연구내용

대표 공정도 혹은 연구 관련 사진

  • 2MW SC CFBC Boiler

    2MW SC CFBC Boiler(2세부과제)

  • 초초임계 유체 생산을 위한 수순환 설비 공정도

    초초임계 유체 생산을 위한 수순환 설비 공정도(2세부과제)

최종목표

연료다변화 대응 CO2 원천분리 순산소 순환유동층 보일러 기술 및 고효율 초임계 유체회로 기술 개발

주요 연구내용

  • 평균발열량 5000 kcal/kg 이하 연료를 사용하는 순산소 순환유동층 연소기술 개발
  • 발전효율 45% 가능 초초임계(USC)유체회로 (Fluid circuit) 기술 개발 및 운전, 유체 특성 연구
  • 평균 발열량 5000 kcal/kg 이하 후보 연료군 기초연구(연료특성, 혼소, 연소 및 배연 특성 조사)
  • CO2 원천분리(90% 이상) 가능, 연료다변화 대응 순산소 연소 기술 연구 및 실증규모 순산소-순환유동층 (Oxy-CFBC) 보일러 설비 구현
  • 기술 실증을 위한 실증규모의 CO2 원천 분리 가능, 초임계 순산소 순환유동층 연소 (SC-Oxy-CFBC) 보일러 설비 구현 및 통합 연계운전

단계별 연구 추진 전략

단계별 연구 추진 전략 목록 표
1단계 1차년도
  • 실험실 규모에의 설비 구현 및 순산소 연소 실험 진행, 초초임계 (USC) 보일러 모방 유체회로 (Fluid circuit) 설비 설치
  • 저등급 후보연료군 기초 연구 및 특성 조사
  • 연료 다변화 대응 실증규모 (2MWe 급) 순산소 순환유동층 보일러 설비 개선
  • 초초임계(USC) 유체 회로(fluid circuit) 설비 설계 및 설치
2차년도
  • 순산소 연소 실험 진행 및 실증 규모 급 순산소 유동층 보일러 설비 설계 및 건설. 실험실 규모에서의 초초임계 유체회로 실험
  • 실증규모(2MWe 급)의 순환 유동층 장치에서의 연소, 혼소 및 배연 특성 연구
  • 실증규모(2MWe 급) 순산소 순환유동층 보일러 설비로 주변 설비 개선 (산소 공급설비, 필터 및 환경 설비, 싸이클론, 루프실, 배관설비 등)
  • 초초임계(USC) 유체회로 (Fluid circuit) 장치 운전 및 보완, 최적화 진행
3차년도
  • 실증규모(2MWe 급) 순산소 유동층 보일러 설비 구현, 운전, 성능 최적화. 초초임계 유체회로 실험 및 성능향상
  • 실증규모(2MWe 급)의 순환 유동층 장치에서의 연소, 혼소 및 배연 특성 연구 완료
  • 실증규모(2MWe 급) 순산소 순환유동층 보일러 설비 연소로 설치 및 개선 (연소로 수관벽 및 내화물)
  • 초초임계(USC) 유체회로 (Fluid circuit)에서 발생되는 유체 및 스팀 성능 향상 (유체조건 150 bar, 550 ℃)
2단계 4차년도
  • 실증규모(2MWe 급) 초임계 순산소 유동층 보일러 설비 설계 및 건설, 초초임계 유체회로 실험 및 성능향상, 발전효율 향상
  • 실증규모(2MWe 급)에서 연료다변화 대응 순산소 순환유동층 연소 효율 99% 달성
  • 실증규모(2MWe 급) 초임계 순산소 순환유동층 보일러 대류 전열부 엔지니어링 및 건설
  • 초초임계(USC) 유체회로 (Fluid circuit)에서 발생되는 유체 및 스팀 성능 향상 (유체조건 250 bar, 550 ℃)
5차년도
  • 실증규모(2MWe 급) 초임계 순산소 유동층 보일러 설비 구현 및 운전. 초초임계 유체회로 실험 성능향상, 발전효율 향상
  • 실증규모(2MWe 급) 순산소 순환유동층 연소조건에서 화로 연전달계수 125 W/m2 달성
  • 실증규모(2MWe 급) 초임계 순산소 순환유동층 보일러 운전 및 CO2 분리 포집 실험 진행, (CO2 분리 포집 90% 달성)
  • 초초임계(USC) 유체회로 (Fluid circuit)에서 발생되는 유체 및 스팀 성능 향상 (유체조건 250 bar, 600 ℃)
6차년도
  • 실증규모(2MWe 급) 초임계 순산소 유동층 보일러 설비 최적화 및 세부과제 성능 목표 달성.세부과제와 통합 연계운전, 초초임계 유체회로 성능달성 및 발전효율 성능목표 달성
  • 실증규모(2MWe 급) 초임계 순산소 순환유동층 연소 조건에서 화로 연전달계수 130 W/m2 달성
  • 실증규모(2MWe 급) 초임계 순산소 순환유동층 보일러 통합 시스템 설비 구현, 운전, 최적화
  • 초초임계(USC) 유체회로 (Fluid circuit)에서 발생되는 유체 및 스팀 성능 향상 (유체조건 300 bar, 600 ℃)

위탁기관 소개

군산대학교 임무/역할: 순환유동층 보일러 동특성을 위한 단순화 모델의 개발

참여 기업 및 역무 1차년도 2차년도 3차년도
현대엔지니어링
(엔지니어링, 디자인)
2MWe 급 순산소 순환유동층 보일러 (Oxy-CFB) 엔지니어링, 도면화 2MWe 급 초임계 순환유동층(SC-CFB) 개념/기본 설계지원 2MWe 급 초임계 순환유동층(SC-CFB) 도면화
삼양에코너지
(연료 Feeding 기술 및 하부회 배출기술)
연료다변화 대응 연료 feeding 설비 및 하부회 배출 설비 디자인, 설치 지원 연료 feeding 설비 및 하부회 배출 설비 운전지원 및 보완 연구 연료 feeding 설비 및 하부회 배출 설비 최적화 지원
한별
(압력부 설계지원)
초임계 물 회로 (Water Circuit) 설계지원 Water Circuit 압력부 보완 공동연구 초임계 순환유동층 (SC-CFB) 압력부 설계지원