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선박폐열회수시스템을 위한 외향반경류형 터빈 기본 설계Preliminary Design of the Radial Outflow Turbine for Waste Heat Recovery System on Vessels

Other Titles
Preliminary Design of the Radial Outflow Turbine for Waste Heat Recovery System on Vessels
Authors
서종범문정현이호생김현주
Issue Date
2020
Publisher
한국동력기계공학회
Keywords
폐열회수; 외향반경류형터빈; 예비 설계; R245fa; Waste heat recovery; Radial outflow turbine; Preliminary design; R245fa
Citation
동력시스템공학회지, v.24, no.6, pp 116 - 124
Pages
9
Journal Title
동력시스템공학회지
Volume
24
Number
6
Start Page
116
End Page
124
URI
https://www.kriso.re.kr/sciwatch/handle/2021.sw.kriso/253
DOI
10.9726/kspse.2020.24.6.116
ISSN
2713-8429
2713-8437
Abstract
본 연구에서는 IMO 2020 및 EEDI 3 단계 규제에 따라 친환경 선박에 대한 국제적 요구가 증가하고 있는 가운데, 해결책 중 하나인 선박의 폐열 회수 시스템의 사이클 및 외향반경류터빈(ROT, Radial outflow turbine)을 설계하였다. 사이클은 단순 ORC(Organic Rankine cycle)로 설계되었고, 1차원 터빈 설계는 Euler의 터보 기계 방정식, 비속도 및 비직경 등을 활용하고, 작동 유체는 R245fa을 채택했다. ROT의 초기 모델을 설계 한 후, 적정 단 수를 검토하기 위해 사례 연구를 수행하였고, 이를 통해 5 단 ROT를 적정 모델로 선택하였다. 5단 ROT는 480.9kW의 출력과 설계점에서 약 86.8 %의 total-to-total 효율을 가진다. 그리고 탈설계점에서 성능을 회전 속도, 입구 전압력 및 전온도를 사용하여 보고하였다. 제시된 탈설계점 성능은 전산유동해석(CFD)의 결과와 비교될 수 있고, 실제 운전에도 활용 가능할 것으로 보인다.
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