발전용 증기터빈 수명평가 및 기동시간 단축

박누가; 김인걸

doi:10.3795/KSME-A.2022.46.3.313

주제분류

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저널정보

대한기계학회
대한기계학회 논문집 A권 학술저널
대한기계학회논문집 A권 제46권 제3호(통권 제438호)
2022.3 313 - 320 (8page)
DOI : 10.3795/KSME-A.2022.46.3.313

저자정보

박누가 (두산중공업)
김인걸 (충남대학교)

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비선형적 발전원인 신재생에너지 증가로 인해 국내 전력거래 시장이 하루 전 거래에서 실시간 거래로 변경을 검토 중이다. 실시간 전력 거래를 위해 복합화력 발전소는 가동상태 준비로 항시 대기해야 하며 이로 인하여 급전을 위한 증기터빈의 빠른 기동 및 전력 추종을 위한 잦은 부하변동이 예상되고 있다. 이는 증기터빈의 수명과 직결되기 때문에 기기의 신뢰성 확보를 위해선 정확한 수명평가가 요구되며 정확한 수명평가를 위해서는 터빈의 실제 형상 특성이 반영된 상세 모델링과 시간에 따른 운전 및 경계조건이 반영된 검증된 유한요소해석이 필요하다. 본 논문에서는 WEMA(whole engine model analysis) 방법을 이용하여 140 MW급 증기터빈 모델을 대상으로 열구조해석을 실시하여 수명을 평가하였으며 급전을 위한 기동단축시 로터 취약부의 수명 영향도를 파악하여 단축 여부 가능성에 대해 논의하였다.

Owing to the very large increase in renewable energy, a nonlinear power source, the method of the domestic power trading market considerably changes from day basis to real-time transaction. For real-time power transactions, combined thermal power plants should always be on standby for sudden operations expecting rapid startup and frequent load changes. As this is directly related to the life of steam turbines, an accurate life evaluation is required to ensure reliability of the equipment. An accurate life evaluation requires a detailed modeling reflecting the actual shape characteristics of the turbine and validated finite-element analysis method containing the operation and boundary conditions over time. In this study, thermal and structural investigations are carried out for a 140-MW class steam turbine using a whole engine model analysis. In addition, the reduction in startup time reflecting the calculated life is analyzed.

#Steam Turbine(증기터빈) #Thermal Analysis(열해석) #Structural Analysis(구조해석) #Validation(검증) #Life Prediction(수명예측) #Startup Time(기동시간) #WEMA(엔진등가모델해석)