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신형기(Hyungki Shin),조종재(Jongjae Cho),조준현(Junhyun Cho),나호상(Ho-Sang Ra),최봉수(Bongsoo Choi),노철우(Chul Woo Roh),이범준(Beomjoon Lee),이길봉(Gilbong Lee),백영진(Young-Jin Baik),강영석(Youngseok Kang),허재성(Jaesung Huh) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集B Vol.42 No.5
본 논문에서는 초임계 이산화탄소(sCO₂) 발전 사이클에 적용되는 축류 터빈 개발에 대하여 다루고 있다. 초임계 이산화탄소 발전사이클의 경우 초임계 상태로 작동 유체가 유지됨으로써 높은 밀도와 낮은 비체적으로 인하여 기존의 스팀 랭킨 사이클에 비하여 터빈 크기를 1/20 이하로 소형화가 가능하다. 그러나 이러한 장점은 터보 머시너리 개발에는 상당한 난점으로 작용한다. 이산화탄소의 임계점 부근 및 고온/고압 조건에서의 운전되는 터빈의 경우 낮은 비체적으로 인한 높은 회전수와 고압 조건으로 인한 높은 축력이 개발상의 난점이 된다. 이의 해결을 위하여 본 연구에서는 부분유입 운전 방식으로 운전되는 충동형 축류 터빈을 개발하였다. 부분유입 충동형 터빈 개념을 적용하여 입구 조건 135bar, 392℃, 출구 조건 77bar, 질량 유량 1.74kg/s의 설계조건에서 지름 73mm, 날개 높이 8mm, 정격 회전수 45,000RPM의 터빈을 설계할 수 있었으며, 기계적인 안정성을 위하여 틸팅패드 베어링을 적용한 터빈 시스템을 개발하였다. 개발된 터빈은 최대 입구 조건 100 bar, 205 ℃에서 45분의 연속 운전을 수행하였다. The design of an axial impulse turbine that was installed for a supercritical CO2 (sCO2) cycle. An sCO2 power generation cycle could decrease turbomachinery size to one-twentieth of the current size due to a small specific volume compared with a typical steam power cycle. However, this small turbomachinery makes it difficult to develop prototype sCO2 cycle equipment. Major problems of sCO2 turbines are the small volume flow rate and huge axial force. The small volume flow rate and turbine size correspond to a high rotating speed. In addition, the turbine inlet pressure of the sCO2 cycle must be more than 100 bar and the outlet pressure over 77 bar to maintain the supercritical state; such high pressure results in a huge axial force. To overcome these difficulties, an axial impulse turbine that was operated in partial admission condition was chosen, and tilting pad bearings were applied for mechanical reliability. The geometry of the turbine is 73-mm rotor diameter, 8-mm blade height, and 45,000 rpm of operating speed at the inlet design condition of 135 bar and 392 ℃, outlet condition of 77 bar, and mass flow rate of 1.74 kg/s. The designed turbine was tested at the Korea Institute of Energy Research (KIER) Pilot Plant Laboratory. The test condition was that maximum pressure and temperature were 100 bar and 205 ℃, and the cycle and turbine operated for 45 min.
발전기·제어계 특성정수 도출을 위한 시험장치 개발에 관한 연구
이명창(MyungChang Lee),우성민(SungMin Woo),신윤호(YoonHo Shin),권대윤(DaeYun Kwon),정일권(IlGwon Jung),오종훈(JongHoon Oh),최봉수(BongSoo Choi) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.7
According to Ministry of knowledge and Economy's notice in 2009 which called 「Power System Reliability and Guideline for Power Quality」, the generator, excitor, governor and PSS over 20MVA must bring forward to KPX that above utilities characteristic test report. The report which is model fixed numbers for PSS/E simulator program and these numbers calculated by recursive method based on testing data. In this paper's object is a developing equipment for these utilities characteristic test and producing fixed numbers.