ORC 기반 선박용 폐열회수 시스템의 고급 엑서지 분석 = Advanced Exergy Analysis of an ORC-based Waste Heat Recovery System for Ships

국문 초록 (Abstract)

선박에서 배출하는 탄소를 감축하기 위해서 친환경 연료의 도입 및 친환경 기술의 도입이 점차증가하고 있다. 이러한 친환경 기술 중 폐열회수 시스템은 선박의 에너지 효율을 증가시켜 연료 소비량과 탄소 배출을 감축하는 기술이다. 본 연구에서는 선박용 폐열회수 시스템을 설계하고, 엑서지 분석을 진행하였다. 기존의 엑서지 분석은 전체적인 엑서지 파괴율에 집중하였다면, 고급 엑서지 분석은개선 가능성까지 확인할 수 있다. 기존 엑서지 분석 결과, 응축기와 증발기에서의 엑서지 효율은 각각34.2%와 58.1%로 가장 낮게 나타났다. 그리고 고급 엑서지 분석 결과, 터빈에서 회피 가능한 내재적엑서지 파괴는 62.1%, 예열기에서는 회피 가능한 외재적 엑서지 파괴 41.0%가 발생하여, 터빈과 예열기가 실제 개선 가능성이 큰 장비로 확인되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To reduce carbon emissions from ships, eco-friendly fuels and technologies are increasingly being adopted. Among them, waste heat recovery systems enhance energy efficiency, thereby reducing both fuel consumption and emissions. In this study, a shipboard waste heat recovery system was designed and analyzed through exergy analysis. While conventional exergy analysis focuses on the overall exergy destruction rate, advanced exergy analysis can additionally identify potential improvements. Based on the current exergy analysis findings, the exergy efficiencies of the condenser and evaporator were determined to be the lowest, at 34.2% and 58.1%, respectively. Furthermore, the advanced exergy analysis revealed that the avoidable endogenous exergy destruction in the turbine was 62.1%, while the avoidable exogenous exergy destruction in the preheater was 41.0%. These results indicate that the turbine and preheater are the components with the most significant potential for practical enhacement.