Kim, Chung-Seok;Ryu, Kwon-Sang;Nahm, Seung-Hoon;Lee, Seung-Seok;Park, Ik-Keun
Journal of the Korean Magnetics Society
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v.19
no.3
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pp.100-105
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2009
The high-temperature isothermal aging is studied in ultra-supercritical steel, which is attractive to the next generation of power plants. The effects of microstructure on reversible permeability are discussed. Isothermal aging was observed to coarsen the tempered carbide ($Cr_{23}C_6$), generate the intermetallic ($Fe_2W$) phase and grow rapidly during aging. The dislocation density also decreases steeply within lath interior. The dynamic coercivity, measured from the peak position of the reversible permeability profile decreased drastically during the initial 500 h aging period, and was thereafter observed to decrease only slightly. The variation in dynamic coercivity is closely related to the decrease in the number of pinning sites, such as dislocations, fine precipitates and the martensite lath.
The modified 9Cr-1Mo steel (P91 steel) is very popular as a boiler tube material of the USC (Ultra-Supercritical) power plants. The steels were tempered in the temperature range of 400 to $650^{\circ}C$ and the mechanical tests, such as impact and hardness tersts were performed at the room temperature for the tempered steels. A drop in the impact value (embrittlement) and the hardeness increase were simultanously observed in the range of temperature between $475^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$, particularly at $550^{\circ}C$. TEM observation shows the hardening was caused by $M_2C$, resulting in the embrittlement. And the maximum volume fraction of $M_3C$ was also observed at $550^{\circ}C$, Therefore, the embrittlement seems to be caused by both the $M_2C$ and $M_3C$.
The need for Dissimilar Welded Joint (DWJ) in the power plant components arises in order to increase the overall efficiency of the plant and to avoid premature failure in the component welds. The Activated-Tungsten Inert Gas (A-TIG) welding process, which is a variant of Tungsten Inert Gas (TIG) welding, is focus of this review work concerning the DWJ of nuclear grade creep-strength enhanced ferritic/martensitic (CSEF/M) steels and austenitic steels. A-TIG DWJs are compared with Multipass-Tungsten Inert Gas (M-TIG) DWJ based on their mechanical and microstructural properties. The limitations of multipass welding have put A-TIG welding in focus as A-TIG provides a weld with increased depth of penetration (DOP) and enhanced mechanical properties. Hence, this review article covers the A-TIG welding principle and working parameters along with detailed analysis of role played by the flux in welding procedure. Further, weld characteristics of martensitic and austenitic steel DWJ developed with the A-TIG welding process and the M-TIG welding process are compared in this study as there are differences in mechanical, microstructural, creep-related, and residual stress obtained in both TIG variants. The mechanics involved in the welding process is deliberated which is revealed by microstructural changes and behavior of base metals and WFZ.
Transactions of the KSME C: Technology and Education
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v.4
no.2
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pp.101-109
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2016
The material properties of heat resistant materials at power plants are affected by thermal aging as operating time is accumulated. In this study, the influence of thermal aging on yield strength, tensile strength and fracture behavior for Mod.9Cr-1Mo (ASME Grade 91) steel which is a material widely adopted for Generation IV nuclear energy system has been investigated and analyzed. Service exposed Gr.91 steel materials sampled from a piping system of an ultra-supercritical (USC) plant in Korea with accumulated operation time of 73,716 hours were used for material testing. The test results of the service exposed material specimens were compared with those of the virgin Gr.91 steel specimens. Those test data were compared with the material properties of ASME code and RCC-MRx code. Conservatisms of the material properties in the design codes have been quantified based on the comparisons of those from virgin and service exposed material specimens.
In accordance with the global efforts to reduce greenhouse gas emissions, Korean government submitted its INDC (Intended Nationally Determined Contribution) of 25.7% for domestic reduction and the total of 37% reduction by 2030 including the purchase of emission reduction permit from abroad. In this study, 25.7% reduction target is being evaluated to see its impact on domestic energy system using the integrated assessment model, GCAM (Global Change Assessment Model). Results show that electricity generation from fossil fuel technologies using coal and gas decrease by 28.0%, 13.5% while that of biomass, wind power, solar energy increase by 47.6%, 22.0% and 45.4%, respectively. It is worth noting that so called new technology such as USC (ultra supercritical power generation) does not contribute to achieving the emission reduction target and careful and quantitative analysis is required for such categorization in the future.
Lee, Ji Hyun;Kwak, NoSang;Niu, Hongwei;Wang, Jinyi;Wang, Shiqing;Shang, Hang;Gao, Shiwang
Korean Chemical Engineering Research
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v.58
no.1
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pp.150-162
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2020
The proprietary post-combustion CO2 solvent (KoSol) developed by the Korea Electric Power Research Institute (KEPRI) was applied at the Shanghai Shidongkou CO2 Capture Pilot Plant (China Huaneng CERI, capacity: 120,000 ton CO2/yr) of the China Huaneng Group (CHNG) for performance evaluation. The key results of the pilot test and data on the South Korean/Chinese electric power market were used to calculate the predicted cost of CO2 avoided upon deployment of CO2 capture technology in commercial-scale coal-fired power plants. Sensitivity analysis was performed for the key factors. It is estimated that, in the case of South Korea, the calculated cost of CO2 avoided for an 960 MW ultra-supercritical (USC) coal-fired power plant is approximately 35~44 USD/tCO2 (excluding CO2 transportation and storage costs). Conversely, applying the same technology to a 1,000 MW USC coal-fired power plant in Shanghai, China, results in a slightly lower cost (32~42 USD/tCO2). This study confirms the importance of international cooperation that takes into consideration the geographical locations and the performance of CO2 capture technology for the involved countries in the process of advancing the economic efficiency of large-scale CCS technology aimed to reduce greenhouse gases
Lee, See Hoon;Kim, Dong Won;Lee, Jong Min;Bae, Yong Chae
Korean Chemical Engineering Research
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v.57
no.6
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pp.853-860
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2019
In order to meet more severe environmental regulations, oxy-fuel circulating fluidized bed(CFB) boilers or ultra supercritical CFB boilers, which are a kind of process in that solid particles moves similar to fluid, have been developed in the world. In CFB power generation processes, the method to reduce or remove sulfur dioxide is in-situ desulfurization reaction via limestone directly injected into CFB boilers. However, the desulfurization efficiencies have continuously changed because limestones injected into CFB boilers are affected by various operation conditions (Bed temperature, pressure, solid circulating rate, solid holdup, residence time, and so on). In this study, a prediction method with physical and chemical properties of limestone and operation conditions of CFB boiler for in-situ desulfurization reaction in CFB boilers has developed by integrating desulfurization kinetic equations and hydrodynamics equations for CFB previously published. In particular, the prediction equation for in-situ desulfurization was modified by using experimental results from desulfurization reactions of various domestic limestones.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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