KR100439080B1 - 폐열 증기 발생기 - Google Patents

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KR100439080B1 KR10-1999-7012558A KR19997012558A KR100439080B1 KR 100439080 B1 KR100439080 B1 KR 100439080B1 KR 19997012558 A KR19997012558 A KR 19997012558A KR 100439080 B1 KR100439080 B1 KR 100439080B1
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Abstract

본 발명은 폐열 증기 발생기에 관한 것이다. 가능한 높은 장치 효율을 얻기 위한 목적으로, 연도 가스(RG)에 의해 구동될 수 있으며 가열될 매체(SW)를 안내하는 다수의 가열면(2, 3, 4)을 갖는, 특히 가스 및 증기 터빈 장치용 폐열 증기 발생기를 임계적 또는 초임계적 압력에서도 작동하기 위해, 매체측으로 연도 가스(RG)에 대해 역류 방향으로 연결된 강제 순환 증발기(3)가 제공되며, 상기 증발기(3) 뒤에는 연도 가스측으로 예열기(2)가 배치되고, 앞에는 과열기(4)가 배치된다.

Description

폐열 증기 발생기 {WASTE HEAT STEAM GENERATOR}
이러한 방식의 폐열 증기 발생기 또는 보일러는 통상적으로, 가스 터빈으로부터 배출되는 팽창된 작동 매체에 포함된 열이 증기 터빈을 위한 증기의 가열에 이용되는 가스 터빈 및 증기 터빈 장치의 일부이다. 열전달은 다수의 가열면에 의해 이루어지며, 상기 가열면은 파이프 또는 파이프 묶음 형태로 폐열 증기 발생기내에 장착된다. 상기 파이프 또는 파이프 묶음은 적어도 하나의 압력단을 포함하는 증기 터빈의 물-증기-순환계에 연결된다. 여기서 각각의 압력단은 통상적으로 가열면으로서 예열기 또는 연료 절약장치(Economizer), 증발기, 과열기를 포함한다. 제 1 압력단 또는 고압력단 및 제 2 압력단 또는 저압력단- 소위 2-압력-프로세스 -과의 연결은 EP 0 410 111 B1에 공지되어 있다.
가스 터빈 배출부에서의 상승하는 배기 가스 온도와 관련한 유닛의 고출력 및 고효율을 지향한 고정 가스 터빈의 지속적인 발전으로 인해, 생증기 파라미터, 즉 생증기 온도 및 생증기 압력이 장치 효율의 지속적인 상승을 위해 맞춰질 필요가 있다. 가스 터빈의 배기 가스 온도의 상승으로 인해, 전체 가스 터빈 및 증기 터빈 프로세스의 상응하는 효율 상승을 위해서는 결과적으로 생증기 파라미터의 상승이 이루어진다.
드럼 보일러로 형성되고 순환 원리에 따라 작동하는 이러한 방식의 폐열 증기 발생기에서는 드럼내의 편향판에서 아직 증발되지 않은 물로부터 증기를 분리함으로써 증발이 종료된다. 이러한 분리는 순환을 필요로 한다. 이러한 순환 및 증기 분리는 물과 증기 사이에 뚜렷한 밀도차를 필요로 하며, 상기 밀도차는 다시 기준 압력(221 bar)으로부터의 뚜렷한 압력차(＞ 50 내지 60 bar)를 전제로 한다. 따라서, 증기 분리는 압력을 상한선으로 제한하여, 드럼 보일러가 160 내지 170 bar의 작동 압력 이내에서 작동할 수 있다. 또한, 높은 증기 압력은 물-증기-분리 드럼의 큰 벽두께를 요구하며, 이것은 스타트 작동 및 부하 변경 작동시에서의 신뢰성 있는 온도 변화 속도를 바람직하지 않게 매우 제한한다.
화석 연료 연소에 의한 연속 흐름 증기 발생기에서의 순환 원리 또는 자연 순환 원리에 대해 대안적인 강제 순환 원리에서는, 연소실벽을 형성하는 상기 연속 흐름 증기 발생기의 증발기 파이프의 가열로 인해, 유체가 증발기 파이프를 통과할 때 상기 유체가 완전히 증발된다. 증발 종료 및 이와 동시에 증기 과열의 시작이 상기 강제 순환 원리에서는 부하에 따라 세팅되고 위치에 따라 고정되지 않는다. 이와 같은 방식의 연속 흐름 증기 발생기에서는, 증기 분리 또는 물 분리의 생략으로 인해 기준 물압력 이상의 생증기 압력이 실현될 수 있다. 이러한 방식의 연속 흐름 증기 발생기는 예를 들어 EP 0 595 009 B1에 공지되어 있다.
소위 컴비네이션 가스 터빈 및 증기 터빈 장치내의 가스 터빈과 관련하여 상기 방식의 연속 흐름 증기 발생기는 그러나, 통상적으로 순수 폐열 증기 발생기로 사용되지는 않는다. 오히려 가스 터빈으로부터 배출되는 산소 함유 배기 가스는 다만 화석 연료로 연소되는 상기 증기 발생기의 연소 장치용 연소 공기로만 사용된다. 이러한 방식의 연속 흐름 증기 발생기에서는 높은 연결 기술적 비용 및 제어 기술적 비용 그리고 소위 물 배출에 의한 높은 스타트 손실이 단점이다. 상기 물 배출 현상은, 증발기에서 증발이 시작되고 증기가 흐름 방향으로 볼 때 아래쪽에 존재하는 물(물방울)을 밀어 배출시킬 때 생긴다. 이에 따른 스타트 손실을 조절하기 위해 제공되는 추가 분리 부재 및 제어 부재는 추가적으로 기술적 비용 및 이에 따른 투자 비용을 상승시키고, 상기 비용은 고증기 압력 및 최고 증기 압력을 의도하는 경우에 크게 증가한다. 순수 폐열 증기 발생기와 비교하여 연소에 의한 연속 흐름 증기 발생기의 추가 단점은, 가열된 매체의 온도 곡선(물/물-증기-라인)이 가열될 매체의 온도 곡선(연도 가스 라인)에 균일하지 않게 매칭되는데 있다.
본 발명은 연도 가스로 가열될 수 있으며 가열될 매체를 안내하는 다수의 가열면을 포함하는, 청구항 제 1항의 전제부에 따른 특히 가스 터빈 및 증기 터빈 장치용 폐열 증기 발생기에 관한 것이다.
도 1은 가열면이 물-증기-순환계에 연결된 연속 흐름 폐열 증기 발생기의 개략적인 단면도이고,
도 2는 도 1에 따른 폐열 증기 발생기의, 2개의 개별 가열면으로 구성된 증발기를 도시한다.
본 발명의 목적은, 유동 기술적으로 안정된 작동시 모든 부하 영역에서, 특히 부분 부하 영역에서 임계적 또는 초임계적 증기 압력이 실현될 수 있는, 특히 가스 터빈 및 증기 터빈 장치용 폐열 증기 발생기를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 제 1항의 특징에 의해 달성된다. 이를 위해, 강제 순환 원리에 따라 작동하는 폐열 증기 발생기가 제공되며, 상기 폐열 증기 발생기의 드럼 없는 증발기가 매체측으로 연도 가스 흐름 방향에 대해 역류 방향으로 연결된다. 증발기의 유입측은 예열기의 배출 콜렉터(collector)와 동일한 유입 배분기를 통해 예열기와 연결된다. 매우 안정적인 증발기 작동을 이루기 위해 상기 증발기의 유입측에는 드로틀 장치가 제공되고, 바람직하게 각각의 개별 증발 파이프의 유입부에 드로틀 밸브가 연결된다. 이것에 의해, 증발기에서의 특히 큰 부하 영역에 걸쳐 상승된 압력 손실이 얻어진다. 이것은 증발기 파이프를 통해 균일한 흐름을 보장한다.또한, 통상적으로 사용된 콜렉터 및 배분기 대신에 증발기 섹션 또는 증발기 부분 사이에 압력 보상 콜렉터가 제공된다. 상기 압력 보상 콜렉터는 전체 증발기를 압력측에서 2개의 섹션으로 나눈다. 왜냐 하면, 상기 증발기 섹션의 단부에서는 각각 압력이 동일하기 때문이다. 이것은 추가 압력 손실을 막으면서 유동의 안정성을 높인다. 이러한 압력 보상 콜렉터는 바람직하게 각각의 증발기 파이프의 보어를 연결하기 위한 상대적으로 얇은 단 하나의 파이프를 포함한다. 이러한 작은 치수의 연결 파이프는 증발기 내부에서의 흐름에 경미한 영향만을 주므로 증발기 내에서 세팅되는 가열될 매체의 2-상 혼합물을 증발기 파이프로 분배하는 측면에 있어서는 문제가 없다.바람직하게, 증발기 뒤에 연도 가스측으로 배치된 예열기 및 예열기 앞에 연도 가스측으로 배치된 과열기가 매체측에서 역류 연결 방식으로 구현된다.
이러한 방식의 연속 흐름 또는 강제 연속 흐름 폐열 증기 발생기는 기준값 이상의 값까지 높은 증기 상태의 실현을 가능하게 하는데, 그 이유는 상기 폐열 증기 발생기의 압력이 제한되지 않기 때문이다. 특히, 벽이 두꺼운 드럼의 사용을 피함으로써 짧은 스타트 시간 또는 높은 부하 변동 속도가 실현될 수 있다. 이것은 다시 매우 우수한 장치 특성에 도움이 된다. 또한, 매우 높은 작동 유동성이 얻어지는데, 그 이유는 한편으로 생증기 온도의 세팅이 다만 매체 유동률에 의해서만 가능하기 때문이고, 다른 한편으로는 적어도 특정 한계내에서 매체 유동률이 가변적으로 세팅될 수 있기 때문이다.더욱이, 독일 특허 출원 공개 명세서 43 03 613호에는, 연도 가스와 반대 흐름 방향으로 연결된 예열기-가열면 및 증발기-가열면 그리고 과열기-가열면을 갖는 강제 연속 흐름 증기 발생기가 공지되어 있다. 그러나 상기 방식의 증기 발생기에서는, 한편으로 가열면이 종래 방식에 따라 배출 콜렉터 및 유입 콜렉터를 통해 서로 연결된다. 다른 한편으로, 증발기는 유입 콜렉터 및 배출 콜렉터의 중간 연결에 의해 분리되도록 형성된다. 상기 증기 발생기에서는, 물배출을 가급적 적게 유지하기 위해서, 증발기의 한 섹션이 스타트 동작 동안 바이패스 라인에 의해서 연결된다. 그러나, 개별 증발기 파이프 사이에서의 온도차를 최소화하는 동시에 증발기 내부에서의 유동 비율을 원하는 대로 안정적으로 유지하는 것은, 상기 연결 방식에 의해서는 달성되지 않는다.
순환 원리의 실현을 위해 증발기의 유입측이 물-증기-분리 드럼의 중간 연결 없이, 즉 거의 직접적으로 예열기의 배출구와 연결된다. 여기에서 매체측으로 연도 가스에 대해 역류 방향으로 증발기를 연결하는 것은 바람직하게 연도 가스 라인과 물/수증기-라인 사이의 균일한 온도차를 유발하여, 전체적으로 상당히 작은 크기의 가열면이 필요하게 된다. 이 외에도, 이러한 역류 연결은 폐열 증기 발생기의 스타트시 매우 작은 물배출의 장점이 있다. 왜냐 하면, 뚜렷하게 증기 기포를 형성하는, 연도 가스측의 고온 면이 증발기의 물측 단부에 위치하기 때문이다. 형성된 증기 기포를 위한 이용 가능한 짧은 경로로 인해 상기 고온면은 적은 양의 물만을 증발기로부터 배출시킨다.
증발기의 열기술적 설계와 관련하여 상기 증발기는 바람직하게 2개의 개별 가열면, 즉 2개의 증발기 부분으로 나누어진다. 이 경우, 매체측 제 1 증발기 부분은 배출 콜렉터를 갖지 않는다. 상기 제 1 증발기 부분 뒤에 연결된 제 2 증발기 부분도 마찬가지로 유입 배분기를 갖지 않는다. 이 경우 2개의 개별 가열면 또는 증발기 부분의 평행 파이프의 수는 동일하다. 이 외에도, 제 1 증발기 부분은 바람직하게 제 2 증발기 부분에 비해 작은 내부 직경을 갖는 파이프로 구성된다. 이러한 증발기 구조에 의해 콜렉터를 생략함으로써 비용 절감이 이루어진다. 압력 손실이 바람직하게 흐름 시작 부분에서 이루어지고 전체 증발기를 따라 흐름 속도가 바람직한 범위내에서 고정되면, 안정적인 흐름이 이루어진다. 이것에 의해, 적은 침식과 함께 연도 가스로부터 증발기를 통과하는 매체로의 매우 우수한 열전달이 이루어진다. 그밖에, 평행 파이프 사이에서 가능한 온도 차이도 물증기측의 균일한 흐름으로 인해 작게 유지된다.
스타트시 배출된 물이 과열기에 도달하는 것을 막기 위해서는, 증발기 뒤에 연결된 스타트 플랜지가 상기 과열기 앞에 연결된다. 여기서, 증발기 및 과열기는 스타트 플랜지의 증기측 헤드 단부와 연결된다. 예열기 및 증발기는 유입측에서 스타트 플랜지의 물측 바닥 연결부와 연결된다. 증발기와 예열기로 이송된 부분 흐름은 제어 유닛에 의해 조절될 수 있다. 따라서, 예열기에 공급된 공급수는 스타트 플랜지로부터 이러한 부분 흐름만큼 보충되거나 적어도 부분적으로 상기 부분 흐름으로 대체될 수 있다. 연속 흐름 폐열 증기 발생기의 작동에 필요치 않는 물이 스타트 플랜지로부터 제어되어 배출될 수도 있다. 이를 위해, 스타트 플랜지의 물측 바닥 단부에 배출 파이프가 제공된다.
스타트 플랜지 및 유입 배분기에 의해 과열기에 제공된 증기는 과열된 증기(메인 증기 흐름)로서 상기 과열기로부터 배출 콜렉터를 통해 배출된다. 여기서, 과열기는 바람직하게 2개의 개별 가열면으로 구성되고, 상기 개별 가열면은 매체측에서 앞뒤로 연결되며 - 연속 흐름 폐열 증기 발생기의 기존의 구성 방식에서는 - 연도 가스측에서 위아래로 배치되어, 2단계의 증기 과열이 이루어진다.
본 발명으로 얻어지는 장점은 특히, 폐열 증기 발생기의 증발기를 강제 순환 증발기로서 역류 방향 연결 방식으로 구성함으로써 넓은 부하 영역에 걸쳐 매우 안정적인 작동이 이루어지는 데 있다. 이와 같은 장점에 의해, 드럼이 없는 증발기는 물측/증기측의 적은 압력 손실과 동시에, 상기 증발기가 모든 작동 상태에서 순환 원리에 따라 부분-절약 장치 및 증발기 그리고 부분-과열기로서 작용하도록 큰 표면으로 설계될 수 있다. 따라서, 예열기 또는 절약 장치-가열면의 배출부에서 각각의 작동점에 있는 공급수가 응고점 이하로 냉각되어서, 절약 장치에서의 완전 증발이 확실히 억제된다. 부분-절약 장치로 작용하는 증발기내에서도 비등 온도까지의 가열이 이루어지기 때문에, 소위 "어프로치 포인트(Approach-Point)는 지속적으로 0이다. 이것으로부터 드럼 보일러와 비교하여 적은 증발 가열면이 산출된다.또한, 중성 화학적 작동 방식도 가능하며, 이것에 의해 화학 약품 소비가 감소된다. 중성 화학적 작동 방식으로 인해 작동시 정화 공정이 필요치 않다. 물-증기-분리 드럼의 사용 및 이 때 필요한 연결 파이프 라인의 사용을 피하고, 보일러 또는 증기 발생기 치수를 감소시킬 수 있음으로써, 현저한 비용 감소가 이루어진다. 가스 터빈 및 증기 터빈 장치 내부에서, 특히 부분 부하가 낮은 가스 터빈의 영역에서도 순환 작동시 안정된 작동 특성이 보장된다.
첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 자세히 살펴보면 하기와 같다.
도시된 수직 구조의 연속 흐름 폐열 증기 발생기(1)는 예를 들어 가스 및 증기 터빈 장치의 일부이며 1차측에 가스 터빈으로부터 배출된 고온 연도 가스(RG)가 흐른다. 냉각된 연도 가스(RG)는 도시되지 않은 굴뚝 방향으로 폐열 증기 발생기(1)를 떠난다. 폐열 증기 발생기(1)는 가열면으로서 예열기 또는 절약 장치(2) 및 증발기(3) 그리고 압력단의 과열기(4)를 포함한다. 도시된 가열면 장치는 바람직하게 연속 흐름 폐열 증기 발생기(1)의 고압부 및 중압부에 사용된다.
예열기(2)의 입력측은 모든 예열기 파이프에 공통적인 유입 배분기(5)를 가지며, 상기 유입 배분기(5)에는 모터 구동 제어 밸브(7)를 갖는 급수 파이프(6)가 연결된다. 배출측에서는 예열기(2) 파이프가 공통 배출 콜렉터(8)에 연결되고, 상기 배출 콜렉터(8)는 동시에 예열기(2) 뒤에 매체측으로 연결된 증발기(3)의 유입 배분기이다. 증발기(3)의 안정된 동작을 보장하기 위해, 상기 증발기(3) 앞에는 드로틀 밸브가 배치된다. 증발기(3)의 각각의 평행 파이프의 유입부에는 드로틀 밸브(9)가 연결되고, 이것에 의해 증발기(3)의 넓은 부하 영역에 걸쳐 상승된 압력 손실이 얻어진다. 증발기(3)의 방향 전환 영역(10)에서 증발기(3)의 개별 평행 파이프의 보어를 연결하기 위해 비교적 얇은 파이프 형태의 압력 보상 콜렉터(11)가 제공된다. 배출측에서는 증발기(3)의 평행 파이프가 배출 콜렉터(13)에 연결되며, 상기 배출 콜렉터(13)는 증기 파이프(14)를 통해 스타트 플랜지(15)에 연결된다. 증기 파이프(14)의 연결부는 스타트 플랜지의 증기측 헤드 단부(15a)에 제공되고, 상기 헤드 단부(15a)에는 추가 증기 파이프(16)가 연결된다. 상기 추가 증기 파이프(16)는 과열기(4)의 유입 배분기(17)에 연결된다. 제 1 부분 가열면 또는 개별 가열면(4a) 및 상기 가열면(4a)의 뒤에 매체측으로 그리고 앞에 연도 가스측으로 배치된 제 2 부분 가열면(4b)으로 구성된 과열기(4)는 배출측에 배출 콜렉터(18)를 가지며, 상기 배출 콜렉터(18)에는 메인 증기 파이프(19)가 연결된다.
스타트 플랜지(15)는 그것의 물측 바닥 단부(15b)에 모터 구동 제어 밸브(21)를 갖는 배출 파이프(20)를 포함한다. 순환 펌프(23)가 연결된 상기 배출 파이프(20)의 분기 파이프(22)는 제어 밸브 또는 드로틀 밸브(24) 및 제 1 부분 흐름 파이프(25)에 연결된 모터 구동 제어 밸브(26)를 통해 급수 파이프(6)로 이어진다. 분기 파이프(22)의 제 2 부분 흐름 파이프(27)는 모터 구동 제어 밸브(28)를 거쳐 유입 배분기 또는 배출 콜렉터(8)로 이어진다. 연속 흐름 폐열 증기 발생기(1)의 예열기(2), 증발기(3) 및 과열기(4)를 포함하는 가열면은 급수 파이프(6) 및 메인 증기 파이프(19)를 통해 도시되지 않은 방식으로 가스 및 증기 터빈 장치의 증기 터빈의 물-증기-순환계에 연결된다.
도 2는 2개의 개별 가열면을 갖는 증발기(3)의 바람직한 실시예를 도시한다. 상기 2개의 가열면은 제 1 증발기 부분(3a) 및 상기 제 1 증발기 부분(3a)의 뒤에 매체측으로 그리고 앞에 연도 가스측으로 배치된 제 2 증발기 부분(3b)에 의해 실현된다. 유입 배분기(8)는 제 1 증발기 부분(3a)의 유입 개구(29)에 연결된다. 2개의 증발기 부분(3a, 3b)은 각각 동일한 개수의 평행 파이프로 구성되며, 상기 평행 파이프 중 각각 하나의 평행 파이프 또는 증발기 파이프(30a, 30b)만이 도시된다. 압력 보상 콜렉터(11)는 제 1 증발기 파이프(30a)에 연결되고, 도면에는 다만 보어(12)만이 도시되어 있다.
2개의 증발기 부분(3a, 3b)은 직접, 즉 배출 콜렉터 또는 유입 배분기의 중간 연결 없이, 서로 연결된다. 이 경우 제 1 증발기 부분(3a)의 평행 파이프(30a)는, 제 2 증발기 부분(3b)의 평행 파이프(30b)의 내경(d2)보다 작은 내경(d1)을 갖는다(d1＜d2). 증발기 부분(3a, 3b)의 개별 평행 파이프(30a, 30b)의 연결은 원추형으로 형성된 각각 하나의 중간 부재에 의해 이루어진다. 상기 중간 부재 또는 연결 부재(31)는 직경 확장을 실현하기 위해 원추형, 바람직하게 원뿔대 형태로 형성된다. 배출측에는 제 2 증발기 부분(3b)의 평행 파이프(30b)가 배출 콜렉터(13)에 연결된다.
연속 흐름 폐열 증기 발생기(1)의 작동시 응축수, 소위 공급수(SW)가 (도시되지 않은) 증기 터빈 뒤에 연결된 (도시되지 않은) 응축기로부터 급수 파이프(6) 및 예열기(2)를 통해 배출 콜렉터 또는 유입 배분기(8) 내부로 유입된다. 이곳으로부터 예열된 공급수(SW)가 드로틀 밸브(9)를 통해 증발기(3)의 제 1 증발기 부분(3a)의 개별 증발기 파이프(30a)로 흐른다. 이 경우, 예열기(2)와 증발기(3) 사이의 연결부는 증발기(3)의 전체 가열면이 매우 작은 경우에는 매우 짧고 단순하다.
드로틀 밸브(9)는 실제로 폐열 증기 발생기(1)의 전체 부하 영역에 걸쳐서 증발기(3) 내부의 높은 압력 손실을 보장한다. 증발기, 즉 증발기 파이프(30a)를 갖는 제 1 증발기 부분(3a) 및 증발기 파이프(30b)를 갖고 상기 제 1 증발기 부분 뒤에 연결된 제 2 증발기 부분(3b)은 매체측 또는 물측에서 연도 가스(RG)의 흐름 방향에 대해 역류 방향으로 흐른다. 이 경우, 예열된 공급수(SW)의 안정적이고 균일한 흐름은 증발기 파이프(30a, 30b)에 의해 이루어지며, 증발기 파이프(30a, 30b)에서는 흐름 매체의 각각의 압력에 상응하는 비등 온도가 세팅된다.
증발기(3)에서 형성된 증기(D)는 증발기(3)의 배출부, 즉 배출 콜렉터(13) 및 상기 배출 콜렉터(13)에 연결된 증기 파이프(14)에서 순환 또는 강제 순환으로 인해 상응하는 유동량으로 각각의 작동점에서 쉽게 과열된다. 따라서, 물방울이 뒤에 연결된 과열기(4)에 도달하지 않는다. 이것에 의해, 허용되지 않는 온도 기울기로 인한 과열기(4)의 가열면 손상이 확실히 억제된다. 증발기(3)의 이러한 설계 및 형성으로 인해 상기 증발기(3)가 유동적인 증발점을 갖는 넓은 부하 영역에 걸쳐 구동될 수 있다. 따라서, 증발기(3)에서 형성되는 증기(D)는 과열기(4)에 직접 제공될 수 있으며, 이 경우 스타트 플랜지(15)는 다만 연속 흐름 폐열 증기 발생기(1)의 스타트시에만 그 기능을 발휘한다.
스타트시 증발기(3)로부터의 물배출이 매우 적기 때문에, 배출되는 물을 수용하기 위해 상대적으로 작은 치수의 스타트 플랜지(15)가 필요하다. 이 경우에는 스타트 플랜지(15)의 상대적으로 작은 벽두께가 실현될 수 있으며, 이것은 상응하게 짧은 스타트 시간 및 부하 변화 시간과 관련된다. 연속 흐름 폐열 증기 발생기(1)의 도시된 수직 구조에서, 증발기 파이프(30a, 30b)가 특히 역류 방향 연결 방식에 의해 매체측 또는 물측에서 상부로부터 하부로 흐름으로써, 매우 적은 물배출이 이루어진다. 따라서, 증발은 제 2 증발기 부분(3b)의 하부 증발기 파이프(30b)에서 이루어지고 제 1 증발기 부분(3a)의 상부 증발기 파이프(30a) 방향으로 갈수록 줄어든다.
스타트시 이미 생성되고 스타트 플랜지(15)에서 분리된 증기(D)가 추가 과열을 위해 과열기(4)를 통과하고, 이곳으로부터 과열된 상태로 메인 증기 또는 생증기(FD)로서 (도시되지 않은) 증기 터빈에 제공되며, 이곳으로부터 응축물로서 물-증기-순환계에 다시 제공되는 동안, 물-증기-순환계에서는 스타트시 스타트 플랜지(15)로부터 배출된 물이 필요에 따라 증발기(3) 및/또는 예열기(2)에 제공된다. 흐름 안정도의 이유로 상기 스타트 물의 대부분은 스타트 플랜지(15)로부터 제 1 부분 흐름 파이프(25)를 통해 예열기(2)로 유입되기 전에 공급수(SW)에 혼합된다. 물-증기-순환계에 필요치 않은 스타트 물은 배출 파이프(20)를 통해 스타트 플랜지(15)로부터 배출된다.
순환 원리에 따라 작동하는 이러한 폐열 증기 발생기(1)로 임계 범위 또는 초임계 범위의 높은 증기 압력이 실현될 수 있다. 이를 위해, 2개의 증발기 부분(3a, 3b), 즉 전체 증발기(3)는 매체측에서 볼 때 흐름 방향 아래쪽으로 관류되는 한편, 연도 가스(RG)는 상승하는 흐름 방향을 갖는다. 연속 흐름 폐열 증기 발생기(1)에 의해, 전체적으로 순환 원리에서의 최소 부하까지 유동 기술적으로 매우 안정된 작동이 이루어진다.

Claims (17)

  1. 연도 가스(RG)에 의해 가열될 수 있고 가열될 매체(SW)를 안내하는 예열기(2), 증발기(3), 과열기(4)를 포함하는 다수의 가열면을 포함하며, 증발기(3) 뒤에 연도 가스측으로 배치된 예열기(2) 및 증발기(3) 앞에 연도 가스측으로 배치된 과열기(4)가 매체측으로 연도 가스(RG)에 대해 역류 방향으로 연결되는, 가스 및 증기 터빈 장치용 폐열 증기 발생기(1)에 있어서,
    매체측으로 연도 가스(RG)에 대해 역류 방향으로 연결된 증발기(3)가 유입측에서 유입 배분기(8)를 통해 예열기(2)와 연결되고, 상기 유입 배분기(8)에 각각의 증발기 파이프(30a)가 드로틀 밸브(9)를 통해 연결되며,
    상기 증발기(3)에 보상 파이프 형태의 압력 보상 콜렉터(11)가 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 압력 보상 콜렉터(11)가 각각의 증발기 파이프(30a)의 보어(12)와 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 압력 보상 콜렉터(11)가 증발기(3)의 방향 전환 영역(10)에 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 증발기(3)는 매체측으로 앞뒤로 연결된 제 1 증발기 부분(3a) 및 제 2 증발기 부분(3b)을 포함하는 다수의 증발기 부분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  5. 제 4항에 있어서, 매체측의 상기 제 1 증발기 부분(3a)은 증발기 파이프(30a)로 구성되며, 상기 증발기 파이프(30a)의 내경(d1)은 그의 뒤에 연결된 제 2 증발기 부분(3b)의 증발기 파이프(30b)의 내경(d2)보다 작은 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 증발기 부분(3a, 3b)의 증발기 파이프(30a, 30b)는 원추형으로 형성된 연결 부재(31)를 통해 직접 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 증발기(3)의 배출부는 스타트 플랜지(15)를 통해 과열기(4)와 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 스타트 플랜지(15)는 물측으로 순환 펌프(23)를 통해 예열기(2)와 연결되며, 상기 순환 펌프(23)의 뒤에는 제어 밸브(26)가 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 스타트 플랜지(15)는 물측으로 순환 펌프(23)를 통해 증발기(3)와 연결되며, 상기 순환 펌프(23) 뒤에는 제어 밸브(28)가 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 순환 펌프(23) 뒤에는 드로틀 밸브(24)가 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 스타트 플랜지(15)에 물측으로 제어 밸브(21)를 갖는 배출 파이프(20)가 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  12. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 예열기(2)의 유입측은 급수 파이프(6)와 연결되며, 상기 급수 파이프(6)에는 제어 밸브(7)가 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  13. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 과열기(4)는 유입 배분기(17) 및 배출 콜렉터(18)를 포함하며, 상기 배출 콜렉터(18)에는 메인 증기 파이프(19)가 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  14. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 과열기(4)는 매체측으로 서로 앞뒤로 연결된 2개의 부분 가열면(4a, 4b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
  15. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 폐열 증기 발생기가 연속 흐름 폐열 증기 발생기로서 사용되는 것을 특징으로 하는 폐열 증기 발생기.
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