 위한 UN의 노력으로 진행되고 있다. 태평양 도서 국가들이 풍부한 해양 자원을 이용하여 기후 변화에 대응하고 적응할 수 있도록 모색해 왔다. 즉, 해수 플랜트는 이러한 태평양 도서 국가에서 SDG # 14를 기반으로 SDG #2, #6 및 #7을 달성하는 데 도움을 줄 수 있다. 선박해양플랜트연구소(KRISO)는 2016년에 설립한 지속가능 해수이용 아카데미(SSUA)를 통해 키리바시 SSUA협회를 결성하고, 해양수산부(MOF)의 해양수산 ODA사업으로 키리바시에 해수플랜트를 지원하였다. 키리바시 SSUA협회는 해수 및 태양에너지를 이용하는 해수플랜트를 이용하여, 2018년부터 2020년까지 지역 사회에 식수와 채소를 공급하는 공익사업을 하고 있다. 역량강화 과정을 통해 키리바시 SSUA협회는 기술 이전을 받았고, 지역사회에 수경재배 시스템의 설치, 모종과 비료 보급, 재배관리 기술지도 및 모니터링을 실시하였다. 협회는 3년 동안 140여 가구에 수경재배 시스템(일부는 태양광발전 패널 제공)을 보급하고, 다양한 채소를 재배하여 자가 소비 또는 판매하게 하였다. 또한, 태양광발전 연계 해수담수화 시스템을 설치하여 식수를 공급하도록 하고 있다. 만족도 조사를 통해 대부분의 수혜 가구가 만족하였고, 주변 지역 및 도서로 보급확산을 희망하고 있음을 알 수 있었다. 따라서, 키리바시 SSUA협회는 공동체 이용 및 관리 체계화를 지원하는 자활사업을 추진할 계획이며, 이러한 활동은 태평양 도서국가들의 SDGs 달성을 지원하기 위한 ODA 프로그램으로 확산될 수 있을 것이다.