우리회사는 기술연구소는 울산화력의 순환수관 엔지니어링 컨설팅 계약을 체결하였습니다.


울산화력은 우리나라 산업의 수도라 할 수 있는  울산광역시에 설립되어, 녹색산업의 글로벌 거점도시에 에너지를 공급하는 것을 목표로 두 가지 발전방식을 가지고 있습니다.


한국동서발전 울산화력.JPG



 청정연료인 LNG를 사용하는 복합화력은 가스터빈과 스팀터빈을 함께 사용하는 복합 발전으로  계통수요에 대한 신속한 대응을 통해 전력계통의 안정적 운영에 기여하고 있고, 초 저유황류를 사용하는  기력발전소는 400MW급 3기로 국내 최대 설비용량인 1,200MW를 보유하여 지금까지 울산 산업단지와 인근지역에 안정적으로 전력을 공급하여 대한민국 경제성장에 이바지하여 왔다고 합니다.


당사는 울산화력발전소 내 순환수관 부분에 대한 엔지니어링 컨설팅 프로젝트를 성공적으로 완수하여, 울산화력의 안정적인 발전소 운영에 일익을 담당하고자 합니다.


본 과제 발주처는 " 울산화력발전소 내 순환수관에서 발생한 문제를 해결하기 위해 다각적인 조치를 취해 해결하고자 했으나, 순환수관 유동을 육안으로 확인할 수 없는 상황에서 열 유체 시뮬레이션을 통하지 않고는 해결방법이 없다고 판단하여, 열유체 분야 엔지니어링 컨설팅 분야 업무로 유명한 (주)델타이에스에 과제를 의뢰하여 1D + 3D CFD 시뮬레이션 기술을 통한 현 설비의 문제점을 진단하고, 설비 개선 방안을 찾아내 고효율 발전소 운영에 기여하고자 한다 " 고 밝혔습니다.


화력발전소 내 CTCS (condenser tube cleaning system) 는 콘덴서 관 내로 스폰지 볼을 삽입하여 스폰지 볼이 관을 통과하면서 관 내벽에 붙어 있는 각종 이물질 등을 깨끗하게 청소하는 기술로써 대부분의 발전 및 선박 열교환기 등의 콘덴서 관 청소에 많이 사용하고 있는 방법이다.


아래 동영상은 개략적인 CTCS의 이해를 돕기위한 것이다.  (https://www.youtube.com/watch?v=7kHTs-emQ_o)



본 엔지니어링 컨설팅 과제는 아래와 같은 순서로 진행 되었다.


1. 1D 시스템 시뮬레이션을 수행하기 위한 해석 조건으로 국부적인 장치에 대한 3D CFD 해석 수행

2. 3D CFD 해석에서 얻어진 결과를 1D 시스템 시뮬레이션을 위한 해석조건으로 활용

3. 화력발전소 내 전체 배관망 1D 시스템 시뮬레이션 수행

4. 콘덴서 라인에 대한 3D CFD 해석을 수행 (이때 1D 시스템 시뮬레이션에서 구한 값으로 해석조건에 사용)


본 해석에 사용된 프로그램은 아래와 같다.

1D 시스템 시뮬레이션 - Flowmaster V7.9.5

3D CFD 해석 - FloEFD V16.0 , XFlow V2016.


아래는 발주처에서 제공한 P&ID와 ISO 자료를 바탕으로 Flowmaster S/W의 모델링 자료 이다.

FM modeling.JPG




상기 배관망 전체에 대한 1D 시스템 시뮬레이션의 해석조건을 위해 국부적인 3D CFD 해석을 수행하여 각 부품의 특성데이터를 확보하고 이를 1D 시스템 시뮬레이션에 활용하였다.

CFD 1.JPG

드브리스 필터 유동특성 데이터 확보를 위한 3D CFD 해석



CFD 2.JPG

콘덴서 전, 후단의 유동특성 확보를 위한 3D CFD 해석 수행



CFD 3.JPG

스폰지 볼 회수를 위한 볼 스트레이너의 유동특성을 위한 3D CFD 해석 및 스폰지 볼 특성에 따른 물성치 확보



위와 같은 1D+3D co-simulation을 통해 얻어진 결과는 아래와 같다.


기존 설비라인에 대한 볼 회수율 성능 파악을 위한 시뮬레이션 결과



볼 회수율 성능 향상을 위해 콘덴더 전, 후단의 배관라인과 볼 스트레이너 형상을 변경하여 3D CFD 해석을 수행한 후 최적성능을 갖는 최적형상 설계안을 확보 하였다.  아래는 최적 볼 회수율 성능을 갖는 설계 변경 후의 3D CFD 해석 결과.

가장 좋은 볼 회수율 성능을 갖는 최적 설계안을 확보할 수 있었음.



위에서 진행된 엔지니어링 컨설팅 프로젝트를 수행을 통해 확보된 최적 설계안은 기존 운전중인 CTCS 의 일부 배관라인가 볼 스트레이너의 형상변경에 활용될 계획이다.


상기 과제에 궁금하신 부분은 당사로 문의 하여 주시기 바랍니다.


(주)Delta ES

TEL:  070 8255 6001 

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