발전소 운전조건에 따른 증기터빈 로터의 열응력 분석 (Analysis of Thermal Stress in the Steam Turbine Rotor according to the Power Plant Operation Condition)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 46권 / 7호 / 383 ~ 388페이지
· 저자명 : 박명수, 남윤민, 김진수, 이한상, 김범신

초록

태양광발전, 풍력발전 등과 같은 신재생 발전원의 계통병입량이 점차 증가함에 따라 전통적인 대형 발전설비의 운전패턴이 기존의 기저부하에서 부분부하 또는 첨두부하 등의 형태로 변화하고 있다. 더욱이 탄소배출권 거래제가 도입됨에 따라 기존 발전설비의 운전 시 부하량도 감소하고 있는 추세이다. 이러한 사유로 인해 증기터빈과 같은 핵심 발전설비는 열응력 및 저주기 피로 관점에서 더 가혹한 조건에서 운전되고 그 위험도 역시 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 운전조건, 특히 기동속도를 기존의 속도 대비 등배속으로 변경함에 따라 증기터빈 로터에서 발생하는 열응력의 변화를 전산해석적인 기법으로 분석하였다. 그 결과 냉간기동 조건과 온간기동 조건에서 모두 기동속도가 증가함에 따라 열응력 역시 증가추세를 나타냄을 확인하였다.

영어초록

As renewable energy sources such as solar photovoltaics (PVs) and wind power plants have been introduced into the power grids, the conventional power plants are required to change their operation pattern from the base load operation to the mid-peak load operation. Additionally, their loads are required to be reduced because the carbon trade market has been open to the public. Therefore, steam turbines, the major equipment in the power plants, have confronted harsher operating conditions and elevated risks in terms of the thermal stress and low cycle fatigue. In this study, numerical simulations are performed to analyze the thermal stress in the steam turbine rotor according to the various operation conditions in which the ramp rates are increased in a step wise manner. The results indicated that the thermal stress in the steam turbine rotor increased with an increase in the ramp rate.

참고자료

· 없음