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“발전소 열성능 분석을 위한 시뮬레이션 : PEPSE 펌프 기능 분석”

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발전소의 안정적 운전과 효율성은 유체의 순환과 압력 제어에 크게 의존합니다.

펌프는 보일러 급수, 냉각수 공급, 증기 사이클 유지 등 다양한 역할을 수행하며, 그 성능은 발전소 전체의 신뢰성과 직결됩니다.

실제 운전 환경에서는 펌프의 효율이 유량, 압력, 구동 방식 등 여러 변수에 따라 달라지므로, 이를 반영한 정밀한 시뮬레이션이 필수적입니다.

발전소 시뮬레이션 프로그램인 PEPSE는 이러한 요구를 충족시키기 위해 다양한 펌프 모델을 제공합니다.

이미지 출처 : northridgepumps

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Curtiss-Wright의 FAMOS는 발전소의 성능 분석과 최적화를 위한 통합 소프트웨어 제품군으로, 설계·운영·진단 전 과정에 걸쳐 발전소 전문 엔지니어들이 활용하는 대표적인 솔루션입니다.

그중에서도 PEPSE는 발전소의 열역학 사이클을 정밀하게 모델링하고, 다양한 운전 조건을 시뮬레이션할 수 있는 핵심 도구로 널리 사용되고 있습니다.

이번 뉴스레터에서는 PEPSE에 포함된 펌프 모델링 기능을 살펴보겠습니다.

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PEPSE 펌프의 세 가지 주요 유형

1. Standard Electrically Driven Pump (Component Type 41)

• 가장 일반적인 전기 모터 구동 워터 펌프를 표현합니다.
• 기본적으로 **토출압(PMDIS)**만 지정해도 시뮬레이션이 가능합니다.
• Optional 탭에서는 다음과 같은 세부 입력이 가능합니다:
  • 모터 전기 효율
  • 모터-샤프트 간 기계적 효율
  • 펌프 자체 효율

효율 수치를 알 수 없을 경우,

계측값을 통한 역산 방식을 지원합니다.

예를 들어, 펌프 전후 압력차(PDPUM)를 입력하면 자동으로 토출압을 계산합니다.

1. Turbine Shaft Driven Pump (Component Type 42)

• 전기 모터 대신 터빈 구동으로 작동하는 펌프입니다.
• 두 가지 선택지가 있습니다:
  1. Dedicated turbine: Generator와 연결되지 않은 독립 터빈에 의해 구동되는 경우
  2. Main turbine: Generator와 연결된 메인 터빈(보통 HP 터빈)에 연결된 경우
• 펌프 전용 터빈 섹션이 존재한다면, PEPSE는 해당 펌프를 구동하는 데 필요한 터빈 동력을 산출하여 유량을 업데이트합니다.

Optional 탭에는 Type 41과 동일한 데이터 외에도 Driving Turbine Demand Flow Update Data 입력창이 있어, 펌프 수요 흐름(Demand Flow) 계산을 지원합니다.

1. Steam Driven Pump (Component Type 40)

• 증기 구동 보일러 공급 펌프(steam driven boiler feed pump)를 표현합니다.
• 터빈과 펌프가 하나의 Component로 연결되어 있으며, 터빈 정보까지 함께 입력해야 합니다.
• Symbol은 두 부분으로 구성됩니다:
  1. 보조 증기터빈
  2. 터빈 샤프트에 연결된 펌프

Type 42와 유사하지만, 터빈과 펌프가 일체형으로 모델링된다는 점이 차별화됩니다.

공통 기능: Backpressuring Data

• 모든 펌프(40, 41, 42)는 Backpressuring Data 기능을 지원합니다.
• PEPSE가 자동으로 펌프 뒤의 Deaerator나 Drum Component를 찾아 해당 압력을 참고하여 역으로 펌프의 토출압을 계산합니다.

이를 통해 실제 운전 조건을 반영한 보다 현실적인 시뮬레이션이 가능합니다.

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