가스화복합발전기술은 석탄 또는 중질유 등의 기존 발전연료 뿐만 아니라 잔사유 또는 나무와 같은 다양한 연료를 가스터빈에 사용할 수 있어 차세대 발전방식으로 부각되고 있다. 본 논문은 이러한 가스화 복합발전에서 가스화 하여 나온 저열량의 합성가스를 천연가스연료로 설계된 가스터빈에 사용할 때 가스터빈의 성능을 예측하였다. 이를 위해 제한된 설계 데이터로부터 가스터빈의 거동을 예측하는 시스템 적인 방법을 사용하여 발전용 GE 7FA가스터빈에 설계연료인 천연가스와 4가지의 다른 종류의 합성가스를 사용할 때 가스터빈의 설계조건과 탈 설계조건 성능을 예측하였다.

본 논문은 객체지향 프로그램(OOP)을 사용하여 광양제철소 전력계통의 과도안정도를 모의한다. OOP는 절차식 프로그램보다 유연한 방법으로서 동적인 시스템의 모의에 여러 가지 장점이 있다. 시스템의 변화가 있으면 프로그램 전체을 수정하는 대신 필요한 부분만을 수정하면 되므로, 프로그램의 유지 및 보수가 매우 용이하다. 본 논문에서는 OOP를 이용하여 동적인 시스템의 해석을 위한 유연한 방법을 제시하였다. 시스템을 직접 사용자가 그려서 전력조류계산과 동적 안정도를 모의할 수 있는 사용자 인터페이스를 구현하여 17기의 동기발전기와 25기의 동기전동기로 구성되는 광양제철소 전력계통의 동적 안정도 해석에 적용하였다.

본 연구에서는 유니크에서 개발된 E-EGR 밸브의 특성을 분석하였으며, 차량적용의 가능성을 평가하였다. 메르세데스 벤츠에서 개발된 배기량 0.8리터급 소형디젤 승용차인 Smart cat가 본 실험에 사용되어졌다. 실험용 차량은 전자식 EGR 밸브가 장착된 3기통의 터보 과급식 차량이다. 테스트벤치에서 EGR 밸브의 성능을 비교 및 분석한 후 차대동력계상에서 EGR map과 CVS-75 시험결과를 통하여 전자식 EGR 밸브의 차량적용 가능성을 여부를 수행하였다.

국제적인 지구환경 보호문제 및 에너지의 효율적인 활용이라는 측면에서 다른 발전시스템 보다 월등하게 효율이 높은 열병합발전시스템은 개발 및 실용화되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 이와 같은 열병합발전시스템을 모 호텔에 도입하는 경우 기존의 열 및 전기공급 방법의 요금과 신규로 열병합을 도입하였을 경우의 열 및 전기요금의 차액을 계산하고 신규투자비를 고려하여 단순 투자비 회수를 토대로 도입에 대한 경제성을 분석하였다. 열병합설비의 투자비 회수기간은 약 10년 정도로 10년 이후에는 열 및 전기요금의 혜택을 볼 수 있으므로 도입 가치가 충분히 있으며, 이자율 하락이나 정량적으로 계산하기 어려운 환경문제 개선비용 및 전기요금의 증가를 고려하면 실제적으로는 더욱 경제성이 있음을 알 수 있다.

전력계통의 전원설비 방식은 대규모 집중전원방식과 소규모 분산전원방식으로 크게 분류할 수 있으나 지금까지의 우리나라의 전원방식은 대규모집중방식 위주로 전원계획을 수립하여 왔다. 그러나 최근에 신에너지 전원설비인 태양광, 연료전지 및 풍력발전 등의 환경 친화적인 전원방식이 급증하고 있는 추세이고 국가적으로도 이러한 전원설비를 장려하고 있다. 그러나 이러한 신에너지 전원방식은 독자적으로 모든 부하를 충당할 수 없으며 고장시 전원공급에 차질이 발생할 우려가 있어 전력계통과의 연계가 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 이러한 여러 형태의 신에너지 전원설비 중 풍력발전시스템을 저압 및 특별고압계통에 연계하는 경우에 발생하는 보호문제에 대해서 시뮬레이션과 분석을 통해 각종 사고에 대한 보호방식과 협조방안에 대한 방안을 제시하였다.

본 연구에서는 순환유동층 보일러의 운전 중 비유동화 및 완전 베드 봉쇄를 유발할 수 있는, 분산판 위에서 발생되는 클링커에 대하여 그 발생원인을 순수 열 및 유동 측면에서 고찰해 보고자 하였다. 클링커는 그 화학성분 측면에서 실리콘, 철, 칼슘 등의 원소로 구성되어 있다. 비유동화 현상에 대하여 폭넓은 연구가 진행되어 왔으나, 현재까지 그 원인규명이 명확하게 이루어지고 있지는 못하는 현실이다. 본 연구에서는 FLUENT를 사용한 CFD 계산을 통하여 분산판의 노즐 형태와 노즐 배열을 달리하면서(노즐타입 1, 노즐타입 2)유동특성을 파악하여 클링커 발생 원인을 유추하였으며, 열 및 유동 측면에서 클링커 발생을 최소화할 수 있는 노즐 형태 및 배열을 제안(노즐타입 3)하였다.

전력계통 실시간 제어에서는 전압, 전류, 유효전력, 무효전력, 역률, 시스템 주파수 등 전력계통 변수들을 측정하는 것이 중요하다. 이 변수들은 전압과 전류의 동기화된 페이저 정보부터 추출할 수 있다. 따라서 전압 및 전류의 동기화된 페이저 측정은 실시간 전력계통 제어에서 매우 중요한 역할을 한다. 이런 이유로 동기위상측정장치가 개발되었고 본 논문에서는 동기위상측정장치의 설계와 구현한 것을 제시하였고 제작된 시작품을 RTDS(Real-time Digital Simulator)와 실험실에 있는 380 V 3상 배전계통에 적용하여 측정된 실험결과를 통해 개발된 시작품의 성능을 검증하였다.

한국형차세대원자로 APR-1400의 안전감압계통이 작동하면 물, 공기 및 증기가 sparger를 통해 격납건물 내 핵연료재장전 수조로 차례로 방출된다. 방출 과정 중 생기는 여러 현상 중에서 수조 내의 공기 기포군은 저주파, 고진폭의 진동 하중을 발생하며, 주파수가 침수 구조물의 고유 주파수와 거의 같은 경우에는 구조물에 심각한 영향을 줄 수 있다. 이러한 현상은 복잡하기 때문에 주파수와 하중에 대한 규명은 주로 실험에 의존해 왔으며 수치해석적 연구는 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 sparger를 통해 수조 내로 방출되는 공기 기포군의 거동에 대한 수치해석을 상용 열수력 해석 코드인 FLUENT Version 4.5를 사용하여 수행하였다. 다상유동 해석모델중 VOF(Volume Of Fluid)모델을 사용하여 물, 공기 및 증기 등의 다상유동을 모의하였다. 해석결과를 sparger 개발을 위해 ABB-Atom이 수행하였던 실험결과와 비교하여 만족할만한 결과를 얻었다.

석탄가스화 복합발전(IGCC)의 가스 정제 부분에 사용 가능한 비아연계 탈황제중 경제성이 우수하며 탈황성능이 우수한 천연망간광석을 탈황제의 활성성분으로 선정하였다. 본 연구에서는 이미 탈황반응이 끝난 망간계 탈황제의 재생반응특성을 열중량 분석기와 고정층 반응기로 350~55$0^{\circ}C$의 중저온 영역에서 실험하였다. 망간계 탈황제를 4%의 산소로 재생할 경우 85$0^{\circ}C$이상에서 재생 반응이 sulfation 생성반응보다 우세하게 되며, 90$0^{\circ}C$ 이상에서 완전재생 반응이 이루어진다. 중저온 영역에서는 망간의 열역학적 특성으로 인하여 sulfation 반응이 우세하게 되므로 망간산화물이 아닌 MnSO$_4$생성반응이 주물질인 반응이 일어나게 된다. 이를 개선하기 위하여 재생 가스의 조성에 암모니아와 수분을 첨가하여 황화합물이 생성되는 부반응을 억제함으로써 기존 연구와 차별성을 두었으며 XRD와 반복 황화 재생 반응에 의한 반응성 변화를 살펴봄으로써 이에 대한 검증을 해보았다.

The fabrication method for the main components of the polymer electrolyte membrane fuel cell stack such as electrodes, membrane-electrode assemblies, and bipolar plates was established for the effective electrode area of 240 ㎠. A counter-flow type 100-cell stack was fabricated by using the above components and then a maximum power of 7.44 kW for H$_2$/O$_2$ and 5.56 kW for H$_2$/air could be obtained at 70$\^{C}$ and 1 atm. It was seen that the distribution of the OCV for unit cells in the stack was uniform but the voltage deviation increased as the load increased due to the IR drop and the electrode polarization. The stack was applied to the power source of the fuel cell/battery hybrid electric golf car. It produced about 1 kW at a room temperature operation during the test run, which occupied about 43% of the total power required by the 2.3 kW motor.

The present paper investigated the effect of ultrasonic vibrations on the melting process of phase-change materials (PCM). Furthermore, the present study considered constant heat-flux boundary condition, whereas many of the previous researches had adopted constant wall-temperature condition. The results of the present study revealed that ultrasonic vibrations accompanied the effects like acoustic streaming, cavitation, and thermally-oscillating flow. Such effects are a prime mechanism in the overall melting process when ultrasonic vibrations are applied. They speed up the melting process as much as 2.5 times, compared with the result of natural melting. Also, energy can be saved by applying ultrasonic vibrations to the natural melting. In addition, temperature and Nusselt numbers over time provided a conclusive evidence of the important role of ultrasonic vibrations on the melting phenomena.

철광석 용융환원 공정에서 석탄의 고온열분해시 석탄중에 함유된 황화합물의 거동을 파악하기 위한 기초실험을 수행하였다. 사용된 시료는 역청탄인 호주산 Hunter및 Mt. Thorley와 남아프리카의 Ensham 석탄이며, 반응온도 800~110$0^{\circ}C$ 사이에서 황화합물의 종류와 발생량을 분석하였다. 황함유 가스화할물은 주로 H$_2$S의 형태로 배출되며, COS및 CS$_2$가 미량 배출되었다. 또한 석탄중의 황화합물이 가스 및 타르의 휘발성물질과 석탄촤로 약 50%：50% 정도로 분배되었다.

본 논문에서는 압축공기를 작동매체로 한 저압용 vortex tube에 대한 에너지분리 과정을 상세히 연구하였다. 먼저 vortex tube에서 에너지 분리되어 나오는 온공기와 냉공기의 온도변화에 대하여 실험하였고, vortex tube의 안쪽표면의 최대벽면온도 변화와 vortex tube내의 온도분포를 통하여 vortex tube내 유동장에서의 정체점의 위치에 대한 유용한 정보를 얻게되었다. 이를 바탕으로 vortex tube의 최적 길이와 throttle의 형상, sleeve에 따른 에너지분리과정 등을 실험을 통하여 알아보았다. 또한 본 연구에서는 디젤기관의 배기에 적용하기 위한 외통을 사용하였다. 이때 vortex tube에서 나오는 은공기가 180$^{\circ}$돌아 나오면서 vortex tube의 바깥쪽 벽면을 가열하게 된다. 이러한 기하학적 형상을 통하여 에너지분리효과가 증대됨으로 인하여 디젤기관의 배기가스에 적용 시 고온유동의 온도를 높이고자함에 본 연구의 목적을 두고자한다.