가스터빈(연소기) 변동 배압 운전의 고변 공정 효율 특성을 고려하여, 복합 사이클 구축 시 설계 조건에서 가스터빈의 배압을 능동적으로 증가시키는 고배압 가스터빈 복합 사이클 발전 시스템 방안을 제안하였다. 주 상부 사이클 전후에 각각 전치 압축기와 팽창기를 설치하여 가스터빈 배기 압력을 유지하고 조절한다. F급 가스터빈 터빈 초기 매개변수를 기반으로 이 복합 사이클의 핵심 매개변수를 설계하였으며, 핵심 매개변수인 재순환 배기가스 온도(상온 냉각과 미냉각 2가지 경우), 주 상부 사이클 압축비 및 가스터빈 배압에 대해 사례 및 특성 규칙 분석을 수행하였다. 분석 결과, 재순환 배기가스 냉각 시 복합 사이클 효율이 미냉각 시보다 낮았으며, 터빈 배압 0.30 MPa일 때 각각 58.07%와 58.94%로, 이는 고온 재순환 배기가스 시 주 압축기 출구 온도가 높아 연소실 손실이 적기 때문이다. 터빈 배압 0.30 MPa 시 복합 사이클 시스템 최적 압축비는 17.0이며, 이에 대응하는 복합 사이클 효율은 58.97%, 비출력은 563.87 kJ/kg이다. 비출력을 종합 고려하여 주 상부 압축비는 15.4를 권장하며, 터빈 배압 0.03~0.35 MPa 범위 내에서 상온 냉각 및 미냉각 2가지 조건일 때 복합 사이클 효율 변화 구간은 각각 56.00%~58.57%와 55.81%~59.12%로, 모두 상승 후 하락하며 고배압 시 복합 효율 변화 폭은 크지 않다. 한편 실제 공학 적용을 바탕으로 단일 폐열 보일러 설계 상황을 고려하고, 열역학 특성과 재생 가능 에너지의 유연하고 저비용 고효율 활용 방안을 분석하여 다에너지 상호보완형 유연 고효율 현대식 복합 사이클의 새로운 시스템 방안 참고자료를 제공한다.

고배압;가스터빈;복합 사이클;사이클 효율;압축기;시스템 통합 및 최적화