열역학과 증기터빈에 대해서

목차

1.증기터빈을 사용하는 발전
1)화력발전
2)원자력

2.증기터빈
1)증기터빈
2)증기터빈의 원리와 분류

3.증기터빈과 열역학의 연관성

4.향후 발전가능성

본문내용

(1) 화력발전

화력발전이란, 화석연료의 연소에 의해 발생하는 고온 고압의 기체가 터빈을 돌리고 그 동력이 교류발전기에 전달되어 전기를 얻는 방식을 말한다. 열에너지가 터빈에 의해 운동에너지로 전환되고 다시 교류발전기를 통해 전기에너지로 변환되는 일련의 방식을 화력발전이라고 한다. 열기관에 발전기를 결합한 형태라고 볼 수 있다.
현재 전 세계의 대부분의 화력발전은 석탄을 주원료로 하여 발전한다. 석유는 상대적으로 비싼 유가 때문에 소규모 발전에 이용되고 있다. 이외에 천연가스 발전과 쓰레기를 연료와 함께 태우는 열병합발전도 사용되고 있다.
화력발전은 터빈에 동력을 전달하는 기체의 종류에 따라 세부적으로 기력발전, 가스 터빈 발전 등으로 나뉜다. 기력발전은 증기 터빈에 동력을 제공하는 방식이다. 가스 터빈 발전은, 디젤기관에서와 마찬가지로 흡입된 공기와 분사 연료가 만나면서 연소가 일어나 폭발적으로 가스가 팽창하는데 이것을 동력으로 하여 터빈을 돌리는 방식이다. 기력발전에 비해 비용 및 열효율적인 측면에 어려움이 있다. 이 두가지 방식을 결합하여, 가스 터빈으로부터의 폐열을 이용하여 기력발전에 수증기를 제공하는 복합발전 방식도 있다. 복합발전 방식을 이용하여 화력발전의 효율을 수 % 개선할 수 있는 것으로 알려져 있다.

(2)원자력 발전

원자력 발전이란 핵분열 연쇄반응을 통해서 발생한 에너지로 만든 수증기로 터빈발전기를 돌려 전기를 생산하는 발전방식이다.
원자로에서 중성자가 우라늄같이 무거운 원자와 충돌하여 원자핵이 분열되고 2~3개의 중성자가 방출된다. 이 방출된 중성자들이 다른 원자들과 충돌하고 원자들의 중성자가 방출되고 그 중성자들은 다시 더 많은 원자들과 충돌한다. 이러한 과정을 연쇄반응이라고 한다.

참고자료

· [네이버 지식백과] 화력발전 [Thermal power generation] (물리학백과)
· [네이버 지식백과] 원자력발전의 방법 (두산백과)
· "두산중공업 개발 가스터빈 등 친환경 에너지산업 지원해 달라"/ 2020.02.20./ 이정훈/연합뉴스
· ‘가스터빈산업’ 탈원전 위기 돌파’/ 2020.01.16/이은수/경남일보
· 세계 에너지시장 인사이트/2020.3.30/에너지 경제연구원