• 플랜트 저널
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• 제15권2호
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• pp.42-45
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• 2019

용융탄산염 연료전지는 폐열의 온도가 높아 하부 사이클을 구성하여 효율을 높일 수 있다. 이러한 목적으로 연료를 재순환하는 용융탄산염 연료전지에 하부 사이클로 증기 터빈 사이클을 적용한 선행 연구가 있었다. 본 연구는 하부 사이클을 증기 터빈 사이클에서 초임계 이산화탄소 사이클로 대체하는 것을 고려하였다. 그리고 출력을 비교하여 하부 사이클을 대체하는 것에 대한 검토를 하였다. 그 결과 현재 개발 단계의 초임계 이산화탄소 사이클의 출력은 증기 터빈 사이클보다 낮지만, 이론적으로 증기 터빈 사이클보다 출력이 더 커질 수 있음을 확인하였다. 만약 초임계 이산화탄소 사이클이 터빈의 등엔트로피 효율을 89%, 압축기의 등엔트로피 효율을 83%, 복열기의 유용도를 0.9의 수준으로 향상 시킨다면 증기 터빈 사이클과 동등한 출력을 낼 수 있다.

• 기계와재료
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• 제26권1호
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• pp.38-46
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• 2014

초임계 이산화탄소 사이클 발전시스템은 액체와 기체의 복합 특성을 가지는 초임계 유체의 특성을 잘 활용하여 고효율 및 고출력의 장점을 가지며, 다양한 열원을 이용한 발전이 가능하기 때문에 최근 차세대 발전기술로서 주목을 받고 있다. 미국, 일본 등 선진국에서는 현재 실험실 규모의 시스템 검증을 거쳐 수십 MWe급 시스템 개발을 진행 중에 있으며 수백 MWe급 플랜트를 구축하는 프로젝트도 준비 중에 있다. 본 고에서는 이러한 초임계 이산화탄소 사이클 발전시스템의 기술적 특징과 기술개발 동향을 소개하고, 특히 향후 분산형 발전시스템으로 적용 가능성을 제시하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권10호
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• pp.673-679
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• 2016

초임계 이산화탄소 사이클은 소형화 및 효율 향상에 대한 잠재력 때문에 최근 관심이 증가하고 있으며, 원자력, 태양열(CSP) 및 화력 발전 분야에서 활발히 연구되고 있다. 이와 관련하여, 본 논문에서는 한국에너지기술연구원(KIER)의 초임계 이산화탄소 동력 사이클 연구 내용과 현황을 소개하였다. 1 단계 연구에서는 단순 초임계 브레이튼 사이클 실험 루프를 제작 및 시운전 하였으며, 현재 진행중인 2 단계 연구에서는 두개의 터빈과 두개의 재생기를 갖는 초임계 이중(dual) 브레이튼 사이클을 설계 및 제작하고 있다. 최적 설계를 위한 초임계 이중 브레이튼 사이클 모델링 및 시뮬레이션 결과, 본 연구에서 고려한 조건하에서, 사이클의 순출력을 극대화시키는 설계 변수가 존재함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권10호
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• pp.787-793
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• 2015

초임계 이산화탄소($S-CO_2$) 사이클은 소형화된 터보기계 및 열교환기를 통해서 작은 공간에서도 높은 열효율로 전력을 생산할 수 있는 잠재력을 가진 것으로 평가되고 있으며, 최근 이에 대한 관심이 증가하고 있다. 원자력 및 태양열(CSP) 분야에서 $S-CO_2$ 사이클에 대한 연구 결과가 다수 소개되어 온 반면, 폐열 분야에 대한 연구 결과는 상대적으로 많지 않다. 본 연구에서는 폐열 회수 응용 분야에 있어서, 예열에 의한 $S-CO_2$ 사이클의 성능 향상 가능성을 살피기 위하여, 재생 $S-CO_2$ 브레이튼 사이클과 예열기를 갖는 재생 $S-CO_2$ 브레이튼 사이클을 모델링하고 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과, 순출력을 극대화시키는 최적 $CO_2$ 분기율이 존재함을 확인하였다. 본 연구의 시뮬레이션 조건 하에서, 예열기에 의한 순출력 향상은 약 16-26%로 계산되었다.

• 전기저널
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• 통권447호
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• pp.46-51
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• 2014

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.32-38
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• 2009

R744용 초임계 증기압축식 냉동시스템의 작동변수에 대한 기초설계자료를 제공하고자 냉동능력, 압축일량, 성적계수에 대한 사이클 성능분석을 실시하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수는 R744 증기압축식 사이클의 과열도, 가스냉각기 출구온도, 증발온도이다. R744의 냉동능력은 과열도가 증가할수록 증가하는 반면, 증발온도와 가스냉각기 출구온도가 증가할수록 감소한다. 압축일량은 R744의 과열도와 냉각압력과 함께 증가하나 증발온도는 증가할수록 감소한다. 그리고 성적계수는 가스냉각기의 출구온도와 증발온도가 증가할수록 증가하는 반면, 과열도는 감소한다. 그러므로, R744용 초임계 증기압축식 냉동시스템의 냉동능력, 압축일량, 성적계수는 과열도, 가스냉각기 출구온도, 증발온도에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 따라서, R744용 초임계 증기압축식 냉동시스템을 설계할 경우에는 이러한 영향을 면밀하게 파악하여야 한다.

• 월간포장계
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• 통권42호
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• pp.141-145
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• 1996

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2005년도 하계학술발표대회
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• pp.49-49
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• 2005

• 설비공학논문집
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• 제18권5호
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• pp.434-442
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• 2006

In a two-stage compression $CO_2$ transcritical cycle, application of a scroll expander-compressor unit has been considered in order to improve the cycle COP. For both expander and 1st stage compressor, scroll wrap profile which was originally designed for a R410A air-conditioning cycle mechanism was used with minor modifications: wrap height and involute end angle were adjusted for required displacement volume and built-in volume ratio. For pressure condition of 10 Mpa/3.5 MPa and expander inlet temperature of $35^{\circ}C$, 25% improvement in COP was obtained by using expander-compressor unit. As evaporator pressure increased, COP improvement was lowered mainly due to decreasing compressor peformance.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권4호
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• pp.459-465
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• 2009

This paper considers the influence of internal heat exchangers to the efficiency of a refrigerating system. These internal heat exchangers(liquid-suction or suction-line heat exchangers) can, in some cases, yield improved system performance while in other cases they degrade system performance. A steady state mathematical model is used to analysis the performance characteristics of refrigeration system with internal heat exchanger. The influence of operating conditions, such as gas cooler pressure and evaporation temperatures, superheat in the evaporator and temperature of gas cooler outlet, to optimal dimensions of the heat exchanger is also analyzed in the paper. The main results were summarized as follows : the mass flowrate of R744, inner diameter tube and length of internal heat exchanger, and effectiveness have an effect on the cooling capacity, compressor work and RCI(Relative capacity index) of this system. With a thorough grasp of these effect, it is necessary to design the R744 compression refrigeration cycle using internal heat exchanger.