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가스 터빈 개요 XV | H급 중형 가스 터빈: 두산 DGT6-300H.S1/S2 (한국)

1896년에 설립된 두산그룹은 128년의 역사를 자랑하는 한국 최대 규모의 재벌 기업 중 하나이자 빠르게 성장하는 기업입니다. 두산그룹의 전통 산업은 에너지, 중공업, 건설기계, 해수담수화장비 등을 포함하며, 신흥 산업으로는 수소연료전지, 협동 로봇, 정밀 전자제품 제조 등을 꼽을 수 있습니다. 두산그룹은 전 세계 38개국에 공장과 자회사를 보유하고 있으며, 연간 매출액은 180억 달러를 넘어섭니다.

두산그룹 본사 - 분당 두산빌딩

두산에너지( 주 )는 1962년에 설립된 중공업 회사로, 이전에는 두산중공업으로 알려졌습니다. 본사는 대한민국 남부 창원에 위치하고 있으며, 원자력 발전소, 화력 발전소, 풍력 발전소, 가스 터빈의 제조 및 건설 사업을 영위하고 있습니다. 두산에너지는 한국의 여러 대형 석탄화력발전소 건설 사업에 참여해 왔습니다. 1990년대에 가스 터빈 연구 개발에 착수하여 2005년에는 5MW급 가스 터빈을 자체 개발하며 기술력을 입증했습니다. 2022년에는 새로운 회사명인 "두산에너지"로 사명을 변경했습니다. "에너지(Enerbility)"는 "에너지(Energy)"와 "지속가능성(Sustainability)"을 결합한 단어입니다. 또한 "가능하게 하다(Enable)"라는 의미를 내포하고 있어, 에너지와 지속가능성을 조화롭게 발전시켜 나가는 능력을 나타냅니다. 따라서 "두산에너지"는 "두산행능(斗山恒能)"으로 번역하는 것이 더 정확합니다. 새로운 회사명은 두산의 사업에 내재된 핵심 가치를 반영하는 동시에 두산에너지빌리티가 개발한 에너지 기술을 통해 사람들의 삶을 풍요롭게 하고 지구를 더욱 깨끗하게 만들겠다는 두산의 의지를 전달합니다.

두산중공업의 핵심 생산 기지는 대한민국 경상남도 창원에 위치해 있으며, 가스 터빈 및 중장비와 같은 첨단 장비의 연구 개발 및 제조 허브 역할을 합니다.

DGT6-300H.S1은 한국 최초의 국산 H급 가스 터빈으로, 2013년에 처음부터 자체 개발하여 2022년 4월에 완성되었습니다. 미국, 독일, 일본, 이탈리아에 이어 두산에너지는 세계에서 다섯 번째로 대형 가스 터빈을 독자적으로 개발할 수 있는 기업이 되었습니다.


DGT6-300H.S1 가스 터빈

두산헝넝의 주요 가스 터빈 제품

DGT6-300H.S2는 두산에너지가 DGT6-300H.S1을 기반으로 개발한 H+급 고성능 가스 터빈입니다. 고출력, 고효율, 유연한 운전 기능을 갖춘 한국 가스 터빈 기술의 정점을 보여주는 이 터빈은 국내외 전력 시장에서 상당한 성과를 거두었습니다.


DGT6-300H.S2 가스 터빈두산 가스 터빈 개발 역사

두산횡능 개발연혁

2013년: 두산중공업은 한국 정부의 자금 지원을 받아 270MW급 고출력 가스 터빈(DGT6-300H.S1형) 개발에 착수했다.



DGT6-300H 로터

2017년: 두산중공업은 미국의 ACT 독립 터보 서비스(현 두산 터보 기계 서비스)를 인수하여 상당량의 미국산 가스 터빈 기술에 접근하고 대형 가스 터빈의 국산화 과정을 가속화했습니다.

ATC 소개

1994년에 설립되어 텍사스주 휴스턴에 본사를 둔 ACT는 원래 Advanced Combustion Technology라는 이름으로 사업을 시작했습니다. 종합 터빈 수리 서비스 제공업체인 ACT는 발전 및 산업 분야의 핵심 터빈 부품을 포함한 대형 프레임 터빈에 주력하고 있습니다. 구체적인 서비스로는 터빈 부품 및 로터 검사 및 수리, 특수 코팅 처리, 현장 서비스 등이 있으며, 세척, 진공 열처리, 맞춤형 가공, 시험, 금속 분석과 같은 전문 서비스도 제공합니다. 또한, 중요한 터빈 부품의 수명을 연장하는 엔지니어링 솔루션을 개발하여 고객의 요구에 부응하는 터빈 장비의 장기적이고 안정적인 운영을 지원합니다. ACT의 핵심 서비스는 연소실, 터빈, 로터와 같은 가스 터빈 부품을 포괄합니다.

이 회사는 2010년 6월 28일 플래트 리버 에쿼티(Platte River Equity)에 인수되었습니다.

2017년 7월 26일, 두산중공업건설그룹은 해당 회사를 인수하고 "두산터보기계서비스"를 설립했습니다. 이번 인수를 통해 두산중공업은 가스터빈 서비스 전문 인력과 장비는 물론, 실적 및 기술 경험까지 확보하여 연간 16GW 규모의 미국 가스터빈 서비스 시장에 진출하게 되었습니다.


두산중공업 전략전무이사인 성재섭(왼쪽)과 플래트 리버의 피터 W. 칼라마리 전무이사가 ACT 인수를 완료하기 위한 계약서에 공동 서명했다.

2019년 9월, 두산중공업은 DGT6-300H.S1의 최종 조립을 완료하고 창원에 위치한 본사 시험센터에서 시험 가동을 실시했습니다.


두산횡릉 가스터빈 로터 워크샵

두산 창원 발전소 가스 터빈 시험 기지

2019년: 11월에 DGT6-300H.S1 시제품 조립에 성공했습니다.

2020년: 7월, DGT6-300H.S1에 대한 1차 검증 테스트가 완료되었습니다.

2022년 4월, 두산에너지는 자사 최초의 국산 H급 가스 터빈인 DGT6-300H.S1의 개발을 완료했습니다.


DGT6-300H 로터

2023년: 3월, DGT6-300H.S1 가스 터빈이 김포 발전소에서 처음으로 점화되었다. 7월 28일에는 DGT6-300H.S1 가스 터빈이 장착된 김포 복합 화력 발전소가 상업 운전을 시작했다. 8월에는 두산중공업이 한국방위산업연구소(ADD)와 ADD가 개발 중인 항공기 엔진용 터빈 블레이드 등 고온 부품 생산 계약을 체결했다.


김포 발전소

2025년: 4월 24일, 두산행능은 HD 현대해양엔진과 가스터빈용 정밀주조 기술 개발에 관한 양해각서(MOU)를 체결하고, 터빈 블레이드 시제품 생산 계약을 체결했다고 발표했습니다. 6월 5일에는 두산이 자체 개발한 380MW급 가스터빈(DGT6-300H.S2)이 최대 부하 성능 시험을 완료하여 63%의 열효율을 달성했습니다. 이는 세계 유수 기업들과 견줄 만한 성능으로, 상용화 가능성을 입증하며 두산의 해외 시장 진출을 위한 핵심 제품으로 자리매김할 것으로 기대됩니다.


2025년 6월 4일, 두산흥능은 창원 본사에 건설한 전용 가스 터빈 시험장에서 380MW급 가스 터빈의 정격 부하 성능 시험 성공을 기념하는 행사를 개최했다.시스템, 구조 및 재료 선택

DGT6-300H.S1/S2 가스 터빈은 13단 축류 압축기, 예혼합 건식 저배출(DLE) 연소기 및 4단 축류 터빈으로 구성됩니다.

공기 압축기

DGT6-300H는 13단 축류 터빈으로, S1 조건에서는 공기압비가 21, S2 조건에서는 24입니다. 첨단 공기역학적 설계를 적용하고 다단계 조절식 가이드 베인을 장착하여 광범위한 주변 온도 및 부하 조건에서 최적의 성능을 발휘합니다. 축 방향 및 원주 방향 도브테일 블레이드 뿌리 설계는 구조적 안정성을 확보하고 유지보수를 용이하게 합니다. 캔틸레버형 고정 블레이드는 조립을 간소화하며, 곡선형 에어포일 설계는 운전 여유를 넓히고 신뢰성을 향상시킵니다.


연소실

최신식 예혼합 건식 저배출(DLE) 연소기를 채택하여 최첨단 저배출 성능과 극히 낮은 부하 감소 운전 기능을 자랑합니다. 액체 연료 및 다양한 저열량 연료를 포함한 폭넓은 연료 적용이 가능합니다. 모든 설계 목표와 연료 적응성은 실규모 연소 시험대 테스트를 통해 검증되었습니다.


화염관 본체는 니켈 기반 초합금 (아마도 하스텔로이 X)으로 제작되었으며, 고온에서의 구조적 강도와 내크리프성을 확보하기 위해 정밀 주조 공법으로 성형되었습니다. 화염관 벽면에는 "필름 냉각 + 내부 공동 냉각" 기술이 적용되었습니다. 벽면에 정밀하게 가공된 냉각 구멍(화염관당 약 350~850개)을 통해 2차 공기가 통과하여 관 벽면에 밀착된 저온 필름을 형성합니다. 동시에 화염관 내부에 냉각 공동을 미리 마련하여 금속 벽면의 온도를 더욱 낮춥니다.


터빈

첨단 4단 터빈 설계를 적용하여 출력과 효율을 극대화했습니다. 설계 과정에서는 정상 상태 전산 유체 역학(CFD)과 시간 정확도가 높은 과도 모델을 사용하여 성능 및 원주 방향 변화를 검증했습니다. 블레이드와 가이드 베인은 최첨단 3D 공기역학 설계를 활용했으며, 첫 번째와 두 번째 단에는 특수 열 차단 코팅을 적용하여 높은 터빈 입구 온도를 견딜 수 있도록 했습니다. 첫 번째 단의 고정 블레이드와 첫 번째 단의 회전 블레이드에는 열 차단 코팅과 필름 냉각 구멍으로 구성된 결합 냉각 시스템을 적용했습니다.


제어 시스템

설계팀은 독립적인 성능을 강화하기 위해 Guardian™ 제어 시스템을 채택했습니다 . 이 업계에서 검증된 유연한 플랫폼은 가스 터빈과 증기 터빈에 전 세계적으로 널리 사용되고 있습니다. 핵심 기능으로는 간단한 이중화 컨트롤러와 손쉬운 통합 및 확장을 위한 고속 이더넷 기반 입출력(I/O) 모듈이 있습니다.


수소 도핑 연소

두산에너지는 기술 개발을 가속화하여 2027년까지 발전용 가스 터빈을 모두 수소 가스 터빈 으로 전환할 계획입니다 . 수소 가스 터빈은 기존 가스 터빈 기술을 기반으로 하면서 탄소 배출량 감축이라는 목표를 동시에 달성할 수 있습니다. 세계 에너지 산업 동향을 고려할 때, 두산에너지의 2027년 수소 가스 터빈 완전 전환 목표 시점은 경쟁사보다 3년 이상 앞선 것으로, 업계 최초로 수소 가스 터빈으로의 완전 전환을 달성하는 기업이 될 것입니다.


두산헝넝 수소연료 연소실 단계별 개발 계획

2020년 5월, 두산중공업은 한국기계연구원(KIMM)과 협력하여 300MW급 수소연료터빈에 적합한 이중연료 연소기를 개발했습니다. 이 연소기는 수소 연료 함량이 50% 이상인 혼합연료를 사용할 수 있습니다.

2020년 9월, 두산중공업은 한국전력공사(KEPCO)를 비롯한 5개 발전회사와 액화천연가스(LNG) 복합화력발전소 사업을 공동 추진하기 위한 양해각서(MOU)를 체결했습니다. 이 5개 발전회사는 한국동남전력, 한국중앙전력(KOMIPO), 한국서전력(KOWEPO), 한국남방전력, 한국동서전력(EWP)입니다.

2021년 6월, 두산중공업은 동서전력, SK가스와 "국내 기술 기반 차세대 친환경 수소 연료 터빈 실증 사업 협약"을 체결했습니다. 이 사업의 목표는 2025년 폐쇄 예정인 동서전력 울산 발전소의 노후 복합화력발전기를 2027년까지 270MW급 순수 수소 연소 터빈으로 전환하는 것입니다. SK가스는 수소 연료 공급 및 기반 시설 구축을 담당하고, 두산중공업은 국내산 수소 연료 혼합 연소 터빈의 연구 개발 및 실증 발전소에 터빈을 공급하는 역할을 맡습니다.

2021년 10월, 두산중공업과 한국남방전력은 국내 개발 기술 기반의 친환경 수소 연료전지 발전소 실증 사업을 추진하기 위한 협약을 체결했습니다. 양사는 2020년부터 5MW급 순수 수소 연소 터빈 개발을 위해 협력해 왔으며, 이번 협약은 후속 연구 사업을 진전시키기 위한 것입니다. 동시에 한국중앙전력은 현대제철, 두산중공업, 현대엔지니어링과 함께 중형 순수 수소 연소 터빈 사업에 대한 다자간 협력 협약을 체결하고, 한국 최초의 중형(80MW급) 순수 수소 연소 터빈 실증 사업에 착수했습니다. 목표는 이 터빈 모델을 적용한 신규 발전소를 충청남도 당진에 건설하여 2027년까지 상용화하는 것입니다.

2021년 11월, 두산중공업과 동남전력은 표준 가스 복합 사이클 시험 플랫폼을 공동으로 건설하고 중소형 수소 연료 터빈 기술을 개발 및 적용하기 위한 계약을 체결했습니다. 두산중공업은 향후 한국 표준 가스 복합 사이클 가스 터빈 실증에 필요한 기술을 개발할 예정이며, 동남전력은 이 기술을 향후 건설될 신규 복합 사이클 화력 발전소에 적용할 계획입니다.

두산흥에너지는 2025년 5월 22일 한국서부전력과 한국형 중형(90MW) 수소가스터빈 개발 및 검증에 협력하고 해외 시장을 공동으로 확대하기 위한 양해각서(MOU)를 체결했다.


두산헝에너지 정연인 부회장(오른쪽)과 한국서부전력 이정복 사장이 계약서에 서명하고 있다.

2027년 이전에 한국 최초의 대규모 수소 연료 전지 터빈 실증 프로젝트가 1.8GW급 울산 복합 화력 발전소에서 시작될 예정이다.

두산 헝넝 가스 터빈 성능

2023년 11월 13일, 한국중부전력은 보령 발전소 본사에서 "보령 신형 복합화력발전소 1호기" 착공식을 개최했다. 이 프로젝트는 두산 흥능 DGT6-300H.S2+ 가스터빈을 설치하며, 총 투자액은 5400억 원이고 2026년 6월 상업 운전 개시를 목표로 하고 있다.바오닝 신규 복합 화력 발전소 1호기

2024년 1월 25일, 두산헝에너지는 한국남방전력(KOSPO)과 안동복합화력발전소 2호기에 공급할 380MW급 DGT6-300H.S2 가스터빈 판매 계약을 체결했다고 발표했습니다. 안동복합화력발전소는 2026년 12월 완공 예정입니다.

2024년 7월, 두산흥에너지는 한국중부전력(고미포)으로부터 전라남도 함만군에 건설될 복합화력발전소에 DGT6-300H.S2 가스터빈, 증기터빈 및 기타 보조장비를 공급하는 5,800억 원 규모의 계약을 수주했습니다. 해당 발전소는 2027년 완공 예정입니다.

2025년 1월 25일, 두산헝에너지는 한국남방전력망공사(KOSPO)와 2,800억 원(약 2억 200만 달러) 규모의 발전소 공급 계약을 체결했습니다. 해당 계약에 따라 두산헝에너지는 DGT6-300H.S2 가스 터빈 1기와 관련 증기 터빈 및 폐열회수발전기(HRSG)를 공급하게 됩니다. 569MW급 용량의 이 발전소는 2026년 12월 경북 안동시에 완공 및 가동될 예정입니다. 가동 후에는 주변 산업체와 주민들에게 안정적인 전력과 난방을 제공할 것입니다.

2025년 3월 13일, 두산흥에너지는 한국전력(KEPCO), 사우디아라비아 국영전력공사(SEC), 그리고 사우디아라비아 최대 민영 발전회사인 ACWA 파워로 구성된 컨소시엄과 사우디아라비아의 "루마 1호기 및 나리야 1호기 복합 가스 발전소" 건설 계약을 체결했습니다. 두산흥에너지는 발전소 건설 전문 기업인 SEPCO-3와 협력하여 설계부터 설비 공급, 설치, 시운전에 이르기까지 전 과정을 EPC(설계, 조달, 건설) 방식으로 진행할 예정이며, 2028년 완공을 목표로 하고 있습니다.


두산헝넝이 건설 계약을 체결한 사우디아라비아의 루마 1호기와 나리야 1호기 천연가스 복합화력발전소 건설 현장.

두산흥에너지는 2025년 3월 28일 한국서방전력과 여수 천연가스 발전소 주요 설비 공급 계약을 3,200억 원에 체결했다. 두산흥에너지는 2028년까지 380MW급 H급 가스터빈, 증기터빈, 폐열순환 보일러(HRSG)를 공급할 예정이다.

2025년 6월 9일, 두산흥에너지는 베트남에서 9천억 원(약 6억 6천4백만 달러) 규모의 발전소 건설 계약을 체결했다고 발표했습니다. 두산흥에너지는 2028년까지 베트남 껀토에 1,155MW급 복합화력발전소를 건설할 예정입니다.

2025년 8월, 두산에너지는 분당발전소에 H급 가스터빈을 설치하는 4,460억 원 규모의 계약을 수주했습니다. 이 사업에는 한국동남전력(KOEN)에 380MW급 H급 초대형 가스터빈과 증기터빈, 그리고 관련 난방 설비를 공급하는 내용이 포함됩니다. 2028년 완공 예정인 이 사업은 발전소의 발전 효율을 크게 향상시키고 환경 성능을 개선할 것으로 기대됩니다.

2025년 10월 13일, 두산에너지는 미국의 유명 기술 기업과 신규 AI 데이터센터의 전력 수요를 충족하기 위한 DGT6-300H.S2 가스 터빈 2기(380MW) 공급 계약을 체결했다고 발표했습니다. 두산에너지는 2026년 말까지 해당 가스 터빈을 납품할 예정입니다.