KR100284392B1 - 복합 사이클 플랜트내의 증기터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법 - Google Patents

복합 사이클 플랜트내의 증기터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법 Download PDF

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KR100284392B1
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제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹
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버나드 스나이더
아더엠. 킹
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Abstract

가스 터빈; 증기 터빈; 그리고 과열기 구역과 증발기 구역으로 구성된 열회수 증기 발생기를 포함하며, 증기 터빈으로 부터의 응축물은 가스 터빈으로 부터의 배기 가스에 의해 열 회수 증기 발생기에서 재가열되며 주요 증기 배출부를 경유하여 증기 터빈으로 복귀하는 복합 사이클 발전 장치에서, 상기 증기 터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법으로; a) 가스 터빈의 배기 가스 일부를 대기로 방출시킴과 동시에 가스 터빈의 배기 가스 나머지 일부를 열 회수 증기 발생기로 유입시키는 단계와; b) 열 회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기 배출부를 폐쇄시킨 상태에서, 과열기의 중간 위치로 부터 증기를 추출하며 약 550 내지 1000℉의 온도 미만의 온도에서 추출된 증기를 증기 터빈으로 공급하는 단계와; 그리고 증기 터빈이 시동되고 워밍-업 사이클이 완료된 후, c) 과열기의 중간 위치로 부터 증기의 추출을 종료시키고 열 회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기 배출부를 개방시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법이다.

Description

복합 사이클 플랜트내의 증기터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 사이클 구조의 증기 및 가스 터빈용 보조의 열회수 증기 발생기의 시동 증기 회로도이며,
제2도는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 사이클 구조의 증기 및 가스 터빈용 보조의 열회수 증기 발생기의 시동 증기 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 가스 터빈 12 : 증기 터빈
14 : 열회수 증기 발생기 16 : 보조의 시동 증기 회로
18 : 유입구 22 : 발전기
36 : 증기 복수기 38 : 응축 펌프
42 : 증발기 44 : 증기 드럼
46 : 과열기 58 : 온도 조절 밸브
60 : 압력 조절 밸브 62 : 차단 밸브
66 : 증기 터빈 헤더
본 발명은 복합 사이클 열 에너지 및 동력 장치에 관한 것으로, 특히 발전을 위한 가스 터빈, 증기 터빈, 열회수 증기 발생기 및 이와 연관된 제어기를 복합시킨 장치에 관한 것이다.
본 발명의 양수인에 의해 개발되어 현재 사용중인 복합 사이클 장치의 형태로는 단식 및 복식 샤프트형이 있다. 단식 샤프트형은 가스 터빈, 증기 터빈, 발생기 및 열회수 증기 발생기(HRSG)를 각각 하나씩 포함한다. 가스 터빈과 증기 터빈은 단식 샤프트에 세로로 나란히 단일의 발생기에 연결된다. 반면에, 복식 샤프트형은 하나 이상의 가스 터빈 발생기와 열회수 증기 발생기를 구비할 수 있으며, 상기 열회수 증기 발생기는 공동의 증기 헤더(header)를 통해 증기를 단일의 증기 터빈 발생기로 공급한다. 이러한 두 가지 유형 모두에서, 증기는 응축 증기 터빈으로 이송되도록 하나 이상의 불 발화 열회수 증기 발생기내에서 발생된다.
재가열을 이용하는 재가열 증기 사이클을 위한 종래의 방법은 일반적으로 하나의 증기 터빈을 구비한 증기 시스템을 단일의 열회수 증기 발생기에 배치시키는 것이다. 단일의 가스 터빈/증기 터빈/열회수 증기 발생기 시스템에 있어서, 복수기로부터의 응축물은 열회수 증기 발생기로 직접 펌핑되어 그곳에서 가스 터빈의 배기 가스에 의해 재가열된 다음 증기 터빈으로 복귀된다.
복합 사이클 플랜트에서 저온의 증기 터빈 장치를 시동시키기 위해 통상 가스 터빈이 낮은 부하에 있게 되도록 요구되기 때문에, 증기 터빈으로 향하는 증기의 온도는 저온의 증기 터빈 금속에 상응하는 정도로 낮다. 이렇게 되지 않을 경우, 부품들의 사이클 파괴 피로가 낮으므로 인해 증기 터빈의 수명이 단축되며, 케이싱과 샤프트가 뒤틀리고, 밀봉부와 블레이드가 마모된다. 그러나, 낮은 부하에서 가스 터빈을 운전시킴으로써 가스 터빈에서 발생되는 동력이 저하될 뿐만 아니라 연료 소모가 증가된다. 또한, 가스 터빈의 부하가 감소되지 않을 경우, 고온의 증기를 과열 저감기 스테이션을 통과시켜 적절한 온도로 감소시켜야 한다.
본 발명의 목적은 저온의 증기 터빈 장치가 어떠한 부하에서라도 가스 터빈에 의해 시동시킬 수 있도록 하여 발전된 동력을 일정하고 안정한 수준으로 유지시키는 데 있으며, 또한 증기와 금속간의 온도 구배가 최소화되도록 하여 증기 터빈을 구성하는 부품의 수명을 향상시키는데 있다.
본 발명에 있어서, 가스 터빈의 배기 가스 바이패스 댐퍼(bypass damper)를 사용하는 방법이 개시되어 있으며, 또 다른 실시예로서 이것을 사용하지 않는 방법이 개시되어 있다. 이들 중 어느 경우라도, 본 발명에 따른 방법은 완전한 부하가 걸린 가스 터빈에 연결된 열회수 증기 발생기로 부터의 열로 저온의 증기 터빈 플랜트를 시동시킬 수 있게 해준다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 방법은 어떠한 부하에서 해당하는 가스 터빈과 열회수 증기 발생기를 이용하여, 어떠한 온도에서라도 증기 터빈을 시동시킬 수 있게 해준다.
따라서, 제1실시예에 따르면, 가스 터빈의 배기 가스 바이패스 댐퍼가 사용되며, 가스 터빈으로 부터의 배기 가스 일부는 바이패스 댐퍼에 의해 대기로 방출된다. 나머지의 배기 가스는 열회수 증기 발생기의 다른 쪽 섹션을 통과하여 열회수 증기 발생기의 과열기와 증발기로 공급된 다음 대기로 방출된다. 이 때, 주요 과열기의 배출구 라인은 차단 밸브에 의해 폐쇄된다. 증기는 과열기의 중간 위치로 부터 추출되고 증기 드럼으로 부터의 포화 증기와 혼합된 다음 보조의 시동 증기 회로에 공급된다. 온도 조절 밸브는 드럼 증기와 혼합된 후의 방출 증기의 온도를 제어하며 소망의 과열을 제공한다. 압력 조절 밸브는 적당한 드럼 수분 분리기의 기능에 요구되는 상류 압력을 제어한다.
상기 차단 밸브는 증기를 증기 터빈 헤더로 공급하기 위해 순차적으로 개방되며, 이 시점부터 밀봉 증기는 증기 터빈의 요구 조건과 상응하는 온도에서 밀봉장치에 공급된다. 밀봉이 이루어지고 증기 터빈 복수기가 증기를 유입시킬 준비가 완료된 후, 증기 터빈 유입 밸브는 개방되고 상응하는 온도에서의 증기는 워밍업을 위해 증기 터빈으로 유입이 허용된다. 이와 동시에, 과다한 증기는 바이패스 라인에 의해 복수기로 방출된다. 고온의 증기가 증기 터빈으로 유입이 허용될 수 있도록 증기 터빈의 워밍업이 완료될 때, 보조의 시동 증기 헤드의 차단 밸브는 폐쇄되고 댐퍼는 추가의 배기 가스가 열회수 증기 발생기로 유입되도록 조절되기 때문에 증기 생성을 증가시킨다. 시동이 완료되면 주요 차단 밸브는 완전한 부하가 증기 터빈에 걸리도록 개방된다.
본 발명에 따른 제2실시예에 따르면, 가스 터빈의 배기를 제어하기 위해 바이패스 댐퍼가 사용되지 않으며, 가스 터빈으로 부터의 배기 가스는 열회수 증기 발생기로 직접 향하게 된다. 이 배기 가스는 먼저 열회수 증기 발생기의 과열기와 증발기로 공급된 다음 대기로 방출되기 전에 상기 열회수 증기 발생기의 다른 섹션으로 공급된다. 전술한 절차와 같이, 주요 과열기의 배출구 라인은 차단 밸브에 의해 폐쇄되며 증기 드럼으로 부터의 포화 증기와 함께 과열기의 중간 위치로 부터 추출된 증기는 보조의 시동 증기 회로로 공급된다. 온도 및 압력 조절 밸브는 제1실시예와 마찬가지로 증기가 드럼 증기와 혼합된 후에 방출 증기의 온도 및 압력을 제어한다.
그 다음 차단 밸브는 증기를 증기 터빈 헤더로 공급하기 위해 개방된다. 만약 복수기의 진공이 초기에 설정될 경우, 과다한 증기는 덤프(dump) 밸브를 경유하여 증기 터빈 복수기로 방출된다. 만약 복수기의 진공이 초기에 설정되지 않을 경우, 밀봉 증기는 증기 터빈의 요구 조건에 상응하는 온도에서 증기 헤더로 부터 밀봉 장치로 공급될 것이다. 과다한 증기는 대부분 배기될 것이며, 나머지 일부는 덤프 복수기 등으로 가라않게 된다. 밀봉이 형성되고 증기 복수기가 증기를 유입시킬 준비가 완료된 후, 증기 터빈의 유입구 밸브는 개방되고 증기는 상응하는 온도에서 워밍업을 위해 증기 터빈으로 유입된다. 고온의 증기가 증기 터빈으로 유입될 수 있도록 증기 터빈의 워밍업이 완료되었을 때, 보조의 시동 증기 헤더 차단 밸브는 폐쇄되고, 주요 차단 밸브는 개방되고, 그리고 덤프 밸브는 폐쇄된다. 이때, 증기 터빈 플랜트의 시동이 완료된다.
따라서, 본 발명의 폭넓은 관점에 있어서, 본 발명은 복합 사이클 발전 장치를 제공하게 되는데, 이장치는 가스 터빈, 증기 터빈, 그리고 과열기 섹션과 증발기 섹션이 구비되어 있는 열회수 증기 발생기를 포함하며, 증기 터빈으로 부터의 응축물이 가스 터빈으로 부터의 배출 가스에 의해 열회수 증기 발생기에서 재가열되고 주요 증기 배출구를 경유하여 증기 터빈으로 복귀하게 되도록 구성되며, 보다 구체적으로 말하자면, 증기 터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법은,
a) 가스 터빈의 배출 가스를 열회수 증기 발생기로 통과시키는 단계와,
b) 증발기와 과열기 사이의 소정의 위치에서 열회수 증기 발생기로 부터 증기를 추출시키는 단계와,
c) 상기 추출된 증기와 증기 터빈의 금속 부분 사이의 온도 구배를 최소화시키기 위해 상기 추출된 증기의 온도를 조절하는 단계와,
d) 증기 터빈의 시동을 위해 제어된 온도와 압력에서 상기 추출된 증기를 이용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 관점에 있어서, 본 발명은 복합 사이클 발전 장치를 제공하는 것으로, 이 장치는 가스 터빈, 증기 터빈, 그리고 과열기 섹션과 증발기 섹션이 구비되어 있는 열회수 증기 발생기를 포함하며, 증기 터빈으로 부터의 응축물이 가스 터빈으로 부터의 배출 가스에 의해 열회수 증기 발생기에서 재가열되고 주요 증기 배출구를 경유하여 증기 터빈으로 복귀하게 되도록 구성되며, 증기 터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법은,
a) 가스 터빈의 배출 가스 일부를 대기로 방출시킴과 동시에 가스 터빈의 나머지 배출 가스 일부를 열회수 증기 발생기로 유입시키는 단계와,
b) 열회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기 배출구를 폐쇄시킨 상태에서, 과열기의 중간 위치로 부터 증기를 추출하여 약 550-1000℉의 온도에서 상기 추출된 증기를 증기 터빈으로 공급하는 단계와, 그리고 증기 터빈이 시동되고 워밍업 사이클이 완료된 후,
c) 과열기의 중간 위치로 부터 증기의 추출을 종료시키고 열회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기 배출구를 개방시키는 단계를 포함한다.
또 다른 관점에 있어서, 본 발명은 복합 사이클 발전 장치를 제공하는데, 이 장치는, 가스 터빈, 증기 터빈, 그리고 과열기 섹션과 증발기 섹션이 구비되어 있는 열회수 증기 발생기를 포함하며, 정상적인 작동 중에 증기 터빈으로 부터의 응축물이 가스 터빈으로 부터의 배출 가스에 의해 열회수 증기 발생기에서 재가열되고 주요 증기 배출구를 경유하여 증기 터빈으로 복귀하게 되도록 구성되며, 증기 터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법은,
a) 가스 터빈의 배출 가스를 열회수 증기 발생기로 유입시키는 단계와,
b) 열회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기 배출구를 폐쇄시킨 상태에서, 과열기의 중간 위치로 부터 증기를 추출하여 소정의 온도 또는 정상의 증기 유입 온도에서 추출된 증기를 증기 터빈으로 공급하는 단계와, 그리고 증기 터빈의 시동된 후,
c) 과열기의 중간 위치로 부터 증기의 추출을 종료시키고 열회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기 배출구를 개방시키는 단계를 포함한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 방법의 결과로 얻어지는 장점들은 아래와 같다.
(1) 본 발명은 가스 터빈을 낮은 부하로 구속하지 않고 그리고 증기의 밀봉과 워밍업 증기를 위한 외부 증기 공급원 없이 저온의 증기 터빈을 포함하는 저온의 증기 플랜트를 시동시킬 수 있게 해준다.
(2) 본 발명은 가스 터빈에 어떠한 부하가 걸리거나 어떠한 온도에서라도 증기 플랜트를 시동시킬 수 있게 해준다.
(3) 본 발명은 증기 터빈의 금속 온도에 상응하는 온도에서 열회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기가 그것의 전 범위에 걸쳐 공급될 수 있게 해준다.
(4) 본 발명은 증기 터빈의 금속 온도에 상응하는 온도에서 열회수 증기 발생기로 부터 밀봉 증기가 공급될 수 있게 해준다.
(5) 본 발명은 증기 드럼으로 부터의 포화 증기를 저감시킴으로써 증기의 온도를 제어하기 때문에, 통상적인 물 조절 방법이 사용될 때 증기 터빈에 물 흡입과 같은 위험성을 없앨 수 있게 해준다.
(6) 본 발명의 결과에 따른 증기 조절은 증기 드럼과 과열기에 인접한 곳에서 이루어진다. 이러한 특징은 필요한 파이프의 수를 감소시킬 수 있게 해준다. 긴 파이프를 사용할 경우 수반되는 부속물의 필요, 설치비, 동결 방지, 배수 등의 문제점을 현저히 줄일 수 있게 해준다.
(7) 본 발명은 주요 과열기의 리드(lead)를 밸브 작동에 의해 차단시키기 때문에, 과열기의 상기 섹션을 우회시켜, 유동 및 온도 조절을 위한 보조의 시동 증기 회로내에서 압력 상승이 이루어질 수 있도록 해준다.
(8) 본 발명에 따르면, 증기는 이것이 과잉으로 과열 될 수 있는 과열기의 주요 배출구에서 부터 추출되기 보다는 과열기의 중간 위치로 부터 추출된다.
(9) 본 발명에 따르면, 온도 조절 밸브는 증기 터빈과 상응되는 소망의 온도를 얻기 위해 보조의 시동 증기를 제어한다.
(10) 본 발명에 따르면, 압력 조절 밸브는 증기 드럼내의 압력을 조절하고 드럼 수분 분리기의 적절한 기능에 알맞게 배열된다.
본 발명에 따른 추가의 목적 및 장점들은 아래의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
제1도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 사이클 플랜트의 발전 사이클 회로도는 일반적으로 가스 터빈(10), 증기 터빈(12) 및 열회수 증기 발생기(14)를 포함한다. 보조의 시동 증기 회로는 도면 부호(16)으로 표시되어 있다.
가스 터빈(10)은 유입구(18)를 통해 연료를 도입하는 반면 가스와 공기는 라인(20)을 통해 유입된다. 통상적으로 발전기(22)와 연결되는 가스 터빈은 라인(24)을 통해 가스를 배출시킨다. 배출 가스의 일부는 댐퍼(28)로 조절되는 라인(26)에 의해 대기로 방출되는 반면에 나머지의 배출 가스는 라인(24)을 경유하여 열회수 증기 발생기(14)로 유동한다. 아래에 상세히 설명한 대로, 상기 배출 가스의 열은 증기 터빈(12)에 사용되는 증기를 재가열시키기 위해 사용된다. 냉각된 배출 가스는 라인(30)을 통해 열회수 증기 발생기로 부터 대기로 배출된다.
증기 터빈(12)은 도관(32)을 통해 증기를 도입하며 증기를 라인(34)을 통해 증기 복수기(36)로 배출시킨다. 이 복수기(36)에서 응축된 응축물은 그 다음 응축 펌프(38)와 라인(40)을 경유하여 열회수 증기 발생기로 유입되는데, 여기서 응축물은 열회수 증기 발생기의 증발기(42), 구체적으로 증기 드럼(44)으로 유입된다. 또한, 열회수 증기 발생기는 가스 터빈(10)으로 부터의 배출 가스와 열교환 접촉을 통해 증기를 재가열시키고, 가열된 증기를 도관(48)을 통해 증기 터빈으로 복귀시키는 과열기(46)와 협동한다.
이러한 구조는 종래에 공지된 바 있다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 보조의 시동 증기 회로(16)는 가스 터빈(10)이 소정의 부하에서 운전되고 있는 냉각 상태에서 증기 터빈(12)이 시동되도록 하기 위해 사용된다. 보조의 시동 회로의 구체적인 구조는 냉각 상태에서 증기 터빈(12)을 시동시키는 양호한 방법과 연관지어 이하에 설명될 것이다.
전술한 바와 같이 가스 터빈(10)으로부터의 나온 배출 가스는 열회수 증기 발생기(14)로 진입하게 되는데, 여기서 배출 가스는 열회수 증기 발생기의 과열기(46), 증발기(42), 그 밖의 열회수 증기 발생기 섹션(도시 생략, 예컨대 추가의 증발기들을 포함할 수 있음)을 가로질러 유동하게 되며, 라인(30)에서 대기로 방출된다. 배출 가스의 일부는 열회수 증기 발생기(14)의 상류방향에 위치한 댐퍼(28)에 의해 조절되어 라인(26)을 통해 대기로 방출된다.
시동 중에, 주요 과열기의 배출구 라인(48)은 차단 밸브(50)에 의해 폐쇄된다. 그러나, 증기는 라인(54)에 의해 과열기(46)의 중간 위치((52)로 표시된 위치)로 부터 추출되며(이 때의 온도는 약 1000℉), 보조의 시동 증기 회로(16)로 공급된다. 이와 동시에, 증기 드럼(44)으로 부터의 포화 증기(약 550℉의 온도)는 라인(56)에 의해 보조의 시동 증기 회로(16)로 공급된다. 온도 조절 밸브(58)는 방출하는 증기가 냉각기 드럼 증기와 혼합된 후 그 증기의 온도를 제어하기 위해 사용되는 반면, 압력 조절 밸브(60)는 적당한 드럼 수분 분리기의 기능에 요구되는 상류 압력을 제어한다. 시동 중에, 시동 회로를 통해 공급된 증기의 온도는 통상 550-1000℉ 이며, 터빈의 금속 온도에 따라 좌우된다. 다시 말해서, 밸브(58,60)는 시동 중에 증기와 터빈 금속간의 온도 구배를 최소화시키기 위해 사용될 것이다.
보조의 시동 증기 회로(16)내의 차단 밸브(62)는 과열된 증기를 라인(64)을 통해 증기 터빈 헤더(66)로 공급하기 위해 개방된다. 증기 터빈 헤더(66)로 부터, 과열된 증기의 일부는 증기 터빈(12)의 요구 조건에 상응하는 온도에서 증기 터빈 밀봉 장치(68)로 우회된다. 밀봉이 설정되고, 증기 복수기(36)가 라인(34)을 통해 증기 터빈(12)로 부터 증기를 도입할 준비가 완료된 후, 증기 터빈 유입 밸브(70)는 개방되고 상응하는 온도에서 과열된 증기는 워밍업을 위해 증기 터빈(12)속으로 유입된다. 워밍업 중에, 과다한 증기는 바이패스 라인(72)을 통해 복수기로 방출된다. 증기 터빈의 워밍업이 종료된 후, 그리고 고온의 증기를 증기 터빈으로 유입시킬 수 있을 때, 보조의 시동 증기 헤더의 차단 밸브(62)는 폐쇄되고 댐퍼(28)는 물회수 증기 발생기(14)로 추가의 배출 가스의 유동을 용하기 위해 조절되어 물회수 증기 발생기의 증기 생성을 증가시킨다. 그 다음, 주요 차단 밸브(50)는 증기 터빈에 완전한 부하가 덜리도록 개방된다.
따라서, 전술한 방법은 소정의 부하에서 가스 터빈(10)과 열회수 증기 발생기(14)를 이용하여 어떠한 온도에서도 증기 터빈(12)을 시동시키게 해주기 때문에, 발전된 동력이 일정하고 안정된 수준으로 유지되게끔 허용해주며, 이와 동시에 증기와 그 밖의 저온의 증기 터빈의 금속 부품간의 온도 구배를 최소화시켜 증기 터빈 부품의 수명을 향상시켜 준다.
제2도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예의 회로도가 도시되어 있으며, 이 실시예의 경우 가스 터빈의 배출 가스 바이패스 댐퍼가 사용되지 않는다. 제2실시예의 구성 요소의 도면 부호는, 제1도에 도시된 장치의 구성 요소와 동일한 것에 대해서는 동일한 도면부호 앞에 100을 더하여 표기하였다.
전술한 장치는 단일의 가스 터빈, 열회수 증기 발생기 및 증기 터빈을 구비하는 것으로 설명되었지만, 본 발명의 보조의 시동 증기 회로와 협동할 수 있는 복수개의 가스 터빈, 증기 터빈 및 열회수 증기 발생기들을 구비하는 장치도 동일한 효과를 나타낸다. 복수개의 열회수 증기 발생기들을 사용할 경우, 과열된 증기는 라인(74)을 통해 증기 터빈 헤더(66)의 상류로 유입될 수 있다.
따라서, 가스 터빈(110)으로 부터의 모든 배출 가스는 열회수 증기 발생기(114)로 전송될 것이다. 배출 가스는 과열기(146), 증발기(142), 그리고 그 밖의 물회수 증기 발생기의 섹션(도시 생략)을 지나 유동한 다음 라인(130)을 통해 대기로 방출된다.
시동 중에, 주요 과열기의 배출구 라인(148)은 차단 밸브(150)에 의해 폐쇄되고 증기는 라인(154)에 의해 과열기(146)의 중간 위치((152)로 표시된 부분)로 부터 추출되어 보조의 시동 증기 회로(116)로 공급된다. 이와 동시에, 증기 드럼(144)으로 부터의 포화 증기는 또한 라인(156)에 의해 보조의 시동 증기 회로(116)에 공급된다.
온도 조절 밸브(158)는 방출되는 증기가 드럼 증기와 혼합된 다음의 그 증기 온도를 제어하고, 또 그 증기와 증기 터빈 부품 사이의 온도 구배를 최소화시킬 목적으로 상기 증기의 온도를 제어한다. 압력 조절 밸브(160)는 적당한 드럼 수분 분리기의 기능에 요구되는 상류 압력을 제어한다.
차단 밸브(162)는 증기를 증기 터빈 헤더(166)로 공급하기 위해 개방된다. 만약 복수기의 진공이 초기에 설정될 경우, 과다한 증기는 덤프 밸브(76)에 의해 복수기(136)로 방출된다. 만약 복수기의 진공이 초기에 설정되지 않을 경우, 그 다음 밀봉 증기는 증기 터빈(112)에 상응하는 온도에서 증기 헤더(166)에서 밀봉장치(168)로 공급될 것이다. 과다한 증기는 지점(78)에서 대기로 배기될 것이며, 나머지는 덤프 복수기 등으로 가라않게 된다.
밀봉이 형성되고 복수기(136)가 증기를 유입시킬 준비가 완료된 후, 증기 터빈 유입구 밸브(170)는 개방되고 증기는 상응하는 온도에서 워밍업을 위해 증기 터빈(112)으로 유입된다. 증기 터빈의 워밍업이 완료되고 고온의 증기를 증기 터빈(112)으로 유입시킬 수 있을 때, 보조의 시동 증기 헤더의 차단 밸브(162)는 폐쇄되고 주요 차단 밸브(150)는 개방된다. 이와 동시에 덤프 밸브(76)는 폐쇄된다. 이렇게 함으로써 시동 절차가 완료된다.
비록 본 발명은 양호한 실시예들과 연관지어 설명되었지만 이들에만 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능하다는 것을 의도한다.

Claims (15)

  1. 가스 터빈, 증기 터빈, 그리고 과열기 섹션과 증발기 섹션이 구비되어 있는 열회수 증기 발생기를 포함하며, 증기 터빈으로 부터의 응축물이 가스 터빈으로 부터의 배출 가스에 의해 열회수 증기 발생기에서 재가열되고 주요 증기 배출구를 경유하여 증기 터빈으로 복귀하게 되도록 구성된 복합 사이클 발전 장치에 있어서, 상기 증기 터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법으로서, a) 가스 터빈의 배출 가스를 열회수 증기 발생기로 통과시키는 단계와, b) 증발기와 과열기 사이의 소정의 위치에서 열회수 증기 발생기로 부터 증기를 추출시키는 단계와, c) 상기 추출된 증기와 증기 터빈의 금속 부분 사이의 온도 구배를 최소화시키기 위해 상기 추출된 증기의 온도를 조절하는 단계와, d) 증기 터빈의 시동을 위해 제어된 온도와 압력에서 상기 추출된 증기를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 추출된 증기의 온도는 약 550-1000℉인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단계 a)과 동시에, 가스 터빈의 배출 가스 일부를 대기로 방출시키고, 가스 터빈의 나머지 배출 가스 일부를 열회수 증기 발생기로 유입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 응축된 증기는 증기 터빈 복수기에 의해 열회수 증기 발생기에 공급되며, 그리고 과열기의 중간 위치로 부터 추출된 증기의 일부는 증기 터빈 복수기로 직접 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 응축된 증기는 증기 터빈 복수기에 의해 열회수 증기 발생기에 공급되며, 그리고 과열기의 중간 위치로 부터 추출된 증기의 일부는 증기 터빈으로 증기가 공급되기 전에 예정된 온도에서 증기 터빈의 밀봉 장치로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 가스 터빈, 증기 터빈, 그리고 과열기 섹션과 증발기 섹션이 구비되어 있는 열회수 증기 발생기를 포함하며, 증기 터빈으로 부터의 응축물이 가스 터빈으로 부터의 배출 가스에 의해 열회수 증기 발생기에서 재가열되고 주요 증기 배출구를 경유하여 증기 터빈으로 복귀하게 되도록 구성된 복합 사이클 발전 장치에 있어서, 상기 증기 터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법으로서, a) 가스 터빈의 배출 가스 일부를 대기로 방출시킴과 동시에 가스 터빈의 나머지 배출 가스 일부를 열회수 증기 발생기로 유입시키는 단계와, b) 열회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기 배출구를 폐쇄시킨 상태에서, 과열기의 중간 위치로 부터 증기를 추출하여 약550-1000℉의 온도에서 상기 추출된 증기를 증기 터빈으로 공급하는 단계와, 그리고 증기 터빈이 시동되고 워밍업 사이클이 완료된 후, c) 과열기의 중간 위치로 부터 증기의 추출을 종료시키고 열회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기 배출구를 개방시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 단계 c)와 동시에, 대기로 방출된 가스 터빈의 배출 가스의 일부를 줄임으로써 열회수 증기 발생기 속으로 유입된 가스 터빈의 배출 가스의 일부를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 단계 a)는 열회수 증기 발생기의 상류에 위치한 바이패스 댐퍼를 사용하여 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 응축된 증기는 증기 터빈 복수기에 의해 열회수 증기 발생기에 공급되며, 그리고 과열기의 중간 위치로 부터 추출된 증기의 일부는 증기 터빈 복수기로 직접 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제6항에 있어서, 응축된 증기는 증기 터빈 복수기에 의해 열회수 증기 발생기에 공급되며, 그리고 과열기의 중간 위치로 부터 추출된 증기의 일부는 증기 터빈으로 증기가 공급되기 전에 예정된 온도에서 증기 터빈의 밀봉 장치로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 과열기의 중간 위치로 부터 추출된 증기의 온도는 약 1000℉인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 가스 터빈, 증기 터빈, 그리고 과열기 섹션과 증발기 섹션이 구비되어 있는 열회수 증기 발생기를 포함하며, 정상적인 작동 중에 증기 터빈으로 부터의 응축물이 가스 터빈으로 부터의 배출 가스에 의해 열회수 증기 발생기에서 재가열되고 주요 증기 배출구를 경유하여 증기 터빈으로 복귀하게 되도록 구성된 복합 사이클 발전 장치에 있어서, 상기 증기 터빈의 시동을 효과적으로 실시하는 방법으로서, a) 가스 터빈의 배출 가스를 열회수 증기 발생기로 유입시키는 단계와, b) 열회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기 배출구를 폐쇄시킨 상태에서, 과열기의 중간 위치로 부터 증기를 추출하여 소정의 온도 또는 정상의 증기 유입 온도에서 추출된 증기를 증기 터빈으로 공급하는 단계와, 그리고 증기 터빈의 시동된 후, c) 과열기의 중간 위치로 부터 증기의 추출을 종료시키고 열회수 증기 발생기로 부터의 주요 증기 배출구를 개방시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 응축된 증기는 증기 터빈 복수기에 의해 열회수 증기 발생기에 공급되며, 그리고 과열기의 중간 위치로 부터 추출된 증기의 일부는 증기 터빈 복수기로 직접 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 응축된 증기는 증기 터빈 복수기에 의해 열회수 증기 발생기에 공급되며, 그리고 과열기의 중간 위치로 부터 추출된 증기의 일부는 증기 터빈으로 증기가 공급되기 전에 예정된 온도에서 증기 터빈의 밀봉 장치로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 과열기의 중간 위치로 부터 추출된 증기는 약 1000℉의 온도이며, 그리고 상기 온도는 추출된 증기와 증기 터빈의 금속 부분 사이의 온도 구배를 최소화시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
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