해수온도차발전사이클의 비대칭 판형 열교한기 적용성 평가 시뮬레이션

Abstract

심층해수와 표층해수의 온도차를 이용한 해수온도차발전에서 열교환기가 차지하고 있는 비중은 상당하다. 1MW 온도차발전의 경우 전체 제작비용의 약 20% 이상의 비용을 해수열교환기가 차지하고 있으며, 다양한 연구로 비용 감소와 발전 성능 증가를 위해 노력하고 있다. 쉘엔 플래이트 타입 열교환기를 적용한 응축기와 증발기의 기초 성능 실험을 시작으로 암모니아를 작동유체를 사용하는 판형 열교환기가 열전달 면적을 최대로 사용하므로 서 상당한 출력개선을 보였다.1-2 비대칭 열교환기의 경우 유럽의 일부 기업으로부터 상용화되었으며 유량차이가 높은 유체의 열교환에 적합하다.3 아직 관련 연구가 많지 않으나, 기존 대칭형과 비교하여 약 30%의 압력강하 감소율을 나타내고 있어 다량의 해수와 소량의 냉매와의 열교환을 하는 해수온도차발전 플랜트에 적합하며, 비대칭 열교환기를 통한 효율 개선이 예상된다. 본 연구를 통하여 응축기와 증발기의 압력손실을 30% 저감할 경우 해수펌프 및 냉매펌프에서 발생하는 소용동력이 최대 256.34 kW로 감소 되었으며, 기존 펌프의 소요 동력대비 11.35% 감소하였다. 이와 반대로 순수출력은 저감된 소요 동력만큼 증가하여 4.17%의 출력증가를 나타내었다.