• Title/Summary/Keyword: Power plant waste heat

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Decay Heat Evaluation of Spent Fuel Assemblies in SFP of Kori Unit-1

  • Kim, Kiyoung;Kim, Yongdeog;Chung, Sunghwan
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2018년도 추계학술논문요약집
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    • pp.104-104
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    • 2018
  • Kori Unit 1 is the first permanent shutdown nuclear power plant in Korea and it is on June 18th, 2017. Spent fuel assemblies began to be discharged from the reactor core to the spent fuel pool(SFP) within one week after shutdown of Kori unit 1 and the campaign was completed on June 27th, 2017. The total number of spent nuclear fuel assemblies in SFP of Kori Unit-1 is 485 and their discharging date is different respectively. So, decay heat was evaluated considering the actual enrichment, operation history and cooling time of the spent fuel assemblies stored in SFP of the Kori Unit-1. The code used in the evaluation is the ORIGEN-based CAREPOOL system developed by KHNP. Decay heat calculation of PWR fuel is based on ANSI/ANS 5.1-2005, "Decay heat power in light water reactors" and ISO-10645, "Nuclear energy - Light water reactors - Calculation of the decay heat power in nuclear fuels. Also, we considered the contribution of fission products, actinide nuclides, neutron capture and radioactive material in decay heat calculation. CAREPOOL system calculates the individual and total decay heat of all of the spent fuel assemblies in SFP of Kori Unit-1. As a result, the total decay heat generated in SFP on June 28th, 2017 when the spent fuel assemblies were discharged from the reactor core, is estimated to be about 4,185.8 kw and to be about 609.5 kw on September 1st, 2018. It was also estimated that 119.6 kw is generated in 2050 when it is 32 years after the permanent shutdown. Figure 1 shows the trend of total decay heat in SFP of Kori Unit-1.

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배관 재질 및 길이에 따른 대규모 시설원예단지용 미활용 에너지 시스템의 성능 평가 (Effects of Pipe Network Materials and Distance on Unused Energy Source System Performance for Large-scale Horticulture Facilities)

  • 이재호;윤여범;현인탁;이광호
    • KIEAE Journal
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    • 제14권4호
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    • pp.119-125
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    • 2014
  • This study investigated the effects of pipe network materials and distance on system performance utilizing unused energy sources in large-scale horticulture facility. For this, the modeling was performed with a 100 m long and 100 m wide rectangular shaped glass house having an area of 1ha ($10,000m^2$) using EnergyPlus software. The heat sources considered were air source, geothermal heat, power plant waste heat, sea water heat, and river water. The temperature variation of the fluid with regard to pipe material and distance from the heat source and the resultant heat pump electricity consumptions were calculated. It turned out that the fluid temperature reaching the heat pump increased as the distance from the heat source increased in case of sea water and river water, which have higher temperatures than the surrounding soil, improving the heat pump efficiency. It was vice versa in case of the power plant waste heat. In addition, pipe material of PVC showed the smallest effect on the system performance variation due to the lowest thermal conductivity, compared to PB and HDPE.

바이오매스 발전시 염소가스에 의한 고온부식 (High-temperature Corrosion by Chlorides in Biomass-fired Plants)

  • 이동복
    • 한국표면공학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.14-19
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    • 2016
  • Biomass is a renewable and sustainable source of energy used to create electricity or pressurized steam. In biomass-fueled power plants, wood waste or other waste is burned to produce steam that runs a turbine to make electricity, or that provides heat to industries and homes. Biomass power plants, apart from producing energy, help to reduce the $CO_2$ emission. However, the main problem is the high-temperature corrosion due to fuel corrosivity, especially of the straw. This limits both the temperature of the steam and also the effectiveness of the power plant. The corrosion in biomass-fueled plant was described.

열회수 증기발생기의 최적설계에 대한 연구(I) (Optimum Design of a Heat Recovery Steam generator(I))

  • 신지영
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제23권5호
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    • pp.670-678
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    • 1999
  • Heat recovery steam generator(HRSG) is a principal component of the combined cycle power plant (CCPP) which utilizes the waste energy of the gas turbine exhaust gas. A design of the HRSG is a keypoint to achieve high cycle efficiency with competitive cost. This paper presents a brief review on the design of a HRSG which covers the basic design parameters and their effects on the performance and the investment cost. Finally the concept of the optimum design point is presented according to the selection of a pinch point temperature difference and a steam pressure as an illustrated case.

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Flow Characteristics Analysis for the Chemical Decontamination of the Kori-1 Nuclear Power Plant

  • Cho, Seo-Yeon;Kim, ByongSup;Bang, Youngsuk;Kim, KeonYeop
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.51-58
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    • 2021
  • Chemical decontamination of primary systems in a nuclear power plant (NPP) prior to commencing the main decommissioning activities is required to reduce radiation exposure during its process. The entire process is repeated until the desired decontamination factor is obtained. To achieve improved decontamination factors over a shorter time with fewer cycles, the appropriate flow characteristics are required. In addition, to prepare an operating procedure that is adaptable to various conditions and situations, the transient analysis results would be required for operator action and system impact assessment. In this study, the flow characteristics in the steady-state and transient conditions for the chemical decontamination operations of the Kori-1 NPP were analyzed and compared via the MARS-KS code simulation. Loss of residual heat removal (RHR) and steam generator tube rupture (SGTR) simulations were conducted for the postulated abnormal events. Loss of RHR results showed the reactor coolant system (RCS) temperature increase, which can damage the reactor coolant pump (RCP)s by its cavitation. The SGTR results indicated a void formation in the RCS interior by the decrease in pressurizer (PZR) pressure, which can cause surface exposure and tripping of the RCPs unless proper actions are taken before the required pressure limit is achieved.

화력발전소의 온배수를 열원으로 이용하는 시설원예 난방용 히트펌프 시스템의 열교환기 설계기준 설정 (Heat Exchanger Design of a Heat Pump System Using the Heated Effluent of Thermal Power Generation Plant as a Heat Source for Greenhouse Heating)

  • 유영선;강연구;장재경;김영화;김종구;강금춘
    • 생물환경조절학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.372-378
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    • 2012
  • 본 연구에서는 화력발전소에서 온배수의 형태로 배출되는 폐열을 히트펌프의 열원으로 이용하여 온실의 난방에 활용할 수 있는 히트펌프 시스템을 설계 제작하였으며, 난방 성능을 분석하여 PE 파이프 열교환기의 설계기준을 제시하고자 하였다. PE 파이프 열교환기의 내경은 20mm, 두께는 2mm였으며, Roll의 직경은 1,000mm로 하였다. 연구결과 PE파이프 열교환기의 적정 길이는 1.0RT당 75m로 설계하는 것이 바람직할 것으로 판단되었으며, 이때 히트펌프시스템의 난방성능계수(COPh)는 3.8로 나타났다.

서남 바이오가스 열병합발전 시설 건립의 경제적 타당성 분석 (Economic Feasibility Analysis of Building Seonam Biogas Combined Heat and Power Plant)

  • 박소연;신현호;유승훈
    • 에너지공학
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    • 제25권4호
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    • pp.141-151
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    • 2016
  • 전 세계적으로 폐자원 에너지화에 대한 관심이 지속적으로 상승되고 있다. 국내에서는 하수슬러지를 처리하는 과정에서 발생되는 바이오가스를 에너지로 활용하는 방안에 관심을 갖고 있다. 그 한 가지 대안으로 바이오가스 열병합발전 시설이 운영되고 있고, 이로 인한 수익이 창출되고 있다. 향후 하수슬러지의 발생량은 지속적으로 증가할 것으로 예측되고, 이에 대한 처리비용도 늘어날 것으로 예상되고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 하수슬러지를 처리하면서 부생되는 바이오가스를 에너지로 활용하는 시설의 확대와 함께 많은 재원이 투자될 것으로 보인다. 따라서 이와 같은 시설에 대한 정량적인 정보가 요구되고 있다. 이에 본 연구는 하수슬러지에서 발생되는 바이오가스를 열병합발전 시설에 공급하여 수익을 창출하고 있는, 서남 바이오가스 열병합발전 시설에 대한 경제성 분석을 수행하고자 한다. 열병합발전 시설은 열과 전력을 생산하는 시설이다. 따라서 편익 항목으로 열과 전력을 생각할 수 있다. 그런데 서남 바이오가스 열병합발전 시설의 경우, 생산된 열은 서남물재생센터의 소화조 가온에 전량 공급된다. 따라서 열병합발전 시설의 편익이 아닌, 서남물재생센터의 비용절감 효과로 나타난다할 수 있다. 결과적으로 본 연구에서는 편익 항목으로 전력만 고려하여 용도별 (주택용, 일반용, 산업용) 전력공급 편익을 산정하였다. 2015년 기준 전력의 용도별 평균 가격은 각각 123.69원, 130.46원, 102.59원으로 계산되었고, 경제적 편익은 용도별로 각각 310.21원, 378.49원, 222.87원이다. 경제성 분석 결과 순현재가치 721.82억원, 편익/비용 1.90, 내부수익률 37%로 계산되어 경제적으로 타당성이 있는 것으로 판단된다.

배열을 이용한 연료전지 발전시스템 설계 (Design of Fuel Cell Power Generation System Using a Waste Heat)

  • 최영재;전재호;전중환
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.133-133
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    • 2009
  • 연료전지는 연료의 화학적 에너지를 전기화학 반응을 통하여 직접 전기로 변환하기 때문에 에너지 전환효율이 높고 공해물질을 배출하지 않는 환경친화적인 고효율 발전방식으로, 특히 용융탄산염 연료전지(MCFC) 및 고체산화물 연료전지(SOFC)같은 고온형 연료전지의 경우 분산전원이나 중앙집중발전 같은 발전용에 적합한 연료전지로 평가받고 있다. 현재 MCFC 및 SOFC등의 발전용 연료전지 시스템의 효율은 약 50% 정도이며, 시스템의 발전효율을 높이기 위한 여러 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 고온의 배열을 이용하여 연료전지 발전시스템의 효율을 향상시키기 위해 FuelCell Energy, Ansaldo Fuel Cells 및 Simens Westinghouse 등에서 수백 kW급의 fuel cell - gas turbine hybrid system에 대한 상용화 수준의 실증연구가 진행되었다. 본 연구에서는 발전용 연료전지 시스템의 발전효율을 높이기 위한 방안 중 하나로 배열을 이용하여 steam을 발생시켜 air amplifier에 사용함으로써 연료전지 시스템의 MBOP(Mechanical Balance of Plant)중 전력을 소비하는 air blower를 대체하여, 시스템 효율을 향상시키고 시스템의 가용성을 높일 수 있는 설계안에 대하여 논하고자 한다.

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축산분뇨를 이용한 바이오가스 플랜트 (Two-stage anaerobic biogas plant using piggery wastewater)

  • 박형완;이현상;박경호;김금모
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.251-255
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    • 2008
  • Biogas plant was started in 2007 for the purpose of treatment of $20m^3$/d of wastewater from piggery farm, biogas-production and electricity generation during treatment of the wastewater. The biogas plant is consists of two anaerobic digesters, gas holder and 60 kWe generator. $62,287m^3$ of biogas was produced and 74,745kWh electricity was generated by using the biogas after commencing the biogas plant.

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초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 연료 재순환 MCFC의 폐열회수 (Waste heat recovery of recirculated MCFC using supercritical carbon dioxide power cycle)

  • 이재윤;안지호;김동섭
    • 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.