Abstract
The molten carbonate fuel cell has a high temperature of waste heat and can constitute a bottoming cycle to increase the efficiency. Previous study used a bottoming cycle as steam turbine cycle. In this study, we are going to replace the bottoming cycle with a supercritical carbon dioxide power cycle. The system power was compared to consider replacing the bottoming cycle. As a result, the power of the supercritical carbon dioxide power cycle at the present development stage is lower than that of the steam turbine cycle, but theoretically, the power can be larger than the steam turbine cycle. If the supercritical carbon dioxide power cycle improves the isentropic efficiency of the turbine by 89%, the isentropic efficiency of the compressor by 83%, and the effectiveness of the recuperator by 0.9, the power can be same to the steam turbine cycle.
용융탄산염 연료전지는 폐열의 온도가 높아 하부 사이클을 구성하여 효율을 높일 수 있다. 이러한 목적으로 연료를 재순환하는 용융탄산염 연료전지에 하부 사이클로 증기 터빈 사이클을 적용한 선행 연구가 있었다. 본 연구는 하부 사이클을 증기 터빈 사이클에서 초임계 이산화탄소 사이클로 대체하는 것을 고려하였다. 그리고 출력을 비교하여 하부 사이클을 대체하는 것에 대한 검토를 하였다. 그 결과 현재 개발 단계의 초임계 이산화탄소 사이클의 출력은 증기 터빈 사이클보다 낮지만, 이론적으로 증기 터빈 사이클보다 출력이 더 커질 수 있음을 확인하였다. 만약 초임계 이산화탄소 사이클이 터빈의 등엔트로피 효율을 89%, 압축기의 등엔트로피 효율을 83%, 복열기의 유용도를 0.9의 수준으로 향상 시킨다면 증기 터빈 사이클과 동등한 출력을 낼 수 있다.
