KR102085622B1 - Steam-recycling system for a low pressure steam turbine - Google Patents

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이르지 쿠체라
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두산 스코다 파워 에스.알.오.
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Abstract

증기 발생기 및 저압 증기 터빈(1)을 포함하는 발전소용의 증기 활용 시스템이 개시되어 있고, 증기 활용 시스템은 메인 표면 콘덴서(3), 냉각 시스템, 저압 증기 터빈(1)의 배기관(2)으로부터 상기 메인 표면 콘덴서(3)로 낮은 질량 흐름 배기 증기를 전송하는 배기 라인(21), 및 상기 저압 증기 터빈(1)을 통과시키지 않고 응축물에 대해 증기 발생기로부터 높은 질량 흐름 증기를 전송하는 바이패스 라인(5)을 포함하고, 상기 바이패스 라인(5)은 상기 배기 라인(21)에서 분리되며, 상기 바이패스 라인(5)은 적어도 하나의 추가의 증기 응축 수단(6, 7)을 포함하고, 상기 추가의 증기 응축 수단(6, 7)은 상기 냉각 시스템에 연결되며, 상기 냉각 시스템은 상기 메인 표면 콘덴서(3)에 들어가는 증기 및 상기 추가의 증기 응축 수단(6, 7)에 들어가는 증기를 냉각시키도록 되어 있다. 본 발명에 따르는 증기 재활용 시스템을 포함하는 발전소뿐만 아니라 저속 흐름 모드 동안 발전소에서 발생되는 증기를 처리하는 방법이 개시되어 있다. 바이패스 시스템에 추가의 증기 응축 수단을 제공함으로써, 메인 표면 콘덴서 내의 압력이 감소되고, 그에 따라 메인 표면 콘덴서에 들어가는 증기의 질량 흐름의 감소, 배기 시스템 내의 배압의 감소, 및 최종 단계 블레이드의 재료의 열화의 감소를 가능하게 하며, 그에 따라 유지보수/미생성/저속 흐름 모드의 동작 범위를 확장시킨다.A steam utilization system for a power plant comprising a steam generator and a low pressure steam turbine 1 is disclosed, wherein the steam utilization system is provided from a main surface condenser 3, a cooling system, an exhaust pipe 2 of a low pressure steam turbine 1. An exhaust line 21 for transmitting low mass flow exhaust steam to the main surface condenser 3 and a bypass line for transferring high mass flow steam from the steam generator to condensate without passing the low pressure steam turbine 1. (5), wherein the bypass line (5) is separated from the exhaust line (21), and the bypass line (5) comprises at least one additional vapor condensing means (6, 7), The further steam condensing means 6, 7 are connected to the cooling system, which cools the steam entering the main surface condenser 3 and the steam entering the further steam condensing means 6, 7. To make It can control. A power plant comprising a steam recycling system according to the invention, as well as a method for treating steam generated in a power plant during a slow flow mode are disclosed. By providing additional steam condensation means in the bypass system, the pressure in the main surface condenser is reduced, thereby reducing the mass flow of steam entering the main surface condenser, reducing the back pressure in the exhaust system, and reducing the material of the final stage blade. It enables the reduction of deterioration, thus extending the operating range of maintenance / non-production / low flow mode.

Description

저압 증기 터빈용 증기 재활용 시스템{Steam-recycling system for a low pressure steam turbine}Steam-recycling system for a low pressure steam turbine

본 발명은 저압 증기 터빈을 구비한 발전 장치용 바이패스 시스템 및 저압 증기 터빈의 저속 흐름 모드 동안 발전 장치에서 발생되는 증기를 처리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bypass system for a power plant with a low pressure steam turbine and a method for treating steam generated in a power plant during the low speed flow mode of a low pressure steam turbine.

대표적인 증기 터빈 장치에서, 증기는 증기 발생기(보일러)에서 생성되어 증기 터빈을 통과한다. 증기 터빈을 통과한 증기는 배기 시스템을 통해 콘덴서로 향한다. 대표적인 증기 터빈 장치에서는, 증기를 냉각하여 응축시키기 위해 증기 터빈의 배기관 뒤에 배치되는 메인 표면 콘덴서가 존재한다.In a typical steam turbine apparatus, steam is produced in a steam generator (boiler) and passed through the steam turbine. The steam passing through the steam turbine is directed to the condenser through the exhaust system. In a typical steam turbine arrangement, there is a main surface condenser disposed behind the exhaust pipe of the steam turbine to cool and condense the steam.

메인 표면 콘덴서는 냉각 라인을 통해 냉각 타워에 연결된다. 냉각 타워와 메인 표면 콘덴서 사이의 냉각 라인 내에서 냉매 예컨대, 물이 순환하고, 냉매는 메인 표면 콘덴서로 들어갈 때 일정한 입구 온도 및 콘덴서를 나와 냉각 타워로 되돌아 흐를 때 일정한 더 높은 출구 온도를 갖는다.The main surface condenser is connected to the cooling tower via a cooling line. Refrigerant, such as water, circulates in the cooling line between the cooling tower and the main surface condenser, and the refrigerant has a constant inlet temperature as it enters the main surface condenser and a constant higher outlet temperature as it exits the condenser and returns to the cooling tower.

메인 표면 콘덴서에서, 냉각 라인 내에서 순환하는 냉매는 증기 터빈의 배기관으로부터 들어오는 뜨거운 증기를 냉각하여 응축시켜, 생성된 응축액이 수집되어 증기 발생기로 리턴되어 상기 순환을 계속한다.In the main surface condenser, the refrigerant circulating in the cooling line cools and condenses the hot steam coming from the exhaust pipe of the steam turbine, and the resulting condensate is collected and returned to the steam generator to continue the circulation.

증기 터빈은 상이한 모드로 작동할 수도 있다. 대표적으로는, 증기 터빈은 동작 모드로 작동하며, 동작 모드에서 증기 발생기에서 생성된 전량의 증기가 증기 터빈을 통과한다. 그러나, 증기 터빈은 종종 유지보수/미생성/저속 흐름 모드로 작동하도록 요구되며, 이 모드에서는 소량의 증기(낮은 질량 흐름)만이 터빈을 통과하는 것이 허용된다. 이 경우에는, 증기 발생기측에 제약이 되는 증기 생성으로 인해, 증기 발생기에서 생성되는 증기의 나머지가 증기 터빈에 바이패스하는 바이패스 라인을 통해 분기되어야 한다.The steam turbine may operate in different modes. Typically, the steam turbine operates in an operating mode in which the entire amount of steam generated by the steam generator passes through the steam turbine. However, steam turbines are often required to operate in the maintenance / unproduced / low speed flow mode, where only a small amount of steam (low mass flow) is allowed to pass through the turbine. In this case, due to the steam generation being constrained on the steam generator side, the remainder of the steam produced in the steam generator must diverge through the bypass line bypassing the steam turbine.

따라서, 바이패스 라인을 통과하는 증기의 질량 흐름 -소위 바이패스 증기-가 증기 터빈을 통과하는 증기의 질량 흐름보다 매우 더 높고, (냉각 응축물의 분무에 의한) 온도 조절로 인해 증가한다.Thus, the mass flow of steam passing through the bypass line-the so-called bypass steam-is much higher than the mass flow of steam passing through the steam turbine and increases due to temperature control (by spraying of the cooling condensate).

대표적인 증기 터빈 장치에서는, (증기 터빈의 배기 시스템으로부터 들어오는 증기를 포함하는) 배기 라인 및 (바이패스 증기를 포함하는) 바이패스 라인이 메인 표면 콘덴서에 들어가기 전에 병합되므로, 증기 터빈의 배기관으로부터의 낮은 질량 흐름 배기 증기 및 높은 질량 흐름 바이패스 증기는 콘덴서에 들어가기 전에 병합된 후 메인 표면 콘덴서에서 함께 응축되며, 이것은 도 4에 도시되어 있다. 그러나, 이 구성은 여러 가지 결함을 가져 증기 터빈의 고장을 유발할 가능성이 있다.In a typical steam turbine unit, the exhaust line (including the steam coming from the steam turbine's exhaust system) and the bypass line (including the bypass steam) are merged before entering the main surface condenser, so that the low Mass flow exhaust steam and high mass flow bypass steam are merged before entering the condenser and then condensed together in the main surface condenser, which is shown in FIG. 4. However, this configuration may have various defects and cause a failure of the steam turbine.

메인 표면 콘덴서의 성능은 콘덴서에 들어가는 증기 부하에 의해 상당히 영향을 받는다. 콘덴서에 더 많은 부하가 걸릴수록, 진공 상태가 나빠진다 즉, 더 높은 배압(back pressure)이 생성된다. 배압은 증기 터빈의 배기관과 메인 표면 콘덴서 사이의 배기 라인에서 작용한다. 증기 부하에 따라서, 배압이 비교적 높아질 수 있어 증기 터빈의 배기관으로부터의 증기 체적 유량에 영향을 줄 수 있다. 증기 부하의 감소는 메인 표면 콘덴서 내의 압력을 더 낮게 유도하여 배압을 더 낮아지게 한다.The performance of the main surface condenser is significantly affected by the steam load entering the condenser. The more the capacitor is loaded, the worse the vacuum, i.e., the higher the back pressure. Back pressure acts on the exhaust line between the exhaust line of the steam turbine and the main surface condenser. Depending on the steam load, the back pressure can be relatively high, which can affect the steam volume flow rate from the exhaust pipe of the steam turbine. Reducing the vapor load leads to lower pressure in the main surface condenser, resulting in lower back pressure.

증기 터빈의 정상 동작 모드에서, 증기 터빈의 배기관으로부터의 증기 질량 흐름이 비교적 높다. 배기 체적 유량은 배압이 비교적 매우 높다고 하더라도 충분히 높으므로 원칙적으로는 정상 동작 모드에서는 부정적인 영향은 무시될 수 있다. 그러나, 증기 터빈의 유지보수/미생성/저속 흐름 모드에서는, 낮은 증기 질량 흐름과 함께 높은 배압의 조합이 낮은 배기 체적 유량을 생성한다. 그 경우 블레이드 루트(blade root) 상의 소위 "역방향 흐름"이 발생할 수도 있다. 증기는 블레이드 루트 상의 배기관으로 "흡입"되어 블레이드 팁(blade tip)으로 향해 전송된다. 이들 현상은 높은 배압과 함께 최종 단계 블레이드(LSB)의 과열 및 진동을, 그리고 블레이드의 재료의 전체적인 열화를 유발할 수도 있다. 또한, LSB를 향해 되돌려 가해지는 증기는 물방울을 포함할 수 있어, 재료의 열화를 다시 야기하는 증기 터빈의 최종 단계 블레이드의 재료의 부식을 야기할 수도 있다. 블레이드 재료의 열화는 증기 터빈의 수명의 단축에 상당히 기여한다.In the normal operating mode of the steam turbine, the steam mass flow from the steam turbine exhaust pipe is relatively high. The exhaust volume flow rate is sufficiently high even if the back pressure is relatively high, so in principle the negative effects can be neglected in the normal operating mode. However, in the maintenance / unproduced / low speed flow mode of a steam turbine, the combination of high back pressure with low steam mass flow produces a low exhaust volume flow rate. In that case, so-called "reverse flow" on the blade root may occur. The vapor is "sucked" into the exhaust pipe on the blade root and sent towards the blade tip. These phenomena may cause overheating and vibration of the final stage blade (LSB) with high back pressure, and overall deterioration of the material of the blade. In addition, the steam applied back towards the LSB may contain water droplets, which may cause corrosion of the material of the final stage blades of the steam turbine, which again causes deterioration of the material. Degradation of the blade material contributes significantly to the shortening of the life of the steam turbine.

상술한 결점에 대한 일반적인 해법은 동작의 유지보수/미생성/저속 흐름 모드에서 적용되는 제한이다. 증기 터빈을 통과하는 질량 흐름에 대한 하한 또는 증기 터빈의 동작 시간에 대한 상한이 제공된다. 그러한 제한이 지금까지는 충분했다고 하더라도, 그들 제한은 현재 바람직하지 않다. 주된 이유는 (예컨대, 재생 가능한 에너지 자원의) 에너지 출력을 변화시키는 시스템이 과거보다 터빈 발전소와 같은 시스템용 입력 에너지원만큼 더더욱 일반화되는 것이다. 변화하는 입력 에너지는 저 부하 동작 모드의 요구를 증가시킨다. 따라서, 그러한 제한의 적용은 바람직하지 않고, 미적용이 최종 단계 블레이드의 재료의 열화를 유발하며 결과적으로 터빈의 수명의 단축을 유발한다.The general solution to the above-mentioned drawback is the limitation applied in the maintenance / uncreated / low speed mode of operation. A lower limit on the mass flow through the steam turbine or an upper limit on the operating time of the steam turbine is provided. Although such restrictions have been sufficient until now, they are not desirable at present. The main reason is that systems that change the energy output (eg of renewable energy sources) are more common than input energy sources for systems such as turbine power plants than in the past. Changing input energy increases the demand for low load mode of operation. Thus, the application of such restrictions is undesirable, and unapplied causes deterioration of the material of the final stage blades and consequently shortens the life of the turbine.

전체적으로, 본 발명의 주요한 이점은 유지보수/미생성/저속 흐름 모드에서 증기 터빈의 동작 범위의 확장이므로, 유지보수/미생성/저속 흐름 모드에서의 최소 질량 흐름 또는 최대 동작 시간에 대한 현재의 제한을 넘어선다.Overall, the main advantage of the present invention is the extension of the steam turbine's operating range in maintenance / unproduced / low speed flow mode, thus present limitations on minimum mass flow or maximum operating time in maintenance / uncreated / low speed flow mode. Beyond

본 발명에 따르는 바이패스 시스템은 임의의 저압 증기 터빈 및/또는 증기 터빈 장치로 실현될 수도 있다.The bypass system according to the invention may be realized with any low pressure steam turbine and / or steam turbine device.

제시된 해법은 유지보수/미생성/저속 흐름 모드에서의 동작에 주로 적용한다. 통상적으로 동작 모드에서의 이들 양상을 고려하는 것이 불필요하다고 하더라도, 원칙적으로는, 제시된 해법은 증기의 적어도 일부가 바이패스 라인을 통해 바이패스되는 어떠한 모드에서도 사용될 수 있다.The proposed solution mainly applies to operation in maintenance / uncreated / low speed mode. In general, although it is not necessary to consider these aspects of the operating mode, the proposed solution can in principle be used in any mode where at least some of the vapor is bypassed through the bypass line.

본 발명의 목적은 바이패스 시스템에 추가의 증기 응축 수단을 제공함으로써 상술한 결점을 극복하고, 그에 따라 메인 표면 콘덴서에 들어가는 증기의 질량 흐름의 감소, 메인 표면 콘덴서 내의 압력의 감소, 배기 시스템 내의 배압의 감소 및 최종 단계 블레이드의 재료의 열화의 감소를 가능하게 함으로써, 유지보수/미생성/저속 흐름 모드의 동작 범위를 확장시키는 것이다.It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned drawbacks by providing additional steam condensation means in the bypass system, thereby reducing the mass flow of steam entering the main surface condenser, reducing the pressure in the main surface condenser, back pressure in the exhaust system. By reducing the deterioration of the material of the final stage blades and the reduction of the final stage blades, thereby extending the operating range of the maintenance / non-production / slow flow mode.

증기 터빈의 배기관으로부터의 낮은 질량 흐름 배기 증기 및 높은 질량 흐름 바이패스 증기가 콘덴서에 들어가기 전에 병합된 후 메인 표면 콘덴서 내에서 함께 응축될 때, 콘덴서 내의 압력이 표기 압력(nominal pressure), 즉, 대표적인 동작 모드에서의 압력 또는 더 높은 압력까지 바이패스된 증기의 양에 따라서 상승하여 상술한 결점이 발생한다. 그러나, 바이패스 시스템에 추가의 증기 응축 수단을 제공함으로써, 메인 표면 콘덴서 내의 압력이 표기 압력의 40% 내지 60%로 감소되며, 이것은, 적어도 하나의 추가의 증기 응축 수단을 구비한 시스템이 바이패스 증기의 높은 질량 흐름 또는 적어도 바이패스 증기의 대부분이 낮은 질량 흐름 배기 증기와 별개로 냉각 및 응축되게 할 수 있기 때문에 원하지 않은 효과가 없애거나 적어도 현저하게 감소되게 할 수 있다.When the low mass flow exhaust steam and the high mass flow bypass steam from the steam turbine's exhaust pipe merge before entering the condenser and then condense together in the main surface condenser, the pressure in the condenser is nominal pressure, ie representative The above-mentioned drawback arises by rising according to the pressure in the operating mode or the amount of steam bypassed to a higher pressure. However, by providing additional steam condensation means in the bypass system, the pressure in the main surface condenser is reduced to 40% to 60% of the indicated pressure, which means that the system with at least one additional steam condensation means is bypassed. The high mass flow of steam or at least the majority of the bypass steam can be allowed to cool and condense separately from the low mass flow exhaust steam so that unwanted effects are eliminated or at least significantly reduced.

증기 터빈의 배기관으로부터의 배기 라인은 메인 표면 콘덴서에서 바로 종료한다. 증기 발생기로부터 높은 질량 흐름 증기를 전송하기 위한 바이패스 라인은 배기 라인에서 분리된다, 즉, 메인 표면 콘덴서에 들어가기 전에 배기 라인에 연결되지 않는다. 그 대신, 바이패스 라인은 높은 질량 흐름 바이패스 증기, 또는 바이패스 증기의 적어도 대부분이 낮은 질량 흐름 배기 증기와 별개로 냉각 및 응축되도록 하기 위해, 적어도 하나의 추가의 증기 응축 수단을 포함한다. 따라서, 메인 표면 콘덴서에 들어가는 증기 부하는 증기 터빈의 배기관으로부터의 낮은 질량 흐름 배기 증기에만 대응하고, 높은 질량 흐름 바이패스 증기는 별개로 냉각되어 응축된다. 그 결과, 메인 표면 콘덴서는 과부하가 걸리지 않고 생성된 배압은 더 낮아진다.The exhaust line from the exhaust pipe of the steam turbine ends immediately at the main surface condenser. The bypass line for transferring high mass flow steam from the steam generator is separated from the exhaust line, ie it is not connected to the exhaust line before entering the main surface condenser. Instead, the bypass line includes at least one additional steam condensing means to allow the high mass flow bypass steam, or at least a majority of the bypass steam, to be cooled and condensed separately from the low mass flow exhaust steam. Thus, the steam load entering the main surface condenser corresponds only to the low mass flow exhaust steam from the exhaust pipe of the steam turbine, and the high mass flow bypass steam is separately cooled and condensed. As a result, the main surface capacitor is not overloaded and the resulting back pressure is lower.

따라서, 저압 증기 터빈의 저속 흐름 모드 동안 발전소에서 발생되는 증기는 다음의 2개의 병렬 프로세스에서 처리되는 저속 흐름 모드에 있다: 배기 라인을 통해 저압 증기 터빈의 배기관으로부터 들어오는 배기 증기가 메인 표면 콘덴서에서 응축되고, 바이패스 라인을 통해 증기 발생기로부터 들어오는 바이패스 증기는 배기 증기와 별개로 추가의 증기 응축 수단에서 응축된다.Thus, the steam generated at the power plant during the low speed steam turbine's slow flow mode is in a low speed flow mode which is processed in two parallel processes: exhaust steam coming from the exhaust pipe of the low pressure steam turbine via the exhaust line condenses in the main surface condenser Bypass steam coming from the steam generator via the bypass line is condensed in the further steam condensing means separately from the exhaust steam.

메인 표면 콘덴서 내의 압력은 앞에서 제시된 바와 같이 40% 내지 60%의 범위에서 유지되어야 하지만, 추가의 응축 수단 내의 압력은 더 높을 수도 있지만, 예를 들면, 0.5 ∼ 3 bar, 더 높을 수도 있다. 일반적으로, 추가의 응축 수단 내의 압력은 응축 수단의 종류에 그리고 제조업체에 의해 권고되는 동작 파라미터에 따른다. 압력이 높을수록, 응축 수단의 사이즈에 대한 요건이 더 낮아진다. 또한, 예를 들어, 0.5 ∼ 1 bar의 더 낮은 압력을 사용하면, 추가의 응축 수단의 벽의 두께에 대한 요건도 또한 더 낮아진다.The pressure in the main surface condenser should be maintained in the range of 40% to 60% as indicated above, but the pressure in the further condensation means may be higher, for example 0.5 to 3 bar, even higher. In general, the pressure in the further condensation means depends on the type of condensation means and on the operating parameters recommended by the manufacturer. The higher the pressure, the lower the requirement for the size of the condensation means. In addition, using a lower pressure, for example of 0.5 to 1 bar, also lowers the requirement for the thickness of the walls of the further condensation means.

추가의 증기 응축 수단은 바이패스 라인으로부터 추가의 증기 응축 수단으로 들어가는 바이패스 증기를 냉각시키기 위해 냉각 시스템에 연결되어야 한다. 냉각 시스템은 냉매의 냉각을 위한 냉각 수단 및 냉각 수단과 추가의 증기 응축 수단 사이에서 냉각 시스템 내에서의 냉매를 전송하기 위한 냉각 라인을 포함한다.Additional steam condensing means must be connected to the cooling system to cool the bypass steam entering the additional steam condensing means from the bypass line. The cooling system comprises cooling means for cooling the refrigerant and a cooling line for transferring the refrigerant in the cooling system between the cooling means and the further steam condensation means.

냉각 수단은 대표적인 냉각 타워를 포함할 수도 있고, 여기에서 냉매의 작은 부분이 기화되고 냉매가 냉각되거나, 냉각 타워는 열 교환기를 포함하여, 냉매가 공기에 의해 냉각된다. 이와 달리, 응축물이 냉매로 직접 사용될 수도 있으며, 그 경우에는, 메인 표면 콘덴서는 직접 접촉 콘덴서이다. 또 다른 대안에서는, 냉각 수단은 직접 자연 급수 또는 임의의 다른 적절한 급수를 포함할 수도 있다. 이 경우에, 물이 천연 자원으로부터 직접 공급되기 때문에 냉각 시스템 내에 냉각 타워가 존재하지 않는다.The cooling means may comprise a representative cooling tower, in which a small portion of the refrigerant is vaporized and the refrigerant is cooled, or the cooling tower comprises a heat exchanger, where the refrigerant is cooled by air. Alternatively, the condensate may be used directly as a refrigerant, in which case the main surface capacitor is a direct contact capacitor. In another alternative, the cooling means may comprise a direct natural water supply or any other suitable water supply. In this case, there is no cooling tower in the cooling system because water is supplied directly from natural resources.

추가의 응축 수단이 자체의 냉각 시스템을 구비하지 않을 수도 있지만, 바람직한 실시예에서는, 추가의 응축 수단이 메인 표면 콘덴서의 냉각 시스템에 연결되고, 메인 표면 콘덴서의 냉각 시스템은, 냉매 예컨대, 물이 메인 표면 콘덴서 내의 증기를 냉각시키도록 메인 표면 콘덴서에 들어가게 하기 위해, 메인 표면 콘덴서를 냉각 수단에 연결하는 냉각 라인을 포함한다.Although the additional condensing means may not have its own cooling system, in a preferred embodiment, the additional condensing means is connected to the cooling system of the main surface condenser, wherein the cooling system of the main surface condenser is a refrigerant, e. A cooling line connecting the main surface condenser to the cooling means to enter the main surface condenser to cool the vapor in the surface condenser.

메인 표면 콘덴서의 냉각 시스템에서, 냉매는 메인 표면 콘덴서에 들어갈 때 메인 표면 콘덴서의 흡입구에서 일정한 입구 온도 및 메인 표면 콘덴서를 떠나서 냉각 수단으로 리턴할 때 메인 표면 콘덴서의 배출구에서 일정한 더 높은 출구 온도를 갖는다.In the cooling system of the main surface condenser, the refrigerant has a constant inlet temperature at the inlet of the main surface condenser when entering the main surface condenser and a constant higher outlet temperature at the outlet of the main surface condenser when leaving the main surface condenser and returning to the cooling means. .

일 실시예에서, 바이패스 라인은 배기 라인에서 및 메인 표면 콘덴서에서 분리하여 위치 결정된 추가의 콘덴서의 형태로 추가의 증기 응축 수단을 포함한다.In one embodiment, the bypass line comprises additional steam condensation means in the form of an additional condenser positioned separately in the exhaust line and in the main surface condenser.

추가의 콘덴서는 냉각 시스템에, 바람직하게는 메인 표면 콘덴서의 냉각 시스템에 연결된다.The further condenser is connected to the cooling system, preferably to the cooling system of the main surface condenser.

메인 표면 콘덴서의 냉각 시스템에 연결될 때, 추가의 콘덴서는 메인 표면 콘덴서에 직렬로 또는 병렬로 연결될 수도 있다.When connected to the cooling system of the main surface condenser, the further condenser may be connected in series or in parallel to the main surface condenser.

직렬 연결의 경우에는, 추가의 콘덴서는 추가의 콘덴서에 들어가는 냉매의 입구 온도가 메인 표면 콘덴서를 나가는 냉매의 출구 온도에 대응하도록 하기 위해 메인 표면 콘덴서로부터의 냉매의 배출구에 위치 결정된다. 먼저, 낮은 질량 흐름 배기 증기가 메인 표면 콘덴서에서 냉각된 후(냉매가 냉각 수단 예컨대, 냉각 타워로부터 직접 들어오고 가장 낮은 가능 온도를 가짐), 바이패스 증기가 추가의 콘덴서에서 냉각되며(냉매의 온도는 냉각 수단으로부터 직접 들어올 때보다 더 높지만, 바이패스 증기를 냉각시킬 목적으로는 여전히 충분함), 그 후에만 냉매가 냉각을 위해 냉각 수단으로 리턴한다.In the case of a series connection, the additional condenser is positioned at the outlet of the refrigerant from the main surface condenser so that the inlet temperature of the refrigerant entering the further condenser corresponds to the outlet temperature of the refrigerant exiting the main surface condenser. First, the low mass flow exhaust steam is cooled in the main surface condenser (the refrigerant enters directly from a cooling means such as a cooling tower and has the lowest possible temperature), then the bypass steam is cooled in an additional condenser (the temperature of the refrigerant). Is higher than when coming directly from the cooling means, but is still sufficient for the purpose of cooling the bypass steam), and only after that the refrigerant returns to the cooling means for cooling.

이와 달리, 병렬 연결은 메인 표면 콘덴서 내의 배기 증기 및 추가의 콘덴서 내의 바이패스 증기의 양자를 냉각 수단으로부터 직접 들어오는 냉매에 의해 응축될 수 있게 한다. 이 방법에서, 메인 표면 및 추가의 콘덴서는 최저 가능 냉매를 수용하고, 그에 따라 메인 표면 콘덴서 내의 낮은 질량 흐름 배기 증기의 응축뿐만 아니라 추가의 콘덴서 내의 바이패스 증기의 응축을 향상시킨다. 메인 표면 콘덴서의 배출구 및 추가의 콘덴서의 배출구는 냉각 수단으로 돌아가고; 이들 배출구는 별개로 냉각 수단으로 되돌아갈 수도 있거나, 이들 배출구는 냉각 수단에 들어가기 전에 병합할 수도 있다.In contrast, the parallel connection allows both exhaust steam in the main surface condenser and bypass steam in the further condenser to be condensed by the refrigerant coming directly from the cooling means. In this way, the main surface and the additional condenser receive the lowest possible refrigerant, thereby improving the condensation of the low mass flow exhaust vapor in the main surface condenser as well as the bypass vapor in the further condenser. The outlet of the main surface condenser and the outlet of the further condenser return to cooling means; These outlets may be returned to the cooling means separately, or these outlets may be merged before entering the cooling means.

어느 경우에나, 추가의 콘덴서 내에서 생성된 응축물은 바람직하게는 메인 표면 콘덴서로부터의 응축물과 병합된 후에 메인 순환을 계속하도록 리턴된다.In either case, the condensate produced in the further condenser is preferably returned to continue the main circulation after merging with the condensate from the main surface condenser.

높은 질량 흐름 바이패스 증기는, 메인 표면 콘덴서에 들어가는 증기 부하가 증기 터빈의 배기구로부터의 낮은 질량 흐름 배기 증기에만 대응하도록 하기 위해 별개로 냉각 및 응축된다. 그 결과, 메인 표면 콘덴서는 과부화되지 않고 생성된 배압이 현저하게 더 낮아진다. 결국, 유지보수/미생성/저속 흐름 모드의 저압 증기 터빈의 동작 범위가 확장된다.The high mass flow bypass steam is separately cooled and condensed to ensure that the steam load entering the main surface condenser only corresponds to the low mass flow exhaust steam from the exhaust of the steam turbine. As a result, the main surface capacitor does not overload and the resulting back pressure is significantly lower. As a result, the operating range of the low pressure steam turbine in maintenance / unproduced / low flow mode is extended.

또 다른 실시예에서, 추가의 증기 응축 수단이 추가의 콘덴서에 덧붙여서 히트 펌프를 더 포함할 수도 있다. 이 실시예에서, 바이패스 라인이 제1 부분과 제2 부분으로 분할될 수도 있고, 제1 및 제2 부분은 2개의 별개의 라인이며, 제1 부분은 추가의 콘덴서를 포함하고 제2 부분은 히트 펌프를 포함한다. 이와 달리, 추가의 콘덴서가 히트 펌프의 일부로서 일체화될 수도 있다. 어느 경우에나, 바이패스 증기의 일부는 추가의 콘덴서로 향하고, 바이패스 증기의 일부는 히트 펌프로 향하며, 히트 펌프는 바이패스 증기에 의해 구동된다.In another embodiment, the additional vapor condensation means may further comprise a heat pump in addition to the additional condenser. In this embodiment, the bypass line may be divided into a first portion and a second portion, wherein the first and second portions are two separate lines, the first portion comprising an additional capacitor and the second portion A heat pump. Alternatively, additional capacitors may be integrated as part of the heat pump. In either case, part of the bypass steam is directed to the additional condenser, part of the bypass steam is directed to the heat pump, and the heat pump is driven by the bypass steam.

히트 펌프를 통해 되돌려지는 바이패스 증기의 양 및 속성은 히트 펌프에 들어가기 전에 위치 결정되는 밸브에 의해 제어될 수도 있다.The amount and nature of the bypass steam returned through the heat pump may be controlled by a valve positioned prior to entering the heat pump.

히트 펌프는 배기 라인에서 떨어져서, 그리고 메인 표면 콘덴서에서 떨어져서 위치 결정된다. 히트 펌프는 냉각 시스템에, 바람직하게는 메인 표면 콘덴서의 냉각 시스템에 연결된다. 히트 펌프에서, 열이 냉매로부터 흡수되어 냉매가 냉각되게 된다. 흡수된 열은 히트 펌프에 의해 냉각 라인의 리턴부로 전달되며, 여기에서 냉매가 냉각 수단으로 리턴한다.The heat pump is positioned away from the exhaust line and away from the main surface condenser. The heat pump is connected to the cooling system, preferably to the cooling system of the main surface condenser. In the heat pump, heat is absorbed from the coolant so that the coolant cools. The absorbed heat is transferred by the heat pump to the return section of the cooling line, where the refrigerant returns to the cooling means.

냉각 수단에 의해 냉각된 냉매는 메인 표면 콘덴서에 들어가기 전에 히트 펌프를 통과한다. 따라서, 히트 펌프를 통과한 후 메인 표면 콘덴서에 들어가는 냉매의 온도는 냉각 수단으로부터 직접 메인 표면 콘덴서에 들어가는 냉매의 온도보다 더 낮다, 즉, 다른 실시예에서보다 더더욱 낮다. 히트 펌프에 들어가는 냉매와 히트 펌프에서 나가는 냉매 사이의 온도차는 최대 섭씨 20도, 바람직하게는 약 10도와 같이 5와 15도 사이일 수도 있다.The refrigerant cooled by the cooling means passes through the heat pump before entering the main surface condenser. Thus, the temperature of the refrigerant entering the main surface condenser after passing through the heat pump is lower than the temperature of the refrigerant entering the main surface condenser directly from the cooling means, i.e., even lower than in other embodiments. The temperature difference between the refrigerant entering the heat pump and the refrigerant exiting the heat pump may be between 5 and 15 degrees up to 20 degrees Celsius, preferably about 10 degrees.

추가의 콘덴서는 상술한 바와 동일한 방식으로 시스템 내에서 연결될 수도 있다, 즉, 바람직하게는 메인 표면 콘덴서의 냉각 시스템에 병렬로 또는 직렬로 연결될 수도 있다. 직렬로 연결될 때, 추가의 콘덴서는 메인 표면 콘덴서에 들어가기 전에 냉매를 예열시키지 않게 하기 위해 메인 표면 콘덴서로부터 냉매의 배출구에 연결되어야 한다.The further condenser may be connected in the system in the same manner as described above, ie it may preferably be connected in parallel or in series to the cooling system of the main surface condenser. When connected in series, an additional condenser must be connected to the outlet of the refrigerant from the main surface condenser in order not to preheat the refrigerant before entering the main surface condenser.

냉각 수단으로부터의 직접 냉매를 함유하는 냉각 라인은 2개의 병렬 라인인 "히트 펌프 냉각 라인" 및 "콘덴서 냉각 라인"으로 분할된다.The cooling line containing the direct refrigerant from the cooling means is divided into two parallel lines, "heat pump cooling line" and "condenser cooling line".

"히트 펌프 냉각 라인"의 냉매는 히트 펌프가 냉각되도록 하기 위해 히트 펌프만을 통과하고 냉각 수단으로 바로 리턴한다.The refrigerant in the "heat pump cooling line" passes only through the heat pump and returns directly to the cooling means in order to allow the heat pump to cool.

메인 표면 콘덴서 및 추가의 콘덴서가 직렬로 연결될 때, "콘덴서 냉각 라인"의 냉매가 히트 펌프를 먼저 통과한 후 메인 표면 콘덴서를 통과하고 마지막으로 냉매가 냉각 수단으로 리턴하기 전에 추가의 콘덴서를 통과한다. 따라서, 냉매는 히트 펌프에서 먼저 냉각된다. 그 후, 냉각 수단으로부터 직접 메인 표면 콘덴서로 들어가는 냉매의 온도보다 더 낮은 온도를 갖는 상태로, 냉매가 메인 표면 콘덴서로 들어가서 메인 표면 콘덴서를 통과하는 증기를 냉각시킨다. 이어서, 냉매가 추가의 콘덴서에 들어가서 바이패스 라인의 제1 부분을 통해 추가의 콘덴서로 향하는 바이패스 증기의 부분을 냉각시킨다. 마지막으로, 추가의 콘덴서를 통과한 후에, 냉매는 "히트 펌프 냉각 라인"의 냉매와 바람직하게는 결합되고, 그 냉매가 냉각 수단에 의해 냉각되도록 리턴되고 다시 순환으로 리턴된다.When the main surface condenser and the additional condenser are connected in series, the refrigerant in the "condenser cooling line" passes through the heat pump first and then through the main surface condenser and finally through the additional condenser before the refrigerant returns to the cooling means. . Thus, the refrigerant is first cooled in the heat pump. Thereafter, the refrigerant enters the main surface condenser and cools the vapor passing through the main surface condenser with a temperature lower than the temperature of the refrigerant entering the main surface condenser directly from the cooling means. The refrigerant then enters the additional condenser to cool the portion of bypass vapor that passes through the first portion of the bypass line to the further condenser. Finally, after passing through the further condenser, the refrigerant is preferably combined with the refrigerant of the "heat pump cooling line", and the refrigerant is returned to be cooled by the cooling means and then returned to circulation.

메인 표면 콘덴서 및 추가의 콘덴서가 병렬로 연결될 때, "콘덴서 냉각 라인"의 냉매는 먼저 히트 펌프를 통과한다. 그 후, 냉매가 냉각 수단에 의해 냉각되도록 리턴되기 전에 냉매는 메인 표면 콘덴서 및 추가의 콘덴서를 동시에 통과한다. 따라서, 냉매는 먼저 히트 펌프에서 냉각된다. 그 후, 냉각 수단으로부터 직접 메인 표면 콘덴서로 들어가는 냉매의 온도보다 더 낮은 온도를 갖는 상태로, 냉매가 메인 표면 콘덴서 및 추가의 콘덴서에 동시에 들어가서, 메인 표면 콘덴서를 통과하는 낮은 질량 흐름 증기 및 추가의 콘덴서를 통해 향하는 바이패스 증기의 부분이 동일한 최저의 가능한 온도의 냉매에 의해 냉각되게 된다. 마지막으로, "콘덴서 냉각 라인"은 바람직하게는 "히트 펌프 냉각 라인"의 냉매와 결합되어, 그 냉매가 냉각되도록 리턴되고 다시 순환으로 리턴된다.When the main surface condenser and the further condenser are connected in parallel, the refrigerant in the "condenser cooling line" first passes through the heat pump. The refrigerant then passes simultaneously through the main surface condenser and the further condenser before the refrigerant is returned to be cooled by the cooling means. Thus, the refrigerant is first cooled in the heat pump. Thereafter, with the temperature lower than the temperature of the refrigerant entering the main surface condenser directly from the cooling means, the refrigerant enters the main surface condenser and the further condenser simultaneously, passing low mass flow vapor and further The portion of the bypass steam directed through the condenser will be cooled by the same lowest possible temperature refrigerant. Finally, the "condenser cooling line" is preferably combined with the refrigerant of the "heat pump cooling line" so that the refrigerant is cooled down and then returned to circulation.

바이패스 증기의 에너지가 히트 펌프를 구동시키도록 인가되므로, 바이패스 증기가 냉각 및 응축하여 시스템에 되돌려 보내진다. 바이패스 증기의 나머지 부분은 추가의 콘덴서에 의해 냉각 및 응축된다. 추가의 콘덴서로부터의 응축물은 바람직하게는 메인 표면 콘덴서로부터의 응축물과 병합된다. 응축물은 그 후 메인 순환으로 리턴된다.As the energy of the bypass steam is applied to drive the heat pump, the bypass steam is cooled, condensed and sent back to the system. The remainder of the bypass steam is cooled and condensed by an additional condenser. The condensate from the further condenser is preferably merged with the condensate from the main surface condenser. The condensate is then returned to the main circulation.

이 실시예는 바이패스 증기에 포함되는 다량의 에너지가 유지보수/미생성/저속 흐름 모드에서 일반적인 경우인 손실되는 대신에 사용될 수 있기 때문에 특히 유리하다. 또한, 메인 표면 콘덴서에 들어가는 증기 부하는 오직 증기 터빈의 배기관으로부터의 낮은 질량 흐름 배기 증기에만 대응하며, 냉각 수단으로부터 직접 메인 표면 콘덴서에 들어가는 냉매의 온도보다 더 낮은 온도의 냉매에 의해 냉각된다. 그 결과, 메인 표면 콘덴서가 과부하가 걸리지 않고 생성된 배압이 현저하게 더 낮아진다. 결국, 유지보수/미생성/저속 흐름 모드에서의 저압 증기 터빈의 동작 범위가 더 넓어지게 된다.This embodiment is particularly advantageous because a large amount of energy contained in the bypass steam can be used instead of being lost, which is common in maintenance / unproduced / low speed flow modes. In addition, the steam load entering the main surface condenser corresponds only to the low mass flow exhaust steam from the exhaust pipe of the steam turbine and is cooled by a refrigerant at a temperature lower than the temperature of the refrigerant entering the main surface condenser directly from the cooling means. As a result, the main surface capacitor is not overloaded and the resulting back pressure is significantly lower. As a result, the operating range of the low pressure steam turbine in the maintenance / unproduced / low flow mode becomes wider.

더욱이, 히트 펌프를 활성화(enable)시키는 장치가 냉매의 예상되는 온도의 변동에 따라 시스템에 특히 유리할 수도 있다. 예 4에 기재되어 있는 바와 같이, 이들 변동이 메인 표면 콘덴서 내의 압력이 비교적 높은 값까지 예컨대, 표기 압력 즉, 정상 동작 모드의 압력까지도 상승하도록 야기할 수도 있다. 시스템에 히트 펌프가 결합되면, 냉매의 온도를 더 낮은 레벨로 낮출 수 있게 된다. 더욱이, 히트 펌프의 결합은 또한, 냉매의 온도를 비교적 일정하게 유지시켜, 적어도 대부분의 변동이 제거되도록 한다.Moreover, a device that enables a heat pump may be particularly advantageous for the system depending on the expected change in temperature of the refrigerant. As described in Example 4, these fluctuations may cause the pressure in the main surface condenser to rise to a relatively high value, for example, to the nominal pressure, ie the pressure in the normal operating mode. When the heat pump is coupled to the system, the temperature of the refrigerant can be lowered to a lower level. Moreover, the coupling of the heat pump also keeps the temperature of the refrigerant relatively constant, such that at least most of the variation is eliminated.

또 다른 실시예에서, 바이패스 라인은 히트 펌프만을 포함할 수도 있다. 히트 펌프는 상술한 바와 동일한 방식으로 실질적으로 시스템 내에, 즉, 메인 표면 콘덴서의 냉각 시스템에 연결될 수도 있다.In another embodiment, the bypass line may include only a heat pump. The heat pump may be connected in the system substantially in the same manner as described above, ie to the cooling system of the main surface condenser.

이 실시예에서는, 바이패스 증기가 히트 펌프를 통해 향해지고, 히트 펌프는 바이패스 증기에 의해 구동되어, 바이패스 증기의 에너지가 히트 펌프를 구동시키도록 인가되므로 바이패스 증기가 냉각되어 응축되게 된다.In this embodiment, the bypass steam is directed through the heat pump and the heat pump is driven by the bypass steam so that the energy of the bypass steam is applied to drive the heat pump so that the bypass steam is cooled and condensed. .

냉각 수단으로부터의 냉매는 메인 표면 콘덴서를 들어가기 전에 히트 펌프를 통과하여, 메인 표면 콘덴서에 들어가는 냉매의 온도가 냉각 수단으로부터 직접 메인 표면 콘덴서에 들어가는 냉매의 온도보다 더 낮아지게 된다.The refrigerant from the cooling means passes through the heat pump before entering the main surface condenser such that the temperature of the refrigerant entering the main surface condenser is lower than the temperature of the refrigerant entering the main surface condenser directly from the cooling means.

어느 경우에나, 추가의 증기 응축 수단에 의해 생성되는 응축물이 메인 순환을 계속하도록 리턴된다. 바람직하게는, 응축물은 메인 표면 콘덴서에 의해 생성되는 응축물과 병합된다. 일 실시예에서, 추가의 증기 응축 수단은 응축물 라인에 의해 메인 표면 콘덴서의 응축물 탱크에 연결될 수도 있어, 추가의 증기 응축 수단에 의해 생성되는 응축물이 시스템에 리턴되기 전에 메인 표면 콘덴서의 응축물과 병합되게 된다. 바람직하게는, 추가의 증기 응축 수단 및 응축물 라인이 추가의 증기 응축 수단에서 빼내어진 응축물의 속성을 제어하기 위한 수단을 더 포함할 수도 있다. 특히, 압력 강하 수단이 추가의 증기 응축 수단 내의 압력과 추가의 증기 응축 수단 내의 압력보다 더 낮은 메인 표면 콘덴서의 압력의 균형을 맞추기 위해 활성화될 수도 있다. 압력 강하 수단은 밸브 또는 임의의 다른 적절한 수단을 포함할 수도 있다. 유사하게, 온도 제어 수단이 시스템에서 활성화될 수도 있다.In either case, the condensate produced by the further steam condensation means is returned to continue the main circulation. Preferably, the condensate is merged with the condensate produced by the main surface condenser. In one embodiment, the further steam condensation means may be connected to the condensate tank of the main surface condenser by a condensate line, so that the condensate of the main surface condenser before the condensate produced by the further steam condensation means is returned to the system. Will merge with water. Preferably, the further steam condensation means and the condensate line may further comprise means for controlling the properties of the condensate withdrawn from the further steam condensation means. In particular, the pressure drop means may be activated to balance the pressure in the further steam condensation means with the pressure in the main surface condenser lower than the pressure in the further steam condensation means. The pressure drop means may comprise a valve or any other suitable means. Similarly, temperature control means may be activated in the system.

도 1은 증기 응축 수단이 메인 표면 콘덴서와 직렬로 연결되는 콘덴서를 포함하는 실시예에 따르는 증기 재활용 시스템을 구비하는 증기 터빈 장치의 일부를 도시하는 도면이다.
도 2는 증기 응축 수단이 메인 표면 콘덴서와 병렬로 연결되는 콘덴서를 포함하는 실시예에 따르는 증기 재활용 시스템을 구비하는 증기 터빈 장치의 일부를 도시하는 도면이다
도 3은 증기 응축 수단이 콘덴서와 히트 펌프의 조합을 포함하는 실시예에 따르는 증기 재활용 시스템을 구비하는 증기 터빈 장치의 일부를 도시하는 도면이다.
도 4는 메인 표면 콘데서만을 구비하는 공지된 증기 재활용 시스템을 구비하는 증기 터빈 장치의 일부를 도시하는 도면이다.1 shows a part of a steam turbine apparatus having a steam recycling system according to an embodiment in which the steam condensing means comprises a condenser connected in series with the main surface condenser.
2 shows a part of a steam turbine arrangement with a steam recycling system according to an embodiment in which the steam condensing means comprises a condenser connected in parallel with the main surface condenser.
3 shows a part of a steam turbine arrangement having a steam recycling system according to an embodiment in which the steam condensation means comprises a combination of a condenser and a heat pump.
4 shows a portion of a steam turbine apparatus having a known steam recycling system having only a main surface capacitor.

이하의 예들에서, 냉각 수단은 냉각 타워를 포함하고, 물은 냉매로서 사용되지만, 원칙적으로는 임의의 적절한 냉각 수단 및 냉매가 사용될 수 있다.In the examples below, the cooling means comprise a cooling tower, and water is used as the refrigerant, but in principle any suitable cooling means and refrigerant can be used.

예 1Example 1

제1 예에서, 추가의 콘덴서가 메인 표면 콘덴서에 직렬로 연결되어 있는 실시예가 기재되어 있으며 도 1에서 볼 수 있다.In a first example, an embodiment is described in which an additional capacitor is connected in series to the main surface capacitor and can be seen in FIG. 1.

추가의 콘덴서(6)는 배기 라인(21) 및 메인 표면 콘덴서(3)에서 떨어져서 위치 결정된다. 추가의 콘덴서(6)는 메인 표면 콘덴서(3)의 냉각 시스템에 연결되고 메인 표면 콘덴서(3)로부터의 냉매의 배출구(32)에 위치 결정되어, 추가의 콘덴서(6)에 들어가는 냉매의 입구 온도가 메인 표면 콘덴서(3)에서 나가는 냉매의 출구 온도에 대응하게 된다.The further condenser 6 is positioned away from the exhaust line 21 and the main surface condenser 3. The additional condenser 6 is connected to the cooling system of the main surface condenser 3 and is positioned at the outlet 32 of the refrigerant from the main surface condenser 3, so that the inlet temperature of the refrigerant entering the further condenser 6 Corresponds to the outlet temperature of the refrigerant exiting from the main surface capacitor 3.

먼저, 낮은 질량 흐름 배기 증기가 메인 표면 콘덴서(3)에서 냉각된 후(냉매가 냉각 타워(4)로부터 직접 들어오며 그에 따라 이 실시예에서 가능한 최저의 온도를 가짐), 바이패스 증기가 추가의 콘덴서(6)에서 냉각되고(냉매의 온도는 냉각 타워(4)로부터 직접 들어올 때보다 더 높지만, 바이패스 증기를 냉각시킬 목적으로는 여전히 충분함), 그 후에만 냉매가 냉각 타워(4)에 리턴하여 냉각된다.First, after the low mass flow exhaust steam is cooled in the main surface condenser 3 (the refrigerant enters directly from the cooling tower 4 and thus has the lowest temperature possible in this embodiment), the bypass steam is further added. Cooled in the condenser 6 (the temperature of the refrigerant is higher than when coming directly from the cooling tower 4, but still sufficient for cooling the bypass steam), and only after that the refrigerant enters the cooling tower 4 Return to cool.

추가의 콘덴서(6)에서 생성된 응축물은 라인(8)을 통해 메인 표면 콘덴서(3)에 의해 생성되는 응축물과 병합되도록 메인 표면 콘덴서(3)의 응축물 탱크(10)로 송출되어 순환으로 리턴된다.The condensate produced in the further condenser 6 is sent to the condensate tank 10 of the main surface condenser 3 and circulated through the line 8 to merge with the condensate produced by the main surface condenser 3. Is returned.

높은 질량 흐름 바이패스 증기는 별개로 냉각 및 응축되어, 메인 표면 콘덴서(3)에 들어가는 증기 부하가 증기 터빈(1)의 배기관(2)으로부터의 낮은 질량 흐름 배기 증기에만 대응하게 된다. 그 결과, 메인 표면 콘덴서(3)가 과부하가 걸리지 않고 생성된 배압이 현저하게 더 낮아진다. 결국, 유지보수/미생성/저속 흐름 모드에서 저압 증기 터빈의 동작 범위가 확장된다.The high mass flow bypass steam is cooled and condensed separately so that the steam load entering the main surface condenser 3 corresponds only to the low mass flow exhaust steam from the exhaust pipe 2 of the steam turbine 1. As a result, the main surface capacitor 3 is not overloaded, and the generated back pressure is significantly lower. As a result, the operating range of the low pressure steam turbine in maintenance / unproduced / low flow mode is extended.

예 2Example 2

제2 예에서, 추가의 콘덴서(6)가 메인 표면 콘덴서(3)에 병렬로 연결되어 있는 실시예가 기재되어 있으며 도 2에서 볼 수 있다.In a second example, an embodiment is described in which an additional condenser 6 is connected in parallel to the main surface condenser 3 and can be seen in FIG. 2.

예 2에서의 바이패스 시스템의 원리는 예 1에서와 동일하다, 즉, 높은 질량 흐름 바이패스 증기가 별개로 냉각되어 응축되고, 메인 표면 콘덴서(3)에 들어가는 증기 부하가 증기 터빈(1)의 배기관(2)으로부터의 낮은 질량 흐름 배기 증기에만 대응한다. 메인 표면 콘덴서(3)는 과부하가 걸리지 않고 생성된 배압은 현저하게 더 낮아진다.The principle of the bypass system in Example 2 is the same as in Example 1, i.e., the high mass flow bypass steam is separately cooled and condensed, and the steam load entering the main surface condenser 3 is applied to the steam turbine 1 It corresponds only to the low mass flow exhaust steam from the exhaust pipe 2. The main surface condenser 3 is not overloaded and the resulting back pressure is significantly lower.

추가의 콘덴서(6)는 다시, 배기 라인(21)과 메인 표면 콘덴서(3)에서 떨어져서 위치 결정된다. 그러나, 메인 표면 콘덴서(3)와 추가의 콘덴서(6)의 냉각에 차이가 존재한다. 병렬 연결은 메인 표면 콘덴서(3) 내의 배기 증기와 추가의 콘덴서(6) 내의 바이패스 증기의 양자가 냉각 타워(4)로부터 직접 들어오는 냉매에 의해 응축되게 하므로, 메인 표면 콘덴서(3) 내의 낮은 질량 흐름 배기 증기의 응축뿐만 아니라 추가의 콘덴서(6) 내의 바이패스 증기의 응축의 양자를 위해 더 낮은 온도의 냉매를 제공한다.The further condenser 6 is again positioned away from the exhaust line 21 and the main surface condenser 3. However, there is a difference in the cooling of the main surface condenser 3 and the further condenser 6. The parallel connection allows both the exhaust steam in the main surface condenser 3 and the bypass steam in the further condenser 6 to be condensed by the refrigerant coming directly from the cooling tower 4 and thus the low mass in the main surface condenser 3. Lower temperature refrigerant is provided for both condensation of the flow exhaust steam as well as condensation of the bypass steam in the further condenser 6.

예 1의 실시예와 비교하여, 이 실시예의 이점은 냉각 시스템 내에서 더 낮은 압력 손실이 있으므로, 냉각수 순환 펌프의 최종 에너지 소비(냉각 시스템을 작동시키는 데 필요한 에너지 소비)가 더 낮아진다.Compared with the embodiment of example 1, the advantage of this embodiment is the lower pressure loss in the cooling system, thus lowering the final energy consumption (energy consumption required to operate the cooling system) of the cooling water circulation pump.

예 3Example 3

제3 예에서, 히트 펌프(7)와 결합하여 추가의 콘덴서(6)를 구비하는 실시예가 기재되어 있으며 도 3에서 볼 수 있다.In a third example, an embodiment is described in which an additional condenser 6 is combined with a heat pump 7 and can be seen in FIG. 3.

이 경우에, 바이패스 라인(5)이 제1 부분(5a) 및 제2 부분(5b)으로 분할되고, 제1 및 제2 부분(5a, 5b)은 2개의 별개의 라인이다. 이 예에서, 제1 부분(5a)은 추가의 콘덴서(6)를 포함하고 제2 부분(5b)은 히트 펌프(7)를 포함하여, 바이패스 증기의 일부분이 추가의 콘덴서(6)로 향하게 되고 바이패스 증기의 일부분이 히트 펌프(7)로 향하게 된다.In this case, the bypass line 5 is divided into the first part 5a and the second part 5b, and the first and second parts 5a and 5b are two separate lines. In this example, the first part 5a comprises an additional condenser 6 and the second part 5b comprises a heat pump 7 so that a portion of the bypass steam is directed to the further condenser 6. And a portion of the bypass steam is directed to the heat pump 7.

추가의 콘덴서(6)는 예 1에서 상술한 바와 동일한 방식으로 시스템 내에 연결될 수도 있다. 추가의 콘덴서(6)는 메인 표면 콘덴서(3)의 냉각 시스템에, 이 예에서는 메인 표면 콘덴서(3)에 직렬로 연결되어, 추가의 콘덴서(6)가 메인 표면 콘덴서(3)에 들어가기 전에 냉매를 예열시키지 않도록 하기 위해 메인 표면 콘덴서(3)로부터의 냉매의 배출구(32)에 연결되게 된다.The additional capacitor 6 may be connected in the system in the same manner as described above in Example 1. The additional condenser 6 is connected in series to the cooling system of the main surface condenser 3, in this example to the main surface condenser 3, so that the refrigerant before the further condenser 6 enters the main surface condenser 3. Is connected to the outlet 32 of the refrigerant from the main surface condenser 3 so as not to preheat.

그러나, 추가의 콘덴서(6)는 물론, 예 2에 기재되어 있는 바와 같이, 메인 표면 콘덴서(3)에 병렬로 연결될 수도 있다.However, the additional condenser 6 may, of course, also be connected in parallel to the main surface condenser 3, as described in Example 2.

이와 달리, 추가의 콘덴서(6)는 히트 펌프(7)의 일부분으로서 일체화될 수도 있다.Alternatively, the additional condenser 6 may be integrated as part of the heat pump 7.

히트 펌프(7)는 배기 라인(21)에서 그리고 메인 표면 콘덴서(3)에서 떨어져서 위치 결정된다. 히트 펌프를 통해 되돌려지는 바이패스 증기의 양 및 속성은 바람직하게는 히트 펌프(7)의 입구에 위치 결정되는 밸브(도시 생략)에 의해 제어될 수도 있다.The heat pump 7 is positioned away from the exhaust line 21 and away from the main surface condenser 3. The amount and nature of the bypass steam returned through the heat pump may be controlled by a valve (not shown) which is preferably positioned at the inlet of the heat pump 7.

히트 펌프(7)는 메인 표면 콘덴서(3)의 냉각 시스템에 연결된다.The heat pump 7 is connected to the cooling system of the main surface condenser 3.

냉각 타워(4)로부터의 직접 냉매를 함유하는 냉각 라인은 2개의 병렬 라인인 "콘덴서 냉각 라인"(41a) 및 "히트 펌프 냉각 라인"(41b)으로 분할된다.The cooling line containing the direct refrigerant from the cooling tower 4 is divided into two parallel lines, "condenser cooling line" 41a and "heat pump cooling line" 41b.

"콘덴서 냉각 라인"(41a)의 냉매가 히트 펌프(7)를 먼저 통과한 후 메인 표면 콘덴서(3)를 통과하고 마지막으로 냉매가 냉각 타워(4)로 리턴하기 전에 추가의 콘덴서(6)를 통과한다. 따라서, 냉매는 히트 펌프(7)에서 먼저 냉각된다. 그 후, 냉각 타워(4)로부터 직접 메인 표면 콘덴서(3)로 들어가는 냉매의 온도보다 더 낮은, 즉, 이전의 실시예들에서 보다 더 낮은 온도를 갖는 상태로, 냉매가 메인 표면 콘덴서(3)로 들어가서 메인 표면 콘덴서(3)를 통과하는 증기를 냉각시킨다. 히트 펌프(7)에 들어가는 냉매와 히트 펌프(7)에서 나가는 냉매 사이의 온도차는 최대 섭씨 20도까지, 바람직하게는 5와 15도 사이, 대략 10도일 수도 있다. 이어서, 냉매가 추가의 콘덴서(6)에 들어가서 바이패스 라인(5)의 제1 부분(5a)을 통해 추가의 콘덴서(6)로 향하는 바이패스 증기의 부분을 냉각시킨다. 마지막으로, 추가의 콘덴서(6)를 통과한 후에, 냉매는 "히트 펌프 냉각 라인"(41b)의 냉매와 바람직하게는 결합되고(후술함), 그 냉매가 냉각되도록 냉각 타워(4)로 리턴되고 다시 순환으로 리턴된다.The refrigerant in the "condenser cooling line" 41a first passes through the heat pump 7 and then through the main surface condenser 3 and finally the additional condenser 6 before the refrigerant returns to the cooling tower 4. To pass. Thus, the refrigerant is first cooled in the heat pump 7. Thereafter, the refrigerant is lower than the temperature of the refrigerant entering the main surface condenser 3 directly from the cooling tower 4, ie, having a lower temperature than in the previous embodiments, so that the refrigerant is in the main surface condenser 3. To cool the steam passing through the main surface condenser (3). The temperature difference between the refrigerant entering the heat pump 7 and the refrigerant exiting the heat pump 7 may be up to 20 degrees Celsius, preferably between 5 and 15 degrees, approximately 10 degrees. The refrigerant then enters the further condenser 6 to cool the portion of the bypass vapor that is directed to the further condenser 6 via the first part 5a of the bypass line 5. Finally, after passing through the further condenser 6, the refrigerant is preferably combined with the refrigerant of the "heat pump cooling line" 41b (described below) and returned to the cooling tower 4 so that the refrigerant is cooled. And return to circulation.

"히트 펌프 냉각 라인"(41b)의 냉매는 히트 펌프(7) 자신을 냉각시키기 위해(즉, 수집된 열 에너지를 제거하기 위해) 히트 펌프(7)만을 통과한다. 히트 펌프(7)를 통과한 후, "히트 펌프 냉각 라인"(41b)의 냉매는 냉각 타워(4)로 직접 리턴한다.The refrigerant in the "heat pump cooling line" 41b passes only through the heat pump 7 to cool the heat pump 7 itself (ie to remove the collected heat energy). After passing through the heat pump 7, the refrigerant in the "heat pump cooling line" 41b returns directly to the cooling tower 4.

이 예에서, 히트 펌프(7)에서 생성된 응축물은 라인(9)을 통해 추가의 콘덴서(6)의 응축물 탱크(11)로 송출된 후, 추가의 콘덴서(6)에서 생성되는 응축물과 함께 메인 표면 콘덴서(3)에 의해 생성되는 응축물과 병합되도록 라인(8)을 통해 메인 표면 콘덴서(3)의 응축물 탱크(10)로 송출된다. 응축물 라인(8 및 9)은 또한 별개로 위치되거나 응축물을 순환으로 리턴시키기 위한 적절한 임의의 구성으로 될 수도 있다.In this example, the condensate produced in the heat pump 7 is sent through the line 9 to the condensate tank 11 of the further condenser 6 and then produced in the further condenser 6. Together with the condensate produced by the main surface condenser 3 is sent to the condensate tank 10 of the main surface condenser 3 via line 8. Condensate lines 8 and 9 may also be located separately or in any configuration suitable for returning condensate to circulation.

예 4Example 4

이하의 부분에서는, 증기 터빈 장치의 바이패스 시스템에서 추가의 응축 수단을 실현하는 효과를 지원하는 증기 흐름의 계산된 파라미터가 제공된다. 그 결과는 제1의 HP/IP(고압, 중간 압력)부 및 대칭적인 LP(저압)부를 포함하는 250 MW 증기 터빈용으로 제공된다. 그럼에도 불구하고, 제시된 해법은 이러한 특정 종류의 터빈으로 제한되지 않는다.In the following section, calculated parameters of the steam flow are provided that support the effect of realizing further condensation means in the bypass system of the steam turbine apparatus. The result is provided for a 250 MW steam turbine comprising a first HP / IP (high pressure, medium pressure) part and a symmetrical LP (low pressure) part. Nevertheless, the proposed solution is not limited to this particular type of turbine.

증기 터빈의 배기관에서의 증기의 파라미터가 아래의 표 1에 요약되어 있다. 제시된 파라미터는 질량 흐름, 압력, 밀도, 체적 유량 및 기준 공칭 부하의 체적 유량에 대한 체적 유량을 포함한다.The parameters of the steam in the exhaust pipe of the steam turbine are summarized in Table 1 below. Parameters presented include volume flow rate versus mass flow, pressure, density, volume flow rate and volume flow rate of the reference nominal load.

행
번호line
number 부하Load 배기 증기의 질량 흐름Mass flow of exhaust steam 배기 증기의 압력Pressure of exhaust steam 배기 증기의 밀도Density of exhaust steam 배기 증기의 체적 흐름Volumetric flow of exhaust steam 기준 공칭 부하의 체적 배기 흐름에 대한 체적 배기 흐름Volumetric exhaust flow versus volumetric exhaust flow at reference nominal load m [kg/s]m [kg / s] p [bar]p [bar] ρ [m3/kg]ρ [m 3 / kg] V [m3/s]V [m 3 / s] V/V0 [%]V / V 0 [%] 1One 기준 공칭 부하Reference nominal load 123123 0,04090,0409 0,03280,0328 37503750 100,0%100,0% 22 기준 최소 부하Reference minimum load 17,1117,11 0,05690,0569 0,0340,034 503503 13,4%13,4% 33 예 1Example 1 17,1117,11 0,02220,0222 0,01320,0132 12961296 34,6%34,6% 44 예 2Example 2 17,1117,11 0,02460,0246 0,01470,0147 11641164 31,0%31,0% 55 예 3Example 3 17,1117,11 0,01590,0159 0,0095010,009501 18011801 48,0%48,0%

행 번호 1은 디스에이블된 바이패스 시스템으로 대표적인 동작 모드를 고려하고, 공칭 질량 흐름, 표기 압력 p 0 , 공칭 밀도 및 공칭 체적 유량 V 0 에 대응하는 기준 공칭 부하 즉, 응축 부하의 파라미터를 기재한다. 질량 흐름은 기준 최소 부하에 대해 그리고 3개의 제공된 예들에 대해 동일하고, 메인 표면 콘덴서에 들어가는 대표적인 최소 질량 흐름인 공칭 흐름의 14%에 대응한다.Row number 1 considers a representative mode of operation with the disabled bypass system and describes the parameters of the reference nominal load, ie condensation load, corresponding to the nominal mass flow, the nominal pressure p 0 , the nominal density and the nominal volume flow rate V 0 . . The mass flow is the same for the reference minimum load and for the three provided examples and corresponds to 14% of the nominal flow, which is a representative minimum mass flow entering the main surface condenser.

행 번호 2에서, 대표적인 증기 터빈 장치에 대응하는 기준 최소 부하가 제공되어 있으며, 여기에서 배기 라인 및 바이패스 라인은 메인 표면 콘덴서에 들어가기 전에 병합되어, 낮은 질량 흐름 배기 증기 및 높은 질량 흐름 바이패스 증기가 콘덴서에 들어가기 전에 병합된 후 도 4에 따라 메인 표면 콘덴서에서 함께 응축되게 된다. 메인 표면 콘덴서 내의 압력은 표기 압력보다 더욱 높은 값에 도달할 수도 있음을 알 수 있다. 통상적으로, 메인 표면 콘덴서 내의 압력은 바이패스된 증기의 양에 따라 증가한다.In row number 2, a reference minimum load corresponding to a representative steam turbine unit is provided, where exhaust lines and bypass lines are merged prior to entering the main surface condenser to provide low mass flow exhaust steam and high mass flow bypass steam. Are merged before entering the condenser and then condensed together in the main surface condenser according to FIG. 4. It can be seen that the pressure in the main surface condenser may reach a higher value than the indicated pressure. Typically, the pressure in the main surface condenser increases with the amount of vapor bypassed.

추가의 행들은 개별 예들에서 계산된 파라미터들을 나타내고: 행 번호 3은 추가의 콘덴서와 직렬 연결로 된 실시예에 대응하는 예 1의 파라미터를 나타낸다. 추가의 콘덴서와 병렬 연결로 된 실시예에 대응하는 예 2의 파라미터가 행 번호 4에 제공되고, 추가의 콘덴서와 히트 펌프의 조합을 포함하는 실시예에 대응하는 예 3의 파라미터가 행 번호 5에 제공되어 있다.Further rows represent the calculated parameters in the individual examples: Row number 3 represents the parameter of Example 1 corresponding to the embodiment in series connection with the further capacitor. The parameter of Example 2 corresponding to the embodiment in parallel connection with the additional condenser is provided in row number 4, and the parameter of Example 3 corresponding to the embodiment including the combination of the further condenser and heat pump is given in row number 5 It is provided.

개별 예들의 파라미터를 기준 최소 부하의 파라미터와 비교하면, 배기 증기의 압력이 기준 최소 부하의 경우에서 보다 예들에서 현저하게 더 낮아지고, 배기 증기 압력은 표기 압력의 40% 내지 60%로 감소하는 것을 알 수 있다.Comparing the parameters of the individual examples with those of the reference minimum load, the pressure of the exhaust steam is significantly lower in the examples than in the case of the reference minimum load, and the exhaust steam pressure decreases from 40% to 60% of the indicated pressure. Able to know.

추가의 계산 및 여러 가지 시나리오가 표 2에서 볼 수 있다. 계산은 콘덴서로의 대표적인 최소 증기 질량 흐름 eps가 공칭 흐름의 14%이란 것, 냉각수의 온도 상승 ΔTcw 및 메인 표면 콘덴서의 종단 온도차 TTD가 콘덴서로의 증기 질량 흐름에 선형적으로 종속되는 것, 및 메인 표면 콘덴서의 입구에서의 냉각수의 온도 tcw가 일정하게 유지되는 것의 가정을 기초로 한다. 표 2의 최후의 시나리오인 "냉각수 온도의 변화를 기초로 한 시나리오"는 최후의 가정이 충족되지 않는 경우 상황이 어떻게 악화되는 지를 나타낸다. 예를 들어, 20℃ 입구 냉각수 온도(tcw)를 사용하는 것으로 추정된 콘덴서가 30℃의 냉각수를 갖고 "여름" 최소 부하로 동작되는 시나리오에서, 최소 압력 대 표기 압력의 비 pk '/ pk는 대략 90%까지 상승할 수도 있다. 본 발명에 의해 제안된 장치는 냉각수 tcw의 온도를 더 낮은 레벨로 감소시킬 수 있기 때문에, 특히 히트 펌프를 활성화 시키는 장치가 유리하다. 더욱이, 그 장치는 이 온도를 비교적 일정하게 유지되게 할 수 있어, 적어도 대부분의 변동이 제거되게 된다.Additional calculations and various scenarios are shown in Table 2. The calculations show that the representative minimum vapor mass flow eps to the condenser is 14% of the nominal flow, the temperature rise ΔTcw of the coolant and the terminal temperature difference TTD of the main surface condenser are linearly dependent on the vapor mass flow to the condenser, and It is based on the assumption that the temperature tcw of the cooling water at the inlet of the surface condenser is kept constant. The last scenario in Table 2, "Scenarios Based on Changes in Coolant Temperature", shows how the situation worsens when the last assumption is not met. For example, in a scenario where a condenser estimated to use 20 ° C. inlet coolant temperature ( tcw ) has a coolant of 30 ° C. and is operated with a “summer” minimum load, the ratio of minimum pressure to nominal pressure pk '/ pk is approximately It could rise to 90%. The device proposed by the present invention is particularly advantageous for activating the heat pump, since the temperature of the cooling water tcw can be reduced to a lower level. Moreover, the device can keep this temperature relatively constant, so that at least most of the variation is eliminated.

Figure 112018103149168-pat00001
Figure 112018103149168-pat00001

표3: 표2의 범례Table 3: Legend of Table 2 tcwtcw ℃℃ 콘덴서의 입구에서의 냉각수 온도Coolant temperature at the inlet of the condenser ΔTcwΔTcw ℃℃ 콘덴서 양단의 공칭 냉각수 온도 상승Nominal coolant temperature rise across condenser TTDTTD ℃℃ 콘덴서의 공칭 종단 온도차Nominal termination temperature difference of the capacitor epseps %% 콘덴서 입구에서의 증기 질량 흐름의 비(대표적인 최소 흐름 대 공칭 흐름)Ratio of vapor mass flow at the condenser inlet (typical minimum flow to nominal flow) ΔTcwΔTcw '' ℃℃ 최소 부하에서의 콘덴서 양단의 냉각수 온도 상승 Increased coolant temperature across the condenser at minimum load TTD'TTD ' ℃℃ 최소 부하에서의 콘덴서의 종단 온도차Termination temperature difference of capacitor at minimum load TsatTsat ℃℃ 공칭 부하에서의 콘덴서 내의 포화 온도Saturation Temperature in the Condenser at Nominal Load TsatTsat '' ℃℃ 최소 부하에서의 콘덴서 내의 포화 온도Saturation Temperature in Capacitor at Minimum Load pkpk barbar 공칭 부하에서의 콘덴서 내의 압력(Tsat으로부터 도출)Pressure in the condenser at nominal load (derived from Tsat) pk'pk ' barbar 최소 부하에서의 콘덴서 내의 압력(Tsat'로부터 도출)Pressure in condenser at minimum load (derived from Tsat ') epseps '' %% 질량 흐름 대 콘덴서 압력의 "비". 그 비는 배기 체적 흐름의 양과 상관한다.The "ratio" of mass flow versus condenser pressure. The ratio correlates with the amount of exhaust volume flow. pkpk '/'/ pkpk %% 최소 대 공칭 부하에서의 콘덴서 압력의 비Ratio of condenser pressure at minimum to nominal load pk"pk " barbar 입구 냉각수 온도로부터만 도출된 콘덴서 내의 가상 최소 압력Virtual minimum pressure in the condenser derived only from the inlet coolant temperature pkpk "/"/ pkpk %% 콘덴서 압력들: 가상 최소 대 공칭 압력의 비Condenser pressures: ratio of virtual minimum to nominal pressure

더욱이, 표 1을 다시 참조하면, 배기 증기의 체적 유량이 기준 최소 부하의 경우에서 보다 개별 예들에서 더 높으며, 이는 기준 최소 부하에 대한 약 13%의 더 낮은 값 및 예들에 대한 30%보다 더 큰 상대 체적 유량 V/V0에 대응한다.Furthermore, referring back to Table 1, the volumetric flow rate of the exhaust vapor is higher in the individual examples than in the case of the reference minimum load, which is about 13% lower for the reference minimum load and greater than 30% for the examples. Corresponds to the relative volume flow rate V / V 0 .

30% 값은 실질적으로 역방향 흐름이 증기 터빈의 배기관에서 발생하는지의 여부를 결정한다. 임계치 이하에서, 역 증기 흐름의 효과는 아래 문헌에 기재되어 있는 바와 같이, 최종 단계 블레이드의 루트에서 증기 터빈의 배기관에서 현저하다: M. Gloger 등(1989년 8월에 VGB Kraftwersktechnik 69, No. 8, 증기 터빈용 LP 블레이드의 설계)에 따라서, (이 경우에 블레이드의 팁의 응력 진폭에 의해 결정되는) 최종 단계 블레이드의 동응력은 체적 유량이 30% 아래로 감소할 때 현저하게 증가한다. 이것은 또한 이후에 Sigg 등(윈디지(windage) 동안 저압 증기 터빈의 수치적 및 실험적인 연구, Proc.IMechE Vol. 223 Part A: J. Power and Energy)에 의해 확인되었고, 여기에서 상대 질량 흐름의 34% 아래에서, 역류가 허브 상에서 시작되어 상대 질량 흐름을 저하시키면서 악화되는 것이 관측되었다.The 30% value substantially determines whether reverse flow occurs in the exhaust pipe of the steam turbine. Below the threshold, the effect of reverse steam flow is prominent in the exhaust turbine of the steam turbine at the root of the final stage blade, as described in the following literature: M. Gloger et al. (VGB Kraftwersktechnik 69, No. 8, Aug. 1989). Depending on the design of the LP blades for steam turbines, the dynamic stress of the final stage blades (in this case determined by the stress amplitude of the tip of the blades) increases significantly when the volume flow rate decreases below 30%. This was also confirmed later by Sigg et al. (Numerical and experimental studies of low pressure steam turbines during windage, Proc. IMech E Vol. 223 Part A: J. Power and Energy), where Below 34%, it was observed that backflow started on the hub and worsened while lowering the relative mass flow.

이들 효과는 상대 체적 유량 V/V0이 30%의 임계치 위에 있을 때 강하게 감소된다.These effects are strongly reduced when the relative volume flow rate V / V 0 is above the threshold of 30%.

메인 표면 콘덴서 내의 압력 대 콘덴서에 들어가는 질량 흐름의 비는 상대 체적 유량과 상관관계에 있는 25% 내지 30%의 범위 내에 있다. 개별 예들을 고려하고 상술한 가정들을 기초로 할 때(표 2 참조), 결과들은 문제가 있는 환기 체계(ventilation regime)가 시작되는 경계 주변에 있다.The ratio of the pressure in the main surface condenser to the mass flow entering the condenser is in the range of 25% to 30% correlated with the relative volumetric flow rate. Considering the individual examples and based on the above assumptions (see Table 2), the results are around the boundary at which the problematic ventilation regime begins.

마지막 시나리오에서, 최종 가정이 충족되지 않을 때, 즉, 냉각수 온도가 일정하지 않을 때, 이 비율은 문제가 있는 환기 체계에 대해 15%까지 감소될 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 의해 제안된 장치는 메인 표면 콘덴서의 압력을 강하시키기 때문에 유익하다. 앞에서 이미 설명한 바와 같이, 히트 펌프를 활성화시키는 장치가 이 경우에 특히 유리하며, 그 이유는 냉매의 온도를 더 낮은 레벨로 비교적 일정하게 되도록 낮출 수 있어, 적어도 대부분의 변동이 제거되기 때문이다.In the last scenario, when the final assumption is not met, that is, when the coolant temperature is not constant, this ratio may be reduced by 15% for the problematic ventilation system. Nevertheless, the device proposed by the present invention is advantageous because it lowers the pressure of the main surface capacitor. As already explained above, the device for activating the heat pump is particularly advantageous in this case, since the temperature of the refrigerant can be lowered to a relatively constant level at a lower level, so that at least most of the variation is eliminated.

결론적으로, 3개의 제시된 모든 실시예들(예 1, 2 및 3)에서, 메인 표면 콘덴서 내의 압력은 공지된 해법에 비해 현저하게 더 낮다. 반면에, 상대적인 체적 유량은 3개의 경우 모두에서 30% 위에 있다 즉, 문제가 있는 환기 체계의 위에 있다. 따라서, 추가의 증기 응축 수단을 활성화시킴으로써 40% ∼ 60% 사이로 메인 표면 콘덴서 압력을 유지시키면 상술한 원하지 않는 효과를 낮추거나 제거할 수 있고, 그에 따라 최종 단계 블레이드의 재료의 열화를 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 유지보수/미생성/저속 흐름 모드의 동작 범위의 확장이 가능하다.In conclusion, in all three presented embodiments (Examples 1, 2 and 3), the pressure in the main surface condenser is significantly lower than the known solution. On the other hand, the relative volumetric flow rate is above 30% in all three cases, ie above the problematic ventilation system. Thus, maintaining the main surface condenser pressure between 40% and 60% by activating additional steam condensation means can lower or eliminate the above-mentioned undesirable effects and thus reduce the deterioration of the material of the final stage blades. Therefore, it is possible to extend the operating range of maintenance / non-production / low speed mode.

Claims (13)

증기 발생기 및 저압 증기 터빈(1)을 포함하는 발전소용 증기 재활용 시스템에 있어서:
메인 콘덴서(3),
냉각 시스템,
저압 증기 터빈(1)의 배기관(2)으로부터 상기 메인 콘덴서(3)로 낮은 질량 흐름 배기 증기를 전송하는 배기 라인(21), 및
상기 저압 증기 터빈(1)을 통과시키지 않고 응축물에 대해 증기 발생기로부터 높은 질량 흐름 증기를 전송하는 바이패스 라인(5)을 포함하고,
상기 바이패스 라인(5)은 상기 배기 라인(21)과 분리되어 형성되며,
상기 바이패스 라인(5)은 적어도 하나의 추가의 증기 응축 수단(6, 7)을 포함하고, 상기 추가의 증기 응축 수단(6, 7)은 상기 배기 라인(21) 및 상기 메인 콘덴서(3)와 분리되어 위치되는 추가의 콘덴서(6)를 포함하고, 상기 추가의 증기 응축 수단(6, 7)은 상기 냉각 시스템에 연결되며, 상기 냉각 시스템은 상기 메인 콘덴서(3)에 들어가는 증기 및 상기 추가의 증기 응축 수단(6, 7)에 들어가는 증기를 냉각시키도록 되어 있는, 증기 재활용 시스템.In a steam recycling system for a power plant comprising a steam generator and a low pressure steam turbine (1):
Main capacitor (3),
Cooling system,
An exhaust line 21 for transferring low mass flow exhaust steam from the exhaust pipe 2 of the low pressure steam turbine 1 to the main condenser 3, and
A bypass line (5) for transmitting high mass flow steam from the steam generator to condensate without passing through said low pressure steam turbine (1),
The bypass line 5 is formed separately from the exhaust line 21,
The bypass line 5 comprises at least one further steam condensation means 6, 7, wherein the further steam condensation means 6, 7 comprise the exhaust line 21 and the main condenser 3. And an additional condenser (6) positioned separately from and wherein said additional steam condensing means (6, 7) are connected to said cooling system, said cooling system entering steam and said additional condenser (3). A steam recycling system, adapted to cool the steam entering the steam condensation means (6, 7). 제1항에 있어서, 상기 증기 재활용 시스템은 상기 메인 콘덴서(3) 내의 표기 압력의 40% 내지 60%의 상기 메인 콘덴서(3) 내의 최소 압력을 갖도록 구성되고, 상기 표기 압력은 공칭 부하에서 상기 메인 콘덴서(3) 내의 압력으로 정의되는, 증기 재활용 시스템.2. The steam recycling system according to claim 1, wherein the steam recycling system is configured to have a minimum pressure in the main condenser 3 of 40% to 60% of the nominal pressure in the main condenser 3, the notation pressure being the main at nominal load. A steam recycling system, defined as the pressure in the condenser (3). 제1항에 있어서, 상기 냉각 시스템은 냉매를 냉각시키도록 되어 있는 냉각 수단(4), 및 상기 냉각 시스템 내의 상기 냉매를 상기 냉각 수단(4), 상기 메인 콘덴서(3) 및 상기 추가의 증기 응축 수단(6, 7) 사이에서 전송하는 냉각 라인(41)을 포함하는, 증기 재활용 시스템.The cooling system (4) according to claim 1, wherein the cooling system (4) is adapted to cool the refrigerant, and the refrigerant in the cooling system (4), the main condenser (3) and the further vapor condensation. A steam recycling system comprising a cooling line (41) for transferring between means (6, 7). 제1항에 있어서, 상기 추가의 콘덴서(6)는 0.5 내지 3 bar의 압력을 갖도록 구성되는, 증기 재활용 시스템.The steam recycling system according to claim 1, wherein the further condenser (6) is configured to have a pressure of 0.5 to 3 bar. 제1항에 있어서, 상기 추가의 콘덴서는 상기 메인 콘덴서(3)의 냉각 라인(41)의 배출구(32)에서 상기 메인 콘덴서(3)에 직렬로 위치 결정되는, 증기 재활용 시스템.The steam recycling system according to claim 1, wherein the further condenser is positioned in series with the main condenser (3) at the outlet (32) of the cooling line (41) of the main condenser (3). 제1항에 있어서, 상기 추가의 콘덴서(6)는 상기 메인 콘덴서(3)에 병렬로 위치 결정되는, 증기 재활용 시스템.The steam recycling system according to claim 1, wherein the further condenser (6) is positioned in parallel to the main condenser (3). 제1항에 있어서, 상기 추가의 증기 응축 수단은 히트 펌프(heat pump)(7)를 포함하는, 증기 재활용 시스템.2. The steam recycling system of claim 1, wherein the further steam condensation means comprises a heat pump (7). 제7항에 있어서, 상기 바이패스 라인(5)은 제1 부분(5a) 및 제2 부분(5b)을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 추가의 콘덴서(6)를 포함하며 상기 제2 부분은 상기 히트 펌프(7)를 포함하는, 증기 재활용 시스템.8. The bypass part (5) according to claim 7, wherein the bypass line (5) comprises a first part (5a) and a second part (5b), the first part comprising the further capacitor (6) and the second part Is the heat pump (7). 제7항에 있어서, 상기 바이패스 라인(5)은 상기 히트 펌프(7)로 흐르는 바이패스 증기의 양을 제어하는 밸브를 포함하는, 증기 재활용 시스템.8. The steam recycling system according to claim 7, wherein the bypass line (5) comprises a valve for controlling the amount of bypass steam flowing to the heat pump (7). 증기 발생기,
저압 증기 터빈,
상기 저압 증기 터빈의 배기 시스템, 및
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 증기 재활용 시스템을 포함하는, 발전소.Steam generator,
Low pressure steam turbine,
An exhaust system of the low pressure steam turbine, and
A power plant comprising the steam recycling system according to any one of claims 1 to 9. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 증기 재활용 시스템을 이용하여, 저압 증기 터빈(1)의 저속 흐름 모드 동안 발전소 내에서 발생되는 증기를 처리하는 방법으로서,
- 메인 콘덴서(3) 내에서 배기 증기를 응축시키는 단계,
- 상기 배기 증기와 별개로 적어도 하나의 추가의 증기 응축 수단(6, 7) 내에서 바이패스 증기를 응축시키는 단계를 포함하는, 증기 처리 방법.A method for treating steam generated in a power plant during a low speed flow mode of a low pressure steam turbine 1 using the steam recycling system according to any one of claims 1 to 9,
Condensing the exhaust vapor in the main condenser (3),
Condensing the bypass steam in at least one further steam condensing means (6, 7) separately from said exhaust steam. 제11항에 있어서, 상기 추가의 증기 응축 수단(6, 7)은 추가의 콘덴서(6), 또는 상기 추가의 콘덴서(6)와 히트 펌프(7)의 조합을 포함하는, 증기 처리 방법.12. The method of claim 11, wherein the further steam condensing means (6, 7) comprise an additional condenser (6) or a combination of the further condenser (6) and a heat pump (7). 삭제delete
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