• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.250-260
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• 2000

유동층 연소기술은 다양한 연료의 사용과 SOx와 같은 공해물질의 배출제어가 용이하여 환경규제에 대한 대처능력이 우수한 발전방식으로 널리 적용되고 있는 추세이다. 국내에서도 동해화력 1,2호기(200MWe급)가 유동층 연소방식을 도입하여 운전중에 있으며, 국내 무연탄을 연료로 사용하는 최대 규모의 순환 유동층 보일러라 할 수 있다. 본 논문에서는 IEA-CFBC 모델을 이용하여 개발된 동해화력 순환유동층 성능모사 시뮬레이션 틀을 이용하여 여러 가지 운전변수 변화에 따른 성능예측을 수행하였으며, 특히, 연소로의 성능향상을 위한 방안의 일환으로 사이클론 개조를 수행하고 그에 따른 성능모사를 고찰하였다. 본 성능평가 결과 연소로내 전체 차압을 증가시키는 운전을 지향하는 것이 연소로내 희박상의 온도분포를 낮추고, 탈황효율을 증가시켜 운전 안정화에 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 본 시뮬레이션 틀을 이용한 운전변수 변화에 대한 성능예측 결과 동해화력 운전 실측치와 잘 일치하는 것으로 고찰되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.54 no.4
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• pp.527-532
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• 2016

The effects of gas velocity and solid circulation rate on the axial solid holdup distribution have been determined in a 10 mm-I.D. ${\times}$ 800 mm-high circulating fluidized bed plasma reactor under reduced pressure (1torr). Polystyrene polymer powder and nitrogen gas are used as solid and gas materials respectively. The change of solid circulation rate by a large gas flow rate of the riser (40~80 sccm) is also possible by a relatively small gas flow rate of the solid recirculation part (6.6~9.9 sccm). The solid circulation rate in the reactor under reduced pressure increases with increasing aeration velocity in the solid recirculation part. The axial solid holdup in the riser decreases from the dense at the bottom to the dilute phase at the top section of the riser. Solid holdups at the axial positions in the riser increase linearly with increasing solid circulating velocity. From these results, we could determine the position of plasma load for good plasma ignition, maintain and plasma reaction.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.952-956
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• 2010

저수지에 설치된 물순환장치는 저수지 수문상황과 자연조건의 변화에 따라 유동특성이 상이하므로 연구자가 고려하는 다양한 조건에서 현장 측정하기는 불가능하다. 이런 문제를 대체하는 방안으로 전산유체유동(CFD) 모형을 적용한 모사를 실시함으로서 다양한 조건에 따른 효과를 평가할수 있게 된다. 본 연구에서는 전산유체유동을 통한 대류식 물순환장치의 유동영향범위와 수질변화 등을 평가하고, 다양한 조건에서 모사를 실시하여 최적운영방안을 도출하고 실제운영에 활용토록 하고자 한다. 수체거동을 모사하기 위해 실제 저수지를 형상화한 Domain을 3가지로 구성하였다. 첫번째는 반경 20m, 깊이 40m Domain에 물순환장치를 중앙에 설치한 것이며(D20), 두 번째는 반경 40m, 깊이 40m에 두 개의 물순환장치를 양쪽에 설치하였고(D40), 세 번째는 반경 100m, 깊이 40m로 설정(D100)하였고 양쪽에 두 개의 물순환장치를 설치한 것으로 구성하였다. CFD에 의한 개별 대류식 순환장치의 유동모사결과 D20은 시간의 경과에 따라 수온성층이 하강하는 현상이 나타났으며 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 탈성층이 나타날 수 있을것으로 판단되었다. D40에 대하여 CFD에 의한 유동모사를 실시하였으며 시간의 경과에 따라 수온성층의 변화는 나타나지 않았다. 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 한줄로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 성층을 깨는 현상은 나타나지 않을 것으로 평가되었다. 반면 Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 표면에서 수평방향으로 계속 퍼져 나가면서 옆장치에서 상승된 수체와 혼합이 활발히 이루어 지는 현상을 나타내었다. 장치간 거리가 100m인 대류식 물순환장치에 의한 유동모사시 수온성층의 변화는 전혀 나타나지 않았으며, Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 위에서 수평방향으로 퍼져 나가면서 옆에서 가동되는 장치에서 상승된 수체와 혼합 현상을 나타내기는 하나 D40보다 혼합시간이 더 걸리는 것으로 나타났다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.12
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• pp.1265-1272
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• 2011

We performed numerical simulations of the recirculation flow of an electrolyte fluid in a circular container driven by an AC electromagnetic force for solving continuity and momentum equations. We also conducted an experiment to obtain flow data, which were in good agreement with the numerical simulation results. Furthermore, we performed a parametric study on both numerical and experimental aspects and found that the fluid velocity increases with an increase in the electrolyte concentration and magnetic intensity and with a decrease in the fluid depth and AC frequency.

• 레미콘
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• no.1 s.86
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• pp.42-54
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• 2006

• Journal of Energy Engineering
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• v.23 no.3
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• pp.51-57
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• 2014

A MILD(Moderate and Intense Low oxygen Dilution) combustion, which is effective in the reduction of NOx, is considerably affected by the recirculation flow position of hot exhaust gas to the combustion furnace. A numerical analysis was accomplished to elucidate the flow characteristics in the MILD combustion incinerator for several cases with or without exhaust gas recirculation. It could be seen from the result of the present numerical study that the flow recirculation could be observed in the upper region over the vertical dividing wall for the case without exhaust gas recirculation. The optimal position of exhaust gas recirculation position was derived by the comparison of %RMS of x directional velocity for the cases with exhaust gas recirculation. The case with the exhaust gas recirculation position at the upper right of free board was the most effective with the smallest value of 57.4% RMS.

• Journal of Energy Engineering
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• v.12 no.4
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• pp.289-301
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• 2003

To develop a chemical-looping combustion technology, conceptual design of 50 kW thermal chemical-looping combustor, which is composed of two interconnected pressurized circulating fluidized beds, was performed by means of mass and energy balance calculations. A riser type fast fluidized bed was selected as an oxidizer and a bubbling fluidized bed was selected as a reducer by mass balance for the chemical-looping combustor. Calculated values of bed mass, solid circulation flux, and reactor dimension by mass and energy balance calculations were suitable for construction and operation of chemical-looping combustor. It is concluded from the comparison of the design results and operating values of commercial circulating fluidized bed that the process outline is realistic. Moreover, the previous results support that oxygen carrier particle, NiO/bentonite, fulfills the conversion rates needed for the proposed design. The effects of system capacity, metal oxide content in a oxygen carrier particle, amount of steam input, gas velocity, and solid depth on design values were investigated and the changes in the system performance can be estimated by proposed design tool.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.311-316
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• 2017

기후변화는 물 관리 측면에서 많은 변화를 일으키는 것으로 보고되고 있다. 주로 강우의 패턴을 변화시키며, 가용수자원의 지역적 편중을 심화시킨다. 기후변화에 적응하며 안정적이고 균등한 용수확보를 위해서는 홍수와 가뭄을 고려한 연속적인 물 순환 해석기술이 필요하다. 강우유출분석은 강우사상에 대한 수문순환과정을 통해 유출량을 산출하는 것으로, 주로 직접유출과 중간유출이 이에 해당된다. 강우발생 이후 무강우기간에 대해서는 기저시간 이후에 발생되는 유출량의 정량적 산출이 필요하다. 기저유출은 강우 발생 시점에 급격히 발생하기보다는 선행강우에 따른 유역 내 지하수위 분포와 대수층의 특성, 하천수위에 따라 다양한 패턴으로 나타나기 때문에 지하수대의 수리학적 성분들을 반영할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 강우유출모의 시 지표유출량 산정과 지하수유동해석을 통한 기저유출량 산정이 동시에 이루어져야 한다. 최근 국내외에서는 다양한 형태의 수문모형과 MODFLOW를 연계한 장기유출분석에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서 활용한 K-DRUM(K-water Distribution Runoff Model)은 K-water에서 자체 개발한 물리적 기반의 분포형 강우유출모형으로 강우유출, 유사, 기초수질항목에 대한 3차원 분석이 가능하다. 본 모형의 A층(표층)은 지표유출을 고려한 운동파법이 적용되었고, B층과 C층(중간층), D층(지하수층)은 선형저류법이 적용되었다. MODFLOW(A Modular Three-Dimensional Finite-Difference Ground Water Flow Model)는 1980년대 USGS(United State Geolog ical Survey)에서 개발된 가장 범용적으로 사용되는 지하수유동모형이며, 모듈화 된 구조를 갖고 있어 다양한 패키지 중 필요로 하는 기능을 독립적으로 모의할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 향후 기후변화에 따른 강우의 불확실성에 대비한 유역의 장기 물순환 해석을 위해 강우유출모형인 K-DRUM과 지하수유동모형인 MODFLOW를 연계하고자한다. 연계방법은 K-DRUM에서 계산된 D층으로 침루되는 양을 MODFLOW의 함양량으로 적용하고, MODFLOW에서 산출된 기저유량을 K-DRUM의 하천유출에 적용하는 것이다. 본 연구의 성과를 갈수기 유출해석에 적용하면 정확성을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.52 no.4
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• pp.522-529
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• 2014

Circulating fluidized bed system consists of SEWGS reactor - lower loop seal - regeneration reactor - riser - cyclone - upper loop seal has been used for solid circulation between the SEWGS reactor and the regeneration reactor in a SEWGS system for pre-combustion $CO_2$ capture. A vertical type lower loop seal has been used in current system but this lower loop seal requires high gas flow rate through the lower loop seal for fluidization and smooth solid circulation, and consequently, causes slugging behavior sometimes. To overcome these disadvantages, inclined type lower loop seal was proposed by this study. Solid circulation characteristics with change of lower loop seal geometry were measured and compared in a bubbling - bubbling - riser type circulating fluidized bed using $CO_2$ absorbent (P-78) as bed material at ambient temperature and pressure. We could conclude that the inclined lower loop seal is better than the vertical type lower loop seal from the viewpoints of minimum flow rate requirement for stable solid circulation and solid height change during solid circulation.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• v.2 no.2
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• pp.211-221
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• 2016

The increase of world's population and economic development are the keys drivers behind growing demand for energy. Especially the demand for electricity would eventually result in an increase of coal usage. Therefore ultra supercritical circulating fluidized bed boiler has been developed as solutions of economic eco-friendly technologies for coal and of increasing supplies of low grade fuels. Ultra supercritical circulating fluidized bed boiler has an once through type of steam cycle different from drum type in subcritical circulating fluidized bed boiler. Also, the duplication of a proven commercial module with 100-300 MWe subcritical circulating fluidized bed might be the key for design of 500~800 MWe ultra supercritical circulating fluidized bed boiler. After 2017, ultra supercritical circulating fluidized bed boiler might become standard model over subcritical circulating fluidized bed boiler. Therefore, this paper will help you to understand ultra super critical circulating fluidized bed (USC-CFB) through describing the background, status and prospect of the CFB technology.