증기 동력사이클의 유기 랭킨 사이클 이용한 폐열 회수 시스템의 열역학적 분석

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고려사이버대학교 기계제어공학과 열역학 리포트입니다.

목차

1. 개요

2. 기술 개발 필요성

3. 유기 랭킨 사이클 적용한 제품
3.1 팽창기
3.2 선박 주기관

4. 분석 토의

본문내용

1) 보일러에서 수증기를 과열시키고 응축기에서 증기를 완전히 응축시킴으로써 제거하는데 그 결과로서 생긴 사이클이 랭킨 사이클 (Rankine Cycle)로 증기 동력 사이클에 대한 이상 사이클 (Ideal Cycle)이다.

※ 이상 사이클 (Ideal Cycle)

실제 사이클에서 모든 내적 비가역성과 복합성을 제거하면, 실제 사이클과 매우 유사하지만 모두 내적 가역 과정으로 구성되는 사이클

2) 저온 폐열회수에 적합한 사이클로 알려진 유기 랭킨 사이클 (Organic Rankine Cycle, ORC)를 이용한 태양열 발전 시스템과 폐열 회수 발전 시스템을 접목한 팽창기(회전클랩 유체기계 기술)와 선박 주기관의 폐열 회수 시스템에 대해 열역학적으로 분석한다.

※ 유기 랭킨 사이클 (Organic Rankine Cycle, ORC)

① 저온에서 고압의 증기압을 형성할 수 있는 유기 냉매를 이용하는 랭킨 사이클
② ORC FLOW CHART
③ 특징
- 폐 열원을 활용하여 전기를 생성하는 시스템이다.
- 물을 사용하지 않고 냉매로 직접 Turbine 을 가동시키는데 Compact 한 설계가 가능하다.
- 특수 냉매를 적용하여 저온 범위에서도 작동 가능하다.
일반적인 ORC는 200℉(92℃) ~ 300℉(147℃) 에서 작동, 효율은 약 8 ~ 10%
- 폭발성 없는 친 환경 냉매를 사용하며, 화석연료 사용 안하고, 온실 가스 배출이 적다.
- 쉬운 설치와 설치 공간이 적다.
- 조작이 용이한 자동화된 운영 시스템이다.
- 소음이 적고, 유지보수가 거의 없으며 경제적이다.
- 내부 순환 열원 회수 시스템으로 열 손실이 적다.

참고 자료

Enef Tech,『 제품소개 』참조
Baxi Group/Energetix, 『 제품소개 』참조
㈜클랩엠씨, 『회전클랩 방식 용적식 유체기계』 참조
이화학연구소, 『 Wankel 엔진 』참조
Wartsila korea, 『 제품소개 』참조
MAN Diesel & Turbo, 『 제품소개 』참조
삼성중공업 조선해양연구소, 학술논문 『선박 주기관 폐열 회수 시스템 열역학적 분석』
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