KR101925804B1 - Air cooled condenser - Google Patents
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Abstract
공냉식 복수기가 개시된다. 공냉식 복수기는 핀튜브, 송풍부, 분무부, 센서 그리고 제어부를 포함한다. 핀튜브는 스팀터빈으로부터 제공된 증기를 응축시켜 생성된 복수를 외부로 배출한다. 송풍부는 핀튜브의 하단에 마련되어 핀튜브의 외측에 수분을 포함하는 공기를 유통시킨다. 분무부는 송풍부의 외측하단에 마련되며, 송풍부에 수분을 분사한다. 센서는 핀튜브의 외측상태를 센싱한다. 제어부는 센싱된 핀튜브의 외측상태에 기초하여 분무부의 수분분사동작을 제어한다. 이로 인하여, 복수기에 공급되는 증기의 온도를 효율적으로 냉각시켜 터빈발전기의 출력을 향상하며, 발전기는 피크 부하 때에도 적정한양의 전기를 생산하게 된다.An air-cooled condenser is started. The air-cooled condenser includes a fin tube, a convection section, a spray section, a sensor, and a control section. The fin tube condenses the steam supplied from the steam turbine and discharges the generated plurality to the outside. The blowing portion is provided at the lower end of the fin tube to allow air containing moisture to flow outside the fin tube. The atomizing portion is provided at the outer lower end of the blowing portion and emits moisture to the blowing portion. The sensor senses the outer state of the fin tube. The control unit controls the water spraying operation of the spraying unit based on the outside state of the sensed fin tube. As a result, the temperature of the steam supplied to the condenser is efficiently cooled to improve the output of the turbine generator, and the generator produces an appropriate amount of electricity even when the peak load is applied.
Description
본 발명은 증기 터빈 플랜트로부터 배출되는 스팀을 응축해 복수로 하는 복수기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 공기를 이용하여 스팀을 응축하는 공냉식 복수기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
발전시스템은 스팀 구동에 따른 터빈발전기로 구성된다. 보일러에서 생산된 스팀은 터빈을 거친 후 복수기에서 냉각된다. 복수기는 증기를 냉각하는 방식에 따라 공냉식 복수기(air cooled condenser), 수냉식 복수기(Surface condenser) 또는 병렬형 복수기(Parallel condenser)로 구분된다. 이때, 복수기에서 응축된 복수는 보일러로 재공급된다. The power generation system is composed of a turbine generator according to steam driving. Steam produced in the boiler is cooled in the condenser after passing through the turbine. The condenser is divided into an air cooled condenser, a water-cooled condenser or a parallel condenser depending on the method of cooling the steam. At this time, the condensate condensed in the condenser is re-supplied to the boiler.
수냉식 냉각방식은 냉각수를 대기로 배출함으로써 환경을 오염시키는 문제가 있다.The water-cooled cooling system has a problem of polluting the environment by discharging cooling water to the atmosphere.
이러한 수냉식 냉각방식의 문제를 해결하기 위한 공냉식 냉각방식은 공기를 냉매로 하여 증기를 응축하여 복수로 전환한다. 공냉식 복수기의 경우 냉각수를 사용하지 않고 공기와 팬의 구동에 의해 터빈에서 배출된 증기를 냉각한다.In order to solve the problem of the water-cooled cooling system, the air-cooled cooling system uses air as a refrigerant to condense the steam and convert the steam into a plurality of steam. In the case of an air-cooled condenser, the steam discharged from the turbine is cooled by driving the air and the fan without using cooling water.
하지만, 공냉식 복수기의 경우 하절기에 대기온도가 상승하게 되면 증기를 충분히 냉각할 수 없어 복수기의 냉각성능이 떨어진다. 복수기의 냉각성능이 떨어지면 터빈배압이 상승하고, 발전기 출력이 감소하여 손실이 발생하는 문제가 있다.However, in the case of the air-cooled condenser, if the atmospheric temperature rises during the summer season, the cooling performance of the condenser drops because the steam can not be cooled sufficiently. If the cooling performance of the condenser is lowered, there is a problem that the turbine back pressure rises, and the output of the generator decreases, resulting in loss.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 대기온도가 상승함에도 복수기의 냉각성능을 유지하고 이로 인하여 발전시스템 내에서 전반적인 발전 생산 단가를 낮추는 공냉식 복수기가 제공된다.An object of the present invention is to provide an air-cooled condenser which maintains the cooling performance of the condenser even when the ambient temperature rises, thereby lowering the overall power generation cost in the power generation system.
본 발명에 따르면, 복수기에 공급되는 증기의 온도를 효율적으로 냉각시켜 터빈발전기의 출력을 향상한다. 이로 인하여, 피크 부하 때에도 적정한양의 전기를 생산하게 된다.According to the present invention, the temperature of the steam supplied to the condenser is efficiently cooled to improve the output of the turbine generator. As a result, it produces an appropriate amount of electricity even at peak load.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화력발전 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공냉식 복수기를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 핀튜브가 구비된 공냉식 복수기를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분무되는 영역과 물의 양이 제어되기 위한 펌프를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 영역으로 구분되는 복수의 핀튜브가 구비된 공냉식 복수기를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 구역으로 구분되는 핀튜브를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분무노즐의 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 분무노즐이 배치되는 예를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발명의 효과를 설명하기 위해 시간에 따른 증기의 흐름을 도시한다.1 shows a thermal power generation system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows an air-cooled condenser according to one embodiment of the invention.
FIG. 3 illustrates an air-cooled condenser having a plurality of fin tubes according to an embodiment of the present invention.
4 shows a pump for controlling the amount of water and the area to be sprayed in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates an air-cooled condenser having a plurality of fin tubes divided into a plurality of regions according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 illustrates a fin tube divided into a plurality of zones according to an embodiment of the present invention.
7 shows an example of a spray nozzle according to an embodiment of the present invention.
8 shows an example in which a plurality of spray nozzles are arranged according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 shows the flow of steam over time to illustrate the effects of the invention according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 관해 상세히 설명한다. 이하 실시예들의 설명에서는 첨부된 도면들에 기재된 사항들을 참조하는 바, 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
만일, 실시예에서 제1구성요소, 제2구성요소 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 있다면, 이러한 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용되는 것이며, 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용되는 바, 이들 구성요소는 용어에 의해 그 의미가 한정되지 않는다. 실시예에서 사용하는 용어는 해당 실시예를 설명하기 위해 적용되는 것으로서, 본 발명의 사상을 한정하지 않는다.If the term includes an ordinal such as a first component, a second component, or the like in the embodiment, such term is used to describe various components, and the term is used to distinguish one component from another And these components are not limited in meaning by their terms. The terms used in the embodiments are applied to explain the embodiments, and do not limit the spirit of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화력발전 시스템을 도시한다.1 shows a thermal power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 화력발전 시스템은 랭킨 증기 싸이클을 일예로서 도시한다. 랭킨 증기 싸이클의 예는 다음과 같다.The thermal power generation system shown in Fig. 1 shows an example of a Rankine vapor cycle. An example of a Rankine vapor cycle is as follows.
우선 펌프(105)가 계통수를 고압으로 펌핑한다. 조일러(107)는 계통수에 열을 가하여 과열증기로(Superheated steam)로 만든다. 조일러(107)에서 생성된 과열증기는 조일러(107)와 복수기(103)간의 압력차이에 의해 흐르며 증기터빈(100)에 운동에너지를 가한다. 증기터빈(100)은 과열증기에 의해 회전하여 회전력을 발전기(101)로 전달한다. 발전기(101)는 증기터빈(100)의 회전력을 이용하여 발전한다. 복수기(103)는 증기를 냉각하여 복수로 전환한다. First, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공냉식 복수기를 도시한다.Figure 2 shows an air-cooled condenser according to one embodiment of the invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 공냉식 복수기(103)는 적어도 하나의 핀튜브(200), 송풍부(201), 분무부(203), 센서(209) 및 제어부(205)를 포함한다.The air cooled
핀튜브(200)는 터빈 배기를 분배하는 매니폴드(210), 매니폴드(210)와 접속되는 전열관(211) 및 전열관(211)의 하단부에 접속되는 집합부(213)를 포함한다. 실시예에 따라서 공냉식 복수기(103)에 핀튜브(200)가 복수개로 마련될 수 있다. The
매니폴드(210)는 내부에 배관의 역할을 하는 통로가 형성된다. 매니폴드(210)는 증기터빈(100)으로부터 전달된 증기를 전열관(211)으로 배분한다. 전열관(211)은 매니폴드(210)와 접속되며, 복수개로 구성된다. 매니폴드(210)에서 배분된 증기는 전열관(211)을 타고 흐르며 응축된다. 전열관(211)의 외표면에는 전열 면적을 넓게 하기 위한 복수개의 핀이 또한 마련될 수도 있다. 핀은 전열관(211)의 외표면에 접합된다. 전열관(211)의 외표면은 증기의 응축 효율을 향상시키기 위한 피막부가 형성될 수 있다. 피막부는 공기의 열전달률을 높이기 위해 친수성으로 구성될 수 있다.The
집합부(213)는 응축된 증기인 복수를 모아 외부로 배출한다.The
송풍부(201)는 핀튜브(200)의 하단에 마련되며, 전열관(211) 외측에 수분을 포함하는 공기를 유통시킨다. 송풍부(201)는 외부로부터 공급된 냉각 공기를 전열관(211)을 향해 유통시킬 수 있다. The blowing
분무부(203)는 송풍부(201)가 수분을 포함하는 공기를 유통시키도록 송풍부(201)로 수분을 분사한다. 분무부(203)는 수분을 분사하기 위한 노즐부(2030)와 물탱크(2031)를 구비할 수 있다. The atomizing
노즐부(2030)는 물을 상측으로 분사하는 복수개의 노즐과 복수개의 노즐을 지지하는 지지부를 포함한다. 노즐부(2030)는 송풍부(201) 하단에 위치한다. 노즐부(2030)와 송풍부(201) 간 거리는 노즐부(2030)가 분사한 수분이 전열관(211)에서 쉽게 응축되지 않고, 또한 효율적으로 온도를 낮추도록 설정된다. 일례로서, 노즐부(2030)는 송풍부(201)와 3m~10m 사이에 배치될 수 있다. 노즐부(2030)가 지나치게 가까울 경우, 분사된 수분이 쉽게 응축되고, 노즐부(2030)가 지나치게 멀 경우 분사된 수분은 전열관(211)의 온도를 쉽게 낮추지 못하게 된다. 노즐부(2030)는 제어부(205)의 제어에 따라 물탱크(2031)로부터 공급된 물을 미립화하여 송풍부(201)방향으로 분사한다. 노즐부(2030)는 분무되는 수분의 입자 크기가 12um~40um 범위가 되도록 구성된다. 이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부(2030)에 포함되는 복수개의 노즐은 구경은 일례로서 0.3mm~0.4mm의 범위로 구성될 수 있다.The
일례로서, 노즐부(2030)는 복수의 층을 가질 수 있으며, 각 층에는 적어도 하나 이상의 노즐이 마련될 수 있다.As an example, the
도 8을 참조하면, 송풍부(201)로부터 서로 다른 거리에 위치한 복수의 층(800a-c)으로 구성되는 지지부를 포함하는 노즐부(2030)가 도시된다. 각 층(800a-c)에는 적어도 하나의 노즐이 마련된다. 각 층(800a-c)에 마련된 노즐들은 서로 교차하며, 분사된 수분이 서로 방해하지 않도록 수분이 분사되는 방향이 설정되어 배치될 수 있다.Referring to Fig. 8, there is shown a
일례로서, 송풍부(201)와 가장 가까운 제3층(800c)은 송풍부(201)로부터 4m 떨어진 거리에 위치하고, 제2층(800b)은 송풍부(201)로부터 7m 떨어진 거리에 위치하며, 제1층(800a)은 송풍부(201)로부터 15m 떨어진 곳에 위치할 수 있다. 이때, 제1층(800a)과 제2층(800b)의 노즐들은 서로 같은 방향에 분사하지 않고 교차하도록 배치될 수 있다. 마찬가지로 제2층(800b)의 노즐들과 제3층(800c)의 노즐들 역시 교차하도록 배치될 수 있다.As an example, the
도시된 노즐부(2030)의 배치는 단지 설명의 편의를 위한 예시일 뿐으로, 본 발명의 사상이 도시되고 설명된 노즐의 개수, 위치, 방향 및 송풍부(201)와의 거리 등에 한정되지 아니한다.The arrangement of the illustrated
제어부(205)는 각 층(800a-c)에 포함된 노즐별로 분사동작을 제어할 수도 있다.The
다른예로서, 노즐부(2030)는 제어부(205)의 제어에 따라 그 위치를 이동하도록 구성될 수도 있다. 본 실시예에서 노즐부(2030)는 복수의 노즐을 지지하는 지지부를 이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있으며, 이동부는 제어부(205)의 제어에 따라 지지부와 지지부 상의 복수의 노즐을 핀튜브(200) 중 분사가 더 필요한 위치로 이동시키거나 위 아래로 이동시킬 수도 있다. 예컨대, 제어부(205)는 핀튜브(200)의 습도가 높을수록 지지부를 아래로 이동시키고, 습도가 낮을수록 지지부를 위로 이동시키도록 이동부를 제어할 수 있다. 제어부(205)는 또한, 외부 풍속에 따라 분사된 수분이 전열관(211)에 닿을 수 있도록 이동부를 제어하여 지지부를 적당한 위치로 이동시킬 수도 있다.As another example, the
물탱크(2031)는 물을 저장하고, 제어부(205)의 제어에 따라 물을 노즐부(2030)로 공급하도록 구성된다. 물탱크(2031)는 제어부(205)의 제어에 따라 공급되는 물의 양을 단계별로 조절하며, 선택된 영역에 물을 공급할 수 있다.The
센서(209)는 핀튜브(200)의 외측상태를 센싱한다. 센서(209)는 핀튜브(200)의 외측의 습도, 온도 또는 외부 풍속 중 적어도 하나를 센싱하도록 구성된다. 센서(209)는 핀튜브(200)가 복수개로 마련되는 경우, 각 핀튜브(200)의 외측상태를 센싱하도록 핀튜브(200)의 개수에 대응하게 마련될 수도 있다.The sensor 209 senses the outer state of the
센서(209)는 핀튜브(200)의 외측상태뿐 아니라, 공냉식 복수기(103)의 일 영역(도 5의 500a-e 참조)의 상태를 센싱할 수도 있다. 일 영역(500a-e)에는 적어도 하나 이상의 핀튜브(200)가 포함된다. 다른예로서, 센서(209)는 핀튜브(200) 내부에 복수개가 마련되어, 핀튜브(200)의 구역(도 6의 600a-c 참조)별로 상태를 센싱할 수도 있다.The sensor 209 may sense the state of the outside of the
추가적인 실시예로서, 센서(209)는 공냉식 복수기(103) 전반적인 상태를 센싱할 수도 잇다. 이때, 제어부(205)는 센서(209)로부터 전달된 정보에 기초하여 공냉식 복수기(103)의 온도지도를 생성하고, 생성된 온도지도를 이용하여 분사가 필요한 영역(500a-e)을 설정할 수 있다. As a further embodiment, the sensor 209 may sense the overall condition of the air-cooled
공냉식 복수기(103)는 디스플레이부를 추가로 포함할 수 있다. 디스플레이부는 사용자에게 현재 공냉식 복수기(103)의 상태와, 사용자가 수분의 분사를 제어하기 위한 UI(User Interface)를 제공할 수도 있다. 제어부(205)는 디스플레이부를 통해 센싱된 온도지도를 제공하고, 사용자는 UI를 이용하여 분무부(203)의 수분분사동작을 제어할 수 있다. 이를테면, 사용자는 UI를 통해 복수의 핀튜브(200) 중 수분이 더 공급되어야 할 핀튜브(200)를 선택하거나, 동작을 멈추어야 할 분무부(203)를 선택할 수 있다. 이러한 동작들은 제어부(205)에 의해 자동으로 이루어 질 수도 있다. The air-cooled
제어부(205)는 본 발명에 따른 분무부(203)의 제반 동작을 제어한다. 제어부(205)는 서버, 컴퓨터 등 분무부(203)의 동작을 제어하기 위한 전자장치로 구성될 수 있다. 제어부(205)는 이러한 전자장치로 한정되지 않는다. 제어부(205)는 공냉식 복수기(103)에 내장된 칩의 형태로 구현될 수도 있다. 제어부(205)가 칩의 형태로 구현되는 경우, 제어부(205)는 물탱크(2031)에 내장될 수 있다. 제어부(205)는 분무부(203)의 동작을 제어 동작을 수행할 수 있도록 하는 제어프로그램과, 제어프로그램이 설치되는 비휘발성의 메모리, 설치된 제어프로그램을 실행하는 적어도 하나의 마이크로프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)를 포함할 수 있다. 제어프로그램은, BIOS, 디바이스드라이버, 운영체계, 펌웨어, 플랫폼 및 응용프로그램(어플리케이션) 중 적어도 하나의 형태로 구현되는 프로그램(들)을 포함할 수 있다. 하나의 실시예로서, 응용프로그램은, 제어부(205)의 제조 시에 제어부(205)에 미리 설치 또는 저장되거나, 혹은 추후 사용 시에 외부로부터 응용프로그램의 데이터를 수신하여 수신된 데이터에 기초하여 제어부(205)에 설치될 수도 있다. 응용프로그램의 데이터는, 예컨대, 어플리케이션 마켓과 같은 외부 서버로부터 제어부(205)로 다운로드 될 수도 있다.The
제어부(205)는 물탱크(2031)가 노즐부(2030)에 공급하는 물의 양과 노즐부(2030)의 분사를 제어한다. 공냉식 복수기(103)에 핀튜브(200)가 복수개로 마련되는 경우, 제어부(205)는 복수개의 핀튜브(200) 각각에 대응하는 분무부(203)를 제어하도록 구성된다. 이 때, 제어부(205)는 복수의 핀튜브(200)를 제어하는 하나의 장치 또는 칩으로 구성되거나, 복수의 핀튜브(200)의 개수에 대응하는 복수개의 장치 또는 칩으로 구성될 수도 있다.The
제어부(205)는 센서(209)에서 센싱된 핀튜브(200)의 외측상태에 기초하여 수분분사동작을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(205)는 핀튜브(200) 외측의 습도가 85%~95%가 되도록 물탱크(2031)에서 공급되는 물의 양과 노즐부(2030)의 동작을 제어한다. 습도가 85% 이하인 경우, 수분에 의한 증기의 응축동작의 향상이 미미할 것이다. 습도가 95%를 초과하는 경우, 핀튜브(200)의 전열관(211) 외측에 수분이 응축된다. 전열관(211) 외측에 응축된 수분은 냉기전달에 방해가 된다. 이에, 공냉식 복수기(103)의 냉각성능이 저하된다.The
또한, 외부풍속이 소정의 임계레벨 이상 되면 외부로 수분이 날아가 버리게 되어 분무가 의미가 없어지게 된다. 이에, 제어부(205)는 센서(209)에서 센싱한 외부풍속이 임계레벨을 초과하면 수분분사동작을 멈추도록 분무부(203)를 제어할 수 있다. 본 실시예에서 외부풍속의 임계레벨은 일례로서, 5m/sec~6m/sec의 범위일 수 있다.Further, when the external wind speed exceeds a predetermined threshold level, moisture is blown to the outside, and the spray becomes meaningless. Accordingly, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 핀튜브가 구비된 공냉식 복수기를 도시한다. FIG. 3 illustrates an air-cooled condenser having a plurality of fin tubes according to an embodiment of the present invention.
증기터빈(100)을 거친 증기는 복수의 핀튜브(200)로 공급된다. 각 핀튜브(200)의 하단에는 대응하는 노즐부(2030)가 마련될 수 있다. 실시예에 따라 복수의 핀튜브(200) 중 대기온도에 영향을 많이 받는 핀튜브(200)에만 분무부(203)가 설치될 수도 있다.Steam passing through the
센서(209)는 각 핀튜브(200)의 외측상태를 센싱하도록 구성되며, 이를 위해 핀튜브(200) 각각에 대응하도록 센서(209)가 각각 마련될 수 있다. The sensor 209 is configured to sense the outer state of each
제어부(205)는 각 핀튜브(200)에 대응하도록 마련된 노즐부(2030)와 물탱크(2031)의 수분분사동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 온도가 특별히 높은 핀튜브(200)에 분무되는 물의 양을 늘리거나, 습도가 95%에 달하는 핀튜브(200)에는 분무되는 물의 양을 줄이는 등 다양한 제어가 가능하다. The
공냉식 복수기(103)는 복수의 영역(500a-e)으로 구분될 수 있으며, 각 영역(500a-e)은 복수의 핀튜브(200)를 포함할 수 있다.The air-cooled
본 발명의 사상은 도면과 전술된 설명에 한정되지 아니한다. 도면에 도시된 공냉식 복수기(103)에 포함된 핀튜브(200)의 개수는 단지 예시일 뿐으로, 본 발명에 따른 공냉식 복수기(103)는 다양한 개수의 핀튜브(200)를 포함할 수 있다.The spirit of the present invention is not limited to the drawings and the foregoing description. The number of
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분무되는 영역과 물의 양이 제어되기 위한 펌프를 도시한다.4 shows a pump for controlling the amount of water and the area to be sprayed in accordance with an embodiment of the present invention.
물탱크(2031)와 노즐부(2030)는 물을 전달하기 위한 배관(2032)으로 연결된다. 배관(2032)은 물을 물탱크(2031)로부터 노즐부(2030)로 펌핑하기 위한 펌프부(401)와 선택적으로 여닫힘으로써 노즐부(2030)에 공급되는 물을 차단 또는 전달 하기 위한 복수의 밸브부(400)를 포함할 수 있다. 제어부(205)는 펌프부(401)의 동작을 제어함으로써 물의 양을 조절한다. 도 4를 참조하면, 펌프부(401)는 8개의 펌프를 포함한다. 예컨대, 제어부(205)는 노즐부(2030)에 1레벨의 물을 공급하기 위해서는 하나의 펌프만 작동하도록 제어하고, 3레벨의 물을 공급하기 위해서는 세개의 펌프가 작동하도록 제어한다.The
복수의 밸브부(400)는 공냉식 복수기(103)의 복수의 영역(500a-e)에 대응하도록 마련된다. 각 밸브부(400)는 대응하는 영역(500a-e)에 제공되는 물의 양을 조절하도록 복수의 밸브를 포함할 수 있다. 도 4에는 5개의 영역(500a-e)에 대응하는 5개의 밸브부(400)가 도시된다. 또한, 각 밸브부(400)는 각각 3개의 밸브를 포함하는 것으로 도시된다. 예컨대, 제어부(205)는 제1영역(500a)에 제3레벨의 물을 공급하기 위해 제1영역(500a)에 대응하는 밸브부(400)의 모든 밸브를 오픈하고, 제2영역(500b)에는 제2레벨의 물을 공급하기 위해 제2영역(500b)에 대응하는 밸브부(400)에서 2개의 밸브만 오픈할 수 있다. A plurality of
다른예로서, 밸브부(400)의 각 밸브는 공급되는 물의 양을 조절하기도 하지만, 핀튜브(200) 내에서 물이 공급되는 구역(도 6의 600a-c 참조)에 대응하기도 한다. 이를테면, 밸브부(400)의 제1밸브는 핀튜브(200)의 제1구역(600a)에 위치한 노즐에 대응하고, 제2밸브는 제2구역(600b)에 위치한 노즐에 대응할 수 있다.As another example, each valve of the
본 발명의 사상은 도면과 전술된 설명에 한정되지 아니한다. 도면에 도시된 펌프부(401)와 밸브부(400)에 포함된 밸브의 배치와 개수는 단지 예시일 뿐이며, 전술된 제어부(205), 펌프부(401) 그리고 밸브부(400)의 동작 역시 영역별로 공급되는 물의 양이 조절될 수 있는 다른 실시예를 본 발명으로부터 배제하기 위함이 아니다.The spirit of the present invention is not limited to the drawings and the foregoing description. The arrangement and number of the valves included in the
즉, 본 발명에 따른 공냉식 복수기(103)는 제어부(205)의 제어에 따라 물을 다양한 레벨로 조절하여 공급할 수 있으며, 선택된 핀튜브(200)에 분사하도록 다양한 실시예를 포함하도록 구현된다.That is, the air-cooled
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 영역으로 구분되는 복수의 핀튜브가 구비된 공냉식 복수기를 도시한다.FIG. 5 illustrates an air-cooled condenser having a plurality of fin tubes divided into a plurality of regions according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 공냉식 복수기(103)는 복수의 핀튜브(200) 중 적어도 하나를 포함하는 영역(500a-e)으로 구분될 수 있다. 영역(500a-e)은 대기온도에 영향을 비슷하게 받는 인접한 핀튜브(200)를 적어도 하나 이상 포함하도록 구분된다. 각 영역(500a-e)마다 노즐부(2030)가 마련되거나, 핀튜브(200)마다 노즐부(2030)가 마련될 수 있다. 제어의 편리성을 위해 복수의 핀튜브(200)를 복수의 영역(500a-e)으로 구분하지만, 바람직하게는 복수의 핀튜브(200)를 각각 상황에 따라 개별제어할 수도 있다. The air-cooled
전술한 바와 같이 영역(500a-e)마다 공급되는 물의 레벨이 조절되지만, 각 핀튜브(200)마다 노즐부(2030)가 마련된 경우, 제어부(205)는 노즐부(2030)를 제어하여 분사되는 수분의 양을 제어할 수는 있다.The
도 5는 도 4의 5개 영역에 대응하는 5개의 영역(500a-e)으로 복수개의 핀튜브(200)가 구분되는 것을 도시하나, 본 발명의 사상이 이에 한정되지 않는다. FIG. 5 illustrates a plurality of
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 구역으로 구분되는 핀튜브를 도시한다.Figure 6 illustrates a fin tube divided into a plurality of zones according to an embodiment of the present invention.
하나의 핀튜브(200)에 마련되는 노즐부(2030)는 복수개의 노즐을 포함한다. 핀튜브(200)는 복수개의 구역(600a-c)을 포함하며, 복수개의 노즐은 핀튜브(200)의 각 구역(600a-c)에 배치된다. 일례로서, 도면의 숫자 1은 제1구역(600a)을 나타내고, 도면의 숫자 2는 제2구역(600b)를 나타내며, 도면의 숫자3은 제3구역(600c)를 나타낸다. 즉, 각 구역(600a-c)은 같은 구역(600a-c)끼리 항상 인접하게 위치하는 것은 아니다. 제어부(205)는 복수개의 노즐을 구역(600a-c) 별로 제어하도록 구성된다. 전술한 바와 같이 각 구역(600a-c)은 밸브부(400)의 각 밸브에 대응할 수 있다.The
예컨대, 제어부(205)가 제 1 영역(500a)에 포함된 밸브부(400)의 3개의 밸브를 모두 오픈하면, 제 1 영역(500a)에 포함된 핀튜브(200)들의 모든 구역(600a-c)의 노즐에 물이 공급된다. 제어부(205)는For example, when the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분무노즐의 예를 도시한다.7 shows an example of a spray nozzle according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 노즐부(2030)는 복수개의 노즐을 포함한다. 노즐은 수분을 일 방향으로 분사하는 제1노즐(700)과 수분을 서로 다른 둘 이상의 방향으로 분사하는 제2노즐(701)을 포함한다. The
일례로서, 제1노즐(700)은 노즐부(2030)의 내부에 마련되고, 제2노즐(701)은 노즐부(2030)의 외부에 마련될 수 있다.As an example, the
이하에서는, 본 발명에 따른 공냉식 복수기(103)의 전반적인 동작에 대해서 설명한다. Hereinafter, the overall operation of the air-cooled
제어부(205)는 분무부(203)의 동작을 제어하여 공냉식 복수기(103)의 응축 동작을 향상시킨다. 공냉식 복수기(103)는 복수의 핀튜브(200)를 포함하고, 복수의 핀튜브(200)는 복수의 영역(500a-e)으로 구분될 수 있다. The
제어부(205)는 센서(209)에서 센싱된 핀튜브(200)의 외측상태에 기초하여 물탱크(2031)에서 노즐부(2030)로 단위시간당 공급되는 수분의 양을 조절할 수 있다. 제어부(205)는 또한, 영역(500a-e)별로 센싱된 상태에 기초하여 영역(500a-e)별로 분사되는 수분의 양을 조절할 수도 있다.The
각 핀튜브(200) 역시 복수의 구역(600a-c)으로 구분될 수 있다. 각 핀튜브(200)에 마련된 노즐부(2030)는 핀튜브(200)의 구역(600a-c)에 적어도 하나 이상의 노즐이 마련된다. 제어부(205)는 구역(600a-c)별로 노즐의 분사동작을 제어할 수 있다. 노즐부(2030)의 지지부는 각각 적어도 하나 이상의 노즐을 포함하는 복수의 층(800a-c)으로 구성될 수 있다. 제어부(205)는 각 층(800a-c) 별로 분사동작을 제어할 수도 있다.Each
이러한 동작들은 서로 독립적이지 않고 유기적으로 연계된다. 예컨대, 제어부(205)는 펌프부(401)를 제어하여 6레벨의 물을 공급하고, 공급된 6레벨의 물을 복수의 영역(500a-e) 중 제1영역(500a)에 위치한 제1핀튜브(200)의 제1구역(600a) 및 제2구역(600b)에 분사하되 제3층(800c)의 노즐만 분사하도록 제어할 수 있다. 다른예로서, 제어부(205)는 펌프부(401)를 제어하여 4레벨의 물을 공급하고, 공급된 4레벨의 물을 복수의 영역(500a-e) 중 제3영역(500c)에 위치한 핀튜브(200)들의 제3구역(600c)에 분사하되 제1-제3층(800a-c)의 노즐을 모두 분사하도록 제어할 수도 있다. These operations are organically linked, not independent of each other. For example, the
즉, 본 발명에 따른 제어부(205)는 센서(209)에서 센싱된 핀튜브(200), 공냉식 복수기(103)내의 각 영역(500a-e) 또는 핀튜브(200) 내의 각 구역(600a-c)의 상태에 기초하여 공급되는 물의 양, 영역(500a-e) 별로 분사될 수분의 양, 구역(600a-c) 별 분사될 수분의 양 또는 층(800a-c) 별로 분사될 수분의 양 등을 제어할 수 있다.That is, the
본 발명에 따르면, 저렴한 물을 사용하면서도 핀튜브(200)의 온도를 크게 낮추어, 발전량을 효율적으로 증대할 수 있다.According to the present invention, the temperature of the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발명의 효과를 설명하기 위해 시간에 따른 증기의 흐름을 도시한다.Figure 9 shows the flow of steam over time to illustrate the effects of the invention according to an embodiment of the present invention.
도 9의 그래프의 X축은 시간을 나타내고, Y축은 증기의 흐름을 lb/hr-F단위로 표시한다. Y축이 높을수록 증기가 원할하게 흐름을 나타낸다.The X-axis of the graph of FIG. 9 represents the time, and the Y-axis represents the vapor flow in lb / hr-F. The higher the Y-axis, the more smoothly the steam flows.
도 9를 참조하면, 노즐부(2030)의 분사동작이 계속되는 구간(900)에서는 증기의 흐름(901)이 원할하고, 노즐부(2030)의 분사동작이 멈춘 구간에서의 증기의 흐름(903)은 들쭉날쭉한 것을 볼 수 있다.9, in the
즉, 화력발전 시스템에 있어서 발전의 효율을 높이려면 증기가 원할하게 흘러야 하므로, 본원 발명에 따른 공냉식 복수기(103)가 발전의 효율을 향상하고 있음을 알 수 있다.That is, in order to improve efficiency of power generation in the thermal power generation system, the steam must flow smoothly, so that the air-cooled
103 공냉식 복수기
200 핀튜브
201 송풍부
203 분무부
2030 노즐부
2031 물탱크
2032 배관
205 제어부
207 물탱크
209 센서103 Air-cooled condenser
200-pin tube
201 Abundance
203 Spray Unit
2030 nozzle part
2031 Water tank
2032 Piping
205 control unit
207 Water tank
209 sensor
Claims (10)
스팀터빈으로부터 제공된 증기를 응축하여 생성된 복수를 외부로 배출하고, 상기 복수기내에서 구획된 영역마다 적어도 하나가 배치되는 복수개의 핀튜브;
상기 복수개의 핀튜브의 각각의 하단에 마련되어 상기 복수개의 핀튜브의 외측에 수분을 포함하는 공기를 유통시키는 복수개의 송풍부;
상기 복수개의 송풍부의 외측하단에 마련되며, 상기 복수개의 송풍부에 수분을 다이렉트로 분사하는 분무부;
상기 복수개의 핀튜브의 외측상태를 센싱하는 외부센서부;
상기 복수개의 핀튜브의 내측상태를 센싱하는 내부센서부;
상기 외부센서부와 상기 내부센서부에서 센싱된 정보를 바탕으로 상기 복수기내에서 구획된 영역에 대해 온도지도를 생성하며, 상기 센싱된 정보와 상기 생성된 온도지도를 이용하여 수분의 분사가 필요한 영역의 핀튜브에 대응하는 송풍부로 수분이 분사되도록 상기 분무부의 수분분사동작을 제어하는 제어부를 포함하는 공냉식 복수기.In an air-cooled condenser,
A plurality of fin tubes each of which is formed by condensing steam supplied from a steam turbine and discharging the generated steam to the outside, wherein at least one fin tube is disposed in each of the regions partitioned in the plurality of steam generators;
A plurality of air-blowing portions provided at the lower ends of the plurality of fin tubes to allow air containing moisture to flow outside the plurality of fin tubes;
A spraying portion provided at an outer lower end of the plurality of blowing portions and spraying moisture directly to the plurality of blowing portions;
An external sensor unit for sensing an external state of the plurality of fin tubes;
An inner sensor unit for sensing an inner state of the plurality of fin tubes;
A temperature map is generated for the region partitioned in the plurality of units based on the information sensed by the external sensor unit and the internal sensor unit, and a temperature map is generated using the sensed information and the generated temperature map, And a control section for controlling the water spraying operation of the spray section so that water is sprayed to the blowing section corresponding to the fin tube of the air tube.
상기 제어부는 상기 센싱된 정보에 기초하여 단위시간당 상기 송풍부로 공급되는 수분의 양을 조절하도록 상기 분무부를 제어하는 공냉식 복수기.The method according to claim 1,
Wherein the control unit controls the atomizing unit to adjust the amount of water supplied to the blowing unit per unit time based on the sensed information.
상기 센싱된 정보는 상기 핀튜브의 외측 습도, 온도, 외부 풍속을 포함하는 공냉식 복수기.The method according to claim 1,
Wherein the sensed information includes external humidity, temperature, and external wind speed of the fin tube.
상기 제어부는 상기 센싱된 핀튜브 외측의 습도가 95% 이하가 되도록 상기 분무부의 수분공급동작을 제어하는 공냉식 복수기.6. The method of claim 5,
Wherein the control unit controls the water supply operation of the atomizing unit so that the humidity outside the sensed fin tube is 95% or less.
상기 분무부는 공급된 물을 미립화하여 상기 송풍부의 하단을 향해 분사함으로써 수분을 상기 송풍부에 공급하는 복수의 노즐을 포함하는 공냉식 복수기.The method according to claim 1,
Wherein the atomizing unit includes a plurality of nozzles for atomizing the supplied water and jetting the water toward the lower end of the air-blowing unit to supply moisture to the air-blowing unit.
상기 복수의 노즐 중 적어도 일부는 상기 미립화된 물을 복수의 방향으로 분사하도록 구성되는 공냉식 복수기.8. The method of claim 7,
Wherein at least some of the plurality of nozzles are configured to jet the atomized water in a plurality of directions.
상기 분무부는 지면으로부터 서로 다른 높이에 위치하는 복수의 층으로 구성되는 지지부를 포함하고,
상기 지지부는 각 층에 적어도 하나의 노즐을 포함하는 공냉식 복수기.8. The method of claim 7,
Wherein the atomizing portion includes a support portion composed of a plurality of layers located at different heights from the ground,
Wherein the support comprises at least one nozzle in each layer.
상기 복수의 층 중 제1층에 마련된 적어도 하나의 제1노즐과
상기 복수의 층 중 상기 제1층보다 높이 위치하는 제2층에 마련된 적어도 하나의 제2노즐은 서로 교차하도록 마련되는 공냉식 복수기.10. The method of claim 9,
At least one first nozzle provided in a first layer of the plurality of layers,
And at least one second nozzle provided in a second layer of the plurality of layers positioned higher than the first layer is provided to intersect with each other.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020170085954A KR101925804B1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Air cooled condenser |
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CN111473656A (en) * | 2020-04-16 | 2020-07-31 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | Wireless temperature measurement sensor system for direct air-cooled condenser and installation method thereof |
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2017
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