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열교환기는 고온과 저온 유체(기체·액체) 사이에서 열에너지를 옮기는 역할을 한다. 각종 플랜트 공정 효율과 온실가스 저감에 영향을 미치는 핵심장치다.
조선·해양플랜트 시장 규모 확대에 따라 열교환기 시장도 커지고 있다. 세계 열교환기 시장은 지난 2003년 32억달러에서 지난해 133억달러로 4배 넘게 성장했다.
정부는 온실가스 감축기술 전략로드맵에서 ‘고효율 열교환 기술 기반 이산화탄소(CO₂) 저감능력 ‘글로벌 톱5’를 목표로 제시했다. 우선 국내 보급을 기반으로 수출전략화 가능 품목을 육성한 후, 기술 고도화·대형화로 미래 세계시장을 이끈다는 계획이다.
열교환기는 여러 종류가 있지만 플랜트 사용조건에 적합하고 부피당 열 전달 면적이 큰 판형(plate)·판형핀(plate fin)·마이크로채널(micro channel) 열교환기 등이 각광을 받고 있다.
정부는 고온용 판형핀 열교환기 기술을 확보해 마이크로 가스터빈용 재열기(일정한 압력까지 팽창한 연소 가스나 증기를 다시 가열하는 장치)를 개발한다는 계획이다. 판형핀 열교환기는 효율이 높고 크기가 작아 항공·자동차 등에 사용된다.
기존 에너지플랜트에 쓰이는 열교환기를 대체할 수 있는 마이크로채널 열교환기도 개발한다. 마이크로채널 열교환기는 낮은 온도에서도 효율·내구성이 높고 소형화가 가능해 액화천연가스 부유식 생산저장하역설비(LNG-FPSO) 등 해양플랜트에 적용할 수 있다.
열교환기 배관 내벽에 붙은 오염물질을 제거해 열전달 효율을 높이고 소모 에너지를 줄이는 열교환기류 세관 시스템(tube cleaning system) 기술도 국산화한다는 목표다.
중장기적으로는 국내 플랜트 설계·구매·시공(EPC) 관련 기관, 한국전력과 발전자회사, 선박업체와 협력으로 고효율 열교환기 실증 실적을 확보하고 해외 시장 동반진출 등을 도모한다는 목표다.
정부는 원자력발전소용 50㎿급 마이크로채널 열교환기를 개발해 수출 경쟁력을 높이고, 1000㎿급 이상 대형발전소 열교환기류 세관 시스템 원천기술도 확보한다.
폐열 회수용 판형 열교환기를 개발하는 한편, 미래 기술인 해양온도차발전용 5㎿급 시범단지를 건설해 상용화 실증 실적을 확보해 시장에 진출한다는 목표다. 해양온도차발전은 바다 표층부와 심해저의 온도차를 이용해 전기를 생산하는 원리를 이용한다.
유선일기자 ysi@etnews.com
