KR101512273B1 - 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법 - Google Patents

증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101512273B1
KR101512273B1 KR20140108266A KR20140108266A KR101512273B1 KR 101512273 B1 KR101512273 B1 KR 101512273B1 KR 20140108266 A KR20140108266 A KR 20140108266A KR 20140108266 A KR20140108266 A KR 20140108266A KR 101512273 B1 KR101512273 B1 KR 101512273B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
condenser
vacuum
water
circulating water
steam
Prior art date
Application number
KR20140108266A
Other languages
English (en)
Inventor
최쌍석
Original Assignee
코넥스파워 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코넥스파워 주식회사 filed Critical 코넥스파워 주식회사
Priority to KR20140108266A priority Critical patent/KR101512273B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101512273B1 publication Critical patent/KR101512273B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • F01K9/003—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines condenser cooling circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/002—Cleaning of turbomachines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/02—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of multiple-expansion type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템은 복수기와 관련된 여러 가지 부속설비의 운전을 효과적으로 제어하거나 제어할 수 있는 정보를 제공하여 복수기 튜브연속 세정 장치의 운전을 최소화하면서도 복수기 튜브의 청결지수를 올려 복수기 진공도를 올려 터빈의 출력과 효율을 올리도록 하는 장점이 있다. 본 발명은 순환수 펌프의 운전대수를 최적화하여 복수기 진공도를 올리거나 순환수 펌프의 동력을 절약하며, 특히 순환수의 온도가 낮을 때는 복수기 진공 펌프의 밀봉수 온도를 조절하여 최적 진공도를 유지하게 함으로써 증기터빈의 배기 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.

Description

증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법{Steam turbine condenser optimizing system and the method thereof}
본 고안에 따른 증기 터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법은 석탄화력 발전소 및 원자력 발전소에서 증기 터빈을 가동시킨 후 배출되는 증기를 응축시켜 다시 물로 만들어 주는 복수기에 관련된 여러 가지 설비들의 운용 상태를 유기적으로 연결하여 복수기 관련 설비들의 상태를 실시간으로 진단하고 분석하며 필요한 조치나 정보를 제공함으로써 복수기의 진공도가 최적 운전 상태로 유지될 수 있도록 하여 증기터빈의 출력을 최대화하고 복수기에 냉각수를 공급하는 순환수 펌프의 동력소비를 최소화할 수 있는 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
발전소는 석탄, 원자력, 지열, 태양열과 쓰레기 소각, 천연가스, 바이오매스를 열원으로 사용한다. 상업적인 발전소는 거대한 규모를 갖고 지속적인 운전이 가능하도록 건설되는데, 이런 발전소에서는 3상 혹은 단상의 발전기를 이용하여 전력을 생산해 변전소 및 고압전력선을 통해서 전력 그리드에 공급하고, 전력수요자는 전력그리드로부터 전력을 받아서 저전압으로 변압하여 사용한다.
일반적인 상업 발전소들 중에서 원자력 발전소의 경우에는 효율이 30% 수준이며, 복합화력의 경우에는 50%를 상회하는 경우도 있다. 본질적으로 화력발전소의 효율은 증기의 절대온도의 비율에 제한되어 있어서, 효율을 높이기 위해서는 증기를 고온, 고압으로 만드는 것이 중요하다. 그리고 증기 터빈은 보일러에서 생산된 고온, 고압의 증기를 동력으로 전환하는 장치로 많이 사용되고 있다.
도1은 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템이 적용되는 석탄화력 발전소(1)의 전체 구조를 도시한 개략도로서, 본 발명의 필요성을 설명하기 위해 우선 일반적인 석탄화력 발전소의 전체 구조에 대해서 설명한다.
도1과 같은 석탄 화력발전소에서는, 보일러(6)에서 순도가 높은 고온 고압의 증기를 생산해서 증기터빈(21, 22, 23)으로 보내 발전기(25)를 돌린다. 한편, 원자력 발전소에서는 가압수형 원자로의 경우에는 원자로에서 발생한 열을 가압수의 형태로 열교환기인 증기발생기에 보내서 증기 발생기에서 고온 고압의 증기를 생산하며, 비등수형 원자료의 경우에는 원자로에서 물을 끓인다.
급수가열기(17)에 의해서 미리 가열된 후에 보일러(6)에 들어간 물은 이코너마이저(절탄기, economizer)에 의해서 보일러(6)의 배기열에 의해 예열되며, 이후 증기드럼(6a)에서 물과 증기가 분리되고 과열기(6b)에 들어가서 본격적으로 기화열 혹은 엔탈피가 추가되는 과정을 거치게 된다. 상기 보일러(6)는 석탄(2a)을 연소시키는 화학적인 반응에서 나오는 에너지를 물에 전달하는 장치이며, 이때 석탄(2a)은 석탄운반장치(2)와 컨베이어(3)에 의해서 저탄기(4)로 운반되어 저장된 후에 석탄분쇄기(5)에서 입자 크기 6㎜ 이하의 작은 미분으로 분쇄된 후 미분탄공급기(5a)를 통해서 보일러(6) 안으로 공급된다.
보일러(6)의 증기드럼(6a)에서 물은 포화증기로 바뀌며, 이후 과열기(superheater, 6b)에 의해서 고온의 배기가스에 의해 다시 가열됨으로써 더 높은 온도의 증기로 된다. 과열기(6b)에서 과열된 증기는 주증기배관이라고 할 수 있는 제1증기배관(10a)을 따라 고압 증기터빈(21)으로 공급되며, 고압 증기터빈(21)을 돌린 후에는 증기의 온도가 낮아지므로 제2증기배관(10b)을 따라 다시 보일러(6) 속으로 되돌아와서 재열기(reheater, 6c)에 의해 다시 온도와 압력이 높아진다. 재열기(6c)를 거친 후의 증기는 제3증기배관(10c)을 따라 중압 증기터빈(22)으로 공급되어 중압 증기터빈(22)을 돌린 후에, 제4증기터빈(10d)을 따라 저압 증기터빈(23)으로 공급된다. 이렇게 최초의 가열 및 과열과정과 두 번째의 재열과정을 거쳐 생성된 고온 고압의 증기에 의해서 3개의 증기터빈들(21,22,23)이 모두 회전되며, 이들 터빈들(21, 22, 23)에서 생성된 회전력은 터빈축에 연결된 발전기(25)로 전달되어 전기를 생산한다. 발전기(25)에서 생산된 전기는 이후 변압 및 송전계통(26)으로 전달되어 전력 그리드에 투입된다.
상기 증기터빈들(21, 22, 23)에서 팽창되면서 동력을 발생시키는 증기는 그 압력과 온도가 높을수록, 배기압력이 낮을수록 출력과 효율이 올라가므로, 특히 저압 증기터빈(23)의 배기를 냉각시켜 물로 만들어 다시 사용할 수 있도록 함과 동시에 저압 증기터빈(23)의 배기압력을 낮추기 위해서 복수기(14)를 사용한다.
복수기(14)는 일반적으로 저압터빈(23)의 하부에 대형 박스 형태의 쉘(shell)이 설치된 구조로 되어 있는데, 상기 쉘 안에는 다수의 열전도 특성이 좋은 복수기 튜브들(14c)이 내장되어 있으며, 상기 복수기 튜브들(14c)의 내면으로 냉각수가 흘러 복수기 튜브들(14c)의 외면에 접촉하는 터빈의 배기증기를 냉각시킨다. 그 결과 저압터빈(23)의 배기 증기는 응축되어 물이 되며, 이 과정에서 복수기(14)의 내부에는 높은 진공도가 형성되어 저압터빈(23)에서 증기가 보다 잘 팽창할 수 있도록 해준다.
상기 복수기(14) 주변의 관련 설비들을 살펴보면, 우선 순환수 펌프(12)는 발전소 인근의 냉각수원(11)으로부터 취득한 물을 냉각수로서 복수기 튜브들(14c)에 공급하는 펌프로서, 일반적으로 4~5 대 이상의 복수 개로서 운영되며, 펌프의 운전강도를 조절하여 펌프 각 개의 유량을 조절할 수도 있지만, 일반적으로는 펌프의 가동대수를 조절하여 냉각수 공급량을 조절한다. 한편, 상기 냉각수원(11)은 냉각탑, 호수, 바다, 강 등과 같은 것이므로, 복수기 튜브들(14c)에 공급되는 냉각수는 그 온도가 계절에 따라 변하게 된다. 냉각수의 온도는 복수기(14)에 유입되는 증기를 냉각시키는 능력에 큰 영향을 미치게 되므로, 예를 들어 수온이 낮은 겨울철에는 복수기(14)의 냉각효과가 커지는 반면, 수온이 높은 여름철에는 복수기(14)의 냉각효과가 상대적으로 작아지게 된다. 순환수 펌프(12)는 다수 대가 설치되므로, 순환수 온도가 높은 여름철에는 순환수 펌프(12)의 운전대수를 늘려서 순환수 공급을 많게 하고, 순환수 온도가 낮은 겨울철에는 순환수 펌프(12)의 운전대수를 줄여서 순환수 공급을 작게 한다.
순환수는 냉각수관(13)을 거쳐서 복수기(14)의 입구 수실(14a)로 들어간 다음 복수기 튜브들(14c)을 통해 복수기 쉘 내부공간을 지나게 되고, 출구 수실(14b)로 나온 후에는 다시 냉각수관(13)을 통해서 냉각탑(35)으로 전달되거나 호수, 바다, 강과 같은 원래의 물 공급처로 되돌려 진다.
한편, 복수기(14)의 내부는 진공도가 높은 상태이므로 외부 공기가 누입되기 쉽고, 또 증기를 생산하는 보일러(6) 측에서도 보일러내의 배관들의 부식을 방지하기 위해 약품 처리를 하므로 이때 주입된 약품들이 불 응축성 가스(N2, H2, O2 등)가 되어서 복수기(14)로 유입된다.
복수기(14)로 누입된 공기가 누적되면 진공도가 낮아지게 되므로, 이러한 공기 및 불응축성 가스를 제거해 줄 목적으로 복수기(14) 주변에 진공 펌프(31)나 공기 이젝터(ejector, 31a, 도9 참조)가 설치된다.
상기 진공 펌프(31)는 원심 펌프와 유사한 원리로 진공펌프(31) 내의 밀봉수와 불응축성 가스를 함께 흡입하여 배출하며, 이때 배출된 물과 불응축성 가스는 진공펌프(31)의 출구에 설치된 기수분리탱크(32)에서 서로 분리되고, 회수된 물은 밀봉수로서 재사용된다.
진공펌프(31)의 작동을 위해 진공펌프(31)내에 채워진 밀봉수는 계속 사용하면 온도가 올라가서 증발하게 되고, 이러면 진공펌프(31)의 높은 진공도를 유지할 수 없으므로, 밀봉수를 냉각하기 위한 밀봉수 냉각기(33)가 구비되어 있다. 상기 밀봉수 냉각기(33)는 순환수를 끌어와서 밀봉수와 열교환 방식으로 냉각하는 장치로서, 이런 냉각과정을 거쳐 온도가 낮아진 밀봉수는 다시 진공펌프(31)로 공급되고, 한편 냉각에 사용된 순환수는 순환수 배출배관(13b, 도6 참조)으로 합류해서 순환수 배출 계통으로 들어가게 된다.
도1에서 복수펌프(15)는 복수기(14)에서 응축되어 바닥에 고인 물을 계통으로 다시 보내주기 위한 펌프이다. 그리고 복수기(14)의 내부는 진공도가 높은 상태이므로, 복수기(14)의 바닥에 고여 있는 복수는 복수펌프(15)에 의해 탈기기(16)로 보내지며, 이때 복수펌프(15)는 수직형으로 깊게 파서 설치하여 흡입 수두를 유지한다.
복수조(140)의 복수는 복수펌프(15)를 거쳐 탈기기(16)로 전달되며, 탈기기(16)는 공기를 분리해서 물만을 회수한 다음 급수가열기(17)로 보낸다. 도1에서 미설명 도면부호 18은 급수가열기(17)의 물을 보일러(6)안의 이코노마이저(6d)로 보내는 급수펌프이다.
복수기 튜브 연속세정장치(190)는 복수기 튜브(14c) 내에 부착된 이물질 및 스케일을 제거하는 역할을 한다. 복수기(14)에서 증기의 냉각을 위해 사용되는 순환수는 자연환경에 있는 바다, 강, 호수 등의 물을 그대로 끌어다 냉각수원(11)으로 사용하는 것이므로, 순환수 중에는 보통 탁도 성분이 포함하고 있다. 순환수 중의 탁도 성분이 복수기 튜브(14c)의 내벽 표면에 부착하게 되면 복수기 튜브(14c)의 열전달을 방해하여 복수기(14)의 진공도가 낮아지게 되고, 그 결과 터빈의 출력과 효율이 낮아져 순환수 유량을 더 많이 사용해야 하므로 결국 보조 동력 소비가 증가하는 일이 발생하며, 뿐만 아니라 복수기 튜브의 부식 원인이 되기도 한다.
상기 복수기 튜브 연속 세정장치(190)는 복수기 튜브(14c)의 내경보다 약간 큰 스펀지 볼들을 복수기(14)의 순환수 입구 박스(14a)에 주입하며, 스펀지 볼들은 순환수와 함께 복수기 튜브들(14c)로 들어가서 입/출구 박스(14a, 14b)의 압력차에 의해 순환수 출구 박스(14b) 쪽으로 밀려 나오면서 복수기 튜브들(14c)의 내면을 청소한다. 도1에서 도면부호 19b는 여러 종류의 스펀지볼들이 저장된 스펀지 볼 유닛을 가리키고, 19a는 스펀지 볼들의 흐름에 압력을 제공하는 볼 순환 펌프이다.
한편, 도1에서 압입 송풍기(7)는 보일러(6)의 연소 과정에서 사용되는 공기를 인입하며, 이렇게 인입된 공기는 공기예열기(7a)에서 보일러의 연소 배기가스와 열교환으로 예열된 후 석탄분쇄기(5)로 투입되거나(1차공기) 또는 보일러 노내로 보내지게(2차공기)된다. 보일러(6)에서 배출된 배기가스는 공기예열기(7a)를 거친 후 집진기(8)로 보내서 정화처리되며, 이후 굴뚝(9)을 통해서 대기로 배출된다. 도1에서 미설명 도면부호 8a는 집진기(8) 안의 공기를 굴뚝(9)으로 배출하는 유인 송풍기를 가리킨다.
대한민국 특허공보 제1189837호 (2012. 10. 10. 공고, 2012. 10. 4. 등록) 대한민국 특허공보 제132383호 (1998. 4. 20. 공고, 1997. 12. 10. 등록) 대한민국 특허공보 특1987-0000169호 (1987. 2. 13. 공고) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0103536호 (2009. 10. 1. 공개)
증기터빈의 출력을 최대화하기 위해서는 복수기(14)의 진공도를 올려서 터빈의 배기압력을 낮게 해야 하나, 순환수의 온도가 정해진 상태에서 복수기 진공도를 올리기 위해서는 순환수 유량을 증가시키거나 또는 복수기 튜브(14c)의 내면을 청결하게 하여 열교환 능력을 올려야 한다.
그러나 순환수의 유량을 증가시킬 경우에는 그에 따라 순환수 펌프(12)의 동력소비가 당연히 증가되게 되는 것이므로, 이 경우에는 순환수 펌프(12)의 동력소비로 증가되는 양이 복수기(14)의 진공도를 올림에 의해서 증가되게 되는 증기터빈의 출력보다 오히려 더 커지는 일이 있어서는 안 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 복수기(14)의 최적 상태 운전에 필요한 적정한 순환수 유량을 계산하여 순환수 펌프(12)의 운전 대수를 결정하도록 정보를 제공하거나 또는 직접 순환수 펌프의 운전/정지신호를 발생시킴으로써 순환수 펌프(12)의 운전 대수를 조정할 수 있도록 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 복수기 튜브들(14c)의 내부 청결도를 확인하기 위해 전체의 튜브 내면을 직접 확인할 수는 없는 일이다. 그리고 순환수의 유량을 알면 복수기 튜브(14c)의 청결지수를 산출하는 것이 가능하지만, 순환수 유량을 정확히 산출하기는 대단히 어려운 일이므로, 복수기 튜브의 청결지수를 정확하고 쉽게 산출할 수 있는 새로운 방법을 개발할 필요가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 복수기(14)의 열부하와 순환수 유량 및 순환수 입/출구의 온도를 종합하여 연산함으로써 복수기 튜브(14c)의 청결지수를 간편하고 정확하게 계산할 수 있는 방법을 제안하며, 이렇게 계산된 복수기 튜브의 청결지수에 따라서 복수기 튜브 연속 세정장치(190)를 운전하도록 함으로써 복수기 튜브(14c)의 열교환 능력을 향상시킬 수 있도록 한 증기터빈 복수기 최적화 시스템과 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 복수기 튜브 연속 세정장치(190)에서 사용하는 스펀지 볼에도 여러 종류들이 있으므로, 상황에 맞는 최적의 스펀지 볼들을 선택할 필요가 있다. 이를 위해, 본 발명은 복수기 입출구 수실들(14a, 14b) 간의 압력 차이를 실시간으로 정확하게 측정해서 압력 차이에 따라 스펀지 볼들을 선택해 사용할 수 있도록 함으로써 복수기 튜브(14c)의 세정을 효과적으로 시행하여 세정에 드는 시간과 동력소비를 줄이고, 스펀지 볼의 마모를 최소화시킬 수 있도록 한 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 일반적으로 복수기 진공도가 높으면 터빈의 출력과 효율이 올라가지만, 복수기(14)의 진공도가 일정 한계를 넘어간 이후에는 진공도가 상승함에 따라 오히려 출력이 감소하는 현상이 발생한다. 이것은 터빈 최종단의 증기 배출 면적은 이미 정해진 상태이며 진공도가 상승하면 증기의 단위 중량당 체적이 커져 터빈 최종단을 통과하는 증기의 속도가 증가하게 되고, 터빈 최종단 이후에서 증기의 속도가 빠르다고 해서 동력으로 전환될 수 없으므로, 최종단 배출 증기의 속도가 배기손실(exhaust loss)이 되어서 오히려 출력을 저하시키는 것이다. 이처럼 복수기의 진공도는 증기 유량에 따라 최적 값을 갖게 되지만, 아직까지 현재의 기술 수준으로서는 이러한 최적 진공도를 제시하는 경우가 없었다.
이렇게 복수기(14)의 진공도가 과대하게 될 경우에 배기손실로 인해 오히려 터빈 출력이 감소하는 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 터빈의 배기증기 유량에 따른 최적 진공도 값을 자동으로 계산하여 제공하고, 특히 동절기와 같이 냉각수 온도가 낮은 환경에서 진공도가 과대하게 될 경우에는 진공펌프(31)의 밀봉수 온도를 제어함으로써 복수기(14)가 최적 진공도 상태에서 안정적으로 운전될 수 있도록 한 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 증기터빈 복수기 최적화 시스템은, 보일러(6) 또는 증기발생기에서 생산된 증기를 전달받아 회전하는 증기터빈과, 상기 증기터빈의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 발전기(25)를 포함하는 화력/원자력 발전소에 있어서, 증기터빈 장치를 구성하는 복수 개의 터빈들(21, 22, 23) 중에서 마지막 단에 설치된 저압 증기터빈(23); 상기 저압 증기터빈(23)과 연결되어 설치되며, 상기 저압 증기터빈(23)의 출구에서 배출된 배기증기를 응축시켜 물로 변화시키는 복수기(14); 상기 복수기(14)의 하부에 형성된 복수조(140); 상기 복수조(140)에 연결되어 상기 복수조(140) 안의 복수(142)를 탈기기(16) 쪽으로 이송시키는 복수펌프(15); 발전소 인근의 냉각수원(11)으로부터 인입한 냉각수를 상기 복수기(14)에 공급하는 복수 개의 순환수 펌프들(12); 복수 개의 종류들 중에서 선택된 적어도 한 종류의 스펀지 볼(19c)을 상기 복수기 튜브들(14c)의 내부로 통과시켜 복수기 튜브들(14c)의 내부에 낀 이물질을 제거함으로써 복수기 튜브들(14c)의 내부 청결도를 향상시키는 복수기 튜브 연속세정장치(190); 및 상기 발전소의 각 부의 온도, 압력, 유량을 측정하는 센서들과 연결되어 센서들로부터 전송되어온 신호들을 취합하고 최적 운전을 위한 연산과정을 수행하며 발전소 설비의 각 구동부분들에 구동제어신호를 출력하는 제어부(40);를 포함하며, 상기 복수기(14)는, 복수기 내부 공간을 구성하는 복수기 쉘(145), 상기 복수기 쉘(145)의 일측에 설치된 복수기 입구 수실(14a), 상기 복수기 쉘(145)의 타측에 설치된 복수기 출구 수실(14b), 및 상기 복수기 입구 수실(14a)과 출구 수실(14b) 간을 연결하며 상기 복수기 쉘(145)의 내부공간을 관통하여 터빈 배기증기와 접촉하는 복수 개의 복수기 튜브들(14c)을 포함하고, 상기 제어부(40)는 증기터빈 복수기의 열부하(QC)와 순환수의 복수기 입/출구의 평균 온도차로부터 복수기 튜브 청결지수(Tf)를 계산하고, 이때 상기 복수기 튜브 청결지수(Tf)가 상한기준값을 초과하면 복수기 튜브 연속 세정장치(190)를 가동시키고, 상기 복수기 튜브 청결지수(Tf)가 하한기준값 이하가 되면 상기 복수기 튜브 연속 세정장치(190)를 정지시키는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 증기터빈 복수기 최적화 시스템은, 상기 순환수 펌프(12)에 의해서 공급된 냉각수가 순환수 공급배관(13a)을 거쳐 상기 복수기 입구 수실(14a)로 들어간 다음 상기 복수기 튜브들(14c)을 경유해서 상기 복수기 출구 수실(14b)로 나오고, 이후 순환수 배출배관(13b)을 거쳐 상기 냉각수원(11)으로 되돌아오며, 상기 복수 튜브 연속세정장치(190)는, 상기 순환수 공급배관(13a) 상의 제1위치와 상기 순환수 배출배관(13b) 상의 제2위치 사이를 연결하는 볼 순환배관(19b), 복수 개의 종류들의 스펀지 볼들을 구분해서 저장하고 있으며 상기 볼 순환배관(19b) 상에 연결된 스펀지볼 유닛(19), 및 상기 스펀지볼 유닛(19)에서 배출된 스펀지 볼들(19c)을 물과 함께 흡입 및 가압해서 복수기 튜브들(14c)의 내부를 관통하도록 압력을 제공하는 볼 순환펌프(19a), 상기 순환수 배출배관(13b) 상의 제2위치에 설치되어 스펀지 볼들(19c)을 회수하는 볼 회수장치(195)를 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 증기터빈 복수기 최적화 시스템은, 상기 제어부(40)가 적어도 3개 이상으로 구분된 복수 개의 압력 구간들에 관한 설정값들을 저장하고 있으며, 상기 제어부(40)가 상기 복수기 튜브 연속세정장치(190)에 가동 제어명령을 출력할 때에는, 상기 제어부(40)는 상기 복수기(14)의 입구 수실(14a)과 출구 수실(14b) 간의 압력 차이값을 검출하고, 상기 압력 차이값이 미리 설정된 상기 압력 구간들 중의 어느 압력 구간에 속하는가에 따라 그에 상응하는 타입의 스펀지 볼들을 상기 볼 순환배관(19b) 상에 투여하도록 상기 스펀지 볼 유닛(19)에 볼 선택 제어명령을 출력하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 의해 제공된 증기터빈 복수기 최적화 시스템은, 제어부(40)가 복수기 열부하에 따른 냉각수 필요수량을 계산하고, 이때 (i) 냉각수 필요수량이 현재의 냉각수량보다 순환수 펌프 1대의 용량만큼 보다도 더 큰 경우에는, 순환수 펌프 1대의 추가 기동으로 인하여 발생하는 펌프 소비 동력의 증가분과 상기 순환수 펌프 1대의 추가 기동으로 인하여 얻을 수 있는 발전기 출력 상승분을 산출하여, 발전기 출력 상승분이 펌프 소비 동력 증가분보다 큰 경우에만 순환수 펌프를 추가 기동하며, (ii) 반면, 냉각수 필요수량이 현재의 냉각수량보다 순환수 펌프 1대의 용량만큼 보다도 더 작은 경우에는, 순환수 펌프 1대의 정지로 인하여 발생하는 펌프 소비 동력의 감소분과 상기 순환수 펌프 1대의 정지로 인하여 야기되는 발전기 출력 감소분을 산출하며, 펌프 소비 동력 감소분이 발전기 출력 감소분보다 큰 경우에만 순환수 펌프들 중의 1대의 펌프를 정지시키는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 증기터빈 복수기 최적화 시스템은, 복수기 쉘(145)에 설치된 공기배출구(14e); 상기 공기배출구(14e)와 연결되어 상기 복수기 쉘(145) 내부의 불응축 가스를 강제로 배출시키며, 내부에 밀봉수(311a)가 채워진 진공펌프(31); 상기 진공펌프(31)로부터 배출된 가스 및 물의 혼합물로부터 가스를 분리하고 물만을 회수하는 기수분리기(32); 상기 기수분리기(32)에서 회수된 물을 상기 순환수를 사용해서 열교환방식으로 냉각시키는 밀봉수 냉각기(33); 및 상기 밀봉수 냉각기(33)에 공급되는 순환수의 유량을 조절하는 밀봉수 온도조절밸브(311);를 더 포함하며, 상기 밀봉수 온도조절밸브(311)는 상기 제어부(40)의 제어명령에 의해서 개방 또는 폐쇄 정도가 조절될 수 있고, 상기 제어부(40)는 복수기 내의 압력센서에 의해서 복수기의 현재 진공도를 입력받으며, 복수기의 최적 진공도 산출 시뮬레이션을 수행하여 현재의 터빈 증기유량에 상응하는 복수기의 '최적 진공도'를 산출하고, 현재 진공도와 복수기의 최적 진공도를 비교하여, (a) 현재의 복수기 진공도가 상기 최적 진공도를 초과하는 경우에는 상기 밀봉수 온도 조절 밸브(311)에 제1제어명령을 내려 상기 밸브(311)를 닫거나 또는 닫힘 정도를 높여서 상기 밀봉수(311a)의 온도를 상승시키고, 그 결과 복수기의 현재 진공도를 상기 최적 진공도와 일치시키거나 또는 상기 최적 진공도와의 차이가 제1허용치 이내가 되도록 하고, (b) 현재의 복수기 진공도가 상기 최적 진공도보다 낮은 경우에는 상기 밀봉수 온도 조절 밸브(311)에 제2제어명령을 내려 상기 밸브(311)를 열거나 또는 열림 정도를 높여서 상기 밀봉수(311a)의 온도를 하강시키고, 그 결과 복수기의 현재 진공도를 상기 최적 진공도와 일치시키거나 또는 상기 최적 진공도와의 차이가 제1허용치 이내가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템은 증기의 열에너지를 동력으로 전환하는 증기터빈에서 열에너지의 이용을 최대화할 수 있도록 하고 사용한 증기를 물 상태로 회수하기 위한 증기터빈 복수기에 관련된 여러 가지 설비들을 유기적으로 제어 관리하여 항시 최적의 상태로 운용될 수 있도록 함으로써, 증기터빈 복수기의 진공도를 최적 상태로 유지할 수 있고, 그 결과 증기터빈의 출력과 효율을 최대화시키는 효과를 거둘 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템은 복수기 및 부대 설비들의 운전상태를 실시간으로 파악하여 최적의 제어상태를 자동으로 찾음으로써 순환수 펌프 및 복수기 튜브 연속세정장치와 같이 복수기의 운영에 필요한 여러 가지 부대설비들에 소요되는 동력을 줄이고 열효율을 높여서 결과적으로 최대의 동력발생을 달성할 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한 본 발명은 동절기에 냉각수 온도가 낮아졌을 때 복수기의 진공도가 과도하게 상승함으로 인해 오히려 배기손실의 증가로 터빈 출력이 저하되는 것을 진공펌프의 밀봉수 온도조절 또는 공기 이젝터의 유량을 조절하여 방지함으로써 동절기의 터빈 출력 상승과 효율적인 관리를 가능하게 하는 장점이 있다.
그리고 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템은 현장 입력/측정 장치들과 현장 설비의 제어장치들을 유기적으로 연계시켜 증기터빈 복수기 설비의 전체적인 운전상황에 대한 정확한 정보를 사용자에게 제공할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템이 적용되는 석탄화력 발전소(1)의 전체 구조를 도시한 개략도이다.
도2는 모리에 선도(Mollier diagram)를 예시한 것으로서, 수증기가 H11 상태로부터 H12의 상태로 단열 팽창하는 경우의 이동경로가 굵은 선으로 표시되어 있다.
도3은 도2의 모리에 선도를 기초로 하여 터빈의 배기증기가 초기압력(P1), 초기온도(T1) 상태의 엔탈피(h1)로부터 배기압력선(P2)으로 팽창하여 이동할 경우에 터빈효율에 따라 이동하는 지점이 달라지는 것을 보인다.
도4는 증기터빈의 고압터빈, 중압터빈 및 저압터빈에서 일어나는 배기증기의 변화를 모리에 선도 상에 표시한 것으로서, 예를 들어 고압터빈에서는 증기가 ⑥의 직선을 따라 h1의 엔탈피로부터 h6의 엔탈피로 열낙차를 경험하게 되며, 고압터빈의 배기증기는 재열기에서 재열됨으로써 ⑦의 직선을 따라 h6의 엔탈피로부터 h7의 엔탈피로 상승하게 되고, 이후 중압터빈과 저압터빈에서는 ⑧의 직선을 따라 h7의 엔탈피로부터 h8의 엔탈피로 열낙차를 경험하게 된다.
도5는 모리에 선도 상에서 단열열낙차(△h)와 사용열낙차(△h1)의 관계를 도시한 것으로서, 터빈 배기증기가 복수기의 압력선(502)과 만나는 2점, 즉 유효 사용에너지 종단(UEEP; usable expansion line end point)과 팽창선 종단(ELEP; expansion line energy end point)에서의 엔탈피 차이가 배기손실이 되는 것을 도시한다.
도6은 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템의 현장 구성도로서, 복수기 최적화 장치의 설비들과 온도, 압력, 유량 센서 등 현장 측정 장치들이 나타나 있다.
도7은 도6의 구성 중에서 복수기(14)에 순환수를 공급하는 구성을 중심으로 간략화하여 도시한 것이다.
도8은 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서 복수기(14) 내의 불응축가스를 배출하는 진공펌프(31) 및 진공펌프의 밀봉수를 순환수로써 냉각하는 밀봉수 냉각기(33)의 구성을 도시한다.
도9는 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서 복수기 튜브 연속 세정장치(190)의 작동 메커니즘을 보이는 구성도로서, 순환수의 복수기(14) 입구측에 주입된 스펀지 볼(19c)이 복수기 튜브들(14c)을 세정하고 볼 스크린(195a)에 의해 걸러져서 볼 순환 펌프(19a)에 의해 재순환 또는 저장되는 장치의 원리를 도시한다.
도10은 본 발명에서 복수기 튜브 연속세정장치(190)를 가동할 때 복수기 입/출구 수실들 간의 압력차이가 얼마가 되는가에 따라서 그에 상응하게 스펀지 볼들의 종류를 선택하는 방법을 설명한다.
도11은 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서 복수기 튜브 청결지수의 산출에 필요한 전열면 평균 온도차(LMTD)를 산출하는 방법을 도시한다.
도12는 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서, 복수기 최적화를 달성하기 위해 현장 입력/측정 데이터(400)로부터 전산 제어장치(제어부)로 각종 데이터가 입력되고, 제어부에서 필요한 연산과정들을 수행하여 순환수 펌프 운전대수 조절(431), 연속세정장치의 온/오프 제어(432), 연속세정장치의 스펀지 볼 선택(433) 및 복수기 진공도가 과하게 되었을 경우에 이를 감소시키기 위해 진공펌프의 밀봉수 온도를 조절(434)하는 제어신호들을 출력하는 과정을 제어로직으로 도시한 것이다.
도13은 본 발명의 증기터빈 복수기 최적화 시스템에서 필요한 복수기 열부하를 석탄화력 발전소에 적용하기 위해 작성한 전산 로직 계산표이다. 도13의 표에서 초록색으로 표시한 부분이 발전소의 제어 계통으로부터 신호를 받아 계산하는 부분이고, 이때 'H'는 증기의 엔탈피(kcal/kg)이고 'Q'는 증기의 시간당 유량(kg/hr)이다
도14는 본 발명의 증기터빈 복수기 최적화 시스템에서 필요한 복수기 열부하를 원자력 발전소에 적용하기 위해 작성한 전산 로직 계산표이다. 도14의 표에서 푸른색으로 표시한 부분이 발전소의 제어 계통으로부터 신호를 받아 계산하는 부분이고, 이때 'H'는 증기의 엔탈피(kcal/kg)이고, 'G'는 증기의 시간당 유량(kg/hr)이다.
도15는 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서, 복수기의 운전에 필요한 냉각수량을 계산하고 이를 기초로 냉각수 순환펌프의 운전대수를 조절하는 연산과정을 도시한 순서도이다.
도16은 도12에 있어서 최적 진공도 산출 시뮬레이션 알고리즘(414)의 상세 연산과정을 순서도로서 도시한 것이다.
도17은 터빈 제작사가 제시하는 터빈 배기 손실표를 예시한 것인데, 이때 가로축은 시간당 터빈 배기 체적(㎥/h)이고, 세로축은 배기 손실(kcal/kg)을 표시한다.
도18은 진공도에 따른 증기의 단위 중량당 체적을 나타내는 그래프로서, 여기서 가로축은 복수기의 진공도를 표시하고, 세로축은 증기의 단위 중량당 체적(㎥/kg)을 표시한다.
도19는 터빈 배기증기의 배기손실을 연산하는 과정을 순서도로서 나타낸 것이다.
도20은 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서, 동절기에 냉각수 온도가 낮아 복수기의 진공도가 최적 진공도보다 과하게 높아졌을 경우에 진공펌프의 밀봉수 온도를 조절함으로써 복수기의 진공도를 최적상태로 유지할 수 있도록 하는 연산제어과정을 도시한다.
본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템의 이해를 위하여 먼저 증기터빈의 열 작용에 대한 설명을 한 후에, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법의 구성과 작용 효과를 상세히 설명한다.
도2는 모리에 선도(Mollier's diagram)를 예시한 것으로서, 수증기가 H11 상태로부터 H12의 상태로 단열 팽창하는 경우의 이동경로가 굵은 선으로 표시되어 있다. 도2의 모리에 선도는 수평축에 수증기의 엔트로피(kJ/kg ㅀK)를 표시하고 수직축에 수증기의 엔탈피(KJ/kg)를 표시한 것으로서 온도선과 압력선 및 포화도선이 그려져 있다.
도2를 참고하면, 발전소의 보일러에 의해 고온 및 고압 상태로 가열된 증기는 예를 들어 모리에 선도 상에서 H11의 지점에 있게 되는데, 증기터빈에서 단열팽창을 한다고 가정할 경우에는 수직 아랫방향으로 똑바로 이동하여 복수기내의 압력선과 만나는 지점인 H12까지 이동하게 되고, 이 2점(H11과 H12)의 엔탈피 차이가 증기터빈의 일로 변환된다. 그러나 실제로는 증기의 열손실 및 터빈에서 발생하는 배기손실 등 각종 에너지 손실의 영향으로 도2의 경우와 같이 증기가 터빈에서 단열팽창하는 것은 불가능하며, 도3에 도시된 것처럼 터빈의 효율에 따라 다양한 팽창경로를 보이게 된다.
도3은 도2의 모리에 선도를 기초로 하여 터빈의 배기증기가 초기압력(P1), 초기온도(T1) 상태의 엔탈피(h1)로부터 배기압력선(P2)으로 팽창하여 이동할 경우에 터빈효율에 따라 이동하는 지점이 달라지는 것을 보인다.
터빈에 들어오는 증기가 초기 온도(T1) 및 초기 압력(P1)을 가진다고 할 경우, 초기압력선(P1)과 초기온도선(T1)이 만나는 지점의 엔탈피(h1)를 갖는다. 복수기의 배기압력이 P2이면, 증기는 터빈 효율에 따라 예를 들어 ①~⑤의 경로를 따라 팽창할 수 있다. 단열효율은 증기가 실제로 팽창과정을 진행한 상황에서의 열낙차를 단열열낙차(△h=h1-h2)로 나눈 값으로서, ①의 직선과 같이 단열 열팽창을 할 경우에는 단열효율이 100%가 되어 터빈의 효율이 가장 좋게 되고, ②의 경우와 같이 실제의 사용 열낙차(h1-h5)가 단열 열낙차의 75%일 경우에는 단열효율이 75%가 되어 터빈의 효율이 상기 100%의 경우보다 저하하게 된다. 그리고 ⑤의 경우처럼 열낙차 없이 엔트로피만 증가할 경우에는 터빈효율이 0%가 된다.
도4는 증기터빈의 고압터빈, 중압터빈 및 저압터빈에서 일어나는 배기증기의 변화를 모리에 선도 상에 표시한 것으로서, 예를 들어 고압터빈에서는 증기가 ⑥의 직선을 따라 h1의 엔탈피로부터 h6의 엔탈피로 열낙차를 경험하게 되며, 고압터빈의 배기증기는 재열기에서 재열됨으로써 ⑦의 직선을 따라 h6의 엔탈피로부터 h7의 엔탈피로 상승하게 되고, 이후 중압터빈과 저압터빈에서는 ⑧의 직선을 따라 h7의 엔탈피로부터 h8의 엔탈피로 열낙차를 경험하게 된다.
도5는 모리에 선도 상에서 단열열낙차(△h)와 사용열낙차(△h1)의 관계를 도시한 것으로서, 터빈 배기증기가 복수기의 압력선(502)과 만나는 2점, 즉 유효 사용에너지 종단(UEEP; usable expansion line end point)과 팽창선 종단(ELEP; expansion line energy end point)에서의 엔탈피 차이가 배기손실이 되는 것을 도시한다. ELEP는 터빈의 단열팽창 효율을 90%라고 가정하는 경우에 모리에선도 상에서 터빈이 도달할 수 있는 지점을 나타내며, UEEP는 터빈의 배기속도가 증가함에 따라 발생한 배기손실을 감안하여 터빈이 모리에 선도 상에서 실제로 도달할 수 있는 지점을 나타낸다.
이하, 도6 내지 도20을 참고하여 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템과 그 방법의 구성 및 작용효과를 상세히 설명한다.
먼저, 도6은 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템의 현장 구성도로서, 복수기 최적화 장치의 설비들과 온도, 압력, 유량 센서 등 현장 측정 장치들이 나타나 있다. 그리고 도7은 도6의 구성 중에서 복수기(14)에 순환수를 공급하는 구성을 중심으로 간략화하여 도시한 것이다.
도6을 참고하면, 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템은, 복수기(14) 및 그 부대설비들의 현재 운전 상태를 현장 측정장치들로부터 원격으로 입력받아 최적화 연산과정을 거친 후 적절한 제어신호를 현장 장치들에게 보낼 수 있는 제어부(40)를 갖추고 있다.
보일러(6, 도1 참조)에서 1차 생산된 고온 고압의 증기는 제1증기배관(10a)을 타고 고압터빈(21)으로 전달되어 고압터빈(21)을 돌린 다음, 제2증기배관(10b)을 타고 다시 보일러(6)로 되돌아가 재열된 후에 제2증기배관(10c)을 통해 중압터빈(22)으로 공급되며, 중압터빈(22)을 돌린 후에는 제4증기배관(10d)을 통해 저압터빈(23)으로 공급되어 저압터빈(23)을 회전시킨다. 도6에서 기호(A)는 보일러(6)의 과열기(6b, 도1 참조) 배관과 연결됨을 의미하고, 기호(B)는 보일러(6)의 이코노마이저(6d) 배관과 연결됨을 의미하며, 기호(C)는 보일러(6)의 재열기(6c) 배관과 연결됨을 의미한다.
저압터빈(23)의 출구(23a)로부터 배출된 증기는 복수기의 쉘(145) 내부에 설치된 복수기 튜브들(14c)과 표면 접촉하여 열교환함으로써 냉각되고, 그 결과 증기는 물로 응축되어 복수(142)가 된다. 복수기의 쉘(145)의 양측에는 순환수 입구 수실(14a)과 순환수 출구 수실(14b)이 설치되며, 상기 입/출구 수실들(14a, 14b)과 복수기 쉘의 사이에는 튜브시트(14d, 도7 참조)가 고정되고, 그 튜브시트들(14d)에 복수기 튜브들(14c)의 양단부가 각각 고정된 구조로 되어 있다.
이런 구조에 의해서 복수기의 입구 수실(14a)에 있는 순환수는 복수기 튜브들(14c)을 타고 복수기 출구 수실(14b)로 이동하게 되며, 복수기 출구 수실(14b)로 나온 순환수는 순환수 배출배관(13b)을 통해 냉각수원(11)으로 되돌아가게 된다.
상기 냉각수원(11)에는 적어도 3~4대 이상의 순환수 펌프들(12)이 설치되며, 각각의 순환수 펌프들(12)은 순환수 공급배관(13a)에 병렬적으로 연결되어 있어서, 순환수 펌프들(12)의 운전 대수를 조절함에 의해 순환수의 공급 유량을 조절할 수 있다.
도6에서 도면부호 12a는 순환수 펌프(12)에 설치된 모터 장치를 가리킨다.
한편, 복수기(14)의 하부에 설치된 복수조(140)에 담긴 복수(142)는 복수펌프(15)에 의해 급수계통으로 보내져 재활용되며, 복수배관(141)에는 복수 유량계(15a)가 설치되어서 복수의 유량을 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서는 복수기의 최적 운전상태를 계산함에 있어 터빈의 배기 증기유량을 반드시 알아야 하는데, 터빈의 배기증기 유량을 직접 센서를 이용해 측정하는 것은 현실적으로 어려운 일이다. 그래서 본 발명에서는 복수유량계(15a)에서 측정된 복수유량을 가지고 이를 기초로 터빈의 배기증기 유량을 산출하는 방법을 사용한다. 복수유량과 터빈 배기증기 유량은 짧은 시간만으로 놓고 보면 서로 관계가 별로 없을 수 있지만, 어차피 복수기(14)로 공급된 터빈의 배기증기가 응축되어서 복수(142)로 되는 것이므로, 긴 시간 동안을 놓고 보면 터빈의 증기 유량과 복수 유량이 서로 밀접한 상관관계를 갖게 된다. 다만, 복수 유량만으로 배기 유량을 산정할 경우에는 정확도가 떨어질 수 있으므로, 본 발명에서는 복수 유량계(15a)에서 측정된 복수 유량과 기타 증기터빈 운전자료들을 근거로 터빈의 배기 증기유량을 추정하여 산출한다.
도6에 도시된 본 발명의 복수기 최적화 시스템은 다양한 현장 측정장치들을 포함하고 있는데, 압력센서들로는 복수기(14)의 내부의 압력을 측정하는 제1압력센서(P1), 순환수 펌프(12)로부터 토출된 순환수의 압력을 측정하는 제2압력센서(P2), 복수기의 입출구 수실들(14a, 14b)의 압력을 측정하는 제3 및 제4압력센서들(P3, P4)이 있고, 온도센서들로는 순환수 공급배관(13a)의 순환수 온도를 측정하는 제1온도센서(T1), 순환수 배출배관(13b)의 순환수 온도를 측정하는 제2온도센서(T2), 복수기 내부에서 복수의 온도를 측정하는 제3온도센서(T3)가 있다.
한편, 도6을 참고하면, 복수기(14) 내에 누적된 공기 및 불응축가스를 외부로 배출하기 위하여 공기배출장치가 설치되는데, 이러한 공기배출장치로는 진공펌프(31) 및/또는 공기이젝터(31a, 도9 참조)가 사용될 수 있다.
도8은 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서 복수기(14) 내의 불응축가스를 배출하는 진공펌프(31) 및 진공펌프의 밀봉수를 순환수로써 냉각하는 밀봉수 냉각기(33)의 구성을 도시한다.
도8을 참고하면, 복수기 쉘(145)의 일측에 설치된 공기배출구(14e)에는 공기배출배관(31a)이 연결되어 있으며, 공기배출배관(31a)은 진공펌프(31)로 연결되어 있다. 진공펌프(31)는 원심펌프와 유사한 방식으로 밀봉수(311a)를 채운 상태에서 임펠러를 회전시키면 공기배출배관(31a) 속의 공기가 밀봉수(311a)와 함께 토출되도록 하는데, 이때 진공펌프(31)에 의해서 배출된 공기와 물의 혼합물은 기수분리기(32)에 의해서 물과 공기로 분리된다. 기수분리기(32)에서 분리된 공기는 외부로 배출되고, 물은 회수되어 밀봉수 배관(310)으로 들어가 밀봉수로서 재사용된다.
상기 기수분리기(32)는 다양한 구조로 제작될 수 있으며, 예를 들어 내부에 트레이부(32a)가 마련되어 기체를 통과시키도록 하는 구조로 제작할 수 있다.
진공펌프(31)의 운전에 의해서 밀봉수(311a)는 점차 온도가 올라가므로, 기수분리기(32)에서 회수된 물은 밀봉수 냉각기(33)에 의해서 냉각된 후에 진공펌프(31)의 전단으로 공급된다.
도6 및 도8을 참고하면, 상기 밀봉수 냉각기(33)는 순환수 공급배관(13a)으로부터 분기시켜 끌어온 순환수(CW)를 이용해서 열교환 방식으로 밀봉수와 접촉시켜 밀봉수를 냉각한다. 밀봉수 냉각기(33)는 내부에 쿨러 배관(33a)이 설치되고, 이 쿨러 배관(33a)의 내부에 순환수(CW)가 통과하는데, 쿨러 배관(33a)의 외부 공간을 밀봉수(311a)가 지나가면서 밀봉수(311a)와 순환수(CW) 간의 열교환이 이루어진다.
상기 밀봉수 냉각기(33)에 공급되는 순환수의 배관에는 밀봉수 온도조절밸브(311)가 설치되어 있으므로, 이 밀봉수 온도조절밸브(311)의 개방 정도를 조절하면 밀봉수 냉각기(33)에 공급되는 순환수의 유량을 조절할 수 있고, 그에 따라 밀봉수의 냉각 정도를 조절함으로써 밀봉수의 온도를 조절하는 것이 가능하다. 그리고 상기 밀봉수 온도조절밸브(311)는 제어부(40)의 제어출력신호에 의해서 원격으로 작동될 수 있다.
본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템은 상기 밀봉수 온도조절밸브(311)가 제어부(40)에 의해서 원격으로 제어될 수 있도록 구성하였으며, 그 결과 제어부(40)는 복수기의 진공도가 너무 과대하게 높아진 사실을 검출할 경우에 상기 밀봉수 온도조절밸브(311)를 닫거나 또는 닫힌 정도를 높임으로써 인위적으로 밀봉수의 온도를 올릴 수가 있다.
예를 들어, 겨울철과 같이 해수온도가 낮아 냉각수의 온도가 낮은 경우에는 복수기의 진공도가 과대하게 높아져 터빈의 배기손실이 커지고 그 결과 터빈의 출력과 효율이 저하할 수가 있는데, 이러한 경우에 제어부(40)는 상기 밀봉수 온도조절밸브(311)에 제어명령을 내려 밸브를 닫거나 또는 닫힌 정도를 높이도록 함으로써 밀봉수의 온도를 올리고, 그 결과 진공펌프의 성능을 일부러 떨어뜨림으로써 복수기의 진공도를 의도적으로 낮춰 복수기의 최적 진공도 상태가 유지되도록 할 수가 있다.
한편, 진공펌프와 병행하여 사용하거나 또는 대체적으로 사용될 수 있는 공기 이젝터(31a, 도9 참조)는 증기나 물을 노즐을 통하여 고속으로 분사할 경우 고속화한 부위의 압력이 낮아지는 원리(베르누이 원리)를 이용하여 복수기(14) 내부의 불응축성 가스를 빼내는 기능을 수행한다. 이러한 공기 이젝터에도 증기나 물의 유량을 조절해 주는 장치가 구비되는데, 이때 본 발명의 제어부(40)는 상기 공기 이젝터에 제어명령을 인가하여 증기나 물의 유량을 조절함으로써 복수기(14)의 진공도를 제어할 수 있다.
도9는 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서 복수기 튜브 연속 세정장치(190)의 작동 메커니즘을 보이는 구성도로서, 순환수의 복수기(14) 입구측에 주입된 스펀지 볼(19c)이 복수기 튜브들(14c)을 세정하고 볼 스크린(195a)에 의해 걸러져서 볼 순환 펌프(19a)에 의해 재순환 또는 저장되는 장치의 원리를 도시한다.
도6 및 도9를 참고하면, 복수기 튜브(14c) 안의 이물질과 스케일을 제거하는 복수기 튜브 연속세정장치(190)는 볼 순환펌프(19a) 및 스펀지 볼 유닛(19)과 볼 회수 장치(195)로 구성된다. 스펀지 볼 유닛(19)에는 복수 개의 종류의 스펀지 볼들이 각각의 구분된 박스들(191, 192) 혹은 공간에 저장되어 있으며, 제어부(40)의 제어 명령에 받아서 특정의 스펀지 볼을 저장한 박스(191, 192) 혹은 공간이 개방될 수 있다.
복수기 튜브(14c)를 세정하고자 할 경우에는, 제어부(40)가 스펀지볼 유닛(19)에 어떤 타입의 스펀지 볼을 내보내라고 제어명령을 발송하며, 그와 함께 볼 순환펌프(19a)에 가동 제어명령을 보낸다. 스펀지 볼 유닛(19)에서 배출된 스펀지 볼들(19c, 도9 참조)은 볼 순환배관(19b)을 타고 순환수 공급배관(13a)으로 유입되며, 이후 복수기의 입구 수실(14a)을 거쳐 복수기 튜브들(14c)의 내부를 지난 다음 출구 수실(14b)을 거쳐 순환수 배출배관(13b)으로 나온다. 순환수 배출배관(13b)에는 상기 볼 순환배관(19b)이 연결되어 있으며, 볼 순환배관(19b)이 연결된 지점 근처에 볼 회수장치(195)가 설치되어 있다.
상기 볼 회수장치(195)는 예를 들어 그물망처럼 생긴 볼 스크린(195a, 도9 참조)이 사용될 수 있는데, 복수기 튜브(14c)의 청소를 마친 스펀지 볼들(19c)이 모두 볼 스크린에 걸려서 볼 순환배관(19b) 속으로 안내되고, 이후 볼 순환 펌프(19a)에 의해 물과 함께 회수되어 차기 사용을 위해 저장되거나 재순환 사용되게 된다. 이렇게 하여 스펀지 볼들(19c)은 외부로 전혀 누출되지 않고 복수기 연속세정장치(190)와 복수기 튜브들(14c) 간을 계속 연속적으로 순환하면서 복수기 튜브들(14c)의 내부에 낀 이물질과 스케일을 제거할 수 있다.
상기 스펀지 볼(19c)에도 여러 가지 종류가 있어서 스펀지가 부드러운 것은 'S'기호로 표시되고, 약간 단단한 경우에는 'H'기호로 표시되며, 보통의 경우에는 'M'의 기호로 표시된다. 그리고 복수기 튜브(14c)의 내경보다 1㎜가 큰 스펀지 볼은 '+1'로 표시하고, 2㎜가 큰 경우에는 '+2'로 표시한다. 그래서 보통 스펀지볼의 사양을 'S+2', 'H+1', 'M+2'와 같은 방식으로 표시한다.
본 발명의 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서 제어부(40)는 복수기(14)의 입구 수실(14a)과 출구 수실(14b)의 압력 차이를 검출하여, 그 압력 차이가 얼마나 큰가에 따라서 그에 맞는 사양의 스펀지 볼을 세정작업에 사용하도록 결정한다. 이를 위해 상기 제어부(40)는 입구 수실(14a)과 출구 수실(14b)의 압력 차이값을 최대로 큰 경우부터 최소로 작은 경우까지 복수 개의 구간들로 나누고, 각 구간별로 스펀지 볼의 사양을 할당한 데이터 테이블을 입력상수로서 가지고 있다.
도10은 본 발명에서 복수기 튜브 연속세정장치(190)를 가동할 때 복수기 입/출구 수실들 간의 압력차이가 얼마가 되는가에 따라서 그에 상응하게 스펀지 볼들의 종류를 선택하는 방법을 설명한다.
즉, 본 발명에서는 복수기 입/출구 수실들(14a, 14b)간의 압력차(△P)를 제1값, 제2값, 제3값, 제4값 및 제5값의 수치들에 의해서 복수 개의 압력구간으로 나눌 수 있으며, 각각의 압력구간에 상응하게 스펀지 볼의 사양을 매칭시킬 수 있다. 예를 들어, 제1값부터 제5값까지 압력수치값들을 적용하여 압력차(△P) 구간을 5개의 구간으로 구분하고, 입구 수실(14a)의 압력이 출구 수실(14b)의 압력보다 아주 큰 경우에는 상기 압력차(△P)가 도10에서 제1구간(제1값보다 큰 경우)에 속하므로 가장 크고 단단한 성질을 가진 타입1의 스펀지 볼('H+2')을 사용하도록 제어명령을 스펀지 볼 유닛(19)에 인가하며, 입/출구 수실의 압력차가 그 아래의 압력구간(즉, 제1값~제2값의 사이에 있는 제2구간)에 속하는 경우에는 경도가 조금 낮은 타입2의 스펀지 볼('M+2')을 사용하도록 제어명령을 스펀지 볼 유닛(19)에 인가한다.
이런 식으로 본 발명의 제어부(40)는 복수기 입출구 수실들(14a, 14b) 간에서 검출된 압력 차이값에 따라 소정의 기준에 의한 사양을 가진 스펀지 볼을 세정도구로 사용하도록 스펀지 볼 유닛(19)에 제어명령을 인가함으로써 복수기 튜브 연속세정장치(190)의 운전을 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에서 제어부(40)가 복수기 튜브 연속세정장치(190)를 작동시킬 것인가 여부는 복수기 튜브 청결지수(Tf)를 산출함에 의해서 결정하는데, 상기 복수기 튜브 청결지수(Tf)는 다음의 수식1로 계산할 수 있다.
Tf = k'/k ------ (수식1)
이때, k'는 복수기 제작사가 제시하는 복수기 튜브의 전열면 열 전달계수이고, k는 복수기 튜브 전열면의 실제 열전달계수이다.
그리고 상기 복수기 튜브 전열면의 실제 열전달계수(k)는 다음의 수식2로 계산된다.
k = QC / ( A x LMTD ) ------- (수식2)
이때, QC는 복수기의 열부하(kcal/hr)이고, A는 복수기 튜브의 표면적(㎡)이며, LMTD(log mean temperature difference)는 전열면 평균 온도차(℃)를 의미한다.
그리고 상기 전열면 평균 온도차(LMTD)는 다음의 수식3으로 계산된다.
LMTD = Tr / LN (Tti/Tto) ------- (수식3)
이때, Tr은 순환수의 복수기에서의 온도 상승(℃)이며, Tti는 복수기 입구에서의 순환수 온도와 복수기 내부 증기의 온도와의 차이(℃)이고, Tto는 복수기 출구에서의 순환수 온도와 복수기 내부 증기의 온도와의 차이(℃)이다.
도11은 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서 복수기 튜브 청결지수(Tf)의 산출에 필요한 전열면 평균 온도차(LMTD)를 산출하는 방법을 도시한다.
도11의 그래프는 복수기(14)의 입구 수실(14a)로부터 출구 수실(14b)까지 연장된 복수기 튜브들(14c)의 길이를 가로축에 위치시키고, 세로축에 온도를 표시한 것으로서, 복수기 입구로부터 출구 쪽으로 진행할수록 순환수의 온도가 상승함을 보여준다. 도11에서 T1은 복수기 입구에서의 순환수의 온도를 가리키며, T2는 복수기 출구에서의 순환수의 온도를 가리키고, Ts는 복수기의 포화온도이다.
상기 복수기 튜브 청결 지수(Tf)는 1 이상의 값을 가지며, 일반적인 복수기의 설계 기준은 1.1 이하이다. 본 발명에서는 제어부(40)가 산출한 복수기 튜브 청결지수(Tf)가 소정의 상한기준값을 초과하면 복수기 연속 세정장치가 가동되도록 하고, 복수기 튜브 청결지수(Tf)가 소정의 하한기준값 이하로 내려가면 복수기 튜브 연속세정장치가 정지되도록 설정하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 본 발명에서는 상기 상한기준값을 1.5~1.9의 범위내의 값으로 세팅할 수 있으며, 또한 상기 하한기준값을 1.15~1.3의 범위내의 값으로 세팅할 수 있다. 물론 상기 복수기 튜브 연속 세정 장치의 운전 기준은 실제 운전 결과의 평가에서 조정할 수 있는데, 본 발명의 발명자의 실험에 의하면 상기 상한기준값을 1.7로 설정하고 상기 하한기준값을 1.2로 설정하는 경우 특히 유리한 결과를 얻을 수 있었다.
도12는 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서, 복수기 최적화를 달성하기 위한 제어로직을 도시한 것이다.
본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템은 전산 제어장치와 현장 운전상태 측정설비, 현장 기기 제어장치, 각 측정설비와 제어장치를 연결하는 신호선, 전산제어 설비 전원 공급장치, 운전 제어상태 시장치, 기타 최적화 프로그램으로 구성되는데, 도12에는 복수기 및 주변설비의 현장 운전상태 측정설비들로부터 입력된 각종 데이터들이 '현장 입력/측정 데이터'(400)로서 전산 제어장치(제어부)로 입력되고, 제어부에서는 필요한 연산과정들을 수행하여 제어출력들(430)을 각 현장 설비로 내보내는 것이 블록도로서 나타나 있다.
전산 제어장치(제어부)에 연결되거나 입력되는 입력 요소는, ① 실시간 운전 상태에 따른 변화를 측정, 제어하기 위한 입력 변수와 ② 설비의 설계자료나 복수기 최적화 장치 운용을 위한 계산식으로 구성되는 입력 상수로 구성되며, 전산 제어장치로부터 나가는 출력신호에는 설비의 운전 상태를 분석하여 현장 설비의 제어에 필요한 정보들과 현장 제어설비에 인가되는 조작신호들이 포함된다.
전산 제어장치에 입력 변수를 제공하기 위한 현장 측정 장치에는 압력 측정및 전송 장치로서 복수기 진공도(404)를 측정하는 제1압력센서(P1), 순환수 펌프 출구 압력(408)을 측정하는 제2압력센서(P2), 복수기의 순환수 입구 수실 압력(409)을 측정하는 제3압력센서(P3), 복수기의 순환수 출구 수실 압력(410)을 측정하는 제4압력센서(P4)가 있고, 온도 측정 및 전송장치로서 복수기의 순환수 입구 온도(405)를 측정하는 제1온도센서(T1), 복수기의 순환수 출구 온도(406)를 측정하는 제2온도센서(T2), 복수기의 응축수 온도를 측정하는 제3온도센서(T3)가 있다(도6 참조).
그리고 유량 측정 요소로서는 복수 유량(401)을 측정하는 복수유량계(15a)가 설치되어 있다.
본 발명의 전산 제어장치에 들어갈 입력 상수로서는 복수기 튜브의 수량, 튜브의 재질, 복수기 튜브의 전체 전열면적(A) 등의 설계 자료와 순환수 펌프의 특성 곡선과 같은 설계자료, 입력변수의 변화에 따른 복수기 열부하 및 출력계산 자료, 증기표(steam table) 프로그램, 복수기 튜브 청결지수(Tf)의 계산 자료와 증기터빈의 배기 환상 면적이 포함된다.
이때, 상기 증기표 프로그램은 입력변수에 의해 제공되는 증기의 온도와 압력으로부터 증기가 갖는 열량, 증기의 체적, 증기의 질, 증기의 엔트로피를 자동으로 계산해주는 상용 프로그램이므로, 이 증기표 프로그램을 본 발명의 복수기 최적화 시스템 중의 전산 제어장치와 연계시켜서 서브루틴 모듈로 포함시킬 수 있다.
도12를 참고하면, 본 발명의 증기터빈 복수기 최적화 시스템에서 제어부(40, 도6)는 복수유량(401)에 의해서 터빈의 배기증기 유량(411)을 산출하며, 복수유량(401), 터빈 유입열량(402), 터빈 출력(403) 및 복수기 진공도(404) 등의 입력데이터에 기초해서 열 정산도(heat balance)를 구성하고, 열정산도에 따라 복수기 열부하(QC)를 계산한다(412).
상기 복수기 열부하를 계산하기 위해서는, 먼저 화력 발전소의 경우를 예로 들면 도13과 같은 제어 열 정산도를 만들고, 실제 운전 상태의 열정산에 필요한 현장 계측기의 신호들를 제어부로 연결한다.
이때, 화력발전소의 복수기 열부하(QC1)는 다음 수식(4)와 같다.
QC1 = G1 + G2 - G3 - G4 - G5 (kcal/hr) -------- (수식4)
여기서, G1은 주증기 열량(HxQ)이고, G2는 재열증기 터빈 입구 열량((HxQ)이며, G3는 재열증기 터빈 출구 열량(HxQ)이고, G4는 급수 보일러 입구 열량(HxQ)이며, G5는 발전기 효율을 감안한 출력(kW x 860/η)이다.
그리고 원자력 발전소의 경우에는 도14와 같은 제어 열정산도를 구성하고, 실제 운전 상태의 열정산에 필요한 현장 계측기의 신호들을 제어부로 연결한다.
원자력 발전소의 복수기 열부하(QC2)는 다음 수식(5)와 같다.
QC2 = G1 - G2 - G3 (kcal/hr) -------- (수식5)
여기서, G1은 주증기 열량(GxH)이고, G2는 급수의 증기발생기 입구 열량(GxH)이며, G3는 발전기 효율을 감안한 출력(kW x 860/η)이다.
이렇게 해서 계산된 복수기 열부하(Kcal/hr)를 상기 터빈 배기유량(kg/hr)으로 나누면 터빈 배기의 단위 중량당 열량(Kcal/kg)이 계산되며(413), 이를 기초로 최적 진공도 산출 시뮬레이션 알고리즘(414)을 수행하면 현재의 터빈 증기유량에 대응하는 복수기의 최적 진공도를 구할 수 있다(415).
하절기에는 해수, 하천, 호수 등의 온도가 모두 높으므로 이러한 물들을 냉각수로 사용하는 경우 아무리 순환수 유량을 최대로 설정한다고 하더라도 복수기의 진공도가 상기 최적 진공도에 도달할 수가 없다. 따라서 냉각수온이 높은 계절에는 최적 진공도 개념을 본 발명의 제어로직에 특별히 포함시킬 필요가 없게 된다. 그러나 수온이 낮은 동절기에는 복수기의 진공도가 상기 최적 진공도를 초과할 수가 있으며, 이렇게 되면 터빈의 배기손실이 증가해서 터빈의 출력과 효율이 떨어지므로, 인위적으로 진공펌프의 밀봉수 온도조절을 통해 복수기의 진공도를 제어할 필요가 있다(434). 즉, 본 발명의 증기터빈 복수기 최적화 시스템은 동절기의 경우 현재의 복수기 진공도(404)와 최적 진공도(415)를 항시 비교하여 복수기 진공도(404)가 최적 진공도를 초과하는 경우 진공펌프의 밀봉수 온도조절밸브(311)를 조절하는 제어명령신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 복수기 열부하(QC)에 의해서 복수기가 최적운전을 위해 필요한 순환수의 소요유량(WC)을 구할 수 있다. 순환수의 소요유량(WC)은 다음의 수식6에 의해서 산출된다.
WC = QC / (dC x CP x Tr) -------- (수식6)
여기서, QC는 복수기 열부하(Kcal/hr)이며, dC는 순환수의 비중이고, CP는 순환수의 비열이며, Tr은 순환수의 복수기 입/출구간 온도차이다.
한편, 순환수 펌프1대의 용량에 순환수 펌프의 운전대수(407)를 곱하면 현재의 순환수 유량을 계산할 수 있으며(424), 또 입력변수로서의 순환수 펌프의 출구 압력(408)을 입력상수로서의 펌프 특성곡선에 적용시키면 펌프 1대의 운전에 소비되는 동력을 계산할 수 있다(425). 제어부(40)는 상기 순환수 유량('현재의 순환수 유량')과 위에서 산출된 순환수의 소요유량(WC)을 비교해서 순환수 펌프의 운전대수를 조절할 수 있다(431).
즉, 순환수의 소요유량이 현재의 순환수 유량보다 크고, 그 차이가 순환수 펌프 1대의 용량보다 클 경우에는 제어부(40)는 순환수 펌프를 1대 추가 기동되게 하거나 또는 기동 필요 신호를 발생시킨다. 그리고 만약 반대로 현재의 순환수 유량이 위에서 산출한 순환수의 소요유량보다 많고, 또 그 차이가 순환수 펌프 1대의 용량보다 클 경우에는 제어부(40)는 현대 가동되고 있는 순환수 펌프들 중에서 1대의 펌프를 정지시키거나 또는 정지필요신호를 발생시킨다.
그리고 이때 상기 제어부(40)가 순환수 펌프를 실제로 추가 가동 또는 정지시킬 때에는, 그 순환수 펌프의 추가기동 또는 정지로 인하여 더 소비되거나 덜 소비되는 동력의 크기와 복수기의 진공도 변화로 인한 터빈 출력의 증감의 차이를 서로 비교해서, 터빈 출력의 증감으로 인하여 얻는 이익이 펌프 동력 소비의 추가/감소로 인하여 생기는 손실보다 커야만 그렇게 펌프를 추가 가동 또는 정지시키도록 한다.
다음으로 복수기 연속세정장치의 가동여부 및 연속세정장치의 스펀지 볼을 선택하는 제어과정을 설명한다.
도12에서 제어부(40)는 복수기 진공도(404)와 순환수의 복수기 입출구 온도들(405, 406)을 이용해서 상기 수식3에 의해 전열면 평균 온도차(LMTD)를 계산할 수 있다(420). 그리고 복수기 열부하(QC)와 전열면 평균 온도차(LMTD) 및 입력상수로서의 복수기 튜브 표면적(A)을 위 수식2에 입력함으로써 복수기 튜브의 전열면의 실제 열전달계수(k)를 계산할 수 있고(421), 이어 입력상수로서 확보하고 있는 복수기 튜브 전열면의 설계 열전달계수(k')를 상기 복수기 튜브 전열면의 실제 열전달계수(k)로 나눔으로써 복수기 튜브 청결지수(Tf)를 산출할 수 있다(423). 그리고 제어부(40)는 복수기 튜브 청결지수(Tf)를 청결지수에 관한 상한기준값 및 하한기준값과 계속적으로 비교하여, 상기 복수기 튜브 청결지수(Tf)가 상한기준값(바람직하게는 1.7)보다 큰 경우에는 복수기 튜브 연속세정장치를 가동하도록 제어명령신호를 발생하고 상기 복수기 튜브 청결지수(Tf)가 하한기준값(바람직하게는 1.2) 이하가 되면 복수기 튜브 연속 세정장치를 정지하도록 제어명령신호를 발생한다(432).
복수기 튜브 연속세정장치가 가동될 경우에는, 그 연속세정작업에 사용될 스펀지 볼의 종류 및 사양 역시 제어부(40)에서 함께 결정해야 한다. 스펀지 볼의 선택 과정에는 복수기 입/출구 수실의 압력차이가 사용된다. 즉, 제어부(40)는 복수기 입구 수실의 압력(409)이 복수기 출구 수실의 압력(410)보다 얼마나 큰지 그 차압을 계산해서(426), 그 차압의 크기 정도에 따라 연속세정장치의 스펀지 볼 종류를 선택하는 제어명령을 출력한다(433).
이상, 도12에 나타난 본 발명의 제어로직을 정리하면, 본 발명의 전산 제어장치는 출력 신호로 복수기 튜브 청결지수(Tf), 복수기 튜브 연속 세정장치 기동신호/정지신호, 스펀지 볼 선택 표시 또는 선택 신호, 순환수 펌프의 동력소비, 순환수 펌프 운전대수 지시신호 또는 순환수 펌프 운전/정지 제어명령신호, 터빈의 배기손실 표시신호, 복수기 진공펌프의 밀봉수 온도 조절신호를 생성하여 각 현장 제어장치들에 전송하게 된다.
특히 본 발명의 전산 제어장치가 최종적인 제어출력(430)으로서 내보내는 신호들로는, 순환수 펌프 운전대수 조절신호(431), 연속세정장치의 온/오프 제어신호(432), 연속세정장치의 스펀지 볼 선택 신호(433) 및 복수기 진공도가 과하게 되었을 경우에 이를 감소시키기 위해 진공펌프의 밀봉수 온도를 조절하는 제어신호(434)하가 포함된다.
도13은 본 발명의 증기터빈 복수기 최적화 시스템에서 필요한 복수기 열부하를 석탄화력 발전소에 적용하기 위해 작성한 전산 로직 계산표이다. 도13의 표에서 초록색으로 표시한 부분이 발전소의 제어 계통으로부터 신호를 받아 계산하는 부분이고, 이때 'H'는 증기의 엔탈피(kcal/kg)이고 'Q'는 증기의 시간당 유량(kg/hr)이다
도13에서 G1 부분은 주증기의 열량(H)과 유량(Q)을 표시하며, G2 부분은 재열증기 터빈입구의 열량(H)과 유량(Q)을 표시하고, G3 부분은 재열증기 터빈출구의 열량(H)과 유량(Q)을 표시하며, G4 부분은 보일러 입구 급수의 열량(H)과 유량(Q)을 표시하고, G5 부분은 발전기 효율을 감안한 터빈의 출력 열량을 나타낸다.
도13의 표에서 도면부호 21은 고압터빈이고, 22는 중압터빈이며, 23은 저압터빈이다. 그리고 MS는 주증기를 의미하고, CR은 재열기를 의미하며, 504는 모리에 선도상의 ELEP(팽창선 종단)에서의 증기의 열량(H)과 유량(Q)을 표시하고, 505는 UEEP(유효 사용에너지 종단)에서의 증기의 열량(H)과 유량(Q)을 표시하며, 506은 복수펌프 출구에서의 증기의 열량(H)과 유량(Q)을 표시한다.
도14는 본 발명의 증기터빈 복수기 최적화 시스템에서 필요한 복수기 열부하를 원자력 발전소에 적용하기 위해 작성한 전산 로직 계산표이다. 도14의 표에서 푸른색으로 표시한 부분이 발전소의 제어 계통으로부터 신호를 받아 계산하는 부분이고, 이때 'H'는 증기의 엔탈피(kcal/kg)이고, 'G'는 증기의 시간당 유량(kg/hr)이다.
도14의 표에서 G1 부분은 주증기의 열량(H)과 유량(Q)을 표시하며, G2 부분은 급수의 증기발생기 입구에서의 열량(H)과 유량(Q)을 표시하고, G3 부분은 발전기 효율을 감안한 터빈의 출력 열량을 나타낸다. 도14에서 도면부호 511은 주증기의 열량(H)과 유량(Q)을 표시한다.
도15는 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서, 제어부가 복수기의 최적 운전에 필요한 냉각수량을 계산하고 이를 기초로 냉각수 순환펌프의 운전대수를 조절하는 연산과정을 도시한 순서도이다.
순환수 펌프의 유량은 일부의 설비에서 순환수 펌프를 가변속으로 구성하여 순환수의 필요량에 따라 펌프의 속도를 조정하는 경우도 있으나, 대부분의 경우에는 다수의 펌프를 두어서 운전 대수를 조정하는 방식으로 제어한다. 본 발명에서도 마찬가지로 순환수 펌프를 속도 가변방식으로 조절하는 경우는 상정하지 않으며, 본 발명은 단순히 순환수 펌프를 온/오프시키는 방식으로만 제어하는 것을 전제로 하여 순환수 펌프의 운전대수를 결정하는 알고리즘을 제공한다.
그리고 본 발명은, 이때 순환수 펌프의 추가 기동으로 인하여 증가하는 출력과 이때 순환수 펌프의 동력으로 더 소비되는 에너지의 양을 비교하여 터빈 출력의 증가효과가 큰 경우에만 펌프가 추가 기동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에서 사용하는 순환수 펌프의 운전대수 제어방법을 설명하면, 먼저 제어부는 복수기의 열부하를 계산하며(S601 단계), 복수기의 열부하를 순환수의 비중(dC), 순환수의 비열(CP) 및 순환수의 복수기 입/출구간 온도차(Tr)로 나눔으로써 필요냉각수량을 계산한다(S602 단계).
현재의 냉각수량은 순환수 펌프 1대의 용량에 현재 가동되고 있는 펌프의 대수를 곱하면 구할 수 있으므로, 이렇게 구한 현재의 냉각수량과 필요 냉각수량을 서로 비교하여(S603 단계), 필요 냉각수량이 현재의 냉각수량보다 크고 또 그 차이가 펌프 1대의 용량보다도 크며(S603 및 S604 단계들), 현재 가동 중인 펌프의 대수가 전체 펌프 대수보다 작은 경우에는(S605 단계), 펌프의 추가 기동으로 인하여 얻게 되는 터빈의 출력상승 효과가 펌프의 추가 기동으로 늘어나는 동력소비량 보다 큰지 체크하여(S606 내지 S608 단계들), 터빈의 출력증가분이 순환수 펌프의 동력소비 증가분보다 큰 경우에만 순환수 펌프 1대를 추가로 기동하도록 한다(S609 단계 및 S610 단계).
한편, 이와 반대로 현재의 냉각수량이 필요 냉각수량보다 크고 또 그 차이가 펌프 1대의 용량보다도 크며(S603 단계 및 S611 단계), 현재 가동 중인 펌프의 대수가 2대 이상인 경우에는(S612 단계), 펌프 1대의 정지로 인하여 얻게 되는 펌프의 동력소비 절감 효과가 펌프 1대의 정지로 인하여 야기될 터빈 출력 감소보다 큰지 체크하여(S613 내지 S615 단계들), 순환수 펌프의 동력소비 감소효과가 터빈의 출력감소로 인한 불이익보다 큰 경우에만 순환수 펌프 1대를 정지하도록 한다(S616 단계 및 S617 단계).
도16은 도12에 포함된 최적 진공도 산출 시뮬레이션 알고리즘(414)의 상세 연산과정을 순서도로서 도시한 것이다.
도16을 참고하면, 본 발명 중의 최적 진공도 산출 시뮬레이션 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
(a) 먼저 복수기 열부하(Lc)를 터빈의 배기증기 유량(Ef)으로 나누어 터빈배기의 단위 중량당 열량(He)을 계산한다(S413 단계). 이를 다음의 수식7로 표현할 수 있다.
He = Lc / Ef -------- (수식7)
여기서, He는 터빈 배기의 단위 중량당 열량(kcal/kg)이고, Lc는 복수기 열부하(kcal/hr)이며, Ef는 터빈 배기 유량(kg/hr)이다.
(b) 복수기의 진공도를 가상으로 설정하고(S701 단계), 모리에 선도(Mollier's diagram)에 적용하여, 상기 터빈 배기의 단위 중량당 열량을 갖는 제1증기상태로부터 팽창선 종단(ELEP; expansion line energy end point)에서의 제2증기상태로 변화할 경우의 열낙차를 계산함으로써(S702 단계), 터빈이 이론상 발생시킬 수 있는 출력을 계산한다(S703 단계).
(c-1) 한편, 상기 가상으로 설정한 복수기의 진공도를 입력상수로 주어진 증기표(steam table) 프로그램에 적용하여, 상기 터빈 배기의 단위 중량당 체적(㎥/㎏)을 계산하고(S704 단계),
(c-2) 터빈 배기의 단위 중량당 체적에 터빈 배기증기 유량(㎏/hr)을 곱하여 시간당 터빈 배기 체적(㎥/hr)을 계산한다(S705 단계). 이 과정을 다음의 수식8로 표현할 수 있다.
Vt = Ve x Ef ------- (수식8)
이때, Vt는 터빈의 총 배기 체적(㎥/hr)이고, Ve는 증기표 프로그램에 의해 계산된 터빈 배기의 단위 중량당 체적(㎥/kg)이며, Ef는 터빈 배기 유량(kg/hr)이다.
(c-3) 상기 터빈 배기 체적을 저압터빈의 환상 배기면적으로 나누어 배기속도(m/h)를 구하고, 배기손실을 계산한다(S706 단계).
(d) 상기 (b) 단계에서 구한 터빈의 이론상 출력으로부터 상기 (c-3) 단계에서 구한 배기손실을 빼서 터빈이 실제로 낼 수 있는 출력을 계산한다(S707 단계).
(e) 상기 (b) 단계에서 설정한 가상의 진공도를 달성하기 위해 필요한 순환수 소요유량을 계산하고, 이 순환수 유량을 제공하기 위한 냉각수 순환펌프 운전대수와 그로 인한 순환수 펌프의 소비동력을 계산한 후에(S710 단계)
(f) 상기 (d) 단계에서 구한 터빈이 실제로 낼 수 있는 출력로부터 상기 (e) 단계에서 구한 순환수 펌프의 소비동력을 뺀 값을 상기 가상의 진공도에서의 터빈의 순출력값으로 메모리에 저장하고,
(g) 상기 (b) 단계에서 가상으로 설정한 진공도를 소정의 압력구간 만큼씩 증가 또는 감소시켜가면서 소정의 진공도 범위구간에 걸쳐 상기 (b)단계 내지 (f)단계의 연산과정들을 반복 수행함으로써, 상기 터빈의 순출력값이 최대가 되는 진공도를 찾고, 이를 최적 진공도로 결정한다(S720 단계).
그런데, 복수기의 진공도를 어떤 소정의 값으로 만든다고 하는 것은 냉각수의 온도가 낮은 겨울철에만 주로 가능하며, 수온이 높은 여름철에는 냉각수량을 아무리 높여도 어떤 진공도 이상으로는 도저히 만들 수 없는 일이 생긴다. 따라서 도16의 순서도에 있어서 어떤 가상의 진공도를 달성하기 위한 순환수 소요유량을 계산하고 그 순환수 소요유량의 제공하는데 필요한 순환수 펌프 운전대수를 산출한다고 하는 연산과정(S711 단계)은 동절기에만 가능한 것이며, 수온이 높은 여름철에는 불가능한 것일 수가 있다. 따라서 본 발명의 전산 제어장치는 도16의 최적 진공도 산출 시뮬레이션 방법을 수행함에 있어서 동절기에만 S710의 단계들을 실행하도록 하는 것이 바람직하다.
도17은 터빈 제작사가 제시하는 터빈 배기 손실표를 예시한 것인데, 이때 가로축은 시간당 터빈 배기 체적(㎥/h)이고, 세로축은 배기 손실(kcal/kg)을 표시한다. 터빈의 배기 손실은 터빈의 배기증기가 터빈을 돌리는 과정에서 발생하는 것으로, 터빈에서 배출하는 증기의 체적이 너무 작은 경우에는 증기가 터빈을 돌려주는 것이 아니라 터빈이 증기를 돌려주는 환기 현상(ventilation)이 발생하므로 배기 손실이 발생한다. 도17의 그래프를 보면, 증기의 시간당 배기체적이 증가함에 따라 배기손실이 감소하다가 최저 배기손실값을 지난 이후에는 시간당 배기체적이 증가함에 따라서 배기손실값이 같이 증가함을 알 수 있는데, 이는 터빈에서 배출하는 증기의 체적이 많은 경우 배출되는 증기의 속도가 커져서 배기 손실이 발생하기 때문이다.
도18은 진공도에 따른 증기의 단위 중량당 체적을 나타내는 그래프로서, 여기서 가로축은 복수기의 진공도를 표시하고, 세로축은 증기의 단위 중량당 체적(㎥/kg)을 표시한다.
복수기의 진공도가 상승하면 증기의 열낙차가 커져 터빈의 출력이 커지지만 반대로 진공도가 높아지면 증기의 단위 중량당 체적이 커지고(도18 참조) 이렇게 단위 중량당 체적이 커짐에 따라 배기 손실이 증가하므로(도17 참조), 본 발명의 제어부에서는 앞서 도16에서 설명한 것과 같이 열낙차와 배기손실 간의 상관관계를 계산하여 터빈 배기 유량에 따른 최적 진공도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
도19는 터빈 배기증기의 배기손실을 연산하는 과정을 순서도로서 나타낸 것이다. 본 발명의 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서 제어부는 현재의 터빈 배기증기의 배기손실을 계산하여 표시할 수 있는데, 우선 복수기 내에 설치된 압력계에 의해서 현재의 복수기의 진공도를 측정한 다음(S470 단계), 터빈 배기 증기의 온도와 압력을 측정한 데이터를 전송받고(S471 단계), 모리에 선도 상에서 터빈 배기증기의 현재 상태 지점으로부터 현재의 복수기 진공도 압력선과 만나는 팽창선 종단(ELEP) 지점까지 이동함으로써 그 ELEP 지점에서의 증기의 온도, 엔탈피, 엔트로피를 구한다(S472 단계). 그리고 이렇게 해서 구한 증기의 온도, 엔탈피, 엔트로피 등의 데이터를 증기표 프로그램에 적용함으로써 증기의 단위중량당 체적을 구하고(S473 단계), 증기의 단위 중량당 체적에 입력변수인 증기유량을 곱해서 증기의 시간당 배기체적(㎥/h)을 구한다(S474 단계). 이때 증기유량은 복수유량으로부터 추정해서 산출하는 것이 가능하다(S480 단계).
계속해서, 증기의 시간당 배기체적을 입력상수인 터빈 배기환상면적으로 나누면 증기의 배기속도(m/h)를 구할 수 있으며(S474 단계), 이렇게 구한 배기속도를 도17의 배기손실 그래프에 적용하면 증기의 배기속도에 대응하는 증기의 배기손실을 구할 수 있다(S476 단계).
도20은 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템에 있어서, 동절기에 냉각수 온도가 낮아 복수기의 진공도가 최적 진공도보다 과하게 높아졌을 경우에 진공펌프의 밀봉수 온도를 조절함으로써 복수기의 진공도를 최적상태로 유지할 수 있도록 하는 연산제어과정을 도시한다.
도20을 참고하면, 본 발명에 있어서 제어부는 복수기 열부하를 터빈 배기유량으로 나눠 터빈배기의 단위 중량당 열량(kcal/kg)을 구하며(S413 단계), 이 터빈배기의 단위 중량당 열량을 기초로 도16의 최적 진공도 산출 시뮬레이션 방법(S414 알고리즘 방법)을 적용해서 현재의 터빈 배기유량에 대응되는 복수기의 최적 진공도를 계산한다.
제어부는 상기 최적 진공도 산출 시뮬레이션 방법에 의해서 산출된 최적 진공도 값과 현재의 복수기의 진공도를 비교해서(S451 단계), 현재의 복수기 진공도가 최적 진공도보다 높을 경우에는 진공도가 과대한 것으로 판정하여 진공펌프의 밀봉수 온도를 의도적으로 상승시킴으로써 진공도를 낮춰 최적 진공도 상태로 맞추는 과정을 진행한다(S451 단계). 즉, 제어부는 진공펌프의 밀봉수 온도조절밸브를 완전히 폐쇄하거나 또는 폐쇄하는 방향으로 닫힘 정도를 높여서(S452 단계) 진공펌프의 밀봉수의 냉각이 덜 되어 온도가 상승하도록 한다(S453 단계). 그렇게 하면 원래 진공펌프 속의 진공도가 워낙 높은 상태였기 때문에 밀봉수가 낮은 온도(예를 들어 30~40℃)에서도 쉽게 끓어 기체화됨으로써 진공펌프의 흡입 성능이 저하되며, 그에 따라 복수기 내의 불응축가스를 밖으로 배출하는 기능이 떨어지게 되고 그 결과 복수기의 진공도가 낮아지게 된다(S454 단계). 이렇게 하여 복수기의 진공도가 과다하게 높아진 경우, 본 발명의 최적화 시스템은 진공펌프의 밀봉수 온도조절밸브를 조작함에 의해서 복수기의 진공도를 최적 진공도 상태로 맞출 수 있게 된다.
한편, 상술한 과정을 거쳐서 현재의 진공도가 최적 진공도보다 낮아지게 되었을 때에는, 이제는 반대로 진공펌프의 밀봉수 온도조절밸브를 개방하거나 또는 보다 더 많이 열리는 쪽으로 변경시킴으로써(S455 단계), 진공펌프의 밀봉수의 냉각이 잘 이루어져 온도가 낮아지도록 한다(S456 단계). 그렇게 하면 진공펌프의 흡입 성능이 향상되므로 복수기 안의 불응축가스가 보다 더 잘 빠져나갈 수 있고, 그 결과 복수기의 진공도가 상승하여(S457 단계), 최적 진공도에 맞춰지게 된다.
한편, 본 발명의 제어부는 상기 진공펌프의 밀봉수 온도조절밸브를 너무 민감하게 조작할 경우 발생할 제어상의 곤란을 피하기 위하여 현재의 진공도와 최적 진공도값이 어느 정도의 허용치(α) 이상이 될 경우에만 밀봉수 온도조절밸브의 상태를 변경하는 제어명령을 출력하도록 하고, 상기 허용치(α) 미만의 범위에 있을 때에는 현재의 복수기 운전상태를 그대로 유지하도록 하는 것이 바람직하다(S450 단계 및 S458 단계).
그리고 복수기의 불응축성 가스 제거장치로 진공 펌프를 사용하지 않고 증기 분사형 이젝터 혹은 물 분사형 이젝터를 사용할 경우에는, 본 발명의 제어부가 적정 진공도 유지 신호를 상기 이젝터의 물/증기 유량 조절밸브에 보내어 물/증기의 분무량을 제어함으로써 복수기 내의 불응축성 가스의 제거 유량을 제어할 수 있으며, 그 결과 복수기의 최적 진공도를 유지하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템은 전산 제어장치가 복수 유량과 진공도, 증기 터빈 운전 자료에 의해 복수기 열부하를 계산하고, 복수기의 입/출구 수실의 순환수 온도와 복수온도로부터 복수기 튜브의 전열면 평균 온도차를 계산할 수 있도록 프로그램 한다.
또한 본 발명에 따른 증기터빈 복수기 최적화 시스템은 제어부가 순환수 복수기 입구 수실과 출구 수실의 압력차에 의해 복수기 튜브 연속세정장치에 사용되는 스펀지 볼의 종류를 선택할 수 있는 자료를 제공하거나 또는 볼 선택 밸브를 작동시켜 적정 볼이 선택되도록 함으로써 복수기 튜브의 세정효과를 올림과 동시에 스펀지 볼의 마모를 줄이는 장점이 있다.
그리고 본 발명에 따른 최적화 시스템은 입력변수로서의 순환수 펌프 운전대수 및 순환수 펌프 출구 압력과 입력상수로서의 순환수 펌프 특성곡선으로부터 순환수 펌프 동력을 자동으로 계산하며, 순환수 유량 변화에 따른 진공도와 출력의 변화를 계산하여 순환수 펌프의 추가/감소 운전 정보를 제공하거나 또는 순환수 펌프의 기동/정지 신호를 발생시키는 기능을 갖추고 있으므로, 복수기를 최적의 상태로 손쉽게 유지 관리할 수 있도록 하는 장점이 있다.
1: 석탄화력 발전소 2: 석탄운반장치
2a: 석탄 3: 컨베이어
4: 저탄기 5: 석탄분쇄기
5a: 미분탄공급기 6: 보일러
6a: 보일러 증기드럼 6b: 과열기(superheater)
6c: 재열기(reheater) 6d: 이코노마이저(economizer)
6e: 석탄바닥재 모음장치 7: 압입 송풍기
7a: 공기예열기 7b: 통풍용 송풍기
8: 집진기 8a: 유인 송풍기
9: 굴뚝 10a: 제1증기배관
10b: 제2증기배관 10c: 제3증기배관
10d: 제4증기배관 11: 냉각수원
12: 순환수 펌프 12a: 모터
13: 냉각수관 13a: 순환수 공급배관
13b: 순환수 배출배관 14: 복수기
14a: 입구 수실 14b: 출구 수실
14c: 복수기 튜브 14d: 튜브시트
14e: 공기배출구 15: 복수펌프
15a: 복수 유량계 16: 탈기기
17: 급수가열기 18: 급수펌프
19: 스펀지볼 유닛 19a: 볼 순환펌프
19b: 볼 순환배관 19c: 스펀지볼
20: 터빈축 21: 고압터빈
22: 중압터빈 23: 저압터빈
23a: 저압터빈 출구 25: 발전기
26: 변압 및 송전계통 31: 진공펌프
31a: 공기이젝터(ejector) 32: 기수분리기
32a: 트레이부 33: 밀봉수 냉각기
33a: 쿨러(cooler) 35: 냉각탑
140: 복수조 141: 복수배관
142: 복수(응축수) 145: 복수기 쉘(shell)
190: 스펀지볼 연속 세정장치 191, 192: 스펀지볼 저장박스
195: 볼 회수장치 195a: 볼 스크린(ball screen)
310: 밀봉수 배관 311: 밀봉수 온도조절밸브
311a: 밀봉수 501: 초기 압력선
502: 복수기의 압력선 503: 포화증기압력선
504: ELEP의 증기상태 표시 505: UEEP의 증기상태 표시
506: 복수펌프 출구의 복수 상태표시 CR: 재열기
CW: 냉각수 MS: 주증기

Claims (12)

  1. 보일러(6) 또는 증기발생기에서 생산된 증기를 전달받아 회전하는 증기터빈과, 상기 증기터빈의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 발전기(25)를 포함하는 화력/원자력 발전소에 있어서,
    증기터빈 장치를 구성하는 복수 개의 터빈들(21, 22, 23) 중에서 마지막 단에 설치된 저압 증기터빈(23);
    상기 저압 증기터빈(23)과 연결되어 설치되며, 상기 저압 증기터빈(23)의 출구에서 배출된 배기증기를 응축시켜 물로 변화시키는 복수기(14);
    상기 복수기(14)의 하부에 형성된 복수조(140);
    상기 복수조(140)에 연결되어 상기 복수조(140) 안의 복수(142)를 탈기기(16) 쪽으로 이송시키는 복수펌프(15);
    발전소 인근의 냉각수원(11)으로부터 인입한 냉각수를 상기 복수기(14)에 공급하는 복수 개의 순환수 펌프들(12);
    복수 개의 종류들 중에서 선택된 적어도 한 종류의 스펀지 볼(19c)을 상기 복수기 튜브들(14c)의 내부로 통과시켜 복수기 튜브들(14c)의 내부에 낀 이물질을 제거함으로써 복수기 튜브들(14c)의 내부 청결도를 향상시키는 복수기 튜브 연속세정장치(190); 및
    상기 발전소의 각 부의 온도, 압력, 유량을 측정하는 센서들과 연결되어 센서들로부터 전송되어온 신호들을 취합하고 최적 운전을 위한 연산과정을 수행하며 발전소 설비의 각 구동부분들에 구동제어신호를 출력하는 제어부(40);를 포함하며,
    상기 복수기(14)는, 복수기 내부 공간을 구성하는 복수기 쉘(145), 상기 복수기 쉘(145)의 일측에 설치된 복수기 입구 수실(14a), 상기 복수기 쉘(145)의 타측에 설치된 복수기 출구 수실(14b), 및 상기 복수기 입구 수실(14a)과 출구 수실(14b) 간을 연결하며 상기 복수기 쉘(145)의 내부공간을 관통하여 터빈 배기증기와 접촉하는 복수 개의 복수기 튜브들(14c)을 포함하고,
    상기 제어부(40)는 증기터빈 복수기의 열부하(QC)와 순환수의 복수기 입/출구의 평균 온도차로부터 복수기 튜브 청결지수(Tf)를 계산하고, 이때 상기 복수기 튜브 청결지수(Tf)가 상한기준값을 초과하면 복수기 튜브 연속 세정장치(190)를 가동시키고, 상기 복수기 튜브 청결지수(Tf)가 하한기준값 이하가 되면 상기 복수기 튜브 연속 세정장치(190)를 정지시키며,
    상기 복수기 튜브 청결지수(Tf)는,
    Tf = k'/k 이고,
    k = QC / ( A x LMTD ) 이며,
    LMTD = Tr / LN (Tti/Tto) 이되,
    이때, k'는 복수기 제작사가 제시하는 복수기 튜브의 전열면 열 전달계수, k는 복수기 튜브 전열면의 실제 열전달계수, A는 복수기 튜브의 표면적(㎡), LMTD는 전열면 평균 온도차(℃), Tr은 순환수의 복수기에서의 온도 상승(℃), Tti는 복수기 입구에서의 순환수 온도와 복수기 내부 증기의 온도와의 차이(℃), 및 Tto는 복수기 출구에서의 순환수 온도와 복수기 내부 증기의 온도와의 차이(℃)이며,
    상기 상한기준값은 1.5~1.9의 범위내로 설정되고, 상기 하한기준값은 1.15~1.3의 범위내로 설정되는 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수기 열부하는,
    (a) 상기 발전소가 석탄화력 발전소인 경우에는
    QC1 = G1 + G2 - G3 - G4 - G5 이고,
    이때 QC1은 복수기 열부하(Kcal/hr), G1은 주증기의 시간당 열량(HxQ), G2는 재열증기 터빈 입구의 시간당 열량(HxQ), G3는 재열증기 터빈 출구의 시간당 열량(HxQ), G4는 급수 보일러 입구의 시간당 열량(HxQ), G5는 발전기 효율을 감안한 출력(KW x 860/η)이고,
    (b) 상기 발전소가 원자력 발전소인 경우에는
    QC2 = G1 - G2 - G3 이고,
    이때 QC2는 복수기 열부하(Kcal/hr), G1은 주증기의 시간당 열량(GxH), G2는 급수의 증기발생기 입구의 시간당 열량(GxH), G3는 발전기 효율을 감안한 출력((KW x 860/η)인 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 순환수 펌프(12)에 의해서 공급된 냉각수는 순환수 공급배관(13a)을 거쳐 상기 복수기 입구 수실(14a)로 들어간 다음 상기 복수기 튜브들(14c)을 경유해서 상기 복수기 출구 수실(14b)로 나오고, 이후 순환수 배출배관(13b)을 거쳐 상기 냉각수원(11)으로 되돌아오며,
    상기 복수 튜브 연속세정장치(190)는, 상기 순환수 공급배관(13a) 상의 제1위치와 상기 순환수 배출배관(13b) 상의 제2위치 사이를 연결하는 볼 순환배관(19b), 복수 개의 종류들의 스펀지 볼들을 구분해서 저장하고 있으며 상기 볼 순환배관(19b) 상에 연결된 스펀지볼 유닛(19), 및 상기 스펀지볼 유닛(19)에서 배출된 스펀지 볼들(19c)을 물과 함께 흡입 및 가압해서 복수기 튜브들(14c)의 내부를 관통하도록 압력을 제공하는 볼 순환펌프(19a), 상기 순환수 배출배관(13b) 상의 제2위치에 설치되어 스펀지 볼들(19c)을 회수하는 볼 회수장치(195)를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부(40)는 적어도 3개 이상으로 구분된 복수 개의 압력 구간들에 관한 설정값들을 저장하고 있으며,
    상기 제어부(40)가 상기 복수기 튜브 연속세정장치(190)에 가동 제어명령을 출력할 때에는, 상기 제어부(40)는 상기 복수기(14)의 입구 수실(14a)과 출구 수실(14b) 간의 압력 차이값을 검출하고, 상기 압력 차이값이 미리 설정된 상기 압력 구간들 중의 어느 압력 구간에 속하는가에 따라 그에 상응하는 타입의 스펀지 볼들을 상기 볼 순환배관(19b) 상에 투여하도록 상기 스펀지 볼 유닛(19)에 볼 선택 제어명령을 출력하는 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(40)는 '현재의 순환수 유량'과 '순환수의 소요유량'(WC)을 연산하며,
    (이때, WC = QC / (dC x CP x Tr)이고,
    dC: 순환수의 비중, CP: 순환수의 비열, Tr: 순환수의 복수기 입/출구 온도차)
    '순환수의 소요유량'을 '현재의 순환수 유량'과 비교하여,
    (a) 순환수의 소요유량에서 현재의 순환수 유량을 뺀 값이 양(陽)의 값이고, 또 순환수의 소요유량에서 현재의 순환수 유량을 뺀 값이 순환수 펌프 1대의 용량보다 큰 제1경우에는 순환수 펌프를 추가 기동하도록 하고,
    (b) 순환수의 소요유량에서 현재의 순환수 유량을 뺀 값이 음(陰)이며, 또 현재의 순환수 유량에서 순환수의 소요유량을 뺀 값이 순환수 펌프 1대의 용량보다 큰 제2경우에는 현재 가동 중인 순환수 펌프들 중의 1대의 펌프를 정지시키도록 하며,
    (c) 순환수의 소요유량과 현재의 순환수 유량 간의 차이가 순환수 펌프 1대의 용량 보다 작은 제3경우에는 현재의 순환수 펌프 운전 대수를 그대로 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부(40)는
    (i) 상기 제1경우의 상황에서, 순환수 펌프 1대의 추가 기동으로 인하여 발생하는 펌프 소비 동력의 증가분과 상기 순환수 펌프 1대의 추가 기동으로 인하여 얻을 수 있는 발전기 출력 상승분을 산출하며, 발전기 출력 상승분이 펌프 소비 동력 증가분보다 큰 경우에만 순환수 펌프를 추가 기동하고,
    (ii) 상기 제2경우의 상황에서, 순환수 펌프 1대의 정지로 인하여 발생하는 펌프 소비 동력의 감소분과 상기 순환수 펌프 1대의 정지로 인하여 야기되는 발전기 출력 감소분을 산출하며, 펌프 소비 동력 감소분이 발전기 출력 감소분보다 큰 경우에만 순환수 펌프들 중의 1대의 펌프를 정지시키는 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    복수기 쉘(145)에 설치된 공기배출구(14e);
    상기 공기배출구(14e)와 연결되어 상기 복수기 쉘(145) 내부의 불응축 가스를 강제로 배출시키며, 내부에 밀봉수(311a)가 채워진 진공펌프(31);
    상기 진공펌프(31)로부터 배출된 가스 및 물의 혼합물로부터 가스를 분리하고 물만을 회수하는 기수분리기(32);
    상기 기수분리기(32)에서 회수된 물을 상기 순환수를 사용해서 열교환방식으로 냉각시키는 밀봉수 냉각기(33); 및
    상기 밀봉수 냉각기(33)에 공급되는 순환수의 유량을 조절하는 밀봉수 온도조절밸브(311);를 더 포함하며,
    상기 밀봉수 온도조절밸브(311)는 상기 제어부(40)의 제어명령에 의해서 개방 또는 폐쇄 정도가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부(40)는 복수기 내의 압력센서에 의해서 복수기의 현재 진공도를 입력받으며, 복수기의 최적 진공도 산출 시뮬레이션을 수행하여 현재의 터빈 증기유량에 상응하는 복수기의 '최적 진공도'를 산출하고, 현재 진공도와 복수기의 최적 진공도를 비교하여,
    (가) 현재의 복수기 진공도가 상기 최적 진공도를 초과하는 경우에는 상기 밀봉수 온도 조절 밸브(311)에 제1제어명령을 내려 상기 밸브(311)를 닫거나 또는 닫힘 정도를 높여서 상기 밀봉수(311a)의 온도를 상승시키고, 그 결과 복수기의 현재 진공도를 상기 최적 진공도와 일치시키거나 또는 상기 최적 진공도와의 차이가 제1허용치 이내가 되도록 하고,
    (나) 현재의 복수기 진공도가 상기 최적 진공도보다 낮은 경우에는 상기 밀봉수 온도 조절 밸브(311)에 제2제어명령을 내려 상기 밸브(311)를 열거나 또는 열림 정도를 높여서 상기 밀봉수(311a)의 온도를 하강시키고, 그 결과 복수기의 현재 진공도를 상기 최적 진공도와 일치시키거나 또는 상기 최적 진공도와의 차이가 제1허용치 이내가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    복수기 쉘(145)에 설치된 공기배출구(14e);
    상기 공기배출구(14e)와 연결되어 상기 복수기 쉘(145) 내부의 불응축 가스를 강제로 배출시키는 공기 이젝터(ejector, 31a); 및
    상기 공기 이젝터(31a)에 공급되는 증기 및 물의 유량을 조절하는 유량 조절밸브;를 더 포함하며,
    상기 유량 조절밸브는 상기 제어부(40)의 제어명령에 의해서 개방 또는 폐쇄 정도가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어부(40)는 복수기 내의 압력센서에 의해서 복수기의 현재 진공도를 입력받으며, 복수기의 최적 진공도 산출 시뮬레이션을 수행하여 현재의 터빈 증기유량에 상응하는 복수기의 '최적 진공도'를 산출하고, 현재 진공도와 복수기의 최적 진공도를 비교하여,
    (가) 현재의 복수기 진공도가 상기 최적 진공도를 초과하는 경우에는 상기 유량 조절밸브에 제3제어명령을 내려 유량조절밸브를 닫거나 또는 닫힘 정도를 높여서 상기 공기 이젝터(31a)로부터 배출되는 물과 증기의 유량을 최소가 되도록 하거나 또는 감소시키고, 그 결과 복수기의 현재 진공도를 상기 최적 진공도와 일치시키거나 또는 상기 최적 진공도와의 차이가 제2허용치 이내가 되도록 하고,
    (나) 현재의 복수기 진공도가 상기 최적 진공도보다 낮은 경우에는 상기 유량 조절밸브에 제4제어명령을 내려 유량조절밸브를 열거나 또는 열림 정도를 높여서 상기 공기 이젝터(31a)로부터 배출되는 물과 증기의 유량을 최대가 되도록 하거나 또는 증가시키고, 그 결과 복수기의 현재 진공도를 상기 최적 진공도와 일치시키거나 또는 상기 최적 진공도와의 차이가 제2허용치 이내가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
  12. 제9항 또는 제11항에 있어서, 상기 최적 진공도 산출 시뮬레이션은
    (a) 복수기 열부하와 터빈 배기증기의 유량을 구하고, 상기 복수기 열부하를 상기 터빈 배기증기의 유량으로 나누어 터빈배기의 단위 중량당 열량(kcal/kg)을 계산하는 제1단계;
    (b) 복수기의 진공도를 가상으로 설정하고, 모리에 선도(Mollier's diagram)에 적용하여, 상기 터빈 배기의 단위 중량당 열량을 갖는 제1증기상태로부터 팽창선 종단(ELEP; expansion line energy end point)에서의 제2증기상태로 변화할 경우의 열낙차를 계산함으로써 터빈이 이론상 발생시킬 수 있는 출력을 계산하는 제2단계;
    (c-1) 상기 가상으로 설정한 복수기의 진공도를 증기표(steam table) 프로그램에 적용하여, 상기 터빈 배기의 단위 중량당 체적(㎥/㎏)을 계산하는 제3-1단계;
    (c-2) 터빈 배기의 단위 중량당 체적에 터빈 배기증기 유량(㎏/hr)을 곱하여 시간당 터빈 배기 체적(㎥/hr)을 계산하는 제3-2단계;
    (c-3) 터빈 배기 체적을 저압터빈의 환상 배기면적으로 나누어 배기속도(m/h)를 구하고, 배기손실을 계산하는 제3-3단계;
    (d) 상기 제2단계에서 구한 터빈의 이론상 출력으로부터 상기 제3-3단계에서 구한 배기손실을 빼서 터빈이 실제로 낼 수 있는 출력을 계산하는 제4단계;
    (e) 제2단계 및 제3-1단계에서 설정한 가상의 진공도를 달성하기 위해 필요한 순환수 소요유량을 계산하고, 이 순환수 유량을 제공하기 위한 냉각수 순환펌프 운전대수와 그로 인한 순환수 펌프의 소비동력을 계산하는 제5단계;
    (f) 상기 제4단계에서 구한 터빈이 실제로 낼 수 있는 출력로부터 상기 제5단계에서 구한 순환수 펌프의 소비동력을 뺀 값을 상기 가상의 진공도에서의 터빈의 순출력값으로 메모리에 저장하는 제6단계; 및
    (g) 상기 제2단계에서 가상으로 설정한 진공도를 제1간격만큼씩 증가 또는 감소시켜가면서 제1의 진공도 범위구간에 걸쳐 상기 제2단계 내지 제6단계의 연산과정들을 반복 수행함으로써, 상기 터빈의 순출력값이 최대가 되는 진공도를 찾고, 이를 최적 진공도로 결정하는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈 복수기 최적화 시스템.
KR20140108266A 2014-08-20 2014-08-20 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법 KR101512273B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140108266A KR101512273B1 (ko) 2014-08-20 2014-08-20 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140108266A KR101512273B1 (ko) 2014-08-20 2014-08-20 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101512273B1 true KR101512273B1 (ko) 2015-04-14

Family

ID=53034677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20140108266A KR101512273B1 (ko) 2014-08-20 2014-08-20 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101512273B1 (ko)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101544446B1 (ko) 2014-06-12 2015-08-13 정의석 복수기의 진공도 조절 장치
KR20170076060A (ko) 2015-12-24 2017-07-04 김선조 복수기의 운전을 위한 냉각수 유량제어 방법
KR20190076662A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 포스코에너지 주식회사 복수기 성능 관리 장치 및 방법
CN110816220A (zh) * 2018-08-13 2020-02-21 郑州宇通客车股份有限公司 车辆及顶置式车用空调系统
CN111260139A (zh) * 2020-01-17 2020-06-09 石化盈科信息技术有限责任公司 一种工业循环水系统的优选方法
CN112879113A (zh) * 2021-03-22 2021-06-01 西安交通大学 一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法
CN113221274A (zh) * 2021-05-11 2021-08-06 哈尔滨沃华智能发电设备有限公司 基于对数平均温差及遗传算法的湿冷机组凝汽器经济背压计算方法
CN113239538A (zh) * 2021-05-11 2021-08-10 浙江浙能技术研究院有限公司 基于凝汽器端差及遗传算法的湿冷机组凝汽器经济背压计算方法
CN113671830A (zh) * 2021-08-10 2021-11-19 浙江浙能技术研究院有限公司 一种基于智能打分的火电机组冷端优化闭环控制方法
CN113808765A (zh) * 2021-09-07 2021-12-17 长江勘测规划设计研究有限责任公司 一种地下核电站汽轮机乏汽空冷系统及其使用方法
CN114111369A (zh) * 2021-11-23 2022-03-01 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 配自然通风冷却塔湿冷机组循环水泵变频方式下最优运行方式的确定方法
CN114234661A (zh) * 2021-11-04 2022-03-25 华能(浙江)能源开发有限公司玉环分公司 一种具有虹吸自动补水功能的凝汽器
KR102380789B1 (ko) * 2020-12-11 2022-03-31 한국수력원자력 주식회사 증기발생기의 침적물 상태를 정량화하는 증기발생기의 침적물 상태지수 산출 방법 및 시스템
CN114458397A (zh) * 2022-01-05 2022-05-10 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种强化小机直排直接空冷机组冬季启动性能的方法
CN114792034A (zh) * 2022-04-28 2022-07-26 西安热工研究院有限公司 一种凝汽器压力的计算方法和系统
CN115095398A (zh) * 2022-05-13 2022-09-23 华电电力科学研究院有限公司 一种燃机电厂的冷端系统运行优化的方法、系统
CN116044724A (zh) * 2023-01-31 2023-05-02 国能国华(北京)燃气热电有限公司 循环水泵的控制方法、装置、介质和设备
CN118258548A (zh) * 2024-05-30 2024-06-28 连云港正航电力节能技术有限公司 一种凝汽器的检修查漏设备及其方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0132383B1 (ko) * 1994-05-10 1998-04-20 김재홍 발전소의 배기증기나 냉각수의 열교환기
KR20090103536A (ko) * 2008-03-28 2009-10-01 주식회사 포스코 터빈 제너레이터의 고진공 압력발생 시스템
KR101189837B1 (ko) * 2010-09-20 2012-10-10 한국전력공사 발전설비에서의 관청정도 측정 시스템 및 그 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0132383B1 (ko) * 1994-05-10 1998-04-20 김재홍 발전소의 배기증기나 냉각수의 열교환기
KR20090103536A (ko) * 2008-03-28 2009-10-01 주식회사 포스코 터빈 제너레이터의 고진공 압력발생 시스템
KR101189837B1 (ko) * 2010-09-20 2012-10-10 한국전력공사 발전설비에서의 관청정도 측정 시스템 및 그 방법

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101544446B1 (ko) 2014-06-12 2015-08-13 정의석 복수기의 진공도 조절 장치
KR20170076060A (ko) 2015-12-24 2017-07-04 김선조 복수기의 운전을 위한 냉각수 유량제어 방법
KR101852187B1 (ko) * 2015-12-24 2018-06-11 김선조 복수기의 운전을 위한 냉각수 유량제어 방법
KR20190076662A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 포스코에너지 주식회사 복수기 성능 관리 장치 및 방법
KR102006886B1 (ko) * 2017-12-22 2019-08-02 포스코에너지 주식회사 복수기 성능 관리 장치 및 방법
CN110816220A (zh) * 2018-08-13 2020-02-21 郑州宇通客车股份有限公司 车辆及顶置式车用空调系统
CN111260139A (zh) * 2020-01-17 2020-06-09 石化盈科信息技术有限责任公司 一种工业循环水系统的优选方法
CN111260139B (zh) * 2020-01-17 2023-09-19 石化盈科信息技术有限责任公司 一种工业循环水系统的优选方法
KR102380789B1 (ko) * 2020-12-11 2022-03-31 한국수력원자력 주식회사 증기발생기의 침적물 상태를 정량화하는 증기발생기의 침적물 상태지수 산출 방법 및 시스템
CN112879113A (zh) * 2021-03-22 2021-06-01 西安交通大学 一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法
CN112879113B (zh) * 2021-03-22 2022-06-07 西安交通大学 一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法
CN113239538B (zh) * 2021-05-11 2024-05-07 浙江浙能技术研究院有限公司 基于凝汽器端差及遗传算法的湿冷机组凝汽器经济背压计算方法
CN113221274A (zh) * 2021-05-11 2021-08-06 哈尔滨沃华智能发电设备有限公司 基于对数平均温差及遗传算法的湿冷机组凝汽器经济背压计算方法
CN113239538A (zh) * 2021-05-11 2021-08-10 浙江浙能技术研究院有限公司 基于凝汽器端差及遗传算法的湿冷机组凝汽器经济背压计算方法
CN113221274B (zh) * 2021-05-11 2023-09-22 哈尔滨沃华智能电力技术有限公司 基于对数平均温差及遗传算法的湿冷机组凝汽器经济背压计算方法
CN113671830A (zh) * 2021-08-10 2021-11-19 浙江浙能技术研究院有限公司 一种基于智能打分的火电机组冷端优化闭环控制方法
CN113671830B (zh) * 2021-08-10 2024-04-02 浙江浙能数字科技有限公司 一种基于智能打分的火电机组冷端优化闭环控制方法
CN113808765A (zh) * 2021-09-07 2021-12-17 长江勘测规划设计研究有限责任公司 一种地下核电站汽轮机乏汽空冷系统及其使用方法
CN113808765B (zh) * 2021-09-07 2024-03-22 长江勘测规划设计研究有限责任公司 一种地下核电站汽轮机乏汽空冷系统及其使用方法
CN114234661B (zh) * 2021-11-04 2024-01-26 华能(浙江)能源开发有限公司玉环分公司 一种具有虹吸自动补水功能的凝汽器
CN114234661A (zh) * 2021-11-04 2022-03-25 华能(浙江)能源开发有限公司玉环分公司 一种具有虹吸自动补水功能的凝汽器
CN114111369B (zh) * 2021-11-23 2023-08-15 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 配自然通风冷却塔湿冷机组循环水泵变频方式下最优运行方式的确定方法
CN114111369A (zh) * 2021-11-23 2022-03-01 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 配自然通风冷却塔湿冷机组循环水泵变频方式下最优运行方式的确定方法
CN114458397B (zh) * 2022-01-05 2023-12-26 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种强化小机直排直接空冷机组冬季启动性能的方法
CN114458397A (zh) * 2022-01-05 2022-05-10 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种强化小机直排直接空冷机组冬季启动性能的方法
CN114792034A (zh) * 2022-04-28 2022-07-26 西安热工研究院有限公司 一种凝汽器压力的计算方法和系统
CN115095398A (zh) * 2022-05-13 2022-09-23 华电电力科学研究院有限公司 一种燃机电厂的冷端系统运行优化的方法、系统
CN116044724A (zh) * 2023-01-31 2023-05-02 国能国华(北京)燃气热电有限公司 循环水泵的控制方法、装置、介质和设备
CN118258548A (zh) * 2024-05-30 2024-06-28 连云港正航电力节能技术有限公司 一种凝汽器的检修查漏设备及其方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101512273B1 (ko) 증기터빈 복수기 최적화 시스템 및 그 방법
CA2714466C (en) Optimized control of power plants having air cooled condensers
US8171733B2 (en) Systems and methods involving combined cycle plants
CN102621945B (zh) 基于火力发电机组最优工况的效率动态寻优运行闭环优化控制方法
US10288314B2 (en) Hot water heating system and related methods
JP6034154B2 (ja) 廃熱回収設備、廃熱回収方法及び廃棄物処理炉
CN103277147A (zh) 双动力orc发电系统及其发电方法
CN107060916A (zh) 利用蓄热装置供热提高热电联产机组深度调峰系统及方法
WO2015149572A1 (zh) 节能锅炉
CN105423772A (zh) 汽轮机轴封漏汽与锅炉连续排污余热联合制冷电站空冷系统及空冷凝汽器换热系数预测方法
CN107560044A (zh) 一种利用工业余热提供电能的蒸发冷却空调系统
AU2011342551B2 (en) Cooling system
CN101539036A (zh) 基于有机朗肯循环的铝电解槽烟气余热发电装置
CN202012939U (zh) 一种火电厂锅炉暖风器疏水系统
CN114810249B (zh) 一种用于供热机组的热电解耦系统及方法
CN101846330B (zh) 一种电站锅炉暖风器供汽系统
CN203271829U (zh) 双动力orc发电系统
CN205445803U (zh) 燃气蒸汽联合系统
CN207501129U (zh) 一种用于热电厂蒸汽热量回收系统
KR101699325B1 (ko) 부유 저장식 발전플랜트 및 그 부유 저장식 발전플랜트의 냉각 가열 운전방법
CN209431389U (zh) 一种垃圾焚烧发电空压机热能回收利用系统
CN103811085A (zh) 核电站发电机氢气冷却系统的冷氢温度监控和调整方法
CN206627014U (zh) 一种汽轮机胶球反冲洗系统
CN110529834A (zh) 一种干熄焦超高温超高压参数热电联产系统及方法
CN108019736A (zh) 一种用于热电厂蒸汽热量回收系统

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180124

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190313

Year of fee payment: 5

R401 Registration of restoration