두산에너빌리티, '630도 견디는 로터' 보령신복합발전소 첫 공급

세계 유일 제작 가능
터빈서 회전축 역할

두산에너빌리티가 630도(°C)급 로터(Rotor) 개발에 성공해 상용화를 위한 제작에 착수한다고 24일 밝혔다.

로터는 터빈, 발전기와 같이 고속으로 회전하는 기기에서 회전축 역할을 하는 원통형 제품이다. 무게는 17.5~37t, 직경은 0.95~1.28m, 길이는 6.1~8.5m의 대형 단조품이다. 이 로터에 다수의 블레이드를 부착해 스팀터빈을 제작한다.

두산에너빌리티는 630도급 로터를 스팀터빈에 적용하고, 이 스팀터빈을 보령신복합발전소에 처음으로 공급한다. '복합발전'은 가스터빈을 가동해 전력을 1차 생산하고, 가스터빈에서 나오는 배기가스열로 증기를 생산한 후 이를 통해 스팀터빈을 가동해 2차로 전력을 생산하는 방식을 말한다. 보령신복합발전소는 한국형 표준 가스복합 모델이 적용되는 첫 번째 프로젝트다.

두산에너빌리티는 보령신복합발전소에 스팀터빈과 가스터빈 등 주기기를 공급한다. 두산에너빌리티가 공급하는 가스터빈은 380㎿급 초대형 제품이다. 복합발전 과정을 통해 생산한 증기는 620도 고온이라 기존 로터를 사용하면 강도와 내구성을 보장할 수 없다. 반대로 기존 로터에 맞추기 위해 스팀 온도를 냉각하면 발전 효율이 떨어지는 단점이 있다. 그래서 620도 고온에 운전 가능한 로터를 개발했다.

발전용 스팀터빈 제작에 사용되는 로터 [사진제공=두산에너빌리티]

630도급 로터 개발을 위해선 고도의 제강기술, 단조기술, 열처리기술이 필요하다. 경남 창원 본사에 자체 주·단조 공장을 보유한 두산에너빌리티는 가스터빈, 스팀터빈뿐만 아니라 원자로, 보일러 등 각종 발전 주기기의 소재 개발부터 제품 제작까지 직접 수행하며 해당 역량을 쌓아왔다.

두산에너빌리티는 2002년 초초임계압(Ultra Super Critical·USC) 기술 개발에 착수하며 고온 고압용 소재 개발과 제작 기술을 신속하게 확보했다. 현재 고강도, 고인성 630도급 로터를 제작할 수 있는 기업은 세계에서 두산에너빌리티가 유일하다. USC는 터빈에 유입되는 증기 압력이 246㎏/㎠ 이상이고, 증기온도가 593°C 도 이상인 발전소에 적용되는 기술이다. 증기 압력과 온도가 높을수록 발전 효율이 높아져 연료 소비를 줄일 수 있어 친환경 고효율 발전 기술로 통한다.

두산에너빌리티 전략·혁신부문장 송용진 부사장은 “자체 개발한 630도급 로터로 한국형 표준 가스복합 첫 프로젝트의 발전효율 향상에 기여할 수 있게 돼 뜻 깊게 생각한다”며 “세계 최고 수준의 소재 개발과 제작 역량을 갖췄다는 자부심을 갖고 앞으로도 경쟁력 있는 제품을 지속 개발해 나가겠다”고 말했다.

최서윤 기자 sychoi@asiae.co.kr