전기산업기사 내연력 및 복합발전 — 가스터빈과 증기 사이클의 대비

원동기를 나누는 첫 기준은 연소가 어디에서 일로 바뀌는가이다 — 증기력은 보일러에서 연료를 태워 증기를 만들고 터빈이 그 증기로 도는 외연 구조, 가스터빈은 압축공기에 연료를 태운 고온가스가 직접 터빈 날개를 도는 내연 구조다. 내연 구조는 보일러·복수기를 거치지 않으므로 기동·정지가 신속하고 설비가 간단·소형이며 냉각수도 거의 필요 없어 첨두부하 발전용에 쓰인다. 대신 배기가스 손실 때문에 단독 열효율은 기력발전보다 낮다 — '기동·설비·냉각수는 유리, 홀로 서면 효율이 낮다'로 정리한다.

증기력의 효율은 숫자 몇 개로 잰다 — 터빈 열효율은 ηt=860·Wt÷{G(h1−h2)}×100이다. 발전기 출력 75000kW를 발전기 효율 0.98로 나눠 축출력 76531kW를 만들고, 엔탈피차 815−270=545kcal/kg·유입증기량 300t/h(=300000kg/h)를 대입하면 약 40.3%가 나온다. 860은 1kWh의 열량이고 ton→kg 환산을 빠뜨리면 천 배 어긋난 값이 된다.

발전기 몸속의 열은 수소가 식힌다 — 수소는 공기보다 비중이 작아 회전체의 바람 저항 손실이 줄고, 열전도율이 커 냉각 효과가 높으며, 코로나 발생 전압(절연내력)까지 공기보다 높다. 수소 누설을 막는 전폐형 구조 덕에 습기 침입도 적다 — 가볍다·열을 잘 옮긴다·절연도 강하다 3가운데 하나라도 뒤집은 보기가 잘못된 서술로 나온다.

사이클의 길은 다섯 기기의 순서로 외운다 — 랭킨 사이클은 급수펌프→보일러→과열기→터빈→복수기의 폐회로이고, 실제 증기·급수 흐름은 절탄기가 보일러 앞에 끼어든다는 점만 다르다. 엔탈피는 증기 1kg이 그 상태에서 지닌 총열량(현열과 잠열의 합)이고, 증발열÷절대온도는 엔트로피라 이름이 바뀌면 답도 바뀐다.

손실의 왕은 복수기다 — 기력발전의 손실 가운데 가장 큰 몫은 복수기 방열손(약 50%)으로, 터빈을 다 쓴 배기증기의 잠열을 냉각수가 가져가는 양이다. 재열기는 고압터빈을 지나 저온·습윤이 된 증기를 보일러로 되돌려 다시 데워 터빈 출구 습도를 낮춰 날개 침식을 막고 열효율을 올린다 — 손실 구조를 알면 어느 설비가 무엇을 회수하는지가 보인다.