선박폐열발전시스템 성능해석 프로그램 개발

Abstract

세계적인 환경문제로 인해 국제해사기구(IMO)는 '선박 온실가스 감축전략’을 통하여 국제 해운 전체의 연비효율을 2030년까지 40% 개선하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 선박의 에너지 효율을 높이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 그 중 선박에서 발생하는 폐열을 활용하여 높은 활용성을 갖는 전기에너지로 전환하는 폐열발전설비의 개발이 포함되어 있다. 본 연구에서 적용한 유기랭킨사이클은 발전효율의 증가를 위해 팽창기를 통과한 냉매와 펌프를 통과한 냉매가 각각 기상과 액상으로 열교환하며, 2단 터빈을 적용하는 것을 특징으로 한다. 또한 고온의 선박배기가스와 해수를 열원 및 열침으로 적용한다. 제안한 사이클은 여러 작동 요소기기로 인해 각각의 인자의 변경에 따른 요소기기의 성능변화 및 시스템의 성능 변화를 확인하는데 어려움이 발생한다. 따라서 이를 확인하기위해 선박폐열발전시스템의 성능해석 프로그램을 개발하였으며, 이를 통해 작동 냉매, 과열도 및 과냉도 등과 같은 주요 인자에 따라 변화되는 1,2단 터빈의 발전량, 전체 시스템의 발전량, 시스템의 효율 등을 확인하였다.