• 최종편집 : 2021.1.22 금 16:06
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두산중공업, 차세대 열교환기(PCHE) 시장 본격 진출설계·공정기술 개발 및 600t급 고온 프레스 설치 완료해 대형 PCHE 본격 제작
수소충전소, 가스터빈, 국제핵융합실험로 용 PCHE 수주

두산중공업이 ‘차세대 열교환기’로 불리는 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger, 인쇄회로 기판형 열교환기) 시장 공략에 박차를 가하고 있다.

두산중공업은 핵심 기술인 유로 설계(Flow Path Design) 및 공정기술을 확보하는 한편, 대형 PCHE 제작이 가능한 600t급 고온 프레스(Hot Press, 고온 확산 접합로) 설치를 최근 완료했다고 23일 밝혔다.

열교환기는 두 개 이상의 유체(물, 공기, 수소, 질소 등) 사이에서 유체의 냉각 또는 온도를 높이는 목적으로 열을 교환할 수 있도록 고안된 장치이다. PCHE는, 화학적 방식으로 미세한 유체 이동로를 기판에 부식·가공하고 여러 층으로 적층한 후 고온,고압을 가해 제작된 업그레이드형 열교환기이다.

PCHE는 기존 전열관형 방식 열교환기에 비해 1/10 이하로 축소 제작이 가능해 90% 이상 열교환 효율을 높일 수 있다. 또한 스테인리스, 초합금 등 고급 재질을 사용해 초고온(900℃ 이하), 초고압(1500bar 이하)의 가혹한 운전 환경에도 적용이 가능하다. 특히 컴팩트한 사이즈의 PCHE는 제한된 공간 내 열교환이 가능한 장점이 있어 다양한 분야에서 수요가 확대되고 있다.

수소충전소용 : 700bar로 가압된 상온 기체 수소를 자동차에 주입 직전 열교환에 사용하며 -40℃로 냉각하여 주입 효율을 높이는 용도임
 

두산중공업은 국내 수소충전소용 PCHE 시제품을 수주해 기술력을 인정 받았으며, 현재 후속 프로젝트 공급을 준비하고 있다. 또한 이번 600t급 고온 프레스 설치를 통해 가스터빈, 국제핵융합실험로(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor)용 대형 PCHE를 수주, 제작하게 됐다.

LNG 선박용 :FGSS(Fuel Gas Supply System) 기화기 : LNG 연료 추진 선박에서 -162℃의 극저온 액화 LNG를 45~55℃로 기화하는 용도로 선박 엔진 연료 공급에 사용

BOG(Boil-off Gas) 재액화기 : LNG 운반선 탱크에서 자연적으로 기화하는 천연가스를 재액화하여 탱크에 재주입

FSRU(Floating Storage Re-gasification Unit) 재기화기 : LNG 부유식 저장/재기화 설비로 액화천연가스를 기화하여 육상으로 가스를 공급하는데 사용

가스터빈 : 터빈 냉각 후 과열된 공기를 HRSG(폐열회수보일러)에서 발생된 냉각수를 활용해 냉각함으로써 터빈의 성능을 높이기 위해 흡입구에 설치

연료전지 : 연료(천연가스) 및 공기를 냉각하거나, 가열하는 용도로 사용되며 연료전지 제품에 따라 4~5대 가량 소요됨. 따라서, 수많은 부품을 좁은 공간에 배치해야 하는 연료전지 제품 특성상, 열교환기 소형화에 PCHE가 효율적임

두산중공업 나기용 부사장은 “발전용 열교환기 설계 역량을 보유한 전문연구인력을 활용해 유로 설계 핵심 기술을 확보했으며, 기존 단조 프레스 운영 경험을 토대로 PCHE 제조 역량을 조기에 갖췄다”며 “앞으로 수소, LNG 선박, 가스터빈, 연료전지 등 다양한 분야에서 사업을 확대해 나가겠다”고 밝혔다.

PCHE 관련 국내 시장 규모는, 오는 2030년까지 연평균 약 2천억원에 이를 것으로 전망된다.

남형권기자는...
한양대 신문방송과에서 언론학을 전공하고 에너지경제신문, 한국에너지신문, 전기신문, 산경에너지 등에서 25년의 기자생활을 했다.
2017년 6월부터 에너지타임뉴스 발행인 겸 편집국장을 맡고있다.

남형권 기자  cabinnam@enertopianews.co.kr

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