공급가스 유량에 따른 SOFC/GT 시스템 특성에 관한 연구
A study on characteristics of SOFC/GT system for the supply gas flow rates
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초록
본 연구는 SOFC/GT(Solid Oxide Fuel Cell/Gas Turbine)시스템의 SOFC 스택으로 공급되는 공기, 메탄 및 물의 유량변화에 따른 SOFC/GT시스템의 온도, 스택 출력 및 시스템 효율의 특성에 관하여 조사하였다. 이 때 SOFC 스택의 애노드 및 캐소드로 공급되는 가스 온도는 외부 열원의 추가 없이 시스템에서 배출되는 배기가스를 활용하여 일정하게 유지하였다. 그 결과 본 연구의 범위 내에서 외부 열원의 추가 없이 SOFC/GT시스템의 배기가스를 활용하여 SOFC 스택으로공급되는 애노드 및 캐소드 가스 공급온도를 1000(K)로 일정하게 유지하는 것이 가능하였다. 시스템 효율은 공급 공기유량은 많을수록, 공급 메탄 유량은 적을수록 높아짐을 알 수 있었고, 터빈으로 공급되는 배기 가스의 유량이 시스템 효율에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 또한, SOFC/GT시스템의 운전 조건에 따라서 SOFC 스택 효율은 51∼57%, 시스템효율은 57∼73%의 값을 얻을 수 있었다.
Abstract
In this research, the characteristics of SOFC/GT (Solid Oxide Fuel Cell/Gas Turbine) system temperature, stack power and system efficiency for flow rates of air, CH4 and water supplied to SOFC stack have been investigated. The temperature of the gas supplied to cathode and anode of SOFC stack in the SOFC/GT system are maintained by utilizing exhaust gas without the addition of external heat source. As a result, within the scope of this study, temperatures of gas supplied to cathode and anode of SOFC stack were maintained at 1000 (K) by utilizing the exhaust gas of the SOFC/GT system without the addition of external heat source. The system efficiency is increased with increase of air flow rate supplied to the stack and with decrease of CH4 flow rate supplied to the stack. In addition, it can be found that the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine had a significant effect on the system efficiency. And the efficiencies of SOFC stack and SOFC/GT system depending upon various operating conditions of the SOFC/GT system is 51~57% and 57~73%, respectively.
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