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복합사이클 발전플랜트 폐열회수 보일러의 열역학 제1법칙 및 제2법칙 해석
Performance Evaluation of Heat Recovery Steam Generator in Combined Cycle Gas Turbine Power Plants Based on First and Second-Law Analysis 원문보기

한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 2부, 2010 Nov. 12, 2010년, pp.684 - 687  

인종수 (아주자동차대학 자동차학부)

초록
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본 논문은 복합사이클 발전플랜트의 폐열회수 보일러 최적운전 및 최적설계에 대한 새로운 접근 방법을 도출하기 위해 폐열회수 보일러에서 발생되는 증기로 증기터빈을 구동하는 하부사이클 효율을 검토하였다. 열역학 제1법칙 해석을 통해 하부사이클 에너지 평형을 검토하였고, 열역학 제2법칙을 통해 엑서지 평형을 검토하였다. 하부사이클 효율이 최대가 되는 폐열회수 보일러를 설계하기 위해서는 열역학 제1법칙을 해석할 경우 하부사이클 전체를 해석하여야 함을 알 수 있다. 하지만, 열역학 제2법칙을 통한 엑서지 해석을 행할 경우 하부사이클 효율이 최대가 되는 증발온도와 폐여회수 보일러에서 소모되는 엑서지가 최소가 되는 점이 일치함을 알 수 있었다. 따라서 본 논문을 통해 폐열회수 보일러에서 소모되는 엑서지 해석을 통해 하부사이클 효율이 최대가 되는 폐열회수 보일러 최적화가 가능함을 알 수 있다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 폐열회수 보일러에 공급되는 하부 사이클 각각 구성 요소에서 소모되는 에너지량을 검토하기 위하여 에너지평형을 계산하였다. 폐열회수 보일러에서의 열소모율 #, 하부 사이클에서의 순출력 # 및 다음과 같이 계산할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
폐열회수 보일러에서 발생되는 증기로 증기터빈을 구동하는 하부사이클 효율을 검토하는데 있어 열역학 법칙은 어떻게 적용되었는가? 본 논문은 복합사이클 발전플랜트의 폐열회수 보일러 최적운전 및 최적설계에 대한 새로운 접근 방법을 도출하기 위해 폐열회수 보일러에서 발생되는 증기로 증기터빈을 구동하는 하부사이클 효율을 검토하였다. 열역학 제1법칙 해석을 통해 하부사이클 에너지 평형을 검토하였고, 열역학 제2법칙을 통해 엑서지 평형을 검토하였다. 하부사이클 효율이 최대가 되는 폐열회수 보일러를 설계하기 위해서는 열역학 제1법칙을 해석할 경우 하부사이클 전체를 해석하여야 함을 알 수 있다.
폐열회수 보일러의 역할은 무엇인가? Fig. 1에서 보는 바와 같이 폐열회수 보일러(heat recovery steam generator HRSG)는 가스터빈사이클과 증기터빈사이클을 연결한다. 대부분 열교환기로 구성된 폐열회수 보일러는 각 발전플랜트에 적합하도록 설계되어 설치된다.
폐열회수 보일러는 무엇으로 구성되었는가? 1에서 보는 바와 같이 폐열회수 보일러(heat recovery steam generator HRSG)는 가스터빈사이클과 증기터빈사이클을 연결한다. 대부분 열교환기로 구성된 폐열회수 보일러는 각 발전플랜트에 적합하도록 설계되어 설치된다. 근본적으로 플랜트 설계자들은 주어진 가스터빈 출구 배기가스 조건에서 폐열회수 보일러로부터 최대의 유용일을 추출하도록 각각의 경우에 따라 여러 설계변수를 검토하여야한다.
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