KR102115055B1 - Waste heat recovery system of floating type marine structure - Google Patents

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KR102115055B1
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Abstract

부유식 해상구조물의 폐열회수시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템은, 복수의 폐열회수유닛중, 가스터빈에서 배출된 많은 양의 배기가스가 어느 하나의 폐열회수유닛으로 공급되어 어느 하나의 폐열회수유닛의 이코노마이저에서 배출되는 가열된 원수의 온도가 측정된 온도 및 측정된 압력을 이용하여 계산한 끓는점 이하의 온도인 설정 온도 이상이면, 폐열회수유닛의 이코노마이저에 냉각수를 혼합시켜 공급하여 가열된 원수가 끓는 것을 방지한다. 그러면, 폐열회수유닛으로 공급되는 배기가스를 분기시켜 버리지 않고 사용할 수 있으므로, 배기가스의 사용효율이 향상되는 효과가 있을 수 있다.Disclosed is a waste heat recovery system for a floating offshore structure. In the waste heat recovery system of the floating offshore structure according to the embodiment of the present invention, a large amount of exhaust gas discharged from a gas turbine among a plurality of waste heat recovery units is supplied to any one waste heat recovery unit, and any one waste heat recovery unit If the temperature of the heated raw water discharged from the economizer is higher than the set temperature, which is the temperature below the boiling point calculated using the measured temperature and the measured pressure, the cooled raw water is boiled by mixing and supplying cooling water to the economizer of the waste heat recovery unit. Prevent things. Then, since the exhaust gas supplied to the waste heat recovery unit can be used without branching, the efficiency of use of the exhaust gas may be improved.

Description

부유식 해상구조물의 폐열회수시스템 {WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM OF FLOATING TYPE MARINE STRUCTURE}WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM OF FLOATING TYPE MARINE STRUCTURE}

본 발명은 폐열의 사용효율을 향상시킨 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a waste heat recovery system of a floating offshore structure with improved use efficiency of waste heat.

FPSO(Floating Production Storage and Offloading) 등과 같은 부유식 해상구조물은 선박 형태의 하부 구조물 상에 프로세스 설비, 유틸리티 설비, 터릿 설비 및 거주구 등이 설치된다. 그리고, 유틸리티 설비는 발전시스템 등을 포함한다.Floating offshore structures, such as FPSO (Floating Production Storage and Offloading), are equipped with process facilities, utility facilities, turret facilities, and residences on ship-type substructures. In addition, the utility equipment includes a power generation system and the like.

부유식 해상구조물의 발전시스템은, 열효율을 향상시키기 위하여, 연료를 연소시 발생하는 연소가스로 가스터빈을 구동하여 전기를 생성하고, 가스터빈의 구동 후 배출되는 배기가스의 폐열을 폐열회수시스템에서 회수하여 원수(原水)를 가열한다.In order to improve the thermal efficiency, the power generation system of the floating offshore structure generates electricity by driving the gas turbine with combustion gas generated during combustion of the fuel, and uses the waste heat recovery system to exhaust waste heat of exhaust gas discharged after the gas turbine is driven. Recover and heat the raw water.

일반적으로, 폐열회수시스템은 복수의 폐열회수유닛을 포함하며, 각 폐열회수유닛은 가스터빈에서 배출된 배기가스가 통과하는 관로와 상기 관로에 설치되어 가스터빈에서 배출된 배기가스와 열교환하는 이코노마이저(Economizer)를 각각 포함하며, 상기 이코노마이저는 원수를 공급받아 가열한다.In general, the waste heat recovery system includes a plurality of waste heat recovery units, and each waste heat recovery unit is installed in the pipeline through which exhaust gas discharged from the gas turbine passes and an economizer installed in the pipeline to exchange heat with exhaust gas discharged from the gas turbine ( Economizer), and the economizer is heated by receiving raw water.

상기 이코노마이저에서 가열되는 원수는, 열효율을 향상시키기 위하여, 포화액체 상태까지 가열되는 것이 바람직하다. 그런데, 상기 이코노마이저에서 원수를 가열하여 포화액체 상태로 만들 때, 원수가 끓으면 기포가 발생할 수 있다. 그러면, 기포로 인하여 상기 이코노마이저의 원수와 배기가스가 원활하게 열교환하지 못하고, 상기 이코노마이저의 가열된 원수가 상기 이코노마이저에서 용이하게 배출되지 못할 뿐만 아니라, 상기 이코노마이저의 내구성이 저하될 수 있다.The raw water heated in the economizer is preferably heated to a saturated liquid state in order to improve thermal efficiency. However, when the raw water is heated in the economizer to make it a saturated liquid state, bubbles may be generated when the raw water boils. Then, due to air bubbles, the raw water of the economizer and the exhaust gas do not exchange smoothly, and the heated raw water of the economizer is not easily discharged from the economizer, and durability of the economizer may be deteriorated.

종래의 폐열회수시스템은, 상기 폐열회수유닛의 상기 이코노마이저에서 원수가 끓으면, 가스터빈에서 배출되어 상기 이코노마이저측으로 공급되는 배기가스의 일부를 분기시켜, 상기 이코노마이저측으로 공급되는 배기가스의 양을 감소시킨다. 이때, 분기된 상기 가스터빈의 배기가스는 버려지므로, 폐열의 사용효율이 저하되는 단점이 있다.Conventional waste heat recovery system, when the raw water boils in the economizer of the waste heat recovery unit, branch a portion of the exhaust gas discharged from the gas turbine and supplied to the economizer side, thereby reducing the amount of exhaust gas supplied to the economizer side . At this time, since the exhaust gas of the branched gas turbine is discarded, the use efficiency of waste heat is deteriorated.

그리고, 상기 이코노마이저측으로 공급되는 상기 가스터빈의 배기가스의 양은 상기 관로에 설치된 댐퍼를 조절하여 감소시킨다. 그런데, 상기 댐퍼를 이용하여 상기 관로의 개폐도를 정밀하게 제어하기 어려우므로, 정밀하게 상기 이코노마이저에서 기포가 발생되지 않도록 제어하기 어려운 단점이 있다.And, the amount of exhaust gas of the gas turbine supplied to the economizer side is reduced by adjusting the damper installed in the pipeline. However, since it is difficult to precisely control the opening / closing degree of the pipeline using the damper, there is a disadvantage that it is difficult to precisely control air bubbles from being generated in the economizer.

폐열회수시스템과 관련한 선행기술은 한국공개특허공보 제10-2013-0097437호(2013. 09. 03) 등에 개시되어 있다.Prior art related to the waste heat recovery system is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2013-0097437 (2013. 09. 03).

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템을 제공하는 것일 수 있다.An object of the present invention may be to provide a waste heat recovery system of a floating offshore structure that can solve all the problems of the prior art as described above.

본 발명의 다른 목적은 가스터빈에서 배출되는 배기가스의 사용효율을 향상시킬 수 있음과 동시에, 정밀하게 이코노마이저에서 기포가 발생되지 않도록 제어할 수 있는 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템을 제공하는 것일 수 있다.Another object of the present invention may be to provide a waste heat recovery system of a floating marine structure capable of improving the efficiency of use of exhaust gas discharged from a gas turbine and precisely controlling air bubbles from being generated in the economizer. have.

본 발명에 따른 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템은, 제어부; 가스터빈에서 배출된 배기가스가 유입되어 배출되는 관로, 상기 관로에 설치되며 원수를 공급받아 상기 배기가스와 열교환하여 원수를 포화액체 상태로 가열한 후 배출하는 이코노마이저(Economizer)를 각각 가지며 상기 제어부에 의하여 제어되는 복수의 폐열회수유닛을 포함하며, 복수의 상기 폐열회수유닛 중에서, 상기 폐열회수유닛의 상기 이코노마이저에서 배출되는 가열된 원수의 온도가 설정 온도 이상이면, 가열된 원수의 온도가 상기 설정 온도 이상인 상기 폐열회수유닛의 상기 이코노마이저에는 냉각수가 혼합될 수 있다.A waste heat recovery system for a floating marine structure according to the present invention includes a control unit; The exhaust gas discharged from the gas turbine is introduced and discharged. It is installed in the pipeline and receives raw water, heats it with the exhaust gas, heats the raw water to a saturated liquid state, and has an economizer for discharging it. If the temperature of the heated raw water discharged from the economizer of the waste heat recovery unit includes a plurality of waste heat recovery units controlled by the plurality of waste heat recovery units, the temperature of the heated raw water is the set temperature Cooling water may be mixed in the economizer of the waste heat recovery unit.

본 발명의 실시예에 따른 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템은, 복수의 폐열회수유닛중, 가스터빈에서 배출된 많은 양의 배기가스가 어느 하나의 폐열회수유닛으로 공급되어 어느 하나의 폐열회수유닛의 이코노마이저에서 배출되는 가열된 원수의 온도가 측정된 온도 및 측정된 압력을 이용하여 계산한 끓는점 이하의 온도인 설정 온도 이상이면, 폐열회수유닛의 이코노마이저에 냉각수를 혼합시켜 공급하여 가열된 원수가 끓는 것을 방지한다. 그러면, 폐열회수유닛으로 공급되는 배기가스를 분기시켜 버리지 않고 사용할 수 있으므로, 배기가스의 사용효율이 향상되는 효과가 있을 수 있다.In the waste heat recovery system of the floating offshore structure according to the embodiment of the present invention, a large amount of exhaust gas discharged from a gas turbine among a plurality of waste heat recovery units is supplied to any one waste heat recovery unit, and any one waste heat recovery unit If the temperature of the heated raw water discharged from the economizer is higher than the set temperature, which is the temperature below the boiling point calculated using the measured temperature and the measured pressure, the cooled raw water is boiled by mixing and supplying cooling water to the economizer of the waste heat recovery unit. Prevent things. Then, since the exhaust gas supplied to the waste heat recovery unit can be used without branching, the efficiency of use of the exhaust gas may be improved.

그리고, 이코노마이저에서 배출되는 가열된 원수의 온도가 설정 온도 이상이면, 중간헤더로 냉각수를 공급하여 가열된 원수에 혼합시키고, 중간헤더로 공급되는 냉각수의 양은 밸브에 의하여 제어되므로, 상대적으로 정밀하게 제어할 수 있다. 따라서, 이코노마이저에서 가열된 원수가 끓는 것을 정밀하게 방지할 수 있는 효과가 있을 수 있다.And, if the temperature of the heated raw water discharged from the economizer is greater than or equal to the set temperature, the cooling water is supplied to the intermediate header to be mixed with the heated raw water, and the amount of the cooling water supplied to the intermediate header is controlled by the valve, so that it is relatively precisely controlled can do. Therefore, there may be an effect capable of precisely preventing boiling of raw water heated in the economizer.

그리고, 이코노마이저의 제1뱅크에서 배출된 가열된 원수는 중간헤더로 유입되어 냉각수와 혼합된 후 이코노마이저의 제2뱅크로 유입되므로, 가열된 원수와 냉각수가 혼합된 물을 제2뱅크로 균일하게 유입시킬 수 있다. 그러므로, 이코노마이저에서 온수가 끓는 것을 더욱 정밀하게 방지할 수 있는 효과가 있을 수 있다.In addition, the heated raw water discharged from the first bank of the economizer flows into the intermediate header and mixes with the cooling water and then flows into the second bank of the economizer. I can do it. Therefore, there may be an effect that can more accurately prevent boiling of hot water in the economizer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수시스템의 구성을 보인 도.
도 2는 도 1에 도시된 하나의 폐열회수유닛의 구성을 보인 도.
도 3은 도 2에 도시된 이코노마이저의 사시도.1 is a view showing the configuration of a waste heat recovery system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing the configuration of one waste heat recovery unit shown in Figure 1;
3 is a perspective view of the economizer shown in FIG. 2;

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.It should be noted that in this specification, when adding reference numerals to components of each drawing, the same components have the same number as possible, even if they are displayed on different drawings.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.On the other hand, the meaning of the terms described in this specification should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.It should be understood that a singular expression includes a plurality of expressions unless the context clearly defines otherwise, and the terms "first", "second", etc. are intended to distinguish one component from another component, The scope of rights should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that terms such as “include” or “have” do not preclude the existence or addition possibility of one or more other features or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term “at least one” includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of “at least one of the first item, the second item, and the third item” means 2 of the first item, the second item, or the third item, as well as each of the first item, the second item, and the third item. Any combination of items that can be presented from more than one dog.

"및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및/또는 제3항목"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 또는 제3항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term “and / or” includes all combinations that can be presented from one or more related items. For example, the meaning of "the first item, the second item and / or the third item" means not only the first item, the second item, or the third item, but also two of the first item, second item, or third item. It means a combination of all items that can be presented from the above.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결된다 또는 설치된다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 설치될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결된다 또는 설치된다"라고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 이웃하는"과 "∼에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected or installed" to another component, it should be understood that other components may exist in the middle, although they may be directly connected or installed to the other component. On the other hand, when a component is said to be "directly connected or installed" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle. On the other hand, other expressions describing the relationship between the components, that is, "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly neighboring to" should be interpreted similarly.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a waste heat recovery system for a floating offshore structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

부유식 해상구조물에는 FPSO(Floating Production Storage and Offloading) 등이 있으며, 부유식 해상구조물은 하부 구조물 상에 발전시스템을 포함한 유틸리티 설비가 설치된다.Floating offshore structures include FPSO (Floating Production Storage and Offloading), and floating offshore structures are equipped with utility facilities including a power generation system on the substructure.

부유식 해상구조물의 발전시스템은 연소기에서 연료를 연소시킬 때 발생하는 연소가스로 가스터빈을 구동하여 전기를 생성하고, 가스터빈의 구동 후 배출되는 연소가스인 고온의 배기가스는 폐열회수유닛으로 유입되어 원수의 가열에 사용된다. 이때, 폐열회수유닛은 복수개가 설치된다.The power generation system of the floating offshore structure generates electricity by driving the gas turbine with combustion gas generated when combusting fuel in the combustor, and the high-temperature exhaust gas, which is the combustion gas discharged after driving the gas turbine, flows into the waste heat recovery unit. It is used for heating raw water. At this time, a plurality of waste heat recovery units are installed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수시스템의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 하나의 폐열회수유닛의 구성을 보인 도로서, 이를 설명한다.1 is a view showing the configuration of a waste heat recovery system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing the configuration of one waste heat recovery unit shown in FIG. 1, which will be described.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 폐열회수시스템은 폐열회수유닛(100)과 제어부(200)를 포함할 수 있다. 폐열회수유닛(100)은 가스터빈(50)에서 배출되는 배기가스와 열교환하여 온수를 생성할 수 있고, 제어부(200)는 폐열회수유닛(100) 및 가스터빈(50)을 제어할 수 있다.As illustrated, the waste heat recovery system according to the present embodiment may include a waste heat recovery unit 100 and a control unit 200. The waste heat recovery unit 100 may generate hot water by exchanging heat with exhaust gas discharged from the gas turbine 50, and the control unit 200 may control the waste heat recovery unit 100 and the gas turbine 50.

가스터빈(50)은 연료의 연소시 발생하는 연소가스에 의하여 구동하면서 발전기(60)를 구동할 수 있고, 이로 인해 전기가 생성될 수 있다.The gas turbine 50 may drive the generator 60 while being driven by the combustion gas generated during combustion of the fuel, thereby generating electricity.

폐열회수유닛(100)은 복수개 마련될 수 있고, 가스터빈(50)은 폐열회수유닛(100)과 대응되게 복수개 마련될 수 있다. 그리하여, 각 폐열회수유닛(100a, 100b, ...... 100n)은 대응되는 각 가스터빈(50a, 50b, ...... 50n)에서 배출되는 배기가스와 열교환하여 온수를 생성할 수 있다.A plurality of waste heat recovery units 100 may be provided, and a plurality of gas turbines 50 may be provided to correspond to the waste heat recovery units 100. Thus, each waste heat recovery unit (100a, 100b, ... 100n) heat exchange with the exhaust gas discharged from each of the corresponding gas turbines (50a, 50b, ... 50n) to generate hot water Can be.

각 폐열회수유닛(100a, 100b, ...... 100n)은 관로(110)와 이코노마이저(Economizer)(140)를 포함할 수 있고, 각 가스터빈(50a, 50b, ...... 50n)에서 배출되는 배기가스(이하, "배기가스"라 함)는 관로(110)로 유입되어, 관로(110)를 통과한 후, 배출될 수 있다. 이코노마이저(140)는 관로(110)에 설치되어 배기가스와 열교환하여 원수(原水)를 가열할 수 있다.Each waste heat recovery unit (100a, 100b, ... 100n) may include a pipeline 110 and an economizer (Economizer) 140, each gas turbine (50a, 50b, ...) The exhaust gas (hereinafter referred to as “exhaust gas”) discharged from 50n) is introduced into the pipeline 110 and may be discharged after passing through the pipeline 110. The economizer 140 may be installed in the pipeline 110 to heat the raw water by exchanging heat with exhaust gas.

도 2에 도시된 방향을 기준으로, 배기가스는 관로(110)의 하측에서 유입되어 상측으로 배출되므로, 관로(110)로 유입되는 배기가스가 관로(110)에 배출되는 배기가스 보다 고온이다. 그러므로, 관로(110)에 설치된 이코노마이저(140)의 상측 부위를 통하여 원수가 유입된 후, 하측 부위를 통하여 가열된 원수(이하, "온수"라 함)가 배출되면, 이코노마이저(140)에서 원수가 순차적으로 가열되는 형태가 되므로 바람직하다.Based on the direction shown in FIG. 2, since the exhaust gas flows in from the lower side of the pipeline 110 and is discharged to the upper side, the exhaust gas flowing into the pipeline 110 is higher than the exhaust gas discharged into the pipeline 110. Therefore, after the raw water flows through the upper portion of the economizer 140 installed in the pipeline 110, and when the heated raw water (hereinafter referred to as “hot water”) is discharged through the lower portion, the raw water in the economizer 140 is discharged. It is preferable to be in the form of sequentially heating.

이코노마이저(140)는 원수를 공급받아 포화액체 상태로 가열한다. 이때, 온수가 끓으면, 기포가 발생할 수 있다. 기포는 이코노마이저(140)의 원수와 배기가스가 원환하게 열교환하는 것을 방해하고, 온수가 배출되는 것을 방해할 뿐만 아니라, 이코노마이저(140)를 손상시킬 수 있다.The economizer 140 receives raw water and heats it in a saturated liquid state. At this time, when the hot water boils, air bubbles may be generated. Bubbles prevent the raw water and exhaust gas of the economizer 140 from being exchanged neatly, and not only prevent hot water from being discharged, but also damage the economizer 140.

본 실시예에 따른 폐열회수시스템은, 폐열회수유닛(100)에서 온수가 끓는 것을 방지하기 위하여, 폐열회수유닛(100) 중, 폐열회수유닛(100)의 이코노마이저(140)에서 배출되는 온수의 온도가 끓는점 이하의 온도인 설정 온도 이상이면, 상기 설정 온도 이상인 온수가 배출되는 폐열회수유닛(100)의 이코노마이저(140)로 냉각수를 공급하여 혼합시킬 수 있다. 상기 설정 온도는 이코노마이저(140)에서 배출되는 가열된 온수의 온도 및 압력을 측정하여 계산할 수 있으며, 이는 후술한다.The waste heat recovery system according to this embodiment, in order to prevent the hot water from boiling in the waste heat recovery unit 100, the temperature of the hot water discharged from the economizer 140 of the waste heat recovery unit 100 of the waste heat recovery unit 100 If is above the set temperature, which is the temperature below the boiling point, cooling water may be supplied to and mixed with the economizer 140 of the waste heat recovery unit 100 through which hot water above the set temperature is discharged. The set temperature can be calculated by measuring the temperature and pressure of the heated hot water discharged from the economizer 140, which will be described later.

예를 들면, 많은 양의 배기가스가 폐열회수유닛(100a)에 공급되어 폐열회수유닛(100a)에서 배출되는 온수의 온도가 상기 설정 온도 이상이면, 폐열회수유닛(100a)의 이코노마이저(140)에 냉각수를 공급하여 혼합시킬 수 있다. 그러면, 폐열회수유닛(100a)으로 공급되는 배기가스를 분기시켜 버리지 않고 사용할 수 있으므로, 배기가스의 사용효율이 향상될 수 있다.For example, if a large amount of exhaust gas is supplied to the waste heat recovery unit 100a and the temperature of the hot water discharged from the waste heat recovery unit 100a is greater than or equal to the set temperature, to the economizer 140 of the waste heat recovery unit 100a Cooling water may be supplied and mixed. Then, since the exhaust gas supplied to the waste heat recovery unit 100a can be used without branching, the use efficiency of the exhaust gas can be improved.

그리고, 많은 양의 배기가스가 폐열회수유닛(100a)에 공급되어, 폐열회수유닛(100a)의 온수가 상기 설정 온도 이상이면, 폐열회수유닛(100a)의 이코노마이저(140)에 냉각수가 공급되므로 폐열회수유닛(100a)에서는 온수가 설정 온도 이상이 되지 않음과 동시에 많은 양의 온수가 배출된다.And, when a large amount of exhaust gas is supplied to the waste heat recovery unit 100a, and the hot water of the waste heat recovery unit 100a is equal to or higher than the set temperature, cooling water is supplied to the economizer 140 of the waste heat recovery unit 100a. In the recovery unit 100a, a large amount of hot water is discharged while the hot water does not reach a set temperature or higher.

그러므로, 온수의 온도가 상기 설정 온도 미만인 폐열회수유닛(100b, ...... 100n)에서 배출되는 온수의 양을 감소시켜도 무방하다. 이를 위하여, 복수의 폐열회수유닛(100a, 100b, ...... 100n) 중에서, 온수의 온도가 상기 설정 온도 미만인 폐열회수유닛(100b, ...... 100n)으로 냉각수를 공급하여 온수의 온도가 상기 설정 온도 미만인 폐열회수유닛(100b, ...... 100n)에서 배출되는 온수의 양을 감소시킬 수 있다. 배출되는 온수의 양을 감소시키기 위하여, 온수의 온도가 상기 설정 온도 미만인 폐열회수유닛(100b, ...... 100n) 중, 적어도 하나의 폐열회수유닛(100b, ...... 100n)의 이코노마이저(140)로 냉각수를 공급할 수 있다.Therefore, it is also possible to reduce the amount of hot water discharged from the waste heat recovery units 100b, ... 100n in which the temperature of the hot water is less than the set temperature. To this end, among the plurality of waste heat recovery units 100a, 100b, ... 100n, cooling water is supplied to the waste heat recovery units 100b, ... 100n where the temperature of the hot water is less than the set temperature. It is possible to reduce the amount of hot water discharged from the waste heat recovery units (100b, ... 100n) the temperature of the hot water is less than the set temperature. In order to reduce the amount of hot water discharged, at least one waste heat recovery unit (100b, ... 100n) of the waste heat recovery unit (100b, ... 100n) of the temperature of the hot water is less than the set temperature Coolant can be supplied to the economizer 140 of).

이코노마이저(140)에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 이코노마이저의 사시도이다.The economizer 140 will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 3 is a perspective view of the economizer shown in FIG. 2.

도시된 바와 같이, 이코노마이저(140)는 배기가스가 배출되는 관로(110)의 부위에 설치된 제1뱅크(141), 배기가스가 유입되는 관로(110)의 부위에 설치된 제2뱅크(143) 및 제1뱅크(141)와 제2뱅크(143)를 연통시키는 중간헤더(145)를 포함할 수 있다.As illustrated, the economizer 140 includes a first bank 141 installed in a portion of the pipe 110 through which the exhaust gas is discharged, a second bank 143 installed in a portion of the pipe 110 through which the exhaust gas flows, and An intermediate header 145 communicating with the first bank 141 and the second bank 143 may be included.

제1뱅크(141)는 제1메인헤더(141a)와 제1튜브(141b)를 포함할 수 있다.The first bank 141 may include a first main header 141a and a first tube 141b.

제1메인헤더(141a)는 상호 대향하면서 연통된 한쌍으로 마련되어 관로(110)의 외측에 설치될 수 있고, 제1튜브(141b)는 복수개로 마련되어 관로(110)의 내부에 위치될 수 있다. 이때, 각 제1튜브(141b)의 일단부 및 타단부는 어느 하나의 제1메인헤더(141aa) 및 다른 하나의 제1메인헤더(141ab)와 각각 연통될 수 있다. 그러면, 어느 하나의 제1메인헤더(141aa)와 다른 하나의 제1메인헤더(141ab)는 제1튜브(141b)에 의하여 연통될 수 있다.The first main header 141a may be provided as a pair communicating with each other while being installed on the outside of the conduit 110, and the first main tube 141b may be provided in plural and positioned inside the conduit 110. At this time, one end and the other end of each first tube 141b may be in communication with one of the first main header 141aa and the other first main header 141ab, respectively. Then, any one of the first main header 141aa and the other of the first main header 141ab may be communicated by the first tube 141b.

제2뱅크(143)는 제1뱅크(141)와 연통되어 온수를 공급받을 수 있으며, 제2메인헤더(143a)와 제2튜브(143b)를 포함할 수 있다.The second bank 143 may be supplied with hot water in communication with the first bank 141, and may include a second main header 143a and a second tube 143b.

제2메인헤더(143a)는 상호 대향하면서 연통된 한쌍으로 마련되어 관로(110)의 외측에 설치될 수 있고, 제2튜브(143b)는 복수개로 마련되어 관로(110)의 내부에 위치될 수 있다. 이때, 각 제2튜브(143b)의 일단부 및 타단부는 어느 하나의 제2메인헤더(143aa) 및 다른 하나의 제2메인헤더(143ab)와 각각 연통될 수 있다. 그러면, 어느 하나의 제2메인헤더(143aa)와 다른 하나의 제2메인헤더(143ab)는 제2튜브(143b)에 의하여 연통될 수 있다.The second main header 143a may be provided as a pair communicating with each other while being installed on the outside of the conduit 110, and the second main tube 143b may be provided in plural and positioned inside the conduit 110. In this case, one end and the other end of each second tube 143b may be in communication with either one of the second main header 143aa and the other second main header 143ab, respectively. Then, any one of the second main headers 143aa and the other of the second main headers 143ab may be communicated by the second tube 143b.

어느 하나의 제1메인헤더(141aa)로는 원수가 유입될 수 있고, 다른 하나의 제1메인헤더(141ab)와 어느 하나의 제2메인헤더(143aa)는 중간헤더(145)를 매개로 연통될 수 있다. 그리고, 다른 하나의 제2메인헤더(143ab)에서 온수가 배출될 수 있다.Raw water may be introduced into any one of the first main headers 141aa, and the other first main header 141ab and the second second main header 143aa may be communicated through the intermediate header 145. Can be. In addition, hot water may be discharged from the other second main header 143ab.

그리하여, 어느 하나의 제1메인헤더(141aa)로 가열하고자 하는 원수가 유입되면, 원수는 제1튜브(141b)로 유입되어 가열되고, 제1튜브(141b)의 온수는 다른 하나의 제1메인헤더(141ab) → 어느 하나의 제2메인헤더(143aa)를 통하여 제2튜브(143b)로 유입되어 가열될 수 있다. 그리고, 제2튜브(143b)의 온수는 다른 하나의 제2메인헤더(143ab)를 통하여 사용처로 배출될 수 있다.Thus, when the raw water to be heated is introduced into any one of the first main headers 141aa, the raw water is introduced into the first tube 141b and heated, and the hot water of the first tube 141b is another first main. Header 141ab → may be heated by flowing into the second tube 143b through any one of the second main headers 143aa. In addition, the hot water of the second tube 143b may be discharged to the place of use through another second main header 143ab.

전술한 바와 같이, 중간헤더(145)는 다른 하나의 제1메인헤더(141ab)와 어느 하나의 제2메인헤더(143aa)를 연통시킬 수 있다. 그리하여, 다른 하나의 제2메인헤더(143ab)에서 배출되는 온수의 온도가가 상기 설정 온도 이상이면, 다른 하나의 제1메인헤더(141ab)에서 어느 하나의 제2메인헤더(143aa)로 공급되는 온수에 냉각수를 혼합시킬 수 있다. 이를 위하여, 중간헤더(145)에는 냉각수를 공급하기 위한 냉각수관(147)이 설치될 수 있고, 냉각수관(147)에는 냉각수관(147)의 개폐 정도(程度)를 조절하는 밸브(149)가 설치될 수 있다. 밸브(149)는 제어부(149)에 의하여 제어될 수 있다.As described above, the intermediate header 145 may communicate with the other first main header 141ab and any one second main header 143aa. Thus, if the temperature of the hot water discharged from the other second main header 143ab is greater than or equal to the set temperature, the second first main header 141ab is supplied to any one second main header 143aa. Cooling water can be mixed with hot water. To this end, the intermediate header 145 may be provided with a cooling water pipe 147 for supplying cooling water, and the cooling water pipe 147 has a valve 149 for adjusting the opening and closing degree of the cooling water pipe 147 Can be installed. The valve 149 may be controlled by the control unit 149.

본 실시예에 따른 폐열회수시스템은 이코노마이저(140)에서 배출되는 온수의 온도 및 압력을를 감지하여 이코노마이저(140)의 온수의 온도가 상기 설정 온도 이상인지, 미만인지를 판단할 수 있다. 이를 위하여, 온수가 배출되는 다른 하나의 제2메인헤더(143ab)의 일측에는 배출되는 온수의 온도 및 압력을 각각 감지하는 제1센서(151) 및 제2센서(153)가 설치될 수 있다. 다른 하나의 제2메인헤드(143ab)에서 배출되는 온수의 온도 및 압력을 제1센서(151) 및 제2센서(153)에서 측정하여 상기 설정 온도를 계산할 수 있다.The waste heat recovery system according to this embodiment may detect the temperature and pressure of hot water discharged from the economizer 140 to determine whether the temperature of the hot water of the economizer 140 is greater than or less than the set temperature. To this end, a first sensor 151 and a second sensor 153 may be installed at one side of the other second main header 143ab through which hot water is discharged, for sensing the temperature and pressure of the discharged hot water, respectively. The set temperature may be calculated by measuring the temperature and pressure of the hot water discharged from the other second main head 143ab by the first sensor 151 and the second sensor 153.

그리고, 제2뱅크(143)로 공급할 냉각수의 양을 결정하기 위하여 온수와 냉각수가 혼합된 물이 유입되는 어느 하나의 제2메인헤더(143aa) 측에는 온수와 냉각수가 혼합된 물의 온도를 감지하는 제3센서(155)가 설치될 수 있다.In addition, in order to determine the amount of cooling water to be supplied to the second bank 143, a second main header 143aa where hot water and coolant mixed water flows in may detect the temperature of the hot and coolant mixed water. Three sensors 155 may be installed.

그리하여, 원수가 제1뱅크(141)의 어느 하나의 제1메인헤더(141aa)로 유입되어 가열된 후, 제2뱅크(143)의 다른 하나의 제2메인헤더(143ab)로 배출될 때, 다른 하나의 제2메인헤더(143ab)로 배출되는 온수의 온도가 상기 설정 온도 이상이면, 밸브(149)를 개방하여 냉각수를 중간헤더(145)에 유입시킬 수 있다. 중간헤더(145)로 공급될 냉각수의 양은 상기 설정 온도와 제3센서(155)에서 감지한 온수와 냉각수가 혼합된 물의 온도에 따라 결정할 수 있다. 그리고, 냉각수관(147)을 개폐하는 밸브(149)의 개폐 정도를 조절하면 중간헤더(145)로 공급되어야 할 냉각수의 양을 정밀하게 조절할 수 있다.Thus, when the raw water flows into any one of the first main headers 141aa of the first bank 141 and is heated, then discharged to the other second main header 143ab of the second bank 143, If the temperature of the hot water discharged to the other second main header 143ab is greater than or equal to the set temperature, the valve 149 may be opened to flow cooling water into the intermediate header 145. The amount of cooling water to be supplied to the intermediate header 145 may be determined according to the set temperature and the temperature of the hot water and cooling water mixed by the third sensor 155. In addition, when the opening / closing degree of the valve 149 that opens and closes the cooling water pipe 147 is adjusted, the amount of cooling water to be supplied to the intermediate header 145 can be precisely controlled.

배기가스가 유입되는 관로(110)의 부위에는 분기관로(120)가 형성될 수 있고, 분기관로(120)가 형성된 관로(110)의 부위에는 관로(110)와 분기관로(120)를 선택적으로 폐쇄하는 댐퍼(130)가 설치될 수 있다.A branch pipe 120 may be formed at a portion of the pipe 110 through which the exhaust gas flows, and a pipe pipe 110 and a branch pipe 120 may be formed at a portion of the pipe 110 where the branch pipe 120 is formed. A damper 130 to selectively close may be installed.

이코노마이저(140)로 유입된 원수를 가열하고자 할 경우에는 댐퍼(130)로 분기관로(120)를 폐쇄하여 배기가스가 이코노마이저(140)로 공급되게 할 수 있고, 시운전 또는 비정상적인 상태일 경우에는 댐퍼(130)로 관로(1110)를 폐쇄하여 배기가스가 분기되게 할 수 있다.When the raw water flowing into the economizer 140 is to be heated, the branch pipe 120 is closed with the damper 130 so that the exhaust gas can be supplied to the economizer 140, and in the case of commissioning or abnormal conditions The pipeline 1110 may be closed by 130 to allow the exhaust gas to branch.

본 실시예에 따른 폐열회수시스템의 폐열회수유닛(100)은, 이코노마이저(140)에서 배출되는 온수의 온도가 상기 설정 온도 이상이면, 중간헤더(145)로 냉각수를 공급하여 온수에 혼합시키고, 중간헤더(145)로 공급되는 냉각수의 양은 밸브(149)에 의하여 제어되므로, 상대적으로 정밀하게 제어할 수 있다. 따라서, 이코노마이저(140)에서 온수가 끓는 것을 정밀하게 방지할 수 있다.When the temperature of the hot water discharged from the economizer 140 is greater than or equal to the set temperature, the waste heat recovery unit 100 of the waste heat recovery system according to the present embodiment supplies cooling water to the intermediate header 145 and mixes it in the hot water. Since the amount of cooling water supplied to the header 145 is controlled by the valve 149, it can be controlled relatively accurately. Therefore, it is possible to precisely prevent the hot water from boiling in the economizer 140.

그리고, 제1뱅크(141)에서 배출된 온수는 중간헤더(145)로 유입되어 냉각수와 혼합된 후 제2뱅크(143)로 유입되므로, 냉각수가 혼합된 온수를 제2뱅크(143)로 균일하게 유입시킬 수 있다. 그러므로, 이코노마이저에서 온수가 끓는 것을 더욱 정밀하게 방지할 수 있다.In addition, since the hot water discharged from the first bank 141 flows into the intermediate header 145 and mixes with the cooling water and then flows into the second bank 143, the hot water mixed with the cooling water is uniformed to the second bank 143. Can be introduced. Therefore, it is possible to more precisely prevent hot water from boiling in the economizer.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of Therefore, the scope of the present invention is indicated by the following claims, and all modifications or variations derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present invention.

100: 폐열회수유닛
110: 관로
120: 분기관로
130: 댐퍼
140: 이코노마이저
200: 제어부100: waste heat recovery unit
110: pipeline
120: branch pipeline
130: damper
140: economizer
200: control unit

Claims (8)

제어부;
가스터빈에서 배출된 배기가스가 유입되어 배출되는 관로, 상기 관로에 설치되며 원수를 공급받아 상기 배기가스와 열교환하여 원수를 포화액체 상태로 가열한 후 배출하는 이코노마이저(Economizer)를 각각 가지며 상기 제어부에 의하여 제어되는 복수의 폐열회수유닛을 포함하며,
복수의 상기 폐열회수유닛 중에서, 상기 폐열회수유닛의 상기 이코노마이저에서 배출되는 가열된 원수의 온도가 설정 온도 이상이면, 가열된 원수의 온도가 상기 설정 온도 이상인 상기 폐열회수유닛의 상기 이코노마이저에는 냉각수가 혼합되는 것이며,
상기 이코노마이저는,
복수의 제1메인헤더와, 일단부와 타단부가 서로 다른 상기 제1메인헤더와 각각 연통되며 상기 관로에 위치된 복수의 제1튜브를 가지는 제1뱅크;
상기 제1메인헤더와 연통되는 복수의 제2메인헤더와, 일단부와 타단부가 서로 다른 상기 제2메인헤더와 연통되며 상기 관로에 위치된 복수의 제2튜브를 가지는 제2뱅크; 및
상기 제1메인헤더 및 상기 제2메인헤더와 각각 연통되고 원수에 냉각수를 혼합시키는 중간헤더를 포함하여,
원수가 어느 하나의 상기 제1메인헤더로 유입되고 상기 제1튜브에서 가열된 후 다른 하나의 상기 제1메인헤더를 통해 중간헤더로 전달되어, 상기 중간헤더에서 냉각수와 혼합된 후 어느 하나의 상기 제2메인헤더로 유입되고 상기 제2튜브를 거쳐 다른 하나의 상기 제2메인헤더를 통해 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템.Control unit;
The exhaust gas discharged from the gas turbine is introduced and discharged. It is installed in the pipeline and receives raw water, heats it with the exhaust gas, heats the raw water to a saturated liquid state, and has an economizer that discharges it. It includes a plurality of waste heat recovery unit controlled by,
Among the plurality of waste heat recovery units, if the temperature of the heated raw water discharged from the economizer of the waste heat recovery unit is greater than or equal to a set temperature, cooling water is mixed in the economizer of the waste heat recovery unit, wherein the temperature of the heated raw water is greater than or equal to the set temperature. Will be
The economizer,
A first bank having a plurality of first main headers, one end and the other end communicating with the first main headers different from each other, and having a plurality of first tubes positioned in the conduit;
A second bank having a plurality of second main headers communicating with the first main header, and a plurality of second tubes communicating with the second main headers having one end and the other end different from each other and positioned in the conduit; And
Including the intermediate header for communicating with the first main header and the second main header, respectively, and mixing cooling water with raw water,
Raw water is introduced into any one of the first main headers, heated in the first tube, and then transferred to the intermediate header through the other first main header, mixed with cooling water in the intermediate header, and then either A waste heat recovery system for a floating offshore structure, characterized in that it is introduced into a second main header and discharged through the second tube through the second main header. 제1항에 있어서,
복수의 상기 폐열회수유닛 중에서, 가열된 원수의 온도가 상기 설정 온도 미만인 적어도 하나의 상기 폐열회수유닛의 상기 이코노마이저에는 냉각수가 공급되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템.According to claim 1,
Of the plurality of waste heat recovery units, the waste heat recovery system of the floating offshore structure, characterized in that cooling water is supplied to the economizer of at least one of the waste heat recovery units having a temperature of heated raw water below the set temperature. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 중간헤더에는 냉각수를 공급하기 위한 냉각수관이 설치되고,
상기 냉각수관에는 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템.According to claim 1,
A cooling water pipe for supplying cooling water is installed in the intermediate header,
A waste heat recovery system of a floating marine structure, characterized in that a valve is installed in the cooling water pipe. 제1항에 있어서,
상기 제2뱅크에서 배출되는 가열된 원수의 온도 및 압력을 각각 감지하는 제1센서 및 제2센서가 설치되고,
상기 제2뱅크로 유입되는 가열된 원수의 온도를 감지하는 제3센서가 설치된 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템.According to claim 1,
The first sensor and the second sensor for sensing the temperature and pressure of the heated raw water discharged from the second bank, respectively, are installed,
A waste heat recovery system for a floating offshore structure, characterized in that a third sensor is installed to detect the temperature of the heated raw water flowing into the second bank. 제1항에 있어서,
각 상기 폐열회수유닛의 상기 배기가스가 유입되는 상기 관로의 부위에는 분기관로가 형성되고,
상기 분기관로가 형성된 상기 관로의 부위에는 상기 관로와 상기 분기관로를 선택적으로 폐쇄하는 댐퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물의 폐열회수시스템.According to claim 1,
Branch pipes are formed at portions of the pipes through which the exhaust gas of each of the waste heat recovery units flows,
A waste heat recovery system for a floating offshore structure, characterized in that a damper for selectively closing the pipe and the branch pipe is installed at a portion of the pipe where the branch pipe is formed.
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