KR101095101B1

KR101095101B1 - 발전 설비

Info

Publication number: KR101095101B1
Application number: KR1020090062777A
Authority: KR
Inventors: 다까요시 마쯔이; 마사끼 마쯔꾸마; 가이 나까니시
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2011-12-16
Also published as: CN101644169A; JP5017201B2; JP2010019233A; KR20100007770A

Abstract

보일러 등에서 발생한 증기를 소정의 프로세스를 위해 공급하는 증기 프로세스 라인과, 증기 프로세스 라인에 공급되지 않은 잉여 증기를 송기하는 잉여 증기 라인을 갖고, 잉여 증기 라인에 발전 장치가 개재 설치된 프로세스 증기 이용 설비에 있어서, 증기 프로세스 라인에 공급되는 증기량에 의해 변화하는 잉여 증기의 양에 따른 발전을 할 수 있는 발전 설비를 제공한다. 이 발전 설비는, 폐열 보일러 등의 증기 공급원에서 발생하는 증기를 소정의 프로세스를 위해 공급하는 증기 프로세스 라인과, 증기 프로세스 라인으로부터 분기되고, 잉여 증기를 대기 방출 또는 복수기에 공급하는 잉여 증기 라인과, 잉여 증기 라인에 병렬로 개재 설치된 압력 조정 밸브(6)와 발전 장치와, 압력 조정 밸브의 1차측에 설치된 압력 검출기와, 압력 검출기가 검출한 압력이 설정 압력값이 되도록 압력 조정 밸브의 개방도를 제어하는 제어 수단을 구비한다.

발전 설비, 압력 조정 밸브, 압력 검출기, 제어 장치, 발전 장치

Description

발전 설비 {POWER GENERATION EQUIPMENT}

본 발명은 발전 설비에 관한 것이다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 종래 산업 폐기물 보일러나 코제너레이션 폐열 보일러 등의 증기 공급원(71)에서 발생하는 증기를 소정의 프로세스를 위해 감압 밸브(72)에서 감압하여 원하는 압력의 프로세스 증기를 공급하는 증기 프로세스 라인(73)과, 그 증기 프로세스 라인(73)으로부터 분기되어, 증기 프로세스 라인(73)에 공급되지 않은 잉여 증기를 송기하는 잉여 증기 라인(74)이 병렬로 설치된 프로세스 증기 이용 설비(75)가 알려져 있다.

또한, 이 프로세스 증기 이용 설비(75)에서는, 증기 공급원(71)과, 증기 프로세스 라인(73)과 잉여 증기 라인(74)의 분기 부위와의 사이의 증기 프로세스 라인(73)에 압력 검출기(78)가 설치되고, 또한 잉여 증기 라인(74)에 압력 조정 밸브(80)가 설치되어 있다. 압력 검출기(78)에서 검출된 압력값에 따라서 제어 장치(79)에 의해, 증기 프로세스 라인(73)의 프로세스 증기 공급량의 변동에 의한 계 내의 압력 변동을 억제하기 위해 압력 조정 밸브(80)가 제어된다. 제어 장치(79)에는 압력 조정 밸브(80)의 설정 압력값을 입력하는 콘솔(81)이 접속되어 있다.

본원 출원인은, 배기 압력 일정 제어의 발전 장치를 제안하고 있다(일본 특허 출원 공개 제2008-169777호). 그 배기 압력 일정 제어의 발전 장치[발전 장치(77)]를, 도 5에 도시하는 바와 같이 종래의 증기 이용 설비(75)의 잉여 증기 라인(74)에 개재 설치함으로써 잉여 증기를 이용한 발전이 가능해진다.

증기 공급원(71)에서 발생하는 증기량은 프로세스에서 사용하는 증기량과는 관계가 없으며, 반드시 잉여 증기가 발생한다(전부가 잉여 증기인 경우도 있음). 이 잉여 증기는, 사일렌서(도시하지 않음)를 통해 대기로 방출되거나, 대기압 복수기(復水器)(도시하지 않음)로 유입시켜 대기압의 물로 환원해 버리는 것이 대부분이지만, 발전 설비(76)의 사용에 의해 이 잉여 증기를 이용한 발전을 할 수 있다.

이 배기 압력 일정 제어의 발전 장치(77)는, 잉여 증기 라인(74)으로부터 분기되어 다시 합류하는 발전 라인(82)에, 잉여 증기 라인(74)에 설치된 압력 조정 밸브(80)와 병렬이 되도록 개재 설치되어 있다. 발전 장치(77)는 스크류 팽창기(83)와, 스크류 팽창기(83)의 회전축에 접속된 동기식 발전기(84)를 갖고 있다. 배기 압력 일정 제어의 발전 장치(77)는, 발전 라인(82)으로부터 스크류 팽창기(83)로 고압 증기가 공급되고, 스크류 팽창기(83)에서 고압 증기를 팽창시켜 회전력으로 변환하고, 그 회전력에 의해 발전기(84)로 발전하고 있다.

발전기(84)에는 회전수 제어 기능 및 전원 회생 기능을 갖는 컨버터(85)가 접속되어 있다. 컨버터(85)에는 스크류 팽창기(83)의 토출구(86) 부근에 설치된 배기 압력 검출기(87)에서 검출된 검출값에 의해 컨버터(85)를 제어하는 제어 장치(88)가 접속되어 있다. 컨버터(85)에는 전원 회생 기능을 갖는 인버터(89)가 접 속되어 있다. 발전 장치(77)는 연계 변압기(90)를 통해 전력 계통(91)에 접속되어 있다.

이 배기 압력 일정 제어의 발전 장치(77)에서 발전시키는 경우, 잉여 증기의 에너지를 전력으로 변환하여 최대한으로 회수하기 위해서는, 저압측(2차측)은 거의 대기압에 고정되게 된다. 배기 압력 일정 제어의 발전 장치(77)에서는, 잉여 증기의 방출처의 압력보다도 높은 압력을 배기 압력의 목표값으로서 설정하여 운전해야 하지만, 얼마만큼 회전수를 높여 배기 압력의 목표값까지 상승시키려고 해도, 배기 압력 일정 제어의 발전 장치(77)의 2차측이 대기압 또는 그것에 가까운 압력의 환경으로 유도되어 있으므로 상승시킬 수는 없으며, 배기 압력 일정 제어의 발전 장치(77)는 최고속 회전수에서의 운전, 즉 부득이하게 최대 흡입량에서의 운전을 하게 된다. 이로 인해, 잉여 증기가 배기 압력 일정 제어의 발전 장치(77)의 최대 흡입량(최고속 회전수에서의 증기 통과량) 이상인 경우가 아니면, 발전 설비(76)를 정지시키는 것으로 이어지므로 운전시킬 수 없었다.

본 발명은, 보일러 등에서 발생한 증기를 소정의 프로세스를 위해 공급하는 증기 프로세스 라인과, 증기 프로세스 라인에 공급되지 않은 잉여 증기를 송기하는 잉여 증기 라인을 갖고, 잉여 증기 라인에 발전 장치가 개재 설치된 프로세스 증기 이용 설비에 있어서, 증기 프로세스 라인에 공급되는 증기량에 의해 변화하는 잉여 증기의 양에 따른 발전을 할 수 있는 발전 설비를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 발전 설비는, 증기 공급원에서 발생하는 증기를 증기 이용 프로세스를 위해 공급하는 증기 프로세스 라인과, 상기 증기 프로세스 라인으로부터 분기되고, 잉여 증기를 대기 방출 또는 복수기로 공급하는 잉여 증기 라인과, 상기 잉여 증기 라인에 개재 설치된 압력 조정 밸브와, 상기 잉여 증기 라인에 상기 압력 조정 밸브와 병렬로 개재 설치된 발전 장치와, 상기 압력 조정 밸브의 1차측에 설치된 압력 검출기 및, 상기 압력 검출기가 검출한 압력이 설정 압력값이 되도록 상기 압력 조정 밸브의 개방도를 제어하는 제어 수단으로 이루어진다.

이 구성에 따르면, 증기 공급원에서 발생하는 증기를 증기 프로세스 라인에 의해 소정의 프로세스를 위해 공급할 수 있고, 그 잉여 증기를 증기 프로세스 라인으로부터 분기되는 잉여 증기 라인에 의해 대기 방출 또는 복수기로 공급할 수 있다. 압력 조정 밸브의 1차측에 압력 검출기를 설치하고, 압력 검출기가 검출한 압 력이 설정 압력값이 되도록 제어 수단이 압력 조정 밸브의 개방도를 제어함으로써 잉여 증기 라인의 잉여 증기의 압력을 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 보일러 등에서 발생한 증기를 소정의 프로세스를 위해 공급하는 증기 프로세스 라인과, 증기 프로세스 라인에 공급되지 않은 잉여 증기를 송기하는 잉여 증기 라인을 갖고, 잉여 증기 라인에 발전 장치가 개재 설치된 프로세스 증기 이용 설비에 있어서, 증기 프로세스 라인에 공급되는 증기량에 의해 변화하는 잉여 증기의 양에 따른 발전을 할 수 있다.

상기 발전 장치가, 증기의 팽창을 회전력으로 변환하는 용적식 스팀 익스팬더, 상기 용적식 스팀 익스팬더의 회전축에 접속된 발전기, 및 상기 발전기의 운전 주파수를 설정하는 발전기 운전 주파수 설정 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이 구성에 따르면, 용적식 스팀 익스팬더가 잉여 증기 라인의 잉여 증기의 흡입량에 대응하는 회전수로 운전할 수 있도록 용적식 스팀 익스팬더의 회전축에 접속된 발전기의 운전 주파수를 발전기 운전 주파수 설정 수단에 의해 설정할 수 있어 발전을 행할 수 있다.

상기 압력 조정 밸브에 있어서의 상기 설정 압력값보다 상기 발전 장치에 있어서의 급기 압력의 목표값의 쪽이 작아지도록 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 압력 조정 밸브보다도 발전 장치측에 우선적으로 잉여 증기가 흐르도록 할 수 있다. 이에 의해, 낭비가 없는 발전을 실현할 수 있다.

본 발명에 따르면, 보일러 등에서 발생한 증기를 소정의 프로세스를 위해 공 급하는 증기 프로세스 라인과, 증기 프로세스 라인에 공급되지 않은 잉여 증기를 송기하는 잉여 증기 라인을 갖고, 잉여 증기 라인에 발전 장치가 개재 설치된 프로세스 증기 이용 설비에 있어서, 증기 프로세스 라인에 공급되는 증기량에 의해 변화하는 잉여 증기의 양에 따른 발전을 할 수 있는 발전 설비를 제공할 수 있다.

이것으로부터, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에 본 발명의 제1 실시 형태의 발전 설비(1)를 도시한다. 산업 폐기물 보일러나 코제너레이션 폐열 보일러 등에서 발생하는 증기가 공급되는 증기 공급원(2)이 설치되어 있다. 증기 공급원(2)에서 발생하는 증기를 감압 밸브(3)를 통해 소정의 프로세스를 위해 공급하는 증기 프로세스 라인(4)이 설치되어 있다. 잉여 증기를 대기 방출 또는 복수기에 공급하는 잉여 증기 라인(5)은, 증기 프로세스 라인(4)으로부터 분기되어 설치되어 있다. 잉여 증기 라인(5)에는 압력 조정 밸브(6)가 설치되어 있다. 증기 공급원(2)과, 증기 프로세스 라인(4)과 잉여 증기 라인(5)의 분기 부위와의 사이의 증기 프로세스 라인(4)에는 압력 검출기(7)가 설치되어 있다. 잉여 증기 라인(5)의 압력 조정 밸브(6)의 상류측으로부터 분기되어 압력 조정 밸브(6)의 하류측에서 합류하는 발전 라인(8)이 설치되어 있다. 발전 라인(8)에는 발전 장치(9)가 설치되어 있다. 압력 조정 밸브(6)를 제어하는 제어 장치(제어 수단)(10)가 설치되어 있다. 제어 장치(10)에는 압력 조정 밸브(6)의 목표 압력(Pta)을 입력하는 콘솔(11)이 접속되어 있다.

발전 장치(9)는 용적식 스팀 익스팬더의 일종인 스크류 팽창기(12)와, 스크 류 팽창기(12)의 회전축에 접속된 동기식 발전기(13)를 갖고 있다. 스크류 팽창기(12)의 급기측의 발전 장치(9)의 내부에는 급기 압력 검출기(14)가 설치되어 있다. 발전기(13)에는 회전수 제어 기능 및 전력 회생 기능을 갖는 컨버터(15)가 접속되어 있다. 발전 장치(9)의 내부에는, 급기 압력 검출기(14)에서 검출된 검출값에 의해 컨버터(15)를 제어하는 제어 장치(16)가 설치되어 있다. 제어 장치(16)에서는 급기 압력(Ps)의 목표 압력(Ptb)을 설정할 수 있도록 되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 급기 압력 검출기(14), 제어 장치(16) 및 컨버터(15)는 발전기 운전 주파수 설정 수단의 역할을 담당한다. 컨버터(15)에는 인버터(17)가 접속되어 있다. 발전 장치(9)의 인버터(17)와, 전력 계통(18)은 연계 변압기(19)를 통해 접속되어 있다.

다음에, 본 발명의 제1 실시 형태의 발전 설비(1)의 동작에 대해서 설명한다. 증기 공급원(2)으로부터 소정의 프로세스를 위해 필요해지는 양의 증기가 증기 프로세스 라인(4)으로 공급되고, 증기 프로세스 라인(4)으로 공급되지 않은 잉여 증기는 잉여 증기 라인(5)으로 송기된다. 그 잉여 증기는 잉여 증기 라인(5)의 압력 조정 밸브(6)와, 압력 조정 밸브(6)와 병렬로 개재 설치된 발전 장치(9) 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 서로의 유로에서의 압력차에 따라서 통과하여, 잉여 증기 라인(5)으로부터 대기 방출 또는 복수기(도시하지 않음) 혹은 저압 증기의 공급구(도시하지 않음)로 공급된다.

발전 장치(9)에서는 잉여 증기인 고압 증기를 스크류 팽창기(12)의 흡입구(도시하지 않음)에 급기하고, 고압 증기를 팽창시켜 회전력으로 변환하고, 고압 증 기는 저압 증기가 되어 스크류 팽창기(12)의 토출구(도시하지 않음)로부터 배기된다.

스크류 팽창기(12)의 회전축은 발전기(13)의 회전자(도시하지 않음)와 접속되어 있으므로, 스크류 팽창기(12)의 스크류 로터(도시하지 않음)와 발전기(13)의 회전자(도시하지 않음)는 항상 동일한 회전수로 회전한다. 발전기(13)에서는, 스크류 팽창기(12)의 회전력에 의해 발전기(13)의 회전자(도시하지 않음)가 회전되고, 동기식 발전기(13)는 회전자(도시하지 않음)의 회전수에 동기한 주파수의 교류 전력을 발전한다.

발전기(13)의 출력은 컨버터(15)에 입력되고, 직류로 변환된 후, 인버터(17)에 출력된다. 인버터(17)는 컨버터(15)의 출력을 반도체에 의해 스위칭하여 원하는 주파수(상용 주파수)의 교류 전류로 변환한다. 그 전력은 연계 변압기(19)를 통해 전력 계통(18)으로 도출된다.

압력 조정 밸브(6)는 압력 검출기(7)에서 검출되는 압력값이 일정해지도록 그 개방도가 제어된다. 그 일정한 압력값은 제어 장치(10)에서 설정된다. 압력 검출기(7)에서 검출되는 압력값이 그 설정 압력값보다도 높은 경우는, 압력을 낮추기 위해 압력 조정 밸브(6)의 개방도를 크게 한다. 즉, 보다 많은 증기가 압력 조정 밸브(6)를 통과하도록 하여 압력을 낮춘다. 반대로, 압력 검출기(7)에서 검출되는 압력값이 그 설정 압력값보다도 낮은 경우는, 압력을 높이기 위해 압력 조정 밸브(6)의 개방도를 작게 한다. 즉, 압력 조정 밸브(6)를 통과하는 증기의 양을 억제하여 압력을 높인다.

잉여 증기의 에너지를 발전기(13)에서 발전된 전력이라고 하는 형태로 보다 많이 회수하기 위해서는 잉여 증기를 발전 장치(9)측으로 우선적으로 통과시키도록 한다. 구체적으로는, 증기 프로세스 라인(4)의 압력 검출기(7)에서 검출된 검출값에 따라서, 잉여 증기 라인(5) 중, 압력 조정 밸브(6)에 1차측(상류측)의 부위의 압력값이 압력 조정 밸브(6)의 설정 압력값(예를 들어, 0.8㎫)이 되도록 제어 장치(10)가 압력 조정 밸브(6)의 개방도를 제어하고, 압력 조정 밸브(6)의 설정 압력값에 대해 스크류 팽창기(12)의 급기 압력(Ps)의 목표 압력값(Ptb)(예를 들어, 0.78㎫)의 쪽이 낮아지도록 설정함으로써, 잉여 증기가 상대적으로 저압측으로 흐르도록 제어한다. 그와 같이 함으로써, 잉여 증기를 우선적으로 발전 장치(9)측으로 통과시킬 수 있다.

발전 장치(9)에서는 스크류 팽창기(12)가 회전력을 발생하면, 발전기(13)의 회전자(도시하지 않음)가 회전하여 발전하고, 반대로 발전기(13)의 회전자(도시하지 않음)가 회전하면, 스크류 팽창기(12)에 급기되는 증기가 흡입된다.

스크류 팽창기(12)는 용적식 스팀 익스팬더의 일종이므로, 스크류 팽창기(12)의 증기 흡입량은 스크류 팽창기(12)의 스크류 로터(도시하지 않음)의 회전수에 비례한다. 즉, 스크류 로터(도시하지 않음)의 회전수를 저하시키면 그 회전수의 저하에 대응하여 증기 흡입량을 적게 하고, 스크류 로터(도시하지 않음)의 회전수를 상승시키면 그 회전수의 상승에 대응하여 증기 흡입량을 많게 한다. 그러므로, 스크류 로터(도시하지 않음)의 회전수를 치밀하게 제어함으로써, 증기 흡입량을 정확하게 결정하고, 결과적으로 급기 압력을 치밀하게 제어할 수 있다.

스크류 팽창기(12)의 급기 압력(Ps)이 급기 압력(Ps)의 목표 압력(Ptb)이 되도록 하기 위해, 발전 장치(9)의 컨버터(15)가 갖는 회전수 제어 기능에 의해 발전기(13)의 회전자(도시하지 않음)의 회전수를 제어하고, 발전기(13)의 회전자(도시하지 않음)에 접속되어 있는 스크류 로터(도시하지 않음)의 회전수의 제어를 행하고 있다.

구체적으로는, 스크류 팽창기(12)의 급기 압력(Ps)은 급기 압력 검출기(14)에서 검출되고, 전기 신호로 변환하여 제어 장치(16)에 입력된다. 제어 장치(16)는 미리 설정된 급기 압력(Ps)의 목표 압력(Ptb)에 의해 급기 압력(Ps)의 목표 압력(Ptb)에 대한 편차를 연산하고, 컨버터(15)의 설정 주파수에 대해 정(正)의 피드백을 행하도록 되어 있다. 즉, 급기 압력 검출기(14)에서 검출되는 급기 압력(Ps)이 목표 압력(Ptb)보다도 높은 경우는, 급기 압력(Ps)을 낮추기 위해 스크류의 회전수를 높인다. 즉, 스크류 팽창기(12)에 보다 많은 양의 증기를 흘려 급기 압력(Ps)을 낮춘다. 반대로, 급기 압력 검출기(14)에서 검출되는 급기 압력(Ps)이 목표 압력(Ptb)보다도 낮은 경우는, 급기 압력(Ps)을 높이기 위해 스크류의 회전수를 낮춘다. 즉, 스크류 팽창기(12)를 흐르는 증기량을 억제하여 급기 압력(Ps)을 높인다. 여기서, 예를 들어, 제어 장치(16)는 급기 압력(Ps)의 목표 압력(Ptb)에 대한 편차(Ps-Ptb)의 값과, 편차(Ps-Ptb)의 적분값과, 편차(Ps-Ptb)의 미분값을 컨버터(15)의 설정 주파수에 가산하는 PID 제어를 행한다. 제어 장치(16)는 스크류 팽창기(12)의 급기 압력(Ps)이 급기 압력(Ps)의 목표 압력(Ptb)이 되도록 PID 제어에 의해 연산된 새로운 출력 주파수를 컨버터(15)로 송신하고, 컨버터(15)는 컨버 터(15)에 의해 임의의 주파수로 변환된 전류를 발전기(13)에 입력하여, 발전기(13)의 회전자(도시하지 않음)의 회전수를 변경한다.

상술한 PID 제어에 의해 컨버터(15)의 설정 주파수, 나아가서는 발전기측 주파수가 변경되고, 스크류 팽창기(12)는 급기 압력(Ps)의 증감에 대응하여 증기의 흡입량을 증감시킨다. 이와 같이 하여, 급기 압력(Ps)을 급기 압력(Ps)의 목표 압력(Ptb)으로 유지할 수 있도록 제어하면, 공급되는 잉여 증기의 양에 증감이 있어도, 그 양에 따라서 스크류 팽창기(12)의 흡입량을 변화시킴으로써 낭비가 없는 발전을 실현할 수 있다.

또한, 도 2에 본 발명의 제2 실시 형태의 발전 설비(1)를 나타낸다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 번호를 부여하여 설명을 생략한다. 본 실시 형태에 있어서, 발전 장치(9)에는 제1 실시 형태에 있어서의 급기 압력 검출기(14) 및 제어 장치(16)는 설치되어 있지 않다. 본 실시 형태에 있어서는, 제어 장치(10)에 제어되는 컨버터(15)가, 발전기 운전 주파수 설정 수단의 역할을 담당한다.

본 실시 형태에 있어서, 제어 장치(10)에는 압력 검출기(7)에서 검출된 검출값이 입력된다. 그 검출값을 기초로 하여, 압력 조정 밸브(6)의 개방도와 발전기측 주파수가 제어된다. 압력 조정 밸브(6)의 개방도 제어는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여 행해진다. 제2 실시 형태에서는, 발전기측 주파수에 대해서도 압력 검출기(7)에서 검출된 검출값이 일정해지도록 발전기 주파수(회전수)가 제어된다. 즉, 압력 검출기(7)에서 검출되는 압력값이 설정 압력값[즉, 압력 조정 밸브(6)의 설정 압력값]보다도 높은 경우는, 그 압력을 낮추기 위해 스크류의 회전수를 높인다. 반대로, 압력 검출기(7)에서 검출되는 압력값이 설정 압력값보다도 낮은 경우는 그 압력을 높이기 위해 스크류의 회전수를 낮춘다. 이와 같이, 제2 실시 형태에서는 압력 검출기(7)가 설치되어 있는 부위의 압력을, 압력 조정 밸브(6)와 스크류 회전수의 양쪽을 사용하여 제어한다. 압력 조정 밸브(6)에 의한 제어와 스크류 회전수에 의한 제어 중 어느 쪽을 우선할지, 혹은 그 양자에 어떻게 가중치를 둘지는 발전 설비의 사양 등의 조건에 따라서 적절하게 정하면 좋다.

제1 실시 형태에서는, 압력 조정 밸브(6)의 설정 압력값과, 발전 장치(9)에 있어서의 스크류 팽창기(12)의 급기 압력(Ps)의 목표 압력값(Ptb)을 제어하는 데, 각각에 압력 검출기(7, 14) 및 제어 장치(10, 16)를 설치할 필요가 있는 것에 대해, 제2 실시 형태에서는 단일의 압력 검출기(7) 및 단일의 제어 장치(10)만을 설치하는 것만으로 좋다. 또한, 제1 실시 형태에서는 각각에 압력 검출기(7, 14) 및 제어 장치(10, 16)를 설치하고 있으므로, 압력 검출기(7, 14)의 검출값의 오차에 기인하는 연계 동작 불량을 없애기 위해서도 압력차를 설정할 필요가 있지만, 제2 실시 형태에서는 단일의 압력 검출기(7) 및 단일의 제어 장치(10)만으로 발전 설비(1)를 제어하므로, 연계 동작 불량이 발생하는 문제는 없다. 제1 실시 형태에서는, 압력 조정 밸브(6)의 설정 압력값과 발전 장치(9)에 있어서의 스크류 팽창기(12)의 급기 압력(Ps)의 목표 압력값(Ptb)에는 반드시 압력차를 설정할 필요가 있으므로, 그 압력차에 의해 2차측에서의 압력 변동이 발생해 버려 잉여 증기의 2차측에서의 사용시에 문제가 발생할 가능성이 있다. 이에 대해, 제2 실시 형태에 서는 단일의 압력 검출기(7) 및 단일의 제어 장치(10)만으로 제어하므로 압력차를 설정할 필요가 없고, 2차측에서의 압력 변동이 발생하지 않는다고 하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 3 도시하는 바와 같이 증기 공급원(2)의 증기의 압력이 비교적 높은 경우(예를 들어, 1.9㎫), 잉여 증기 라인(5)으로부터 발전 라인(8)이 분기되는 위치보다도 상류의 잉여 증기 라인(5)에 또한 압력 조정 밸브(20)를 추가하는 것이 바람직하다. 이 경우도 압력 조정 밸브(20)의 상류의 잉여 증기 라인(5)에 압력 검출기(21)를 설치하여, 비교적 높은 압력의 증기가 압력 조정 밸브(6) 및 발전 장치(9)에 직접 접촉하지 않도록 압력 조정 밸브(20)를 제어한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 발전 설비를 도시하는 개략도.

도 2는 본 발명의 제2 실시 형태의 발전 설비를 도시하는 개략도.

도 3은 본 발명의 다른 실시 형태의 발전 설비를 도시하는 개략도.

도 4는 종래의 증기 이용 설비를 도시하는 개략도.

도 5는 종래의 발전 설비를 도시하는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 발전 설비

2 : 증기 공급원

3 : 감압 밸브

4 : 증기 프로세스 라인

5 : 잉여 증기 라인

6 : 압력 조정 밸브

7 : 압력 검출기

8 : 발전 라인

9 : 발전 장치

10 : 제어 장치

Claims

발전 설비이며,

증기 공급원에서 발생하는 증기를 증기 이용 프로세스를 위해 공급하는 증기 프로세스 라인과,

상기 증기 프로세스 라인으로부터 분기되고, 잉여 증기를 대기 방출 또는 복수기로 공급하는 잉여 증기 라인과,

상기 잉여 증기 라인에 개재 설치된 압력 조정 밸브와,

상기 잉여 증기 라인에, 상기 압력 조정 밸브와 병렬로 개재 설치된 발전 장치와,

상기 압력 조정 밸브의 상류측에 설치된 압력 검출기와,

상기 압력 검출기가 검출한 압력이 설정 압력값이 되도록 상기 압력 조정 밸브의 개방도를 제어하는 제어 장치로 이루어지는, 발전 설비.
제1항에 있어서, 상기 발전 장치가,

증기의 팽창을 회전력으로 변환하는 용적식 스팀 익스팬더와,

상기 용적식 스팀 익스팬더의 회전축에 접속된 발전기와,

상기 발전기의 운전 주파수를 설정하는 발전기 운전 주파수 설정 수단으로 이루어지는, 발전 설비.
제2항에 있어서, 상기 발전기 운전 주파수 설정 수단은, 상기 압력 조정 밸브에 있어서의 상기 설정 압력값보다 상기 발전 장치에 있어서의 급기 압력의 목표값의 쪽이 작아지도록 운전 주파수를 설정하는, 발전 설비.
제3항에 있어서, 상기 발전 장치가 급기 압력 검출기를 갖고, 상기 발전기 운전 주파수 설정 수단은, 상기 급기 압력 검출기가 검출한 압력이 급기 압력의 상기 목표값이 되도록 운전 주파수를 설정하는, 발전 설비.
제2항에 있어서, 상기 발전기 운전 주파수 설정 수단은, 상기 압력 검출기가 검출한 압력이 상기 설정 압력값이 되도록 운전 주파수를 설정하는, 발전 설비.