소형 가스터빈 발전장치의 동향

전문가 제언

○ 가스터빈은 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 열역학적 기본 이론으로 한 내연기관(internal combustion engine) 원동기의 일종이다. 이 기관은 정압 연소(constant combustion)에 의하여 작동되며, 연소에 필요한 공기와 연료 가스의 혼합성이 좋아서 완전 연소에 가까운 연소가 이뤄지기 때문에, 일산화탄소나 탄화수소의 배출량이 적다. 한편 NOx의 배출은 고부하시 연소가 고온 영역에서 이뤄지므로 이에 대한 대책이 없을 경우 다소 높은 편이다.

○ 가스터빈은 연소가스의 흐름으로부터 에너지를 추출하는 회전 동력기관으로, 압축기에서 압축된 공기가 연료와 혼합되어 연소함으로써 고온 고압의 기체가 팽창하고, 이 힘을 이용하여 터빈을 구동한다. 활용 에너지는 주로 축(shaft)을 통해 토크(Torque) 형태로 얻으며, 경우에 따라서는 추력(thrust)이나 압축 공기를 통하여 얻기도 한다.

- 대형 가스터빈과 배열 보일러를 조합한 복합발전(combined power generation)은 보통의 증기 화력발전(thermal power generation)보다 열효율이 훨씬 높다. 그러나 가스터빈 단독으로는 증기 화력발전보다 열효율을 높게 하기 어렵다.

- 한편 소형 가스터빈을 상용 발전으로 이용하는 것은 에너지 경제적면에서 불리한 측면이 있으나, 수 만kW까지의 출력으로 운영할 수 있으므로 큰 공장이나 건물의 전원용으로 사용되는 예가 많다. 이는 가스터빈이 증기터빈 발전보다 구조가 간단하고 건설비도 적을 뿐만 아니라 시동에 소요되는 시간이 짧으므로 비상용 전원으로도 적합하기 때문이기도 하다.

○ 가스터빈은 개발 이후 다른 원동기보다 급속한 기술 발전을 보이고 있으며, 최근에는 CFD나 유한요소해석법 같은 컴퓨터 설계에 힘입어 소형 가스터빈 발전 기술이 두드러지고 있다. 따라서 계통 전력의 불안정을 겪고 있는 우리나라의 현실에서는 이에 관한 연구와 활용 확대에 관심을 가질 필요가 있을 것이라 생각한다.

저자

TATSUMI K., INOUE Y., WAKAYAMA N., HOSOKAWA Y., DOUURA Y.

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2012

권(호)

40(1)

잡지명

日本ガスタ―ビン學會誌　

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

8~14

분석자

조*곤

분석물

• 소형 가스터빈 발전장치의 동향.pdf [309,378 byte]

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