KR100650249B1 - Method for determining the design conditions of heater and deaerator in a thermoelectric power plant - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for determining feedwater heater and degasser design conditions in a thermal power plant.

본 발명은 설계조건결정모드로 전환되면, 설계조건을 결정하고자 하는 화력 발전소 내 구성요소를 선택하여 각 구성요소별로 압력 및 엔탈피를 입력받는 단계와; 상기 설계특성에 따라, 압력 및 엔탈피를 이용하여 상기 선택된 구성요소의 설계압력 및 설계온도를 결정하여 출력하는 단계를 포함하는 방법을 구비하여 구성된다. The present invention comprises the steps of receiving a pressure and enthalpy for each component by selecting the components in the thermal power plant to determine the design conditions, when switching to the design condition determination mode; And determining and outputting a design pressure and a design temperature of the selected component using pressure and enthalpy, in accordance with the design characteristics.

따라서, 본 발명은 화력 발전소에서 급수가열기 및 탈기기의 설계 조건을 결정하는 경우, 해당 화력 발전소의 열평형도를 기초로 입력되는 발전소 구성요소의 압력 및 엔탈피만으로 해당 구성요소의 최적 설계를 위한 압력 및 온도를 자동으로 결정함으로써, 간단한 데이터 입력만으로 최적 설계를 위한 구성요소의 설계압력, 설계온도 등의 설계조건을 획득하여 해당 구성요소의 전체적인 설계시간을 단축하고, 동일한 구조나 재료로 이루어지는 급수가열기 및 탈기기에 대하여 시스템 관리자 혹은 설계자가 변경되더라도 항상 일정한 설계조건이 결정되어 양질의 화력 발전소를 설계하는 효과가 있다.Therefore, the present invention, when determining the design conditions of the feed water heater and deaerator in a thermal power plant, only the pressure and enthalpy of the power plant components input based on the thermal balance of the thermal power plant for the optimal design of the component By automatically determining the pressure and temperature, it is possible to obtain design conditions such as design pressure and design temperature of a component for optimal design by simple data input, and to shorten the overall design time of the corresponding component, and supply water made of the same structure or material. Even if the system manager or designer changes for the heater and the deaerator, constant design conditions are always determined, which has the effect of designing a high quality thermal power plant.

Description

화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법{METHOD FOR DETERMINING THE DESIGN CONDITIONS OF HEATER AND DEAERATOR IN A THERMOELECTRIC POWER PLANT} METHODS FOR DETERMINING THE DESIGN CONDITIONS OF HEATER AND DEAERATOR IN A THERMOELECTRIC POWER PLANT}             

도1은 본 발명 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법을 적용하기 위한 시스템의 구성을 보인 블록도.Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a system for applying the method for determining the feed water heater and deaerator design conditions in the thermal power plant of the present invention.

도2는 본 발명 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법의 동작과정을 보인 순서도.Figure 2 is a flow chart showing the operation of the water heater and deaerator design conditions determination method in the thermal power plant of the present invention.

도3은 본 발명 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법에서, 저압 급수가열기의 설계조건을 결정하는 과정을 보인 순서도.Figure 3 is a flow chart showing the process of determining the design conditions of the low-pressure water heater in the feed water heater and deaerator design condition determination method in the thermal power plant of the present invention.

도4는 본 발명 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법에서, 고압 급수가열기의 설계조건을 결정하는 과정을 보인 순서도. Figure 4 is a flow chart showing the process of determining the design conditions of the high-pressure water heater in the feed water heater and deaerator design condition determination method in the thermal power plant of the present invention.

도5는 본 발명 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법에서, 탈기기 및 탱크의 설계조건을 결정하는 과정을 보인 순서도.Figure 5 is a flow chart showing a process of determining the design conditions of the deaerator and tank in the method of determining the feed water heater and deaerator design conditions in the thermal power plant of the present invention.

도6은 본 발명 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법에서, 설계조건변경모드의 데이터 입력창의 예를 보인 예시도.Figure 6 is an exemplary view showing an example of a data input window of the design condition change mode in the feed water heater and deaerator design condition determination method in the thermal power plant of the present invention.

도7은 본 발명 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법 에서, 설계조건변경모드의 데이터 결과창의 예를 보인 예시도.Figure 7 is an exemplary view showing an example of the data result window of the design condition change mode in the feed water heater and deaerator design condition determination method in the thermal power plant of the present invention.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

10 : 키입력부 11 : 디스플레이부10: key input unit 11: display unit

12 : 제어부 13 : 설계특성 저장부12 control unit 13 design characteristic storage unit

본 발명은 화력 발전소에 관한 것으로, 특히 화력 발전소에서 급수가열기 및 탈기기의 설계 조건을 결정하는 경우, 해당 화력 발전소의 열평형도를 기초로 입력되는 발전소 구성요소의 압력 및 엔탈피만으로 해당 구성요소의 최적 설계를 위한 압력 및 온도를 자동으로 결정함으로써, 간단한 데이터 입력만으로 최적 설계를 위한 구성요소의 설계압력, 설계온도 등의 설계조건을 획득하여 해당 구성요소의 전체적인 설계시간을 단축하고, 동일한 구조나 재료로 이루어지는 급수가열기 및 탈기기에 대하여 시스템 관리자 혹은 설계자가 변경되더라도 항상 일정한 설계조건이 결정되어 양질의 화력 발전소를 설계하는 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a thermal power plant, in particular, when determining the design conditions of the water heater and deaerator in a thermal power plant, only the pressure and enthalpy of the power plant components input based on the thermal balance of the thermal power plant By automatically determining the pressure and temperature for the optimal design of the system, the design conditions such as the design pressure and the design temperature of the component for the optimal design can be obtained by simple data input, and the overall design time of the component is shortened. (2) The present invention relates to a method for determining the design conditions of feedwater heaters and deaerators in a thermal power plant that design a high-quality thermal power plant because a constant design condition is always determined even if the system manager or designer changes the feedwater heater and deaerator made of a material. .

일반적으로 화력 발전소에서 급수 가열기 및 탈기기는 주로 터빈의 추기단으로부터 스팀을 추기하여 복수 및 급수를 가열하여 화력 발전소 전체의 효율을 높이는데 사용된다. In general, in a coal-fired power plant, a water heater and a degasser are mainly used to increase efficiency of the entire coal-fired power plant by heating steam and water supply by extracting steam from a turbine extraction stage.

즉, 화력 발전소 내 복수기에서 터빈을 회전시킨 후 배출되는 증기를 물로 응축하면, 급수 가열기는 상기 복수기에서 응축된 보일러 급수를 가열하여 다시 보일러에 공급하는 역할을 한다. That is, if the steam discharged after rotating the turbine in the condenser in the thermal power plant condensed with water, the feed water heater serves to heat the boiler feed water condensed in the condenser to supply to the boiler again.

여기서, 상기 급수 가열기에는 저압 급수 가열기(Low Pressure Heater, LP HTR)와 고압 급수 가열기(High Pressure Heater, HP HTR)가 있으며, 상기 저압 급수 가열기는 급수 펌프 이전에 위치하여 저압 터빈의 팽창 과정 중 일부 뽑아낸 증기로 급수를 가열하고, 상기 고압 급수 가열기는 급수 펌프 이후의 가열기를 말하는 것으로, 고압 및 중압 터빈의 추출증기로 급수를 가열하는데, 이와 같은 급수 가열기는 터빈의 배기량을 감소시켜 복수기를 작게 설계 가능함과 아울러 냉각수에 의해 빼앗기는 열량 손실을 감소시켜 발전소 효율을 향상할 수 있게 된다. Here, the water heater includes a low pressure water heater (LP HTR) and a high pressure water heater (HP HTR), wherein the low pressure water heater is positioned before the water pump to expand the low pressure turbine. The feed water is heated with some extracted steam, and the high pressure feed water heater refers to a heater after the feed pump, and the feed water is heated by the extracting steam of the high pressure and medium pressure turbine. In addition to being able to design small, it is possible to improve the power plant efficiency by reducing the heat loss lost by the cooling water.

그리고 탈기기는 계통을 순환하는 급수 중의 산소와 탄산 가스 등의 비응축성 가스를 분리하고 급수의 가열 및 저장을 담당한다.In addition, the deaerator separates oxygen and non-condensable gases such as carbon dioxide from the feed water circulating in the system, and is responsible for heating and storing the feed water.

그런데, 종래 기술에 있어서, 화력 발전소 내에서 전체 효율을 높이는데 중요한 역할을 하는 급수 가열기 및 탈기기를 설계하기 위하여 설계 조건을 결정하는 경우, 저압 급수 가열기, 고압 급수 가열기, 탈기기 등으로 각각 별도의 설계 조건을 설정하여 관리하고 계산함으로써, 설계자에 따른 설계 조건이 일정하지 않게 되어 동일한 급수 가열기 및 탈기기에 대해서 일정한 설계 조건값을 유지할 수 없는 문제점이 있었다. However, in the prior art, when design conditions are determined to design a water heater and a deaerator which play an important role in increasing the overall efficiency in a thermal power plant, a separate low pressure water heater, a high pressure water heater, and a deaerator may be used separately. By setting, managing, and calculating the design conditions, the design conditions according to the designer became inconsistent and there was a problem in that constant design condition values could not be maintained for the same feedwater heater and deaerator.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 화력 발전소에서 급수가열기 및 탈기기의 설계 조건을 결정하는 경우, 해당 화력 발전소의 열평형도를 기초로 입력되는 발전소 구성요소의 압력 및 엔탈피만으로 해당 구성요소의 최적 설계를 위한 압력 및 온도를 자동으로 결정하도록 하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention has been proposed to solve the above conventional problems, when determining the design conditions of the water heater and deaerator in a thermal power plant, the power plant components input based on the thermal balance of the thermal power plant Its purpose is to provide a method to automatically determine the pressure and temperature for the optimal design of the component with only the pressure and enthalpy of.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 설계조건결정모드로 전환되면, 설계조건을 결정하고자 하는 화력 발전소 내 구성요소를 선택하여 각 구성요소별로 압력 및 엔탈피를 입력받는 단계와; 상기 설계특성에 따라, 압력 및 엔탈피를 이용하여 상기 선택된 구성요소의 설계압력 및 설계온도를 결정하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention includes switching to a design condition determination mode, selecting components in a thermal power plant to determine design conditions, and receiving pressure and enthalpy for each component; According to the design characteristics, it characterized in that it comprises the step of determining and outputting the design pressure and the design temperature of the selected component using the pressure and enthalpy.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법을 적용하기 위한 시스템의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이, 시스템 관리자로부터 명령 혹은 데이터를 입력받는 키입력부(10), 상기 키입력부(10)를 통해 입력된 명령 혹은 데이터의 처리 결과를 출력하거나 각종 메뉴를 표시하는 디스플레이부(11), 각종 메뉴를 통해 시스템 관리자의 명령을 처리하는 사용자 인터페이스를 제공하고, 메뉴 이동에 의해 시스템이 설계조건변경모드로 전환되어 급수가열기 혹은 탈기기의 설계조건을 결정하고자 하는 경우 화력 발전소의 열평형도에 따라 결정된 압력 및 엔탈피를 이용하여 기저장된 설계특성이 적용된 상기 급수가열기 혹은 탈기기의 설계압력, 설계온도 등 설계조건을 결정하는 제어부(12), 급수 가열기 및 탈기기의 최적 설계를 위하여 상기 급수가열기 및 탈기기의 구조, 재료 등과 같은 고유 특성을 반영하여 결정된 설계특성을 저장하는 설계특성 저장부(13)로 구성한다. Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a system for applying the method for determining the feed water heater and deaerator design conditions in the thermal power plant of the present invention, as shown, a key input unit for receiving a command or data from the system administrator ( 10), the display unit 11 outputs the processing result of the command or data input through the key input unit 10 or displays various menus, and provides a user interface for processing the command of the system administrator through various menus, When the system is switched to the design condition change mode by moving the menu to determine the design condition of the feed water heater or the deaerator, the water supply to which the pre-stored design characteristics are applied using the pressure and enthalpy determined according to the thermal balance of the thermal power plant. Control unit 12 for determining the design conditions such as the design pressure, design temperature of the heater or deaerator, feed water heater and deaerator It constitutes a design characteristic storage section 13 for storing the design features determined by reflecting the specific characteristics, such as the water supply structure, the material of the opening and the deaerator to the optimal design.

또한, 도2는 본 발명 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법의 동작과정을 보인 순서도로서, 이에 도시한 바와 같이, 설계조건결정모드로 전환되면 설계압력, 설계온도 등의 설계조건을 결정하고자 하는 화력 발전소 내 구성요소를 선택받는 단계(S20,S21)와; 상기 선택된 구성요소별로 압력 및 엔탈피를 각각 입력받는 단계(S22)와; 상기 입력된 압력 및 엔탈피에 설계특성을 적용하여 상기 선택된 구성요소의 설계압력 및 설계온도를 결정하여 출력하는 단계(S23)로 구성한다. In addition, Figure 2 is a flow chart showing the operation process of the method for determining the feed water heater and deaerator design conditions in the thermal power plant of the present invention, as shown in the figure, the design pressure, the design temperature, etc. Receiving a selection of components in a thermal power plant to determine conditions (S20 and S21); Receiving a pressure and an enthalpy for each of the selected components (S22); In operation S23, a design pressure and a design temperature of the selected component are determined by applying design characteristics to the input pressure and enthalpy.

본 발명은 화력 발전소에 적용할 수 있으며, 특히 화력 발전소의 급수가열기 및 탈기기의 설계 조건을 결정하는 경우, 화력 발전소의 열평형도를 기초로 입력되는 발전소 구성요소의 압력 및 엔탈피만으로 해당 구성요소의 최적 설계를 위한 압력 및 온도를 자동으로 결정함으로써, 간단한 데이터 입력만으로 최적 설계를 위한 구성요소의 설계압력, 설계온도 등의 설계조건을 획득하여 해당 구성요소의 전체적인 설계시간을 단축하고, 동일한 구조나 재료로 이루어지는 급수가열기 및 탈기기에 대하여 시스템 관리자 혹은 설계자가 변경되더라도 항상 일정한 설계조건이 결정되도록 한다. The present invention can be applied to a thermal power plant, in particular, when determining the design conditions of the feed water heater and deaerator of a thermal power plant, the configuration only by the pressure and enthalpy of the power plant components input based on the thermal balance of the thermal power plant By automatically determining the pressure and temperature for the optimal design of the element, the design conditions such as the design pressure and the design temperature of the component for the optimal design can be obtained by simple data input, and the overall design time of the component is shortened. For feedwater heaters and deaerators of construction or material, constant design conditions are always determined even if the system administrator or designer changes.

도1에서, 키입력부(10)는 시스템 관리자가 명령 혹은 데이터를 입력하는데 사용되고, 디스플레이부(11)는 상기 키입력부(10)를 통해 입력된 명령 혹은 데이터의 처리 결과를 출력하거나 설계조건변경모드 등 각종 메뉴를 표시한다. In FIG. 1, the key input unit 10 is used by a system administrator to input a command or data, and the display unit 11 outputs a processing result of a command or data input through the key input unit 10, or a design condition change mode. Displays various menus.

제어부(12)는 키입력부(10) 및 디스플레이부(11)를 제어하여 각종 메뉴를 통해 시스템 관리자의 명령을 처리하는 사용자 인터페이스를 제공하고, 메뉴 이동에 의해 시스템이 설계조건변경모드로 전환되어 급수가열기 혹은 탈기기의 설계조건을 결정하고자 하는 경우, 설계특성 저장부(13)에 기저장된 설계특성을 읽어 화력 발전소의 열평형도에 따라 입력된 압력 및 엔탈피를 이용하여 급수가열기 혹은 탈기기의 설계압력, 설계온도 등과 같은 설계조건을 결정한다. The control unit 12 controls the key input unit 10 and the display unit 11 to provide a user interface for processing commands of the system administrator through various menus, and the system is switched to the design condition changing mode by moving the menu. If you want to determine the design condition of the heater or deaerator, read the pre-stored design characteristics in the design characteristic storage unit 13 and use the input pressure and enthalpy according to the thermal balance of the thermal power plant. Determine design conditions such as design pressure, design temperature, etc.

여기서, 상기 제어부(12)는 상용적으로 사용하고 있는 마이크로소프트 윈도즈 어플리케이션인 액셀(Excel) 프로그램을 스프레드 쉬트(Spread Sheet)로 사용하여 데이터 입력창 혹은 데이터 결과창 등과 같은 사용자 인터페이스를 구현할 수도 있다. The controller 12 may implement a user interface such as a data input window or a data result window by using an Excel program, which is a commercially available Microsoft Windows application, as a spreadsheet.

그리고 설계특성 저장부(13)는 급수가열기 및 탈기기의 최적 설계를 위하여 상기 급수가열기 및 탈기기의 구조, 재료 등과 같은 고유 특성을 반영하여 결정된 설계특성, 몰리에르 차트, 스팀 테이블 등을 저장한다. In addition, the design characteristic storage unit 13 stores design characteristics determined by reflecting inherent characteristics such as structures, materials, etc. of the feedwater heater and deaerator for optimal design of the feedwater heater and the deaerator, and stores the Moliere chart and the steam table. do.

한편, 본 발명에 따른 동작과정을 첨부한 도3 내지 도7의 도면을 참조하여 설명한다. On the other hand, with reference to the drawings of Figures 3 to 7 attached to the operation process according to the present invention.

일반적으로 화력 발전소에서 터빈 주기(Turbine Cycle)의 열역학적인 열평형도를 기준으로 급수가열기 및 탈기기의 온도, 압력, 배수유량 등이 결정되므로, 본 발명에서는 시스템 관리자가 급수가열기 혹은 탈기기의 설계조건을 결정하기 위하여 사용자 인터페이스를 통해 메뉴 이동을 하여 시스템을 설계조건변경모드로 전환하면(S20), 제어부(12)에서 상기 전환된 설계조건변경모드에서 도6과 같은 데이터 입력창을 제공하여 시스템 관리자로부터 설계조건을 결정하고자 하는 구성요소를 선택받는다(S21).In general, since the temperature, pressure, and drainage flow rate of the water heater and the deaerator are determined based on the thermodynamic thermal balance of the turbine cycle in the thermal power plant, in the present invention, the system manager is a water heater or a deaerator. When the system is switched to the design condition change mode by moving a menu through the user interface to determine the design condition of the controller (S20), the control unit 12 provides a data input window as shown in FIG. 6 in the switched design condition change mode. By selecting the component to determine the design conditions from the system administrator (S21).

그 다음, 키입력부(10) 혹은 데이터통신을 통해 열평형도에 따라 결정된 구성요소별 압력 및 엔탈피를 각각 입력받은 후(S22), 상기 입력된 압력 및 엔탈피에 설계특성 저장부(13)로부터 읽은 기저장된 설계특성을 적용하여 상기 선택된 구성요소, 즉 급수가열기 혹은 탈기기의 설계압력, 설계온도 등과 같은 설계조건을 결정하여 디스플레이부(13)를 통해 도7과 같은 데이터 결과창을 출력한다(S23).Then, after receiving the pressure and enthalpy of each component determined according to the thermal balance through the key input unit 10 or data communication (S22), and read from the design characteristic storage unit 13 to the input pressure and enthalpy, respectively. By applying previously stored design characteristics, design conditions such as design pressure, design temperature, etc. of the selected component, that is, the water heater or the deaerator are determined, and the data result window as shown in FIG. 7 is output through the display unit 13 ( S23).

이때, 통상적으로 화력 발전소에 사용되는 구성요소를 고려하여 도6의 데이터 입력창에는 4개의 저압 급수가열기, 3개의 고압 급수가열기, 1개의 탈기기 및 탱크에 대하여 설계조건을 결정할 수 있도록 하고 있으며, 그에 따라 상기 단계(S21)에서 시스템 관리자는 상기 구성요소 중에서 어느 하나 이상의 구성요소를 선택하여 해당 구성요소의 설계조건을 결정하기 위하여 요구되는 압력 및 엔탈피를 입력하게 된다. At this time, in consideration of the components that are commonly used in thermal power plants, the data input window of Figure 6 to determine the design conditions for the four low pressure water heaters, three high pressure water heaters, one deaerator and tank Accordingly, in step S21, the system manager selects any one or more components among the components and inputs pressure and enthalpy required to determine design conditions of the corresponding components.

먼저, 도3과 같이, 상기 단계(S21)에서 시스템 관리자가 설계온도 및 설계압력 등과 같은 설계조건을 결정할 화력 발전소의 구성요소로 저압 급수가열기를 선택하는 경우(S30), 제어부(12)는 쉘(shell) 혹은 튜브(tube)에 따라 각기 다른 방 식으로 설계조건을 결정하는데, 저압 급수가열기의 쉘에 대하여 설계조건을 결정하는 경우(S31,S32), 최적 설계를 위한 설계압력은 입력된 압력값에 소정의 기준 변동율을 적용하여 게이지 압력으로 변환된 값을 50psig 단위로 올림하여 결정하고(S33), 설계온도는 입력된 온도값에 몰리에르(Mollier) 차트를 이용하여 그 값을 결정하여 데이터 결과창에 표시한다(S34).First, as shown in FIG. 3, when the system manager selects a low pressure feedwater heater as a component of a thermal power plant to determine design conditions such as design temperature and design pressure in step S21 (S30), the controller 12 The design conditions are determined in different ways according to the shell or tube. When the design conditions are determined for the shell of the low pressure feedwater heater (S31, S32), the design pressure for optimum design is input. By applying a predetermined reference rate of change to the pressure value is determined by raising the value converted to the gauge pressure by 50 psig (S33), the design temperature is determined by using a Mollier chart to the input temperature value It is displayed on the data result window (S34).

즉, VWO(Valve Wide Open) 상태에서 터빈을 통해 배출되는 증기 압력의 오차를 감안하여 상기 단계(S22)에서 입력되는 압력에 115% 정도의 기준 변동율을 적용하여 게이지 압력으로 변환하고, 그 결과를 50psig 단위로 올림하여 압력을 결정하는데, 예를 들어 도6의 1번 저압 급수가열기와 같이 입력된 압력값이 '0.19kg/㎠,a = 2.7 psia' 인 경우, 상기 압력값은 절대압력이므로, 이를 다음의 식(1) 및 식(2)에 따라 기준 변동율이 적용된 게이지 압력으로 변환하면 '-11.6 psig'가 되고, 다시 이를 50psi 단위로 올림하여 최종적인 설계압력은 도7의 데이터 결과창과 같이 '50psig=3.5kg/㎠,a'가 된다. That is, in consideration of the error in the steam pressure discharged through the turbine in the VWO (Valve Wide Open) state, a reference change rate of about 115% is applied to the pressure input in the step (S22), and the result is converted into a gauge pressure. The pressure is determined by rounding up to 50 psig. For example, when the input pressure value is '0.19kg / cm2, a = 2.7 psia', such as the low pressure water heater of FIG. 6, the pressure value is absolute pressure. If this is converted into the gauge pressure to which the standard variation rate is applied according to the following equations (1) and (2), it becomes '-11.6 psig', and the result is rounded up by 50 psi. Likewise, '50 psig = 3.5 kg / cm 2, a '.

절대압력(psia) = 게이지 압력(psig) + 14.7 (1)Absolute pressure (psia) = gauge pressure (psig) + 14.7 (1)

설계압력(psig)= 2.7 * 1.15 - 14.7 (2)Design pressure (psig) = 2.7 * 1.15-14.7 (2)

그리고, 설계온도는 입력된 온도값을 몰리에르 차트를 이용하여, 등엔트로피 조건에서 상기 쉘의 설계압력에 해당하는 온도값을 읽은 후 그 값을 10℉(10℉=5.56℃) 단위로 올림하여 결정한다. In addition, the design temperature is determined by reading the temperature value corresponding to the design pressure of the shell under isotropic conditions using the Moliere chart, and then raising the value by 10 ° F (10 ° F = 5.56 ° C). do.

또한, 저압 급수가열기의 튜브의 경우, 설계압력은 COP(Condensate Pump) 최대배출압력을 50psig 단위로 올림하여 결정하고(S35,S36), 설계온도는 쉘의 설계압 력에서의 포화(saturation)온도로 결정하여 표시하는데(S37), 예를 들어 COP 최대배출압력이 '9.28kg/㎠,a=132psia' 라면, 게이지 압력은 식(1)에 의해 '117.3paig'가 되고, 이를 50psig 단위로 올림하면 최종적인 설계압력은 '150psig' 가 되며, 또한 설계온도는 스팀 테이블을 이용하여 상기 쉘의 설계압력에서의 포화온도값을 읽어 10℉ 단위로 올림하여 결정한다. In addition, in the case of the tube of the low pressure feed water heater, the design pressure is determined by raising the maximum discharge pressure of COP (Condensate Pump) by 50 psig (S35, S36), and the design temperature is the saturation at the design pressure of the shell. Determined by the temperature (S37), for example, if the maximum COP discharge pressure is '9.28kg / ㎠, a = 132psia', the gauge pressure is '117.3paig' by the formula (1), which is 50psig units When rounded up, the final design pressure is '150 psig', and the design temperature is determined by reading the saturation temperature value of the shell's design pressure using a steam table and rounding it up by 10 ° F.

그리고, 다른 저압 급수가열기의 쉘 및 튜브의 설계압력과 설계온도 역시 동일한 방법으로 결정하여 표시하게 되며, 본 발명에서는 3개의 저압 급수가열기에 대하여 설계하는 것으로 가정하였다. In addition, the design pressure and the design temperature of the shell and tube of the other low pressure feedwater heater are also determined and displayed by the same method. In the present invention, it is assumed that the low pressure feedwater heaters are designed for three low pressure feedwater heaters.

한편, 도4와 같이, 상기 단계(S21)에서 시스템 관리자가 설계온도 및 설계압력 등과 같은 설계조건을 결정할 화력 발전소의 구성요소로 고압 급수가열기를 선택하는 경우(S40), 제어부(12)는 쉘(shell) 혹은 튜브(tube)에 따라 각기 다른 방식으로 설계조건을 결정하는데, 고압 급수가열기의 쉘에 대하여 설계조건을 결정하는 경우(S41,S42), 최적 설계를 위한 설계압력은 입력된 압력값에 소정의 기준 변동율을 적용하여 게이지 압력으로 변환된 값을 50psig 단위로 올림하여 결정하고(S43), 설계온도는 쉘 스커트(shell skirt) 및 메인 쉘(main shell)에 따라 몰리에르 차트를 이용하여 그 값을 결정하여 데이터 결과창에 표시한다(S44).On the other hand, as shown in Figure 4, in the step (S21) when the system manager selects the high-pressure water supply heater as a component of the thermal power plant to determine the design conditions, such as design temperature and design pressure (S40), the control unit 12 The design conditions are determined in different ways according to the shell or tube. When the design conditions are determined for the shell of the high pressure feedwater heater (S41, S42), the design pressure for the optimum design is entered. It is determined by raising the value converted into gauge pressure by 50 psig by applying a predetermined reference rate of change to the pressure value (S43), and the design temperature is determined by using a Moliere chart according to the shell skirt and the main shell. The value is determined and displayed on the data result window (S44).

여기서, 쉘의 설계압력은 저압 급수가열기의 경우와 동일하게 결정하며, 쉘의 설계온도는 쉘 스커트의 경우 입력된 운전압력 및 엔탈피값을 몰이에르 차트를 이용하여 등엔트로피 조건에서 상기 쉘의 설계압력에 해당하는 온도값을 읽은 후 그 값을 10℉(=5.56℃) 단위로 올림하여 결정하고, 메인 쉘의 경우에는 쉘의 설계압력에서의 포화(saturation)온도로 결정한다. Here, the design pressure of the shell is determined in the same manner as in the case of the low pressure feed water heater, and the design temperature of the shell is designed for the shell under isotropic conditions using the Moiréer chart using the input operating pressure and enthalpy value for the shell skirt. After reading the temperature value corresponding to the pressure, increase the value by 10 ° F (= 5.56 ° C) and determine the saturation temperature at the shell's design pressure in the case of the main shell.

그리고, 고압 급수가열기에서 튜브에 대하여 설계조건을 결정하는 경우, 설계압력은 BFP 최대배출압력을 50psig 단위로 올림하여 결정하고(S45,S46), 설계온도는 과가열방지(desuperheating) 영역 및 그 외의 영역으로 구분하여 각기 쉘의 설계압력에서의 포화온도로 결정하여 데이터 결과창에 표시한다(S47).And, in the case of determining the design conditions for the tube in the high-pressure water heater, the design pressure is determined by raising the maximum BFP discharge pressure in 50 psig units (S45, S46), and the design temperature is desuperheating area and its The saturation temperature at the design pressure of each shell is determined by dividing it into other areas and displayed in the data result window (S47).

여기서, 과가열방지 영역, 과냉각(Subcooling) 영역, 응축(condening) 영역으로 구분되는 고압 급수가열기에 대하여, 유체의 상태에 따라 과가열방지 영역과 그 외의 영역으로 구분하여 튜브의 설계온도를 결정하게 되며, 과가열방지 영역이외에서는 저압 급수가열기의 경우와 동일하게 스팀 테이블을 이용하여 쉘의 설계압력에서의 포화온도를 읽어 10℉ 단위로 올림하여 결정하고, 과가열방지 영역에서의 설계온도는 상기 결정된 설계온도보다 35℉(10℉=5.56℃) 정도 더 높게 결정한다.Here, the design temperature of the tube is determined by dividing the overheat prevention zone and the other zones according to the fluid state for the high pressure water heater which is divided into the overheat prevention zone, the subcooling zone, and the condensing zone. Outside the overheat protection zone, the saturation temperature at the design pressure of the shell is read and raised in 10 ° F units using the steam table as in the case of the low pressure water heater, and the design temperature in the overheat protection zone is determined. Determines 35 ° F. (10 ° F. = 5.56 ° C.) higher than the determined design temperature.

마지막으로, 도5와 같이, 상기 단계(S21)에서 시스템 관리자가 설계온도 및 설계압력 등과 같은 설계조건을 결정할 화력 발전소의 구성요소로 탈기기를 선택하는 경우(S50), 제어부(12)는 탈기기의 설계압력으로 저압 급수가열기 및 고압 급수가열기의 쉘의 설계압력을 결정하는 방식과 동일하게 결정하되 25psig 단위로 올림하여 그 값을 결정하고(S51,S52), 설계온도는 몰리에르 차트를 이용하여 결정된 온도에 10℉를 더한 후 10℉ 단위로 올림한 값으로 결정하여 데이터 결과창에 표시한다(S53).Lastly, as shown in FIG. 5, when the system manager selects a deaerator as a component of a thermal power plant to determine design conditions such as a design temperature and a design pressure in step S21 (S50), the control unit 12 is demounted. Determine the design pressure of the shell of the low pressure water heater and the high pressure water heater by the design pressure of the equipment, but increase the value by 25 psig to determine the value (S51, S52). 10 ° F. is added to the determined temperature and then rounded up by 10 ° F. and displayed in the data result window (S53).

그리고, 탈기기와 일체를 이루는 탱크의 경우(S54), 탄소강(carbon steel)에서는 일률적으로 650℉로 설계온도를 결정하여 데이터 결과창에 표시한다(S55).And, in the case of a tank integrated with the degasser (S54), in carbon steel (carbon steel) uniformly determine the design temperature to 650 ° F and display it in the data result window (S55).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 화력 발전소에서 급수가열기 및 탈기기의 설계 조건을 결정하는 경우, 해당 화력 발전소의 열평형도를 기초로 입력되는 발전소 구성요소의 압력 및 엔탈피만으로 해당 구성요소의 최적 설계를 위한 압력 및 온도를 자동으로 결정함으로써, 간단한 데이터 입력만으로 최적 설계를 위한 구성요소의 설계압력, 설계온도 등의 설계조건을 획득하여 해당 구성요소의 전체적인 설계시간을 단축하고, 동일한 구조나 재료로 이루어지는 급수가열기 및 탈기기에 대하여 시스템 관리자 혹은 설계자가 변경되더라도 항상 일정한 설계조건이 결정되어 양질의 화력 발전소를 설계하는 효과가 있다. As described above, the present invention, when determining the design conditions of the feed water heater and degasser in the thermal power plant, only the pressure and enthalpy of the power plant components input based on the thermal balance of the thermal power plant By automatically determining the pressure and temperature for the optimal design, the design conditions such as the design pressure and the design temperature of the component for the optimal design can be obtained by simple data input, and the overall design time of the component is shortened. Even if the system manager or the designer changes for the feedwater heater and the deaerator made of materials, constant design conditions are always determined, which has the effect of designing a high quality thermal power plant.

Claims (5)

설계조건결정모드로 전환되면, 설계조건을 결정하고자 하는 화력 발전소 내 구성요소를 선택하여 각 구성요소별로 압력 및 엔탈피를 입력받는 단계와; 상기 설계특성에 따라, 압력 및 엔탈피를 이용하여 상기 선택된 구성요소의 설계압력 및 설계온도를 결정하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법.When switching to the design condition determination mode, selecting components in a thermal power plant to determine design conditions and receiving pressure and enthalpy for each component; And determining and outputting design pressure and design temperature of the selected component using pressure and enthalpy according to the design characteristics. 제1항에 있어서, 상기 설계특성에 따라 압력 및 엔탈피를 이용하여 상기 선택된 구성요소의 설계압력 및 설계온도를 결정하여 출력하는 단계는, 저압 급수가열기의 쉘(shell)의 경우 설계압력은 입력된 압력값에 기준 변동율을 적용하여 게이지 압력으로 변환된 값을 50psig 단위로 올림하고 설계온도는 입력된 온도값에 몰리에르(Mollier) 차트를 이용하여 그 값을 결정하여 데이터 결과창에 표시하고, 튜브의 경우 설계압력은 COP(Condensate Pump) 및 BFP(Boiler Feed Pump) 최대배출압력을 50psig 단위로 올림하고 설계온도는 쉘의 설계압력에서의 포화(saturation)온도로 결정하여 표시하는 것을 특징으로 하는 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법.The method of claim 1, wherein determining and outputting a design pressure and a design temperature of the selected component using pressure and enthalpy according to the design characteristic comprises: inputting the design pressure in the case of a shell of the low pressure water heater. After applying the standard rate of change to the measured pressure value, the value converted to gauge pressure is rounded up by 50 psig, and the design temperature is determined by using a Mollier chart on the input temperature value and displayed on the data result window. In the case of design pressure, the maximum discharge pressure of condensate pump (COP) and boiler feed pump (BFP) is raised by 50 psig, and the design temperature is determined by displaying the saturation temperature at the design pressure of the shell and displaying it. Determination of Design Condition of Feedwater Heater and Deaerator in Power Plant. 제1항에 있어서, 상기 설계특성에 따라 압력 및 엔탈피를 이용하여 상기 선택된 구성요소의 설계압력 및 설계온도를 결정하여 출력하는 단계는, 고압 급수가열기의 쉘의 경우 설계압력은 입력된 압력값에 기준 변동율을 적용하여 게이지 압력으로 변환된 값을 50psig 단위로 올림하고 설계온도는 쉘 스커트(shell skirt) 및 메인 쉘(main shell)에 따라 몰리에르 차트를 이용하여 결정하여 표시하고, 튜브의 경우 설계압력은 BFP 최대배출압력을 50psig 단위로 올림하고 설계온도는 과가열방지(desuperheating) 영역 및 그 외의 영역으로 구분하여 각기 쉘의 설계압력에서의 포화온도로 결정하여 표시하는 것을 특징으로 하는 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법.According to claim 1, The step of determining and outputting the design pressure and the design temperature of the selected component using the pressure and enthalpy according to the design characteristics, in the case of the shell of the high-pressure water heater, the design pressure is the input pressure value Round up the value converted to gauge pressure by 50 psig by applying the standard variation rate to the design temperature, and design temperature is determined and displayed by using Moliere chart according to shell skirt and main shell. In the thermal power plant characterized in that the pressure is raised to the maximum BFP discharge pressure in 50psig unit and the design temperature is determined by the saturation temperature at the shell design pressure divided into the desuperheating area and other areas. Method for Determining Design Conditions of Feedwater Heater and Deaerator 제1항에 있어서, 상기 설계특성에 따라 압력 및 엔탈피를 이용하여 상기 선택된 구성요소의 설계압력 및 설계온도를 결정하여 출력하는 단계는, 탈기기의 경우, 설계압력은 입력된 압력값에 기준 변동율을 적용하여 게이지 압력으로 변환된 값을 25psig 단위로 올림하고 설계온도는 몰리에르 차트를 이용하여 결정된 온도에 10℉를 더한 후 10℉ 단위로 올림한 값으로 결정하여 표시하고, 탱크의 경우 설계온도는 탄소강(carbon steel)에서 650℉로 설계온도를 결정하여 표시하는 것을 특징으로 하는 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법.According to claim 1, The step of determining and outputting the design pressure and the design temperature of the selected component using the pressure and enthalpy according to the design characteristics, in the case of the degasser, the design pressure is a reference rate of change to the input pressure value By applying, increase the value converted into gauge pressure by 25 psig and design temperature is determined by adding 10 ℉ to 10 ℉ and then designating temperature by using Moliere chart. A method for determining feedwater heater and deaerator design conditions in a thermal power plant, characterized in that the design temperature is determined and displayed at 650 ° F. in carbon steel. 제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 기준 변동율은, VWO(Valve Wide Open) 상태에서 터빈을 통해 배출되는 증기 압력의 115% 가 되는 것을 특징으로 하는 화력 발전소에서의 급수가열기 및 탈기기 설계조건 결정 방법.The water supply in a thermal power plant according to any one of claims 2 to 4, wherein the reference variation rate is 115% of the steam pressure discharged through the turbine in a VWO (Valve Wide Open) state. How to determine heat and deaerator design conditions.
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