KR0143774B1 - 터빈의 고압단으로부터의 증기 파이프들의 침식 및/또는 부식을 방지하는 장치 및 방법 - Google Patents

터빈의 고압단으로부터의 증기 파이프들의 침식 및/또는 부식을 방지하는 장치 및 방법

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Abstract

발전 및/또는 증기 발생 설비의 저압단 및 열교환기의 가열기에서 발전 및/또는 증기 발생 설비의 포화 증기 터빈의 고압단의 증기 파이프가 침식 및/또는 부식되는 것을 방지 하는 방법 및 장치에 있어서, 고압단의 습증기 출구 및 오프테이크 내에 보유된 물의 대부분을 원심 장치에 의해 분리한다. 원심 장치에 의해 부분 건조된 증기의 제1부분은 과열되거나 또는 최종 건조된 다음 터빈의 저압단 부분으로 공급하고 부분 건조된 증기의 나머지 부분은 가열기로 공급한다. 증기의 제1부분 및 나머지 부분을 원심 장치에 의해 함께 건조 시킨 후 상기 나머지 부분을 원심 장치로 최종 건조한다.

Description

터빈의 고압단으로부터의 증기 파이프들의 침식 및/또는 부식을 방지하는 장치 및 방법
제1도는 선행 기술에 따른 장치를 도시하는 도면.
제2도는 증기 가열기 공급 파이프 상의 보조 원심분리기와 결합되는 장치의 제1 실시예를 도시한 도면.
제3도는 제5도와 관련되어 있는 장치의 원심 분리기의 수직 단면도.
제4도는 제3도의 선 IV-IV에 따른 제3도에 대해 수직인 평면에 따른 단면도.
제5도는 터빈 저압 공급 파이프 상에 설치된 주 고속 분리기 내에서 이미 건조된 증기를 수용하는 가열기 공급 파이프들을 갖는 장치의 적합한 실시예를 도시하는 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1:고압부 2,4,6:오프테이크 파이프
3,5,7:증기 출구 파이프 6A, 7A:보조 고속 분리기
20, 21:메인 파이프 22A, 23A:증기 가열기
38, 30, 32:과열기 29, 31, 33:분리기
34, 36, 38:저압부 40, 41:셀
42, 43:원형립 45:재킷
49:탱크 50, 51:장착부
52, 53:건증기 출구 장착부
본 발명은 발전 및/또는 증기 발생 설비의 저압단 및 가열기에서 발전 및/또는 증기 발생 설비 포화 증기 터빈의 고압단의 증기 파이프의 침식 및/또는 부식을 방지하기 위한 방법에 관한 것으로서, 고압단의 습증기 출구 및 오프테이크(offtakes) 내에 보유된 물의 대부분이 원심 장치에 의해 분리되고, 상기 원심 장치에 의해 부분 건조된 증기의 제1부분은 과열 및/또는 최종적으로 건조된 다음 터빈의 저압단으로 공급되고 부분 건조된 증기의 나머지 부분은 가열기로 공급된다. 본 발명은 또한 상기 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
공지된 바와 같이, 포화 증기 터빈의 고압단의 오프테이크 또는 출구로부터의 증기는 습윤되어 있다(물함량은 약 10 내지 20%임). 상기 증기는 증기 파이프를 통하여 터빈의 저압단으로, 또는 발전 및/또는 증기 발생 설비의 설치된 열교환기의 증기 가열기로, 비교적 고속으로 유동하므로, 운동중의 물 입자들은 파이프들을 비교적 빨리 침식 및/또는 부식시키게 된다.
상기 증기의 수분 함량은 파이프들을 침식 또는 부식이 심하지 않을 정도로 충분히 감소시키기 위한 방법들이 제안되어 왔다. 상기 목적을 위해서, 예컨데, 유럽 특허 명세서 EPA-0002235호, EP-A-0005493호 및 프랑스공화국 특허 명세서 FR-A-2558741호에 기재된 바와 같이, 하류측에서 수분 함량이 적은 측방향 증기가 유동하고 그 주변은 물 또는 수분 함량이 극히 많은 증기가 유동을 하는 동축 관형 부재들을 갖는 고속 원심 분리기를 사용할수 있다.
상기와 같은 방법을 이용하면 하류 파이프로 진입하는 증기의 수분 함량은 1% 미만으로 감소될 수 있다. 저압단의 하류에서, 증기는 고온 고압의 습증기가 통과하는 관다발을 가진 관형 열교환기를 구비한 과열기 및/또는 평행 주름판 다발을 가진 분리기에 의해 증기 터빈의 저압단으로의 입구측에서 보다 완전하게 과열 및/또는 건조되며, 분리기-과열기는 예컨데, 유럽 특허 EP-A-0010261호에 기재된 종류와 같이 수직이거나, 유럽 특허 EP-A-0005225호에 기재된 종류와 같이 수평으로 되어 있다.
제1도는 상기 형식의 보호 장치의 개략도이다.
증기 팽창 터빈의 고압부(1)은 그 저압부(34, 36, 38)들과 동일축(1A)상에 있다. 고압부(1)은 메인 파이프(20, 21)에 의해 저압부에 연결되도록 되어 있는 두 열의 습증기 출구(2, 4 및 3, 5)들로 구성된다. 오프테이크(6, 7)은 예컨대, 발전 및/또는 증기 발생 설비에 공급된 물을 가열하기 위해 발전 및/또는 증기 발생 설비의 열교환기의 각각의 가열기 (22A, 23A)에 증기를 공급하도록 제공되어 있다. 오프테이크 파이프는 각각 고속 원심 분리기 (8, 10, 12 및 9, 11, 13)와 결합된다.
고속 원심 분리기의 하류에서, 파이프(14, 16 및 15, 17) 저압단으로의 메인 파이프(20, 21)내로 증기를 방출시킨다. 파이프(18, 19)는 상술한 가열기(22A, 23A)로 증기를 공급한다.
메인 파이프(20, 21)은 터빈의 3개의 저압부로 증기를 공급한다. 상기 파이프는 분리기-과열기(28, 30, 32 및 29, 31, 33)에 연결되는 파이프(22, 24, 26 및 23, 25, 27)로 분할된다. 그 후, 과열 및/또는 건조된 각종 흐름이 저압부(34, 36, 38)내로 방출된다.
상기 장치는 저압 팽창부 및 가열기의 공급 파이프의 침식 및/또는 부식을 상당히 방지할 수는 있으나 각각의 증기 파이프상에 별도로 고속 분리기의 설치를 필요로 한다. 따라서, 필요한 설비는 복잡하고 비용이 증가된다.
본 발명의 목적은 터빈의 고압단으로부터의 출구 및 오프테이크 파이프와 발전 및/또는 증기 발생 설비의 저압단에 또는 열교환기의 가열기에 연결되는 파이프가 침식 및 또는 부식되는 것을 방지하면서 구조도 간단하고 고압단으로부터 나온 증기를 건조시키는 효과도 동등한 저렴한 설비를 요하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 태양에 따르면, 본 발명은 발전 및/또는 증기 발생 설비의 저압단 및 열교환기의 가열기에서 발전 및/또는 증기 발생 설비의 포화 증기 터빈의 고압단의 증기 파이프가 침식 및/또는 부식되는 것을 방지하는 방법으로서 고압단의 습증기 출구 및 오프테이크 내에 보유된 물의 대부분이 원심 장치에 의해 분리되고, 상기 원심 장치에 의해 부분 건조된 증기의 제1부분은 과열되거나 또는 최종 건조된 다음 터빈의 저압단 부분으로 공급되고 부분 건조된 증기의 나머지 부분은 가열기로 공급되며, 증기의 제1부분 및 나머지 부분을 원심 자이에 의해 함께 건조시킨 후 상기 나머지 부분을 원심 장치로 최종 건조시킨다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 가열기로 보내지는 증기의 나머지 부부은 터빈의 고압단으로부터의 모든 습증기를 처리하는 원심 분리 장치의 증기 오프테이크 출구들로부터 나온 후에 원심 장치에 의해 최종 건조된다. 다른 보다 적합한 실시예에서, 가열기로 보내지는 증기의 나머지 부분은 최종 건조된 후 터빈의 고압단으로부터의 모든 증기를 처리하는 원심 분리 장치의 습증기 오프테이크 출구들로부터 나오게 된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 본 발명은 발전 및/또는 증기 발생 설비의 저압단 부분 및 열교환기의 가열기에서 발전 및/또는 증기 발생 설비의 포화 증기 터빈의 고압단의 증기 파이프가 침식 및/또는 부식되는 것을 방지하는 장치로서, 상기 장치는 고압단의 오프테이크 및 습증기 출구 내에 보유된 물의 대부분을 분리시키는 원심 분리 장치와, 원심 분리 장치 내의 부분 건조된 증기를 가열기로 운반하는 파이프와, 분리 장치 내의 건증기를 터빈의 저압단으로 운반하는 공통 파이프, 및 공통 파이프로부터 저압단으로 증기를 공급하는 파이프상의 과열기 및/또는 분리기로 구성되며, 증기를 저압단으로 통과시키는 상기 원심 분리 장치는 적어도 2개의 증기 오프테이크 파이프군으로 분할되고, 증기를 가열기로 통과시키도록 배기부에 연결되며, 건증기를 가열기로 운반하는 파이프는 원심 분리 장치의 출구에 연결되어 있다.
일 실시예에서는 증기를 가열기로 운반하는 파이프가 원심 분리 장치의 습증기 오프테이크 출구에 연결되어 있고, 또 보조 원심 분리 장치가 제공되어 있다.
다른 적합한 실시예에서는 증기를 가열기로 운반하는 파이프가 원심 분리 장치의 건증기 오프테이크 출구에 연결되어 있고 별도의 보조 원심 분리 장치를 포함하지 않는다. 따라서 증기 건조 설비는 보다 소형화 할 수 있다.
이하 첨부 도면 제2도 내지 제5도를 참조로 하여 본 발명을 상술한다.
제2도에서, 고속 원심 분리기(40, 41)들은 오프테이크 및 증기 출구 파이프(2, 4, 6 및 3, 5, 7)들과 대응하는 터빈의 고압부(1)로부터의 배기부들을 각각 수용한다. 습증기는 상기 분리기 측으로부터 나오고 습기 분리는 침식-부식 제거를 돕는다라는 기사 뉴클리어 엔지니어링 인터내셔널(Nuclear Engineering International) 1988년 3월 페이지 43 내지 44에 기재된 바와 같이 파이프(6, 7)들에 의해 보조 고속 분리기(68, 78)로 공급하여 건조시킨 다음, 파이프(18, 19)들에 의해 상기 분리기로부터 증기 가열기(22A, 23A)로 보내진다.
제1도에 도시된 장치에서와 같이, 분리기 (40, 41)내에서 건조된 증기는 메인 파이프(20, 21)들에 의해 과열기 및 분리기(28, 30, 32 및 29, 31, 33)으로 공급되고 다음에, 터빈의 저압부(34, 36, 38)로 공급된다.
제3도 및 제4도에서 터빈의 고압단으로부터의 습증기 Qp + Qs 는 자체의 상부 모선(generatrix)상의 장착부(50, 51)을 통해 수평으로 된 원통형 탱크(49) 내에 보유된 물 분리 단계를 거친다. 장착부와 동일한 축이면서 탱크의 하부 모선상에는 건증기 출구 장착부(52, 53)가 배치되어 있다.
탱크 내측의 장착부(50, 52 및 51, 53)들의 공통축상에는 2개의 회로로부터 건조되는 증기 유동을 처리하는 두 군의 원통형 원심 분리 셀(40, 41)이 배치되어 있다.
상기 셀을 효과적으로 조작시키기 위해서, 특정량의 습증기 Qs를 셀(40, 41)의 튜브의 원형 립(42, 43)의 수준에서 셀 (40, 41)내에서 분리된 물이 취출된다.
셀(40, 41)내에서 분리된 물은 재킷(45) 내측에서 아래로 추방(purge) 오프테이크 파이프(44)(제4도)를 향해 하향 유동한다. 특정량의 습증기 Qs는 동일 재킷(45) 내측에서 위로 보조 원심 분리 셀군의 주위로 상향 유동하며, 메인 분리 셀(41)군에 연결된 군(46)만이 도시되어 있다. 다음에, 습증기는 이 보조 셀군으로 진입한다. 셀(46)내에서 분리된 물은 파이프(47)을 통해 배수된다. 건증기는 파이프(48)을 통해 떠나고 증기 가열기로 공급된다.
분리 셀(40, 41)의 주 군 내의 건증기 Qp는 출구 장착부(52, 53)에 의해 팽창 터밴의 저압부로 공급된다.
제5도에 도시된 장치는 제2도와 유사하므로 동일 요소들에 대해서는 다시 설명하지 않는다. 그러나, 증기 회로(6, 7)을 통해 증기 가열기(22A, 23A)로 공급되는 방출 증기는 제3도 및 제4도에서 도시하고 전술한 바와 마찬가지로 보조 분리기 보다는 분리기(40)내에서 건조된다.
따라서, 상기 장치는 터빈의 고압단으로부터 인도되는 모든 증기 파이프에 대해 단지 두 군의 고속 원심 분리 셀 만으로 구성되므로 더욱 간단해진다.

Claims (6)

  1. 발전 및/또는 증기 발생 설비의 저압단 및 열교환기의 가열기에서 발전 및/또는 증기 발생 설비의 포화 증기 터빈의 고압단의 증기 파이프가 침식 및/또는 부식되는 것을 방지 하는 방법에 있어서, 고압단의 습증기 출구 및 오프테이크 내에 보유된 물의 대부분을 원심 장치에 의해 분리하고, 상기 원심장치에 의해 부분 건조된 증기의 제1부분은 과열되거나 또는 최종 건조된 다음 터빈의 저압단 부분으로 공급하고 부분 건조된 증기의 나머비 부분은 가열기로 공급하고, 증기의 제1부분 및 나머지 부분을 원심 장치에 의해 함께 건조 시킨 후 상기 나머지 부분을 원심 장치로 최종 건조하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열기로 보내기는 증기의 상기 나머지 부분은 상기 터빈의 상기 고압단으로부터의 모든 습증기를 처리하는 원심 분리 장치의 증기 오프테이크 출구로부터 나온 후에 원심 장치에 의해 최종 건조하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가열기로 보내지는 상기 증기의 나머지 부분을최종 건조한 후 상기 터빈의 상기 고압단으로부터의 모든 증기를 처리하는 원심분리 장치의 습증기 오프테이크 출구들로부터 나오게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 발전 및/또는 증기 발생 설비의 저압단 부분 및 열교환기의 가열기에서 발전 및/또는 증기 발생 설비의 포화 증기 터빈의 고압단의 증기 파이프가 침식 및/또는 부식되는 것을 방지 하는 방법에 있어서, 고압단의 습증기 출구 및 오프테이크 내에 보유된 물의 대부분을 분리시키는 원심 분리장치와, 상기 원심 분리장치 내의 부분 건조된 증기를 가열기로 운반하는 파이프와, 분리 장치 내의 건증기를 터빈의 저압단으로 운반하는 공통 파이프, 및 공통 파이프로부터 저압단으로 증기를 공급하는 파이프 상의 과열기 및/또는 분리기로 구성되며, 증기를 저압단으로 통과시키는 상기 원심 분리 장치는 적어도 2개의 증기 오프테이크 파이프군으로 분할 되고, 증기를 가열기로 통과시키도록 배기부에 연결되며, 건증기를 가열기로 운반하는 파이프는 원심 분리 장치의 출구에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 증기를 상기 가열기로 운반하는 상기 파이프(4)가 상기 원심 분리 장치의 습증기 오프테이크 출구에 연결되어 있고, 또 보조 원심 분리 장치가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제4항에 있어서, 증기를 상기 가열기로 운반하는 상기 파이프(4)가 상기 원심 분리 장치의 건증기 오프테이크 출구에 연결되어 있고, 별도의 보조 원심 분리 장치는 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
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