고온가스 냉각로 복합사이클의 성능

전문가 제언

○ 차세대 원자력 발전소, 특히 VHTR 에 요구되는 높은 효율과 출력, 시스템 향상, 저 오염물질 배출 등의 조건에 부합하는 사이클로 복합사이클이 주목 받고 있다. 이 사이클은 기존의 가스터빈과 증기터빈 발전기를 조합하는 발전방식으로 초기의 Rankine 사이클과 효율을 높이기 위해 적용한 Brayton 사이클보다 효율을 더 높게 할 수 있다. 앞으로 VHTR 개발 목표는 뛰어난 안전 특성은 물론 높은 가스 온도 및 높은 열효율(목표 60%)을 가질 수 있도록 하는 것이다.

 

○ 본 논문은 중국의 (V)HTR 개발을 위하여 채택한 가스 터빈 복합 사이클에서 예냉기와 환열기가 사이클 효율에 미치는 영향을 분석한 내용이다. 예냉기만을 채택한 TCC 사이클의 검토를 통해 예냉기 제거기준을 도출한 내역과 환열기를 채택한 TCCC에서 환열기가 효율에 미치는 영향을 검토한 내용을 기술하고 있다. 특히 현재의 기술을 사용하여 고효율을 달성할 수 있는 가능성을 정량적으로 계산하고, 제안된 사이클에 대하여 상호 비교 평가한 내역을 기술하고 있다.

 

○ 원자력 선진국들의 고온로에 적용한 열역학적 사이클에 대한 연구개발은 중국, 일본, 미국, 유럽연합을 중심으로 진행되어 왔다. 중국은 10 MWt PBMR 형 고온 시험로 HTR-10 개발시 초기 단계에서는 증기 터빈 사이클에 대한 연구와 이후 단계에서는 Brayton 가스 터빈 사이클에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 일본은 열출력 30 MWt 고온 시험로(HTTR)의 건조가 1996 년에 완성되었으며 직접 및 간접 복합사이클을 채택한 경우에 대한 정량적인 분석이 이루어 졌다.

 

○ 우리나라에서도 한국 원자력연구원을 중심으로 “원자력수소생산 핵심기술 개발”과제를 한국과학기술연구원(KIST), 한국에너지기술연구원(KIER)과 공동 수행 중이며, 2020년대 수소 경제 진입 달성에 목표를 두고 있다. 현재 제4세대 원자로국제포럼을 통하여 초고온가스로의 개발에 필요한 기술을 국제 공동으로 개발 중에 있으며, VHTR 노형에 참여하여 관련 연구를 수행하고 있다.

저자

Jie Wang, Ming Ding, Xiaoyong Yang, Jie Wang

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

94()

잡지명

Annals of Nuclear Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

279~287

분석자

강*환

분석물

• 고온가스 냉각로 복합사이클의 성능.pdf [510,968 byte]

이미지변환중입니다.