Journal of Advanced Marine Engineering and Technology

  • 제36권8호
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  • Pages.1036-1042
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  • 2012
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  • 2234-7925(pISSN)
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  • 2234-8352(eISSN)
한국마린엔지니어링학회 (The Korean Society of Marine Engineering)
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작동변수에 따른 R744용 해양온도차 발전 사이클의 엑서지 분석

Exergy Analysis of R744 OTEC Power Cycle with Operation Parameters

  • 윤정인 (부경대학교 냉동공조공학과) ;
  • 손창효 (부경대학교 냉동공조공학과) ;
  • 백승문 (부경대학교 대학원) ;
  • 김현주 (한국해양과학기술원 해양심층수연구센터) ;
  • 이호생 (한국해양과학기술원 해양심층수연구센터)
  • 투고 : 2012.09.06
  • 심사 : 2012.11.19
  • 발행 : 2012.11.30
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초록

본 논문은 R744용 해양온도차 발전 시스템의 운전변수에 대한 최적의 설계를 위해서 엑서지효율을 이론적으로 분석하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 과열도와 과냉각도, 증발온도와 응축온도, 터빈과 펌프 효율 등이다. 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. R744용 해양온도차 발전 사이클의 증발온도, 과열도, 터빈효율, 펌프효율이 증가할수록 엑서지 효율은 증가한다. 그러나 응축온도와 과냉각도는 증가할수록 엑서지 효율이 감소한다. 이 중에서 증발온도의 변화가 R744용 해양온도차 발전 사이클의 엑서지 효율에 가장 크게 영향을 미치고, 펌프효율이 가장 적게 영향을 미친다. 따라서 R744용 해양온도차 발전 사이클의 엑서지 효율을 증가시키기 위해서는 증발온도를 표층수 온도에 가장 근접하게 증가시키는 것이 유리하다.

This paper describes an analysis on exergy efficiency of R744 OTEC power system to optimize the design for the operating parameters of this system. The operating parameters considered in this study include subcooling and superheating degree, evaporation and condensation temperature, and turbine and pump efficiency, respectively. The main results are summarized as follows : As the evaporation temperature, superheating degree, and turbine and pump efficiency of R744 OTEC power system increases, the exergy efficiency of this system increases, respectively. But condensation temperature and subcooling degree of R744 OTEC power system increases, the exergy efficiency of this system decreases, respectively. The effect of evaporation temperature and pump efficiency on R744 OTEC power system is the largest and the lowest among operation parameters, respectively. Therefore, the refrigerant temperature in the evaporator must be closely to the surface seawater temperature to enhance the exergy efficiency of R744 OTEC power system.

키워드

참고문헌

  1. H. S. Lee, H. J. Kim, D. H. Jung et al., "A study on the improvement for cycle efficiency of closed-type OTEC", Journal of the Korea Society of Marine Engineering, vol. 25, no. 1, pp. 80-84, 2011 (in Korean). https://doi.org/10.5916/jkosme.2011.35.1.046
  2. J. I. Yoon, C. H. Son, S. M. Baek et al., "Performance characteristic of R744 OTEC power cycle with operation parameters", Journal of the Korea Society of Marine Engineering, vol. 36, no. 5, pp. 10-14, 2012 (in Korean). https://doi.org/10.5916/jkosme.2012.36.5.580
  3. C. H. Son, H. K. Oh, "Heat exchanger for heat pump using $CO_2$", Journal of the Korea Society of Marine Engineering, vol. 32, no. 1, pp. 10-14, 2008 (in Korean).
  4. C. H. Tseng, K. Kao, Y. Yang, et al., "Optimal design of a pilot OTEC power plant in Taiwan", J. Energy Resour. Technology, vol. 113, pp. 294-299, 1991. https://doi.org/10.1115/1.2905914
  5. R. H. Yeh, T. Z. Su, M. S. Yang, "Maximum output of an OTEC power plant", Ocean Engineering, vol. 32 pp. 685-700, 2005. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2004.08.011
  6. N. J. Kim, C. N. Kim, W. Chun, "Using the condenser effluent from a nuclear power plant for Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC)", International Communications in Heat and Mass Transfer, vol. 36, pp. 1008-1013, 2009. https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2009.08.001
  7. T. J. Rabas, C. B. Panchal, H. C. Stevens, "Integration and optimization of the gas removal system for hybrid-cycle OTEC power plants", Journal of Solar Energy Engineering, vol. 112, pp. 19-28, 1990. https://doi.org/10.1115/1.2930753
  8. H. Uehara, A. Miyara, Y. Ikegami, T. Nakaoka, "Performance analysis of an OTEC plant and a desalination plant using an integrated hybrid cycle", Journal of Solar Energy Engineering, vol. 118, pp. 115-122, 1996. https://doi.org/10.1115/1.2847976
  9. Z. Shengjun, W. Huaixin, G. Tao, "Performance comparison and parametric optimization of subscritical organic rankine cycle(ORC) and transcritical power cycle system for low-temperature geothermal power generation", Applied Energy, vol. 88, pp. 2740-2754, 2011. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.02.034
  10. A. Kazim, "Hydrogen production through an ocean thermal energy conversion system operating at an optimum temperature drop", Applied Thermal Engineering, vol. 25, pp. 2236-2246, 2005. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2005.01.003
  11. T. Dylan, "Ocean thermal energy conversion: current overview and future outlook", Renew. Energy, vol. 6, no. 3, pp. 367-373, 1994.
  12. EES: Engineering Equation Solver, fChart Software Inc, 2006.