초임계이산화탄소발전…원자력硏 핵심장비 압축기 개발‧실증
초임계이산화탄소발전…원자력硏 핵심장비 압축기 개발‧실증
  • 김진철 기자
  • kjc@energytimes.kr
  • 승인 2020.10.13 12:11
이 기사를 공유합니다

원자력‧태양열‧핵융합부터 선박용 엔진 등에 이 발전시스템 적용 가능
원자력연구원에서 개발한 초임계이산화탄소발전시스템 핵심장비인 터빈 압축기.
원자력연구원에서 개발한 초임계이산화탄소발전시스템 핵심장비인 터빈 압축기.

【에너지타임즈】 증기발전시스템을 대체할 것으로 전망되고 있는 차세대 고효율발전시스템인 초임계이산화탄소발전시스템의 핵심 장치를 원자력연구원 연구진이 개발하고 국내 최초로 실증에 성공했다.

한국원자력연구원(원장 박원석)은 초임계이산화탄소발전시스템 핵심 장치인 원심형 터보 압축기를 개발하고 국내 최초로 실증을 성공적으로 완료했다고 13일 밝혔다.

초임계이산화탄소발전시스템은 증기발전시스템과 같은 열원을 사용하나 초임계이산화탄소가 터빈을 돌려 전기를 생산하는 시스템이며, 이 시스템 핵심 장치인 초임계이산화탄소를 고압으로 압축해 터빈으로 전달하는 터빈 압축기는 세계적인 연구자들이 개발에 도전했으나 실패했던 것으로 알려져 있다.

초임계는 특정한 온도와 압력의 상태에서 액체와 기체 경계선이 무너져 액체와 기체의 성질을 가진 상태이며, 초임계 상태 물질은 액체처럼 밀도가 높으나 기체처럼 팽창할 수 있다.

원자력연구원 측은 초임계이산화탄소발전시스템은 열효율이 높고 비교적 구조가 간단해 소형화가 가능하고 원자력‧태양열‧핵융합부터 선박용 엔진에서 나오는 배기열까지 높은 열이 발생하는 곳이라면 이 시스템 적용이 가능하다고 설명했다. 선박용 엔진에서 배출되는 500℃ 배기열을 회수해 사용하기 위해 이 연구를 진행하게 됐다고 덧붙였다.

특히 이번에 원자력연구원이 개발한 초임계이산화탄소발전시스템용 압축기는 액체의 압력을 증가시키는 회전 날개인 임펠러를 움직여 초임계 상태의 이산화탄소를 압축시키는 역할을 하게 된다.

다만 이 압축기는 완전히 밀봉돼 내부 이산화탄소가 누설되지 않아야 할 뿐만 아니라 내부에서 모터가 빠른 속도로 돌아갈 때 축이 흔들리지 않도록 하는 기술이 난제 중 하나로 손꼽히고 있다.

차재은 원자력연구원 박사는 “초임계이산화탄소발전시스템용 압축기 개발은 선진국과의 기술격차를 좁힐 수 있을 것”으로 기대한 뒤 “앞으로도 원자력연구원은 연구개발에 집중해 퍼스트무브기술을 확보함으로써 국가 성장동력을 확보할 계획”이라고 말했다.

한편 초임계이산화탄소발전시스템은 증기발전시스템보다 높은 열효율과 소형화에 대한 기대로 1960년대부터 연구가 시작됐으나 관련 기술이 개발되지 않아 꿈의 기술로 여겨져 왔다. 또 2000년대부터 여러 국가에서 본격적인 개발에 뛰어들은 바 있다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.