초록 ▼

□ 연구개요
◼ 수소연료를 사용한 가스터빈 연소기의 micro jet flame 형성을 통한 NOx 저감
본 연구에서는 기존의 low NOx micromix 기술의 한계성을 극복하기 위하여 CAN type 마이크로 연소개념을 도입하여 압력손실을 최소화하고 재순환영역에 의한 화염안정성과 NOx배출 저감을 달성하고자 하였다. 마이크로 수소화염의 생성을 통해 Dry Low NOx를 실현하고 단일 연소기 다발 구성에 의한 scale up을 바탕으로 가스터빈의 출력에 대응할 수 있는 기술과 아울러 높은 Turn/Down 비를 확보

□ 연구개요
◼ 수소연료를 사용한 가스터빈 연소기의 micro jet flame 형성을 통한 NOx 저감
본 연구에서는 기존의 low NOx micromix 기술의 한계성을 극복하기 위하여 CAN type 마이크로 연소개념을 도입하여 압력손실을 최소화하고 재순환영역에 의한 화염안정성과 NOx배출 저감을 달성하고자 하였다. 마이크로 수소화염의 생성을 통해 Dry Low NOx를 실현하고 단일 연소기 다발 구성에 의한 scale up을 바탕으로 가스터빈의 출력에 대응할 수 있는 기술과 아울러 높은 Turn/Down 비를 확보하여 출력이 제어될 수 있는 기술 개발에 대한 기초 자료를 확보하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
◼ 연구 목표대비 연구결과
- Micro 화염 연소기 개발 : Micro jet flame 연소기 설계 및 검증 (100%)
- Low NOx Turn/down ratio : single digit NOx emission / 4step TDR (100%)
- 다중 CAN type 연소시스템 설계 : 3차원 수치해석을 통한 다중 CAN type 연소시스템의 연소특성 및 설계 데이터 확보 (100%)

◼ 연구의 성실성
본 연구는 향후 차세대 에너지원으로 각광받는 수소연료의 향후 사용에 따라 필연적으로 수반되는 저 NOx에 기술에 대한 연구이다. 이와 같은 연구는 이제껏 많은 연구가 이뤄지지 않아 실제 수소연소의 기본 메커니즘에 대한 연구가 필수적이다. 그래서 본 연구에서는 실험과 수치해석을 병행한 것이 실제 그 메커니즘을 이해하는 데 매우 중요하며 다음과 같은 사항에서 본 연구의 성실성이 있다고 하겠다.
1) 수치해석을 통한 더블 캔형 마이크로 수소제트 화염 특성 선행연구
2) 마이크로 수소화염의 최적조건에 대한 수치해석적 파라미터 연구수행
3) 실제 수치해석에 기반한 연소기 제작으로 마이크로 제트 화염의 저 NOx 경향 판단
4) 향후 실제 연소기 디자인에 필요한 효과적인 데이터 확보

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
◼ 기술적인 측면에서의 중요성
- 수소연소 저 NOx화를 위한 마이크로 화염공이 있는 더블 캔형 연소최적 설계조건 확보
- 압력강하가 적은 연소시스템의 채택으로 가스터빈 효율 향상
- Cross flow 에서의 마이크로 수소화염의 안전성에 영향을 미치는 최적 수소/공기 모멘텀비 파악

◼ 경제 사회적 측면
- 향후 강력한 CO₂ 규제에 보다 청정수소연소를 롱해 효과적으로 대응이 가능함
- 새롭게 부상하고 있는 수소경제 사회에서 열관리분야 저 NOx화 구현에 선제적 대응

◼ 인력양성 측면
- 본 연구를 통해 박사 1명 석사 1명의 배출 및 박사 1명 연구지원으로 수소연소에 관련된 전문화된 인력 확보

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 필요성 ... 4
• 나. 연구의 목적 ... 4
• 다. 연구의 범위 및 목표 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 가. Hydrogen micro jet 수치해석 모델링 ... 6
• 나. Hydrogen Micro jet fundamental study ... 7
• 다. Micromix combustor의 3차원 수치해석 case study ... 7
• 라. Micromix combustor의 실험적 검증 ... 10
• 마. Multi CAN micromix combustor 설계 인자 분석 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 가. 기술적인 측면에서의 중요성 ... 16
• 나. 경제 사회적 측면 ... 16
• 다. 인력양성 측면 ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 참고문헌 ... 17
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 25