동기발전기의 구조 및 원리

전기기사 필기 2019년 3회 43번

Q문제

터빈 발전기의 냉각을 수소냉각방식으로 하는 이유로 틀린 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

풍손이 공기 냉각 시의 양 1/10로 줄어든다.

수소의 밀도는 공기의 약 7% 수준으로 매우 낮기 때문에 회전 시 발생하는 풍손을 공기 냉각 대비 약 1/10로 감소시키는 것은 수소냉각의 주요 장점입니다.

열전도율이 좋고 가스냉각기의 크기가 작아진다.

수소의 열전도율은 공기의 약 7배에 달하며 열전달 계수 또한 매우 커서 냉각 효율이 뛰어나고 냉각 장치를 소형화할 수 있습니다.

절연물의 산화작용이 없으므로 절연열화가 작아서 수명이 길다.

수소는 불활성 기체에 가까워 산화 작용이 일어나지 않으므로 코로나 한계 전압이 높고 절연물의 열화를 방지하여 기기 수명을 연장합니다.

반폐형으로 하기 때문에 이물질의 침입이 없고 소음이 감소한다.

수소냉각방식은 수소의 누설과 폭발 위험을 방지하기 위해 반드시 완전 밀폐 구조인 전폐형(Totally Enclosed)을 채택해야 합니다.

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Step 1: 수소의 폭발 위험성 고려. 수소는 공기와 혼합될 경우 폭발 범위가 매우 넓기 때문에 외부 공기 유입을 차단하고 수소 유출을 막기 위한 완벽한 밀폐가 필수적입니다.

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Step 2: 구조적 특징 분석. 수소냉각방식은 반폐형이 아닌 전폐형 구조를 사용하며, 이 밀폐 구조 덕분에 부수적으로 이물질 침입 방지와 소음 감소 효과를 얻게 됩니다.

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Step 3: 결론 도출. 따라서 선지에서 제시한 '반폐형'이라는 설명은 수소냉각방식의 실제 구조와 일치하지 않는 틀린 설명입니다.

수소냉각방식에서 수소의 순도는 어느 정도로 유지해야 하나요?

수소의 폭발을 방지하기 위해 일반적으로 90% 이상의 높은 순도를 유지하며, 보통 95~98% 수준으로 관리하여 안전성을 확보합니다.

수소냉각방식의 경제적 단점은 무엇인가요?

완전 밀폐를 위한 전폐형 구조와 수소 밀봉 장치, 방폭 설비 등이 필요하여 공기 냉각 방식에 비해 초기 설치 비용이 비싸다는 단점이 있습니다.