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문제 정의
- 이와 같은 구성과 유 사한 방법으로 연료전지의 설계온도 조건만을 맞추어 가스터빈을 설계한 시스템도 있다.⑺ 본 연구 에서는 그러한 설계조건뿐 아니라 다양한 제한요 소를 고려하여 해석하고자 한다. 개질방법은 Fig.
- 셀에서의 안정적인 화학반응만을 고려하여 셀 입구온도를 700℃로 고정하였기 때문에 셀 작동온도가 높은 외부개질 시스템의 경우 셀 입출구 온도차가 커지고 이때 발생한 열 응력이 셀 재질에 영향을 줄 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 영향을 주는 제한요소를 고려하여 해석하였다. 즉, 터빈 재질을 고려한 터빈입구온도, 신뢰성 있는 설계를 위한 연료전지 작동온도, 그리고 연료전지 내부에서 과도한 열응력발생 억제를 고려한 셀입출구 온도차(또는 셀 입구온도) 등을 주요 제한요소로 두었다.
- 본 연구는 이러한 제한요소를 고려한 가스터빈- 가압형 SOFC 하이브리드 시스템의 설계 특성을 알아보고 성능을 해석하고자 한다. 또한 일반적 으로 외부개질기보다 내부개질기를 사용한 경우에 성능이 우수하다고 알려져 있으나 선행연구⑷ 결과, 외부개 질기를 사용하면서도 내부개 질기를 사용한 경우와 유사한 성능을 얻을 수 있는 것으로 예측되었다.
가설 설정
- 셀반응으로 발생되는 전압의 값은 셀의 작동온 도만의 함수로 가정하였다. 국내에서 1차 목표로 개발중인 하이브리드 시스템의 설계값인 작동온 도 800℃ 에 셀전압 0.
- 그러나 이 시스템에서 몇 가지 가정 이 현실적인 문제를 가진다. 첫째, 셀전압이 0.7V 로 일정하다고 가정하였다. 그러나 셀전압은 셀의 작동온도와 압력의 함수이다.
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