발전소 온배수를 이용한 1MW급 폐쇄형 해양온도차발전 성능해석
Analysis of 1MW Closed OTEC Cycle Using Thermal Effluent and Waste Heat
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초록
발전소 온배수 및 폐열을 이용한 1 MW급 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 대한 성능을 비교 분석하였다. 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 대한 열역학적 모델은 랭킨 사이클이고, 기화기 증발 열원으로 발전소 온배수를 이용하여 사이클 효율, 기화기 및 응축기 열량 등 사이클 성능을 비교·분석하였다. 발전소 온배수 온도가 증가함에 따라 기화기 내 증발 포화압력은 상승하게 되고 그로 인해 사이클 효율은증가하였고, 총 출력 1 MW에 필요한 기화기 및 응축기 용량은 감소하였다. 따라서 발전소 온배수는 폐쇄형 해양온도차발전에서 주요한 열원으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 주위 이용 가능한 폐열이 있을 때 기화기 출구 작동유체와 열교환시켜 터빈으로 유입되는 작동유체의 온도를 상승시킨다면 사이클 효율은 크게 증가할 것이다.
Abstract
The thermodynamic performance of closed ocean thermal energy conversion (OTEC) cycle with 1 MW gross power was evaluated to obtain the basic data for the optimal design of OTEC. The basic thermodynamic model for OTEC is Rankine cycle and the thermal effluent from power plant was used for the heat source of evaporator. The cycle performance such as efficiency, heat exchanger capacity, etc. was analyzed on the temperature variation of thermal effluent. The saturated pressure of evaporator increased with respect to the increase of thermal effluent temperature, so the cycle efficiency increased and necessary capacity of evaporator and condenser decreased under 1 MW gross power. As the thermal effluent temperature increases about 15℃, the cycle efficiency increased approximately 44%. So, it was revealed that thermal effluent from power plant is important heat source for OTEC plant. Also, if there is an available waste heat, it can be transferred heat to the working fluid form the evaporator through heat exchanger and cycle efficiency will be increased.
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