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문제 정의
- 본 연구에서는 가스터빈 성능해석 전용 상용 프로그램의 사용의 한계와 자체 프로그램 개발의 어려움을 극복하기 위한 목적으로 화학 공정 해석용 소프트웨어인 Aspen Plus를 기반으로 가스터빈 성능해석 프로그램을 구성하였다. 이를 활용하여 복합 화력 발전용 재열 가스터빈인 GT24모델의 설계점 및 탈설계 영역에서의 성능특성을 분석하였으며, 다음과 같은 주요 결과들을 도출할 수 있었다.
- 이와 함께 재열 사이클에서 가스터빈 자체의 열효율을 높이기 위해서 단순 사이클에 비해 압력비를 상승시키기도 한다. 본 연구에서는 국내 복합화력 발전소에서 가동중인 세계 유일의 재열 사이클 발전용 가스터빈인 Alstom사의 GT24 가스터빈 모델©의 성능 특성에 대해서 고찰하고자 한다.
- 반면에 성능해석 프로그램을 자체적으로 개발할 경우에는 너무 많은 인적, 시간적 투자가 필요하다. 본 연구에서는 이러한 두 가지 경우의 단점을 보완하기 위하여 화학 공정 해석용 상용 소프트웨어인 Aspen Plus⑺를 이용하여 본 연구의 목적에 적합한 가스터빈 성능해석 프로그램을 자체적으로 개발하였다. 이 경우화牛 공정 해석용 프로그램에 포함된 압축기, 연소 1 등 각종 구성요소들의 기능을 충분히 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 구성 요소들을 적절히 연결하고 각 구성 요소들의 특성과 관련된 데이터들을 함께 접목시켜 본 연구에 필요한 기능을 충분히 구현할 수 있었다.
- 압축기의 중간 단으로부터 추출된 냉각 공기가터빈의 각 단으로 공급되는 과정을 효과적으로 모사하기 위해서 본 연구에서는 22단 축류 압축기와 고압 1단, 저압 5단 축류 터빈의 각 단을 나누어 구현하였다. 먼저 압축기는 각 단에서의 압력비를 구하기 위해 아래와 같은 식을 사용하였다.
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