안녕하세요 시제품 개발 전문 업체 디자인웨일입니다.
한전 전력연구원이 독일 프라운호퍼 연구소와의 국제 공동연구를 통해
고온고압의 연소가스에 대한 실시간 분석 센서 시스템 2종을 개발했습니다.
전력연구원은 지난 2017년 5월에 독일 프라운호퍼 연구소와 'KEPCO Energy 4.0' 선도를 위한 투자협약을 체결했습니다.
이를 기반으로 2018~2021년까지 프라운호퍼 연구소와
'고온고압 실시간 가스 성분 분석 가능 센서 시스템' 개발을 목표로 공동연구를 진행했습니다.
센서시스템을 통해 연소 전·후의 화학성분을 실시간으로 계측함으로써
안정적인 최적 운전과 이상상태 모니터링이 가능합니다.
전력연구원에서 개발한 고온고압 센서시스템은 모두 2종으로,
고온 측정에 최적화된 고온 센서와
온도·압력·산소농도를 동시에 계측할 수 있는 멀티센서입니다.
고온 센서는 지르코니아 세라믹 관을 설치해 고온 환경에서
세라믹관의 조도 변화를 조도센서로 전압을 측정하는 방식입니다.
보정(Calibration) 과정으로 얻은 전압-온도 수식에
센서로 측정된 전압을 적용해 온도를 계측할 수 있습니다.
전력연구원은 독일 프라운호퍼의 고온로(Furnace)를 이용해 1500˚C까지 온도를 높여가며
고온 센서로 온도를 계측함으로써 검증을 완료했습니다.
멀티센서는 지르코니아 세라믹 관을 기준으로 내부와 외부 공간이 분리되며
내·외부 각각에 다공성 전극을 부착한 형태입니다.
세라믹 관 내·외부의 산소 농도 차이로 인해 발생하는 전압(Nernst 전압)을 측정해 산소농도를 계측할 수 있습니다.
추가로 열전대센서, 압력센서를 하나의 센서패키지에 통합시킬 수 있도록 설계해
온도·압력·산소농도를 동시에 측정할 수 있는 멀티센서를 개발했습니다.
한전 전력연구원은 자체 고압설비와 프라운호퍼 설비를 이용해 700˚C, 100bar 조건을 계측함으로써 멀티센서를 검증했습니다.
한전 전력연구원에서 개발한 멀티센서는 최초로 고온고압 조건에서 온도, 압력, 산소농도를 동시에 계측할 수 있는 패키지 시스템입니다.
해당 센서 설계에 대한 특허 출원이 완료된 상태이며, 고온 센서는 고온고압 환경에서 내구성 문제를 개선하기 위해 최초로 세라믹과 조도센서를 조합해 개발한 것으로 특허 출원과 등록을 마쳤습니다.
한전 전력연구원이 개발된 고온 센서와 멀티센서를 이용하면 고온고압 차세대 발전시스템에서의 실시간 연소가스 분석이 가능합니다.
이는 시스템 제어 안정성을 높이고, 운전 중 이상상태를 감지해 안전사고를 예방할 수 있을 것으로 전망됩니다.
전력연구원 관계자는
개발 센서에 대한 개발과 검증 경험을 바탕으로 발전시스템 외에도
다양한 고온고압 유동시스템 분석에 확대 적용을 추진해
고온고압 설비의 안전사고 예방과 신뢰성 확보에 노력하겠다
고 밝혔습니다.
≪브레이크뉴스≫ 전력연구원, 실시간 연소가스 분석 센서시스템 개발
한국전력전력연구원전경사진©김정환기자한전전력연구원이독일프라운호퍼연구소와의국제공동연구를통해고온고압의연소가스에대한실시간분석을
www.breaknews.com
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