초록 ▼

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의

- 본 연구를 통하여 초임계 이산화탄소 발전 시스템 구성을 위한 단품 및 서브패키지, 그리고 사이클 테스트루프의 설계, 제작 및 운용 기술을 확보함.
- 보다 세부적인 기술측면에서는 본 연구를 통해, 부분흡입률에 따른 축류 터빈의 효율 예측 모델을 확보함. 또한, 실험적으로는 터빈 입구 온도 평균 426.8°C, 압력 평균 101.2bar 조건에서 2.3 시간 동안의 터빈 연속운전 시험에 성공하였으며, 이 결과는 국내 초임계 CO2 발전 시스템 시험 운전 중 최고 온도에서

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의

- 본 연구를 통하여 초임계 이산화탄소 발전 시스템 구성을 위한 단품 및 서브패키지, 그리고 사이클 테스트루프의 설계, 제작 및 운용 기술을 확보함.
- 보다 세부적인 기술측면에서는 본 연구를 통해, 부분흡입률에 따른 축류 터빈의 효율 예측 모델을 확보함. 또한, 실험적으로는 터빈 입구 온도 평균 426.8°C, 압력 평균 101.2bar 조건에서 2.3 시간 동안의 터빈 연속운전 시험에 성공하였으며, 이 결과는 국내 초임계 CO2 발전 시스템 시험 운전 중 최고 온도에서 터빈을 구동하여 출력을 얻은 것으로, 세계에서 세번째로 높은 온도에서 터빈 출력을 얻었다는 것에 의의가 있음.
- 향후 지속적인 연구를 통한 본 연구의 기술 완성 및 상용화 시, 본 기술은 재생에너지 열원(태양열, 바이오매스 등) 분산 발전 플랜트의 핵심 설비로 활용될 것으로 기대되며, 기존에 활용되지 못하였던 미활용에너지 및 폐열에너지 등의 열원을 적극적으로 활용, 본 기술을 이용하여 전력으로 변환하여 활용한다면 온실가스 저감과 탄소중립에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대됨. 아울러 가스발전 확대에 따른 소형/중형 가스터빈 bottoming으로 적합한 신 발전기술로서의 산업화도 가능할 것으로 기대되며, 기존 스팀 발전의 진입이 어려운 발전 응용분야(냉각수 확보가 어려운 곳 등)에 활용이 기대됨.
- 초임계 이산화탄소 발전 기술은 미래 가치는 매우 크나, 현재까지 상용화 사례가 보고 되지 않은 고난도의 도전적 기술로, 현재 미국 및 유럽을 중심으로 상용화를 위한 대규모의 연구개발이 진행되고 있음. 따라서 국내 연구 개발 중단시 선도국과의 기술격차 확대로 인한 기술 종속 우려가 매우 크며, 이에 조속한 국가 R&D 지원 및 지속적인 연구 개발이 절실한 상황임.

(출처 : 요약문 6p)

Abstract ▼

IV. Result and Recommendations

- Through this study, design, manufacture, and operation technologies of each component, sub-package, and test loop for the construction of a supercritical CO2 (sCO2) power generation system were secured.
- From the viewpoint of technology in detail, an effic

IV. Result and Recommendations

- Through this study, design, manufacture, and operation technologies of each component, sub-package, and test loop for the construction of a supercritical CO2 (sCO2) power generation system were secured.
- From the viewpoint of technology in detail, an efficiency es仕ma仕on model for the axial turbines according to the partial admission ratio was obtained. Also, from the viewpoint of experimental works, the continuous turbine operation test was performed successfully during 2.3 hours under the turbine inlet average conditions of 426.8 °C and 101.2 bar, which is very significant in that the sCO2 turbine power was obtained at the highest temperature in KR and the third-highest temperature in the world.
- In the near future commercialization stage, it is expected that the sCO2 technology will be used as a core technology for heat to power conversion systems in distributed power plants for renewable heat sources (solar thermal, biomass, etc.). If unused energy and waste heat could be utilized and converted into electricity by using this technology, it is expected that it will greatly contribute to the reduction of greenhouse gases and c arbon - neutrality. Also, industrializa仕 on as a new power generation technology for small/medium-sized gas turbines bottoming cycle could be possible due to the expansion of gas power generation, and the sCO2 system is expected to be used in power generation applications where it is difficult to utilize the existing steam power generation, (e.g. a water-deprived area)
- Although the sCO2 technology has very high future potentials, a commercialization case has not been reported so far because of its high technical difficulties. To overcome this, large-scale R&Ds for commercialization are currently underway in the US and Europe. For this reason, there is a great concern about technology dependency due to the expansion of the technology gap with the leading countries when domestic R&D is discontinued. Therefore, immediate support for continuous sCO2 R&D is required very urgently.

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 3요 약 문 ... 5SUMMARY ... 7CONTENTS ... 10목차 ... 13그림목차 ... 16표목차 ... 20제 1 장 서론 ... 21 제 1 절 배경 및 필요성 ... 21 제 2 절 글로벌 동향 ... 23 제 3 절 연구 목표 및 내용 ... 29제 2 장 요소 개발 내용 및 결과 ... 31 제 1 절 터보기기 운전 준비 ... 31 1. 터보기기 Mechanical Running Test ... 31 2. 터보기기 부가 요소 설치 및 개선 ... 53 3. 압축기 입구 제어 시스템 개선안 도출 ... 62 제 2 절 터보기기 구성품 개선 ... 65 1. 압축기 구성품 보완 및 성능개선 ... 65 2. 터빈 로터 개선안 도출 및 축계 안정성 검토 ... 67 제 3 절 터빈 모델 개선 ... 74 1. 터빈 부분흡입(Partial Admission) 성능 예측 모델 개선 ... 74 2. 터빈 기계손실 및 무차원 성능 예측식 도출 ... 76제 3 장 테스트 루프 개발 내용 및 결과 ... 80 제 1 절 사이클 탈설계 성능 모사 ... 80 제 2 절 500℃급 이중 팽창 사이클 개선 ... 82 1. 열원계 개선 ... 83 2. 냉각계 개선 ... 89 3. CO2 배관계 개선 ... 91 4. 보조 패키지 시스템 개선 ... 96 5. 제어계 개선 ... 97 제 3 절 테스트루프 시험운전 ... 103 1. 테스트루프 실매질 운전 시험 ... 103 2. 터빈 구동 시험 ... 111제 4 장 결론 및 향후계획 ... 121참고문헌 ... 122끝페이지 ... 123