테크노트 [미래유망기술 20] 초임계 CO2 발전 시스템...국내 2조원 시장 열린다

초임계 CO₂ 발전은 일반적으로 사용되는 증기 대신 작동 유체로 초임계 상태의 이산화탄소(CO₂)를 이용하는 고효율 발전 기술이다. 압력 7.5∼20MPa, 온도 33∼600℃ 범위에서 압축, 가열, 팽창, 냉각 사이클을 구성해 전력을 생산한다. 개요 CO₂는 그림 1과 같이 31℃, 7.4MPa 임계점 이상의 고온·고압 영역에서는 기체와 액체의 중간성질을 갖는 초임계 유체로 작동한다. 초임계(Supercriticality)는 하이브리드 상태로 액체처럼 밀도가 높지만 가스처럼 팽창해 공간을 차지한다. 밀도가 높은 액체 등의 유체에서 증기 같은 유체로 변화하기 때문에 점성에도 변화가 생긴다. 초임계 CO₂ 발전 시스템은 압축기, 터빈, 발전기, 재생 열교환기, 가열기, 냉각기로 구성되며 CO₂는 외부로 방출되지 않고 사이클 내부를 순환한다. 그림 2의 T-S선도에서 볼 수 있듯이 브레이튼 사이클과 유사하다. 압축된 초임계 CO₂가 Recuperator에서 터빈 배가스와 열교환을 하고, Heater를 통해 가열돼 터빈으로 들어가서 전력을 생산하게 된다. 그림 1. 초임계 CO₂ 온도 및 압력 영역 그림 2. 초임계 CO₂ 브레이튼 사이

• 2015-10-01 11:23