이젝터 및 펌프를 이용한 온도차발전 사이클 성능 실험

Abstract

해수온도차발전은 표층수로 작동유체를 증발시키고 터빈을 구동하며 이후 심층수로 작동유체를 액화시켜 전기를 생산하는 발전 시스템이다. 전 지구적으로 심층수의 온도는 5℃ 이하로 일정하나 표층수의 온도는 적도 등 열대 지역을 제외하고는 계절에 따라변동성이 크다. 하지만 한국은 심층수를 용이하게 얻을 수 있는 해저지형을 가지며, 이러한 지역에서 적용 가능한 심층수를 열침으로 하며, 표층수 대신 미활용열을 열원으로 하는 온도차발전 사이클 연구가 지속적으로 수행중이다. 본 연구에서는 미활용열을 열원으로 하며 심층수를 열침으로 하는 온도차발전 사이클의 고효율화를 위해 이젝터와 이젝터 펌프를 적용한 실험 장치에 대한 성능평가를 수행하였다. 이젝터는 작동부, 흡입부, 토출부로 이루어진 장치로 작동부에 액체상태의 고압의 작동유체를 분사하면 터빈 출구와 연결된 흡입부에 저압이 형성되어 기본 사이클보다 낮은 압력을 얻어 터빈 발전량을 증가시킬 수 있으며, 두 유체는 이젝터 내부에서 혼합되어 흡입부보다 상승된 압력으로 토출된다. 따라서 동일한 유량 및 응축압력 조건에서 증가된 발전량 및 효율을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 여러 조건에서 실험 장치를 구동하여 이젝터의 성능 지표 중 하나인 압력회복률과 실험장치의 효율을 구하였다.