KR102347285B1

KR102347285B1 - 유체 매질 예열용 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102347285B1
Application number: KR1020167032543A
Authority: KR
Inventors: 폴 드로우봇; 토브욘 스텐스트롬; 클라라 버그
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2022-01-07
Also published as: JP2017514097A; CN106461206A; KR20160147883A; CN106461206B; US10393369B2; MX2016014151A; JP6730195B2; US20170074504A1; WO2015165668A1

Abstract

HRSG(200) 내로 공급될 유체 매질을 예열하기 위한 예열 시스템(100)은 공급 라인(110) 및 재순환 라인(120)을 포함한다. 상기 공급 라인(110)은 HRSG(200)의 저압 이코노마이저(LPE; 210)로 유체 매질을 공급하도록 되어 있다. 상기 공급 라인(110)은 LPE(210)의 입구(210a)에 인접되도록 되어 있으며, 상기 LPE(210)의 출구(210b)는 이로부터 HRSG(200)의 다른 부분으로의 유체 매질의 흐름을 가능하게 한다. 상기 재순환 라인(120)은 상기 유체 매질을 LPE(210)로 재순환시키기 위해 LPE(210)와 병렬로, LPE(210)의 출구(210a)와 입구(210b) 사이에 연결되도록 되어 있다. 이런 시스템을 사용하여 예열하는 구체적인 방법도 똑같이 기재된다.

Description

유체 매질 예열용 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FLUID MEDIUM PREHEATING}

본 발명은 복합 화력 발전소(Combined Cycle Power Plant; CCPP)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 CCPP에서 열회수 증기 발생기(Heat Recovery Steam Generator; HRSG) 내로 공급될 유체 매질을 예열하기 위한 예열 시스템에 관한 것이다.

복합 화력 발전소(CCPP)는 일반적으로 열회수 증기 발생기(HRSG)로 전달할 유체 매질을, HRSG에서 요구되는 고정된 최소 온도까지 또는 이 최소 온도보다 높은 온도로 예열할 것을 요구한다. 유체 매질의 예열은 HRSG에서의 증기 발생에 수반되는 비가역성을 감소시키며, 또한 CCPP의 열역학적 효율을 개선시킨다. 유체 매질을 예열하는 것의 다른 많은 이점 중에서도, 이런 예열은 또한 HRSG의 내측에서 연도 가스(flue gas)의 응축에 의해 외측 튜브면 상에 유발된 부식을 방지하는 데도 도움이 된다. 유체 매질의 이런 예열은 급수 가열 시스템을 이용하여 또는 급수 가열 시스템 없이 달성될 수 있다.

급수 가열 시스템이 구비되지 않은 CCPP를 위해, 예열은 일반적으로 HRSG의 저온 단부에서 전용 HRSG 코일의 이코노마이저(economizer) 추출로부터의 유체 매질의 재순환에 의해 달성된다. 언급된 최신 기술의 철학은 일반적으로 급수 탱크에서 HRSG의 저압 이코노마이저로 유입되는 유체 매질의 고정된 온도를 제어하는 것이다.

미국 특허 제6427636B1호(US'636호)에 기재된 바와 같은 다양한 구성이 이런 유체 매질 가열 개념을 실현시킬 수 있다. 기재된 발전소 구성은, 공급 라인과 입구 라인(10) 사이에 통합된 제1 제어 요소; 바이패스 라인(11) 사이에 통합된 제2 제어 요소; 재순환 라인(12) 상에 배치된 제3 제어 요소와 같은 유체 매질 가열 장치에 통합된, 상기 US'636호(여기에서는 종래기술인 도 4로서 재현됨)의 도 3에 도시된 바와 같은, 다양한 제어 요소에 기초한다. 또한, 상기 US'636호는 추가적인 제어 요소를 구비한 여러 개의 다른 공정 변형을 포함한다. 이런 다양한 제어 요소는 재순환 질량 흐름을 조정하기 위해 상기 흐름을 교축(throttle)시키며, 이에 따라 요구된 온도를 유지하도록 상기 유체 매질로의 열 입력을 조정한다.

그러나, 이런 다양한 제어 유닛 및 이런 규칙적인 재순환의 사용은 CCPP 효율에 지속적으로 영향을 끼칠 수 있다. 이런 다양한 제어 유닛 및 재순환은 최대의 CCPP 효율을 위해 주의 깊게 최적화되어야만 한다.

본 발명은 이제 참조해야만 할 첨부된 독립항에 정의되어 있다. 본 발명의 유리한 특징은 종속항에 설명되어 있다.

본 발명은 개선된 유체 매질 예열 시스템을 기재하고 있으며, 이는 일부 추가적인 이점의 제공과 함께, 전술한 결점을 극복하기 위한 것으로 의도되지만 그러나 그 모든 이점을 포함하는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 양태에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 이하의 간략화된 요약에서 제시될 것이다. 이러한 요약은 본 발명의 광범위한 개요는 아니다. 이는 본 발명의 주요한 요소 또는 결정적인 요소를 식별하려는 의도가 아니며 본 발명의 범주를 기술하려는 의도도 아니다. 오히려, 이런 요약의 단 하나의 목적은 이하에 제시될 더욱 상세한 설명에 대한 전주로서 본 발명의 일부 개념, 그 양태, 및 이점을 간략화된 형태로 제시하는 것이다.

본 개시내용의 목적은 감소된 제어 유닛으로 유체 매질의 예열을 가능하게 하여 복합 화력 발전소(CCPP)의 효율을 극대화할 수 있는, 개선된 유체 매질 예열 시스템을 설명하는 것이다. 이러한 개선된 예열 시스템은 HRSG의 내측에서 연도 가스 응축에 의해 외측 튜브면 상에 유발되는 부식도 똑같이 방지할 수 있다. 또한, 본 개시내용의 목적은, 효과적이고 경제적인 방식으로 사용하기에 편리할 수 있는 개선된 예열 시스템을 설명하는 것이다. 본 발명의 다른 다양한 목적 및 특징은 이하의 상세한 설명 및 청구범위로부터 명백할 것이다.

전술한 목적 및 다른 목적은, 일 양태에서, 제공된 열회수 증기 발생기(HRSG) 내로 공급될 유체 매질을 예열하기 위한 개선된 예열 시스템에 의해 달성될 수 있다. 상기 예열 시스템은 공급 라인 및 재순환 라인을 포함한다. 상기 공급 라인은 HRSG의 저압 이코노마이저(Low Pressure Economizer; LPE)로 유체 매질을 공급하도록 되어 있다. 상기 공급 라인은 LPE의 입구에 인접되도록 되어 있으며, 상기 LPE의 출구는 이로부터 HRSG에서 유체 매질의 흐름을 가능하게 한다. 상기 재순환 라인은, 상기 유체 매질을 LPE로 재순환시키도록, LPE의 출구와 입구 사이에 연결되고 또한 LPE와 병렬로 배치되도록 되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유체 매질은 연도 가스의 황/물 함량에 기초하여 설계 중 한정되는 최소 설정 온도(minimum set temperature)로 또는 이 최소 설정 온도를 초과하여 유지된다. 이런 실시예에 있어서, 상기 예열 시스템은, LPE로 유입되는 유체 매질의 최소 설정 온도를 유지하기 위해, LPE의 입구에서의 유체 매질의 온도에 기초하여, 신호를 전송하여 유체 매질의 재순환을 작동 및 정지시키도록 공급 라인 및 재순환 라인에 구성되는 온도 제어 회로를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 설계 중 상기 최소 설정 온도를 한정하는 대신에, 전술한 실시예에서처럼, 유체 매질은 작동 중 HRSG에 의해 요구되는 바와 같이 최소 요구 온도로 또는 최소 설정 온도를 초과하는 온도로 유지된다. 이런 실시예에 따라, HRSG의 매개변수에 기초하여, HRSG에서의 재순환을 유지하기 위해 유체 매질에 요구되는, 필요 최소 설정 온도의 계산을 가능하게 하기 위해, 연속 방출 모니터링 시스템(Continuous Emission Monitoring System; CEMS) 회로와 같은 측정 요소 회로, 또는 전용의 물/산 이슬점(dew point) 측정 장치와 같은 임의의 다른 특정 장치가 HRSG에 대해 구성된다.

예열 시스템의 양 실시예는, 공급 라인으로부터 LPE 의 출구로 작동되는 제어 밸브 요소가 구비된 바이패스 라인을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 두 실시예에 있어서, 상기 예열 시스템은 재순환 라인을 통해 유체 매질의 재순환을 가능하게 하기 위해, 상기 재순환 라인에 구성되는 제어 장치를 또한 포함할 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 예열 시스템은 열을 LPE로 또는 공급 라인으로 이동시켜 유체 매질에서의 열 이득을 증가시키기 위해 증발기의 증기 작동 압력을 증가시키도록 구성된 열이동 구성을 포함한다.

이런 개선된 예열 시스템은 감소된 제어 유닛으로 유체 매질의 예열을 가능하게 할 수 있으며, 또한 복합 화력 발전소(CCPP)의 효율을 극대화시킬 수 있다. 이런 개선된 예열 시스템은 HRSG의 내측에서 연도 가스 응축에 의해 외측 튜브면 상에 유발되는 부식도 똑같이 방지할 수 있다. 또한, 이런 개선된 예열 시스템은, 효과적이고 경제적인 방식으로 사용하기에 편리할 수 있다.

이들은, 본 발명을 특징화하는 다양한 신규성 특징과 함께, 본 발명의 다른 양태를 이용하여 본 발명에서 상세히 지적된다. 본 발명, 그 작동 상 이점, 및 그 용도에 대한 더 나은 이해를 위해, 본 발명의 예시적인 실시예가 도시된 첨부 도면 및 상세한 설명이 참조되어야 한다.

본 발명의 이점 및 특징은 동일한 요소가 동일한 도면부호로 표시된 상기 첨부 도면과 함께 취한 이하의 상세한 설명 및 청구범위를 참조하면 더욱 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 예시적인 제1 실시예에 따른, 예열 시스템의 예시적인 라인 다이어그램을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 예시적인 제2 실시예에 따른, 예열 시스템의 예시적인 라인 다이어그램을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 예시적인 제3 실시예에 따른, 예열 시스템의 예시적인 라인 다이어그램을 도시하고 있다.
도 4는 6427636B1호에 알려진 바와 같은 종래기술을 도시하고 있다.
전반적으로 도면의 여러 그림의 도시를 통해, 동일한 도면부호는 동일한 부품을 지칭한다.

본 발명의 철저한 이해를 위해, 전술한 도면과 함께 첨부된 청구범위를 포함하는 이하의 상세한 설명이 참조된다. 이하의 기재에 있어서, 설명을 위해, 본 발명의 철저한 이해를 제공하도록 많은 특정한 세부사항이 설명된다. 그러나 본 기술분야의 숙련자에게는 이들 특정한 세부사항이 없어도 본 발명이 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 다른 예에 있어서, 발명을 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 구조 및 장치는 오직 블록 다이어그램의 형태로만 도시되어 있다. 본 명세서에서 "일 실시예", "하나의 실시예", "다른 실시예", "다양한 실시예"라 함은 실시예와 관련하여 기재된 구체적인 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 일 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 본 명세서의 여러 위치에서 "일 실시예에 있어서"라는 문구의 출현은 필연적으로 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니며, 또한 다른 실시예의 상호 배타적인 별도의 실시예 또는 대안적인 실시예를 지칭하는 것도 아니다. 더욱이, 일부 실시예에 의해 나타날 수는 있지만 다른 실시예에 의해서는 나타나지 않을 수 있는 다양한 특징이 기재된다. 마찬가지로, 일부 실시예에서는 필수사항일 수 있지만, 다른 실시예의 필수사항이 될 수 없는 다양한 필수사항이 기재된다.

이하의 기재는 도시의 목적 상 많은 특징을 포함하고 있지만, 본 기술분야의 숙련자 누구라도 이들 세부사항에 대한 많은 변화 및/또는 변경이 본 발명의 범주 내에 있음을 인식할 것이다. 마찬가지로, 본 발명의 많은 특징이 서로의 용어로 또는 서로 연관되어 기술되었더라도, 본 기술분야의 숙련자라면 이러한 많은 특징이 다른 특징과는 독립적으로 제공될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서 본 발명의 이런 기재는 본 발명에 대해 보편성의 임의의 손실 없이 그리고 또한 제한의 부여 없이 설명된다. 여기에서 단수 표현은 양의 제한을 표시하지는 않으며, 오히려 언급된 항목 중 적어도 하나의 존재를 표시한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 예열 시스템(100)의 다양한 예가 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 복합 화력 발전소(CCPP)의 효율을 극대화하기 위해 예열 시스템(100)의 구성 및 배치 그리고 열회수 증기 발생기(HRSG)(200)에 대한 그 배치에 관한 한, 다양한 관련 요소가 본 기술분야의 숙련자에게 잘 알려져 있을 수 있으며, 본 발명의 이해를 얻기 위한 목적으로 모든 구조적 세부사항 및 그 설명이 여기에 언급되는 것이 필요한 것으로는 간주되지 않는다. 오히려, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 다양한 실시예에 대한 설명과 관련 있는 예열 시스템(100), 단지 이들 부품이 도시되었음을 간단히 기술하는 것만으로도 충분한 것으로 간주된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 양태에 따라, HRSG(200) 내로 공급될 유체 매질을 예열하기 위한 예열 시스템(100)은 공급 라인(110) 및 재순환 라인(120)을 포함한다. 상기 공급 라인(110)은 주 응축원(condensate source; 112)으로부터의 유체 매질을 HRSG(200)의 저압 이코노마이저(LPE; 210)로 공급하도록 되어 있다. 공급 라인(110)은 LPE(210)의 입구(210a)에 인접되도록 되어 있다. 또한, LPE(210)의 출구(210b)는 이로부터 HRSG(200)의 다른 부분으로 유체 매질의 흐름을 가능하게 한다. 상기 재순환 라인(120)은, 유체 매질을 LPE(210)로 재순환시키기 위해, LPE(210)와 병렬로 LPE(210)의 출구(210a)와 입구(210b) 사이에 연결되도록 되어 있다.

또한, 상기 예열 시스템(100)은 유체 매질의 재순환이 가능하도록 제어 장치(130)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제어 장치(130)는 재순환 라인(120)을 통해 유체 매질의 재순환이 가능하도록 재순환 라인(120)에 구성된다. 일 실시예에 있어서, 상기 제어 장치(130)는 재순환 라인(120)에 구성된 제어 밸브(132) 또는 펌프(134) 중 하나 또는 양자 모두일 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제어 밸브(132) 및 펌프(134)(특히, 정적 펌프) 모두가 구성되어 있는 반면에, 도 3에서는 오직 펌프(34)(특히, 속도 가변형 펌프)만 구성되어 있다. 종래기술의 예열 시스템과 비교하면, 도 4에 도시된 발전소 구성은 요소(10, 11, 12)와 같은 다양한 제어 요소에 기초하고 있지만, 본 실시예의 예열 시스템(100)은 이런 다양한 제어 요소를 배제하며, 또한 유체 매질을 예열시키고 예열 시스템(100)의 효율을 증가시킬 동안, 부품 손실을 감소시키기 위해 하나의 제어 장치(130)로 시스템을 간단하게 한다. 상기 제어 장치(130)는, 그 효율에 영향을 끼치는 다양한 제어 요소 및 복잡한 재순환 회로를 사용하여 유체 매질을 재순환시키는 종래기술의 예열 시스템에 대해, 재순환시킬 동안, 유체 매질을 재순환시켜 열 손실을 감소시키기 위해 완전히 중복적(redundant)이다.

도 1에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유체 매질의 예열은 CCPP의 연도 가스의 황/물 함량에 기초한 설계 중 한정된 최소 설정 온도로 또는 이 최소 설정 온도를 초과하여 유지된다. 이런 실시예에 있어서, 재순환 회로(120)로부터 다양한 제어 요소를 배제하고 오직 하나의 제어 장치(130)만을 제공하는 것은, 설계 중 설정된 바와 같이, 유체 매질 재순환 동안 이것이 열 손실을 감소시키고 또한 유체 매질의 최소 설정 온도를 유지하도록, 유체 매질을 재순환시키기 위해 예열 시스템(100)을 완전히 중복적이게 한다. 상기 최소 설정 온도 또는 이 최소 설정 온도를 초과하여 적절히 유지하기 위해, 예열 시스템(100)은 공급 라인(110) 및 재순환 라인(120)에 구성된 온도 제어 회로(140)를 포함한다. 상기 온도 제어 회로(140)는 LPE(210)의 입구(210a)에서의 유체 매질의 온도에 기초하여, 신호를 전송하여 제어 장치(130)를 통해 재순환 라인(120)을 작동 및 정지시키도록 구성된다. 상기 작동 및 정지에 기초하여, 제어 장치(130)는 LPE 내부에서의 최소 설정 온도를 유지하기 위해 LPE(210)의 유체 매질을 조절한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 예열 시스템(100)은, 공급 라인(110)으로부터 LPE(210)의 출구(210b)로 작동되는 제어 밸브 요소(172)가 구비된 바이패스 라인(170)도 포함할 수 있다. 상기 제어 밸브 요소(172)는 3방 차단 밸브 또는 2방 차단 밸브 중 하나일 수 있다. 바이패스 라인(170)이 없는 예열 시스템(100)이 도 3에 도시되어 있다. 상기 바이패스 라인(170)은, 유체 매질의 온도가 최소 요구 온도에 도달할 수 없는 경우에, 유체 매질을 공급 라인(110)으로부터 HRSG(200)의 증발기(220)로 직접 바이패스하도록 설치된다.

이제 도 2를 참조하면, 도 1과 관련하여 설명된 제1 양태처럼, 설계 중 최소 설정 온도를 한정하는 대신에, 작동 중 HRSG(200)에 의해 요구되는 바와 같이, 유체 매질이 여기에서 이후로는 "최소 요구 온도(minimum required temperature)"로서 지칭되는 요구 온도로 또는 이 요구 온도를 초과하여 유지되는 본 발명의 제2 양태가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 이런 양태에 따라, 측정 장치(150) 회로가 온도 제어 회로(140) 및 HRSG(200)에 대해 구성된다. 일 실시예에 있어서, 상기 측정 장치(150)는 연속 방출 모니터링 시스템(CEMS; Continuous Emission Monitoring System)일 수 있으며, 이는 그 부식을 피하기 위해 유체 매질이 HRSG(200)에서 재순환될 것을 지속적으로 요구하는 HRSG(200)의 매개변수에 기초하여, 유체 매질을 위한 최소 요구 온도를 계산하도록 상기 온도 제어 회로(140) 및 HRSG(200)에 대해 구성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범주로부터의 일탈 없이, CEMS와는 별도로, 최소 요구 온도의 계산을 위해 전용의 물/산 이슬점 측정 장치와 같은 임의의 다른 측정 장치가 또한 사용될 수도 있다. 또한, 상기 제1 양태(도 1에 따름)와 유사한 이런 제2 양태(도 2에 도시된 바와 같음)에 있어서, 재순환 회로로부터 다양한 제어 요소를 배제하고 오직 하나의 제어 장치(130)를 제공하면, 온도 제어 회로(140)에 의해 계산되는 바와 같이, 유체 매질 재순환 동안 이것이 열 손실을 감소시키고 또한 유체 매질의 최소 요구 온도를 유지하기 위해, 유체 매질을 재순환시키는 데 있어서 예열 시스템(100)을 완전히 중복적이게 한다. 또한, 상기 제1 양태와 유사하게, 바이패스 라인(170)에는 공급 라인(110)으로부터 LPE(210)의 출구(210b)로 작동되는 제어 밸브 요소(172)가 선택적으로 구비될 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 유체 매질 예열 시스템(100)의 제3 양태가 도시되어 있다. 이 양태에 따르면, 예열 시스템(100)은, 열을 LPE(210)로 또는 공급 라인(110)으로 이동시켜 유체 매질에서의 열 이득을 증가시키기 위해, 증발기(220)의 증기 작동 압력을 증가시키도록 구성된 열 이동 구성부(180)를 포함한다. 예시적인 실시예에 있어서, 전형적인 증기 터빈 장치에 구비되는 증기 터빈 제어 밸브가 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 상기 증기 터빈 제어 밸브는 LPE(210)에서 더 높은 압력으로 나타나는 증기 흐름을 교축시킬 수 있으며, 이에 따라 열이 LPE(210)로 이동된다. 유체 매질을 예열하는 데 요구되는 열이 열 이동에 의해 얻어지기 때문에, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 상기 실시예에서 요구될 수 있는 LPE(210) 바이패스 라인(170)의 필요성이 제거될 수 있으며, 이에 따라 HRSG(200)의 효율이 증가된다. 이런 배치는 가스 터빈이 연료 오일인 경우일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같은 예열 시스템(100)은, 이상의 실시예와 유사하게, 유체 매질의 온도에 기초하여 작동 압력을 증가시키거나 또는 감소시키도록, 신호를 전송하여 증기 터빈 제어 밸브를 교축시키기 위해, 열 이동 구성부(180)에, 특히 증기 터빈 제어 밸브에 구성되는 온도 제어 회로(140)를 또한 포함할 수도 있다.

본 명세서의 발명은 다양한 범주에서 유리하다. 이러한 개선된 예열 시스템은 복합 화력 발전소(CCPP)의 효율을 극대화하기 위해 감소된 제어 유닛으로 유체 매질의 예열을 가능하게 할 수 있다. 이러한 개선된 예열 시스템은 HRSG의 내측에서 연도 가스 응축에 의해 외측 튜브면 상에 유발된 부식을 똑같이 방지할 수도 있다. 또한, 개선된 예열 시스템은, 효과적이고 경제적인 방식으로 사용하기에 편리할 수 있다. 본 발명의 다른 다양한 이점 및 특징은 전술한 상세한 설명 및 부속의 청구범위로부터 명백하다.

본 발명의 특정 실시예의 전술한 기재는 도시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이들은, 포괄적이거나 또는 본 발명을 기술된 정확한 형태로 제한하는 것으로는 의도되지 않으며, 또한 전술한 교시를 감안하여 많은 수정 및 변경이 명백히 가능하다. 실시예는 본 발명의 원리 및 그 실제 용도를 가장 잘 설명하도록 선택되고 기술되었으며, 이에 따라 본 기술분야의 다른 숙련자는 고려되는 특별한 용도에 적합하도록 본 발명 및 다양한 실시예를 다양하게 수정하여 가장 잘 이용할 수 있게 한다. 상황에 따라 방편을 제안하거나 제공할 수 있기 때문에 등가물의 다양한 생략 및 치환이 고려되지만, 그러나 이들은 본 발명의 청구범위의 정신 및 범주로부터의 일탈 없이 적용 또는 실시를 포괄하도록 의도되었음을 인식해야 한다.

100: 예열 시스템 110: 공급 라인
112: 주 응축원 200: 열회수 증기 발생기(HRSG)
210: 저압 이코노마이저(LPE) 210a: 입구
210b: 출구 220: 증발기
120: 재순환 라인 130: 제어 장치
132: 제어 밸브 134: 속도 가변형 펌프
140: 온도 제어 회로 150: 측정 요소 회로
170: 바이패스 라인 172: 제어 밸브 요소
180: 열 이동 구성부

Claims

유체 매질을 예열하기 위한 예열 시스템(100)으로서,
열회수 증기 발생기(HRSG; 200)의 저압 이코노마이저(LPE; 210)로서, 입구(210a) 및 출구(210b)를 포함하는 것인 저압 이코노마이저;
상기 유체 매질을 저압 이코노마이저(LPE; 210)로 공급하는 공급 라인(110)으로서, 상기 공급 라인(110)이 LPE(210)의 입구(210a)에 결합되는 것인 공급 라인;
상기 LPE(210)의 출구(210b)와 입구(210a) 사이에 연결되는 재순환 라인(120)으로서, 상기 유체 매질을 LPE(210)의 출구(210b)로부터 입구(210a)로 재순환시키도록 배치된 재순환 라인(120);
열을 LPE(210)로 또는 공급 라인(110)으로 이동시켜 유체 매질에서의 열 이득을 증가시키기 위해, 증발기(220)의 증기 작동 압력을 증가시키도록 구성된 열 이동 구성부(180);
상기 공급 라인(110) 및 재순환 라인(120)에 작동가능하게 연결되고 그리고 HRSG(200)가 요구하는 최소 요구 온도를 유지하기 위해, LPE(210)의 입구(210a)에서의 유체 매질의 최소 요구 온도에 기초하여, 유체 매질의 재순환을 작동 및 정지시키는 신호를 전송하도록 구성되는 온도 제어 회로(140); 및
측정 요소(150) 회로로서, 상기 온도 제어 회로 및 HRSG(200)에 작동가능하게 연결되어, 상기 HRSG(200)의 매개변수에 기초하여, 유체 매질이 HRSG(200)에서의 재순환을 위해 유지되도록 요구되는 최소 요구 온도의 계산을 가능하게 하고, 그리고 유체 매질을 재순환 라인(120)으로부터 재순환시키기 위해 계산된 최소 요구 온도에 기초하여, 상기 온도 제어 회로(140)가 유체 매질의 재순환을 작동 및 정지시키는 신호를 전송할 수 있도록 하는 측정 요소 회로
를 포함하는 예열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 재순환 라인(120)을 통한 유체 매질의 재순환을 가능하게 하기 위해, 상기 재순환 라인(120)에 구성된 제어 장치(130)
를 더 포함하는, 예열 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어 장치(130)는 제어 밸브(132) 또는 속도 가변형 펌프(134) 중 적어도 하나를 포함하는 것인 예열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 유체 매질은 최소 설정 온도로 또는 이 최소 설정 온도를 초과하여 유지되는 것인 예열 시스템.
제4항에 있어서,
상기 온도 제어 회로(140)는 상기 LPE(210)의 입구(210a)에서 유체 매질의 최소 설정 온도를 유지하는 것인, 예열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 유체 매질은 HRSG(200)이 요구하는 최소 요구 온도로 유지되는 것인 예열 시스템.
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제1항에 있어서,
상기 측정 요소(150)는 연속 방출 모니터링 시스템(CEMS; Continuous Emission Monitoring System)인 것인 예열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 공급 라인(110)으로부터 LPE(210)의 출구(210b)로 작동되는 제어 밸브 요소(172)가 구비된 바이패스 라인(170)
을 더 포함하는, 예열 시스템.
제10항에 있어서,
상기 제어 밸브 요소(172)는 3방 차단 밸브 또는 2방 차단 밸브 중 하나인 것인 예열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 유체 매질의 온도에 기초하여, 작동 압력을 증가 또는 감소시키기 위해 신호를 전송하도록 구성되는 온도 제어 회로(140)
를 더 포함하는, 예열 시스템.
예열 시스템(100)이 열회수 증기 발생기(HRSG)(200)에 저압 이코노마이저(LPE; 210)를 포함하고 상기 LPE는 입구(210a) 및 출구(210b)를 포함하는 것인 유체 매질을 예열하기 위한 예열 시스템(100)의 작동 방법으로서,
상기 유체 매질을 공급 라인(110)을 통해 LPE(210)의 입구(210a)로 그리고 LPE(210)를 통해 LPE(210)의 출구(210b)로 공급하는 단계;
상기 유체 매질을 LPE(210)의 출구(210b)로부터 입구(210a)로 재순환시키는 단계;
열을 LPE(210)로 또는 공급 라인(110)으로 이동시켜 상기 유체 매질에서의 열 이득을 증가시키기 위해, 증발기(220)의 증기 작동 압력을 증가시키는 단계;
상기 예열 시스템의 온도 제어 회로(140)에 의해 상기 HRSG(200)가 요구하는 최소 요구 온도를 유지하는 단계로서, 상기 온도 제어 회로는 상기 공급 라인(110) 및 재순환 라인(120)에 작동가능하게 연결되어, LPE(210)의 입구(210a)에서의 유체 매질의 최소 요구 온도에 기초하여 유체 매질의 재순환을 작동 및 정지시키는 신호를 전송하는 것인 단계;
상기 온도 제어 회로(140) 및 상기 HRSG(200)에 작동가능하게 연결되는 측정 요소(150) 회로를 이용하여 상기 HRSG(200)의 매개변수에 기초하여, 유체 매질이 HRSG(200)에서의 재순환을 위해 유지되도록 요구되는 최소 요구 온도를 계산하는 단계; 및
상기 측정 요소(150) 회로를 이용하여 유체 매질을 재순환 라인(120)으로부터 재순환시키기 위해 계산된 최소 요구 온도에 기초하여 유체 매질의 재순환을 작동 및 정지시키는 신호를 전송하는 단계
를 포함하는, 예열 시스템의 작동 방법.
제13항에 있어서,
상기 유체 매질의 온도에 기초하여 작동 압력을 증가 또는 감소시키도록 신호를 전송하는 단계
를 포함하는, 예열 시스템의 작동 방법.