발전소 원리

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Thermal Power Plant 발전소

화력발전소, 천연가스 발전소, 원자력 발전소의 공통점이 있다. 바로 물을 끓여 고압고온의 증기를 만들고, 이 증기가 터빈을 회전시켜 발전을 시키는 것이다.  

물을 이용하는 열역학적 사이클(cycle)을 랭킨사이클(Rankine cycle)이라고 한다. 

아래 동영상은 석탄화력발전소의 구성요소와 원리를 설명하고 있다. 

영상에서 설명하는 순서로 간략히 설명하면

1. 발전기(Generator)

발전기의 로터(rotor)가 회전을 하면 전기를 생산한다.  

터빈이 회전하면서 축으로 연결되어 발전기의 로터가 회전하게 된다. 

2. 터빈(Turbine)

발전소의 심장과 같은 요소. 고온고압의 증기가 터빈을 지나가면서 회전하게 된다.

증기로 돌아가는 물레방아라고 생각하면 이해가 빠르다.  

발전소의 효율을 높이기 위해서 터빈을 잘 만들어야 한다. 

효율을 높이기 위해

터빈 블레이드(blade)의 형상에 대해 연구하기도 하고

고압용 터빈과 저압용 터빈으로 여러 단(stage)을 이용한다. 

터빈의 전단과 후단의 압력 및 온도 차이가 클수록 효율이 높다고 할 수 있다. 

증기가 가지고 있는 에너지를 그만큼 더 사용할 수 있다는 의미이기 때문이다. 

 

3. 응축기(condensor)

랭킨사이클 작동유체인 물을 계속적으로 사용하기 위해, 

터빈을 통과해 더이상 쓸 수 없는 저온의 증기를 식혀 액체생태의 물로 만든다.  

4. 펌프

응축기거쳐 액체상태로 된 물은 저압 상태이다. 이를 고압상태로 만들어 주는 역할을 한다. 

압력을 가하면 온도도 약간 상승하게 된다. 

5. 보일러

석탄화력발전소에서는 석탄을 연소하여 나온 열을 이용해 물을 가열하게 된다. 

추가. 마우스로 영상을 움직일 수 있다. 

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2016. 05. 03 작성