석탄 화력 발전소와 대규모 에너지 저장 시스템의 협조 운영은 전력 시스템의 유연성을 효과적으로 향상시키고 재생 에너지 출력의 변동을 완화할 수 있다. 석탄 화력 발전소와 결합된 기액 상호 전환 이산화탄소 저장 시스템이 제안되었으며, 석탄 발전소의 응축수 및 급수에서 압축열을 회수하여 탈수 예열을 통해 터빈 입구의 CO₂를 예열함으로써 저장/방출 과정의 열적 분리를 실현하여 축열 장치가 필요 없다. 결합 시스템의 수학 모델을 기반으로 시스템 결합 방안을 최적 설계하였으며 독립형 CO₂ 저장 시스템과 성능 비교 분석을 수행하였다. 결과에 따르면 압축열 단계적 회수로 말단 간냉기(火용) 효율이 73.3%에서 89.6%로 향상되었고, 탈수 단계 예열이 추기 예열을 대체하여 1차 예열기(火용) 효율이 53.1%에서 89.7%로 상승하였다; 최적 결합 방안 하에서 시스템 전기-전기 효율이 독립형 시스템 대비 63.6%에서 76.8%로 증가하였고, 전기 단가는 0.13달러/(kW·h)에서 0.093달러/(kW·h)로 감소했으며, 왕복 효율은 약간 감소하여 63.2%를 기록하였다; 임펠러 기계 및 열교환기는 시스템 총(火용) 손실 및 투자 비용의 주요 원인이며, 시스템 열성능과 경제성을 향상시키기 위한 핵심 부품이다; 방출 출력을 90MW로 향상시킨 후 시스템 전기 단가는 0.089달러/(kW·h)로 감소하였으며, 발전기 부하 조절 범위는 86.4%~107.6%로 확대되었다.

석탄 화력 발전소; 이산화탄소 저장; 결합 방안; 성능 분석