KR200181676Y1 - 복합화력 발전설비에 열 회수식 증기 발생장치의과열증기 온도 조절 장치 - Google Patents
복합화력 발전설비에 열 회수식 증기 발생장치의과열증기 온도 조절 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 복합화력 발전설비 중 가스터빈이 전력을 생산하고 배출하는 폐 가스의 고온을 이용한 열 회수식 증기 발생장치(HRSG : Hear Recovery Steam Generator)에서 생산되는 과열 증기의 온도를 향상 일정하게 유지하기 위한 장치에 관한 것으로 가스터빈에서 배출되는 폐 가스 온도와 유량은 항상 가스터빈의 부하 변동에 따라 변하므로 선택할 수 있도록 함으로서 부하변동에 따라 증기 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있는 증기 발생장치의 과열증기 자동온도 조절장치를 제공하는 것으로,증기 발생장치(3)의 주증기 출구 이송 관(pipe)에 설치된 과열증기 온도 측정기(26)의 신호를 받아들이는 과열증기 온도 주 제어기(29)와 주증기량 측정기(27) 신호 및 증기 냉각기 분사노즐(25) 후단의 증기 냉각온도 측정기(28)와 연결된 제 1, 제 2 냉각수 출구 온도 제어기(30,31)와 1 차 증기 가열기(23) 및 2차 증기 가열기(24) 사이에 냉각수를 분사하는 분사노즐(Attemperature)(25)로 냉각수 양을 조절하는 조절밸브(21,22)들로 구성되며, 초기 기동 또는 증기발생량(26)이 최저부하(최고부하의 30%이하)로 설비가 운전되면 과열증기 온도 주제어기(29) 신호와 증기 발생량 측정기(27)를 병행하여 제 1 냉각수 출구 온도 제어기(30)만을 사용하여 출력 제어 신호를 저 부하 유량 조절밸브(21)에 직접 전달되고 증기발생량(26)이 최고부하(최고부하의 30&이하)이상으로 설비가 운전되면 과열증기 온도 주제어기(29)신호와 증기 발생량 측정기(27)를 병행하여 제 2 냉각수 출구 온도 제어기(31)만을 사용하여 출력 신호를 정상 부하 유량 조절밸브(22)에 직접 전달하여 온도를 조절함으로서 2차 과열기 출구의 온도를 항상 일정하게 유지 할 수 있게 한 것이다.
Description
본 고안은 복합화력 발전설비의 열 회수식 증기 발생장치(HRSG : Heater Recovery Steam Generator)에서 생산되는 과열 증기의 온도를 항상 일정 하게 유지하기 위한 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 가스 터빈에서 전력을 생산하고 배출되는 폐 가스를 이용하여 열 회수식 증기 발생장치(HRSG)에서 증기로 변환하여 설비내 소요처 및 증기 터빈으로 보내어져 전력을 생산할 수 있도록 하는데, 증기 발생 장치의 초기 기동이나 정상 운전 중 증기 발생량 부하가 30% 이하로 운전 될 경우 과열 증기의 온도를 일정 하게 유지하지 못함으로서 증기 터빈의 기기 손상을 초래하여 소내가 비상 사태로 이어질 수 있으므로 이와 같은 사고를 방지 하는 장치에 관한 것이다.
종래에 건설된 복합화력 설비에서 열 회수식 증기 발생장치(HRSG)의 과열 증기 출구 온도제어는 저부하에서 수동으로 온도를 제어하였다.
그러나 이와 같이 구성된 종래의 과열 증기 출구 온도제어는 증기량 변화에 민감하게 대처하기가 어려울 뿐만 아니라 운전자들에게 피로를 배가시키는 문제점이 있었다.
또한, 운전자의 실수로 과열증기의 온도가 최고제한 범위를 초과할 경우 증기 터빈의 기기 손상을 초래하여 소내가 비상 사태로 이어질 수 있으므로 비효율적이고 비경제적인 문제점이 있었다.
본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 증기 발생 장치의 초기 기동이나 정상 운전 중 증기 발생량 부하 변동에 관계없이 과열증기의 출구온도를 항상 일정하게 유지 활 수 있는 과열증기 자동온도 조절장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 증기 발생 장치의 초기 기동이나 정상 운전 중 증기 발생량 부하가 30% 이하로 운전 될 경우 과열증기 온도 주제어기 신호와 증기 발생량 측정기를 병행하여 제 1 냉각수 출구 온도 제어기 만을 사용하여 출력 신호를 저부하 유량 조절밸브에 직접 전달하여 과열증기 출구 온도를 일정하게 유지함으로서 전체 설비 안전 운전에도 기여 할 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것이다.
도 1 은 본 고안이 적용된 복합화력 발전설비의 전체 설비 구성을 도시한 계통도
도 2 는 본 고안의 열 회수식 증기 발생장치의 과열증기 온도 조절 장치를 도시한 계통도(도 1 의 증기 가열기부의 상세 구성도)
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
(l): 가스 터빈 (2) : 가스 터빈 제너레이터
(S) : 증기 발생 장치 (4) : 조연 버너
(5) : 증기 가열기 (6) : 수관부
(7) : 예 열기 (8) : 증기 드럼
(9) : 급수 펌프 (l0) : 증기 터빈
(11) : 연돌 (12) : 응축기
(13) : 탈기기 (21) : 냉각수 조절밸브
(22) : 냉각수 조절밸브 (23) : 1 차 증기 가열기
(24) : 2 차 증기 가열기 (25) : 분사 노즐
(26) : 과열증기 온도 측정기
(27): 증기량 측정기
(28) : 냉각증기 온도 측정기
(29): 과열증기 주 제어기
(30): 제 1 냉각수 출구 온도 제어기
(3l): 제 2 냉각수 출구 온도 제어기
이하 고안의 요지를 첨부된 도면을 연계시켜 그 구성과 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 고안이 적용된 복합화력 발전설비의 전체 설비 구성을 도시한 계통도로서 증기 발생장치(3)에 있어 증기 가열부(5)의 구성부를 도시하였으며,도 2 는 본 고안의 열 회수식 증기 발생장치의 과열증기 온도 조절 장치를 도시한 계통도로서 도 1 의 일점쇄선부인 증기 발생장치(3)의 증기 가열부(5)의 구조를 상세하게 도시한 것이다.
과열증기의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 증기 발생장치(3)의 주증기 출구 이송 관(pipe)에 설치된 과열증기 온도 측정기(26)의 신호를 받아들이는 과열증기 온도 주 제어기(29)와 주증기량 측정기(27)신호 및 증기 냉각기 분사노즐(25) 후단의 증기 냉각온도 측정기(28)와 연결된 제 1, 제 2 냉각수 출구 온도 제어기(30,31)와 1 차 증기 가열기(23) 및 2차 증기 가열기(24) 사이에 냉각수를 분사하는 분사노즐(Attemperature)(25)로 냉각수 양을 조절하는 조절밸브(21,22)들로 이루어진 구조이다.
이와같이된 본 고안은 도 1 에서와 같이 가스 터빈(1)에서 공기와 연료(가스, 기름)를 혼합 연소하여 생성된 에너지로 발전기(2)를 가동시켜 전력을 생산하며 터빈에서 배출되는 고온의 배연 가스는 증기 발생 장치(3)로 유입되고 조연 버너(4)의 추가적인 연소와 탈기기(13)의 급수를 급수펌프(9) 및 예열기(7)로 공급/가열하여 증기 드럼(8)으로 이송하면 수관부(6) 에서 증기로 변환할 수 있는 온도로 최종 가열하면 증기 드럼(8)에서 증기로 변환되어 생산된다.
이때 증기는 습한 상태로서 증기 가열기(5)를 거치면서 과열 증기화 되어 증기 터빈(10), 응축기(12), 탈기기(13)로 재 순환되는 복합화력 발전설비에서 도 2에서와 같이 증기 발생장치(3) 의 과열 증기 온도를 항상 일정하게 유지하기 위하여 과열 증기 온도 측정기(26) 신호를 과열 증기 주제어기(29)에 입력신호(Process Value)로 전달하고, 과열 증기 주제어기(29) 출력 신호에 증기량 측정기(27) 신호를 선행제어(Feed Forward)로 추가하여 제 1 / 제 2 냉각수 온도 제어기(30, 31)에 목표 값(Set Value)으로 전달하며, 증기 발생량 부하에 따라서 저부하 (30% 이하) 에서는 제 1 냉각수 온도 제어(30)가 과열 증기의 온도를 제어하고 정상 부하(30% 이상)에서는 제 2 냉각수 온도 제어기(31)가 과열 증기의 온도를 제어함으로서 과열증기 출구 온도를 일정 하게 유지할 수 있는 과열증기 자동온도 조절장치이다.
또한, 실선은 유체의 흐름과 기기를 나타내며, 점선은 제어신호의 흐름을 나타내고 있는 것으로 증기 발생 장치의 초기 기동이나 정상 운전 중 증기 발생량 부하가 30% 이하로 운전 될 경우 증기량 변화에 민감하게 대처하기가 불가능하였으나, 본 고안의 장치를 이용한 과열 증기 온도 조절 방법으로 운전함으로써 저부하 (30% 이하)에서는 제 1 냉각수 온도 제어기(30)가 과열 증기의 온도를 제어하고 정상 부하(30% 이상)에서는 제 2 냉각수 온도 제어기(31)가 과열 증기의 온도를 제어함으로서 과열증기 출구 온도를 일정하게 유지할 수 있는 것이다.
상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음 과 같다.
상기와 같은 장치로 구성되어 저부하 (30% 이하) 에서는 제 1 냉각수 온도 제어기(30)가 과열 증기의 온도를 제어하고 정상 부하(30% 이상)에서는 제 2 냉각수 온도 제어기(31)가 과열 증기의 온도를 제어함으로서 부하변동에 관계없이 과 열증기의 출구 온도를 항상 일정하게 유지함으로써 종래의 방식에서 자동화를 실현하여 운영비를 절감할 수 있도록 한 매우 유용한 고안인 것이다
Claims (1)
- 과열증기의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 증기 발생장치(3)의 주증기 출구 이송 관(pipe)에 설치된 과열증기 온도 측정기(26)의 신호를 받아들이는 과열증기 온도 주 제어기(29)와 주증기량 측정기(27) 신호 및 증기 냉각기 분사노즐(25) 후단의 증기 냉각온도 측정기(28)와 연결된 제 1, 제 2 냉각수 출구 온도 제어기(30,31)와 1 차 증기 가열기(23) 및 2차 증기 가열기(24) 사이에 냉각수를 분사하는 분사노즐(Attemperature)(25)로 냉각수 양을 조절하는 조절밸브(21,22)들로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합화력 발전설비에 열 회수식 증기 발생장치의 과열증기 온도 조절 장치.
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