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To improve the core technology of the micro gas turbine, the performance test facility was developed. This paper is focusing on the explanation of the characteristics of micro gas turbine and its assist devices. Major part of micro gas turbine were radial type of compressor, annular type of combustor, radial type of turbine, thrust foil bearing, radial foil bearing and generator. The assist devices were consist of exhaust duct, inverter, data acquisition system, load bank and test cell. Before building up the test facility, the component test was previously conducted to confirm the component performance. After the test facility was prepared, the motoring test was conducted to investigate the rotor dynamic characteristics of the micro gas turbine. Also, the part load performance test was performed. With a developed micro gas turbine test facility, the improved core technology about the micro gas turbine can be suggested to the related industries. 1. 서 론 마이크로 가스터빈은 일반적으로 출력이 30 kW ∼250 kW급으로써, 시스템 규모가 대용량 가스터빈보다 작기 때문에 장비의 설치가 용이하다. 마이크로 가스터빈은 필요 용량에 따라 병렬로 설치하여 출력을 증가 시킬 수 있으며, 다양한 용도의 활용이 가능하다. 그리고 적은 공해로 안정적인 전기 공급이 가능하다는 장점이 있다. 가스터빈은 공력, 연소, 열전달, 로터 다이나믹, 재료, 가공, 후처리, 운영, 발전 등 다양한 분야의 기술이 융합된 부품으로 구성되었기 때문에 가스터빈에 대한 기술적 파장이 사회 전체에 미치는 영향이 자동차 산업 이상으로 크다. 지난 수십년동안 Bowman Power Group Ltd., Capstone turbine Corp., Elliott Energy Systems Inc. 등과 같은 세계 굴지의 마이크로 가스터빈 생산 업체는 고효율, 고신뢰성, 저공해 특성을 갖는 제품을 만드는데 많은 시간과 자원을 투자하였다. 한 예로, 미국의 Capstone turbine Corp.는 90년대 후반 30 kW급 가스터빈 시스템을 세계최초로 상용화 하였고, 이후 30~250 kW급에서 9개 정도의 제품을 개발하여 시장을 형성하였다. 그리고 미국 DOE에서는 주도적으로 발전 출력 200 kW, 발전 효율 30% 이상, 정비 수명 10,000시간 이상의 가스터빈 개발을 추진한 사례가 있다. 국내에서도 가스터빈에 관하여 다양한 연구가 수행되었다. 한국기계연구원, 한국항공우주연구원, 삼성테크윈, 한국터보, 뉴로스, 두산중공업 등과 같은 연구기관에서 수십 kW * 한국기계연구원 극한에너지기계연구실(Department of extreme energy systems)** 한국기계연구원 시스템다이나믹스연구실(Department of system dynamics)*** 한국기계연구원 환경기계시스템연구실(Department of eco-machinery systems)† 교신저자, E-mail : limbo999@kimm.re.kr |
