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- 기술소개
- 초임계 스팀 제너레이터
초임계 스팀 제너레이터
발전 증기 순환 사이클
발전용 증기 순환 사이클은 아임계와 초임계 사이클로 나뉩니다. 아임계 사이클은 기수혼합물의 임계압이하(22.11 MPa / 3206 psia)에서 , 초임계 사이클은 임계압이상에서 작동합니다. 입계압이란 물과 수증기가 분명한 구분을 보이는 최고 압력을 뜻합니다. 따라서, 입계압아래에선 물과 수증기의 밀도차가 분명하고, 임계압이상에선 물과 수증기의 구분이 없게 됩니다. 이 두 사이클간 발전과정 차이는 아래와 같습니다.
Figure 1
그래프상 빨간 선은 초임계압 과정을 보여줍니다. 노벽 튜브의 모든 물이 스팀으로 변하며 급열로 인해 유체의 온도가 상승합니다. 유체 온도가 계속 상승함에 따라 튜브의 온도도 함께 올라갑니다. 흡열의 차이가 튜브간 온도 차이를 만들게 됩니다.
세계 대부분의 발전용 스팀 제너레이터는 아임계 사이클인 드럼타입입니다. 초임계 사이클 발전소도 물론 수십년간 존재하였으며, 현재 배출에 대한 관심으로 더 높은 효율(순 열량)을 가진 초임계 사이클에 대한 선호가 증가하였습니다. Figure 2 참조
아임계와 초임계 제너레이터 모두 높이별, 노의 둘레별 흡열량 차이에 영향을 받습니다(Figure 3). 따라서 두 타입의 스팀제너레이터 디자인은 각각 다른 증발관을 필요합니다.
제너레이터 디자인은 노벽 튜브에 많은 유량을 목적으로 하고 이는 튜브 흡열량에 알맞은 냉각 효과를 줄 것 입니다. 튜브 냉각은 다수의 연료 충전 단위마다 확인합니다. 연료 감소로 인하여 알맞는 냉각 효과에 비해 유량이 적어진다면, 재순환 펌프가 회로에 추가 유량을 공급하게 됩니다.
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Figure 2
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Figure 3
Once Through 스팀 제너레이터
BENSON Vertical Tube (BVT) 스팀 제너레이터는 초임계 발전 사이클의 최첨단 기술 입니다. 이 기술은 디자인, 생산, 설치 와 유지/보수를 최소화 하는 수직 노벽 튜브를 이용함으로써 스팀제너레이터 압력손실을 줄여 더 높은 효율을 가집니다.
BVT 디자인은 최적화된 리브 튜브를 사용하여 노의 증발관에서의 열전달을 향상시킵니다. 향상된 전열이 더 적은 유량으로 동일한 튜브 냉각성능을 가능케 합니다. 낮은 유량은 자가보완적 특징을 의미하며 자연 순환특징을 가집니다. 즉, 더 많은 흡열 튜브가 더 많은 유속을 유도하여 튜브관 온도 상승을 방지 합니다. Figure 4 참조
Figure 4
