현재 핵융합 기술 개발의 도전 과제는 여러 가지가 있으며, 이들은 기술적, 물질적, 경제적 측면에서 매우 복잡한 문제들을 포함하고 있습니다. 특히, 핵융합으로 인한 높은 에너지 출력을 안정적으로 확보하고 상용화하기 위해서는 각종 난관을 극복해야 합니다.1. 플라즈마 제어 및 유지핵융합 반응이 일어나기 위해서는 원자핵이 매우 높은 온도와 압력에서 결합해야 합니다. 이러한 환경을 만들기 위해서는 1억 도 이상의 초고온 플라즈마를 유지해야 하며, 이를 위해 자기장을 효율적으로 조작해야 합니다. 그러나 플라즈마는 매우 불안정한 상태로, 자기장이 잘못 설정되면 플라즈마가 벗어날 위험이 있습니다. 이러한 플라즈마를 안정적으로 유지하는 기술은 여전히 중요한 도전 과제로 남아 있습니다. 이를 위해서는 더 정교한 자기장..

토카막(Tokamak)은 핵융합 반응을 위한 대표적인 장치로, 인공태양을 구현하기 위해 설계된 반응기입니다. 토카막의 작동 방식은 여러 단계로 이루어져 있으며, 이 모든 과정은 플라즈마 상태의 물질을 안정적으로 생성하고 유지하기 위해 설계되었습니다.초기 개발 배경토카막의 개념은 1950년대 초 소련에서 시작되었습니다. 당시 과학자들은 수소폭탄 제조를 위해 삼중수소를 얻는 방법을 연구하고 있었습니다. 이 과정에서 핵융합 반응을 제어하고 에너지를 얻을 수 있는 가능성을 발견하게 되었습니다.소련에서의 토카막 개발1956년, 소비에트 연방의 과학자들이 모스크바의 쿠르차토프 연구소에서 토카막 시스템에 관한 실험적 연구를 시작했습니다. 주요 과학자로는 안드레이 사하로프와 이고리 탐이 있었습니다.- 1958년: 첫..

핵융합은 가벼운 원자핵들이 융합하여 무거운 원자핵으로 변하는 과정에서 엄청난 에너지를 방출하는 현상입니다. 이는 태양과 같은 항성에서 자연적으로 일어나는 과정으로, 태양의 에너지를 지구상에서 사용하기위핸 인공적으로 재현하려는 노력이 계속되고 있습니다. 핵융합의 원리핵융합 반응은 주로 수소 동위원소인 중수소와 삼중수소를 사용합니다. 이 과정에서 다음과 같은 현상이 발생합니다:1. 초고온 상태(약 1억도 이상)에서 원자핵들이 서로의 반발력을 극복하고 충돌합니다.2. 충돌 과정에서 원자핵들이 융합하여 새로운 원자핵(주로 헬륨)을 형성합니다.3. 이 과정에서 질량 결손이 발생하며, 이는 아인슈타인의 질량-에너지 등가 원리(E=mc²)에 따라 엄청난 에 너지로 변환됩니다.  핵융합 발전의 조건지구상에서 핵융합 반..

Wobbe Index(WI) 또는 Wobbe 수는 연료 가스의 상호 교환성을  중요한 지표입니다. 주로 천연가스, LPG(액화석유가스), 도시가스와 같은 연료 가스에 적용되며, 가스 공급 및 운송 유틸리티의 사양에서 자주 정의됩니다.## Wobbe Index의 정의WI는 다음과 같이 정의됩니다.여기서:- HHV는 고위발열량(Higher Heating Value)- SG는 비중(Specific Gravity)단위는 일반적으로 MJ/Nm³ 또는 BTU/scf로 표현됩니다.## Wobbe Index의 중요성1. 연료 교환성 : WI가 동일한 두 연료는 같은 압력과 밸브 설정에서 동일한 에너지 출력을 제공합니다. 이는 다양한 조성의 가스를 사용할 때 중요합니다.2. 연소 안정성 : WI는 연소 시스템의 안정성을..

CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage)는 이산화탄소를 포집, 활용, 저장하는 기술을 의미합니다. 이 기술은 탄소중립 달성을 위한 핵심 수단으로 주목받고 있으며, 크게 세 가지 단계로 구성됩니다. 포집 (Capture)이산화탄소 포집은 주로 화력발전소, 철강산업, 시멘트산업, 석유화학산업 등 대규모 산업 공정에서 이루어집니다. 포집 방법에는 다음과 같은 기술들이 있습니다:- 습식포집 : 액상 흡수제를 이용해 이산화탄소를 흡수- 건식포집(VSA포집) : 고체 흡착제를 사용- 분리막포집 : 중공사막을 통해 기체를 통과시켜 분리운송 (Transportation)포집된 이산화탄소는 압축 후 파이프라인이나 선박 등을 통해 저장 또는 활용 장소로 운송됩니다[1][2].저장 ..

현재 운영되고 있는 최신 가스터빈(GT)의 터빈입구온도(TIT)는 약 1600'Cdlau, 단독운전 시 효율은 약43% 수준입니다. 복합화력발전소의 핵심설비는 가스터빈(GT)이며, 가스터빈 단독운전을 통하여 전기를 생산하고, 복합운전을 통해 가스터빈의 배열을 이용하여 배열회수보일러(HRSG)에서 생산한 증기로 증기터빈(ST)를 돌려 전기를 생산하게 됩니다.가스터빈의 터빈 입구온도는 GT Class에 따라 다르며, E-Class :1100'C / F-Class:1350'C / H-Class : 1450'C 정도 입니다. 터빈 입구온도를 증가시켜 터빈출력 및 효율을 향상시키는 방향으로 개발이 진행되고 있으며, 이를 우해 고온 내열소재 기술, 냉열 코팅기술, 냉각 기술, 공력특성 기술, 저공해 연소기술 등이 ..

가스터빈의 class를 구분하는 데 사용되는 주요 온도 기준은 연소 가스의 터빈 입구 온도(Turbine Inlet Temperature, TIT) 또는 연소 온도(firing temperature)입니다. 주요 class별 온도 범위는 다음과 같습니다.E-class:TIT: 약 1300°C (2372°F)연소 온도: 약 2000-2200°F (1093-1204°C)F-class:TIT: 약 1400°C (2552°F)연소 온도: 약 2300-2600°F (1260-1427°C)G-class 및 H-class:TIT: 약 1500°C (2732°F)연소 온도: 2600°F (1427°C) 이상, 최대 약 2900°F (1593°C)까지J-class:TIT: 약 1600°C (2912°F) 이상이러한 온도..