[서울파이낸스 박시형 기자] 두산중공업이 '차세대 열교환기'로 불리는 인쇄회로 기판형 열교환기(PCHE, Printed Circuit Heat Exchanger) 시장 공략에 박차를 가한다.
두산중공업은 핵심 기술인 유로(流路) 설계(Flow Path Design)·공정기술을 확보하고, 대형 PCHE 제작이 가능한 600t급 고온 프레스(Hot Press, 고온 확산 접합로) 설치를 최근 완료했다고 23일 밝혔다.
열교환기는 두 개 이상의 유체(물, 공기, 수소, 질소 등) 사이에서 유체의 냉각 또는 온도를 높이는 목적으로 열을 교환할 수 있도록 고안된 장치다. 쉽게 에어콘 실외기를 떠올릴 수 있다. 유체(에어콘 가스)가 실외기 냉각핀과 연결된 '관'을 지나면서 바깥 찬 공기와 만나 차가워지면 이를 에어콘으로 보내 찬바람을 만들어낸다.
PCHE는 '관' 대신 기판을 화학적 방식으로 음각 가공해 유체가 이동하는 미세한 통로를 만든 뒤 여러층으로 쌓아 고온·고압을 가해 제작하는 업그레이드형 열교환기다.
PCHE는 기존 전열관형 방식 열교환기에 비해 10분의1 이하로 축소 제작이 가능해 90% 이상 열교환 효율을 높일 수 있다. 또 스테인리스, 초합금 등 고급 재질을 사용해 초고온(900℃ 이하), 초고압(1500bar 이하)의 가혹한 운전 환경에도 적용이 가능하다.
특히 컴팩트한 사이즈의 PCHE는 제한된 공간 내 열교환이 가능한 장점이 있어 다양한 분야에서 수요가 확대되고 있다.
예를 들어 수소충전기에서 상온의 기체수소를 자동차에 주입하기 직전 -40도로 냉각해 주입효율을 높이거나, 반대로 LNG 연료 추진 선박에서 -162℃의 극저온 액화 LNG를 45~55℃로 기화하는 용도로 탑재된다.
두산중공업은 국내 수소충전소용 PCHE 시제품을 수주해 기술력을 인정 받았으며, 현재 후속 프로젝트 공급을 준비하고 있다. 또 이번 600t급 고온 프레스 설치를 통해 가스터빈, 국제핵융합실험로(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor)용 대형 PCHE를 수주, 제작하게 됐다.
나기용 두산중공업 부사장은 "발전용 열교환기 설계 역량을 보유한 전문연구인력을 활용해 유로 설계 핵심 기술을 확보했으며, 기존 단조 프레스 운영 경험을 토대로 PCHE 제조 역량을 조기에 갖췄다"며 "앞으로 수소, LNG 선박, 가스터빈, 연료전지 등 다양한 분야에서 사업을 확대해 나가겠다"고 말했다.
PCHE 관련 국내 시장 규모는, 오는 2030년까지 연평균 약 2000억원에 이를 것으로 전망된다.
