KR101343007B1 - Combined heat and power plant system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열병합 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과열 증기를 활용하여 증기 터빈을 작동시켜 전력을 생산하고 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기를 포화 증기로 변환하여 온수 열교환기에 제공함으로써 온수 열교환기의 효율을 향상시켜 원하는 온도의 온수를 생산할 수 있는 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cogeneration system, and more particularly, by using a superheated steam to operate the steam turbine to produce power, convert the superheated steam discharged from the steam turbine into saturated steam to provide a hot water heat exchanger The present invention relates to a cogeneration system capable of improving efficiency to produce hot water at a desired temperature.
일반적으로, 열병합 발전 시스템은 발전과 열 공급을 동시에 진행하여 종합적인 에너지 이용률을 높일 수 있는 발전 시스템으로서, 예를 들어, 증기 터빈을 이용하여 발전기를 구동함으로써 전력을 생성하고, 증기 터빈에서 배출되는 증기를 이용해서 온수를 생산하여 지역난방에 공급하는 시스템이다.In general, a cogeneration system is a power generation system capable of simultaneously generating power and supplying heat to increase overall energy utilization. For example, a cogeneration system generates power by driving a generator using a steam turbine, and is discharged from a steam turbine. It is a system that produces hot water using steam and supplies it to district heating.
종래의 열병합 발전 시스템에서, 전력 생산을 위해서는 증기 터빈에 과열 증기(superheated steam)를 제공하여 전력을 생산하고, 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기를 온수 열교환기에 제공하여 온수를 생산하고 있다. 이러한 종래의 열병합 발전 시스템은 온수 열교환기에 과열 증기를 제공하여 온수를 생산함으로써 온수 열교환기에서 생산되는 온수를 충분하게 높은 온도로 생성하기 어려운 문제점이 있다.In the conventional cogeneration system, electric power is produced by providing superheated steam to a steam turbine to produce electric power, and hot water is provided to a hot water heat exchanger to discharge hot water from the steam turbine to produce hot water. The conventional cogeneration system has a problem in that it is difficult to produce hot water produced at a hot water heat exchanger at a sufficiently high temperature by providing hot water by providing superheated steam to the hot water heat exchanger.
다시 설명하면, 과열 증기는 엔탈피는 높지만 가스와 같은 성질을 가지고 있어서 응축이 잘 일어나지 않기 때문에 잠열을 이용하기 어려울 뿐만 아니라 열전달계수도 떨어지기 때문에, 증기를 사용하는 온수 열교환기에 과열 증기가 제공되는 경우 온수 열교환기의 효율을 저하시켜 충분히 높은 온도의 온수 생산이 어렵게 된다.In other words, the superheated steam has a high enthalpy but has a gas-like property, which makes it difficult to use latent heat because condensation does not occur well. Therefore, the superheated steam is provided to a hot water heat exchanger using steam. It lowers the efficiency of the hot water heat exchanger, making it difficult to produce hot water at a sufficiently high temperature.
예를 들어, 종래의 열병합 발전 시스템에서, 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기의 압력 및 온도가 각각 0.3 ㎏/㎠ 및 107 ℃인 운전조건에서 온수 열교환기가 105 ℃의 온수 생산이 가능한 경우, 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기의 압력 및 온도를 각각 0.7 ㎏/㎠ 이상 및 127 ℃까지 상승시키더라도 지역 난방에서 요구하는 115 ℃ 내지 120 ℃의 온수 생산이 불가능한 문제점이 발생한다.For example, in a conventional cogeneration system, when the hot water heat exchanger is capable of producing hot water of 105 ° C. under operating conditions where the pressure and temperature of superheated steam discharged from the steam turbine are 0.3 kg / cm 2 and 107 ° C., respectively, Even if the pressure and temperature of the superheated steam discharged are raised to 0.7 kg / cm 2 or more and 127 ° C., respectively, it is impossible to produce hot water at 115 ° C. to 120 ° C. required by district heating.
본 발명은 전술한 종래의 열병합 발전 시스템의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기를 포화 증기로 변환하여 온수 열교환기에 제공함으로써 온수 열교환기의 효율을 향상시켜 원하는 온도의 온수를 생산할 수 있는 열병합 발전 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.The present invention has been proposed to solve the problems of the conventional cogeneration system as described above, by converting the superheated steam discharged from the steam turbine into saturated steam to provide a hot water heat exchanger to improve the efficiency of the hot water heat exchanger hot water at a desired temperature To provide a cogeneration system that can produce the technical problem to be solved.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
고압 헤더로부터 유입된 과열 증기를 이용하여 발전기를 가동하는 증기 터빈;A steam turbine operating the generator using superheated steam introduced from the high pressure header;
상기 증기 터빈으로부터 유입된 과열 증기를 포화 증기로 변환하는 과열 저감기; 및An overheat reducer for converting superheated steam introduced from the steam turbine into saturated steam; And
상기 과열 저감기로부터 유입된 포화 증기와의 열 교환을 통해여 온수를 생산하는 온수 열교환기Hot water heat exchanger that produces hot water through heat exchange with saturated steam introduced from the superheat reducer
를 포함하는 열병합 발전 시스템을 제공한다.
It provides a cogeneration system comprising a.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 온수 열교환기 내의 과도한 증기를 제공 받아 응축수로 저장하는 응축수 탱크를 더 포함할 수 있다.One embodiment of the present invention may further include a condensate tank for receiving excess steam in the hot water heat exchanger and storing it as condensate.
또한, 본 발명의 일 실시형태는, 상기 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기 중 상기 온수 열교환기로 제공되고 남은 잔여 증기를 응축하여 물로 환원하는 저압 증기 복수기를 더 포함할 수 있다. 이 실시형태에서, 상기 저압 증기 복수기에 의해 환원된 물은 상기 응축수 탱크에 저장될 수 있다.In addition, one embodiment of the present invention may further include a low pressure steam condenser provided to the hot water heat exchanger of the superheated steam discharged from the steam turbine to condense and reduce the remaining steam to water. In this embodiment, the water reduced by the low pressure steam condenser may be stored in the condensate tank.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 과열 저감기는, 상기 응축수 탱크에 저장된 물을 제공 받아 상기 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기에 분사함으로써 상기 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기를 포화 증기로 변환할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the superheat reducer may convert the superheated steam discharged from the steam turbine into saturated steam by receiving water stored in the condensate tank and spraying the superheated steam discharged from the steam turbine.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 과열 저감기는, 상기 응축수 탱크로부터 제공되는 물의 온도를 검출하는 온도 검출부; 상기 고압 헤더로부터 과열 증기를 제공/차단하는 밸브; 상기 온도 검출부에서 검출된 물의 온도에 따라 상기 밸브의 개폐를 제어하는 제어부; 상기 제어부에 의한 상기 밸브의 개폐 제어에 따라 제공된 과열 증기와 상기 응축수 탱크로부터 제공되는 물의 열교환을 통해 물의 온도를 조정하는 열교환부; 및 상기 열교환부에서 온도가 조정된 물을 상기 증기 터빈으로부터 배출되는 과열 증기에 분사하는 분사부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the overheat reducer, the temperature detection unit for detecting the temperature of the water provided from the condensate tank; A valve providing / blocking superheated steam from the high pressure header; A control unit controlling opening and closing of the valve according to the temperature of the water detected by the temperature detecting unit; A heat exchanger configured to adjust a temperature of water through heat exchange between superheated steam provided according to opening and closing control of the valve by the controller and water provided from the condensate tank; And an injection unit for injecting water whose temperature is adjusted in the heat exchanger to superheated steam discharged from the steam turbine.
본 발명에 따르면, 열병합 발전 시스템에 마련되는 응축수를 이용하여 증기 터빈에서 온수 열교환기로 제공되는 과열 증기를 포화 증기로 변환시킴으로써 온수 열교환기의 효율을 향상시켜 고온의 온수를 생산할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by converting the superheated steam provided from the steam turbine to the hot water heat exchanger into saturated steam using the condensed water provided in the cogeneration system, it is possible to improve the efficiency of the hot water heat exchanger to produce hot water of high temperature.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 열병합 발전 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 열병합 발전 시스템에 적용된 과열 저감기의 일례를 도시한 세부 구성도이다.1 is a configuration diagram of a cogeneration system according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed configuration diagram showing an example of an overheat reducer applied to a cogeneration system according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. In addition, in describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and they may be changed depending on the intention or custom of the technician working in the field, so that the technical components of the present invention are limited It will not be understood as meaning.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 열병합 발전 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a cogeneration system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 열병합 발전 시스템은, 고압 헤더(11)로부터 고압의 증기를 제공받아 발전기(13)를 가동하는 증기 터빈(12), 증기 터빈(12)으로부터 배출되는 증기를 과열 증기에서 포화증기로 변환하는 과열 저감기(14) 및 포화 증기를 이용하여 열교환을 통해 온수를 생산하는 온수 열교환기(15)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a cogeneration system according to an embodiment of the present invention includes a
이에 더하여, 본 발명의 일 실시형태는, 온수 열교환기(15) 내의 과도한 증기를 제공받아 물로 환원하여 저장하는 응축수 탱크(16)와, 증기 터빈(12)에서 배출된 증기의 일부를 응축하여 물을 생성하는 저압 증기 복수기(19)를 더 포함할 수 있다.In addition, one embodiment of the present invention, the
도 1에 도시된 실시형태는 본 발명의 주요 특징에 관련된 구성요소들을 선택적으로 도시한 것으로, 실제 구현되는 열병합 발전 시스템에서는 각 구성요소 간을 연결하는 배관 등에 필요에 따라 다양한 종류의 밸브나 센서들이 구비될 수 있다. 도 1에서는 본 발명의 주요한 기술 사상을 더욱 명확하고 간결하게 설명하기 위해 본 발명의 특징과 관련이 없는 밸브나 센서 등의 도시가 생략되었음을 밝혀둔다.The embodiment illustrated in FIG. 1 selectively shows components related to the main features of the present invention. In the cogeneration system, which is actually implemented, various types of valves or sensors may be used as necessary to connect piping between the components. It may be provided. In Figure 1 it is to be noted that in order to more clearly and concisely describe the main technical idea of the present invention, the illustration of a valve or sensor that is not related to the features of the present invention is omitted.
상기 증기 터빈(12)은 고압 헤더(11)로부터 고압의 과열 증기를 제공받아 발전기(13)를 가동하여 전력을 생산되게 할 수 있으며, 발전기(13) 가동에 사용된 과열 증기를 다시 배출하여 지역 난방부(21)로 공급되는 온수를 생성하기 위한 온수 열교환기(15)로 제공할 수 있다.The
과열 증기는 소각시설에서 발생되는 배열을 이용하여 가동하는 폐열 보일러(미도시)에 의해 생성된 증기를 과열기(미도시)를 이용하여 온도를 상승시킴으로써 생성될 수 있으며, 과열기에 의해 생성된 과열 증기는 고압헤더(11)로 수집되어 상기 증기터빈(12)으로 공급될 수 있다. 예를 들어, 폐열 보일러에 의해 생성되는 증기의 압력과 온도는 각각 약 40 ㎏/㎠ 및 약 250.69 ℃일 수 있으며, 과열기에서 배출되는 과열 증기의 압력과 온도는 각각 약 40 ㎏/㎠ 및 약 350 ℃일 수 있으며, 과열기에서 배출되는 과열 증기가 고압 헤더(11)를 통해 증기 터빈(12)으로 제공될 수 있다. 또한, 발전기(13) 가동 후 증기 터빈(12)에서 배출되는 과열 증기의 압력과 온도는 각각 약 0.3 ㎏/㎠ 및 약 107 ℃일 수 있다.Superheated steam may be produced by raising the temperature of steam generated by a waste heat boiler (not shown) operating using an array generated in an incineration plant using a superheater (not shown), and the superheated steam generated by the superheater. May be collected by the
상기 과열 저감기(14)는 증기 터빈(12)과 온수 열교환기(15) 사이의 증기 배관에 설치되어 증기 터빈(12)에서 배출되는 과열 증기를 포화 증기로 변환한 후 온수 열교환기(15)로 제공한다. 또한, 상기 과열 저감기(14)는 온수 열교환기(15)로 제공되는 포화 증기의 압력 및 온도를 적정한 온수 생산에 필요한 조건으로 유지할 수 있다.The
본 발명의 일 실시형태에서, 과열 저감기(14)는 증기 터빈(12)에서 배출된 증기가 온수 열교환기(15)로 제공되는 증기 배관 내에 사전 설정된 온도의 물을 분사함으로써 과열 증기를 포화 증기로 변환할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 과열 저감기(14)는 증기 배관 내에 분사하기 위한 물을, 열병합 발전 시스템에 구비되는 응축수 탱크(16)로부터 제공받을 수 있다.In one embodiment of the invention, the
일반적으로, 온수 열교환기는 증기의 잠열을 이용하여 증기와 물의 열교환을 통해 온수를 생산하는 장비이다. 증기의 잠열을 이용하기 위해서는 증기의 응축이 발생하여야 하며 증기의 응축이 발생하기 위해서는 포화증기가 필요하다. In general, hot water heat exchangers are equipment for producing hot water through heat exchange between steam and water using latent heat of steam. In order to use the latent heat of steam, steam condensation must occur and saturated steam is required to condense steam.
한편, 과열 증기는 장거리 증기 수송 중에 응축수가 생김을 방지할 뿐만 아니라 증기 터빈의 날개에서 응축이 일어나지 않게 하기 위해 사용된다. 증기 터빈의 날개에서 응축이 일어나면 진동이 심해지고 날개 표면에 스케일이 발생하여 증기 터빈의 날개를 파손 시킬 수도 있으므로 증기 터빈의 가동에는 과열 증기가 사용된다.Superheated steam, on the other hand, is used not only to prevent condensate from forming during long distance steam transport but also to prevent condensation on the blades of the steam turbine. Condensation on the blades of the steam turbine causes severe vibration and scale on the blade surface, which can damage the blades of the steam turbine. Therefore, superheated steam is used to operate the steam turbine.
그러나, 과열도가 높은 과열 증기는 엔탈피는 높지만 가스와 같은 성질을 가지고 있으므로 잠열을 이용하기 어렵다. 또한, 과열 증기는 열전달 계수도 크게 떨어지기 때문에 온수 열교환기의 효율을 크게 저하시킨다.However, superheated steam having a high superheat has high enthalpy but has a gas-like property, making it difficult to use latent heat. In addition, the superheated steam also significantly lowers the heat transfer coefficient, thereby greatly reducing the efficiency of the hot water heat exchanger.
따라서, 증기 터빈을 가동하여 전력을 생산하고 증기 터빈에서 배출되는 증기를 다시 온수 생산에 사용하는 열병합 발전 시스템에서는, 증기 터빈의 가동에 사용된 과열 증기를 포화 증기로 변환하는 것이 온수 열교환기의 효율을 향상시키기 위해 필요하다.Therefore, in a cogeneration system in which a steam turbine is operated to generate power and the steam discharged from the steam turbine is used again to produce hot water, converting the superheated steam used in the operation of the steam turbine to saturated steam is an efficiency of the hot water heat exchanger. Is necessary to improve.
본 발명에서와 같이, 과열 저감기(14)를 이용하여 증기 터빈(도 1의 12)에서 배출되는 과열 증기에 물을 분사하게 되면, 분사된 물이 증발하고 과열 증기는 과열도가 떨어져 포화 증기로 변환될 수 있다.As in the present invention, when the water is injected to the superheated steam discharged from the steam turbine (12 of FIG. 1) using the
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 열병합 발전 시스템에 적용된 과열 저감기의 일례를 더욱 상세하게 도시한 세부 구성도이다.2 is a detailed block diagram showing an example of the overheat reducer applied to the cogeneration system according to the embodiment of the present invention in more detail.
도 2를 참조하면, 과열 저감기(14)는, 응축수 탱크(도 1의 16)로부터 제공되는 물의 온도를 검출하는 온도 검출부(141)와, 고압 헤더(도 1의 11)로부터 과열 증기를 제공/차단하는 밸브(143)와, 온도 검출부(141)에서 검출된 물의 온도에 따라 밸브(143)의 개폐를 제어하는 제어부(142)와, 제어부(142)에 의한 밸브(143)의 개폐 제어에 따라 제공된 과열 증기와 응축수 탱크(도 1의 16)로부터 제공되는 물의 열교환을 통해 물의 온도를 조정하는 열교환부(144) 및 열교환부(144)에서 온도가 조정된 물을 증기 터빈(도 1의 12)으로부터 배출되는 과열 증기에 분사하는 분사부(145)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
상기 온도 검출부(141)는 응축수 탱크(도 1의 16)에서 펌프(17)에 의해 과열 저감기(14)로 제공되는 물의 온도를 검출할 수 있다. 상기 온도 검출부(141)는, 과열 증기를 포화 증기로 변환하는 과정에서 분사되는 물의 온도를 일정하게 유지하기 위해 응축수 탱크(도 1의 16)로부터 유입되는 물의 온도를 검출한다. 검출된 물의 온도에 대한 정보는 제어부(142)로 제공되고 제어부(142)는 물의 온도를 사전 설정된 온도로 유지시키기 위해 고압 헤더(도 1의 11)에서 과열 증기를 제공하는 밸브(143)의 개폐를 조정할 수 있다.The
상기 밸브(143)는 고압 헤더(도 1의 11)와 열교환부(144) 사이의 증기 배관에 설치되어, 고압 헤더로부터 과열 증기를 열교환부(144)로 제공하거나 차단할 수 있다. 상기 밸브(143)는 제어부(142)의 제어를 통해 개폐여부나 개폐량이 제어될 수 있다.The
상기 제어부(142)는 온도 검출부(141)에서 검출된 물의 온도를 제공받아 밸브(143)의 개폐 여부 또는 개폐량을 제어하여 고압 헤더(도 1의 11)로부터 열교환부(144)로 제공되는 과열 증기의 양을 제어할 수 있다. 상기 제어부(142)는 온도 검출부(141)에서 검출된 물의 온도에 따라 밸브(143)를 개폐 여부, 개폐 시간 또는 개폐량 등이 사전 설정된 룩업 테이블을 저장할 수 있으며, 이에 따라 고압 헤더(도 1의 11)로부터 열교환부(144)에 제공되는 과열 증기의 양을 제어하여 분사되는 물의 온도를 사전 설정된 적정 온도로 제어할 수 있다.The
상기 열교환부(144)는 응축수 탱크(도 1의 16)에서 제공되는 물과 고압 헤더(도 1의 11)로부터 제공되는 과열 증기의 열 교환을 통해 물의 온도를 사전 설정된 온도로 상승시킬 수 있다.The
상기 분사부(145)는 물을 분사할 수 있는 장치로서, 열교환부(144)에서 온도가 적절하게 조정된 물을 제공받아 증기 터빈(도 1의 12)과 온수 열교환기(도 1의 15) 사이에 연결된 증기 배관에 분사함으로써, 증기 터빈(도 1의 12)에서 배출되는 과열 증기를 포화 증기로 변환하여 온수 열교환기(15)로 제공할 수 있다.The
다시 도 1을 참조하면, 상기 온수 열교환기(15)는 과열 저감기(14)에 의해 제공된 포화 증기를 제공받아 열교환에 의해 온수를 생산할 수 있다. 즉, 과열 저감기(14)에 의해 제공된 포화 증기의 응축에 의한 잠열을 이용하여 물을 온도를 상승시키고, 온도가 상승된 온수를 난방수로서 지역 난방부(21)에 제공할 수 있다. 지역 난방부(21)에 제공된 온수는 다시 온수 열교환기(15)로 회수될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the hot
예를 들어, 상기 온수 열교환기(15)에 제공되는 포화 증기의 압력과 온도는 각각 약 1.5 ㎏/㎠ 및 약 127 ℃일 수 있으며, 이 포화 증기와의 열 교환에 의해 생성되어 지역 난방부(21)로 제공되는 온수의 온도는 약 115 ℃ 내지 120 ℃일 수 있으며, 지역 난방부(21)로부터 회수되는 온수의 온도는 약 90 ℃일 수 있다.For example, the pressure and temperature of the saturated steam provided to the hot
한편, 본 발명의 일 실시형태는, 응축수를 저장하는 응축수 탱크(16)를 더 포함할 수 있다. 전술한 것과 같이, 응축수 탱크(16)는 저장한 응축수를 과열 저감기(14)로 제공할 수 있다. 응축수 탱크(16)는 온수 열교환기(15)의 열 교환 과정에서 발생하는 증기의 응축에 의해 생성된 응축수를 저장할 수 있다. Meanwhile, one embodiment of the present invention may further include a
또한, 본 발명의 일 실시형태는, 증기 터빈(12)의 후단에 연결되어 증기 터빈(120에서 배출되는 과열 증기 중 상기 온수 열교환기로 제공되고 남은 잔여 증기를 응축하여 물로 환원하는 저압 증기 복수기(19)를 더 포함할 수 있으며, 이 저압 증기 복수기(19)에서 환원된 물을 전술한 응축수 탱크(16)에 저장할 수 있다.In addition, an embodiment of the present invention, the low
응축수 탱크(16)에 저장된 물은 펌프(17)에 의해 일부는 전술한 것과 같은 과열 저감기(14)로 제공되고 나머지는 탈기기(18)로 제공되어 물 속에 용해된 산소 등의 기체를 제거한 후 폐열 보일러(미도시)로 제공될 수 있다.
The water stored in the
하기의 표 1은 과열 저감기를 채용한 종래의 열병합 발전 시스템과 본 발명의 일 실시형태에 따라 과열 저감기를 채용한 열병합 발전 시스템의 온수 열교환기 성능을 비교한 표이다.Table 1 below is a table comparing the performance of a hot water heat exchanger of a conventional cogeneration system employing an overheat reducer and a cogeneration system employing an overheat reducer according to an embodiment of the present invention.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 과열 저감기를 미적용한 경우 온수 열 교환기(15)에 의해 생산되는 온수의 공급 온도가 약 108 ℃ 정도로, 통상의 지역 난방에서 요구하는 온수의 온도인 약 115 ℃ 내지 120 ℃의 조건을 충족시키지 못하였다. 이에 반해, 과열 저감기를 미적용한 경우와 유사한 입구 압력 및 입구 온도 조건을 갖는 본 발명의 일 실시형태에 따른 과열 저감기를 적용한 열병합 발전 시스템은 온수의 공급 온도를 약 115 ℃ 또는 약 117 ℃로 지역 난방에서 요구하는 온수 온도 조건을 충족시킬 수 있음을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, when the overheat reducer is not applied, the supply temperature of the hot water produced by the hot
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태는, 열병합 발전 시스템에 마련되는 응축수를 이용하여 증기 터빈에서 온수 열교환기로 제공되는 과열 증기를 포화 증기로 변환시킴으로써 온수 열교환기의 효율을 향상시켜 고온의 온수를 생산할 수 있다.
Thus, one embodiment of the present invention, by using the condensed water provided in the cogeneration system to convert the superheated steam provided from the steam turbine to the hot water heat exchanger to saturated steam to improve the efficiency of the hot water heat exchanger to produce hot water of high temperature Can be.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the following claims and equivalents thereof.
11: 고압 헤더 12: 증기 터빈
13: 발전기 14: 과열 저감기
15: 온수 열교환기 16: 응축수 탱크
17: 펌프 18: 탈기기
19: 저압증기 복수기 21: 지역 난방부
141: 온도 검출부 142: 제어부
143: 밸브 144: 열교환부
145: 분사부11: high pressure header 12: steam turbine
13: generator 14: overheat reducer
15: hot water heat exchanger 16: condensate tank
17: pump 18: deaerator
19: low pressure steam condenser 21: district heating unit
141: temperature detector 142: controller
143: valve 144: heat exchanger
145: spray part
Claims (5)
상기 증기 터빈으로부터 유입된 과열 증기를 포화 증기로 변환하는 과열 저감기;
상기 과열 저감기로부터 유입된 포화 증기와의 열교환을 통해 온수를 생산하는 온수 열교환기; 및
상기 온수 열교환기 내의 과도한 증기를 제공 받아 응축수로 저장하는 응축수 탱크를 포함하며,
상기 과열 저감기는, 상기 응축수 탱크에 저장된 물을 제공 받아 상기 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기에 분사함으로써 상기 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기를 포화 증기로 변환하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.A steam turbine operating the generator using superheated steam introduced from the high pressure header;
An overheat reducer for converting superheated steam introduced from the steam turbine into saturated steam;
A hot water heat exchanger producing hot water through heat exchange with saturated steam introduced from the superheat reducer; And
It includes a condensate tank for receiving excess steam in the hot water heat exchanger to store as condensate,
And the superheat reducer receives water stored in the condensate tank and injects the superheated steam discharged from the steam turbine to convert the superheated steam discharged from the steam turbine into saturated steam.
상기 증기 터빈에서 배출되는 과열 증기 중 상기 온수 열교환기로 제공되고 남은 잔여 증기를 응축하여 물로 환원하는 저압 증기 복수기를 더 포함하며,
상기 저압 증기 복수기에 의해 환원된 물은 상기 응축수 탱크에 저장되는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.The method of claim 1,
It further comprises a low pressure steam condenser provided to the hot water heat exchanger of the superheated steam discharged from the steam turbine to condense and reduce the remaining steam to water,
And the water reduced by the low pressure steam condenser is stored in the condensate tank.
상기 응축수 탱크로부터 제공되는 물의 온도를 검출하는 온도 검출부;
상기 고압 헤더로부터 과열 증기를 제공 또는 차단하는 밸브;
상기 온도 검출부에서 검출된 물의 온도에 따라 상기 밸브의 개폐를 제어하는 제어부;
상기 제어부에 의한 상기 밸브의 개폐 제어에 따라 제공된 과열 증기와 상기 응축수 탱크로부터 제공되는 물의 열교환을 통해 물의 온도를 조정하는 열교환부; 및
상기 열교환부에서 온도가 조정된 물을 상기 증기 터빈으로부터 배출되는 과열 증기에 분사하는 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.The overheat reducer according to claim 1 or 3,
A temperature detector detecting a temperature of water provided from the condensate tank;
A valve providing or blocking superheated steam from the high pressure header;
A control unit controlling opening and closing of the valve according to the temperature of the water detected by the temperature detecting unit;
A heat exchanger configured to adjust a temperature of water through heat exchange between superheated steam provided according to opening and closing control of the valve by the controller and water provided from the condensate tank; And
And a spraying unit for spraying the water whose temperature is adjusted in the heat exchanger to the superheated steam discharged from the steam turbine.
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KR101696297B1 (en) * | 2016-09-08 | 2017-01-13 | 지이큐솔루션 주식회사 | Combined Heat and Power System for Energy-saving type |
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