간접 공랭 시스템의 에너지 효율 및 동적 유연성 동시 향상

석탄 화력 발전소의 심층적인 첨두 부하 저감 운전은 열교환 장비가 급변하는 부하를 신속하게 추적하도록 요구합니다. 물 부족 지역에서 중요한 간접 공랭 시스템은 상당한 열 관성을 가지며, 주변 공기로 열을 방출하는 냉각단 시스템의 열 방출 용량은 발전기 부하 및 주변 온도 변화에 느리게 반응합니다. 기존 열교환기 설계는 정격 조건의 열 방출만 고려하여, 공기 측, 물 측 및 열용량 효과를 통합적으로 고려하지 못해 정상 상태 효율과 동적 유연성을 동시에 개선하기 어렵습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 정상 상태 배압(Ps,end)과 동적 회복 시간(Δt)을 통합 최적화 목표로 하는 열교환기 설계 프레임워크를 제안합니다. 전산 유체 역학에서 얻은 공기 측 상관관계는 터빈 비설계 경계 조건에 의해 구동되는 냉각단 동적 모델에 통합됩니다. 예측 오차가 0.33% 미만인 신경망 대리 모델은 유전 알고리즘 탐색 속도를 높이며, Shapley 값 분석을 통해 설계 매개변수를 해석합니다. 2 × 350 MW 발전기에 대해 최적화된 구조는 Ps,end를 8.25 kPa에서 7.55 kPa로, Δt를 765.85초에서 655.05초로 단축하지만, 순환 펌프 동력 증가를 필요로 합니다. 참조 경제 가정을 적용하면, 석탄 비용 절감액(약 528 CNY/h)이 추가 펌프 동력 비용(약 1867 CNY/h)을 상쇄하지 못하여 순 경제 효과는 약 -1339 CNY/h로 나타났습니다. 따라서 이 성능 지향적 구조는 최저 비용 설계는 아닙니다. 본 연구는 공랭 시스템에서 효율성과 유연성을 조화시키는 구조적 방안을 제시하며, 높은 재생 에너지 보급률 하에서 첨두 부하 저감 역할을 지원하는 데 기여합니다.