발전시설 등에 필요한 가스터빈 시설에 대한 연구와 특허 출원이 극히 저조한 것으로 나타나 대책마련이 시급하다.

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.

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.

특허청 조사 결과, 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.

반면, 미국 출원인은 전체 특허에서의 68.9%(877건)로 1위를 차지하며 이는 미국이 가스터빈 연소기 분야의 선두주자임을 입증하는 셈이다.

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.

이처럼 국내의 연소기 분야의 연구개발은 진행하고 있으나 아직까지 미미한 수준인 것으로 나타났다.

향후 세계적인 경쟁력을 갖추기 위해서는 연소기의 구조설계, 소재개발 및 열차폐 등에 대한 전방위적인 연구가 이뤄져야 할 것으로 보인다.

/대전=장중식기자 5004ace@