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NTIS 바로가기한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.21 no.6, 2020년, pp.403 - 410
최훈동 (한동대학교 기계제어공학과) , 소원호 (한동대학교 기계제어공학과) , 이정민 (한동대학교 기계제어공학과) , 조경찬 (한동대학교 기계제어공학과) , 이권영 (한동대학교 기계제어공학과)
This paper focuses on the design of a 12-kW small-scale supercritical CO2 test loop. A theoretical study, stabilization, and optimization of carbon dioxide were carried out with the application of a solar heat source based on solar thermal data in Pohang. The thermodynamic cycle of the test facility...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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초임계 CO2(s-CO2)을 사용한 동력 사이클의 장점은? | 이러한 특성으로 인해 작동 유체로 s-CO2를 사용하는 동력 사이클은 많은 장점을 갖고 있다. 초임계 상태의 CO2는 비압축성 유체이기 때문에 작은 압축일로 고압을 만들 수 있고, 점도가 낮아 유체이동이 용이하며 기포나 액적이 생기지 않는 장점이 있다. 또한, 고압 운전 특성으로 시스템의 소형화가 가능하다. s-CO2사이클의 터보 기계 크기는 스팀 Rankine 사이클과 비교했을 때, 1/10 이하로 소형화 될 수 있다[1]. | |
소형 s-CO2발전 시스템의 한계점은? | 본 연구에서는 태양열에 적용하기 위한 약 12 kW 급소형 발전 시스템으로 설계 및 제작되었고, 소형 s-CO2 발전 시스템 연구를 위한 기반을 닦기 위해, 점차 기술적 한계를 극복하고자 한다 [3]. 하지만 소형 s-CO2발전 시스템은 온전히 초임계 상태에서 운영될 경우 소형 회전기기가 고압으로 인한 큰 축력을 견디지 못하여 컴프레서와 터빈 설계에 어려움을 겪는 한계점을 가지고 있다. 또한, 급격한 물성의 변화와 재료 부식성에 대해서도 기술적 한계를 해결해야 한다. | |
CO2의 특징은? | 또한 CO2는 무독성이고, 폭발위험이 없으며, 부식성 또한 매우 낮다. 액체 및 기체가 구별될 수 있는 최대 온도 및 압력 한계를 임계점이라하며 초임계 CO2(s-CO2)는 임계점 이상의 상태에 있는 CO2이다. |
J-I. Lee, Y-H. Ahn, J-E. Cha, "Introduction to supercritical CO2 power conversion system and its development status". Korean Society for Fluid Machinery collection of dissertations, vol. 17, no.6, pp. 95-103, December. 2014. DOI: https://doi.org/10.5293/kfma.2014.17.6.095
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D-N. Choi, J-Y. Yu, J-S. Kwon, U-B. Lee, K-J. Pi, C-H. Son, K-Y. Lee, J-Y. Lee, J-H. Sung, "Design on Small-scale Supercritical CO2 Cycle Test Facility". The Korean Society of Mechanical Engineers an academic conference, pp. 2540-2544, December. 2018.
S-J. Kim, J-S. Lee, M-S. Kim, "Comparison and Characteristic Analysis of Supercritical CO Brayton Cycle and Steam Rankine Cycle for Waste Heat Recovery", The Society Of Air-Conditioning And Refrigerating Engineers Of Korea an academic conference, pp. 83-86, November. 2015
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H. Yamaguchi, X.R. Zhang, K. Fujima, M. Enomoto, N. Sawada, "Solar energy powered Rankine cycle using supercritical CO2", Applied Thermal Engineering, vol. 26, no.17-18, pp. 2345-2354, July. 2006. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2006.02.02.
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H. Yamaguchi, X.R. Zhang, D. Uneno, "Thermodynamic analysis of the CO2-based Rankine cycle powered by solar energy". International Journal of Energy Research. vol. 31, no.14, pp. 1414-1424. November, 2007. DOI: https://doi.org/10.1002/er.1304
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