터빈 발전 시스템

KOREA GREEN ENERGY TECHNOLOGY

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• 터빈 발전 시스템이란?

  • 국외에서 ‘유기랭킨 사이클 시스템’은 태양열, 지열, 폐열을 활용하여 전력 생산을 하는
    발전 설비에 주로 활용되고 있으며, 친환경성과 신재생에너지의 전세계적 중요성이
    높아짐에 따라 동 기술에 대한 주목이 높아지고 있습니다.
  • 사각보드 인덱스 홀 휠 터빈
  • 저온 저 압력의 일반 산업용 포화증기
  • 증기온도 170-200℃ 스팀압력 7bar- 15bar 발전하는 혁신기술 터빈발전 시스템

특징

• 현재 증기터빈발전은 고온 고압 특수증기보일러
• 스팀 온도 250-500 ℃ 스팀압력 20-450 kg/㎠ 초 고 압력 고온스팀을 터빈에 투입
• RPM 5,000-12,000 회전력을 얻어 발전기를 돌리는 방법
• 전력생산 핵심설비 즉 증기원동기를 터빈이라고함

고형연료 연소 증기 보일러의 발전을 위한 혁신적인 기술

• 초 과열 증기사용 하는 발전소 터빈작동 후 폐열 에너지 재활용하는 터빈기술개발과 일반 산업용 증기보일러 생산되는 질 낮은 온도 낮은 압력 증기를 사용하여 전력생산하는 혁신 터빈발전기술, 압력 7-15kg/㎠ 온도 170-210℃ 조건 전력생산 체적터빈기술중 저속으로 토크 강한 고효율 체적 터빈기술로 저온저압증기 이용하는 발전기술 개발

산업생활쓰레기 수열반응 처리 후 건조 고형연료 펠렛 생산량과 열량계산

• 1일 생활쓰레기 100ton 수열반응 처리 후 건조 펠렛 생산수율 (펠렛 70ton수율 생산량과 고정하여 산출계산)
• 생산수율 1일 70ton (시간당 20ton-35ton 연소발전 경우의 계산)
• 발열량 기준 1kg 열량 5,725kcal (이상 균일조건)
• 총 발열량 계산 70ton X 1,000kg X 4,500kcal = 315,000,000kcal
• 시간당 발열량계산 64ton 288,000,000kcal/24h = 12,000,000kcal
• 시간당 연료소량계산 12,000,000kcal/4,500kcal = 2,666kg
• 고형연소 스팀보일러 용량 계산 2,666kg/h X 4,500kcal/600,000kcal = 19.995ton/h
• 고형연료 연소 스팀 보일러 설계용량 20-22ton
• 전력생산량 계산 20ton X 600,000kcal = 12,000,000kcal/14.35%/860cal = 2,000 kwh
• 1일 전력생산 용량계산 2,000kwh X 24h = 48Mw/d 1일 720만원 수익
• 1개월 전력 수입계산 48Mw/d X 1,000 X 30d X kw 150원 = 2억1.6천 1년 26억수익
• 1,000kwh 이하 용량 분산병렬 스팀보일러 탄력적용 최적발전 시스템 구성이 유리함
  ①보일러 1/2용량2대 ②터빈발전시스템 1/2용량 2set설치운전 장점매우크다 ③연중 전면휴지없이 최소50%이상 전력생산 가능 생산수입금액유지 ④부하 능동대응 80%, 70%, 50%가능함(연료낭비 없는 합리적 생산운용) ⑤유사시 위기 대응극복 유리하고 설비비용 경제성확보 ⑥A/S유지보수 비용절감 및 편리성 보장

고형연료 펠렛 저온 저 압력 스팀터빈 발전시스템 개요와 장점

• 사용연료 폐기물 수열처리 건조 펠렛 열량 4,500KCAL (이상 균일 열량충족 연소기준)
• 스팀온도 170-210℃, 300-350℃
• 스팀압력 7-15bar
• 사용 후 스팀압력 0-1bar 온도 100℃이하
• 특수터빈 발전가능 범위 - 터빈용량 200kwh (보일러 용량 3톤 1,800,000kcal) 500kwh (보일러 2,400,000kcal)
• 일반 포화증기 온도와 압력으로 특수 체적터빈 발전시스템으로 전력생산
• 발전용량은 보일러스팀 생산량에 비례하여 Mwh/h 전력생산가능
• 본 저온 저 압력스팀 발전의 장점
  ①고온 고 압력 스팀 보일러 필요 없어 발전설비비용 최소 30% 이상절감 ②스팀온도와 압력이 낮아 사용 폐 스팀 응축 복수비용 30% 이상절감 ③체적 터빈 구조 터빈토크 우수하여 발전효율이 상대적으로 높다 ④터빈, 발전기 저속회전 구조 내구성이 우수하다 ⑤10-200kwh 500kwh 1,000kwh 2,000kwh 설비용량 병렬분산설치 발전 유기적 대응효과 ⑥A/S 유지보수 경우 부분적인 수리교체가능 전력생산 중단되는 상황없음

주요 핵심 기술 및 차별화 전략

• 경쟁사 및 경쟁제품 현황과 국내외의 특허현황에서 확인할 수 있듯이 유기랭킨사이클 시스템을 다양한 분야의 발전기에 적용한 특허사항은 있으나 대부분 터빈은 원심형 터보터빈 방식의 채택입니다.
• 용적형 팽창 터빈은 로터의 팁 클리어런스가 1/100mm 의 정밀가공으로 유체의 바이페스(손실)되는 양을 10% 이내로 줄여 효율을 세계 최고의 당사의 고유 특허인 3중 트로코이달 로터를 이용한 2단 터빈방식을 채택하고 열매체를 R-245를 적용한다는 점에서 기존의 경쟁기술 및 특허와 명확한 차별화가 가능합니다.

기술의 차별성

• 현재 기존 ORC 적용터빈은 원심터보형 터빈을채용 하므로 고속 (50.000-100.000RPM)으로 제작 비용의 고가 베어링 문제점 특수 발전기의 채용 등으로 현재 국제적으로 용적형 터빈을 개발 중에 있으나 특히 스크롤 터빈의 가공의 문제점과 스크류 터빈의 소형화 에서의 효율저하 등으로 문제점 있으나 트로코이달 2단 터빈은 모든 문제점을 해소할 수 있는 세계적인 터빈으로 증명될 것입니다.

기술적 파급효과

• [소형 용적식 터빈] 현재 용적형 으로는 스크롤 스크류 등이 있으나 스크류 터빈은 대용량에 사용되며 소용량에는 효율의 감소로 사용되지 못하며 스크롤의 경우 가공상 의 문제점으로 5 kw이하에 시험용으로만 사용되고 있습니다. 스크롤과 스크류의 경우 팽창비의 한계점이 있으나 본 기술은 팽창비의 자유로운 선택과 2단 팽창 출력으로 고효율의 성능을 제공하는 획기적인 기술입니다.
• [제작의 경제성] 기존의 원심형 ORC터빈의 경우 가공의 어려움과 제조원가 시간등으로 고가의 가격으로 판매되고 있습니다. 본기술은 제조원가가 저렴하며 간단한 가공기로 가공 시간의 단축과 터빈의 결점인 액체 흡입 시 터빈의 파손이 없어 액체와 기체 공히 사용할 수 있습니다. 또한 저속(1500rpm)으로 발전기의 선택이 자유롭습니다.

ORC Turbine

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• • ORC Turbine 기술의 특징은 유체의 입구와 출구가 두곳이며 낮은 압력과 작은 유량으로 고출력을 낼 수 있다.
  • 압력 : 최소 4Bar / 최대 6Bar 사용
  • 500~600 : RPM으로 사용하므로써 감속기가 필요없이 직결로 발전기에 연결함
  • 용도 : 스팀감암터빈, 6RC 터빈 등

T-101

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• Alpha Turbine Generation has been established in the year of 2015.
  But we have been in the field to develop compressor and turbine since 2002.

  • 품목 : 콤프레셔 Compressor in development
  • 구성 : 2 Stage 용 Gerotor로 구성
  • 압력 : 30 Bar

T-102

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• Alpha Turbine Generation has been established in the year of 2015.
  But we have been in the field to develop compressor and turbine since 2002.

  • 품목 : 스팀감압터빈
  • 스팀압력 : Min 4 Bar - Max 10 Bar
  • RPM : 600
  • 15kw:600cc/Rev ㅣ 2kw:840cc/Rev ㅣ 12kw:5L/Rev ㅣ 30kw:13L/Rev ㅣ 50Kw:20L/Rev

T-350

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• Alpha Turbine Generation has been established in the year of 2015.
  But we have been in the field to develop compressor and turbine since 2002.

  • 품목 : ORC 터빈
  • 용량 : 1-50Kw 생산가능
  • 팽창비 : 직렬(7) 병렬(3.5)
  • 구성 : 2 stage 용 Gerotor 로 구성

Black

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• Alpha Turbine Generation has been established in the year of 2015.
  But we have been in the field to develop compressor and turbine since 2002.

  • 품목 : 차압터빈
  • 용도 : LPG, CO2, 질소 등
  • 팽창비 : 직렬(7) 병렬(3.5)
  • 구성 : 2 stage 용 Gerotor 로 구성