ORC 터빈의 고팽창비 성능 분석

Abstract

해양 표층수와 심해수의 온도차는 약 20℃이다. 이 온도차는 기계동력으로 전환되고, 다시 발전기를 통해 전기로 전환된다. 그러나 기존의 증기 터빈에 비해 상대적으로 온도차가 작다. 증기 터빈 기술은 작은 온도차에서 적용되기 어렵다. 에너지를 만들어 내는 데에 온도차를 사용하기 위해서는, 낮은 온도에서 높은 포화압력을 가지는 적당한 작동 유체와 그에 최적화된 터빈 설계가 요구된다. 심층수는 오직 열원으로만 쓰이지 않기 때문에, 본 논문의 저자는 처음 설계된 터빈의 온도차보다 약간 더 높은 다른 열원으로 설계된 터빈 시스템의 성능을 평가하였다. 현재 진행되고 있는 연구는 실제 기체의 물성을 고려한 20kW OTEC 시스템 터빈에 초점을 맞추고 있다. 여기에는 작동유체의 정의, 자오면 설계, 터빈 레이아웃, 3D CFD 결과를 포함한다. 그리고 오프디자인 포인트 해석을 통해 20kW OTEC 터빈의 전체 성능이 그려진다. 이번 연구를 통해, R32를 작동 유체로 하는 1단 원심형 터빈이 성공적으로 개발되었고 다른 고온의 열원에도 적용될 수 있게 되었다.내는 데에 온도차를 사용하기 위해서는, 낮은 온도에서 높은 포화압력을 가지는 적당한 작동 유체와 그에 최적화된 터빈 설계가 요구된다. 심층수는 오직 열원으로만 쓰이지 않기 때문에, 본 논문의 저자는 처음 설계된 터빈의 온도차보다 약간 더 높은 다른 열원으로 설계된 터빈 시스템의 성능을 평가하였다. 현재 진행되고 있는 연구는 실제 기체의 물성을 고려한 20kW OTEC 시스템 터빈에 초점을 맞추고 있다. 여기에는 작동유체의 정의, 자오면 설계, 터빈 레이아웃, 3D CFD 결과를 포함한다. 그리고 오프디자인 포인트 해석을 통해 20kW OTEC 터빈의 전체 성능이 그려진다. 이번 연구를 통해, R32를 작동 유체로 하는 1단 원심형 터빈이 성공적으로 개발되었고 다른 고온의 열원에도 적용될 수 있게 되었다.