국내개발 액체금속로 KALIMER 노심으로 설계한 전기출력 150 MWe (열출력 392 MWth)의 U-Zr이원합금핵연료 사용 소형노심에 대하여 열수력 특성을 분석하고, 그 결과를 전기출력 333 MWe (열출력 840 MWth)의 중형노심설계 특성과 비교ㆍ분석하였다. 분석에는 국내개발 액체금속로 KALIMER 노심설계기술 개발의 일환으로서 개발한 개념설계 초기 단계에서의 노심 열수력 특성 분석 방법을 사용하였다. 열수력 특성 분석은 먼저 각 집합체의 최고 선출력에 따라 유량그룹을 설정하고, 각 집합체의 최고온도 연료봉에 대하여 냉각재 온도, 피복관 중심온도, 핵연료 중심온도 등을 계산하는 방식으로 수행하였다. 특성분석 결과 두 노심 모두 노심내 출력분포를 더욱 평탄화 하고, 노심핵연료 영역에 대한 반경방향 블랑? 영역의 출력비율을 높이는 작업이 필요하다.
전기출력 150 MWe(열출력 392 MWth)의 U-Zr 이원합금핵연료 사용 소형노심인 액채금속로 KALIMER 98.03 설계 노심에 대하여 열수력 특성을 분석하고, 그 결과를 97.07 설계 노심의 열수력 설계특성과 비교.분석하였다. 분석을 위해서 냉각재 유량배분 계산에 ORFCE-F, 유량배분에 따를 온도계산에는 ORFCE-T를 사용하였는데, 이들은 현재 KALIMER 개발의 개념설계 초기 단계에서 사용하고 있는 모듈이다. 열수력 특성 분석은 먼저 각 집합체의 출력과 핵연료봉의 최고 선출력에 따라 유량그룹을 설정하고, 각 집합체의 최고온도 연료봉에 대하여 냉각재 온도, 피복관 중심온도, 핵연료 중심온도 등을 계산하는 방식으로 수행한다 열수력 특성분석 결과 98.03 설계 노심이 97.07 설계 노심에 비해 노심내 출력분포가 더욱 평탄화 되어, 노심 유량영역은 16개에서 11개로 감소되었고, 그에 따를 온도계산에서도 피복관 중심에서의 2$\sigma$ 온도가 6$65^{\circ}C$에서 628$^{\circ}C$로 낮아지는 둥 매우 향상된 설계임을 알 수 있었다.
A 5.9kW phosphoric acid fuel cell(PAFC) power generation system that consists of a reformer, a stack, heat exchangers, an automatic data acquisition and control system was designed, fabricated and analyzed. This system which was firstly fabricated in Korea has been operated for 140 hours with an electricity generation of 684kWh. The PAFC generate electricity in the range of 38-52V and 50-160A and has a typical I-V characteristics of a fuel cell. Using the reformed fuel, the system performance is decreased in some degree due to CO content, compared to using the simulated fuel. At steady state operation condition, the total efficency of this system was 45.2%.
A new hybrid vehicle Powered by fuel cells is being developed in order to improve the fuel conversion rate and reduce air pollutions. Fuel cell electric vehicle(FCEV) is considered to be the next generation electric vehicle with on board generator. This paper is to determine the current technical status of FCEVs and assess and judge the prospect of the prospects of fuel cell electric engines.
Fuel cell/battery hybrid power systems were studied to develop high efficient zero-emission fuel cell electric vehicles, Fuel cells were used as an auxiliary energy source and batteries were used as a transient power source. The fuel cell system is used to supply the average power demand. Dynamic response of the hybrid systems was simulated using PSPICE program and also tested experimentally, The results can be used to design the interface module and to determine the power requirement between the fuel cell unit and the battery pack.
To maintain proper operating conditions is important to get optimal output power of a PEMFC stack. The air cooled fuel cell stack is widely used in sub kW PEMFC systems. A 500W air cooled PEMFC stack was experimentally investigated to evaluate the design performance and to get optimal operating conditions for the portable application. The relationship between the operating conditions and the performance was analyzed. The results can be used as design criteria for portable PEMFC under various conditions.
Fuel cell systems offer high energy efficiencies for transportation application. In addition, they can use alcohols and alternative fuels as the fuel, while producing little or no noxious emissions. Fuel cell-powered energy source should be competitive in performance characteristics and in capital and maintenance costs with internal combustion engine systems. From computer simulation program, battery and fuel cell energy output and total power profile, motor power, battery energy output, fuel cell energy output. It simulates the performance of fuelcell/battery powered energy source operation over any user inputted transit route cycle, and provides performance criteria through user specifications for preliminary design consideration.
Recently, a fuel cell is remarkable for new generation system. The fuel cell generation system converts the chemical energy of a fuel directly into electrical energy. The fuel cell generation is characterized by low voltage and high current. For connecting to general load, it needs both a step up converter and an inverter. The step up converter makes DC to DC and the inverter changes DC to AC. In this paper, full bridge converter and the single phase inverter are designed and installed for fuel cell. Simulation and experimental results are displayed under several load conditions.
광기전소자는 유한하고 환경오염을 유발시키는 화석연료를 대체할 수 있는 무한하고 친환경적인 에너지로 많은 사람들의 관심을 받고 있다. 하지만 30%에 못 미치는 에너지 변환 효율은 아직 미래의 에너지로 활용하기 위해서 많은 연구와 개발이 필요한 분야이다. 또한 무기재료를 이용한 광기전소자는 비싼 가격으로 인하여 대중적으로 이용하기에는 어려움이 뒤따르고 있다. 하지만 유기재료를 소재로 이용한 광기전소자는 상대적으로 저렴한 가격과 유연한 소자의 제작에 유리한 점 때문에 많은 연구자들의 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 광기전소자의 개발에 널리 활용되는 CuPc를 이용하여 주파수 응답 특성을 살펴봄으로써 재료가 가지고 있는 전기적인 특성을 살펴보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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