전기산업기사 증기터빈과 터빈발전기 — 터빈 형식·수소 냉각과 사이클 흐름

발전소의 효율은 손실의 크기로 읽는다 — 터빈을 다 돌고 나온 증기는 복수기에서 냉각수로 식혀 다시 물로 되돌아가는데, 이때 증기의 열이 냉각수로 대량 빠져나가는 복수기 방열손이 화력발전소에서 가장 큰 손실이다(투입 열량의 약 50%). 복수기는 증기와 냉각수가 직접 섞이는 혼합식과 냉각관 벽을 사이에 두고 만나지 않는 표면식으로 나뉜다.

발전기를 식히는 수소는 세 가지가 다 우수하다 — 수소 냉각 발전기에서 수소는 공기보다 비중이 작아 회전부의 바람 저항 손실(풍손)이 줄어 효율이 오르고, 열전도율이 커 냉각 효과가 높으며, 절연내력(코로나 발생 전압)도 공기보다 높다. 수소 누설을 막으려 전폐형 구조로 만들어 습기 침입도 적다 — '가볍다·열전도 큼·절연 강함' 3단 암기로, 서술을 뒤집은 보기('코로나 발생 전압이 낮다')를 걸러낸다.

터빈을 보려면 증기의 길을 따라가야 한다 — 엔탈피는 증기 1kg이 그 상태에서 보유하는 총열량(현열+잠열)이다. 기본 사이클(랭킨 사이클)은 급수펌프→보일러→과열기→터빈→복수기의 폐회로이고, 실제 급수·증기 흐름은 절탄기가 보일러 앞에 끼어드는 점만 다르다. 고압터빈을 지난 저온의 습한 증기를 보일러로 되돌려 다시 데우는 재열기는 터빈 출구 습도를 낮춰 날개 침식을 막고 열효율을 올린다.

복수기는 터빈 뒤의 진공 만드는 설비다 — 배기증기를 냉각수로 식혀 물로 되돌리면 복수기 안이 진공에 가까워져 그만큼 터빈이 더 잘 돈다. 우리나라 대형 화력발전소는 증기와 냉각수가 만나지 않는 표면 복수기를 표준으로 써 응축수 순도를 지켜 보일러 급수로 재사용한다. 수소 냉각·가스터빈과 대비되는 증기터빈의 특징 — 냉각수를 많이 쓰는 것은 복수기를 거치는 증기터빈 쪽이라는 점도 원동기 비교에서 함께 물어진다.