가스터빈 시스템은 주로 압축기, 연소기, 터빈으로 구성되어 있고 이중 연소기(트랜지션피스를 포함)는 제일 고온에 노출되는 부품으로서 크리프 손상과 열피로, 산화에 의한 균열 발생 등으로 인해 수명이 3∼4년 정도로 매우 짧고 고장이 빈번한 실정이다.

현재 연소기의 온도는 1300℃에 이르고 있으나 가스터빈의 고효율화에 따라 연소기의 온도를 1350℃ 이상으로 상승시키려는 추세에 있고, 이에 따라 연소기의 내구성에 대한 요구도 한층 높아지고 있다.

한편, 국내의 가스터빈을 이용한 복합발전은 총 발전량의 27% 정도로 그 비중이 계속 증가하고 있으며 발전설비로는 주로 GE, Alstom, Westinghouse 등 외국의 다양한 모델이 도입되었기 때문에 연소기의 정비 및 교체시 전면 수입에만 의존해야 하는 실정이다.

따라서 국내의 연소기 분야의 현위치를 가늠하기 위하여 1300℃급 가스터빈 연소기 분야의 출원 및 등록현황을 1986년부터 2005년까지 공개된 한국공개특허, 일본공개특허, 유럽공개특허 및 1987년부터 2006년까지의 미국등록특허 1273건을 기준으로 분석하면 표 1과 같다.<표1 참조>

전 세계적으로 1986년부터 2006년까지의 가스터빈 연소기 관련 특허출원 및 등록건수는 꾸준한 증가 추세를 보이고 있으며 2000년대에 들어 증가세가 더 높아지고 있다.

전체 특허건수인 1273건 중 국내 출원인의 한국 특허비율은 0.8%(10건)이며 외국에 출원(등록)한 특허는 전무한 실정이다. 미국 출원인은 전체 특허에서의 68.9%(877건)로 1위를 차지하며 이는 미국이 가스터빈 연소기 분야의 선두주자임을 입증하는 것이다.

기술별로 보면 Superalloy 분야가 144건으로 11.3%, 연소기 라이너와 트랜지션피스 분야가 627건으로 49.3%, TBC/코팅 재료 및 TBC/코팅 방법 분야가 502건으로 39.4%를 차지하며, 이 중 연소기 라이너 기술이 538건으로 42.3%, TBC/코팅 분야의 재료기술이 334건으로 26.2%로 가장 높은 점유율을 보였다. 또한, Superalloy 분야의 Co계 기술이 11건으로 0.9%, 트랜지션피스 관련 기술이 89건으로 7%로 타분야 기술에 비해 상대적으로 특허출원이 적은 것으로 나타났다.

상기 특허동향 분석으로부터 알 수 있듯이 국내의 연소기 분야의 연구개발은 진행하고 있으나 아직까지 미미한 수준인 것으로 나타났으며 향후 세계적인 경쟁력을 갖추기 위해서는 연소기의 구조설계, 소재개발 및 열차폐 등에 대한 전방위적인 연구가 이루어져야 할 것으로 전망된다.

                                                     2007. 7. 9

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