KR101607722B1 - 폐열 증기 발생기의 작동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 증발기(16)와, 복수의 절탄기 가열면(10, 14)을 갖는 절탄기와, 복수의 절탄기 가열면(10)에 유동 매체와 관련하여 병렬로 연결된 우회 라인(4)을 포함하는 폐열 증기 발생기(1)를 작동하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법을 통해 폐열 증기 발생기의 제어 시 더 높은 작동 안전성 및 신뢰도가 달성될 수 있다. 이를 위해, 우회 라인(4)의 유량 제어를 위해 폐열 증기 발생기(1)에 공급되는 열에너지를 특성화하는 특성값이 사용된다.

Description

폐열 증기 발생기의 작동 방법 {METHOD FOR OPERATING A WASTE HEAT STEAM GENERATOR}

본 발명은 증발기와, 복수의 절탄기 가열면을 갖는 절탄기(economizer)와, 복수의 절탄기 가열면에 유동 매체와 관련하여 병렬로 연결된 우회 라인을 포함하는 폐열 증기 발생기의 작동 방법에 관한 것이다.

폐열 증기 발생기는 고온의 가스 흐름으로부터 열을 회수하는 열 교환기이다. 폐열 증기 발생기는 예컨대 가스 및 증기 터빈 발전소에서 사용되며, 그곳에서는 하나 이상의 가스 터빈의 고온의 배출 가스가 폐열 증기 발생기 내로 안내된다. 폐열 증기 발생기 내에서 발생한 증기는 이어서 증기 터빈의 구동을 위해 사용된다. 이러한 조합체는 가스 및 증기 터빈이 단독으로 사용될 때보다 전기 에너지를 훨씬 더 효율적으로 생산한다.

폐열 증기 발생기는 다양한 기준에 따라 분류될 수 있다. 즉, 가스 흐름의 흐름 방향에 따라 폐열 증기 발생기는 예컨대 수직 설계 및 수평 설계로 분류될 수 있다. 또한, 각각 포함된 물/증기 혼합물의 열적 상태가 상이한 복수의 압력단을 갖는 증기 발생기가 존재한다.

증기 발생기는 일반적으로 자연 순환식 증기 발생기, 강제 순환식 증기 발생기 또는 연속 흐름 증기 발생기로서 설계될 수 있다. 연속 흐름 증기 발생기에서는 증발관이 가열되면 증발관 내부를 한 번 통과한 유동 매체가 완전히 증발된다. 유동 매체(일반적으로 물)는 증발된 후 증발관 하류에 연결된 과열관으로 공급되어 그곳에서 과열된다. 증발 말단점의 위치, 즉 습기가 남아 있는 흐름으로부터 순 증기 흐름으로의 전환 지점의 위치는 가변적이며, 작동 방식에 따라 좌우된다. 전술한 유형의 연속 흐름 증기 발생기의 전부하 작동 시에는 증발 말단점이 예컨대 증발관의 일측 단부 영역에 놓임에 따라, 증발된 유동 매체의 과열이 증발관 내에서 이미 시작된다.

연속 흐름 증기 발생기는 자연 순환식 또는 강제 순환식 증기 발생기와 달리 압력 제한을 받지 않기 때문에, 어떠한 온도에서도 물과 증기가 동시에 존재할 수 없는, 그래서 상분리가 불가능한 임계 수압(p_crit

221바아)을 훨씬 초과하는 신선 증기압에 적합하게 설계될 수 있다.

폐열 증기 발생기의 효율 증대를 위해, 폐열 증기 발생기는 통상 공급수 예열기 또는 절탄기를 포함한다. 절탄기는, 연도가스 채널 내에서 복수의 증발기 가열면, 과열기 가열면 및 재열기 가열면 다음에 최종 가열면을 형성하는 복수의 절탄기 가열면으로 형성된다. 절탄기는 유동 매체와 관련하여 증발기 가열면 및 과열기 가열면의 상류에 연결되어, 공급수를 예열하기 위해 폐가스 내 잔열을 이용한다. 언급한 연도가스 채널 내부의 장치를 통해, 연도가스는 비교적 저온에서 절탄기를 관류한다.

폐열 증기 발생기의 작동 중에 증발기 유입부에서는 기본적으로 유동 매체의 충분한 과냉각이 보장되어야 한다(즉, 유동 매체의 온도가 포화 온도로부터 충분한 편차를 보여야 한다). 그로 인해, 한편으로는 증발기의 분할 시스템 내에 단상의 유동 매체만 존재함에 따라 개별 증발관의 유입부에서 물과 증기의 분리 과정이 발생할 수 없는 점이 보장되고, 다른 한편으로는 증발기 유입부에 물/증기 혼합물이 존재함으로써 증발기 배출부 엔탈피의 최적 조절을 구현하기가 쉽지 않거나, 전혀 불가능할 수 있으며, 그 결과 상황에 따라 증발기 배출부 온도의 제어가 더 이상 불가능해질 수 있다.

이러한 이유로, 폐열 증기 발생기는 통상, 전부하 시에 증발기 유입부에서 충분한 과냉각이 이루어지도록 설계된다. 그러나 부하 전이 과정에서는 증발기 유입부에서의 매체측 과냉각이 물리적 조건에 따라 더 강하게 또는 더 약하게 변동할 수 있다.

이러한 변동에도 불구하고 충분한 과냉각이 실시되도록 하기 위해서는 저부하 영역에서 추가의 조치가 필요하다. 이를 위해, 통상 적절한 장치를 통해 유동 매체의 부분 흐름이 우회 라인 내에서 하나 이상의 절탄기 가열면 주변으로 우회되어 안내된 다음 예컨대 최종 절탄기의 유입부에서 주 흐름에 합류한다. 이와 같이 연도가스 채널 내에서 유동 매체의 일부가 우회 안내됨으로써 절탄기 가열면들에서 공급수의 전체 열 소비가 감소하고, 그 결과 저부하 영역에서도 증발기 유입부에서의 유동 매체의 충분한 과냉각이 달성될 수 있다.

근래의 설비에서는, 관련 부하 영역에서 절탄기 우회 라인을 통과하는 부분 흐름이, 정상(stationary) 작동 시 증발기 유입부에서 예컨대 최소 3K의 과냉각도가 준수되도록 세팅된다. 이를 위해, 증발기 유입부에 온도 및 압력 측정 장치가 제공되며, 상기 장치를 이용하여 편차 계산을 통해 매 시점 마다 실제 과냉각도가 측정될 수 있다. 목표값-실제값 비교를 통해 최소 과냉각도에 미달될 경우 절탄기 우회 라인 내 임의의 밸브가 구동된다. 상기 밸브에는 예컨대 1초의 개방 펄스가 가해진다. 밸브 조정 시간에 걸쳐서 상기 개방 펄스는 새로운 밸브 위치와 직결되며, 밸브는 상기 새로운 위치에 예컨대 30초간 머무른다. 상기 30초 이후에도 여전히 요구된 최소 과냉각도에 도달하지 못한 경우, 최소 과냉각도에 도달하거나 최소 과냉각도를 초과할 때까지 또는 밸브가 완전히 열릴 때까지 동일한 과정이 반복된다.

그에 반해, 측정된 과냉각도가 예컨대 6K보다 크다면, 밸브에 예컨대 1초의 폐쇄 펄스가 가해진다. 목표값과 실제값 사이의 재조정 이후 동일한 과정이 반복되기 전에, 개방의 경우에 비해 통상 더 오랜 시간(예컨대 600초) 동안 새로운 밸브 위치에 유지되면, 증발기 유입부에서의 과냉각도는 6K보다 훨씬 더 커야 하고, 밸브는 아직 완전히 닫히면 안 된다. 이 경우, 절탄기 내에서의 증기 생성을 방지하기 위해, 개별 제어 펄스들 사이에서 비교적 큰 시간 간격이 선택된다.

그러나, 알려진 바와 같이 예컨대 근래의 GuD 설비에서 지속적으로 발생하는 고속 부하 감소 시에는 상황에 따라 요구되는 증발기 유입부에서의 유체 최소 과냉각을 전술한 제어 컨셉에 의해서는 보장하기가 어렵거나 전혀 불가능할 수 있다. 따라서 이러한 고속 부하 변동 시에는 증발기 유입부에서의 증기 생성이 배제될 수 없기 때문에, 개별 증발관으로의 분배시 문제가 발생할 수 있고, 상황에 따라 증발기 배출부 온도의 제어가 더 이상 불가능할 수 있다.

따라서 본 발명의 과제는, 폐열 증기 발생기의 제어 시 더욱 높은 작동 안전성 및 신뢰성을 가능케 하는, 전술한 유형의 폐열 증기 발생기를 작동하는 방법 및 폐열 증기 발생기를 제공하는 것이다.

방법과 관련한 상기 과제는, 본 발명에 따라 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지를 특성화하는 특성값이 우회 라인의 유량 제어에 사용됨으로써 해결된다.

이와 관련하여 본 발명은, 모든 부하 상태에서 증발기 유입부에서의 물/증기 혼합물의 생성이 신뢰성 있게 방지될 수 있다면 폐열 증기 발생기의 제어 시 더 높은 작동 안전성 및 신뢰성이 가능하다는 고찰에서 출발한다. 이 경우, 특히 고속 부하 변동 시 증기 생성의 위험이 비교적 큰데, 그 이유는 이 경우 증발기 유입부에서의 과냉각도가 비교적 빠르게 변동하기 때문이다. 이러한 경우, 절탄기 우회 유량의 영향에 의한 기존의 과냉각 제어는 너무 느리게 반응한다. 즉, 더 빠르게 반응하는 제어가 제공되어야 한다.

기존의 보편적인 제어 컨셉의 반응 시간이 느린 이유는 특히, 제어 입력 변수로서 과냉각도, 즉 증발기 유입부에서의 온도와 증발기 내부의 포화 온도 사이의 차가 사용되기 때문인 것으로 밝혀졌다. 이는, 증발기 유입부에서의 과냉각도가 이미 변동한 경우에만 절탄기 우회 라인의 유량 제어가 개입됨을 의미한다. 따라서 일종의 예측 제어에서 시간적으로 선행하는 특성값들이 사용될 수 있는 경우에 개선이 가능해진다.

이러한 개선은, 증발기 유입부에서의 과냉각도의 변동이 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지의 변동에 의해 유발된다는 사실에 근거하여, 우회 라인의 유량을 제어하기 위해 폐열 증기 발생기에 공급되는 상기 열 에너지를 특성화하는 특성값들이 사용됨으로써 달성될 수 있다.

한 바람직한 실시예에서는, 특성값이 증가하면 우회 라인의 유량이 감소한다. 그로 인해, 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지가 증가할 때, 그리고 증발기 유입부에서의 온도 또는 과냉각도의 실제 변동이 아직 측정되기 전에 미리 우회 라인의 유량이 상응하게 조정될 수 있다. 즉, 현재의 폐열 증기 발생기의 작동 방식에서 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지가 증가하면, 이는 유동 매체의 (상태) 변수들(예컨대 공급수 질량 흐름, 압력, 매체 온도)과 연관되고, 이는 물리적 법칙들에 근거하여 유입부 과냉각도의 증가와 직결된다. 따라서 이 경우 우회 라인의 유량이 감소함으로써 절탄기 배출부의 온도가 상승하고, 그 결과 증발기 유입부에서의 과냉각도가 감소한다.

이와 반대로, 특성값들이 감소하면 바람직하게 우회 라인의 유량이 증가함에 따라 절탄기 배출부의 온도가 목적에 맞게 조정될 수 있다.

이와 같이, 증발기 유입부의 온도를 실제로 측정하기 전에 미리 절탄기 우회 라인의 유량을 조정하는, 절탄기 우회 라인 유량의 예측 제어를 위해서는 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지의 정확하고 신뢰성 있는 특성값이 필요하다. 따라서 바람직한 실시예에서, 연도가스와 관련하여 폐열 증기 발생기의 상류에 연결된 가스 터빈의 출력이 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지를 특성화하는 특성값으로서 사용된다. 가스 및 증기 터빈 발전소에서는 폐열 증기 발생기의 상류에 연결된 가스 터빈에 의해 연도가스가 발생하며, 상기 연도가스의 온도와 양은 가스 터빈의 현재 출력에 따라 변동한다. 따라서 상류에 연결된 가스 터빈의 출력은 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지를 특성화할 뿐만 아니라, 판독이 용이한 신호로서 관련 제어 장치에 공급될 수 있다. 그럼으로써 절탄기 우회 라인 유량의 매우 간단한 제어가 가능해진다.

폐열 증기 발생기에서는 종종 절탄기의 전체 가열면에 우회 라인이 제공되는 것이 아니라, 우회 라인이 예컨대 복수의 절탄기 가열면에 평행하게 연장되며, 상기 절탄기 가열면들을 통과하는 유량과 우회 라인의 합류 지점의 하류에 하나 이상의 추가 절탄기 가열면이 연결된다. 우회 라인의 유량 제어를 위해 기존에 사용된 온도 신호는 최종 절탄기 가열면의 배출부 및 그와 더불어 증발기의 유입부에서 측정된다. 따라서 우회 라인의 유량 변동에 의해 유발된 온도차를 검출하는 상기 신호는 한편으로 유동 매체가 우회 라인을 구비하지 않은 최종 절탄기 가열면을 관류하는데 필요한 시간에 의해 지연되고, 다른 한편으로 상기 가열면의 관 벽부로의 열에너지 축적 과정들(그 열용량 역시 고려되어야 함)에 의해서도 지연된다. 그러므로 우회 라인 유량의 제어를 위해 바람직하게 우회 라인 배출부에 있는 합류 지점의 온도가 사용될 경우 제어 속도가 더욱 향상될 수 있다. 따라서 훨씬 더 신뢰성 있고 빠른 제어가 가능하며, 증발기 유입부에서의 증기 생성이 방지될 수 있다.

증발기 유입부에서의 과냉각은 절탄기 배출부에서의 온도 변동 이외에 증발기 내 포화 온도의 변동에 의해서도 상당히 영향을 받는다. 증발기 내 포화 온도는 실질적으로 관 시스템 내 압력에 의해서 영향을 받기 때문에, 예컨대 시스템 압력의 고속 변동 시(예컨대 스로틀 저장부의 릴리스 시) 유입부 과냉각도의 급격한 감소가 발생할 수 있다. 이때, 이러한 유입부 과냉각도의 변동은 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지와 무관하다. 그러한 시나리오도 고려하기 위해서는, 우회 라인의 유량 제어를 위해 바람직하게 증발기 내 포화 온도가 이용되어야 한다. 그럼으로써 증발기 내 압력의 고속 변동 시 절탄기 우회 라인의 제어 품질이 더욱 개선될 수 있다.

제어 시 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지를 특성화하는 더 나은 특성값이 사용될 경우, 우회 라인 유량의 제어 품질이 더욱 개선될 수 있다. 상황에 따라, 상류에 연결된 가스 터빈의 출력은 충분한 품질을 보장할 수 없는데, 이는 상기 신호 역시 폐열 증기 발생기 내로 유입되는 열량과 충분히 상관되지 않을뿐더러, 상기 신호는 상류에 가스 터빈이 연결되지 않고서는 제공되지 않기 때문이다.

따라서 바람직한 실시예에서는 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지를 특성화하는 특성 변수로서 증발기의 평균 연도가스 열이 사용된다. 평균 연도가스 열은 실질적으로 연도가스의 질량 흐름과, 증발기의 연도가스측 유입부와 배출부의 온도차로부터 산출된다. 이때, 유입부 온도가 측정되고, 배출부 온도는 증발기의 포화 온도에 의해 근사된다. 이로써 사실상 증발기 내부로 -그리고 그에 수반하여 폐열 증기 발생기 내부로- 유입되는 열 흐름의 직접 측정이 가능하다. 그런데 종종 상기 신호는 폐열 증기 발생기용 제어 장치 내에 미리 제공되는데, 이는 상기 신호가 공급수 제어에 사용될 수 있기 때문이다. 상기 신호가 사용됨으로써 제어 품질이 더욱 개선될 수 있고, 증발기 유입부에서의 충분한 과냉각이 훨씬 더 신뢰성 있게 보장될 수 있다.

폐열 증기 발생기와 관련한 본 발명의 과제는, 증발기와, 복수의 절탄기 가열면을 갖는 절탄기와, 상기 복수의 절탄기 가열면에 유동 매체와 관련하여 병렬로 연결되며 유량 제어 밸브를 구비한 우회 라인과, 증발기 유입부의 온도 및 압력 측정 장치와, 경우에 따라 우회 라인의 배출부에 있는 합류 지점에서의 온도 측정 장치와, 전술한 측정 장치들 및 유량 제어 밸브와 데이터 측면에서 연결되며 전술한 방법을 실행하도록 설계된 제어 장치를 포함하는 폐열 증기 발생기에 의해 해결된다.

이러한 유형의 폐열 증기 발생기는 바람직하게 가스 및 증기 터빈 설비에서 사용된다.

본 발명과 결부된 장점들은 특히, 폐열 증기 발생기의 절탄기의 우회 라인의 유량을 제어하기 위해 폐열 증기 발생기에 공급되는 열 에너지를 특성화하는 특성값이 사용됨으로써 증발기 유입부에서의 과냉각도가 신뢰성 있게 조정되어 예측 가능하고 안전한 작동이 보장될 수 있다는 데 있다. 또한, 증발기 배출부에서의 급격한 온도 변동이 방지되며, 이는 예컨대 증발기 하류에 연결된 물/증기 분리기의 후벽 부품들과 관련하여 추가의 장점들을 제공한다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 특히 종종 고속 부하 변동이 요구되는 근래의 가스 및 증기 터빈 발전소에 적합하다.

하기에서는 도면을 참고로 본 발명을 더 상세히 설명한다.

도 1은 폐열 증기 발생기의 상류에 연결된 가스 터빈의 출력을 고려한 제어 방법의 개략도이다.
도 2는 증발기의 평균 연도가스 열 및 증발기 내부의 포화 온도의 변동을 고려한 제어 방법의 개략도이다.
상기 두 도면에서 동일한 부품들에는 동일한 도면부호를 부여하였다.

도 1에는 먼저, 폐열 증기 발생기(1)의 개략적으로 선택된 부품들이 도시되어 있다. 유동 매체는 흐르다가 먼저 유입부(2)에서 상세히 도시되지 않은 펌프에 의해 회로 내로 유입되며, 이때 처음으로 우회 라인(4)이 분기된다. 우회 라인의 유량을 제어하기 위해, 모터(8)에 의해 제어 가능한 유량 제어 밸브(6)가 제공된다. 또는 고속 반응 제어 밸브를 통해 증발기 유입부에서의 과냉각의 더욱 개선된 조정을 가능케 하는 간단한 제어 밸브가 제공될 수도 있다.

그럼으로써 유동 매체의 일부는 유량 제어 밸브(6)의 위치에 따라 우회 라인(4) 내로 흐르고, 또 다른 일부는 제1 절탄기 가열면(10) 내로 흐른다. 우회 라인(4)에 병렬로 추가의 절탄기 가열면들이 제공될 수도 있다. 절탄기 가열면(10)의 배출부에서 합류 지점(12)에서는 우회 라인(4) 및 절탄기 가열면(10)으로부터 배출되는 유동 매체가 합류된다.

합류 지점(12)의 하류에는 또 다른 절탄기 가열면(14)이 연결된다. 유동 매체는 절탄기 가열면(14)을 통과한 후, 그 하류에 연결된, 증발기 유입부(18)에 배치된 증발기(16) 내로 흘러들어간다. 마찬가지로 복수의 가열면으로 형성될 수 있는 증발기(16)의 하류에는 예컨대 물-증기 분리 장치와 같은 또 다른 부품들 또는 또 다른 과열기 가열면들이 연결된다.

연도가스와 관련하여 절탄기 가열면들(10, 14) 및 증발기(16)의 다양한 구성이 가능하다. 그러나 일반적으로는 절탄기 가열면(10, 14)이 연도가스와 관련하여 증발기(16)의 하류에 연결되는데, 그 이유는 절탄기가 비교적 가장 저온의 유동 매체를 안내하며 연도가스 채널 내부의 잔열을 이용하기 때문이다. 폐열 증기 발생기(1)의 무마찰 작동을 보장하기 위해서는 증발기 유입부(18)에서 충분한 과냉각, 즉 증발기 내 포화 온도에 대한 실제 온도의 충분한 편차가 제공됨으로써 액상의 유동 매체만 존재해야 한다. 그렇게 되어야만 증발기(16) 내 개별 증발관들로 유동 매체의 신뢰성 있는 분배가 보장될 수 있다.

증발기 유입부(18)에서의 과냉각 제어를 위해, 상기 증발기 유입부에 압력 측정 장치(20) 및 온도 측정 장치(22)가 제공된다. 유동 매체의 절탄기 가열면(14) 관류 시간에 의해 지연되지 않는 추가의 고속 반응 온도 신호가 합류 지점(12)에 있는 또 다른 온도 측정 장치(24)로부터 공급된다.

제어부 측에서는 먼저 증발기 유입부(18)에서의 과냉각 목표값(26)이 사전 설정된다. 상기 과냉각 목표값은 예컨대 3K일 수 있다. 다시 말해, 증발기 유입부(18)에서의 온도는 증발기(16) 내부의 포화 온도보다 3K 더 낮아야 한다.

압력 측정 장치(20)에서 측정된 압력을 토대로 증발기(16) 내 포화 온도(28)가 먼저 검출되는데, 이는 증발기 내 포화 온도가 증발기(16) 내 압력의 직접 함수이기 때문이다. 이어서 상기 포화 온도(28)는 가산기 소자(30)에서 음의 과냉각 목표값(26)에 가산된다. 또 다른 가산기 소자(32)에서는 온도 측정 장치(22)에서 측정된 증발기 유입부(18) 온도가 상기 값에서 감산된다. 그 결과, 유량 제어 밸브(6)의 제어를 위한 적절한 제어값이 도출된다.

폐열 증기 발생기(1)에 공급되는 열량의 고속 변동 시, 상황에 따라 우회 라인(4)의 유량 제어가 너무 느려질 수 있으며, 그 결과 증발기 유입부(18)에서의 충분한 과냉각이 더 이상 보장되지 않는다. 따라서 예측 제어를 구현하기 위해, 폐열 증기 발생기(1)의 상류에 연결된 가스 터빈의 출력(34)이 입력 신호로 사용된다. 출력(34)은 DT1 소자(36)를 위한 입력 신호로 사용되며, DT1 소자는 출력(34)의 변동 시 그에 상응하게 스케일링된 출력 신호를 발생시킨다. 상기 출력 신호는 또 다른 가산기 소자(38)에서 증발기 유입부에서의 과냉각도의 목표값에 대해 측정된 편차값에 가산된다. 그럼으로써 가스 터빈의 부하 램프(ramp)의 시작 시에 이미 상응하는 반응이 나타날 수 있고, 유량 제어 밸브(6)의 제어 펄스가 발생할 수 있다(최소 과냉각도의 미달 또는 초과가 측정될 때까지 기다릴 필요가 없음). 그럼으로써, 관여 부품들의 구성에 따라 고속 부하 변동 시에도 상기 추가 파일럿 신호를 이용하여 증발기 유입부(18)에서의 충분한 최소 과냉각이 보장될 수 있다.

이러한 조치들을 통해 대부분의 경우 증발기 유입부(18)에서 요구된 최소 과냉각이 보장될 수 있다고 예상될지라도, 완만한 제어 시간 거동을 토대로, 공급수 유량 제어에 불리하게 작용함으로써 증발기 배출부에서의 더 강한 또는 더 약한 온도 변동을 초래하는 증발기 유입부 과냉각도의 상응하는 변동이 고려되어야 한다.

이 경우, 합류 지점(12) 하류에 있는 추가의 온도 측정 장치(24)가 도움을 제공한다. 제어 간섭으로 인해 우회 라인(4)을 관류하는 부분 유량이 변동하면, 그에 수반되어 발생하는 유동 매체의 온도 변화가 이미 합류 지점(12)에서, 즉 추가 절탄기 가열면(14) 내로 유입되기 전에 검출되며, 이는 증발기 유입부(18) 또는 절탄기 가열면(14)의 배출부에 단 하나의 온도 측정 장치(22)만 있는 경우 절탄기 가열면(14)의 관류 시간의 순서로 상응하게만 시간 지연되어 수행될 수 있다. 상기 측정 정보는 가산기 소자(44)에서 음의 제어값에 가산된다.

물론, [절탄기 가열면(14)의 유입부에서 유동 제어 온도의 변동에 의해 유발된] 이미 수행된 제어 연산들에 대해 추가의 제어 간섭이 실시[됨에 따라 절탄기 가열면(14)의 배출부에서 온도 변동이 발생]되지 않도록 하기 위해, 절탄기 가열면(14)의 시간 지연 거동이 고려되어야 한다는 점에 주의한다. 이를 위해, 절탄기 가열면(14)의 시간 지연 거동을 시뮬레이션하는 PTn 소자(40)에서의 가산에 따라 온도 측정 장치(24)의 온도 신호가 처리된다. 여기서 얻은 출력 신호는 또 다른 가산기 소자(42)에서 기존의 제어값에 가산되며, 그럼으로써 중복 고려가 다시 보상된다.

그렇게 하여 산출된 제어값은 제어기(46)에 전달되고, 상기 제어기는 우회 라인(4)의 유량 제어 밸브(6)의 모터(8)를 제어한다.

도 2는 도 1의 제어 회로의 한 변형예의 개략도이다. 도 1과의 차이점은, 여기서는 가스 터빈의 출력(34) 대신 평균 연도가스 열(48)이 DT1 소자(36)를 위한 입력 신호로 사용된다는 점이다. 평균 연도가스 열(48)은 증발기 유입부(18)에서의 연도가스 온도와 증발기 배출부에서의 연도가스 온도의 차, 그리고 연도가스 질량 흐름으로부터 산출된다. 그러므로 평균 연도가스 열(48)은 폐열 증기 발생기(1)에 공급된 열량에 대해 상류에 연결된 가스 터빈의 출력(34)보다 더욱 직접적인 지표이다. 따라서 증발기 유입부(18)에서의 훨씬 더 개선된 온도 제어가 가능하다.

또한 도 2에는 증발기(16) 내 포화 온도의 변동 시 출력 신호를 발생시키는 추가 DT1 소자(50)가 도시되어 있다. 상기 출력 신호는 가산기 소자(38)에서 제어 회로에 공급된다. 그 결과, 폐열 증기 발생기(1) 내로의 열 공급이 정적인 경우에도 증발기(16) 내 압력의 빠른 변동 및 그에 따른 포화온도(28)의 빠른 변동 시 증발기 유입부(18)에서의 충분한 과냉각이 보장될 수 있다.

종합해볼때, 도시된 제어 컨셉에 의해 폐열 증기 발생기(1)의 훨씬 더 안정적이고 신뢰성 있는 작동이 가능하다.

Claims (9)

1. 증발기(16)와, 복수의 절탄기 가열면(10, 14)을 갖는 절탄기와, 복수의 절탄기 가열면(10)에 유동 매체와 관련하여 병렬로 연결된 우회 라인(4)을 포함하고, 가스 터빈의 연도가스를 폐열 증기 발생기(1)로 도입하고, 우회 라인(4)의 유량 제어를 위해 폐열 증기 발생기(1)에 공급되는 열 에너지를 특성화하는 특성값이 사용되는 폐열 증기 발생기(1)를 작동하는 방법이며, 상기 가스 터빈의 출력(34)이 폐열 증기 발생기(1)에 공급되는 상기 열 에너지를 특성화하는 특성값으로서 사용되는, 폐열 증기 발생기의 작동 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 특성값이 증가하면 우회 라인(4)의 유량이 감소하는, 폐열 증기 발생기의 작동 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 특성값이 감소하면 우회 라인(4)의 유량이 증가하는, 폐열 증기 발생기의 작동 방법.
4. 제1항에 있어서, 우회 라인(4)의 유량 제어를 위해 우회 라인(4) 배출부에 있는 합류 지점(12)의 온도가 사용되는, 폐열 증기 발생기의 작동 방법.
5. 제1항에 있어서, 우회 라인(4)의 유량 제어를 위해 증발기(16) 내 포화 온도(28)가 사용되는, 폐열 증기 발생기의 작동 방법.
6. 증발기(16)와, 복수의 절탄기 가열면(10, 14)을 갖는 절탄기와, 복수의 절탄기 가열면(10)에 유동 매체와 관련하여 병렬로 연결되며 유량 제어 밸브(6)를 구비한 우회 라인(4)과, 증발기 유입부(18)의 온도 및 압력 측정 장치(24)와, 경우에 따라 우회 라인(4)의 배출부에 있는 합류 지점(12)에서의 온도 측정 장치(24)와, 전술한 측정 장치들(24) 및 유량 제어 밸브(6)와 데이터 측면에서 연결되며 제1항에 따른 방법을 실행하도록 설계된 제어 장치를 포함하는 폐열 증기 발생기(1).
7. 제6항에 따른 폐열 증기 발생기(1)를 구비한 가스 및 증기 터빈 설비.
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