수력과는 반대로 화력을 이용한 것이 화력발전이다. 중유, 석탄, 천연가스(LNG) 등이 연료로 사용된다.
수력발전은 무공해(無公害)한 클린 에너지(Clean Energy)인데 비해 화력발전은 배기가스로 인한 공해가 심각한 문제이다. 그럼에도 불구하고 1950년대부터 화력발전소가 급격히 증가하여 오랫동안 주류의 위치에 있던 수력발전을 제치고 현재에는 전력을 지배하고 있다.
그 이유는 수력에 비해 건설비가 싸고 조기완성시킬 수 있기 때문이다. 또 화력발전소는 위치의 선정에도 유리하여 산간벽지에 건설할 필요가 없는 것도 이점의 하나이다. 연료인 중유나 석탄이 배로 운반되기 때문에 바닷가에 건설되는 경우가 많다. 그 때문에 수용가까지의 송전거리가 짧은 것도 큰 이점의 하나이다.
우선 중유나 석탄 등의 연료를 보일러에 넣은 다음, 적당량의 공기와 혼합하여 보일러 내에서 연소시킨다. 보일러 내에서는 관을 통하여 들어온 물이 가열되면 고압증기로 변해 터빈에 보내진다.
터빈은 수력발전소의 수차에 상당하는 것으로, 많은 회전 날개를 가지고 있다. 따라서 보일러에서는 고온, 고압의 증기를 이 회전날개에 불어넣어 터빈을 회전시키는 것이다. 터빈의 회전은 매우 빨라서 수력발전의 수차가 1분간에 125회전에서 750회전인데 비해 화력터빈은 3천회전에서 3천6백 회전을 한다.
터빈을 회전시킨 후의 증기는 복수기 속에서 냉각수에 의해 냉각되어, 재차 물로 돌아가게 된다. 그런 다음 급수펌프에 의해 급수로서 공급되어 과열기에서 가열, 다시 보일러로 보내진다.
여기에서 발전기의 회전자에 대해서 조금 설명해 두고자 한다. 수력발전기의 경우는 회전자의 지름이 크고 폭이 좁은 데 비해, 회전이 빠른 화력발전기는 회전자의 지름이 작고 폭이 길게 되어 있다.
교류발전기의 원리는 뒤에서도 설명하겠지만 실제의 발전기에서는 기전력을 유도하는 전기자 코일을 회전시키는 것이 아니고 고정자 쪽에 설치한다. 그리고 전극(전자석) 쪽을 회전시킨다. 전기자코일은 자력선(磁力線)을 끊어 교류의 기전력을 발생한다. 이 방식의 발전기를 회전계자형(回轉界磁形)이라고 한다.
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