• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권4호
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• pp.952-964
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• 2016

The prototype generation IV sodium-cooled fast reactor (PGSFR) has been developed by the Korea Atomic Energy Research Institute. This reactor uses sodium as a reactor coolant to transfer the core heat energy to the turbine. Sodium has chemical characteristics that allow it to violently react with materials such as a water or steam. When a sodium-water reaction (SWR) occurs due to leakage or breakage of steam generator tubes, high-pressure waves and corrosive reaction products are produced, which threaten the structural integrity of the components of the intermediate heat-transfer system (IHTS) and the safety of the primary heat-transfer system (PHTS). In the PGSFR, SWR events are included in the design-basis event. This event should be analyzed from the viewpoint of the integrities of the IHTS and fuel rods. To evaluate the integrity of the IHTS based on the consequences of the SWR, the behaviors of the generated high-pressure waves are analyzed at the major positions of a failed IHTS loop using a sodium-water advanced analysis method-II code. The integrity of the fuel rods must be consistently maintained below the safety acceptance criteria to avoid the consequences of the SWR. The integrity of the PHTS is evaluated using the multidimensional analysis of reactor safety-liquid metal reactor code to model the whole plant.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.473-474
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• 2007

The Jeju power grid experienced several major power disturbances over the last decade. The postmortem studies of the incidents indicated that some of the generating units did not respond as predicted by system analysis & studies. Consequently, the Korean Power Exchange (KPX) mandated that all units (generators, excitation, governor and turbine systems) in the Korean network greater than or equal to 20MVA be tested to verify the generator reactive power limits as well as the dynamic model data being used for system studies. This paper presents field experiences of the authors in testing and modeling of steam turbines and their associated governors during the generator and model validation.

• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.188-194
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• 2001

정유공장으로부터 발생하는 중잔사유를 이용하는 가스화 복합발전 플랜트에 대한 공정모사를 수행하였다. 가스화 복합사이클의 발전계통을 모델링하기 위해 본 연구는 MS7001FA 가스터빈이 공기분리장치와 연계되어 있고, 공기분리장치를 위한 공기 추출과 공기분리장치로 부터의 질소희석이 이루어진다고 가정하였다 가스터빈의 폐열은 삼중압력의 페열회수 증기발생장치로부터 회수하였다. 가스터빈의 합성가스 연료는 중잔사유가 Shell 가스화 및 Sulfinol-SCOT-Claus 공정을 거쳐 발생되는 것으로 가정하였다. 공정 최적화 결과로부터, 가스화 복합사이클의 효율이, 질소 희석이 없는 경우와 있는 경우에 대해, 공기추출비 20% 또는 40∼60%에서 가장 우수했다. 그리고, 연소지의 질소희석은 NOx 저감에 매우 바람직하고 현저한 효과를 가져오나, 반면에 가스터빈의 운전조건을 써지 조건에 가깝게 이동시킴을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제6권1호
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• pp.104-113
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• 1997

본 연구에서는 상용공정모사기인 ASPEN PLUS를 이용하여 건식탄공급, 산소사용 분류층 가스화기인 Shell가스화공정, 저온가스정제공정, GE MS7001FA가스터빈, 삼압.자연순환식 폐열회수보일러, 재열복수식 증기터빈 및 극저온 산소분리공정을 채용한 IGCC시스템에 대하여 성능해석 모델을 개발하고 시스템 성능해석을 위한 민감도분석을 수행하였다. 본 모델의 적정성은 설계조건에서 대상탄을 이용한 정상상태 성능해석 결과를 타 시뮬레이션 결과와 비교함으로서 검증하였다.$^{1)}$ . Illinois#6탄을 대상으로 수행한 시뮬레이션 결과는 투입되는 탄에 함유된 수분의 양이 증가함에 따라 가스화기의 온도가 감소하며, 회분 및 황이 많은 경우에 현열손실이 증가하여 시스템 효율이 감소하였다. 개발된 모델을 이용하여 가스화기의 운전압력, 증기/석탄비율 및 산소/석탄비율에 따르는 시스템의 민감도분석을 수행한 결과 운전압력 증가에 따라 가스화기 노내온도가 상승하며, 가연성가스(CO＋H2) 생성율이 감소하였다. 증기/석탄비율 변화분석에서는 공급증기의 양을 변화시키면 가연성가스의 최고생성점이 보다 낮은 산소/석탄비율에서 나타남을 알 수 있었다. 또한 산소/석탄비율 변화분석에서는 증기/석탄 공급비율 0.2에서 산소/석탄 공급비율이 0.77인 경우에 가장 최적의 운전조건임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권6호
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• pp.397-402
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• 2016

원자력 발전소와 화력 발전소에서는 양질의 전기를 생산하기 위해서는 발전기에 연결된 고압 및 저압 증기터빈에 최적량의 증기를 공급하여야 한다. 터빈에 증기를 공급하거나 차단하는 특수한 밸브인 터빈출력제어장치를 사용하고 있으며, 이 터빈출력제어장치는 유압서보 액추에이터로 구동 된다. 발전소에서는 유압시스템에서 생성되는 기체로 인하여 유압서보 액추에이터의 성능이 저하되거나, 생성된 기체가 압축되면서 발생하는 열로서 씰을 태우고 마모를 증가시켜서 빈번한 고장이 유발된다. 일부 발전소에서는 고정형 오리피스를 사용하여 공기를 배출하고 있지만 많은 유량배출에 따른 동력 손실과 빈번하게 작동되는 펌프, 전기모터 및 밸브 등의 고장을 발생시킨다. 본 연구에서는 기존의 고정형 오리피스와 같이 초기에 많은 량의 공기를 배출하고 정상운전에서는 매우 미세한 유량만 통과 시킬 수 있는 부하 감응형 공기 배출밸브를 모델링하고 해석하여 장착함으로서 유압서보 액추에이터의 제어 정밀성 확보와 기체 압축으로 인한 고장을 방지할 수 있게 하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.19-25
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• 2016

Anti-icing is important in gas turbines because ice formation on compressor inlet components, especially inlet guide vane, can cause performance degradation and mechanical damages. In general, the compressor bleeding anti-icing system that supplies hot air extracted from the compressor discharge to the engine intake has been used. However, this scheme causes considerable performance drop of gas turbines. A new method is proposed in this study for the anti-icing in combined cycle power plants(CCPP). It is a heat exchange heating method, which utilizes heat sources from the heat recovery steam generator(HRSG). We selected several options for the heat sources such as steam, hot water and exhaust gas. Performance reductions of the CCPP by the various options as well as the usual compressor bleeding method were comparatively analyzed. The results show that the heat exchange heating system would cause a lower performance decrease than the compressor bleeding anti-icing system. Especially, the option of using low pressure hot water is expected to provide the lowest performance reduction.

• 에너지공학
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• 제17권3호
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• pp.161-166
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• 2008

본 논문은 배열회수보일러에서 부분부하 운전이 과열기 열성능에 미치는 영향을 조사하였다. 첫 단계로 가스터빈 최대부하와 부분부하 운전시 배열회수보일러 형태에 따른 가스터빈 배가스의 유동 특성을 전산유체해석을 통해 조사하였다. 다음으로는 수직형 배열회수보일러 과열기 튜브관군의 가스터빈 최대부하와 부분부하 운전 시 온도분포를 전산유동해석 결과를 이용해 계산하였으며, 이 결과와 실제 발전소 측정을 통해 획득한 온도분포 결과를 비교하였다. 마지막으로 부분부하 운전이 과열기 열성능에 미치는 영향을 살펴보았으며, 또한 부분부하 운전시에 유동의 불균일 현상을 제거할 수 있는 장치를 고안하였다.

• 전기학회논문지
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• 제67권3호
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• pp.358-364
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• 2018

In this study, the theoretical methodology is presented for estimating cost function based on operating modes for Combined Cycle Power Plant. The proposed method has estimated cost functions using the relationship between the gas turbine heat input and the output ratio of the steam turbine. In order to verify the proposed method, a regression analysis was performed using the single cost function estimated by the existing performance test method and the cost function for each operating mode estimated by the proposed method. The results of case studies using the 2016 generator input and output data are presented to show the effectiveness of the proposed method.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제4권1호
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• pp.25-31
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• 2018

A boiler system transforms water to pressured supercritical steam which drives the running of the turbine to rotate in the generator to produce electricity in power plants. Materials for building the tube system face challenges from high temperature creep damage, thermal fatigue/expansion, fireside and steam corrosion, etc. A database on the creep resistance strength and steam oxidation of the materials is important to the long-term reliable operation of the boiler system. Generally, the ferritic steels, i.e., grade 1, grade 2, grade 9, and X20, are extensively used as the superheater (SH) and reheater (RH) in supercritical (SC) and ultra supercritcal (USC) power plants. Currently, advanced austenitic steel, such as TP347H (FG), Super304H and HR3C, are beginning to replace the traditional ferritic steels as they allow an increase in steam temperature to meet the demands for increased plant efficiency. The purpose of this paper is to provide the state-of-the-art knowledge on boiler tube materials, including the strengthening, metallurgy, property/microstructural degradation, oxidation, and oxidation property improvement and then describe the modern microstructural characterization methods to assess and control the properties of these alloys. The paper covers the limited experience and experiment results with the alloys and presents important information on microstructural strengthening, degradation, and oxidation mechanisms.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.157-164
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• 2017

패러럴 슬라이드 게이트밸브는 복합발전플랜트 배열회수보일러와 증기터빈 사이에 위치하여 증기유동의 흐름을 제어하는 밸브로서 운전기간 동안 기동, 부하변동 및 정지 등의 운전이 반복적으로 이루어진다. 따라서, 각 기동운전 중에 밸브 두께 방향의 온도 차이로 인하여 발생하는 큰 압축 열응력으로 인한 피로손상 및 구조건전성에 대한 평가가 필요하다. 본 논문에서는 배열회수보일러의 주중기 밸브로 설치되는 16인치 패러럴 슬라이드 게이트밸브의 피로수명 평가를 위한 열구조해석 및 ASME B&PVC VIII-2에서 제시된 탄성응력해석 및 등가응력에 기반한 피로수명 평가를 수행하였다.