기계·설비 · 용어

랭킨 사이클에너지관리기사·가스기능사 출제 용어

같은 말: Rankine cycle, 랭킨, 랭킨사이클, 재생 랭킨 사이클, 증기원동소 사이클

랭킨 사이클은 물을 작동유체로 하는 증기원동소(화력발전)의 기본 이론 사이클로, 급수펌프의 단열압축 → 보일러(과열기)의 정압가열 → 터빈의 단열팽창 → 응축기의 정압방열 네 과정으로 이루어진다.

터빈이 낸 일에서 펌프가 소비한 일을 뺀 순일을 보일러 공급열로 나눈 값이 열효율이며, 액체를 가압하는 펌프일은 터빈일에 비해 매우 작다.

시험 포인트

시험에서는 T-s 선도의 각 상태점 엔탈피를 주고 열효율 η = [(h3 − h4) − (h2 − h1)] ÷ (h3 − h2) 를 계산하는 문제가 가장 자주 나온다.

시험에 나오는 핵심근거 문항·조문 표시

1
4과정(T-s 선도)
- 1→2 급수펌프 단열압축
- 2→3 보일러·과열기 정압가열
- 3→4 터빈 단열(등엔트로피) 팽창
- 4→1 응축기 정압방열
기출 2건
열효율 η = (터빈일 − 펌프일) ÷ 보일러 공급열 = [(h3 − h4) − (h2 − h1)] ÷ (h3 − h2) = 1 − (응축기 방열량 ÷ 공급열량)
기출 3건
3
상태점 대응
- 보일러 출구 = 터빈 입구
- 응축기 입구 = 터빈 출구
- 응축기 출구 = 펌프 입구
- 보일러 입구 = 펌프 출구
기출 2건
펌프일은 터빈일의 약 0.3% 수준으로 작아 무시해도 답이 거의 같지만, h1·h2 가 따로 주어지면 반드시 뺀다. 예) (1000 − 25) ÷ 2890 = 33.7%, 빼지 않으면 34.6%
기출 2건
공급열의 기준은 펌프 출구(보일러 입구) 엔탈피. 과열까지 그린 6점 선도에서는 공급열 h5 − h2, 터빈일 h5 − h6, 펌프일 h2 − h1
기출 1건
6
변형 사이클
- 재생 사이클 = 터빈 중간에서 추기한 증기로 급수를 가열해 보일러 공급열을 줄여 효율 향상
- 재열 = 팽창 도중 증기를 빼내 다시 가열
기출 2건