KR101599316B1 - Power Plant System Using Combined Cycle - Google Patents
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Abstract
복합 발전 시스템이 개시된다. 본 발명의 복합 발전 시스템은, 탄화수소 성분의 연료를 공급받아 연소시켜 가스터빈을 구동하여 발전하는 가스 터빈부; 가스 터빈부에서 배출되는 배기를 열원으로 생성된 증기로 증기터빈을 구동시켜 발전하는 배열 회수 발전부; 및 배열 회수 발전부에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 생성된 물을 배열 회수 발전부에 보충수로 공급하는 증발식 보충수 공급부를 포함한다.A combined power generation system is disclosed. The combined-cycle power generation system of the present invention includes a gas turbine unit for generating electricity by driving a gas turbine by supplying a fuel of a hydrocarbon component to the combustor; An exhaust gas recycling unit for exhaust gas exhausted from the gas turbine unit to generate electricity by driving a steam turbine using steam generated by a heat source; And an evaporative supplementary water supply unit for supplying the generated water by evaporating seawater to the array recovery power generation unit as supplemental water by using the turbine enclosed steam discharged from the array recovery power generation unit as a heat source.
Description
본 발명은 복합 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복합 발전 시스템의 증기터빈에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수로부터 순수를 생성하여 보충수로 공급할 수 있는 복합 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a combined power generation system, and more particularly, to a combined power generation system capable of generating purified water from seawater as a heat source and supplying the turbine-enclosed steam discharged from a steam turbine of a combined power generation system as supplementary water.
연소에 의한 에너지를 터빈 등의 원동기(原動機, prime mover)를 통하여 전기에너지로 변환하는 방법에는, 보일러 및 스팀터빈에 의한 발전방법, 가스터빈에 의한 발전방법 및 이들을 조합한 복합 사이클 발전방법이 있다.Methods for converting energy from combustion to electric energy through a prime mover such as a turbine include a power generation method using a boiler and a steam turbine, a power generation method using a gas turbine, and a combined cycle power generation method combining these methods .
보일러 및 스팀 터빈에 의한 발전 방법은, 연료로 중유, 원유, 잔사유 또는 석탄을 사용하고, 보일러에서 발생한 고온, 고압의 스팀에 의하여 터빈을 구동하여 발전하지만, 열효율이 38 ~ 40 %/HHV기준(HHV: 고위발열량)으로 비교적 낮다.The power generation method by the boiler and the steam turbine uses the heavy oil, the crude oil, the residual oil or the coal as the fuel and drives the turbine by the high temperature and the high pressure steam generated in the boiler. However, the thermal efficiency is 38-40% / HHV (HHV: high calorific value).
또한 가스터빈은 연료로 액화천연가스, 등유, 경유 등을 사용하여, 연료를 압축공기로 또는 압축공기를 연소열로 가열하여 연소시켜, 발생한 고온, 고압의 가스에 의하여 터빈을 구동하여 발전한다. 발전효율은 20 ~ 35%이지만, 가스터빈의 배기가스는 450 ~ 700℃로 고온이므로 이러한 열을 이용할 수 있다.Also, the gas turbine uses natural gas such as liquefied natural gas, kerosene, light oil or the like as fuel and burns the fuel with compressed air or compressed air as combustion heat and drives the turbine by the generated high temperature and high pressure gas. The power generation efficiency is 20 to 35%, but the exhaust gas of the gas turbine is high at 450 to 700 ° C., so that such heat can be utilized.
공냉식 터빈 등에서는 온도를 1300 ~ 1500℃ 정도까지 높일 수 있으므로, 발전효율의 향상, 배기가스의 보다 유효한 이용이 가능하다.In an air-cooled turbine or the like, the temperature can be increased to about 1300 to 1500 ° C, so that the power generation efficiency can be improved and the exhaust gas can be used more effectively.
이들을 조합한 복합 사이클 발전에서는 연료로 액화천연가스를 사용하고, 압축공기로 연료를 연소시켜, 그 고온고압가스로 가스터빈을 구동하여 발전하고, 또한 배기가스를 폐열회수 보일러에 공급하여 스팀을 발생시키고 스팀 터빈에 의해 발전하는 방법이 실시되어 있고, 열효율이 46 ~ 47%로 높은 것이 특징이다. 따라서 발전설비의 노화에 의하여 설비를 신설할 때나, 기존설비를 이용한 발전력을 증강할 때에는, 열효율이 높은 복합 사이클 발전으로의 전환이 진행되고 있다.In a combined cycle power generation system using these, a liquefied natural gas is used as fuel, a fuel is combusted with compressed air, a gas turbine is driven by the high-temperature high-pressure gas, and the exhaust gas is supplied to a waste heat recovery boiler to generate steam And a method of generating electricity by a steam turbine is carried out, and the thermal efficiency is as high as 46 to 47%. Therefore, when new equipment is installed due to aging of power generation facilities or when power generation using existing facilities is enhanced, conversion to a combined cycle power generation having high thermal efficiency is proceeding.
그러나, 액화천연가스에 의한 복합 사이클 발전에서는 연료인 LNG의 저장 비용이 필요하고, 공급에 문제를 일으킬 수도 있다.However, in combined-cycle power generation by liquefied natural gas, the cost of storing LNG as a fuel is required and may cause problems in supply.
구미에서는, LNG나 경유 이외에 원유나 잔사유를 가스터빈의 연료로 사용하고 있는 실적이 있으나, 이들에 포함된 불순물 때문에 문제가 많이 발생하고, 경유나 LNG를 사용하는 경우에 비해 보수비용이 들게 된다. In Gumi, oil and gas residues other than LNG and diesel oil have been used as fuel for gas turbines, but there are many problems due to the impurities contained in them and the maintenance cost is higher than when using diesel or LNG .
특히 최근 환경규제조건이 강화됨에 따라, 석탄화력 및 원자력 발전(장치)에 비하여, 공해의 배출이 적으면서도 높은 성능과 신뢰성을 갖춘 복합화력 발전소의 건설이 급격히 증가되고 있다.Especially, as the environmental regulation condition is strengthened recently, the construction of a combined-cycle power plant having high performance and reliability with less emission of pollution compared to coal thermal power and nuclear power generation (apparatus) is rapidly increasing.
이러한 복합화력 발전(장치)은, 기본적으로 가스터빈(GAS Turbine)과 배열회수 보일러(Heat Recovery Steam Generator)와 스팀 터빈 등으로 구성되어 있다. 상기의 복합화력 발전은, 시스템의 효율을 높이기 위해, 일차적으로 화석연료를 연소시켜 생성한 고온의 연소가스로 가스터빈을 돌려 전력을 생산한 후, 가스터빈에서 배출되는 상기 고온의 연소가스(배기가스)로 배열회수 보일러에서 증기를 생산하도록 하여, 그 증기로 스팀 터빈을 돌려 이차적으로 전력을 생산한다.Such a combined-cycle power plant (device) basically consists of a gas turbine, a heat recovery steam generator, and a steam turbine. In order to increase the efficiency of the system, the combined-cycle power plant generates electricity by rotating the gas turbine with the high-temperature combustion gas generated by burning the fossil fuel, and then the high-temperature combustion gas discharged from the gas turbine Gas) to produce steam from the batch recovery boiler, which in turn produces a secondary power by turning the steam turbine.
그 과정을 좀 더 상세히 살펴보면, 가스터빈의 배기덕트로부터 유입되는 고온의 연소가스가 배열회수 보일러의 확장덕트에 설치되어 있는 유동조절장치(FCD; Flow Correction Device)를 통과하면서 유동이 균일하게 분포되어, 첫 번째 전열면(傳熱面)인 고압부의 열 교환용 관군(Tube Bundle)으로 유입된다.In more detail, the high-temperature combustion gas introduced from the exhaust duct of the gas turbine passes through a flow correction device (FCD) installed in the expansion duct of the batch recovery boiler, and the flow is uniformly distributed , And the first heat transfer surface (heat transfer surface), which is a heat exchange tube bundle of the high pressure part.
상기의 열 교환용 관군으로 유입된 연소가스는, 핀 튜브의 내부를 흐르는 물(또는 증기)에 열을 전달하여 고온고압의 증기를 생성시킨 후, 저온의 상태로 스택을 통해 외부로 빠져나간다.The combustion gas introduced into the tube for heat exchange transfers heat to water (or steam) flowing in the fin tube to generate high-temperature and high-pressure steam, and then exits through the stack at a low temperature.
배열회수 보일러를 구성하는 요소 중에서, 입구덕트에 설치되는 유동조절장치는, 고압부의 열 교환기 입구 측에서 균일한 유동분포를 형성시키기 위해 사용되므로 배열회수 보일러의 열효율 향상 및 핀 튜브의 파손방지에 매우 중요한 역할을 수행한다.Among the elements constituting the arrangement recovery boiler, the flow regulating device installed in the inlet duct is used to form a uniform flow distribution on the inlet side of the heat exchanger of the high-pressure portion. Therefore, it is very effective in improving the thermal efficiency of the arrangement- It plays an important role.
한편, 열 교환용 관에서 생성된 고온·고압의 증기는, 스팀 터빈으로 보내어져, 추가적인 전력을 생산하게 된다.On the other hand, the high-temperature and high-pressure steam generated in the heat exchange tube is sent to the steam turbine to produce additional power.
도 1은 이러한 종래의 가스복합 화력 발전 시스템에서 배열회수 보일러와 스팀을 이용한 스팀 터빈에 의한 발전 공정의 일 예를 개략적으로 도시한다.FIG. 1 schematically shows an example of a power generation process by a steam turbine using an arrangement recovery boiler and steam in such a conventional gas combined-cycle power generation system.
가스 터빈(1)을 가동시키고, 배출되는 배기가스가 배열회수 보일러(2)에 유입되어 스팀이 생성되면, 스팀 터빈(3)을 구동시켜 전력을 생산한다. When the gas turbine 1 is operated and the discharged exhaust gas flows into the
스팀 터빈에서 배출되는 증기는 복수기(4)에서 복수(復水)되어 다시 배열회수 보일러(2)로 공급된다.The steam discharged from the steam turbine is condensed in the condenser 4 and supplied to the
이때, 배열회수 보일러(2)에서 배기를 열원으로 스팀을 생성하는 과정에서 Blow Down이 발생하기 때문에, 시스템의 물을 보충해 주어야 한다. 종래에는 이러한 보충수를 공급해 주기 위해 해수를 이용하는 경우, 증발식 또는 역삼투식 담수화 장치(6)가 구비되어 있었다. 장치에서 생성된 물은 순수장치(5)에서 이온을 제거하여 보충수로 공급되었다. At this time, since the blowdown occurs in the process of generating steam from the exhaust heat source in the batch recovery boiler (2), water of the system must be supplemented. Conventionally, when seawater is used to supply such replenishing water, an evaporative or reverse osmosis desalination apparatus 6 is provided. The water produced in the apparatus was supplied to the replenishing water by removing ions from the pure water device (5).
한편, 스팀 터빈(3)의 터빈 봉입 증기(Gland Sealing Steam)은 봉입 증기 복수기(7)에서 복수되어 보충수로 공급되기도 하였다. Meanwhile, the gland sealing steam of the steam turbine 3 is supplied from the sealed steam condenser 7 as supplementary water.
이와 같은 종래의 가스복합 화력 발전 시스템에서는 보충수 공급을 위한 역삼투식 담수화 장치에서 고압 펌프가 구비되므로, 펌프 구동을 위한 전력이 요구되었고, 터빈 봉입 증기의 열 에너지를 활용하지 못하고 복수함으로써 에너지 활용이 효율적이지 못한 문제점이 있었다.
In such a conventional gas combined-cycle power generation system, a high-pressure pump is provided in a reverse osmosis desalination apparatus for supplying supplementary water, so electric power is required to drive the pump. Energy is utilized by revenge without utilizing the thermal energy of the turbine- There was an inefficient problem.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 담수화하여 보충수로 공급할 수 있는 복합 발전 시스템을 제안함으로써, 종래의 역삼투식 담수화 장치의 고압 펌프 구동을 위한 전력을 필요로 하지 않으며, 터빈 봉입 증기의 열 에너지를 활용치 못하는 문제를 해결하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the conventional problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a combined power generation system capable of supplying seawater into a desalination water by evaporating seawater by using a turbine- To solve the problem that it does not require power for driving and can not utilize the thermal energy of the turbine-enclosed steam.
본 발명의 일 측면에 따르면 복합 발전 시스템에 있어서,According to an aspect of the present invention, in a combined power generation system,
탄화수소 성분의 연료를 공급받아 연소시켜 가스터빈을 구동하여 발전하는 가스 터빈부;A gas turbine section for supplying fuel of a hydrocarbon component and burning the gas to drive the gas turbine to generate electricity;
상기 가스 터빈부에서 배출되는 배기를 열원으로 생성된 증기로 증기터빈을 구동시켜 발전하는 배열 회수 발전부; 및An exhaust gas recycling unit for exhaust gas exhausted from the gas turbine unit to generate electricity by driving a steam turbine using steam generated by a heat source; And
상기 배열 회수 발전부에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 생성된 물을 상기 배열 회수 발전부에 보충수로 공급하는 증발식 보충수 공급부를 포함하는 복합 발전 시스템이 제공된다.And an evaporative water replenishment water supply unit for evaporating the seawater by using the turbine enclosed steam discharged from the exhaust heat recovery generator as a heat source to supply the generated water to the sequential recovery generator as supplemental water.
상기 증발식 보충수 공급부는 상기 증기터빈에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 담수화하는 증발식 담수화기와, 상기 증발식 담수화기에서 생성된 담수에 포함된 이온을 제거하여 순수를 생성하는 순수화기를 포함할 수 있다.The evaporative water supply unit includes an evaporative desalination unit for evaporating and desalinating seawater using a turbine-enclosed steam discharged from the steam turbine as a heat source, and ions generated in the fresh water generated in the evaporative desalination unit to generate pure water And may include a purifier.
상기 증발식 보충수 공급부는 상기 증기터빈에서 배출되는 상기 터빈 봉입 증기를 상기 증발식 담수화기로 공급하는 제1 유로와, 상기 제1 유로를 개폐하며 상기 증발식 담수화기로 공급되는 상기 터빈 봉입 증기의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브를 포함할 수 있다.Wherein the evaporative supplementary water supply unit includes a first flow path for supplying the turbine-enclosed steam discharged from the steam turbine to the evaporative desalination unit, a flow rate control unit for controlling the flow rate of the turbine-enclosed steam supplied to the evaporative desalination unit And a flow control valve for controlling the flow rate of the fluid.
상기 배열 회수 발전부는 상기 가스 터빈부에서 배출되는 배기를 열원으로 물을 증발시켜 증기를 형성시키는 배열 회수 보일러와, 상기 배열 회수 보일러에서 공급되는 상기 증기로 터빈을 구동시켜 발전하는 증기터빈 발전기와, 상기 증기터빈 발전기에서 배출되는 상기 증기를 복수하는 복수기를 포함하되, 상기 순수가 상기 순수화기로부터 상기 배열 회수 발전부의 보충수로 상기 복수기에 도입될 수 있다.The exhaust heat recovery unit includes an exhaust heat recovery boiler for generating steam by evaporating water from the exhaust gas discharged from the gas turbine by a heat source, a steam turbine generator for generating electricity by driving the steam turbine supplied from the exhaust heat recovery boiler, And a condenser for condensing the steam discharged from the steam turbine generator, wherein the pure water can be introduced into the condenser from the pure water supplier as the replenishing water of the exhaust heat recovery section.
상기 배열 회수 발전부는 상기 증기터빈 발전기에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 복수하는 봉입 증기 복수기를 더 포함할 수 있다.
The arrangement recovery power generation unit may further include an enclosed steam condenser including a plurality of turbine-enclosed vapors discharged from the steam turbine generator.
본 발명의 다른 측면에 따르면 복합 발전 방법에 있어서,According to another aspect of the present invention,
1) 탄화수소 성분의 연료를 공급받아 연소시켜 가스터빈을 구동하여 발전하는 단계;1) generating electricity by driving a gas turbine by supplying and burning a hydrocarbon component fuel;
2) 상기 가스 터빈을 구동시키고 배출되는 배기를 열원으로 증기를 생성하여 증기터빈을 구동시켜 발전하는 단계;2) generating steam by driving the gas turbine and exhausting the exhaust gas to generate steam by driving the steam turbine;
3) 상기 증기터빈에서 배출된 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 담수화하고 이온을 제거하여 순수를 생성하는 단계; 및3) evaporating the seawater to desalinate the sealed steam discharged from the steam turbine as a heat source, and removing ions to generate pure water; And
4) 상기 증기터빈을 구동시키고 배출되는 증기를 복수하고, 상기 순수를 보충수로 공급하는 단계를 포함하는 복합 발전 방법이 제공된다.4) driving the steam turbine, a plurality of vapors being discharged, and supplying the purified water as supplementary water.
본 발명의 복합 발전 시스템은 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 담수화하여 보충수로 공급할 수 있게 함으로써, 별도의 전력 소모 없이 터빈 봉입 증기의 열 에너지를 활용하여 시스템에 필요한 보충수를 공급할 수 있다.The combined power generation system of the present invention can supply the necessary water to the system by utilizing the thermal energy of the turbine-enclosed steam without consuming any additional power by allowing the turbine-enclosed steam to be supplied to the replenishing water by evaporating the seawater by evaporating the seawater as a heat source .
도 1은 종래의 복합 발전 시스템의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 발전 시스템을 개략적으로 도시한다.1 shows an example of a conventional combined power generation system.
Figure 2 schematically illustrates a combined power generation system according to one embodiment of the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 발전 시스템을 개략적으로 도시한다.Figure 2 schematically illustrates a combined power generation system according to one embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 발전 시스템은, 탄화수소 성분의 연료를 공급받아 연소시켜 가스터빈을 구동하여 발전하는 가스 터빈부(100)와, 가스 터빈부(100)에서 배출되는 배기를 열원으로 생성된 증기로 증기터빈을 구동시켜 발전하는 배열 회수 발전부(200)와, 배열 회수 발전부(200)에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 생성된 물을 배열 회수 발전부(200)에 보충수로 공급하는 증발식 보충수 공급부(300)를 포함한다.2, the combined-cycle power generation system according to an embodiment of the present invention includes a
증발식 보충수 공급부(300)는 증기터빈에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 담수화하는 증발식 담수화기(310)와, 증발식 담수화기(310)에서 생성된 담수에 포함된 이온을 제거하여 순수를 생성하는 순수화기(320)를 포함할 수 있다.The evaporative
본 실시예에서 탄화수소 성분의 연료의 예에는 석유나 LNG, 석탄이나 중질유 등이 포함될 수 있다.Examples of the hydrocarbon-based fuel in this embodiment may include petroleum, LNG, coal or heavy oil.
복합 발전 시스템의 증기터빈에는, 터빈 샤프트 양단부를 밀봉하기 위하여 샤프트와 케이싱 사이에 요철식의 패킹(Packing)이 형성된다.In the steam turbine of the hybrid power generation system, a concave-convex packing is formed between the shaft and the casing to seal both ends of the turbine shaft.
증기터빈 운전시 터빈 내부는 고압을 유지하고 있으나, 패킹의 요철부를 지나면서 급격한 압력강하가 발생하고, 패킹의 최외단에서는 대기압보다 저압이 유도되어 샤프트와 패킹 사이로 외부의 공기가 유입되는 현상이 발생한다. During the operation of the steam turbine, the inside of the turbine maintains a high pressure, but a sudden pressure drop occurs through the uneven part of the packing, and a lower pressure than the atmospheric pressure is induced at the outermost part of the packing to cause external air to flow between the shaft and the packing do.
따라서, 운전시 외부로부터 들어오는 공기를 막기 위하여 실링부 중간의 케이싱과 패킹에 구멍을 뚫어, 이 구멍에 공급라인을 연결하고, 공급라인을 통해 터빈 샤프트와 패킹 사이에 소량의 실링(sealing)용 증기를 공급해 준다.Therefore, in order to prevent air coming in from the outside during operation, a hole is formed in the casing and the packing in the middle of the sealing part, the supply line is connected to this hole, and a small amount of sealing steam is supplied between the turbine shaft and the packing Respectively.
실링용 증기는 압력이 대기압보다 낮기 때문에, 외부의 공기가 틈새를 타고 터빈 내부로 유입되더라도 실링부 중간에서 터빈측으로부터 누출되는 증기와 함께 실링용 증기 공급라인으로 배출되고, 이 공급라인으로 배출되는 증기와 공기를 응축기에서 응축시켜 외부로 배출하도록 되어 있다. Since the pressure of the sealing steam is lower than the atmospheric pressure, even if the outside air flows into the turbine through the clearance, the steam is discharged to the sealing steam supply line together with the steam leaking from the turbine side in the middle of the sealing portion, Steam and air are condensed in the condenser and discharged to the outside.
이러한 실링용 증기가 터빈 봉입 증기이다.Such a sealing steam is turbine-enclosed steam.
터빈 봉입 증기는 외부에 보조 보일러나 다른 시스템을 통해 공급할 수도 있으나, 증기터빈의 부하가 40% 정도 이상이 되면 증기터빈의 추기증기를 터빈 봉입 증기로 이용할 수 있다.Turbine-enclosed steam can be supplied externally through an auxiliary boiler or other system. However, if the load of the steam turbine is more than 40%, the additional steam of the steam turbine can be used as the turbine-containing steam.
터빈 봉입 증기는 증기터빈의 터빈 구동용 증기보다는 저온이겠지만, 상당한 고온이므로 이를 열원으로 활용할 수 있는 방안이 필요하다. 이를 위해 본 실시예에서는 이를 해수 증발에 이용하여 담수를 생산하고, 순수화기(320)에서 담수에 포함된 이온을 제거한 후 시스템에 필요한 보충수로 공급하는 것이다.Although the turbine-enclosed steam will be colder than the turbine-driven steam of the steam turbine, it needs a way to utilize it as a heat source because it is at a considerably high temperature. For this purpose, in this embodiment, this is used for seawater evaporation to produce fresh water, and the purified
복합 발전 시스템의 배열 회수 발전부(200)에서 증기터빈으로 도입되는 증기를 생성하기 위해, 가스 터빈부(100)에서 배출되는 배기를 열원으로 스팀을 생성하는 과정에서 Blow Down으로 인해 시스템에 순환하는 물이 손실되기 때문에, 시스템의 물을 보충해 주어야 한다. In order to generate steam to be introduced into the steam turbine from the exhaust gas recycling /
터빈 봉입 증기는 배열 회수 발전부(200)에서 생성된 증기의 0.1 내지 10 % 내외이므로 많지 않지만, 시스템에서 보충되는 물의 양도 순환하는 물의 3% 내외로 비교적 소량이므로 터빈 봉입 증기를 열원으로 하여 보충수를 생성하여 공급할 수 있다.Since the turbine-enclosed steam is about 0.1 to 10% of the steam generated by the array-recov-
증발식 담수화기(310)에 공급되는 해수는 터빈 봉입 증기와의 열교환으로 증발되면서 점차 염분 농도가 높아지게 된다. 증발식 담수화기(310) 내에서 염분 농도가 높아져 소금이 생성되면, 이를 제거하기 어렵고 설비의 이상을 초래할 수도 있으므로, 증발식 담수화기(310) 내의 염분 농도를 모니터링하면서 일정한 농도 이상이 되면 이를 배출시키거나, 계속해서 해수를 교환해 줌으로써 장치 내에서의 소금 생성을 막는 것이 바람직하다. The seawater supplied to the
이를 위한 염도 센서(미도시)가 추가될 수 있다.A salinity sensor (not shown) may be added for this purpose.
증발식 보충수 공급부(300)는 증기터빈에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 증발식 담수화기(310)로 공급하는 제1 유로(330)와, 제1 유로(330)를 개폐하며 증발식 담수화기(310)로 공급되는 터빈 봉입 증기의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브(340)를 포함할 수 있다.The evaporative supplementary
터빈 봉입 증기의 온도와 시스템에 필요한 보충수의 양 등의 요소들을 고려하여 증발식 담수화기(310)로 공급되는 증기의 유량을 조절할 수 있다.The flow rate of the steam supplied to the
배열 회수 발전부(200)는 가스 터빈부(100)에서 배출되는 배기를 열원으로 물을 증발시켜 증기를 형성시키는 배열 회수 보일러(210)와, 배열 회수 보일러(210)에서 공급되는 증기로 터빈을 구동시켜 발전하는 증기터빈 발전기(220)와, 증기터빈 발전기(220)에서 배출되는 증기를 복수하는 복수기(230)를 포함하되, 순수가 순수화기(320)로부터 배열 회수 발전부(200)의 보충수로 복수기(230)에 도입될 수 있다.The arrangement recovery
복수기(230)에서는 증기터빈 발전기(220)에서 배출되는 증기가 해수와 열 교환하여 복수(復水)된다.In the
배열 회수 발전부(200)는 증기터빈 발전기(220)에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 복수하는 봉입 증기 복수기(240)를 더 포함할 수 있다.The array recovery
증기터빈 발전기(220)에서 배출되는 터빈 봉입 증기의 양보다 증발식 담수화기(310)에 열원으로 필요한 터빈 봉입 증기의 양이 적은 경우, 남는 터빈 봉입 증기는 봉입 증기 복수기(240)로 보내 복수한다. 봉입 증기 복수기(240)에서는 복수기(230)에서 복수된 복합 발전 시스템의 순환용 물이 터빈 봉입 증기의 복수를 위한 냉매로 활용될 수 있다. When the amount of the turbine-enclosed steam required as a heat source is less than the amount of the turbine-enclosed steam discharged from the
봉입 증기 복수기(240)로 터빈 봉입 증기가 도입되는 유로를 개폐하는 봉입 증기 밸브(250)가 추가될 수 있다.An enclosed steam valve 250 for opening and closing the flow path through which the turbine-enclosed steam is introduced into the
터빈 봉입 증기에서 복수된 물은 복수기(230)로 도입되어 보충수로 시스템에 공급될 수 있다.
The water from the turbine-enclosed steam can be introduced into the
본 발명의 다른 측면에 따르면 복합 발전 방법에 있어서,According to another aspect of the present invention,
1) 탄화수소 성분의 연료를 공급받아 연소시켜 가스터빈을 구동하여 발전하는 단계;1) generating electricity by driving a gas turbine by supplying and burning a hydrocarbon component fuel;
2) 가스 터빈을 구동시키고 배출되는 배기를 열원으로 증기를 생성하여 증기터빈을 구동시켜 발전하는 단계;2) driving the gas turbine and generating steam using the exhausted heat as a heat source to drive the steam turbine to generate electricity;
3) 증기터빈에서 배출된 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 담수화하고 이온을 제거하여 순수를 생성하는 단계; 및3) evaporating the seawater into the desalination steam discharged from the steam turbine as a heat source to desalinate and removing ions to generate pure water; And
4) 증기터빈을 구동시키고 배출되는 증기를 복수하고, 순수를 보충수로 공급하는 단계를 포함하는 복합 발전 방법이 제공된다.
4) a combined power generation method comprising driving the steam turbine, avenging the discharged steam, and supplying pure water to the makeup water.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예의 복합 발전 시스템은 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 담수화하여 보충수로 공급할 수 있게 함으로써, 종래의 펌프 구동을 위한 전력이 필요하던 역삼투식 담수화 장치와는 달리 별도의 전력 소모 없이 터빈 봉입 증기의 열 에너지를 활용하여 시스템에 필요한 보충수를 공급할 수 있다.As described above, the combined-cycle power generation system of the present embodiment enables the turbine-enclosed steam to be supplied to the replenishing water by evaporating the seawater by evaporating the seawater as a heat source, thereby making it possible to supply the replenishment water, unlike the reverse osmosis desalination apparatus Utilizing the thermal energy of the turbine-enclosed steam without extra power consumption, it is possible to supply the necessary water to the system.
또한 터빈 봉입 증기에 흡수된 열 에너지를 활용함으로써, 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있다.
Utilizing the heat energy absorbed by the turbine-enclosed steam also increases the energy efficiency of the system.
이와 같은 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.
100: 가스 터빈부
200: 배열 회수 발전부
210: 배열 회수 보일러
220: 증기터빈 발전기
230: 복수기
240: 봉입 증기 복수기
250: 봉입 증기 밸브
300: 증발식 보충수 공급부
310: 증발식 담수화기
320: 순수화기
330: 제1 유로
340: 유량 조절 밸브100: gas turbine section
200: Array recovery power generation section
210: Sequence recovery boiler
220: Steam turbine generator
230:
240: enclosed steam condenser
250: sealed steam valve
300: Evaporative-type replenishment water supply unit
310: Evaporative desalinizer
320: pure water gun
330: First Euro
340: Flow control valve
Claims (4)
탄화수소 성분의 연료를 공급받아 연소시켜 가스터빈을 구동하여 발전하는 가스 터빈부;
상기 가스 터빈부에서 배출되는 배기를 열원으로 생성된 증기로 증기터빈을 구동시켜 발전하는 배열 회수 발전부; 및
상기 배열 회수 발전부에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 담수를 생성하여, 생성된 담수의 이온을 제거하고 상기 배열 회수 발전부에 증기 생성을 위한 보충수로 공급하는 증발식 보충수 공급부를 포함하며,
상기 증발식 보충수 공급부는 상기 증기터빈에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 열원으로 해수를 증발시켜 담수화하는 증발식 담수화기; 및 상기 증발식 담수화기에서 생성된 담수에 포함된 이온을 제거하여 순수를 생성하는 순수화기; 를 포함하며,
상기 배열 회수 발전부는,
상기 가스 터빈에서 배출되는 배기를 열원으로 물을 증발시켜 증기를 형성시키는 배열 회수 보일러;
상기 배열 회수 보일러에서 공급되는 상기 증기로 터빈을 구동시켜 발전하는 증기터빈 발전기;
상기 증기터빈 발전기에서 배출되는 상기 증기를 복수하는 복수기; 및
상기 증기터빈 발전기에서 배출되는 터빈 봉입 증기를 복수하는 봉입 증기 복수기; 를 포함하며,
상기 봉입 증기 복수기에서는, 상기 복수기로부터 나오는 물과 상기 터빈 봉입 증기가 열교환하여 상기 터빈 봉입 증기를 복수하고,
상기 순수가 상기 순수화기로부터 상기 배열 회수 발전부의 보충수로 상기 복수기에 공급되며,
상기 증발식 담수화기로부터 배출되는 상기 터빈 봉입 증기는 상기 복수기에 공급되며,
상기 봉입 증기 복수기를 거쳐 복수된 상기 터빈 봉입 증기도 상기 복수기에 공급되는,
복합 발전 시스템.In a combined power generation system,
A gas turbine section for supplying fuel of a hydrocarbon component and burning the gas to drive the gas turbine to generate electricity;
An exhaust gas recycling unit for exhaust gas exhausted from the gas turbine unit to generate electricity by driving a steam turbine using steam generated by a heat source; And
An evaporative replenishing water supply unit for supplying fresh water from the generated desalination water to the sequential recovery power generation unit as replenishment water for generating steam, evaporating seawater by evaporating the turbine- And a supply portion,
The evaporative water supply unit includes an evaporative desalination unit for evaporating seawater to desalinate the turbine-enclosed steam discharged from the steam turbine as a heat source; And a purifier for generating pure water by removing ions contained in the fresh water generated in the evaporative desalter. / RTI >
Wherein the array-
An arrangement recovery boiler for evaporating water discharged from the gas turbine using a heat source to form steam;
A steam turbine generator for generating steam by driving the steam turbine supplied from the batch recovery boiler;
A condenser for condensing the steam discharged from the steam turbine generator; And
An enclosed steam condenser containing a plurality of turbine-enclosed vapors discharged from the steam turbine generator; / RTI >
In the enclosed steam condenser, water from the condenser and the turbine-enclosed steam are heat-exchanged to make up the turbine-enclosed steam,
The purified water is supplied to the condenser from the purifier by the replenishing water of the sequence recovery power generation section,
The turbine-enclosed steam discharged from the evaporative desalter is supplied to the condenser,
And the turbine-enclosed steam collected through the enclosed steam condenser is also supplied to the condenser,
Combined power generation system.
상기 증발식 보충수 공급부는,
상기 증기터빈에서 배출되는 상기 터빈 봉입 증기를 상기 증발식 담수화기로 공급하는 제1 유로; 및
상기 제1 유로를 개폐하며 상기 증발식 담수화기로 공급되는 상기 터빈 봉입 증기의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브; 를 더 포함하는,
복합 발전 시스템.The method according to claim 1,
The evaporative-type replenishing water supply unit includes:
A first flow path for supplying the turbine-enclosed steam discharged from the steam turbine to the evaporative desalinator; And
A flow rate control valve for opening and closing the first flow path and adjusting a flow rate of the turbine-containing steam supplied to the evaporative desalination unit; ≪ / RTI >
Combined power generation system.
상기 증발식 담수화기 내의 염분 농도를 측정하는 염도 센서; 를 더 포함하고,
상기 염도 센서를 통해 측정된 상기 증발식 담수화기 내의 염분 농도를 모니터링하여 염분을 배출하거나 상기 해수를 교환하도록 하여 상기 증발식 담수화기 내의 염분 농도를 일정하게 유지하도록 하는,
복합 발전 시스템.
The method according to claim 1,
A salinity sensor for measuring a salinity concentration in the evaporative desalination unit; Further comprising:
Wherein the salinity concentration of the evaporative water desalination unit is monitored by monitoring the salinity of the evaporative desalination unit through the salinity sensor to discharge the salinity or exchange the seawater,
Combined power generation system.
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