재열기와 과열기의 차이점, 과열 증기를 사용하는 이유

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화력 발전소 보일러 내에는 재열기와 과열기가 설치되어 있으며, 이들의 차이점과 함께 화력 발전소에서 재열 증기를 사용하는 이유에 대해 설명하겠습니다.

Table of Contents

1. 재열기와 과열기의 차이점

재열기의 정의 (1) 증기 터빈 발전소에서 대용량화로 인해 증기가 고온화됨에 따라, 터빈의 배기에서 증기가 응축될 때 터빈 내부 부식 및 마찰 손실이 우려됩니다. (2) 이를 방지하기 위해 고압 터빈에서 배출된 증기를 재열기를 통해 적절한 과열도를 갖게 하여 중압 터빈에 재공급합니다.
재열기와 과열기의 차이점 (1) 재열기와 과열기는 구조 및 성능이 거의 유사하지만, 재열기의 압력은 과열기에 비해 상대적으로 낮습니다 (약 30~50 kg/cm²). (2) 재열기는 고압 터빈에서 배출된 증기를 다시 과열하여 중압 터빈으로 보내는 기능을 담당합니다. 따라서 압력 용기가 필요 없으며 구조가 과열기에 비해 간단합니다. (3) 특히, 다중 보일러 시스템에서는 보일러가 나누어져 있을 경우, 필요에 따라 재열기와 과열기를 독립적으로 조정하여 효율적인 운영이 가능합니다.

터빈의 연료 효율 향상 터빈의 효율은 증기의 양력과 과열 온도가 높을수록 크게 향상됩니다. 고온 상태의 재열 증기는 최대 550°C까지 도달할 수 있습니다.
원동기(Expander) 크기의 최소화 고온의 증기는 원동기의 열낙차(Heat Drop)를 감소시켜 원동기의 크기를 줄이고 증기 소비량을 최적화하는 데 기여합니다.
터빈 내부 효율 증대 재열 증기는 터빈 내에서의 마찰 손실과 배기 손실을 줄여 터빈의 내부 효율을 높이는 효과가 있습니다.
부식 경감 고온의 재열 증기는 수분에 의한 부식을 경감시켜 장비의 수명을 연장하는 데 유리합니다.
T-S 선도와 장치 배치 아래의 T-S 선도는 화력 발전소에서 재열 사이클의 열효율을 나타내며, 재열기를 통해 증기가 재과열되는 과정을 설명합니다.