수소로 냉각하는 발전기: 소형, 저렴한 90만㎾급

90만㎾급 발전기에 ‘수소간접 냉각방식’을 적용이 가능해졌다. 이는 부대설비가 많고, 대형으로 도입비용이 많은 ‘수냉각방식’을 대체할 수 있을 것으로 보인다.
1기로 수십만㎾의 전력을 만들어내는 화력발전소용 대형 발전기는 축의 회전을 전력으로 변환하는데, 워낙 취급하는 전력이 커 약간의 변환손실이 막대한 열로 바뀌기 때문에 강력한 냉각방법이 요구됐다. 그에 따라 지금까지 용량 700㎹A를 넘는 규모의 발전기에는 냉각능력이 높은 수냉각방식을 적용해왔다. 그런데 수냉각방식은 냉각수용 배관 및 펌프, 전동기 이외에 순수를 사용하기 때문에 필요한 이온교환수지 등 부대시설이 필요해 소형화가 어렵고, 공사기간도 길어진다는 단점이 있었다.
이러한 상황에 최근 일본 기업이 900㎹A급의 발전기에 수소간접 냉각방식을 적용할 수 있다고 발표해 화제를 모았다. 수소간접 냉각방식이 적용 가능한 발전기의 출력이 약 1.2배까지 높아졌다고 밝혔다.
화력발전소용 터빈 발전기의 신제품인 ‘VP-X 시리즈(용량 870㎹A)’의 검증시험은 2014년 11월에 완료됐다. 수냉각방식과 비교해 도입비용 역시 저감할 수 있어 향후 700~900㎹A대의 수냉각방식의 기종을 수소간접 냉각방식으로 교체할 예정이라고 전했다. 검증기의 크기는 길이 13.5m, 깊이 5m, 높이 6m이다. 검증기와 판매되는 제품의 사양은 동일하다. 검증기의 회전수는 매분 3,600회이고, 출력전압 2만 5,000V, 출력전류 2만 92A이다.
동일한 용량대의 수냉각방식의 기종은 효율이 98.8~99%이다. 대전류가 흐르는 도체부를 소형 프레임에 맞춘 콤팩트 설계로 했기 때문에 효율이 약간 저하됐으나, 이번 VP-X 시리즈는 99.0%이다. VP-X 시리즈에서는 기내에서 발생하는 열을 최소한으로 억제할 수 있다고 밝혔다.

 

 

 

▲ 터빈 발전기 용량 870WA의 검증기(사진. KISTI 미리안)

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 수소로 냉각하는 발전기: 소형, 저렴한 90만㎾급