열역학 ch.7 증기 사이클 ppt

문서 내 토픽

1. 랭킨 사이클

랭킨 사이클은 증기를 이용하여 태운 연료의 열 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 동력을 발생시키는 장치입니다. 이 사이클은 2개의 정압변화와 2개의 단열변화로 구성되며, 정압가열, 정압방열, 단열팽창, 단열압축의 과정을 거칩니다. 열효율을 높이기 위해서는 보일러 압력을 높이고 복수기 압력을 낮추며, 터빈 입구에서 높은 온도와 압력을 유지해야 합니다.
2. 재열 사이클

재열 사이클은 랭킨 사이클의 효율을 높이기 위해 재가열 과정을 추가한 것입니다. 터빈을 통과하는 증기의 일부를 보일러로 다시 보내 재가열하여 터빈으로 보냄으로써 열효율을 증가시킬 수 있습니다. 재열 사이클의 선도 윤곽은 랭킨 사이클과 유사하지만, 추가적인 정압가열 과정이 있습니다.
3. 재생 사이클

재생 사이클은 터빈 내에서 팽창하는 도중 증기의 일부를 흘려내어 추기를 이용하여 열효율을 높이는 것이 목적입니다. 추기된 증기는 예열기나 급수가열기에서 압축수를 가열하는데 사용됩니다. 이를 통해 보일러로 공급되는 급수의 온도를 높여 보일러의 부하를 줄일 수 있습니다.
4. 재생 재열 사이클

재생 재열 사이클은 랭킨 사이클의 효율을 높이기 위해 재열과 재생 과정을 모두 적용한 것입니다. 재열을 통해 터빈 입구 증기의 온도와 압력을 높이고, 재생을 통해 보일러로 공급되는 급수의 온도를 높여 보일러 부하를 줄일 수 있습니다. 이를 통해 전체적인 열효율을 향상시킬 수 있습니다.
5. 2유체 사이클

2유체 사이클은 물과 수은(Hg)과 같이 두 가지 동작 유체를 사용하는 사이클입니다. 물을 동작 유체로 사용할 경우 온도 범위가 500°C 내외로 제한되므로, 보다 높은 온도 범위에서 작동하기 위해 수은과 같은 고온 유체를 함께 사용합니다. 이를 통해 전체적인 열효율을 향상시킬 수 있습니다.

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1. 랭킨 사이클

랭킨 사이클은 열역학의 기본적인 사이클로, 증기 발전소에서 가장 널리 사용되는 사이클입니다. 이 사이클은 보일러에서 증기를 생성하고, 터빈을 통해 기계적 에너지를 생산하며, 응축기에서 증기를 응축시켜 다시 보일러로 보내는 과정으로 구성됩니다. 랭킨 사이클은 단순하고 효율적이며, 다양한 연료와 열원을 사용할 수 있어 전 세계적으로 널리 사용되고 있습니다. 하지만 열효율이 상대적으로 낮은 편이며, 온실가스 배출 문제 등 환경적 영향에 대한 개선이 필요합니다. 향후 랭킨 사이클의 효율 향상과 환경 친화적인 기술 개발이 중요할 것으로 보입니다.
2. 재열 사이클

재열 사이클은 랭킨 사이클의 변형으로, 터빈 통과 후 증기를 다시 가열하여 터빈으로 보내는 방식입니다. 이를 통해 증기의 엔탈피 증가와 터빈 출구 온도 상승을 달성할 수 있어 열효율이 향상됩니다. 재열 사이클은 특히 고온 고압 조건에서 효과적이며, 화력발전소와 원자력발전소에서 널리 사용되고 있습니다. 하지만 추가적인 가열 장치와 배관 등이 필요하여 설비 비용이 증가하는 단점이 있습니다. 향후 재열 사이클의 효율 향상과 비용 절감을 위한 기술 개발이 필요할 것으로 보입니다.
3. 재생 사이클

재생 사이클은 랭킨 사이클의 변형으로, 터빈 통과 후 증기의 일부를 추출하여 보일러로 보내 재가열하는 방식입니다. 이를 통해 열효율을 향상시킬 수 있습니다. 재생 사이클은 특히 대용량 발전소에서 효과적이며, 화력발전소와 원자력발전소에서 널리 사용되고 있습니다. 하지만 추가적인 배관과 열교환기 등이 필요하여 설비 비용이 증가하는 단점이 있습니다. 향후 재생 사이클의 효율 향상과 비용 절감을 위한 기술 개발이 필요할 것으로 보입니다.
4. 재생 재열 사이클

재생 재열 사이클은 랭킨 사이클의 변형으로, 재열 사이클과 재생 사이클을 결합한 것입니다. 이 사이클은 터빈 통과 후 증기의 일부를 추출하여 재가열하고, 다시 터빈으로 보내는 방식입니다. 이를 통해 열효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 재생 재열 사이클은 특히 대용량 발전소에서 효과적이며, 화력발전소와 원자력발전소에서 널리 사용되고 있습니다. 하지만 추가적인 배관, 열교환기, 가열 장치 등이 필요하여 설비 비용이 증가하는 단점이 있습니다. 향후 재생 재열 사이클의 효율 향상과 비용 절감을 위한 기술 개발이 필요할 것으로 보입니다.
5. 2유체 사이클

2유체 사이클은 랭킨 사이클의 변형으로, 두 종류의 작동 유체를 사용하는 사이클입니다. 일반적으로 고온의 1차 유체와 저온의 2차 유체를 사용하며, 1차 유체의 열을 2차 유체로 전달하여 발전을 하는 방식입니다. 2유체 사이클은 단일 유체 사이클에 비해 열효율이 높고, 다양한 열원을 활용할 수 있는 장점이 있습니다. 특히 태양열, 지열, 폐열 등의 저온 열원을 활용할 수 있어 환경 친화적이며, 발전 효율 향상에 기여할 수 있습니다. 하지만 2개의 작동 유체와 열교환기 등 추가적인 설비가 필요하여 설비 비용이 증가하는 단점이 있습니다. 향후 2유체 사이클의 효율 향상과 비용 절감을 위한 기술 개발이 필요할 것으로 보입니다.