• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.49-55
• /
• 2023

This paper presents the design of a re-liquefaction system as a BOG (boil-off gas) handling process in liquid hydrogen transport vessels. The total capacity of the re-liquefaction system was assumed to be 3 ton/day, with a BOR (boil-off rate) of 0.2 %/day inside the cargo. The re-liquefaction cycle was devised using the He-Brayton Cycle, incorporating considerations of BOG capacity and operational stability. The primary components of the system, such as compressors, expanders, and heat exchangers, were selected to meet domestically available specifications. Case studies were conducted based on the specifications of the components to determine the optimal design parameters for the re-liquefaction system. This encompassed variables such as helium mass flow rate, the number of compressors, compressor inlet pressure and compression ratio, as well as the quantity and composition of expanders. Additionally, an analysis of exergy destruction and exergy efficiency was carried out for the components within the system. Remarkably, while previous design studies of BOG re-liquefaction systems for liquid hydrogen vessels were confined to theoretical and analytical realms, this research distinguishes itself by accounting for practical implementation through equipment and system design.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권2호
• /
• pp.171-179
• /
• 2013

선박의 주 추진용 디젤엔진으로부터 배출되는 배기가스의 열을 회수하는 폐열회수 발전시스템에 대하여, 상대적으로 고온에 상부의 3 변 사이클과 상대적으로 저온부에 하부의 유기 랭킨 사이클이 적용되는 복합 사이클에 대한 열역학적 특성을 조사하였다. 그 결과, 상부와 하부 사이클 사이에 경계온도의 증가에 따라, 총 파괴된 엑서지율(${\sum}\dot{E}_d$) 및 엑서지 손실율($\dot{E}_{out2}$)이 각각 감소되었기 때문에, 시스템의 에너지 및 엑서지 효율이 모두 최대화되었다. 그리고 상부의 체적 팽창비가 크게 감소되었다. 그 경우에 대하여, 부가적인 추진동력으로써 활용되는 폐열회수 발전시스템이 적용된 선박용 디젤엔진의 경우에, 추진 효율은 엔진부하 변동에 따라 기본 엔진에 대비하여 평균적으로 9.17 %가 향상되었다. 이에 대하여, 디젤엔진의 연료 소비율과 이산화탄소 배출률은 각각 평균 8.4 및 8.37 %가 저감되었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2018년도 공동국제학술발표회
• /
• pp.17-17
• /
• 2018

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제13권3호
• /
• pp.204-213
• /
• 2002

In this work, hydrogen production by a 2-step water-spritting thermochemical cycle based on metal oxides redox pairs was investigated on the bases of the thermodynamics and technical feasibility. Also, a 2nd-law analysis performed on the closed cyclic process indicates a maximum exergy conversion efficiency of 7.1% when using a solar cavity-receiver operated at 2300K and air/Fe3O4 molar ratio = 10.

• 설비공학논문집
• /
• 제16권7호
• /
• pp.673-682
• /
• 2004

The cost accounting of products on energy system is important for evaluating the economical efficiency and deciding the reasonable sale price. In the present, the suggested OECOPC method was applied to a combined cycle cogeneration, and each unit cost of electricity and heat products was calculated. In addition, the previous thermoeconomic methods were applied and calculated to equal system. As a result of comparing various methods, the unit costs by OECOPC method were calculated in the middle value of those. This result tells that OECOPC methods are most moderate. The suggested OECOPC method can apply any energy system. Hence this method is expected to make contribution to cost accounting on energy System.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제16권11호
• /
• pp.2189-2195
• /
• 1992

본 연구에서는 대향류 열교환기에 대하여 출력과 효율 등을 계산하는 예를 보 이고, 동시에 최대의 출력을 얻기 위한 조건들을 수치적으로 구하였다. 또한 열교환 기의 장치비용과 열원의 생성비용을 적절히 취급하여 경제적 최적조건에 대해서도 살 펴보고자 한다. 여기서 저온유체의 가용 에너지 획득량으로서 출력은 열전달로 인한 부분만을 생각하기로 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제59권1호
• /
• pp.60-67
• /
• 2021

본 연구에서는 CO2 포집을 포함하는 500 MWe 급 전기를 생산하는 순산소 석탄화력발전소에 대한 공정흐름도를 제시하였고, 기술경제성 평가를 수행하였다. 이 석탄화력발전소는 순환 유동층 보일러(CFB), 초초 임계 증기 사이클 증기 터빈, 보일러에서 배출되는 배기가스내 수분과 오염물질을 제거하는 배기가스 정제 장치(FGC), 산소 분리 초저온 공정(ASU), 이산화탄소를 분리하는 극저온 공정(CPU)을 포함한다. 건식 배기가스 재순환(FGR)은 CFB연소기내 온도 제어와 고농도 CO2 배출을 위하여 사용되었다. 이 순산소 석탄화력발전소의 열효율을 증가시키기 위하여 FGR 흐름에 대한 열교환, ASU에서 배출되는 질소 흐름에 대한 열교환, 그리고 CPU 내 기체 압축기의 열 회수를 고려하였다. FGR열교환기의 온도차(ΔT)의 감소는 배기가스의 더 많은 폐열 회수를 의미하며, 전기 및 엑서지 효율을 증가시켰다. FGR열교환기의 ΔT가 10 ℃ 에서 FGR과 FGC 주변의 연간 비용이 최소가 되었다. 이때, 전기 효율은 39%, 총투자비는 1371 M$, 총생산비용은 90 M$, 그리고 투자수익률은 7%/y, 그리고 투자회수기간은 12년으로 예측되었다. 본 연구를 통하여 순산소 석탄화력발전소의 열효율 향상을 위한 열교환망이 제시되었고, FGR 열교환기의 최적 운전 조건이 도출되었다.

• 신재생에너지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.20-28
• /
• 2013

The gasification process has developed to convert coal into the more useful energy and material since decades. Despite the numberous design of ones, entrained flow gasifier of the major companies has had an advantage on the market. Because it has a merit of full-scale and high performance plant. In this paper, the gasification technologies of GE energy, Phillips, Siemens and Shell have been reviewed to compare their characteristics and a high performance gasification process was suggested. And the simulation model of gasifiers using Aspen Plus offered the quantitative comparison data for difference designs. The simulation results revealed the poor performance of the slurry feed than dry design. The corresponding cold gas efficiency of 77% is much lower than the 80.3% for the dry feed cases. The exergy analysis of the difference syngas quenching system showed that chemical quenching is superior to another. The results of analysis recommend the two stage gasifier with dry multi-feeder as the energy effective design.

• 설비공학논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.560-568
• /
• 2005

The cost accounting of electricity and heat produced from an energy system is important in evaluating the economical efficiency and deciding the reasonable sale price. The OECOPC method, suggested by the author, was applied to a 650 MW combined cycle cogeneration system having 4 operating modes, and each unit cost of electricity and heat products was calculated. In case that a fuel cost is ${\\}400/kg$ and there are no direct and indirect cost, they were calculated as follows; electricity cost of ${\\}23,700/GJ$ at gas-turbine mode, electricity cost of ${\\}15,890/GJ$ at combined cycle mode, electricity cost of ${\\}14,146/GJ$ and heat cost of ${\\}6,466/GJ$ at cogeneration mode, and electricity cost of ${\\}14,387/GJ$ and heat cost of ${\\}4,421/GJ$ at combined cycle cogeneration mode. Further, these unit costs are applied to account benefit on this system. Since the suggested OECOPC method can be applied to any energy system, it is expected to contribute to cost accounting of various energy systems.

• 에너지공학
• /
• 제21권4호
• /
• pp.402-410
• /
• 2012

본 연구에서는 가솔린 엔진 자동차에서 엔진 폐열 회수를 위한 이중 회로 랭킨 사이클 성능 해석이 수행되었다. 고온(HT)의 엔진 배기가스 열회수를 위해서는 물을 사용하는 스팀사이클이 적용되었고, 엔진 냉각수열과 고온 사이클로부터의 응축열을 활용하는 저온(LT) 사이클은 R-134a를 사용하는 유기랭킨사이클이 적용되었다. 고온 및 저온 열원을 동시에 활용하는 이중 회로 시스템의 특성을 파악하기 위해 에너지 및 엑서지 분석이 수행되었다. 고온 및 저온 사이클에 사용되는 용적형 팽창기의 체적이 차량적용을 위한 시스템 최적화에 매우 중요하며 시스템 최적화를 위해서는 반드시 고려되어야 한다. 목표로 하는 엔진 운전 조건에서 고온(HT) 팽창기와 저온(LT) 팽창기의 체적을 고려하면서 고온(HT) 사이클의 팽창비와 저온(LT) 사이클의 응축온도가 시스템의 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 본 연구에서는 이러한 이중 회로 랭킨 사이클 시스템에 의해 목표 엔진 운전조건에서 엔진 폐열로부터 약 21%의 추가 동력을 얻을 수 있는 것으로 예측되었다.