200kW급 고온도차발전플랜트 최적설계

Abstract

본 논문에서는 200kW급 고온도차발전플랜트 최적설계에 관한 내용으로서, 사이클 설계를 위한 열침 및 열원의 온도는 5℃와 75℃이고, 작동유체는 R-245fa를 적용하였다. 플랜트 설계를 위하여 먼저 70℃ 온도차를 이용하여 터빈 출력 200kW를 달성하기 위한 사이클 기본설계를 진행하였고, 출력 달성을 위한 작동유체, 열원 및 열침의 필요유량은 각 10kg/s, 36kg/s 및 88kg/s로 설계되었다. 사이클 효율은 약 8.7%로 해석되었다. 해석고온도차발전플랜트는 증발기, 액분리기, 터빈-발전기, 응축기, 수액기 및 냉매펌프로 구성되어 있고, 각 구성기기의 최적 배치를 위하여 3차원 상세설계를 진행하였다. 또한, 플랜트 전체의 압력손실을 최소화하고 설계조건에서 운전시 목표 출력을 달성할 수 있도록 플랜트 제작을 위한 P&ID를 작성하였다. 추후 고온도차발전플랜트 운전 데이터 분석 및 설계와의 차이점 검토를 통하여 목표 출력을 확보하기 위한 플랜트 성능 향상 방안에 대해서도 검토하고자 한다.사이클 기본설계를 진행하였고, 출력 달성을 위한 작동유체, 열원 및 열침의 필요유량은 각 10kg/s, 36kg/s 및 88kg/s로 설계되었다. 사이클 효율은 약 8.7%로 해석되었다. 해석고온도차발전플랜트는 증발기, 액분리기, 터빈-발전기, 응축기, 수액기 및 냉매펌프로 구성되어 있고, 각 구성기기의 최적 배치를 위하여 3차원 상세설계를 진행하였다. 또한, 플랜트 전체의 압력손실을 최소화하고 설계조건에서 운전시 목표 출력을 달성할 수 있도록 플랜트 제작을 위한 P&ID를 작성하였다. 추후 고온도차발전플랜트 운전 데이터 분석 및 설계와의 차이점 검토를 통하여 목표 출력을 확보하기 위한 플랜트 성능 향상 방안에 대해서도 검토하고자 한다.