급액가열기를 적용한 이젝터-펌프 온도차 발전시스템의 성능분석 (Performance Analysis of Ejector-Pump Thermal Energy Conversion System Applying Feed Liquid Heater)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 22권 / 4호 / 89 ~ 95페이지
· 저자명 : 윤정인, 손창효, 문춘근, 이호생, 문정현, 김현주, 이광석

초록

해양의 표층수와 심층수를 이용하는 해양온도차발전은 친환경적인 시스템으로 무한한 에너지원을 가지고 있다. 하지만 표층수와 심층수의 온도차는 평균 20℃ 안팎으로 타 발전방식과 대비하여 낮은 효율을 가진다. 종래의 해수를 이용한 온도차발전 연구에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 미활용 열원으로서 발전소의 폐열과 선박 내연기관의 폐열 등을 이용하여 효율 향상에 대한 지속적인 노력이 이루어져 왔다. 또한, 터빈 출구의 배열을 펌프 후단과 열교환을 통해 회수하여 투입열량을 감소시키는 재생기의 적용과, 이젝터-펌프를 적용하여 터빈 후단의 압력을 강하시켜 발전량을 증대시키는 EP-OTEC 시스템 등의 사이클 구성의 변화로 효율 향상에 대한 연구가 진행된 바 있다. 본 연구에서는 터빈 중간압력의 증기 일부를 펌프의 후단으로 유입시켜 냉매 응축열을 이용한 급액가열 방식을 EP-OTEC 시스템에 적용하여 그 성능 분석을 실시하였다. 사용된 작동유체는 R245fa, R245ca, R113, R123, R141b, R142b, R227ea이다. 분석 결과로 이젝터 유량비가 0.2일 때, R245fa 냉매 적용 시 13.26%의 시스템 효율로 그 향상을 확인하였다.

영어초록

Ocean thermal energy conversion(OTEC) system using surface seawater and deep seawater is a eco-friendly system with infinite energy source. However temperature difference between the surface seawater and the deep seawater is average 20℃, so it has lower system efficiency than other electric generation ways. In related study of OTEC system, they utilize unused heat source such as wasted heat from power plant or combustion engine of ship to enlarge the temperature difference. Moreover, as aspect to transform the cycle, Ejector-Pump is applied. The way using ejector-pump can enlarge turbine expansion ratio by pressure recovery effect of the ejector. In this study, performance analysis of the ejector-pump system applying FLH(Feed Liquid Heater) was carried out with respect to ejector entrainment ratio and working fluid. Selected working fluids are R245fa, R245ca, R113, R123, R141b, R142b, R227ea. The FLH is the way to reduce evaporator heat capacity by injection of vapor from turbine middle pressure to middle pressure of pumping process. As a result, system efficiency presented improvement by 13.26% when applying R245fa as working fluid with ejector entrainment ratio of 0.2.

참고자료

· 없음