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Junhyun Cho,Han-Sang Kim,민경덕,Jong Hoon Park,In Gab Chang,Tae Won Lee 대한기계학회 2012 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.26 No.6
The gas distribution uniformity between anode channels in an indirect internal reforming type molten carbonate fuel cell (MCFC) is a crucial design parameter that influences both the electrical performance and durability. In this paper, a three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) analysis was performed to investigate flow characteristics in the anode channels and manifold where shape, pressure drop and channel temperature conditions were varied. The combined mesh consists of a hexahedral mesh in the channels and a polyhedral mesh in the manifold. Results indicate that rotational flow develops at the left and right sides of the anode manifold that induces an uneven mass flow rate distribution in the anode channels. Gas flow rate uniformity is enhanced as the depth of the manifold decreases,as the pressure drop in the anode channels increases and as the temperature difference between the indirect internal reforming (IIR) channels and anode channels decreases.
회전기기 누설을 고려한 초임계 이산화탄소 발전사이클 종합테스트루프 연속 운전 연구
조준현(Junhyun Cho),신형기(Hyungki Shin),조종재(Jongjae Cho),최봉수(Bongsu Choi),이범준(Beomjoon Lee),노철우(Chulwoo Roh),이길봉(Gilbong Lee),나호상(Ho-Sang Ra),백영진(Young-Jin Baik) 대한설비공학회 2019 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.-
초임계 이산화탄소 발전사이클은 사이클의 저압부가 약 50~74 기압 이상의 고압으로, 작동유체의 비체적이 작으며 사이클의 팽창비가 낮은 특징을 가지고 있다. 이에 터보머시너리의 크기가 작아지고, 회전수가 높아지게 되고, 큰 압력으로 인해 축력이 크며 누설(leakage)이 고압상태에서 시작된다는 기술적 이슈를 가지고 있다. 이에 미국 선도 연구그룹은 실험실 규모의 종합테스트루프에서 고회전수에 적합한 가스포일(Gas-foil)베어링을 적용한 밀폐형 터보기기 형태로 개발하였으나, 큰 축력에 의한 베어링 파손 문제로 인해 설계조건 운전에 도달하지 못하였다. 한국에너지기술연구원에서는 큰 축력에 대응 가능하며, 안정적 운용이 가능한 상용급 발전용 터보기기에 사용 할 수 있는 오일윤활 틸팅패드(Tilting-pad) 베어링과, 미캐니컬 씰(Mechanical Seal)을 적용한 터보발전기를 개발하고, 이를 연속운전 할 수 있도록 터보기기의 누설 유량을 재압축하여 다시 루프에 주입하는 연속운전 시스템을 구성하였다. 초월임계 사이클 운전을 통하여 초임계 이산화탄소로 터빈을 구동하여 안정적인 전력생산에 성공하였으며, 평균 전력 10 kWe로 4시간 이상 연속 운전 결과를 얻었다.
Cho, Junhyun,Shin, Hyungki,Cho, Jongjae,Kang, Young-Seok,Ra, Ho-Sang,Roh, Chulwoo,Lee, Beomjoon,Lee, Gilbong,Kim, Byunghui,Baik, Young-Jin Springer-Verlag 2017 Frontiers in energy Vol.11 No.4
<P>Research on applying a supercritical carbon dioxide power cycle (S-CO2) to concentrating solar power (CSP) instead of a steam Rankine cycle or an air Brayton cycle has been recently conducted. An S-CO2 system is suitable for CSP owing to its compactness, higher efficiency, and dry-cooling capability. At the Korea Institute of Energy Research (KIER), to implement an S-CO2 system, a 10 kWe class test loop with a turbinealternator-compressor (TAC) using gas foil bearings was developed. A basic sub-kWe class test loop with a highspeed radial type turbo-generator and a test loop with a capability of tens of kWe with an axial type turbogenerator were then developed. To solve the technical bottleneck of S-CO2 turbomachinery, a partial admission nozzle and oil-lubrication bearings were used in the turbogenerators. To experience the closed-power cycle and develop an operational strategy of S-CO2 operated at high pressure, an organic Rankine cycle (ORC) operating test using a refrigerant as the working fluid was conducted owing to its operational capability at relatively low-pressure conditions of approximately 30 to 40 bar. By operating the sub-kWe class test loop using R134a as the working fluid instead of CO2, an average turbine power of 400 W was obtained.</P>