KR102047437B1 - 가스터빈을 이용한 복합 발전설비 - Google Patents

가스터빈을 이용한 복합 발전설비 Download PDF

Info

Publication number
KR102047437B1
KR102047437B1 KR1020170170419A KR20170170419A KR102047437B1 KR 102047437 B1 KR102047437 B1 KR 102047437B1 KR 1020170170419 A KR1020170170419 A KR 1020170170419A KR 20170170419 A KR20170170419 A KR 20170170419A KR 102047437 B1 KR102047437 B1 KR 102047437B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
steam
heat
gas turbine
fuel
Prior art date
Application number
KR1020170170419A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190069994A (ko
Inventor
강진수
Original Assignee
주식회사 포스코건설
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 주식회사 포스코건설 filed Critical 주식회사 포스코건설
Priority to KR1020170170419A priority Critical patent/KR102047437B1/ko
Publication of KR20190069994A publication Critical patent/KR20190069994A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102047437B1 publication Critical patent/KR102047437B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/18Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02Profiting from waste heat of exhaust gases
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

본 발명은 가스터빈을 이용한 복합 발전설비에 관한 것으로서, 스팀을 이용하여 승온된 급수를 사용하고 가스의 연소에 의해 회전되는 가스 터빈부와, 회전에 의해 발전되는 가스 발전부와, 연료를 승온시키도록 열교환되는 연료용 열교환부와, 배출열을 회수하도록 열교환되는 제1 배열회수 열교환부와,배출수를 열교환시키는 배출수 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 스팀터빈의 발전설비에 가스 터빈부와 가스 발전부와 연료용 열교환부와 제1 배열회수 열교환부와 배출수 열교환부를 구비한 가스터빈 발전설비를 병합하여 복합적을 발전함으로써, 화력발전소의 전체 시스템을 재구성하여 발전출력 및 발전효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

가스터빈을 이용한 복합 발전설비{POWER PLANT SYSYEM COMBINED WITH GAS TURBINE}
본 발명은 가스터빈을 이용한 복합 발전설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스팀터빈 시스템과 가스터빈 시스템을 병합해서 발전하는 가스터빈을 이용한 복합 발전설비에 관한 것이다.
일반적으로 화력 발전은 석탄, 석유, 가스 등의 화석 연료를 연소시켜서 얻는 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸어 이를 다시 전기 에너지로 변환하는 방식의 발전을 말한다.
화력 발전 방식으로는 연료를 연소시켜 발생한 열로 물을 가열하여 스팀으로 만든 후 이 스팀을 이용하여 발전기와 연결된 스팀 터빈을 구동시키는 발전 방식과, 디젤 기관 등의 내연 기관을 이용하여 발전기를 구동시키는 발전 방식 및 가스 터빈을 원동기로 사용하는 발전 방식 등이 있다.
이러한 화력 발전소의 터빈 설비는 작동 스팀이나 가스를 이용한 열역학적 싸이클에서 작동 매체의 열에너지를 기계적 에너지로 변환하여 발전기를 회전시킴으로써 전기를 생성하는 장치로서, 발전소에서는 주로 스팀 터빈과 가스 터빈 등이 사용된다.
스팀 터빈은 고압 스팀이 가진 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸는 기관을 말하며, 작동 원리는 보일러에서 만들어진 고온 고압의 스팀을 노즐이나 고정 날개에서 분출 팽창시킴으로써 스팀 흐름을 가속시켜, 회전 날개에 부딪치도록 하면 그 반동으로 회전 날개가 회전하며 발생되는 회전력을 궁극적으로 전기적 에너지로 변환하게 된다.
최근에는 수십년 동안 운영된 화력발전소의 경우 보일러, 터빈 기타 주요기기의 노후화로 인하여 발전출력의 감소 및 효율이 저하된 상태이며, 환경개선등 사회적인 요구로 배기가스 배출기준이 점차 강화되는 추세가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0129187호 (2014년11월06일) 대한민국 등록특허 제10-1332101호 (2013년11월21일) 대한민국 등록특허 제10-1424155호 (2014년08월06일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 기존 노후화된 화력발전소에 가스터빈을 추가하여 발전소 전체 시스템을 재구성을 통해 발전출력 및 발전효율을 향상시킬 수 있는 복합 발전설비를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가스터빈 출구에서 배출되는 배열을 회수하여 가스터빈에 소요되는 연료 가열용 온수 생산 및 가스터빈 공급수 생산, 기존 보일러 공급수 가열에 활용하여 스팀터빈의 출력을 증가시키는 동시에 스팀터빈의 발전효율을 증가시킬 수 있는 가스터빈을 이용한 복합 발전설비를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가스터빈에 공급되는 연료가스를 압축시켜 가스연료의 연소효율을 향상시키는 동시에 이로인해 연소가스의 발전효율을 향상시킬 수 있는 가스터빈을 이용한 복합 발전설비를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 배출수를 폐순환시켜 열손실을 감소시키는 동시에 재활용 성능을 향상시킬 수 있는 가스터빈을 이용한 복합 발전설비를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가스 터빈부에서 고온고압수가 NOx를 저감시키는 동시에 열교환에 의해 연소효율을 향상시킬 수 있는 가스터빈을 이용한 복합 발전설비를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연료의 연소에 의해 스팀을 발생시키는 스팀 보일러와, 공급된 스팀에 의해 회전되는 스팀 터빈과, 회전되는 스팀 터빈에 연결된 스팀 발전기와, 배출된 스팀을 1차로 열교환시키는 제1 스팀 열교환기와, 배출된 스팀을 2차로 열교환시키는 제2 스팀 열교환기와, 열교환에 의해 승온된 급수에서 용존산소를 제거하는 탈기기와, 배출된 스팀을 3차로 열교환시키는 제3 스팀 열교환기를 구비한 복합 발전설비로서, 상기 제1 내지 제3 스팀 열교환기에서 배출된 스팀을 이용하여 승온된 급수를 사용하고 가스의 연소에 의해 회전되는 가스 터빈부(10); 상기 가스 터빈부(10)에 연결되어, 회전에 의해 발전되는 가스 발전부(20); 상기 가스 터빈부(10)의 상류에 연결되어, 연료를 승온시키도록 열교환되는 연료용 열교환부(30); 상기 가스 터빈부(10)의 하류에 연결되되 상기 탈기기의 하류에 연결되어, 배출열을 회수하도록 열교환되는 제1 배열회수 열교환부(40); 및 상기 제1 배열회수 열교환부(40)의 하류에 연결되되 상기 제1 스팀 열교환기의 하류에 연결되어, 배출수를 열교환시키는 배출수 열교환부(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제1 배열회수 열교환부(40)의 하류에 설치되되 상기 제3 스팀 열교환기의 하류에 설치되어, 공급되는 급수를 열교환에 의해 승온시켜 상기 스팀 보일러에 공급하는 제2 배열회수 열교환부(60);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 연료용 열교환부(30)의 상류에 설치되어 공급되는 연료를 압축하여 승온시키는 연료 압축부(70);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 가스 터빈부(10)의 상류에 연결되어, 가스 연료가 공급되는 공급 배관부(80); 및 상기 연료용 열교환부(30)의 하류에 연결되어, 열교환된 배출수를 배출수 열교환부(50)로 이송하는 이송 배관부(90);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제1 배열회수 열교환부(40)는, NOx저감용 고온고압수가 상기 탈기기의 하류로부터 공급되어 열교환되고 상기 가스 터빈부(10)에 직접 투입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 배출수 열교환부(50)는, 상기 연료용 열교환부(30)와 상기 제1 배열회수 열교환부(40)와 상기 제1 스팀 열교환기로부터 공급된 배출수를 열교환하여 상기 탈기기의 상류에 투입시키는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 스팀터빈의 발전설비에 가스 터빈부와 가스 발전부와 연료용 열교환부와 제1 배열회수 열교환부와 배출수 열교환부를 구비한 가스터빈 발전설비를 병합하여 복합적을 발전함으로써, 화력발전소의 전체 시스템을 재구성하여 발전출력 및 발전효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 제1 배열회수 열교환부와 스팀 열교환기의 하류에서 급수를 제2 배열회수 열교환부의 열교환에 의해 승온시켜 스팀 보일러에 공급함으로써, 가스터빈 출구에서 배출되는 배열을 회수하여 가스터빈에 소요되는 연료 가열용 온수 생산 및 가스터빈 공급수 생산, 기존 보일러 공급수 가열에 활용하여 스팀터빈의 출력을 증가시키는 동시에 스팀터빈의 발전효율을 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 연료용 열교환부의 상류에서 연료를 압축하여 승온시켜 공급하는 연료 압축부를 더 구비함으로써, 가스터빈에 공급되는 연료가스를 압축시켜 가스연료의 연소효율을 향상시키는 동시에 이로인해 연소가스의 발전효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 가스 터빈부의 상류에 가스 연료가 공급되는 공급 배관부와, 연료용 열교환부의 하류에서 배출수를 배출수 열교환부로 이송하는 이송 배관부를 더 구비함으로써, 배출수를 폐순환시켜 열손실을 감소시키는 동시에 재활용 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 제1 배열회수 열교환부에서 NOx저감용 고온고압수가 탈기기의 하류로부터 공급되어 열교환되고 가스 터빈부에 직접 투입됨으로써, 가스 터빈부에서 고온고압수가 NOx를 저감시키는 동시에 열교환에 의해 연소효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 배출수 열교환부에서 연료용 열교환부와 제1 배열회수 열교환부와 제1 스팀 열교환기로부터 공급된 배출수를 열교환하여 탈기기의 상류에 투입시킴으로써, 배출수를 폐순환시켜 열손실을 감소시키는 동시에 재활용 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스터빈을 이용한 복합 발전설비를 나타내는 구성도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스터빈을 이용한 복합 발전설비를 나타내는 구성도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 가스터빈을 이용한 복합 발전설비는, 가스 터빈부(10), 가스 발전부(20), 연료용 열교환부(30), 제1 배열회수 열교환부(40), 배출수 열교환부(50), 제2 배열회수 열교환부(60), 연료 압축부(70), 공급 배관부(80) 및 이송 배관부(90)를 포함하여 이루어져, 스팀터빈 시스템과 가스터빈 시스템을 병합해서 발전하는 복합 발전설비이다.
이러한 복합 발전설비의 스팀터빈 시스템은, 스팀 보일러(110), 스팀 터빈(120), 스팀 발전기(130), 스팀 응축기(140), 제1 펌프(151), 제2 펌프(152), 제1 스팀 열교환기(161), 제2 스팀 열교환기(162), 제3 스팀 열교환기(163), 탈기기(170)를 포함하여 이루어져 있다.
스팀 보일러(110)는 석탄이나 석유 등과 같은 화석연료의 연소에 의해 스팀을 발생시키게 되고, 스팀 터빈(120)은 스팀 보일러(110)에서 공급된 스팀에 의해 회전되고, 스팀 발전기(130)는 스팀에 의해 회전되는 스팀 터빈(120)에 연결되어 전력을 생산하도록 발전하게 된다.
스팀 응축기(140)는 스팀 터빈(120)에 연결되어 스팀 터빈(120)에서 배출된 스팀을 응축하여 배출하게 되고, 제1 펌프(151)는 스팀 응축기(140)에 연결되어 스팀 응축기(140)에서 배출된 스팀을 펌핑하여 배출하게 되고, 제2 펌프(152)는 탈기기(170)에 연결되어 탈기기(170)에서 배출된 스팀을 펌핑하여 배출하게 된다.
제1 스팀 열교환기(161)는 제1 펌프(151)에 의해 배출된 스팀을 1차로 열교환시키게 되고, 제2 스팀 열교환기(162)는 제1 스팀 열교환기(161)에서 배출된 스팀을 2차로 열교환시키게 된다.
제3 스팀 열교환기(163)는 제2 펌프(152)에 의해 배출된 스팀을 3차로 열교환시키게 되고, 탈기기(170)는 제2 스팀 열교환기(162)의 열교환에 의해 승온된 급수에서 용존산소를 제거하게 된다.
가스 터빈부(10)는, 제1 내지 제3 스팀 열교환기(161, 162, 163)에서 배출된 스팀을 이용하여 승온된 급수를 사용하여 예열된 연료의 연소가스에 의해 회전되는 터빈으로서, LNG 등과 같은 천연가스를 연료로 사용하여 가스의 연소에 의해 회전되는 가스터빈이다.
이러한 가스터빈은, 외부공기를 압축시켜서 압축된 공기와 연료 즉, 가스연료나 액체연료가 함께 연소되어 발생되는 고온 고압의 연소가스에 의해 회전구동력을 제공받아 회전하게 된다.
가스 발전부(20)는, 가스 터빈부(10)에 연결되어 가스터빈의 회전에 의해 발전되는 발전기로서, 가스터빈의 회전축에 함께 연결되어 설치되며 가스터빈에 의해 회전력을 전달받아 발전하게 된다.
연료용 열교환부(30)는, 가스 터빈부(10)의 상류에 연결되어 연료를 예열하도록 승온시키는 열교환기로서, 가스 터빈부(10)에서 배출된 스팀이나 온수의 폐열를 사용하여 연료를 예열하여 연료의 연소효율을 향상시킬 수 있게 된다.
제1 배열회수 열교환부(40)는, 가스 터빈부(10)의 하류에 연결되되 탈기기(170)의 하류에 연결되는 열교환기로서, 스팀터빈 시스템의 스팀 터빈(120)에서 배출된 스팀이나 온수의 배출열을 회수하도록 열교환하게 된다.
이러한 제1 배열회수 열교환부(40)에서는, NOx저감용 고온고압수가 탈기기(170)의 하류로부터 공급되어 열교환되고 가스 터빈부(10)에 직접 투입되는 것이 바람직하다.
이러한 제1 배열회수 열교환부(40)에는, 가스 터빈부(10)의 상류에 연결되는 제1 배출관(41)과, 가스 터빈부(10)의 상류에 설치된 연료용 열교환부(30)에 연결되는 제2 배출관(42)과, 탈기기(170)의 하류에 연결되는 제3 배출관(43)이 각각 연결되어 있다.
배출수 열교환부(50)는, 제1 배열회수 열교환부(40)의 하류에 연결되되 연료용 열교환부(30) 및 제1 스팀 열교환기(161)의 하류에 연결되는 열교환기로서, 연료용 열교환부(30) 및 제1 스팀 열교환기(161)의 하류에서 배출되는 배출수를 제1 배열회수 열교환부(40)의 하류에서 배출되는 배출수에 의해 열교환시키게 된다.
따라서 배출수 열교환부(50)는, 연료용 열교환부(30)와 제1 배열회수 열교환부(40)와 제1 스팀 열교환기(161)로부터 공급된 배출수를 열교환하여 탈기기(170)의 상류에 투입시키게 된다.
이러한 배출수 열교환부(50)에는, 제1 스팀 열교환기(161)의 하류에 연결되는 제1 투입관(51)과, 탈기기(170)의 상류에 연결되는 제2 투입관(52)과, 연료용 열교환부(30)의 하류에 연결되는 이송 배관(90)이 각각 연결되어 있다.
제2 배열회수 열교환부(60)는, 제1 배열회수 열교환부(40)의 하류에 설치되되 제3 스팀 열교환기(163)의 하류에 연결되는 열교환기로서, 제3 스팀 열교환기(163)의 하류에서 스팀 보일러(110)로 공급되는 공급수를 제1 배열회수 열교환부(40)의 배출수와의 열교환에 의해 승온시켜 스팀 보일러(110)에 공급하게 된다.
이러한 제2 배열회수 열교환부(60)에는, 제3 스팀 열교환기(163)의 하류에 연결되는 제1 공급관(61)과, 스팀 보일러(110)에 연결되는 제2 공급관(62)이 각각 연결되어 있다.
연료 압축부(70)는, 연료용 열교환부(30)의 상류에 설치되어 공급되는 연료가스를 압축하여 승온시키는 압축수단으로서, 가압펌프 등과 같이 가압수단에 의해 연료가스를 압축하여 가스 터빈부(10)의 상류에 공급하게 된다.
공급 배관부(80)는, 연료저장조에서 가스 터빈부(10)의 상류에 설치된 연료 압축부(70)로 연결되는 배관부재로서, 연료저장조에서 배출된 가스 연료를 연료 압축부(70)로 공급하게 된다.
이송 배관부(90)는, 연료용 열교환부(30)의 하류에서 배출수 열교환부(50)로 연결되는 배관부재로서, 연료용 열교환부(30)에서 열교환된 배출수를 배출수 열교환부(50)로 이송하게 된다.
따라서 본 발명의 복합 발전설비의 가스터빈 시스템은, 연료를 공급하는 공급 배관부(80), 연료 압축부(70), 가스 터빈부(10)의 효율을 증가시키기 위해 압축된 연료를 승온시키는 연료용 열교환부(30)로 구성되며, 액체연료 사용시 NOx를 저감하기 위해 가스 터빈부(10)의 내부에 고온고압의 물을 공급하기 위한 제1 배출관(41)을 추가로 구성하는 것도 가능함은 물론이다.
또한, 연료용 열교환부(30)의 열원과 NOx저감용 고온고압수 생산은, 제1 배열회수 열교환부(40)를 통해 공급되면, 배출수가 이송 배관부(90)를 통해 배출수 열교환부(50)에 공급되어 밀폐계를 형성하여 재순환하게 된다.
기존의 스팀터빈 발전시스템의 급수가열 열교환공정의 변경은, 제1 스팀 열교환기(161)에서 승온된 급수는 기존의 급수가열 열교환기를 거치지 않고 신규로 설치된 배출수 열교환부(50)에서 가열하여 탈기기(170)에 공급되며, 가스 터빈부(10)에 소요되는 연료용 열교환부(30)와 NOx저감용 고온고압수의 제1 배출관(41)은 제3 배출관(43)을 통해서 공급된다.
또한, 제3 스팀 열교환기(163)를 통해 승온된 급수는, 가스 터빈부(10)에서배출된 배출수를 제2 배열회수 열교환부(60)에서 한번 더 승온시켜 스팀보일러(110)에 공급함으로써, 스팀보일러의 연료사용량을 감소시켜 전체 발전플랜트의 생산효율을 향상시키 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 스팀터빈의 발전설비에 가스 터빈부와 가스 발전부와 연료용 열교환부와 제1 배열회수 열교환부와 배출수 열교환부를 구비한 가스터빈 발전설비를 병합하여 복합적을 발전함으로써, 화력발전소의 전체 시스템을 재구성하여 발전출력 및 발전효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 제1 배열회수 열교환부와 스팀 열교환기의 하류에서 급수를 제2 배열회수 열교환부의 열교환에 의해 승온시켜 스팀 보일러에 공급함으로써, 가스터빈 출구에서 배출되는 배열을 회수하여 가스터빈에 소요되는 연료 가열용 온수 생산 및 가스터빈 공급수 생산, 기존 보일러 공급수 가열에 활용하여 스팀터빈의 출력을 증가시키는 동시에 스팀터빈의 발전효율을 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 연료용 열교환부의 상류에서 연료를 압축하여 승온시켜 공급하는 연료 압축부를 더 구비함으로써, 가스터빈에 공급되는 연료가스를 압축시켜 가스연료의 연소효율을 향상시키는 동시에 이로인해 연소가스의 발전효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 가스 터빈부의 상류에 가스 연료가 공급되는 공급 배관부와, 연료용 열교환부의 하류에서 배출수를 배출수 열교환부로 이송하는 이송 배관부를 더 구비함으로써, 배출수를 폐순환시켜 열손실을 감소시키는 동시에 재활용 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 제1 배열회수 열교환부에서 NOx저감용 고온고압수가 탈기기의 하류로부터 공급되어 열교환되고 가스 터빈부에 직접 투입됨으로써, 가스 터빈부에서 고온고압수가 NOx를 저감시키는 동시에 열교환에 의해 연소효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 배출수 열교환부에서 연료용 열교환부와 제1 배열회수 열교환부와 제1 스팀 열교환기로부터 공급된 배출수를 열교환하여 탈기기의 상류에 투입시킴으로써, 배출수를 폐순환시켜 열손실을 감소시키는 동시에 재활용 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 가스 터빈부 20: 가스 발전부
30: 연료용 열교환부 40: 제1 배열회수 열교환부
50: 배출수 열교환부 60: 제2 배열회수 열교환부
70: 연료 압축부 80: 공급 배관부
90: 이송 배관부

Claims (5)

  1. 연료의 연소에 의해 스팀을 발생시키는 스팀 보일러와, 공급된 스팀에 의해 회전되는 스팀 터빈과, 회전되는 스팀 터빈에 연결된 스팀 발전기와, 상기 스팀 터빈에서 배출된 스팀을 1차로 열교환시키는 제1 스팀 열교환기와, 상기 제1 스팀 열교환기에서 배출된 스팀을 2차로 열교환시키는 제2 스팀 열교환기와, 열교환에 의해 승온된 급수에서 용존산소를 제거하는 탈기기와, 상기 제2 스팀 열교환기에서 배출된 스팀을 3차로 열교환시키는 제3 스팀 열교환기를 구비한 복합 발전설비로서,
    상기 제1 내지 제3 스팀 열교환기에서 배출된 스팀을 이용하여 승온된 급수를 사용하고 가스의 연소에 의해 회전되는 가스 터빈부(10);
    상기 가스 터빈부(10)에 연결되어, 회전에 의해 발전되는 가스 발전부(20);
    상기 가스 터빈부(10)의 상류에 연결되어, 연료를 승온시키도록 열교환되는 연료용 열교환부(30);
    상기 가스 터빈부(10)의 하류에 연결되되 상기 탈기기의 하류에 연결되어, 상기 탈기기의 배출열을 회수하도록 열교환되는 제1 배열회수 열교환부(40);
    상기 제1 배열회수 열교환부(40)의 하류에 연결되되 상기 제1 스팀 열교환기의 하류에 연결되어, 상기 제1 스팀 열교환기의 배출수를 열교환시키는 배출수 열교환부(50); 및
    상기 제1 배열회수 열교환부(40)의 하류에 설치되되 상기 제3 스팀 열교환기의 하류에 설치되어, 공급되는 급수를 열교환에 의해 승온시켜 상기 스팀 보일러에 공급하는 제2 배열회수 열교환부(60);를 포함하고,
    상기 제1 배열회수 열교환부(40)에는, 가스 터빈부(10)의 상류에 연결되는 제1 배출관(41)과, 가스 터빈부(10)의 상류에 설치된 연료용 열교환부(30)에 연결되는 제2 배출관(42)과, 탈기기(170)의 하류에 연결되는 제3 배출관(43)이 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가스터빈을 이용한 복합 발전설비.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료용 열교환부(30)의 상류에 설치되어 공급되는 연료를 압축하여 승온시키는 연료 압축부(70);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈을 이용한 복합 발전설비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 터빈부(10)의 상류에 연결되어, 가스 연료가 공급되는 공급 배관부(80); 및
    상기 연료용 열교환부(30)의 하류에 연결되어, 열교환된 배출수를 배출수 열교환부(50)로 이송하는 이송 배관부(90);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈을 이용한 복합 발전설비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출수 열교환부(50)는, 상기 연료용 열교환부(30)와 상기 제1 배열회수 열교환부(40)와 상기 제1 스팀 열교환기로부터 공급된 배출수를 열교환하여 상기 탈기기의 상류에 투입시키는 것을 특징으로 하는 가스터빈을 이용한 복합 발전설비.
KR1020170170419A 2017-12-12 2017-12-12 가스터빈을 이용한 복합 발전설비 KR102047437B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170419A KR102047437B1 (ko) 2017-12-12 2017-12-12 가스터빈을 이용한 복합 발전설비

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170419A KR102047437B1 (ko) 2017-12-12 2017-12-12 가스터빈을 이용한 복합 발전설비

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190069994A KR20190069994A (ko) 2019-06-20
KR102047437B1 true KR102047437B1 (ko) 2019-11-21

Family

ID=67104005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170170419A KR102047437B1 (ko) 2017-12-12 2017-12-12 가스터빈을 이용한 복합 발전설비

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102047437B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230140965A (ko) 2022-03-30 2023-10-10 더블유에이테크놀러지 주식회사 복합발전기 발전가능용량 예측시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102441549B1 (ko) * 2020-10-30 2022-09-08 두산에너빌리티 주식회사 하이브리드 발전설비

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014185612A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン用燃料の予熱装置、これを備えているガスタービンプラント、及びガスタービン用燃料の予熱方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1061413A (ja) * 1996-08-20 1998-03-03 Toshiba Corp 排気再燃式複合発電プラント
AT504863B1 (de) 2007-01-15 2012-07-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und anlage zur erzeugung von elektrischer energie in einem gas- und dampfturbinen (gud) - kraftwerk
KR101332101B1 (ko) 2009-12-18 2013-11-21 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 가스 터빈 컴바인드 사이클 발전 설비 및 방법
DE102012208221A1 (de) 2012-02-22 2013-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinenkraftwerks

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014185612A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン用燃料の予熱装置、これを備えているガスタービンプラント、及びガスタービン用燃料の予熱方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230140965A (ko) 2022-03-30 2023-10-10 더블유에이테크놀러지 주식회사 복합발전기 발전가능용량 예측시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190069994A (ko) 2019-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101567712B1 (ko) 초임계 이산화탄소 사이클을 이용한 하이브리드 발전 시스템 및 하이브리드 발전방법
US8938966B2 (en) Storage of electrical energy with thermal storage and return through a thermodynamic cycle
CN102839995B (zh) 一种等温等压压缩空气储能系统
US8881528B2 (en) System for the generation of mechanical and/or electrical energy
JP3681434B2 (ja) コージェネレーション装置およびコンバインドサイクル発電装置
KR101320593B1 (ko) 히트펌프를 사용하는 열병합 발전시스템
Wołowicz et al. Feedwater repowering of 800 MW supercritical steam power plant.
CN104088703A (zh) 间冷热预热汽轮机的压缩空气蓄能-联合循环集成系统
KR102047437B1 (ko) 가스터빈을 이용한 복합 발전설비
RU2570296C1 (ru) Регенеративная газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорной станции
CN111271702A (zh) 汽轮机平行抽汽能级提升系统
CN109296413B (zh) 一种利用深层海水冷却的旁路二次再热发电装置及方法
RU2541080C1 (ru) Энергетическая газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорных станций магистральных газопроводов
CN205977287U (zh) 复合式沼气发电系统
KR101967024B1 (ko) 직접 연소 타입의 초임계 이산화탄소 발전 시스템
CN110905765B (zh) 一种高效利用低品位热能并耦合燃气轮机的压缩空气储能系统
CN208831058U (zh) 天然气压差能发电装置
CN209244611U (zh) 一种单轴四合一orc余热回收机组装置
CN105464729A (zh) 烟气和热流体余热回收利用系统
CN103711670B (zh) 联合循环电站的给水泵系统
CN208831161U (zh) 一种光热发电系统
CN203796340U (zh) 利用燃气轮机排气余热的有机朗肯循环发电装置
RU2656769C1 (ru) Способ работы газотурбодетандерной энергетической установки тепловой электрической станции
CN113483320A (zh) 一种灰水低闪蒸汽再利用系统
CN202643715U (zh) 燃气蒸汽联合循环发电工艺余热利用系统

Legal Events

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