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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국원자력연구원 Korea Atomic Energy Research Institute |
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연구책임자 | 차재은 |
참여연구자 | 이기쁨 , 정흥준 , 이정익 , 박주현 , 서한 , 이시우 , 조항진 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2025-02 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
연구관리전문기관 | 국방과학연구소 Agency for Defense Development |
등록번호 | TRKO202500000315 |
DB 구축일자 | 2025-04-08 |
키워드 | 초임계 이산화탄소.배기열 회수.발전시스템.터보기기.열교환기.Supercritical CO2.Waste heat recovery.Power plant.Turbo Machinery.Heat exchanger. |
□ 연구개발 목표 및 내용
500kW급 수상함 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 개발
◼ 1단계
❏ 목표
수상함 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 사이클 및 핵심기기 개발
❏ 내용
1) 수상함 배기열 회수용 500kW 초임계 CO2 발전시스템의 사이클개발
① 레이아웃 설계 및 핵심기기 운전점 설계, 사이클 최적화
2) 초임계 CO2 발전시스템을 구성하는 주요 핵심기기(압축기, 팽창기, 열교환기) 개
□ 연구개발 목표 및 내용
500kW급 수상함 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 개발
◼ 1단계
❏ 목표
수상함 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 사이클 및 핵심기기 개발
❏ 내용
1) 수상함 배기열 회수용 500kW 초임계 CO2 발전시스템의 사이클개발
① 레이아웃 설계 및 핵심기기 운전점 설계, 사이클 최적화
2) 초임계 CO2 발전시스템을 구성하는 주요 핵심기기(압축기, 팽창기, 열교환기) 개발
① 압축기/팽창기 설계 및 제작, 시험
② 예냉각기 설계 및 제작
③ 복열기, 배기열 회수 열교환기 설계
3) 압축기, 팽창기에 적용되는 자기 베어링 시스템의 성능 검증
① 자기 베어링 설계 및 제작, 시험
◼ n단계
❏ 목표
수상함 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 Prototype 개발 및 성능시험
❏ 내용
(가) 500 kW 급 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 Prototype 제작 및 성능시험
1) 1단계(응용연구)에서 개발한 핵심기기를 활용하여 초임계 CO2발전시스템 Prototype 제작
① 압축기-복열기-압축기 구동 터빈-팽창기(발전기 구동 터빈)-예냉기로 구성된 초임계 CO2 발전시스템 Prototype 제작
2) 초임계 CO2 열교환기 제작
② 복열기, 배기열 회수 열교환기 제작
3) 초임계 CO2 발전시스템 Prototype 성능 시험
①제작된 초임계 CO2 발전시스템 Prototype에 대한 성능시험(온도, 압력, 용량, 효율 시험)
② 성능 개선을 위한 성능 시험 및 full 부하 성능 시험
4) 초임계 CO2 발전시스템 Prototype 제어 시스템
① 운전 및 제어 절차 수립
② 정상상태 (Steady state) 운전 제어기능 보유
③ 과도 상태(Transient state) 운전 제어기능 보유
(나) 수 MWe 급 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 설계
1) 수 MWe 급 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 개념 설계
① 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템의 적용처 현황 분석(500 kW 및 수 MWe 급을 대상으로 분석)
② 적용처* 현황을 고려한 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템의 기본 설계 요구조건 정립
2) 수 MWe 급 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 기본 설계
① 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 사이클 해석
② 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 핵심기기 기본 설계
□ 연구개발성과
수상함 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 실증 운전 달성 및 실용화
□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1. 연구개발성과 활용 계획
(1) 민수 분야
- 단기(개발 후 3년 이내) : 500 kW 및 수 MWe 급 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 제작 및 실증
- 장기(개발 후 3년 이후) : 500 kW 및 수 MWe 급 배기열 회수 초임계 CO2 발전시스템 실용화
(2) 군수 분야
- 단기(개발 후 5년 이내) : 수상함, 에너지 생산/변환 적용체계 기획
- 장기(개발 후 5년 이후) : 수상함, 에너지 생산/변환 실용화
2.기대효과
- 연구개발 기간 중 실증운전이 완료되면, 폐열이 발생하는 민수 및 군수 분야에 발전 설비를 설치하여 시설 내 온실가스 저감효과 달성과 에너지 소비 효율 상승 도모가 기대됨.
- 에너지 전환정책에 의한 탄소중립에 기여할 수 있을 것으로 판단됨.
(출처 : 요약문 7p)
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기대효과(Effect) : | - |
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구성항목 |
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