• 한국유체기계학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.43-50
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• 2009

Waste heat recovery process designs and performance analyses are conducted on the IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle) power plants integrated with two different coal gasification and gas cleanup processes by Shell and GE/Texaco. Through the analysis results, the present study provides the steam integration concept between the HRSG and the chemical processes of IGCC power plant, and investigates the effect of steam integration on the power generation of IGCC power plant. The present simulation results show less steam power output and higher overall IGCC efficiency of the Shell-based power plant than the GE/Texaco.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.716-722
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• 2017

본 연구에서는 Fire Dynamics Simulation (FDS)를 이용하여 화재 기류 전파 경로 상에 플랜트 설비 유무가 공간 내 열유동 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 화원 위치에 따른 지하 복합 발전 플랜트 내 화재 해석을 수행하였다. 화원의 크기는 10 MW이며, 화원 상부의 장애물(설비)의 유무에 따라 화원 위치가 천장 및 화원 상부에서의 열 기류 선단의 전파 특성을 미치는 영향을 정량적으로 비교분석하였다. 결과로서, 화원 상부에 장애물이 있을 경우, 화재 기류가 화원 상부 천장에 도달하는 시간이 장애물이 없을 때에 비해 약 5 배가량 증가하였다. 화원 상부 천장 벽면의 천장 기류 시작 지점으로부터 거리에 따른 각 지점에서 열 기류 선단의 전파 시간의 평균적으로 장애물이 없는 경우에 비해 약 70% 가량 증가하였으며, 특히 10 m 지점에서는 4 배 가까이 증가하였다. 이는 장애물이 화원으로부터 발생하는 수직 열기류의 흐름을 방해하고, 장애물 뒤 쪽에 불안정한 후류가 형성되었기 때문이다. 따라서 지하복합 발전 플랜트 내 피난 및 재난 관리의 초기 대응 목적의 화재 감지 설비 시스템 설계 시 화재 시나리오에 따른 열유동 분석이 중요할 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.234-237
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• 2008

분류층 가스화기에서 가스화기 운전 온도는 슬래그의 원활한 배출과 가스화기 성능 등에 영향을 미친다. 가스화기 운전온도는 또한, 석탄 및 산소 소비량에도 영향을 미쳐 궁극적으로는 가스화 플랜트의 주요 설비 용량을 결정하는 주요 요인중의 하나이다. 가스화기 운전 온도가 일정수준 이상으로 증가할 경우 냉가스 효율이 저하되고 가스화 성능에 약 영향을 미친다. 본 논문에서는 Coal 및 Flux 공급장치, 슬래그 배출장치 당의 구성을 설명하고 Flux 투입량에 따른 슬래그 Tcv, 가스화기 성능 등을 예측하였다. 또한, 300MW IGCC 실증 가스화플랜트 엔지니어링을 위한 예비단계로 석회석 투입에 따른 Flux 공급장치를 포함한 Feeding 설비 용량, 슬래그처리설비 용량, 가스화기 내부 및 출구 적정온도를 예측하였다.

• 에너지공학
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• 제10권4호
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• pp.363-369
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• 2001

중급규모의 가스화 복합/열병합 플랜트의 공정설계와 성능평가를 수행하였다. 설계된 플랜트 공정을 바탕으로 가스터빈 연소기에 비포화 또는 포화된 질소를 분사시키거나 가스연료를 포화시키는 여러 가지 $NO_x$ 저감 기술들을 시도하여, $NO_x$ 저감 기법이 $NO_x$ 배출량에 미치는 영향과 플랜트의 출력, 효율 및 안정성에 미치는 영향을 동시에 검토하였다. 가스 연료의 포화보다는 질소의 분사를 통한 $NO_x$ 저감효과가 더욱 현저하며, 질소분산 시 포화된 질소를 사용하는 경우 $NO_x$ 저감 효과는 더욱 향상되었다. 또한 $NO_x$ 저감 기법의 적용은 $NO_x$ 배출량의 감소와 더불어 플랜트의 출력 및 효율 향상도 수반하나, 가스터빈의 불안정한 운전을 초래할 수도 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권5호
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• pp.453-460
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• 2015

후쿠시마 원전 사고 이후로 원자력 발전 플랜트의 배관 시스템에 가해지는 비틀림 하중의 영향에 대한 연구가 여러 연구자들에 의해서 수행되었다. 발전 플랜트의 원주방향 균열을 포함한 배관은 정상운전 조건이나 갑자기 발생한 사고에 의해서 굽힘과 비틀림과 같은 하중을 받을 수 있다. ASME 코드에서는 균열 배관의 구조건전성 확보를 위해서 한계하중 기법을 사용해서 완전소성 파단에 대한 결함평가를 제공한다. 최근 개정된 코드에 따르면, 복합하중은 막응력과 굽힘 응력만을 포함하고 있다. 실제로 운전 환경에서 비틀림 하중이 가해질 수 있음에도 불구하고, 비틀림 하중을 평가하는 방법론에 대해서는 언급하지 않았다. 본 논문에서는 한계하중 분석을 기반으로 원주방향 균열 존재하는 배관에 단순 굽힘과 단순 비틀림, 인장을 포함한 굽힘 비틀림 복합하중이 가해질 경우에 대한 유한요소해석 결과를 포함하고 있다. 전단면 완전항복 기준을 만족하는 한계하중 이론해를 제안하고 유한요소해석을 통해서 이를 검증하였다.

• 플랜트 저널
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• 제17권2호
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• pp.48-53
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• 2021

900 MW 복합화력발전소의 경우 소내 부하의 대부분은 회전기기이며 저역률로 운전되고 있고 역률 저하는 무효전력을 증가시켜 기기의 효율 저하 및 불필요한 소내 전력을 소비하는 원인이 된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방안인 무효전력을 흡수 및 제거하는 무효전력보상장치를 6.9 kV 소내 모선에 설치하여 운전함으로써 그에 대한 결과를 제시하고자 한다. 본 시스템의 적용 결과 우선 회전기기의 역률이 0.22로 개선 및 소내 부하전력량 1.4% 감소됨을 확인하였고 발전기 열효율 0.1%, 발전출력810 kW 증가함을 알 수 있었다. 다음으로 투자비 1.5억 원 대비 소내 전력손실비용 2억 원/년 감소 및 매출액 10억 원/년 증가로 경제성 있음으로 분석되었고 향후 건설 및 운영 시 비용절감이 가능함을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제27권2호
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• pp.14-25
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• 2018

복합화력발전 플랜트는 천연가스와 같은 연료로 가스 터빈을 작동시킨 후 잔류 열로 증기를 생산하는 사이클을 가지고 있다. 연료가스는 압축기 및 열교환기를 통해 4~5 MPa, $200^{\circ}C$ 수준의 상태로 가스터빈에 공급된다. 본 연구에서는 가스 연료공급 배관계통의 안전 운영 및 건전성 확보를 위해 배관 시스템 응력을 고려한 위험도 평가 기법 연구를 수행하였다. 위험도 평가 기법으로 잘 알려진 API 580/581 RBI 코드에서는 위험도에 배관 응력의 영향을 반영이 제한적이다. 따라서 배관 해석을 이용하여 배관의 시스템적 응력을 위험도의 파손확률로써 인자화하는 접근법을 제시하였다. 해석은 가상 발전 플랜트의 가스연료 공급 배관의 설계 데이터에 근거하여 배관 시스템 응력 해석을 수행하였다. API 코드에 의해서 평가된 파손확률 등급과 배관해석을 이용한 응력비 평가 결과를 비교하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.782-787
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• 2001

An optimum thermal design analysis of the combined cycle power plant with triple pressure heat recovery steam generator was performed by the numerical simulation. The optimum design module used in the paper is DNCONF, a function of IMSL Library, which is widly known as a method to search for the local optimum. The objective function to be minimized is the cost of total power plant including the steam turbine power enhancement premium. The result of this paper shows that the cost reduces if the design point of power plant becomes the local optimum, and many calculations at various initial conditions should be carried out to get the value near the global optimum.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.130.1-130.1
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• 2010

미국과 유럽에서는 이미 10여 년 전부터 250MW급 이상의 대용량 석탄IGCC 플랜트를 상업운전 하고 있으며, 일본과 중국을 비롯한 아시아에서도 대용량 플랜트를 시운전하고 있거나 건설 중에 있다. 한국에서는 제4차 전력수급계획에 의거 태안화력 부지 내에 300MW급 IGCC 플랜트 건설을 추진 중이며, 두산중공업은 '10년 상반기에 IGCC 가스화 플랜트에 대한 FEED 설계 (Front-Eng Engineering Design)를 완료하였다. 그 과정 중 설계조건에 의한 기본 엔지니어링 사항과 석탄 가스화 플랜트에 대한 성능예측 결과를 본 연구에서 소개한다. 가스화 플랜트의 엔지니어링은 가스화 블록과 가스정제 블록으로 구분하여 수행하였다. Process Data를 이용하여 PFD Development, P&ID Generation, Equipment Specification 개발, HAZOP 수행, Architecture Engineering 등의 순으로 FEED 설계를 진행하였다. BOD (Basis of Design)를 기준으로 운전조건별 Heat & Mass Balance와 Process Flow를 재검토하고 각 기기별 운전개념을 반영하여 P&ID를 개발하였다. 그리고 배관, 전기 및 제어에 대한 각종 Diagram 개발과 HSE (Health, Safety and Environment) 관련 설계를 수행하였다. IGCC 1호기의 엔지니어링 수행과 함께 Next 호기 자체설계 역량 확보를 위해 두산중공업은 'DIGITs'로 명명된 개념기본설계 Tool을 개발하고 있다. DIGITs는 공정모델링, 단위기기 개념설계, 공정구성 (Process Configuration) 및 종합 Database Package 형태로 구성된다. DIGITs에 의한 계산 결과 공정사 Process Data 기준시 가스화 블록 출구에서 Syngas HHV와 Syngas 현열은 각각 약 $636MW_{th}$와 약 $18MW_{th}$로, Plant 설계조건 $630MW_{th}$를 만족하는 것으로 예측되었다. 향후 DIGITs는 가스정제 블록 및 주변 BOP 설비 등과 연계한 종합 개념기본설계 Tool로써 개발 진행 중이다.

• 한국기후변화학회지
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• 제3권4호
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• pp.271-280
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• 2012

본 연구는 지구온난화와 에너지 위기의 시대에 청정 석탄 이용기술로 부각되고 있는 석탄가스화 복합발전의 경제성을 분석한 것으로 실물옵션을 활용하여 한국형 300 MW급 IGCC 실증플랜트 기술개발사업의 가치를 평가하였다. 실물옵션 가치평가법 중의 하나인 이항옵션 모형을 활용하였고, 연료비 불확실성을 고려하여 평가하였다. 분석 결과, 현금흐름할인법을 이용하여 경제성 평가를 했을 때보다 더 높은 투자가치가 있음을 확인할 수 있었으며, 사업의 가치가 양의 값을 나타내 현재 추진 중인 이 사업이 경제적으로 타당하다고 판단할 수 있었다. 또한, 경제적 타당성 입증을 통해 후속호기 발전에 긍정적 영향을 주며, CCS와 연계 시에는 더 큰 효과가 있을 것으로 기대된다.