KR101990705B1 - 발전장치 및 발전장치 제어방법 - Google Patents

발전장치 및 발전장치 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101990705B1
KR101990705B1 KR1020170160124A KR20170160124A KR101990705B1 KR 101990705 B1 KR101990705 B1 KR 101990705B1 KR 1020170160124 A KR1020170160124 A KR 1020170160124A KR 20170160124 A KR20170160124 A KR 20170160124A KR 101990705 B1 KR101990705 B1 KR 101990705B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electricity
fan
sidewall
steam turbine
solar
Prior art date
Application number
KR1020170160124A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190061590A (ko
Inventor
오유석
Original Assignee
두산중공업 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 두산중공업 주식회사 filed Critical 두산중공업 주식회사
Priority to KR1020170160124A priority Critical patent/KR101990705B1/ko
Publication of KR20190061590A publication Critical patent/KR20190061590A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101990705B1 publication Critical patent/KR101990705B1/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
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/06—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using air or other gas as the cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

본 발명은 발전장치 및 발전장치 제어방법에 관한 것으로서, 증기 터빈; 및 공랭식 응축기;를 포함하고, 상기 공랭식 응축기는, 열 교환 튜브; 상기 열 교환 튜브의 내부로 증기를 공급하는 분배덕트; 상기 열 교환 튜브의 내부에서 응축된 물을 수집하는 수집덕트; 상기 증기 터빈에서 발전에 사용된 후 토출되는 증기를 상기 분배덕트로 안내하는 공급덕트; 상기 수집덕트에서 수집된 물을 상기 증기 터빈으로 복귀시키는 회수덕트; 상기 열 교환 튜브의 외부로 공기를 공급하는 팬; 및 상기 열 교환 튜브의 외부를 관류한 공기가 상기 열 교환 튜브 측으로 재유입되는 것을 방지하는 윈드 월; 및 상기 윈드 월에 입사되는 태양광으로부터 전기를 생산하여 상기 팬에 공급하는 태양광 발전기기;를 포함할 수 있다. 이에 의하여, 증기 터빈에서 생산되어 전기 수요처로 공급되는 전기 공급량을 증가시키고, 공랭식 응축기의 열 교환 성능 저하를 방지할 수 있다.

Description

발전장치 및 발전장치 제어방법{POWER GENERATOR AND CONTROL METHOD OF THE SAME}
본 발명은, 발전장치 및 발전장치 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 증기 터빈 및 그 증기 터빈으로부터 토출되는 증기와 외기 사이 열 교환을 발생시키는 공랭식 응축기를 포함하고, 공랭식 응축기의 팬의 구동에 소요되는 전기를 태양광으로부터 수급할 수 있도록 한 발전장치 및 발전장치 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 발전장치는 다른 형태의 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전력을 발생시키는 장치로서, 예를 들어 증기가 갖는 에너지로부터 전기를 생산하는 증기 터빈 및 상기 증기 터빈으로부터 토출되는 증기와 외기 사이 열 교환을 발생시키는 공랭식 응축기(ACC: Air Cooled Condenser)를 포함한다.
상기 증기 터빈은, 증기를 분사하는 노즐, 상기 노즐에서 분사되는 증기에 의해 회전되며 증기의 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 회전체, 상기 회전체와 함께 회전되며 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전기를 포함한다.
상기 공랭식 응축기는, 열 교환 튜브, 상기 열 교환 튜브의 내부로 증기를 공급하는 분배덕트, 상기 열 교환 튜브의 내부에서 응축된 물을 수집하는 수집덕트, 상기 증기 터빈에서 발전에 사용된 후 토출되는 증기를 상기 분배덕트로 안내하는 공급덕트, 상기 수집덕트에서 수집된 물을 상기 증기 터빈으로 복귀시키는 회수덕트 및 상기 열 교환 튜브의 외부로 공기를 공급하는 팬을 포함한다.
여기서, 상기 팬은 상기 증기 터빈에서 생산되는 전기의 일부 또는 외부 전력망의 전기를 공급받아 구동된다.
이러한 구성에 따른 종래의 발전장치는 다음과 같은 발전장치 제어방법에 따라 운전된다.
즉, 운전이 시작되면, 상기 노즐로부터 증기가 분사되고, 상기 회전체가 상기 노즐에서 분사되는 증기에 의해 회전되며, 상기 발전기가 상기 회전체에 연동되어 전기를 생산한다.
그리고, 상기 발전기에서 생산된 전기의 일부는 상기 팬으로 공급되고, 나머지는 전기 수요처에 공급된다.
한편, 상기 증기 터빈에서 상기 회전체를 회전시킨 증기는 상기 공급덕트를 통해 상기 분배덕트로 안내되고, 상기 분배덕트로 안내된 증기는 상기 열 교환 튜브의 내부로 유입되고, 상기 열 교환 튜브의 내부로 유입된 증기는 상기 팬으로부터 송풍되어 상기 열 교환 튜브의 외부를 관류하는 공기에 의해 냉각되어 물로 응축된다.
그리고, 상기 열 교환 튜브의 내부에서 응축된 물은 상기 수집덕트에 포집되고, 상기 수집덕트에 포집된 물은 상기 회수덕트를 통해 예를 들어 보일러와 같은 가열장치를 거쳐 상기 증기 터빈으로 복귀된다.
한편, 상기 열 교환 튜브의 외부를 관류하며 가열된 공기는 대기 중으로 발산된다.
그러나, 이러한 종래의 발전장치 및 발전장치 제어방법에 있어서는, 증기 터빈에서 생산되는 전기로 공랭식 응축기의 팬을 구동시킴에 따라, 전기 수요처로 공급되는 전기 공급량이 감소되는 문제점이 있었다.
또한, 열 교환 튜브의 외부를 관류하며 가열된 공기가 대기 중으로 발산되지 않고 열 교환 튜브 측으로 재유입되는 것을 방지하기 위한 차폐구조물이 없을 경우, 공랭식 응축기의 열 교환 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 10-2016-0002643호
따라서, 본 발명은, 증기 터빈에서 생산되어 전기 수요처로 공급되는 전기 공급량을 증가시킬 수 있는 발전장치 및 발전장치 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 공랭식 응축기의 열 교환 성능 저하를 방지할 수 있는 발전장치 및 발전장치 제어방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 증기가 갖는 에너지로부터 전기를 생산하는 증기 터빈; 및 상기 증기 터빈으로부터 토출되는 증기와 외기 사이 열 교환을 발생시키는 공랭식 응축기;를 포함하고, 상기 공랭식 응축기는, 열 교환 튜브; 상기 열 교환 튜브의 내부로 증기를 공급하는 분배덕트; 상기 열 교환 튜브의 내부에서 응축된 물을 수집하는 수집덕트; 상기 증기 터빈에서 발전에 사용된 후 토출되는 증기를 상기 분배덕트로 안내하는 공급덕트; 상기 수집덕트에서 수집된 물을 상기 증기 터빈으로 복귀시키는 회수덕트; 상기 열 교환 튜브의 외부로 공기를 공급하는 팬; 및 상기 팬으로부터 송풍되어 상기 열 교환 튜브의 외부를 관류한 공기가 상기 열 교환 튜브 측으로 재유입되는 것을 방지하는 윈드 월; 및 상기 팬의 구동에 소요되는 전기를 공급하기 위해 상기 윈드 월에 입사되는 태양광으로부터 전기를 생산하여 상기 팬에 공급하는 태양광 발전기기;를 포함하는 발전장치를 제공한다.
상기 태양광 발전기기는, 태양광이 갖는 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전소자; 및 상기 태양광 발전소자에서 생산된 전기 중 상기 팬의 구동에 사용되고 남은 전기를 저장하고 상기 팬에 전기를 공급하는 태양광 배터리;를 포함할 수 있다.
상기 윈드 월은, 제1 측벽; 상기 제1 측벽으로부터 절곡되는 제2 측벽; 상기 제2 측벽으로부터 절곡되고 상기 열 교환 튜브를 기준으로 상기 제1 측벽의 반대측에 위치되는 제3 측벽; 및 상기 제3 측벽으로부터 절곡되고 상기 열 교환 튜브를 기준으로 상기 제2 측벽의 반대측에 위치되며 상기 제1 측벽과 연결되는 제4 측벽;을 포함하고, 상기 제1 측벽, 상기 제2 측벽, 상기 제3 측벽 및 상기 제4 측벽은 각각 상기 열 교환 튜브에 대향되는 내벽면 및 상기 내벽면의 배면을 이루는 외벽면을 포함하고, 상기 태양광 발전소자는 상기 제1 측벽, 상기 제2 측벽, 상기 제3 측벽 및 상기 제4 측벽 중 일부의 외벽면에 설치될 수 있다.
상기 태양광 발전소자는 상기 제1 측벽, 상기 제2 측벽, 상기 제3 측벽 및 상기 제4 측벽 중 일조량이 사전에 결정된 값 이상인 측벽의 외벽면에 설치될 수 있다.
상기 공급덕트는 상기 분배덕트와 연결되는 공급덕트 출구부를 포함하고, 상기 공급덕트 출구부는 상기 제1 측벽, 상기 제2 측벽, 상기 제3 측벽 및 상기 제4 측벽 중 상기 태양광 발전소자가 설치되지 않는 측벽을 기준으로 상기 열 교환 튜브의 반대측에 형성될 수 있다.
상기 제1 측벽, 상기 제2 측벽, 상기 제3 측벽 및 상기 제4 측벽 중 상기 태양광 발전소자가 설치되는 측벽의 외벽면은 지면에 평행한 기준평면과 이루는 각도가 가변되게 형성될 수 있다.
상기 제1 측벽, 상기 제2 측벽, 상기 제3 측벽 및 상기 제4 측벽 중 둘 이상의 측벽에 상기 태양광 발전소자가 설치되고, 상기 태양광 발전소자가 설치되는 측벽의 외벽면들은 상기 기준평면과 이루는 각도가 서로 독립적으로 가변되게 형성될 수 있다.
상기 태양광 발전소자가 설치되는 외벽면들은 각각 태양에 대향되도록 상기 기준평면과 이루는 각도가 가변될 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기 증기 터빈에서 전기를 생산하고, 상기 팬을 회전시키는 제1 단계; 상기 열 교환 튜브로부터 상기 수집덕트로 토출되는 물의 온도인 출구온도를 측정하는 제2 단계; 상기 출구온도를 사전에 결정된 제1 온도 및 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도와 비교하는 제3 단계; 상기 출구온도가 상기 제1 온도 초과인 경우 상기 팬의 RPM을 증가시키고, 상기 출구온도가 상기 제2 온도 미만인 경우 상기 팬의 RPM을 감소시키고, 상기 출구온도가 상기 제1 온도 이상 상기 제2 온도 미만인 경우 상기 팬의 RPM을 유지시키는 제4 단계; 상기 팬의 전기 수요량을 상기 태양광 발전소자의 전기 공급량 및 상기 태양광 발전기기의 태양광 배터리의 전기 저장량과 비교하는 제5 단계; 상기 팬의 전기 수요량에 따라 상기 증기 터빈의 전기 생산량, 상기 태양광 발전소자의 전기 생산량 및 상기 태양광 배터리의 전기 저장량으로부터 상기 팬에 공급한 전기와 전기 수요처에 공급할 전기를 결정하는 제6 단계; 및 운전 중지 명령 수령 여부를 판단하는 제7 단계;를 포함하고, 운전이 시작되면 상기 제1 단계, 상기 제2 단계, 상기 제3 단계, 상기 제4 단계, 상기 제5 단계, 상기 제6 단계 및 상기 제7 단계를 순차적으로 실행하고, 상기 제7 단계에서 운전 중지 명령이 수령되었다고 판단되면 운전을 중지하고, 상기 제7 단계에서 운전 중지 명령이 수령되지 않았다고 판단되면 상기 제2 단계로 복귀하는 발전장치 제어방법을 제공한다.
상기 제1 단계(S1)에서, 상기 증기 터빈(100)이 제1 전기 생산량(G1)만큼 전기를 생산하고, 상기 팬(260)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)으로 회전 가능한 최대 RPM으로 회전될 수 있다.
상기 제6 단계(S6)에서, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 이하인 경우, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 적어도 일부로 상기 팬(260)을 구동하고, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 나머지로 상기 태양광 배터리를 충전하며, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급할 수 있다.
상기 제6 단계(S6)에서, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)을 초과하되 그 초과분이 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4) 이하인 경우, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부 및 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 적어도 일부로 상기 팬(260)을 구동하고, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급할 수 있다.
상기 제6 단계(S6)에서, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)과 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 합을 초과하는 경우, 상기 증기 터빈(100)에서 그 초과분에 대응되는 제2 전기 생산량(G2)만큼 전기를 추가 생산하고, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부, 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 전부 및 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부로 상기 팬(260)을 구동하고, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급할 수 있다.
또는, 상기 제1 단계(S1)에서, 상기 증기 터빈(100)이 제1 전기 생산량(G1)과 제2 전기 생산량(G2)의 합만큼 전기를 생산하고, 상기 팬(260)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)으로 회전 가능한 최대 RPM으로 회전될 수 있다.
상기 제6 단계(S6)에서, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2) 이하인 경우, 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 적어도 일부로 상기 팬(260)을 구동하고, 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 나머지 및 상기 태양광 발전소자(232)의 전기 생산량(G3)로 상기 태양광 배터리를 충전하며, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급할 수 있다.
상기 제6 단계(S6)에서, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)을 초과하되 그 초과분이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 이하인 경우, 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부 및 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 적어도 일부로 상기 팬(260)을 구동하고, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 나머지로 상기 태양광 배터리를 충전하며, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급할 수 있다.
상기 제6 단계(S6)에서, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)과 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 합을 초과하되 그 초과분이 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4) 이하인 경우, 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부 및 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 적어도 일부로 상기 팬(260)을 구동하고, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급할 수 있다.
상기 제6 단계(S6)에서, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2), 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 및 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 합을 초과하는 경우, 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부, 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 전부 및 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 일부로 상기 팬(260)을 구동하고, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 나머지를 전기 수요처에 공급할 수 있다.
본 발명에 의한 발전장치 및 발전장치 제어방법은, 증기가 갖는 에너지로부터 전기를 생산하는 증기 터빈; 및 상기 증기 터빈으로부터 토출되는 증기와 외기 사이 열 교환을 발생시키는 공랭식 응축기;를 포함하고, 상기 공랭식 응축기는, 열 교환 튜브; 상기 열 교환 튜브의 내부로 증기를 공급하는 분배덕트; 상기 열 교환 튜브의 내부에서 응축된 물을 수집하는 수집덕트; 상기 증기 터빈에서 발전에 사용된 후 토출되는 증기를 상기 분배덕트로 안내하는 공급덕트; 상기 수집덕트에서 수집된 물을 상기 증기 터빈으로 복귀시키는 회수덕트; 상기 열 교환 튜브의 외부로 공기를 공급하는 팬; 및 상기 팬으로부터 송풍되어 상기 열 교환 튜브의 외부를 관류한 공기가 상기 열 교환 튜브 측으로 재유입되는 것을 방지하는 윈드 월; 및 상기 팬의 구동에 소요되는 전기를 공급하기 위해 상기 윈드 월에 입사되는 태양광으로부터 전기를 생산하여 상기 팬에 공급하는 태양광 발전기기;를 포함함으로써, 상기 증기 터빈에서 생산되는 전기 중 상기 팬에 공급되는 전기의 양을 감소시킬 수 있다. 이에 의하여, 증기 터빈에서 생산되어 전기 수요처로 공급되는 전기 공급량을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 윈드 월을 포함함에 따라, 공랭식 응축기의 열 교환 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전장치를 도시한 계통도,
도 2는 도 1의 발전장치에서 공랭식 응축기를 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 A-A선 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전장치를 도시한 계통도,
도 5는 도 1 또는 도 4의 발전장치를 제어하기 위한 발전장치 제어방법의 일 실시예를 도시한 순서도,
도 6은 도 1 또는 도 4의 발전장치를 제어하기 위한 발전장치 제어방법의 다른 실시예를 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명에 의한 발전장치 및 발전장치 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전장치를 도시한 계통도이고, 도 2는 도 1의 발전장치에서 공랭식 응축기를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이며, 도 5는 도 1의 발전장치를 제어하기 위한 발전장치 제어방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다. 여기서, 도 1의 실선은 증기 및 물의 흐름을 도시한 것이고, 도 1의 점선은 전기의 흐름을 도시한 것이다.
도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전장치는, 증기가 갖는 에너지로부터 전기를 생산하는 증기 터빈(100) 및 상기 증기 터빈(100)으로부터 토출되는 증기와 외기 사이 열 교환을 발생시키는 공랭식 응축기(200)를 포함할 수 있다.
상기 증기 터빈(100)은, 증기를 분사하는 노즐, 상기 노즐에서 분사되는 증기에 의해 회전되며 증기의 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 회전체, 상기 회전체와 함께 회전되며 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전기를 포함할 수 있다.
상기 공랭식 응축기(200)는, 열 교환 튜브(230), 상기 열 교환 튜브(230)의 내부로 증기를 공급하는 분배덕트(220), 상기 열 교환 튜브(230)의 내부에서 응축된 물을 수집하는 수집덕트(240), 상기 증기 터빈(100)에서 발전에 사용된 후 토출되는 증기를 상기 분배덕트(220)로 안내하는 공급덕트(210), 상기 수집덕트(240)에서 수집된 물을 상기 증기 터빈(100)으로 복귀시키는 회수덕트(250) 및 상기 열 교환 튜브(230)의 외부로 공기를 공급하는 팬(260)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 증기 터빈(100)은 제1 공간에 형성되고, 상기 제1 공간과 이격된 제2 공간에는 상기 분배덕트(220), 상기 열 교환 튜브(230), 상기 수집덕트(240), 상기 팬(260), 후술할 윈드 월(270) 및 후술할 태양광 발전기기(280)가 형성되고, 상기 공급덕트(210)는 상기 제1 공간으로부터 상기 제2 공간까지 연장되며, 상기 회수덕트(250)는 상기 제2 공간으로부터 상기 제1 공간까지 연장될 수 있다.
상기 열 교환 튜브(230)는 지면으로부터 중력 반대 방향으로 사전에 결정된 거리만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 열 교환 튜브(230)의 내부에서 응축된 물이 중력에 의해 원활하게 이동되도록, 상기 분배덕트(220)는 상기 열 교환 튜브(230)의 상방에 형성되고, 상기 수집덕트(240)는 상기 열 교환 튜브(230)의 하방에 형성되고, 상기 열 교환 튜브(230)는 상기 분배덕트(220)로부터 상기 수집덕트(240)까지 연장 형성될 수 있다.
상기 팬(260)은, 공기의 대류 현상을 고려하여, 상기 열 교환 튜브(230)의 하방에 위치되고, 그 팬(260)의 하방으로부터 공기를 흡입하여 그 팬(260)의 상방으로 송풍하도록 형성될 수 있다.
상기 공급덕트(210)는, 상기 제1 공간으로터 상기 제2 공간까지 연장되는 공급덕트 연장부(212)가 설치 비용 저감 및 안전성 향상을 위해 지면에 가깝게 형성되고, 상기 분배덕트(220)에 연결되는 공급덕트 출구부(214)가 상기 공급덕트 연장부(212)로부터 중력 반대 방향으로 연장 형성될 수 있다.
상기 회수덕트(250)는, 상기 수집덕트(240)에 연결되는 회수덕트 입구부가 중력 방향으로 연장 형성되고, 상기 제2 공간으로부터 상기 제1 공간까지 연장되는 회수덕트 연장부가 설치 비용 저감 및 안전성 향상을 위해 지면에 가깝게 형성될 수 있다.
한편, 상기 공랭식 응축기(200)는, 상기 열 교환 튜브(230)의 열 교환 성능 저하 방지를 위해, 상기 팬(260)으로부터 송풍되어 상기 열 교환 튜브(230)의 외부를 관류한 공기가 상기 열 교환 튜브(230) 측으로 재유입되는 것을 방지하는 윈드 월(wind wall)(270)을 더 포함할 수 있다.
상기 윈드 월(270)은 상기 열 교환 튜브(230)의 측부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 윈드 월(270)은, 제1 측벽(272), 상기 제1 측벽(272)으로부터 절곡되는 제2 측벽(274), 상기 제2 측벽(274)으로부터 절곡되고 상기 열 교환 튜브(230)를 기준으로 상기 제1 측벽(272)의 반대측에 위치되는 제3 측벽(276) 및 상기 제3 측벽(276)으로부터 절곡되고 상기 열 교환 튜브(230)를 기준으로 상기 제2 측벽(274)의 반대측에 위치되며 상기 제1 측벽(272)과 연결되는 제4 측벽(278)을 포함할 수 있다.
상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278)은 상기 열 교환 튜브(230)가 수용되는 수용공간을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 윈드 월(270)은, 상기 팬(260)으로부터 상기 열 교환 튜브(230) 측으로 공기가 송풍되도록, 상기 수용공간의 하방이 개구되게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 윈드 월(270)은, 상기 열 교환 튜브(230)와 열 교환된 공기가 대기 중으로 발산되도록, 상기 수용공간의 상방이 개구되게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 윈드 월(270)은, 상기 수용공간의 크기를 최소화하여 상기 윈드 월(270)을 설치하는데 소요되는 비용을 절감하기 위해, 상기 공급덕트 출구부(214)를 수용하지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 공급덕트 출구부(214)가 상기 윈드 월(270)을 기준으로 상기 열 교환 튜브(230)의 반대측에 형성될 수 있다.
한편, 상기 공랭식 응축기(200)는, 상기 증기 터빈(100)으로부터 전기 수요처로 공급되는 전기 공급량이 감소되는 것이 방지되도록, 태양광으로부터 전기를 생산하여 상기 팬(260)에 공급하는 태양광 발전기기(280)를 더 포함하고, 상기 태양광 발전기기(280)는, 태양광이 갖는 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전소자(282) 및 상기 태양광 발전소자(282)에서 생산된 전기 중 상기 팬(260)의 구동에 사용되고 남은 전기를 저장하고 상기 팬(260)에 전기를 공급하는 태양광 배터리(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 태양광 발전기기(280)는, 상기 공랭식 응축기(200) 운영을 위해 확보한 상기 제2 공간의 규모가 상당한 점, 그 제2 공간에 설치되는 상기 윈드 월(270)의 규모가 큰 점, 상기 윈드 월(270)이 지면으로부터 상당히 높은 위치에 형성되는 점 및 상기 윈드 윌의 주변에 그 윈드 월(270)을 가리는 구조물이 없는 점을 고려하여, 최소 비용으로 최대한 많은 전기를 생산하기 위해, 상기 윈드 월(270)에 입사되는 태양광으로부터 전기를 생산하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278)은 각각 상기 열 교환 튜브(230)에 대향되는 내벽면(Fi) 및 상기 내벽면(Fi)의 배면을 이루는 외벽면(Fo)을 포함하고, 상기 태양광 발전소자(282)는 상기 외벽면(Fo)에 설치될 수 있다.
그리고, 상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278) 중 일부에는 태양광이 입사되지만 나머지에는 태양광이 입사되지 않을 수 있고, 이를 고려하여 상기 태양광 발전소자(282)는 상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278) 중 태양광이 입사되는 측벽의 외벽면(Fo)에 설치될 수 있다.
그리고, 상기 태양광이 입사되는 측벽 중 일부는 일조량이 사전에 결정된 값 이상이지만 나머지는 일조량이 사전에 결정된 값 미만일 수 있고, 이를 고려하여 상기 태양광 발전소자(282)는 상기 태양광이 입사되는 측벽 중 일조량이 사전에 결정된 값 이상인 측벽의 외벽면(Fo)에 설치될 수 있다.
여기서, 전술한 바와 같이 상기 공급덕트 출구부(214)는 상기 윈드 월(270)을 기준으로 상기 열 교환 튜브(230)의 반대측에 형성됨에 따라, 상기 윈드 월(270)에 설치되는 상기 태양광 발전소자(282)가 상기 공급덕트 출구부(214)에 가려질 수 있다. 이를 고려하여, 본 실시예의 경우, 상기 공급덕트 출구부(214)는 상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278) 중 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되지 않는 측벽 측에 형성될 수 있다. 즉, 상기 공급덕트 출구부(214)는 상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278) 중 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되지 않는 측벽을 기준으로 상기 열 교환 튜브(230)의 반대측에 형성될 수 있다.
이러한 구성에 따른 본 실시예의 발전장치는 다음과 같이 운전될 수 있다.
즉, 운전이 시작되면, 상기 노즐로부터 증기가 분사되고, 상기 회전체가 상기 노즐에서 분사되는 증기에 의해 회전되며, 상기 발전기가 상기 회전체에 연동되어 전기를 생산할 수 있다.
그리고, 상기 발전기에서 생산된 전기는 기본적으로 전기 수요처에 공급되고, 후술할 바와 같이 상기 팬(260)이 상기 태양광 발전기기(280)의 전기만으로는 구동되기 어려울 경우에만 상기 팬(260)으로 공급될 수 있다.
그리고, 상기 증기 터빈(100)에서 상기 회전체를 회전시킨 증기는 상기 공급덕트(210)를 통해 상기 분배덕트(220)로 안내되고, 상기 분배덕트(220)로 안내된 증기는 상기 열 교환 튜브(230)의 내부로 유입되고, 상기 열 교환 튜브(230)의 내부로 유입된 증기는 상기 팬(260)으로부터 송풍되어 상기 열 교환 튜브(230)의 외부를 관류하는 공기에 의해 냉각되어 물로 응축될 수 있다.
그리고, 상기 열 교환 튜브(230)의 내부에서 응축된 물은 상기 수집덕트(240)에 포집되고, 상기 수집덕트(240)에 포집된 물은 상기 회수덕트(250)를 통해 상기 증기 터빈(100)으로 복귀될 수 있다.
그리고, 상기 열 교환 튜브(230)의 외부를 관류하며 가열된 공기는 대기 중으로 발산되되, 상기 윈드 월(270)에 의해 상기 열 교환 튜브(230)로 재유입되는 것이 방지될 수 있다.
이때, 상기 팬(260)은 기본적으로 상기 태양광 발전기기(280)에서 공급되는 전기에 의해 구동되고, 상기 태양광 발전기기(280)에서 공급되는 전기만으로는 구동이 어려울 경우 그 전기 부족량을 상기 증기 터빈(100)에서 생산된 전기로 충당하여 구동될 수 있다. 그리고, 상기 팬(260)이 상기 증기 터빈(100)에서 생산된 전기의 일부를 사용할 경우에는, 전기 수요처로 공급되는 전기 공급량이 감소되는 것을 방지하도록 상기 증기 터빈(100)의 부하가 증가될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 발전장치는, 도 5에 도시된 발전장치 제어방법에 따라, 운전이 시작되면 제1 단계(S1), 제2 단계(S2), 제3 단계(S3), 제4 단계(S4), 제5 단계(S5), 제6 단계(S6) 및 제7 단계(S7)를 순차적으로 실행하고, 제7 단계(S7)에서 운전 중지 명령이 수령되었다고 판단되면 운전을 중지하고, 제7 단계(S7)에서 운전 중지 명령이 수령되지 않았다고 판단되면 제2 단계(S2)로 복귀될 수 있다.
상기 제1 단계(S1)에서는, 상기 증기 터빈(100)이 제1 전기 생산량(G1)만큼 전기를 생산하고, 상기 팬(260)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)으로 회전 가능한 최대 RPM으로 회전될 수 있다.
상기 제2 단계(S2)에서는, 상기 열 교환 튜브(230)로부터 상기 수집덕트(240)로 토출되는 물의 온도인 출구온도(Texit)가 측정될 수 있다.
상기 제3 단계(S3)에서는, 상기 출구온도(Texit)가 사전에 결정된 제1 온도(T1) 및 상기 제1 온도(T1)보다 낮은 제2 온도(T2)와 비교될 수 있다.
상기 제4 단계(S4)에서는, 상기 출구온도(Texit)가 상기 제1 온도(T1) 초과인 경우, 상기 팬(260)의 RPM이 증가되고, 이때 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 산출될 수 있다.
그리고, 상기 제4 단계(S4)에서는, 상기 출구온도(Texit)가 상기 제2 온도(T2) 미만인 경우, 상기 팬(260)의 RPM이 감소되고, 이때 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 산출될 수 있다.
그리고, 상기 제4 단계(S4)에서는, 상기 출구온도(Texit)가 상기 제1 온도(T1) 이상 상기 제2 온도(T2) 미만인 경우, 상기 팬(260)의 RPM이 유지되고, 이때 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 산출될 수 있다.
상기 제5 단계(S5)에서는, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 및 상기 태양광 배터리(미도시)의 전기 저장량(G4) 저장량(G4)과 비교될 수 있다.
상기 제6 단계(S6)에서는, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 이하인 경우, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 적어도 일부로 상기 팬(260)이 구동되고, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 나머지로 상기 태양광 배터리(미도시)가 충전되며, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부가 전기 수요처에 공급될 수 있다.
그리고, 상기 제6 단계(S6)에서는, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)을 초과하되 그 초과분이 상기 태양광 배터리(미도시)의 전기 저장량(G4) 이하인 경우, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부 및 상기 태양광 배터리(미도시)의 전기 저장량(G4)의 적어도 일부로 상기 팬(260)이 구동되며, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부가 전기 수요처에 공급될 수 있다.
그리고, 상기 제6 단계(S6)에서는, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)과 상기 태양광 배터리(미도시)의 전기 저장량(G4)의 합을 초과하는 경우, 상기 증기 터빈(100)에서 그 초과분에 대응되는 제2 전기 생산량(G2)만큼 전기를 추가 생산하고, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부, 상기 태양광 배터리(미도시)의 전기 저장량(G4)의 전부 및 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부로 상기 팬(260)이 구동되고, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부가 전기 수요처에 공급될 수 있다.
상기 제7 단계(S7)에서는, 운전 중지 명령 수령 여부가 판단될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 발전장치 및 발전장치 제어방법은, 상기 팬(260)의 구동에 소요되는 전기의 적어도 일부가 태양광으로부터 조달됨에 따라, 상기 증기 터빈(100)에서 생산되는 전기 중 상기 팬(260)에 공급되는 전기의 양이 감소될 수 있다. 이에 의하여, 증기 터빈(100)에서 생산되어 전기 수요처로 공급되는 전기 공급량이 증가될 수 있다.
그리고, 상기 공랭식 응축기(200)가 상기 태양광 발전기기(280)를 포함함에 따라 다음과 같은 다양한 효과를 더 얻을 수 있다.
즉, 상기 공랭식 응축기(200)는, 상기 열 교환 튜브(230)에서 토출되는 물의 온도가 사전에 결정된 온도 범위 내에 포함되도록, 외기 온도가 높을 때(예를 들어, 낮, 여름철)에 상기 팬(260)의 RPM이 증가되어 상기 팬(260)의 전력 수요가 증가되고, 외기 온도가 낮을 때(예를 들어, 밤, 겨울철)에 상기 팬(260)의 RPM이 감소되어 상기 팬(260)의 전력 수요가 감소되는 특징이 있다. 그리고, 상기 태양광 발전기기(280)는, 외기 온도가 높을 때(예를 들어, 낮, 여름철)에 많은 전기를 생산하고, 외기 온도가 낮을 때(예를 들어, 아침, 저녁, 겨울철)에 적은 전기를 생산하는 특징이 있다. 그런데, 상기 태양광 발전기기(280)에서 생산되는 전기로 상기 팬(260)을 구동하도록 구성됨에 따라, 외기 온도가 높을 때 전기 수요처로 공급되는 전기 공급량 급감을 억제할 수 있다.
또한, 상기 증기 터빈(100)과 연결되는 상기 공랭식 응축기(200)는 상당히 규모가 커서 그 공랭식 응축기(200) 설치에 필요한 면적을 확보하는데 상당한 비용이 소요된다. 그리고, 상기 태양광 발전기기(280)는 전기 생산량이 상기 태양광 발전소자(282)의 면적에 비례하므로 많은 전기를 생산하기 위해서는 그 태양광 발전소자(282)의 면적이 증가되어야 하고, 이 경우 그 면적을 확보하는데 상당한 비용이 소요된다. 그런데, 상기 태양광 발전소자(282)가 상기 윈드 월(270)에 설치됨에 따라, 부지 활용도가 향상되어, 면적 확보에 소요되는 비용이 절감될 수 있다.
또한, 상기 윈드 월(270)은 주변 구조물이 없는 부지의 지면으로부터 상당히 높은 곳에 설치될 뿐만 아니라 그 면적이 상당히 넓으므로 태양광을 받는데 이점이 있고, 이러한 상기 윈드 월(270)에 상기 태양광 발전소자(282)가 설치됨에 따라, 태양광으로부터 더욱 많은 전기를 생산할 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되는 측벽의 외벽면(Fo)은 지면에 평행한 기준평면과 이루는 각도가 일정하게 형성되나, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되는 측벽의 외벽면(Fo)은 기준평면과 이루는 각도가 가변되게 형성될 수도 있다. 즉, 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되는 측벽은, 상기 외벽면(Fo)을 포함하는 외벽부(Wo) 및 상기 내벽면(Fi)을 포함하는 내벽부(Wi)를 포함하고, 상기 외벽부(Wo)가 상기 내벽부(Wi)에 힌지 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되는 외벽면(Fo)이 태양에 대향되도록(태양광 입사방향이 태양광 발전소자(282)의 입사면에 대략 수직이 되도록) 상기 기준평면과 이루는 각도가 조절될 수 있고, 이에 따라 태양광으로부터 생산되는 전기의 양이 증가될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278) 중 둘 이상의 측벽에 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되고, 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되는 측벽의 외벽면(Fo)들이 상기 기준평면과 이루는 각도가 서로 독립적으로 가변되게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되는 외벽면(Fo)들이 각각 태양에 대향되도록(태양광 입사방향이 태양광 발전소자(282)의 입사면에 대략 수직이 되도록) 상기 기준평면과 이루는 각도가 조절될 수 있고, 이에 따라 태양광으로부터 생산되는 전기의 양이 더욱 증가될 수 있다. 특히, 각도 조절이 이루어지지 않는다면 외벽면(Fo)이 태양에 대향되지 않는 측벽(북측에 배치되는 측벽)에도 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되고, 그 측벽의 각도가 조절됨으로써, 그 측벽에 설치된 태양광 발전소자(282)에 태양광이 입사되어, 태양광으로부터 생산되는 전기의 양이 더욱 증가될 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 소내 전력 수급이 유동적으로 조절 가능한 것을 전제로 하여 도 5에 도시된 발전장치 제어방법에 따라 운전되게 형성된다. 하지만, 소내 전력 수급이 유동적으로 조절되기 어려운 경우에는 도 6에 도시된 발전장치 제어방법에 따라 운전되게 형성될 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 발전장치 제어방법은, 전술한 도 5의 발전장치 제어방법과 유사하게 제1 단계(S1) 내지 제7 단계(S7)를 포함하되, 제1 단계(S1), 제5 단계(S5) 및 제6 단계(S6)에서 도 5의 발전장치 제어방법과 상이하게 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 단계(S1)에서는, 상기 증기 터빈(100)에서 제1 전기 생산량(G1)과 제2 전기 생산량(G2)의 합만큼 전기를 생산하고, 상기 팬(260)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)으로 회전 가능한 최대 RPM으로 회전될 수 있다.
제5 단계(S5)에서는, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2), 상기 태양광 발전기기(280)의 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 및 상기 태양광 발전기기(280)의 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)과 비교될 수 있다.
제6 단계(S6)에서는, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2) 이하인 경우, 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 적어도 일부로 상기 팬(260)이 구동되고, 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 나머지 및 상기 태양광 발전소자(232)의 전기 생산량(G3)으로 상기 태양광 배터리가 충전되며, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부가 전기 수요처에 공급될 수 있다.
그리고, 상기 제6 단계(S6)에서는, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)을 초과하되 그 초과분이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 이하인 경우, 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부 및 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 적어도 일부로 상기 팬(260)이 구동되고, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 나머지로 상기 태양광 배터리가 충전되며, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부가 전기 수요처에 공급될 수 있다.
그리고, 상기 제6 단계(S6)에서는, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)과 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 합을 초과하되 그 초과분이 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4) 이하인 경우, 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부 및 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 적어도 일부로 상기 팬(260)이 구동되고, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부가 전기 수요처에 공급될 수 있다.
그리고, 상기 제6 단계(S6)에서는, 상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2), 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 및 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 합을 초과하는 경우, 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부, 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 전부 및 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 일부로 상기 팬(260)이 구동되고, 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 나머지가 전기 수요처에 공급될 수 있다.
100: 증기 터빈 200: 공랭식 응축기
210: 공급덕트 214: 공급덕트 출구부
220: 분배덕트 230: 열 교환 튜브
240: 수집덕트 250: 회수덕트
260: 팬 270: 윈드 월
272: 제1 측벽 274: 제2 측벽
276: 제3 측벽 278: 제4 측벽
280: 태양광 발전기기 282: 태양광 발전소자

Claims (18)

  1. 증기가 갖는 에너지로부터 전기를 생산하는 증기 터빈(100); 및
    상기 증기 터빈(100)으로부터 토출되는 증기와 외기 사이 열 교환을 발생시키는 공랭식 응축기(200);를 포함하고,
    상기 공랭식 응축기(200)는,
    열 교환 튜브(230);
    상기 열 교환 튜브(230)의 내부로 증기를 공급하는 분배덕트(220);
    상기 열 교환 튜브(230)의 내부에서 응축된 물을 수집하는 수집덕트(240);
    상기 증기 터빈(100)에서 발전에 사용된 후 토출되는 증기를 상기 분배덕트(220)로 안내하는 공급덕트(210);
    상기 수집덕트(240)에서 수집된 물을 상기 증기 터빈(100)으로 복귀시키는 회수덕트(250);
    상기 열 교환 튜브(230)의 외부로 공기를 공급하는 팬(260);
    상기 팬(260)으로부터 송풍되어 상기 열 교환 튜브(230)의 외부를 관류한 공기가 상기 열 교환 튜브(230) 측으로 재유입되는 것을 방지하는 윈드 월(270); 및
    상기 팬(260)의 구동에 소요되는 전기를 공급하기 위해 상기 윈드 월(270)에 입사되는 태양광으로부터 전기를 생산하여 상기 팬(260)에 공급하는 태양광 발전기기(280);를 포함하되,
    상기 태양광 발전기기(280)는,
    태양광이 갖는 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전소자(282); 및
    상기 태양광 발전소자(282)에서 생산된 전기 중 상기 팬(260)의 구동에 사용되고 남은 전기를 저장하고 상기 팬(260)에 전기를 공급하는 태양광 배터리;를 포함하되,
    상기 윈드 월(270)은,
    제1 측벽(272);
    상기 제1 측벽(272)으로부터 절곡되는 제2 측벽(274);
    상기 제2 측벽(274)으로부터 절곡되고 상기 열 교환 튜브(230)를 기준으로 상기 제1 측벽(272)의 반대측에 위치되는 제3 측벽(276); 및
    상기 제3 측벽(276)으로부터 절곡되고 상기 열 교환 튜브(230)를 기준으로 상기 제2 측벽(274)의 반대측에 위치되며 상기 제1 측벽(272)과 연결되는 제4 측벽(278);을 포함하고,
    상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278)은 각각 상기 열 교환 튜브(230)에 대향되는 내벽면(Fi) 및 상기 내벽면(Fi)의 배면을 이루는 외벽면(Fo)을 포함하고,
    상기 태양광 발전소자(282)는 상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278) 중 일부의 외벽면(Fo)에 설치되되,
    상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278) 중 둘 이상의 측벽에 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되고, 설치된 측벽의 외벽면(Fo)은 지면에 평행한 기준평면과 이루는 각도가 독립적으로 가변되되, 각각 태양에 대향되도록 상기 기준평면과 이루는 각도가 가변되는 것을 특징으로 하는 발전장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 발전소자(282)는 상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278) 중 일조량이 사전에 결정된 값 이상인 측벽의 외벽면(Fo)에 설치되는 발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공급덕트(210)는 상기 분배덕트(220)와 연결되는 공급덕트 출구부(214)를 포함하고,
    상기 공급덕트 출구부(214)는 상기 제1 측벽(272), 상기 제2 측벽(274), 상기 제3 측벽(276) 및 상기 제4 측벽(278) 중 상기 태양광 발전소자(282)가 설치되지 않는 측벽을 기준으로 상기 열 교환 튜브(230)의 반대측에 형성되는 발전장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 따른 발전장치를 제어하는 발전장치 제어방법으로서,
    상기 증기 터빈(100)에서 전기를 생산하고, 상기 팬(260)을 회전시키는 제1 단계(S1);
    상기 열 교환 튜브(230)로부터 상기 수집덕트(240)로 토출되는 물의 온도인 출구온도(Texit)를 측정하는 제2 단계(S2);
    상기 출구온도(Texit)를 사전에 결정된 제1 온도(T1) 및 상기 제1 온도(T1)보다 낮은 제2 온도(T2)와 비교하는 제3 단계(S3);
    상기 출구온도(Texit)가 상기 제1 온도(T1) 초과인 경우 상기 팬(260)의 RPM을 증가시키고, 상기 출구온도(Texit)가 상기 제2 온도(T2) 미만인 경우 상기 팬(260)의 RPM을 감소시키고, 상기 출구온도(Texit)가 상기 제1 온도(T1) 이상 상기 제2 온도(T2) 미만인 경우 상기 팬(260)의 RPM을 유지시키는 제4 단계(S4);
    상기 팬(260)의 전기 수요량(D)을 상기 태양광 발전기기(280)의 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 및 상기 태양광 발전기기(280)의 태양광 배터리에 저장되어 있는 전기 저장량(G4)과 비교하는 제5 단계(S5);
    상기 팬(260)의 전기 수요량(D)에 따라 상기 증기 터빈(100)의 전기 생산량(G1, G2), 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 및 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)으로부터 상기 팬(260)에 공급한 전기와 전기 수요처에 공급할 전기를 결정하는 제6 단계(S6); 및
    운전 중지 명령 수령 여부를 판단하는 제7 단계(S7);를 포함하고,
    운전이 시작되면 상기 제1 단계(S1), 상기 제2 단계(S2), 상기 제3 단계(S3), 상기 제4 단계(S4), 상기 제5 단계(S5), 상기 제6 단계(S6) 및 상기 제7 단계(S7)를 순차적으로 실행하고, 상기 제7 단계(S7)에서 운전 중지 명령이 수령되었다고 판단되면 운전을 중지하고, 상기 제7 단계(S7)에서 운전 중지 명령이 수령되지 않았다고 판단되면 상기 제2 단계(S2)로 복귀하는 발전장치 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 단계(S1)에서,
    상기 증기 터빈(100)이 제1 전기 생산량(G1)만큼 전기를 생산하고,
    상기 팬(260)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)으로 회전 가능한 최대 RPM으로 회전되는 발전장치 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제6 단계(S6)에서,
    상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 이하인 경우,
    상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 적어도 일부로 상기 팬(260)을 구동하고,
    상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 나머지로 상기 태양광 배터리를 충전하며,
    상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급하는 발전장치 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제6 단계(S6)에서,
    상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)을 초과하되 그 초과분이 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4) 이하인 경우,
    상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부 및 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 적어도 일부로 상기 팬(260)을 구동하고,
    상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급하는 발전장치 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제6 단계(S6)에서,
    상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)과 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 합을 초과하는 경우,
    상기 증기 터빈(100)에서 그 초과분에 대응되는 제2 전기 생산량(G2)만큼 전기를 추가 생산하고,
    상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부, 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 전부 및 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부로 상기 팬(260)을 구동하고,
    상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급하는 발전장치 제어방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1 단계(S1)에서,
    상기 증기 터빈(100)이 제1 전기 생산량(G1)과 제2 전기 생산량(G2)의 합만큼 전기를 생산하고,
    상기 팬(260)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)으로 회전 가능한 최대 RPM으로 회전되는 발전장치 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제6 단계(S6)에서,
    상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2) 이하인 경우,
    상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 적어도 일부로 상기 팬(260)을 구동하고,
    상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 나머지 및 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)로 상기 태양광 배터리를 충전하며,
    상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급하는 발전장치 제어방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제6 단계(S6)에서,
    상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)을 초과하되 그 초과분이 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 이하인 경우,
    상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부 및 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 적어도 일부로 상기 팬(260)을 구동하고,
    상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 나머지로 상기 태양광 배터리를 충전하며,
    상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급하는 발전장치 제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제6 단계(S6)에서,
    상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)과 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 합을 초과하되 그 초과분이 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4) 이하인 경우,
    상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부 및 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 적어도 일부로 상기 팬(260)을 구동하고,
    상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 전부를 전기 수요처에 공급하는 발전장치 제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제6 단계(S6)에서,
    상기 팬(260)의 전기 수요량(D)이 상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2), 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3) 및 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 합을 초과하는 경우,
    상기 증기 터빈(100)의 제2 전기 생산량(G2)의 전부, 상기 태양광 발전소자(282)의 전기 생산량(G3)의 전부, 상기 태양광 배터리의 전기 저장량(G4)의 전부 및 상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 일부로 상기 팬(260)을 구동하고,
    상기 증기 터빈(100)의 제1 전기 생산량(G1)의 나머지를 전기 수요처에 공급하는 발전장치 제어방법.
KR1020170160124A 2017-11-28 2017-11-28 발전장치 및 발전장치 제어방법 KR101990705B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170160124A KR101990705B1 (ko) 2017-11-28 2017-11-28 발전장치 및 발전장치 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170160124A KR101990705B1 (ko) 2017-11-28 2017-11-28 발전장치 및 발전장치 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190061590A KR20190061590A (ko) 2019-06-05
KR101990705B1 true KR101990705B1 (ko) 2019-09-30

Family

ID=66844711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170160124A KR101990705B1 (ko) 2017-11-28 2017-11-28 발전장치 및 발전장치 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101990705B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002168498A (ja) * 2000-11-29 2002-06-14 Sanyo Electric Co Ltd ソーラーパネルを備えた空気調和装置
JP2007100687A (ja) * 2004-12-07 2007-04-19 Denso Corp 熱発電装置、電源制御装置、及びその電力管理方法
KR101696297B1 (ko) * 2016-09-08 2017-01-13 지이큐솔루션 주식회사 에너지 절감형 열병합 발전 시스템

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9551532B2 (en) 2012-05-23 2017-01-24 Spx Dry Cooling Usa Llc Modular air cooled condenser apparatus and method
KR20140111118A (ko) * 2013-03-07 2014-09-18 주식회사 디케이 최대수요전력 보상기능을 가지는 태양광 발전 시스템 및 그 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002168498A (ja) * 2000-11-29 2002-06-14 Sanyo Electric Co Ltd ソーラーパネルを備えた空気調和装置
JP2007100687A (ja) * 2004-12-07 2007-04-19 Denso Corp 熱発電装置、電源制御装置、及びその電力管理方法
KR101696297B1 (ko) * 2016-09-08 2017-01-13 지이큐솔루션 주식회사 에너지 절감형 열병합 발전 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190061590A (ko) 2019-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2007358778B2 (en) Autonomous power supply system
US7821151B2 (en) Hybrid solar thermal chimney
JP6373794B2 (ja) 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法
CN104682832B (zh) 一种野外营区能源供给系统
WO2009009701A2 (en) Lateral wind turbine
US10612522B2 (en) Photovoltaic-wind hybrid turbine system
KR101385776B1 (ko) 복합 에너지 제어를 통한 냉, 난방 시스템
US20110121575A1 (en) Systems, methods, and kits for power generation
RU2446362C2 (ru) Способ и устройство получения электроэнергии
US20110291424A1 (en) System for generating electricity
KR101990705B1 (ko) 발전장치 및 발전장치 제어방법
RU2499913C1 (ru) Ветроэнергетическая установка с обогреваемым диффузорным ускорителем
CN106321361A (zh) 一种太阳能加热风力发电循环系统及其控制方法
KR101193333B1 (ko) 태양전지를 이용한 창문형 전력발생장치
US20210140403A1 (en) Unit to facilitate the generation of electric power from solar and wind energy
KR20190030240A (ko) 풍력 및 태양광 발전시스템 및 그 제어 방법
GB2452787A (en) Power generation system
CN204244139U (zh) 一种风光互补发电系统
KR20130062007A (ko) 풍력발전기용 블레이드의 아이싱 방지장치 및 방지방법
CA2975109C (en) Solar and wind energy collection system and method
KR102041424B1 (ko) 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템
KR20100004528A (ko) 폐바람을 이용한 풍력발전장치
KR20160001338U (ko) 타워형 풍력 및 태양광 복합발전기
KR101609996B1 (ko) 태양열 발전용 에너지저장시스템
US11035341B1 (en) System and method for restarting a wind turbine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant