친환경 산업용 냉각기술 활용 가능성 기대
◆…냉각성능 10 kW급 터보-브레이튼 극저온 냉각시스템 사진=한국기계연구원 제공
국내 연구진이 수소액화·LNG 액화 플랜트나 운반선에서 활용할 수 있는 극저온 냉각기술을 국내 최초로 개발했다.
한국기계연구원은 극한열유체기계연구실 염한길 책임연구원 연구팀은 영하 196℃에서 10㎾의 냉각성능을 갖는 '터보-브레이튼 극저온 냉각시스템'을 구축하고 가동 테스트를 완료했다고 21일 밝혔다.
냉각시스템 설계부터 구축까지 전체 공정 기술을 개발한 것은 이번이 국내 처음이다.
극저온 냉각시스템 기술은 극저온 환경(영하 150℃ 이하)을 만들어 주기 위해 극저온 냉동기를 이용해 냉각시스템을 구축하는 기술이다.
터보-브레이튼(Turbo-brayton) 극저온 냉각시스템은 압축기, 팽창기, 열교환기로 구성돼 기체를 압축했다가 팽창하는 과정을 반복하는 과정을 통해 극저온을 얻는다.
해당시스템은 수소액화나 LNG액화, 헬륨액화, 초전도 전력기기 냉각시스템 같은 극저온 플랜트의 핵심 기술로 그동안 다양한 산업 분야에서 요구돼왔지만 극저온 운전온도에서 초고속으로 회전하는 원심압축기와 터보 팽창기의 경우 국내 기술 부족으로 인해 전량 수입에 의존해왔다.
이번 국산화 성공으로 국내에서 극저온 냉각시스템의 설계 및 제작·구축·운전·제어에 필요한 모든 기술을 확보하게 됐다. 이에 따라 차세대 전력기술인 초전도케이블과 국내 LNG 운반선에 해당 기술이 활용될 것으로 기대된다.
염한길 책임연구원은 "이번에 개발한 냉각시스템은 지구온난화에 영향이 없는 헬륨, 네온, 질소 등을 냉매로 사용하고 영하 40~250℃의 넓은 온도 범위에서 대용량 냉각을 제공할 수 있다"면서 "정확한 온도제어가 중요한 반도체나 가스 산업 등 산업계에 친환경 냉각기술을 제공할 수 있을 것"이라고 말했다.
