Park, Nyun-Bae;Lee, Sanghoon;Han, Jin-Yi;Jeon, Eui Chan
Asian Journal of Atmospheric Environment
/
제8권1호
/
pp.59-68
/
2014
The Fukushima nuclear accident in 2011 had an extensive impact on the national electricity plans. This paper outlines alternative electricity scenarios that meet the goals of nuclear phase-out and greenhouse gas (GHG) emission reduction. This paper also analyzes the results of each scenario in respect to the electricity mix, GHG emissions, costs and employment effects. The Long-range Energy Alternatives Planning system (LEAP) model was used to simulate the annual electricity demand and supply system from 2011 to 2030. The reference year was 2009. Scenarios are reference (where existing plans are continued), A1, A2, B1, B2, and C2 (where the levels of demand management and nuclear phase-out are different). The share of renewable energy in the electricity mix in 2030 for each scenario will be increased from about 1% in 2009 to 8% in the reference scenario and from 11% to 31% in five alternative scenarios. Total cumulative cost increases up to 14% more than the reference scenario by replacing nuclear power plants with renewable energy in alternative scenarios could be affordable. Deploying enough renewable energy to meet such targets requires a roadmap for electricity price realization, expansion of research, development and deployment for renewable energy technologies, establishment of an organization dedicated to renewable energy, and ambitious targets for renewable energy.
Hao Qian;Guangliang Chen;Lei Li;Lixuan Zhang;Xinli Yin;Hanqi Zhang;Shaomin Su
Nuclear Engineering and Technology
/
제56권5호
/
pp.1687-1697
/
2024
This study presents the Supporting platform for reactor fine flow characteristics calculation and analysis (Cilian platform), a user-friendly tool that supports the analysis and optimization of pressurized water reactor (PWR) cores with mixing vanes using computational fluid dynamics (CFD) computing. The Cilian platform allows for easy creation and optimization of PWR's main CFD calculation schemes and autonomously manages CFD calculation and analysis of PWR cores, reducing the need for human and computational resources. The platform's key features enable efficient simulation, rapid solution design, automatic calculation of core scheme options, and streamlined data extraction and processing techniques. The Cilian platform's capability to call external CFD software reduces the development time and cost while improving the accuracy and reliability of the results. In conclusion, the Cilian platform exemplifies an innovative solution for efficient computational fluid dynamics analysis of pressurized water reactor (PWR) cores. It holds great promise for driving advancements in nuclear power technology, enhancing the safety, efficiency, and cost-effectiveness of nuclear reactors. The platform adopts a modular design methodology, enabling the swift and accurate computation and analysis of diverse flow regions within core components. This design approach facilitates the seamless integration of multiple computational modules across various reactor types, providing a high degree of flexibility and reusability.
Nuclear power plants have a lower cost of power generation, and they are more eco-friendly than other power generation plants. Also, we need to prepare nuclear plant accidents because of their severe damage. In the event of a safety accident, such as a radiation leak, by applying a wireless sensor network to a nuclear power plant, many sensor nodes can be used to monitor radiation and transmit information to an external base station to appropriately respond to the accident. However, applying a wireless sensor network to nuclear power plants requires routing protocols that consider the sensor network size and bypass obstacles such as plant buildings. In general, the hierarchical-based routing protocols are efficient in energy consumption. In this study, we look into the problems that may occur if hierarchical-based routing protocols are applied to nuclear power plants and propose improved routing protocols to solve these problems. Simulation results show that the proposed routing protocol is more effective in energy consumption than the existing LEACH protocol.
Nuclear energy programs around the world increasingly find themselves at the nexus of potentially conflicting demands from both domestic and international stakeholders. On one side, the rapid growth in demand for electricity coupled with the goal of reducing carbon emissions calls for a significant expansion of nuclear energy. On the other, stakeholders are seeking ever greater safety, environmental, security, and nonproliferation assurances before consenting to the construction of new nuclear energy facilities. Satisfying the demand for clean energy supplies will require nuclear energy operators to find new and innovative ways to build confidence among stakeholders. This paper discusses two related concepts which can contribute to meeting the needs of key stakeholders in cost effective and efficient ways. Structured processes and tools for assessing stakeholder needs can build trust and confidence while facilitating the "designing-in" of information collection systems for new facilities to achieve maximum efficiency and effectiveness. Integrated approaches to monitoring facilities and managing the resulting data can provide stakeholders with continued confidence while offering operators additional facility and process information to improve performance.
Mousakazemi, Seyed Mohammad Hossein;Ayoobian, Navid;Ansarifar, Gholam Reza
Nuclear Engineering and Technology
/
제50권6호
/
pp.877-885
/
2018
Various controllers such as proportional-integral-derivative (PID) controllers have been designed and optimized for load-following issues in nuclear reactors. To achieve high performance, gain tuning is of great importance in PID controllers. In this work, gains of a PID controller are optimized for power-level control of a typical pressurized water reactor using particle swarm optimization (PSO) algorithm. The point kinetic is used as a reactor power model. In PSO, the objective (cost) function defined by decision variables including overshoot, settling time, and stabilization time (stability condition) must be minimized (optimized). Stability condition is guaranteed by Lyapunov synthesis. The simulation results demonstrated good stability and high performance of the closed-loop PSO-PID controller to response power demand.
This study suggests a simple economic model to analyze electricity grid that consists of different power sources. The substitutability of renewable energy for nuclear power in Korean electricity transmission network is investigated by suggested model. The monthly data from January 2006 to December 2013 reported by Electricity Power Statistics Information System (EPSIS) of Korea Power EXchange (KPX) are used. To estimate the elasticities of substitution among four power sources (i.e. coal, natural gas, nuclear power, and renewable energy), this paper uses the trans-log cost function model on which local concavity restrictions are imposed. The estimated Hicks-Allen and Morishima elasticity of substitution shows that renewable electricity and nuclear power are complementary. The results also evidenced that renewable electricity and fossil fueled thermal power generation are substitutes.
The emergency power supplies (EPSs) are required to increase battery sizing for protecting power source loss above designed criteria. This study proposes a sizing method for lithium-based batteries for EPSs in nuclear power plants on the basis of the calculation method for the required energy under variable conditions. The variable conditions are related with the characteristics of lithium-based batteries, such as the temperature of the location of EPS installation, aging, and design margin. The usage of lithium-based battery reduces the cost and installation space and enables the safe and long-term supply of power compared with the use of lead-acid battery.
We introduce a creative approach combining machine learning with optimization techniques to enhance the optimization of the loading pattern (LP). Finding the optimal LP is a critical decision that impacts both the reload safety and the economic feasibility of the nuclear fuel cycle. While simulated annealing (SA) is a widely accepted technique to solve the LP optimization problem, it suffers from the drawback of high computational cost since LP optimization requires three-dimensional depletion calculations. In this note, we introduce a technique to tackle this issue by leveraging neural networks to filter out inappropriate patterns, thereby reducing the number of SA evaluations. We demonstrate the efficacy of our novel approach by constructing a machine learning-based optimization model for the LP data of the Korea Standard Nuclear Power Plant (OPR-1000).
This research presents a case study on the remediation of a radioactive waste (uranium: U) utilizing a multi-objective fuzzy optimization in an electrocoagulation process for the iron-stainless steel and aluminum-stainless steel anode/cathode systems. The incorporation of the cumulative uncertainty of result, operational cost and energy consumption are essential key elements in determining the feasibility of the developed model equations in satisfying specific maximum contaminant level (MCL) required by stringent environmental regulations worldwide. Pareto-optimal solutions showed that the iron system (0 ㎍/L U: 492 USD/g-U) outperformed the aluminum system (96 ㎍/L U: 747 USD/g-U) in terms of the retained uranium concentration and energy consumption. Thus, the iron system was further carried out in a multi-objective analysis due to its feasibility in satisfying various uranium standard regulatory limits. Based on the 30 ㎍/L MCL, the decision-making process via fuzzy logic showed an overall satisfaction of 6.1% at a treatment time and current density of 101.6 min and 59.9 mA/㎠, respectively. The fuzzy optimal solution reveals the following: uranium concentration - 5 ㎍/L, cumulative uncertainty - 25 ㎍/L, energy consumption - 461.7 kWh/g-U and operational cost based on electricity cost in the United States - 60.0 USD/g-U, South Korea - 55.4 USD/g-U and Finland - 78.5 USD/g-U.
Abdoelatef, M. Gomaa;Field, Robert M.;Lee, YongKwan
시스템엔지니어링학술지
/
제12권1호
/
pp.73-87
/
2016
Combining power generation and water production by desalination is economically advantageous. Most desalination projects use fossil fuels as an energy source, and thus contribute to increased levels of greenhouse gases. Environmental concerns have spurred researchers to find new sources of energy for desalination plants. The coupling of nuclear power production with desalination is one of the best options to achieve growth with lower environmental impact. In this paper, we will per-form a sensitivity study of coupling nuclear power to various combinations of desalination technology: {1} thermal (MSF [Multi-Stage Flashing], MED [Multi-Effect Distillation], and MED-TVC [Multi-Effect Distillation with Thermal Vapour Compression]); {2} membrane RO [Reverse Osmosis]; and {3} hybrid (MSF-RO [Multi-Stage Flashing & Reverse Osmosis] and MED-RO [Multi-Effect Distillation & Reverse Osmosis]). The Korean designed reactor plant, the APR1400 will be modeled as the energy production facility. The economical evaluation will then be executed using the computer program DEEP (Desalination Economic Evaluation Program) as developed by the IAEA. The program has capabilities to model several types of nuclear and fossil power plants, nuclear and fossil heat sources, and thermal distillation and membrane desalination technologies. The output of DEEP includes levelized water and power costs, breakdowns of cost components, energy consumption, and net saleable power for any selected option. In this study, we will examine the APR1400 coupled with a desalination power plant in the Kingdom of Saudi Arabia (KSA) as a prototypical example. The KSA currently has approximately 20% of the installed worldwide capacity for seawater desalination. Utilities such as power and water are constructed and run by the government. Per state practice, economic evaluation for these utilities do not consider or apply interest or carrying cost. Therefore, in this paper the evaluation results will be based on two scenarios. The first one assumes the water utility is under direct government control and in this case the interest and discount rate will be set to zero. The second scenario will assume that the water utility is controlled by a private enterprise and in this case we will consider different values of interest and discount rates (4%, 8%, & 12%).
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.