KR101917592B1 - 기력발전장치 - Google Patents

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KR101917592B1
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Abstract

보일러의 잉여증기를 모아서 추가터빈을 작동하고 발전을 하도록 구성되어 보일러의 추가설치 없이도 추가발전을 할 수 있는 기력발전장치를 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기력발전장치는 증기터빈사이클을 이루며 물 또는 증기가 유동하도록 순차로 연결된 보일러(210,310,410,510), 터빈(220,320,420,520), 복수기(230,330,430,530)를 포함하고 상기 터빈(220,320,420,520)에 연결되는 발전기(240,340,440,540)에 의해서 발전이 이루어지도록 구성된 복수개의 발전유닛(200,300,400,500)을 포함하는 기력발전장치(100)에 있어서, 상기 복수개의 발전유닛(200,300,400,500)에 포함되는 각 보일러(210,310,410,510)의 잉여증기가 유입되도록 상기 각각의 보일러(210,310,410,510)에 연결되며 잉여증기에 의해서 추가로 발전이 이루지도록 구성된 추가발전유닛(600)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 기력발전장치에 포함되는 복수개의 보일러의 잉여증기를 모아서 추가로 발전을 할 수 있으며, 보일러의 추가설치 없이도 추가발전을 할 수 있고, 잉여증기를 사용하여 기력발전장치의 에너지효율을 높일 수 있다.

Description

기력발전장치{STEAM POWER GENERATOR}
본 발명은 물을 가열하여 고온 고압의 증기로 만든 후 이를 터빈에 보내어 터빈을 작동하고 발전을 하도록 구성된 기력발전장치에 관한 것으로, 보일러의 잉여증기를 모아서 추가터빈을 작동하고 발전을 하도록 구성되어 보일러의 추가설치 없이도 추가발전을 할 수 있는 기력발전장치에 관한 것이다.
기력발전장치는 물을 가열하여 고온 고압의 증기로 만든 후 이를 터빈에 보내어 터빈을 작동하고 발전을 하는 장치이다.
이러한 기력발전장치는 증기터빈사이클을 이루도록 순차로 연결된 보일러, 터빈, 복수기 및, 펌프를 포함한다. 그리고, 터빈에 연결된 발전기를 포함한다. 이러한 구성에 의해서, 펌프에 의해서 보일러에 공급된 물은 가열되어 증기가 된다. 또한, 보일러에서 만들어진 증기는 터빈에 유입되어 유동한다. 이에 의해서, 터빈이 작동되고 발전기에서 발전을 하게 된다.
종래 이러한 기력발전장치에서는 터빈을 작동하고도 남는 양의 증기가 보일러에서 발생한다는 문제점이 있다. 즉, 잉여증기가 발생한다는 문제점이 있다. 그리고, 이러한 잉여증기는 별도로 사용되지 못하고 터빈에서 소요되는 양을 초과하는 증기는 대기 중으로 방출되어 시스템효율을 저감시키는 문제점이 있다.
전술한 증기터빈사이클에서 계속하여 순환된다는 문제점이 있다. 이에 따라, 보일러에서 물에 전달된 열에너지가 낭비되어 기력발전장치의 에너지효율이 저한된다는 문제점이 있다.
한편, 기력발전장치에서 발전을 하려면 전술한 증기터빈사이클을 이루는 보일러, 터빈, 복수기 및, 펌프와 터빈에 연결된 발전기가 항상 필요하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명의 목적의 일 측면은 기력발전장치에 포함되는 복수개의 보일러의 잉여증기를 모아서 추가로 발전을 하도록 하는 것이다.
본 발명의 목적의 다른 측면은 보일러의 추가설치 없이도 추가발전을 하도록 하는 것이다.
본 발명의 목적의 또 다른 측면은 잉여증기를 사용하여 기력발전장치의 에너지효율을 높이도록 하는 것이다.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일실시 형태와 관련된 기력발전장치는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
본 발명은 기본적으로 보일러의 잉여증기를 모아서 추가터빈을 작동하고 발전을 하도록 구성되어 보일러의 추가설치 없이도 추가발전을 할 수 있는 것을 기초로 한다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 기력발전장치는 증기터빈사이클을 이루며 물 또는 증기가 유동하도록 순차로 연결된 보일러, 터빈, 복수기를 포함하고 터빈에 연결되는 발전기에 의해서 발전이 이루어지도록 구성된 복수개의 발전유닛을 포함하는 기력발전장치에 있어서, 복수개의 발전유닛에 포함되는 각 보일러의 잉여증기가 유입되도록 각각의 보일러에 연결되며 잉여증기에 의해서 추가로 발전이 이루지도록 구성된 추가발전유닛을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 추가발전유닛은 각각의 보일러에 연결되며 잉여증기가 모아져서 유입되는 증기수집헤더; 증기수집헤더에 연결되며 모아진 잉여증기가 유입되어 유동하는 추가터빈; 추가터빈에 연결되며 추가터빈을 통과한 잉여증기가 유입되는 추가복수기; 및 추가터빈에 연결되어 발전을 하는 추가발전기; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 각각의 보일러와 증기수집헤더 사이에는 잉여증기의 압력과 온도가 추가터빈의 작동압력과 작동온도에 대응되도록 하는 감압밸브가 각각 구비될 수 있다.
그리고, 증기수집헤더는 이웃하는 보일러의 잉여증기가 먼저 합쳐지고 합쳐진 잉여증기가 1회 이상에 걸쳐서 합쳐져서 모아지도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 발전유닛의 각각의 복수기와 각각의 보일러 사이에는 펌프가 각각 연결되고, 각각의 보일러와 추가복수기 사이에는 추가펌프가 연결될 수 있다.
그리고, 상기 발전유닛의 각각의 복수기와 각각의 보일러 사이에는 하나의 단일펌프가 연결되고, 단일펌프에는 추가복수기가 연결될 수 있다.
또한, 상기 발전유닛의 각각의 복수기와 추가복수기는 하나의 응축처리수원에 연결되어 유입된 증기가 응축되도록 할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 기력발전장치에 포함되는 복수개의 보일러의 잉여증기를 모아서 추가로 발전을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 보일러의 추가설치 없이도 추가발전을 할 수 있다.
그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 잉여증기를 사용하여 기력발전장치의 에너지효율을 높일 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 기력발전장치의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 기력발전장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명에 따른 기력발전장치의 일실시예의 작동을 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 따른 기력발전장치의 다른 실시예의 작동을 나타내는 도면이다.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 기력발전장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로 보일러의 잉여증기를 모아서 추가터빈을 작동하고 발전을 하도록 구성되어 보일러의 추가설치 없이도 추가발전을 할 수 있는 것을 기초로 한다.
도1과 도2에 도시된 실시예와 같이 본 발명에 따른 기력발전장치(100)는 복수개의 발전유닛(200,300,400,500)을 포함할 수 있다. 그리고, 복수개의 발전유닛(200,300,400,500) 각각은 증기터빈사이클을 이루며 도3과 도4에 도시된 바와 같이 물 또는 증기가 유동하도록 순차로 연결된 보일러(210,310,410,510), 터빈(220,320,420,520), 복수기(230,330,430,530)를 포함할 수 있다. 또한, 터빈(220,320,420,520)에 연결되는 발전기(240,340,440,540)에 의해서 발전이 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한, 도1에 도시된 실시예와 같이 발전유닛(200,300,400,500)의 각각의 복수기(230,330,430,530)와 각각의 보일러(210,310,410,510) 사이에는 펌프(250,350,450,550)가 각각 연결될 수 있다.
그리고, 각각의 복수기(230,330,430,530)는 응축처리수원(700), 예컨대 해수가 공급되도록 바다에 연결될 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 도2에 도시된 바와 같이 각 발전유닛(200,300,400,500)의 각각의 펌프(250,350,450,550)에 의해서 각각의 보일러(210,310,410,510)에 공급된 물은 각각의 보일러(210,310,410,510)에 의해서 가열되어 증기가 된다. 그리고, 증기는 각각의 보일러(210,310,410,510)에 연결된 각각의 터빈(220,320,420,520)에 유입되어 유동하면서 각각의 터빈(220,320,420,520)이 작동되도록 한다.
이에 따라, 각각의 터빈(220,320,420,520)에 연결된 각각의 발전기(240,340,440,540)에 의해서 발전이 이루어진다. 그리고, 각각의 터빈(220,320,420,520)에서 배출된 증기는 각각의 터빈(220,320,420,520)에 연결된 각각의 복수기(230,330,430,530)에 유입된다. 또한, 각각의 복수기(230,330,430,530)에 유입된 증기는 응축처리수원(700)에 의해서 공급된 응축처리수, 예컨대 해수에 의해서 응축되고 물이 되어 각각의 펌프(250,350,450,550)에 의해서 전술한 바와 같이 각각의 보일러(210,310,410,510)에 공급된다.
또한, 도2에 도시된 실시예와 같이 각각의 복수기(230,330,430,530)와 각각의 보일러(210,310,410,510) 사이에는 하나의 단일펌프(660)가 연결될 수 있다. 이에 따라, 각각의 복수기(230,330,430,530)에서 전술한 바와 같이 응축처리수에 의해서 증기가 응축된 물은 도4에 도시된 바와 같이 단일펌프(660)에 의해서 각각의 보일러(210,310,410,510)에 공급될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 기력발전장치(100)는 도1과 도2에 도시된 실시예와 같이 추가발전유닛(600)을 포함할 수 있다. 추가발전유닛(600)은 도시된 실시예와 같이 복수개의 발전유닛(200,300,400,500)에 포함되는 각 보일러(210,310,410,510)의 잉여증기가 유입되도록 각각의 보일러(210,310,410,510)에 연결될 수 있다. 그리고, 도3과 도4에 도시된 바와 같이 잉여증기에 의해서 추가로 발전이 이루지도록 구성될 수 있다. 이를 위해서, 추가발전유닛(600)은 도1과 도2에 도시된 실시예와 같이 증기수집헤더(610), 추가터빈(620), 추가복수기(630) 및, 추가발전기(640)를 포함할 수 있다.
도1과 도2에 도시된 실시예와 같이 증기수집헤더(610)는 각각의 보일러(210,310,410,510)에 연결될 수 있다. 그리고, 도3과 도4에 도시된 바와 같이 잉여증기가 모아져서 유입될 수 있다. 이를 위해서, 증기수집헤더(610)는 도시된 실시예와 같이 이웃하는 보일러(210,310)(410,510)의 잉여증기가 먼저 합쳐지고, 합쳐진 잉여증기가 1회 이상에 걸쳐서 합쳐져서 모아지도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 각각의 보일러(210,310,410,510)로부터 잉여증기가 편중되지 않고 균일하게 증기수집헤더(610)에 모아질 수 있다.
또한, 각각의 보일러(210,310,410,510)와 상기 증기수집헤더(610) 사이에는 도1과 도2에 도시된 실시예와 같이 감압밸브(V1,V2,V3,V4)가 구비될 수 있다. 이러한 감압밸브(V1,V2,V3,V4)에 의해서 각각의 보일러(210,310,410,510)로부터 배출된 잉여증기의 압력과 온도가 후술할 추가터빈(620)의 작동압력과 작동온도에 대응되도록 할 수 있다.
추가터빈(620)은 도1과 도2에 도시된 실시예와 같이 증기수집헤더(610)에 연결되며 도3과 도4에 도시된 바와 같이 증기수집헤더(610)에 모아진 잉여증기가 유입되어 유동할 수 있다. 이에 따라, 추가터빈(610)이 작동되고, 이에 의해서 추가터빈(620)에 연결되는 후술할 추가발전기(640)에서 발전이 이루어질 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 기력발전장치(100)에 포함되는 복수개의 발전유닛(200,300,400,500) 각각의 보일러(210,310,410,510)의 잉여증기를 모아서 추가로 발전을 할 수 있다. 그러므로, 보일러의 추가설치 없이도 추가발전을 할 수 있다. 그리고, 잉여증기를 사용하여 기력발전장치의 에너지효율을 높일 수 있다.
도1과 도2에 도시된 실시예와 같이 추가복수기(630)는 추가터빈(620)에 연결될 수 있다. 그리고, 도3과 도4에 도시된 바와 같이 추가터빈(620)을 통과한 잉여증기가 유입될 수 있다. 이러한 추가복수기(630)는 전술한 응축처리수원(700)에 연결될 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이 추가복수기(630)에 유입된 증기는 응축처리수원(700)에서 공급된 응축처리수, 예컨대 해수에 의해서 응축되어 물이 될 수 있다.
한편, 복수개의 발전유닛(200,300,400,500)의 각각의 보일러(210,310,410,510)와 추가복수기(630) 사이에는 도1에 도시된 실시예와 같이 추가펌프(650)가 연결될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 추가복수기(630)에서 응축되어 이루어진 물은 도3에 도시된 바와 같이 추가펌프(650)의 작동에 의해서 각각의 보일러(210,310,410,510)에 유입될 수 있다.
또한, 도2에 도시된 실시예와 같이 단일펌프(660)에 추가복수기(630)가 연결될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 추가복수기(630)에서 응축되어 이루어진 물은 도4에 도시된 바와 같이 단일펌프(660)의 작동에 의해서 각각의 보일러(210,310,410,510)에 유입될 수도 있다.
추가발전기(640)는 도1과 도2에 도시된 실시예와 같이 추가터빈(620)에 연결될 수 있다. 그리고, 전술한 바와 같이 추가터빈(620)에 잉여증기가 유입되어 유동하면, 추가터빈(620)이 작동되어 추가발전기(640)에서 발전이 이루어질 수 있다.
한편, 응축처리수원(700)에서 공급되는 응축처리수의 유량을 조절하기 위해서, 도1과 도2에 도시된 실시예와 같이 응축처리수원(700)과 각각의 복수기(230,330,430,530) 또는 응축처리수원(700)과 추가복수기(630) 사이에는 유량조절밸브(V5,V6)가 구비될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 기력발전장치(100)를 사용하면, 기력발전장치에 포함되는 복수개의 보일러의 잉여증기를 모아서 추가로 발전을 할 수 있으며, 보일러의 추가설치 없이도 추가발전을 할 수 있고, 잉여증기를 사용하여 기력발전장치의 에너지효율을 높일 수 있다.
상기와 같이 설명된 기력발전장치는 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 기력발전장치 200,300,400,500 : 발전유닛
210,310,410,510 : 보일러 220,320,420,520 : 터빈
230,330,430,530 : 복수기 240,340,440,540 : 발전기
250,350,450,550 : 펌프 600 : 추가발전유닛
610 : 증기수집헤더 620 : 추가터빈
630 : 추가복수기 640 : 추가발전기
650 : 추가펌프 660 : 단일펌프
700 : 응축처리수원 V1,V2,V3,V4 : 감압밸브
V5,V6 : 유량조절밸브

Claims (7)

  1. 증기터빈사이클을 이루며 물 또는 증기가 유동하도록 순차로 연결된 보일러(210,310,410,510), 터빈(220,320,420,520), 복수기(230,330,430,530)를 포함하고 상기 터빈(220,320,420,520)에 연결되는 발전기(240,340,440,540)에 의해서 발전이 이루어지도록 구성된 복수개의 발전유닛(200,300,400,500)을 포함하는 기력발전장치(100)에 있어서,
    상기 복수개의 발전유닛(200,300,400,500)에 포함되는 각 보일러(210,310,410,510)의 잉여증기가 유입되도록 상기 각각의 보일러(210,310,410,510)에 연결되며 잉여증기에 의해서 추가로 발전이 이루지도록 구성된 추가발전유닛(600)을 포함하며,
    상기 추가발전유닛(600)은 상기 각각의 보일러(210,310,410,510)에 연결되며 잉여증기가 모아져서 유입되는 증기수집헤더(610), 상기 증기수집헤더(610)에 연결되며 모아진 잉여증기가 유입되어 유동하는 추가터빈(620), 상기 추가터빈(620)에 연결되며 상기 추가터빈(620)을 통과한 잉여증기가 유입되는 추가복수기(630) 및, 상기 추가터빈(620)에 연결되어 발전을 하는 추가발전기(640)를 포함하고,
    상기 발전유닛(200,300,400,500)의 각각의 복수기(230,330,430,530)와 상기 추가복수기(630)는 하나의 응축처리수원(700)에 연결되어 유입된 증기가 응축되도록 하는 것을 특징으로 하는 기력발전장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 각각의 보일러(210,310,410,510)와 상기 증기수집헤더(610) 사이에는 잉여증기의 압력과 온도가 상기 추가터빈(620)의 작동압력과 작동온도에 대응되도록 하는 감압밸브(V1,V2,V3,V4)가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 기력발전장치
  4. 제1항에 있어서, 상기 증기수집헤더(610)는 이웃하는 보일러(210,310)(410,510)의 잉여증기가 먼저 합쳐지고 합쳐진 잉여증기가 1회 이상에 걸쳐서 합쳐져서 모아지도록 구성된 것을 특징으로 하는 기력발전장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 발전유닛(200,300,400,500)의 각각의 복수기(230,330,430,530)와 각각의 보일러(210,310,410,510) 사이에는 펌프(250,350,450,550)가 각각 연결되고,
    상기 각각의 보일러(210,310,410,510)와 상기 추가복수기(630) 사이에는 추가펌프(650)가 연결되는 것을 특징으로 하는 기력발전장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 발전유닛(200,300,400,500)의 각각의 복수기(230,330,430,530)와 각각의 보일러(210,310,410,510) 사이에는 하나의 단일펌프(660)가 연결되고,
    상기 단일펌프(660)에는 상기 추가복수기(630)가 연결되는 것을 특징으로 하는 기력발전장치.
  7. 삭제
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