기력발전

기력발전 汽力發電

연료를 연소하여 얻어지는 열에너지를 보일러에서 물에 전하여, 고온ㆍ고압의 증기로 바꾼다. 이 증기는 증기터빈으로 유도되어, 그 내부에서 팽창하면서 터빈의 날개차에 회전력을 주어, 열에너지는 기계에너지로 변환된다. 증기는 팽창후 저온ㆍ저압이 되어, 터빈을 나와서 복수기 속에서 물로 응축된다. 응축한 물은 복수라 일컫는데, 펌프로 고압으로 가압되어 다시 보일러로 보내진다. 이리하여 물은 보일러와 터빈 사이를 순환하여 열의 흡수와 방출을 하는 열사이클을 구성한다. 이와 같이 가열ㆍ팽창ㆍ응축ㆍ승압을 하는 열사이클을 랭킨 사이클이라 한다. 위에 설명한 사이클에 사용되는 터빈을 복수터빈이라 한다. 이밖에 자가용 발전 등에서 증기를 응축시키지 않고 팽창을 중도에서 막아, 터빈에서 나온 배기를 공업 프로세스의 가열원등으로 이용하는 것이 있는데, 이와 같은 터빈을 배압터빈이라 한다. 랭킨 사이클에서는 터빈에 들어가는 증기온도ㆍ압력이 높을수록 열효율은 높다. 그 때문에 보통 증기온도는 포화증기온도 이상으로 가열된 과열증기가 사용된다. 또 터빈에서 팽창과정에 있는 증기를 일단 보일러로 되돌려, 다시 고온으로 가열하여 터빈에서 팽창시키는 재열방식도 일반적으로 채택된다. 재열은 한번만 하는 경우가 많지만, 재열을 두 번 하는 경우도 있으며 그것을 2단재열방식이라 한다. 증기압력은 대형의 기력발전소에서는 이른 바 임계압력(臨界壓力 : 게이지압력 )을 초과한 초임계압력의 증기가 사용된다. 또 터빈에서 팽창 도중에 일부만을 외부로 추출한 증기로 추기라 하는데, 이것으로 보일러의 급수를 가열하는 재생방식도 채택된다. 재생방식에서는 복수기에서 증기가 응축할 때에 순환수에 빼앗기는 열을 추기의 분만큼 감소시킬 수 있어, 사이클 효율을 높이는 효과가 있다.

따라서 순서로는

과열기-보일러-터빈-복수기-급수펌프-절탄기 임을 알 수가 있다