연구개발

연구분야 청정 발전 연구개발

지능형 디지털 발전소(IDPP) 기반기술 구축

발전소 지능형 디지털화 기술구현을 위하여 기존 활용중인 보일러, 터빈, 발전기 상태진단 소프트웨어에 대하여 앱 설계를 완료하였으며, 텍스트마이닝 위한 보고서에 대한 데이터베이스 구축, 상태기반 자산 및 성능관리 시스템 설계, IoT기반 기술지원용 Tool Kit 개발 등을 수행하고 있다. 또한 전력그룹사 공동연구 추진을 위한 협약체결을 완료하고, KEPCO-SIEMENS 국제공동연구를 착수함으로 국내외 협력체계를 구축함으로 독자모델 설계를 위한 기반을 확보하였다.

순산소연소 s-CO2 가스터빈 기술개발

차세대 청정발전기술인 10MW 순산소연소 초임계 CO2 가스터빈에 대하여 온도 700℃, 압력 270bar, 발전효율 46.03%로 개념설계를 완료하고 기본 및 상세설계를 진행 중이다. 주기기 성능을 반영한 발전 사이클의 상세설계 및 최적화를 위해 부하별(50~120%) 효율분석과 기동정지 등 동적해석을 착수하였으며, 부하변동 및 기동정지 절차에 따른 동적수행을 수행함으로서 주기기 성능 및 펌프, 밸브 등 보조기기 성능을 반영한 발전사이클 최적화를 완료할 예정이다.

[ 순산소연소 s-CO2 가스터빈 발전 플랜트 ] [ s-CO2 연소기 및 터빈 구성도 ]

해외 발전사업 지원용 보일러 및 터빈 검증시스템 구축

해외 발전사업의 수주 및 운영 최적화를 위하여 전 주기(사업개발~운영사업)에 걸쳐 입찰/개발 사업의 타당성 검토, 설계검증, 시운전/운영 진단 및 개선 등 엔지니어링 기술에 대해 각 사업 단계별 맞춤형 엔지니어링 지원용 플랫폼을 개발하였다.

[ OTS Pro. 시스템 구성도 ]
*해외발전사업 지원시스템 플랫폼(OTS Pro:Oversea-Business Total Solution Provider)

대용량 초초임계 순환유동층 기술 개발

고효율, 대용량의 저급탄용 순환유동층 국산화 개발을 목표로 한국전력공사, 두산중공업, 한국남동발전, 한국남부발전, 한국동서발전과 공동연구를 수행하여 요소기술과 고유모델 개발 및 600MW급 초초임계 순환유동층보일러의 설계기술 국산화에 성공하였다. 향후 실증을 통해 고유 브랜드를 구축하고, 유동층 보일러 설계기술 판매 및 제작사와 공동으로 해외발전사업 진출이 기대된다.

[ 600 MW급 초초임계 순환유동층 보일러 외관 ]
*초초임계(Ultra Super Critical)

석탄화력 미세먼지 배출량 DB 최초 구축 및 미세먼지 자동연속측정기술개발

최근 환경오염 문제점을 해소하고자 「화력발전소 미세먼지 배출저감 대책 수립을 위한 미세먼지 배출특성평가 및 자동측정기술개발」 연구 과제를 통해 국내 석탄화력 전수, 중유화력, 바이오화력 및 LNG발전소 등 사용연료에 따른 미세먼지 배출량 DB를 최초로 확보하였다. 또한, 발전소 배출 미세먼지의 효율적 관리를 위해 미세먼지 자동측정기술을 개발하여 현장 적용시험을 수행하고 있으며, 장기 내구성 시험 및 발전소별 배출가스 특성을 반영한 측정시스템의 운영방안 수립 등 향후 후속연구 수행 후 국내 발전소에 확대 적용할 예정이다.

[ 석탄화력발전소 배가스 계통 미세먼지 배출조사 ] [ 미세먼지 자동측정시스템 현장설치 ]

발전용 가스터빈 연소튜닝 교육용 시뮬레이터 개발

국내외 운용되는 발전용 가스터빈의 최적성능을 확보하고, 발전소 현장의 기술인력 공백을 최소화하고자 ‘가스터빈 연소튜닝 교육용 시뮬레이터’를 개발하였다. 본 기술은 한전이 운영하고 있는 필리핀 일리한 발전소에서 수차례 기술실증을 완료하고 2017년 국내 세종 및 영월 천연가스발전소 가스터빈을 대상으로 자체 연소튜닝을 성공적으로 수행하였으며 현재 기술이전을 통하여 사업화를 진행하고 있다.

[ 발전용 가스터빈 연소튜닝 교육용 시뮬레이터 ]

송전선용 압축형인류클램프 내구성 향상 기술 개발

송전선로 점검과정에서 노후 압축인류클램프 설치개소에서 다량의 균열손상이 반복적으로 발견됨에 따라 손상원인 확인과 대책마련을 수행하였다. 비교분석과 업체조사로 특정 주조방안이 적용된 제품에서 생성된 거시 수축공이 지연균열 발생의 주요 요인임을 확인할 수 있었으며, 해당 제품에 대한 전산 주조해석을 통해 금형 개선 방안과 예열온도 등 주조방안 개선 및 관리방안을 마련하였다.

[ 압축클램프 손상원인 분석 ] [ 접속단자 주조방안 개선안 ]

고압전동기 절연열화 감시기술 개발

고압전동기 운전 중 절연상태 감시를 위하여 오존 농도를 실시간 측정하고 추이를 분석하는 시스템을 개발하고 신뢰성 확인을 완료하였다. 공기 중에 방전현상이 일어나면 오존이 만들어지는 현상을 이용하여 고압전동기 냉각공기 배출구에서의 오존 농도변화를 측정하여 절연상태 변화를 감시하는 시스템을 개발하였다. 감시프로그램은 사용자의 편의를 위하여 스마트폰 앱 형태로 만들어 실시간 오존농도 변화추이를 손쉽게 확인할 수 있도록 하였다. 개발한 시스템은 전기적 노이즈와 고압부 접촉 문제에서 자유로운 절연감시 장치로써 향후 고압전동기 운전 신뢰성 향상에 기여할 것으로 기대된다.

[ 스마트폰 기반 열화감시 시스템 ] [ 부분방전-오존발생 실험장면 ]

화염측 연소환경 진단장치 시제품 하드웨어 개발

보일러 내부의 연소환경(온도, 열유속, 가스조성 등)을 측정하여 수냉벽의 부식 및 연소상태 불량, 편향연소 및 불량버너 유무를 판별하기 위해 보일러 화염 측 연소환경 진단시스템을 개발하였다. 센서 모듈에 대한 상세설계 및 제작, 화염측 센서부 냉각모듈의 상세설계 및 제작, 신호처리 및 신호해석 모듈에 대한 하드웨어의 개발을 완료하였으며, 완성된 시제품을 Pilot 시험연소로에 설치하여 신뢰도 확보를 위한 시험을 진행하고 있다. 궁극적으로 발전용 보일러의 연소환경 진단을 위한 신기술과 제품을 확보하게 됨으로써 수냉벽 손상에 따른 막대한 손실을 막고 연소진단 컨설팅과 사업화를 통한 수익창출이 기대된다.

[ 하드웨어 부속품 설계도 ] [ 시제품용 하드웨어 ]