열병합발전플랜트의 폐열 및 여열을 활용하는 유기랭킨사이클의 열경제학적 분석 :Thermo-economic analysis of organic Rankine cycle utilizing waste and residual heat from cogeneration plants

김인섭

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김인섭 (인하대학교, 인하대학교 대학원)

지도교수: 김동섭

발행연도: 2017

저작권: 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수7

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2017

복합열병합발전소에 적용된 유기랭킨사이클의 성능 및 경제성 평가

김인섭 , 김창민 , 김동섭 외 1명 한국유체기계학회 논문집 2017.02 학술저널

열병합발전플랜트의 폐열 및 여열을 활용하는 유기랭킨사이클의 열경제학적 분석

김인섭 일반 2017.01 학위논문

2015

복합열병합발전플랜트의 축열열을 활용한 유기랭킨사이클 성능해석

김인섭 , 김동섭 , 이종준 외 1명 한국유체기계학회 학술대회 논문집 2015.12 학술대회자료

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자원고갈과 환경문제로 인하여 보다 높은 효율을 가지는 발전시스템에 대한 관심이 어느 때보다 높다. 이에 따라 하나의 시설에서 열과 전기를 동시에 생산하여 에너지 활용률(energy utilization)이 높은 복합열병합발전플랜트(cogeneration power plant)의 수요가 증가하고 있으며 보다 효율적으로 발전플랜트를 운영하기 위한 연구도 활발히 진행 중이다.
이러한 목적달성을 위한 여러 수단 중 하나로 중저온의 열원으로 구동 가능한 유기랭킨사이클(organic Rankine cycle, ORC)이 최근 들어 각광받고 있다. 본 연구에서는 두 대의 가스터빈 기반 복합열병합발전플랜트와 한 대의 가스엔진 열병합발전플랜트에서 총 8가지 Case를 선정하여 ORC를 적용하여 ORC의 열경제학적 분석을 하였다. 각 열원들은 ORC의 설치로 인한 본래 플랜트의 성능변화가 없거나 무시할 수 있는 곳들로 선정하였기 때문에 ORC의 성능해석만 진행하였다. 또한 대상 플랜트의 실제 운전데이터가 가용한 경우 ORC의 탈설계 해석을 통해 보다 실질적인 기대성능을 도출하였다. 이를 위해 탈설계 해석 모델을 개발하고 검증하였다. 각각의 Case별로 도출된 기대성능을 이용하여 회수기간법과 순 현재가치법을 이용하여 경제성을 분석하여 각 Case의 도입타당성을 분석하였다.

요 약 문 I
Abstract II
목 차 III
List of tables V
List of figures VI
Nomenclature VIII
Subscripts X
1. 서 론 1
1.1 연구배경 및 동향 1
1.2 연구 목적 3
2. 열경제학적 분석방법 4
2.1 성능해석방법 4
2.1.1 ORC 설계방법 4
2.1.2 ORC 탈설계방법 7
2.1.2.1 열회수부(HRU) 8
2.1.2.2 터빈 10
2.1.3 탈설계 해석방법 검증 11
2.2 경제성 분석 14
2.2.1 경제성 분석 방법 14
2.2.2 가격정보 15
3. 시스템 구성 18
3.1 가스터빈 기반 복합열병합발전플랜트-A 18
3.1.1 Case A-1 20
3.1.2 Case A-2 20
3.1.3 Case A-3 20
3.2 가스터빈 기반 복합열병합발전플랜트-B 22
3.2.1 Case B-1 24
3.2.2 Case B-2 25
3.2.3 Case B-3 26
3.2.4 Case B-4 27
3.3 가스엔진 (Case C) 28
4. 열경제학적 분석 결과 29
4.1 가스터빈 기반 복합열병합발전플랜트-A 29
4.1.1 Case A-1 29
4.1.2 Case A-2 32
4.1.3 Case A-3 34
4.2 가스터빈 기반 복합열병합발전플랜트-B 36
4.2.1 Case B-1 36
4.2.2 Case B-2 39
4.2.3 Case B-3 41
4.2.4 Case B-4 43
4.3 가스엔진 (Case C) 45
5. 결 론 48
참 고 문 헌 50

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