2단 구심터빈에서 축방향 베어링에 작용하는 힘의 예측과 기동에 대한 연구 (Axial Force Prediction and Maneuvering on the Thrust Bearing on a Two-Stage Radial Turbine)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 22권 / 5호 / 51 ~ 62페이지
· 저자명 : 조수용, 정양범, 견광필

초록

100kW 급의 유기랭킨사이클이 개발되었으며, 2단 반경류형 터빈이 동력발전을 위하여 적용되었다. 본 연구에서는 유기랭킨사이클을 구성하고 있는 부품들의 성능이 변할 때, 시스템 효율의 민감도 분석을 수행하였다. 민감도분석을 위하여 R245fa를 작동유체로 하는 알고리즘이 개발되었다. 5개의 주요 매개변수가 선정되었으며, 3개의 목적함수에 대하여 민감도분석을 수행하였다. 3개의 목적함수는 시스템의 효율, 레큐퍼레이터에서의 흡수동력, 냉각기에서의 배출동력이다. 시스템효율은 냉각기의 온도에 가장 민감하였으며, 10%의 냉각온도의 변화에 대하여 시스템 효율은 2.4% 변화하는 민감도를 보였다. 다음으로 레큐퍼레이터의 효율과 펌프의 효율이었다. 레큐퍼레이터나 가열기에서의 압력손실은 큰 영향을 미치지 못하였다.

영어초록

Axial force prediction is performed on a turbine used in the organic Rankine cycle for heat recovery wasted by operating fluid of R245fa. Axial force greatly affects lifespan of a thrust bearing and a turbine. In typical, a turbine has fast startup characteristics so that its axial force is evaluated only at the on-deign point. However, the turbine adopted in this study needs long time to reach the design point operation. This causes to occur large axial force at off-design points, which greatly affects the performance of the thrust bearing. Hence, these forces were investigated for various operating conditions including the influence by the configuration of two-stage radial turbine system. The predicted result showed that the axial force could be increased more than five-fold compared with its on-design point. Therefore, the turbine should be operated along the maximum output power curve depending on the evaporation temperature condition in order to avoid a larger axial force.

참고자료

· 없음