- 캐나다 NRC와 300㎿급 저공해 가스터빈 연소기 성능검증 수행 -
- 지속적인 국제 공동연구 추진으로 세계 수준 기술력 확보 동력 -

한국기계연구원(원장 박천홍, 이하 기계연)이 국제 공동연구를 통한 세계 최고 수준의 H급 저공해 가스터빈 연소기 개발에 박차를 가한다.

기계연은 해외 공동연구 거점 기관인 캐나다 NRC(National Research Council, 국가연구위원회)와 매칭형 공동연구를 통해 미국과 독일, 일본 등의 세계 3대 기업이 독점적으로 보유하고 있던 최고 수준의 H급 저공해 가스터빈 연소기를 독자 개발하고 성능 검증에 착수한다.

▲한국기계연구원 청정연료발전연구실 김한석 책임연구원 연구팀이 2018년 11월 27일 300㎿급 저공해 가스터빈 연소기의 캐나다 현지 성능 검증을 앞두고 마지막 점검을 하고 있다.

▲한국기계연구원 청정연료발전연구실 김한석 책임연구원 연구팀이 개발한 300㎿급 저공해 가스터빈 연소기

가스터빈 엔진의 심장부인 연소기 내부에서는 대용량의 고온, 고압 공기가 연료와 혼합돼 아주 짧은 시간에 폭발적으로 연소가 이뤄진다. 때문에 국내에는 연소기를 개발하고도 실제 운전조건에서의 평가를 받기가 어려운 실정이다.

기계연 환경시스템연구본부 청정연료발전연구실 김한석 책임연구원 연구팀은  2011년부터 차세대 대형 가스터빈 연소기를 개발하고 있으며, 이달 초부터 개발 중인 300㎿급 저공해 가스터빈 연소기의 성능 검증을 위하여 캐나다 오타와 현지에서 NRC와 협력연구를 수행하고 있다.

▲김한석 책임연구원 연구팀이 2018년 12월 12일 캐나다 NRC 현지에서 300㎿급 저공해 가스터빈 연소기 성능 시험에 앞서 최종 점검을 수행하고 있다.

▲김한석 책임연구원 연구팀이 NRC 연구원과 함께 2018년 12월 13일 캐나다 NRC 현지에서 300㎿급 저공해 가스터빈 연소기 성능 검증을 수행하고 있다.
 

성능실험은 NRC의 고온고압 연소기 성능 시험 시설에서 진행되었으며 실제  엔진과 유사한 고온 고압 환경에서 우수한 NOx 저감과 연소진동 억제 성능을 확인했다. 연구팀은 향후 2020년까지 NRC와 지속적인 협력 연구를 수행할 예정이다.

캐나다 NRC는 가스터빈 연소기와 관련된 대규모 설비를 보유하고 있으며, SIEMENS, GE 등 세계적인 기업들의 가스터빈 성능검증을 수행한 경험을 바탕으로 관련 노하우를 보유하고 있다.

▲한국기계연구원 박천홍 원장(앞줄 가운데)과 NRC 로만 줌스키 (Roman Szumski) 부회장(앞줄 오른쪽), 이브라힘 임머(Ibrahim Yimer) 항공연구센터장(둘째줄 오른쪽)을 비롯한 두 기관 관계자들은 2018년 6월 21일 NRC 현지에서 국제 공동연구 협의를 위한 회의를 개최했다. 
 

▲한국기계연구원과 캐나다 NRC 관계자들이 2017년 11월 14일 NRC 현지에서 가스터빈연소 특성 실험을 공동으로 진행하고 있다.
 
 

▲한국기계연구원과 캐나다 NRC 관계자들이 2018년 6월 21일 NRC 현지에서 국제 공동연구 협의를 위한 회의를 진행하고 있다.   
 

기계연 청정연료발전연구실은 지난 2013년 캐나다 NRC와 처음 글로벌 협력과제를 수행하며 연구협력의 물꼬를 텄고 레이저를 이용한 연소현상 계측 등 공동연구를 이어오고 있다. 2018년부터는 NRC를 해외 공동연구 거점기관으로 선정하여 연구협력에 박차를 가하고 있다.

김한석 책임연구원은 “NRC와 같이 국제적인 수준의 연구설비와 노하우를 보유하고 있는 기관과 300㎿급의 가스터빈 연소기 성능 검증에 착수하는 것은 곧 국내 기술력이 국제적인 수준에 진입했다는 의미”라며 “국내에서는 자체적으로 진행하기 어려운 실험을 국제협력을 통해 수행함으로써 세계적으로 국내의 기술력을 알리고 희소한 가스터빈 기술의 국내 확보를 앞당기기 위해 노력하겠다”고 말했다.