• 제목/요약/키워드: Total Efficiency of Turbine

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A New Methodology for Advanced Gas Turbine Engine Simulation

  • M.S. Chae;Y.C. Shon;Lee, B.S.;J.S. Eom;Lee, J.H.;Kim, Y.R.;Lee, H.J.
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.369-375
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    • 2004
  • Gas turbine engine simulation in terms of transient, steady state performance and operational characteristics is complex work at the various engineering functions of aero engine manufacturers. Especially, efficiency of control system design and development in terms of cost, development period and technical relevance implies controlling diverse simulation and identification activities. The previous engine simulation has been accomplished within a limited analysis area such as fan, compressor, combustor, turbine, controller, etc. and this has resulted in improper engine performance and control characteristics because of limited interaction between analysis areas. In this paper, we propose a new simulation methodology for gas turbine engine performance analysis as well as its digital controller to solve difficulties as mentioned above. The novel method has particularities of (ⅰ) resulting in the integrated control simulation using almost every component/module analysis, (ⅱ) providing automated math model generation process of engine itself, various engine subsystems and control compensators/regulators, (ⅲ) presenting total sophisticated output results and easy understandable graphic display for a final user. We call this simulation system GT3GS (Gas Turbine 3D Graphic Simulator). GT3GS was built on both software and hardware technology for total simulation capable of high calculation flexibility as well as interface with real engine controller. All components in the simulator were implemented using COTS (Commercial Off the Shelf) modules. In addition, described here includes GT3GS main features and future works for better gas turbine engine simulation.

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충동터빈과 반동터빈 캐스케이드에서의 팁 간극 손실에 대한 비교 연구 (Comparative Study of Tip Clearance Loss in Impulse and Reaction Turbine Cascades)

  • 박경욱;정은환;송성진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.145-148
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    • 2008
  • 현재 항우연에서 개발 중인 우주발사체 터보펌프에 사용되는 터빈은 단단 충동터빈을 적용하고 있다. 우주발사체의 안정성을 위해 팁 간극을 비교적 많이 허용하고 있는데, 효율적인 면에서는 반동터빈 보다 다소 뒤지지만, 높은 출력비를 가지는 충동터빈이 팁 간극이 커질 때 어떤 효율경향을 나타내는지 알아보는 일은 의미 있는 일이다. 실험은 아음속 조건에서 실험하였고, 팁 간극을 각각 코드기준 1%$\sim$20%일 경우 충동과 반동 각각의 경우에 대하여 하류 전압손실을 측정하였다. 측정결과 팁 간극이 10%보다 더 커지면, 충동터빈이 오히려 전압손실량이 반동터빈보다 더 작아진다. 이것은 팁 간극이 비교적 큰 조건에서 충동터빈이 반동터빈보다 효율이나 출력비 면에서 더 나은 성능을 나타냄을 의미한다.

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변압운전 방식의 500MW 초임계압 석탄 화력발전소 터빈 우회계통에 제어에 관한 고찰 (A Study on Turbine Bypass System in a 500MW Rated Coal Fired Supercritical Thermal Power Plant with Sliding Pressure Operation)

  • 최인규;김종안
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1663-1664
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    • 2008
  • Many years ago, most of thermal power plants built in this country were of subcritical pressure, of medium or small size, of constant pressure operations and of drum type steam generators with circulation type boilers. But, nowadays almost all of them were of high efficiency, of supercritical pressure, of big capacity, of sliding pressure operations, and of once through type steam generators. Presently built once through boilers introduce turbine bypass systems to variable pressure operation which eliminates unexpected materials in boiler tube during startup, minimizes fuel loss by short startup period and eventually improve both total efficiency and power system stability.

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해상풍력 석션버켓 기초 구조-지반 상호작용 비선형 구조해석 및 실험결과 비교 (Nonlinear Structure-Soil Interaction Analysis for the Suction Bucket Foundation of Offshore Wind-Turbine)

  • 진정인;김동현;정민욱
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제2권3호
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    • pp.469-475
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    • 2016
  • 최근 석유 에너지 고갈의 문제에 봉착함에 따라 신재생 에너지, 즉 풍력 에너지 분야에 대한 연구가 자연스럽게 부각되고 있다. 그 중 해상풍력은 육상풍력에 비교해 바람 자원이 풍부하기 때문에 효율성 측면에서 주목 받고 있지만 전체 시스템의 설치비용에 따른 경제성이 중요한 문제가 되고 있다. 일반적으로 해상 풍력 사업의 구성비에서 지지구조물 설치비용의 비율이 통상 25% 이상을 차지하는 경향이 있으며, 설계된 지지구조에 대해 정확한 해석과 분석이 가능 하다면 설치 및 시공분야의 경제성을 확보하는데 중요한 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 해상 부유식 풍력발전시스템의 경제성 확보에 중요한 역할을 할 수 있는 석션버켓 기초의 지반연성 비선형 구조해석 기법을 구축하고 이에 대한 검증을 위해 실험결과와 비교검증을 수행하였다.

최적화기법을 이용한 초음속 충동형 터빈 노즐의 비대칭 설계 (Design of Supersonic Impulse Turbine Nozzle with Asymmetric Configuration using the Optimal Method)

  • 정수인;최병익;정은환;김귀순
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.61-65
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    • 2011
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 노즐에서 나타나는 유동의 과소 과대팽창 문제를 최적화 기법을 이용하여 비대칭형상을 포함해 설계함으로써 개선시키고자 하였다. 노즐 형상 설계를 위해 8개의 설계변수를 설정하였으며 목적함수로는 후류 영역 출구까지의 정효율이 최대가 되도록 하였다. 최적화에는 iSIGHT-FD가 사용되었으며 근사최적화를 위한 방법으로는 Radial Basis Function을 이용하였다. 노즐유동의 계산에는 상용 코드인 FLUENT 6.3을 사용하였으며 개선된 노즐의 정효율은 기존 대비 1.35% 증가하였고 손실계수는 19.85% 감소하였다.

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가스터빈과 산소분리공정의 연계 방법에 따른 IGCC 플랜트 성능영향 분석 (The Effect of the Integration Methods of Gas Turbine and Air Separation Unit on IGCC Plant Performance)

  • 서석빈;김종진;조상기;이윤경;안달홍
    • 에너지공학
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    • 제8권4호
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    • pp.533-539
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    • 1999
  • 석탄가스화 복합발전 (IGCC ; Integrated Gasification Combined Cycle)에서 가스터빈과 산소분리공간의 연계는 플랜트의 성능과 경제성을 향상시키는 잠재력이 있어 최근에 이에 대한 연구가 다수 수행되었으며, 일부방법은 상용플랜트에 적용이 되고 있다. 본 논문은 가스터빈과 산소분리공정간의 연계방법들에 대해 검토하고 이들 방법을 적용시 IGCC 플랜트 성능을 비교하기위해 Texaco Quench 가스화 공정을 채용한 300MW 급 IGCC를 대상으로 공정모사를 수행하였다. 그 결과, 가스터빈 압축기 출구의 압축공기를 추출하여 산소분리공정에 요구하는 공기의 전량을 공급하는 방법이 가장 플랜트 효율이 좋은 것으로 나타났으며, 플랜트 출력은 산소분리공정의 공기요구량의 75%를 가스터빈에서 추출하여 공급하는 경우에서 최대가 됨을 알수있었다.

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1단 터빈 내 앞전 변형의 영향 하에 공력 특성에 대한 비정상 수치해석적 연구 (Numerical Study on the Unsteady Flow Characteristics under the Effect of Blade Leading Edge Modification in the 1st Stage of Axial Turbine)

  • 김대현;민재홍;정진택
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.22-27
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    • 2009
  • The important problems that arise in the design and performance of the axial flow turbine are the prediction and control of secondary flows. Some progresses have been made on understanding flow conditions that occur when the inlet endwall boundary layer separates at the point in the endwall and rolls up into the horseshoe vortex. And the flows though an axial turbine tend to be extremely complex due to its inherent unsteady and viscous phenomena. The passing wakes generated from the trailing edge of the stator make an interaction with the rotor. Unsteady flow should be considered rotor/stator interactions. The main purpose of this research is control of secondary flow and improvement efficiency in turbine by leading edge modification in unsteady state. When the wake from the stator ran into the modified leading edge of the rotor, the leading edge generated the weak pressure fluctuation by complex passage flows. In conclusion, leading edge modification(bulb2) results in the reduced total pressure loss in the flow field.

유체 토크 컨버터를 이용한 정회전 정출력 풍력발전시스템 연구 및 개발 (A Study and Development of the Wind Turbine System for Rated Revolutions and Rated Output using Fluid Torque Converter)

  • 이인열;이강일;심충무;최대규;임재규
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제26권11호
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    • pp.40-47
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    • 2012
  • Most of existing wind turbine system is used with geared type; however, this type has lots of problems which are noisy, weight, maintenance and so on. In this paper, wind turbine system with fluid torque converter applied to solve these problems. In case of the proposed wind turbine system, it is possible to transmit torque to adaptable distance. So various sets including generator, inverter and auxiliary motor move from the nacelle to the ground. As a result, Total weight in Nacelle can be decreased. however, the efficiency can be decreased with fluid torque system. We also applied auxiliary motor to fluid torque system. So, we also realized rated revolutions and rated output windturbine and could get considerable good data.

수평축 조류발전 후류 특성 및 발전 효율 분석 (The Wake Characteristics of Tidal Current Power Turbine)

  • 조철희;이강희;이준호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.163.2-163.2
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    • 2011
  • Due to global warming, the need to secure an alternative resource has become more important nationally. Due to the high tidal range of up to 9.7m on the west coast of Korea, numerous tidal current projects are being planned and constructed. To extract a significant quantity of power, a tidal current farm with a multi-arrangement is necessary in the ocean. The rotor, which initially converts the energy, is a very important component because it affects the efficiency of the entire system, and its performance is determined by various design variables. The power generation is strongly dependent on the size of the rotor and the incoming flow velocity. However, the interactions between devices also contribute significantly to the total power capacity. Therefore, rotor performance considering the interaction problems needs to be investigated for generating maximum power in a specific field. This paper documents the characteristics of wake induced by horizontal axis tidal current power turbine.

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풍력발전용 3MW급 외부회전자형 영구자석 동기발전기 설계 (Design of 3MW Class Outer Rotor Type PMSG for Wind Turbine)

  • 김태훈
    • 신재생에너지
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    • 제6권4호
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    • pp.41-49
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    • 2010
  • Over the last decade, wind turbine industry has rapidly increased around world. These days many parts of the wind generators are induction generator. But it has some problems such as gearbox failure, rotor excitation and maintenance. Thus many manufacturers are considered permanent magnet synchronous generator named PMSG and direct drive. PMSG uses NdFeB magnet has many the advantage compare with induction generator. In this study, 3MW class outer rotor type PMSG for wind turbine is proposed. The generator features 2.6m stator outer radius, 1200mm stator length, 81 pole pairs, 14 rated rpm, 42kN/$m^2$ shear force density and 94.2% efficiency. Design and analysis generator using FEM program. Then calculate and derivate no load voltage, losses, conductor temperature. To reduce total harmonic distortion and cogging torque, the stator is applied the stator skewing. And to evaluate the designed generator, compare with other generators by active mass per rating torque and torque density.