KR20090132549A

KR20090132549A - 전력 증강 시스템을 위한 스키드 구조

Info

Publication number: KR20090132549A
Application number: KR1020090054913A
Authority: KR
Inventors: 로버트 블랜드
Original assignee: 가스 터빈 이피션시 스웨덴 에이비
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2009-12-30
Also published as: US20090314256A1; EP2136051A3; BRPI0902078A2; KR101141824B1; AR072255A1; AU2009201880B2; EP2136051A2; JP2011256880A; JP5400117B2; US7647777B2; CA2665329C; MX2009006412A; CA2665329A1; RU2425994C2; JP4922348B2; CL2009001406A1; TW201016952A; SG158009A1; MY147076A; CN101608576A

Abstract

유체를 공급하기 위한 사전-충전 시스템을 구비한 유체 전달 스키드는 각 개방 및 폐쇄 위치를 갖는 제1 밸브와 제2 밸브를 포함하는 하나 이상의 스테이지를 갖는다. 상기 스테이지는 상기 유체의 분배를 위해 장치에 소정의 유체 유동률을 제공하도록 활성화 및 비활성화 상태를 갖는다. 활성화 상태에서, 유체는 상기 스테이지에 수용되어 개방된 상기 제1 밸브와 폐쇄된 상기 제2 밸브에 의해 압축된다. 또한, 활성 상태에서, 유체는 폐쇄된 상기 제1 밸브와 개방된 상기 제2 밸브에 의해 방출된다. 비활성화 상태에서, 적어도 상기 제2 밸브는 폐쇄된다. 제어 유닛은 펌프 유닛에 연결되며, 상기 소정 유동률을 달성하기 위해 결정된 레벨의 압력을 공급하도록 상기 스테이지를 조절하기 위해 상기 펌프의 동작을 제어한다.

가스 터빈, 유체, 스키드, 밸브, 활성, 비활성, 전력 증강

Description

전력 증강 시스템을 위한 스키드 구조{SKID ARCHITECTURE FOR A POWER AUGMENTATION SYSTEM}

본 발명은 가스 터빈의 전력 증강에 관한 것이다. 더 자세하게, 전력 증강 시스템에 적응된 사전-충전 시스템을 구비한 유체 전달 스키드(fluid delivery skid)는 주입 공기가 가스 터빈의 전력을 증강시키기 위해 상기 가스 터빈으로 들어가는 대로 상기 주입 공기를 포화시키고 냉각시키기 위한 주입 장치에 유체를 공급한다.

상기 흡입 공기가 가습되어 냉각되는 가스 터빈을 위한 전력 증강 프로세스는 상기 가스 터빈을 위해 더 많은 전력을 생산하도록 수행된다. 공기가 상기 가스 터빈으로 들어가는 대로 상기 공기를 포화시키고 냉각시키도록 상기 흡입 공기에 물이 첨가된다. 더욱 냉각되고, 그에 따라 더욱 응집된 공기는 상기 가스 터빈의 전력을 증강시킨다. 전력 증강 시스템은 컨트롤러, 유체 전달 스키드, 및 다수의 스프레이 어레이를 구비한 주입 장치를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 유체 전달 스키드에 명령들을 제공하는 것으로, 상기 주입 장치에 유체를 공급한다.

고압 유체를 생성하는 펌프는 종종 상기 주입 장치의 스프레이 어레이로부터 방출될 필수 미소 물방울로 된 스프레이를 뿌리도록 상기 유체 전달 스키드의 일부로 이용된다. 상기 물방울은 상기 가스 터빈 흡입구 내부의 증발률을 최대화할 뿐만 아니라 상기 가스 터빈에 잠재적인 손상을 최소화하도록 미소 물방울이 되도록 요구된다. 상기 펌프에서의 고압은 하나의 스프레이 어레이만이 사용되는 경우 상기 펌프의 동작 범위를 제한한다. 단일 스프레이 어레이는 전형적으로 그것의 최소 유동의 1.3배의 동작 유동 범위를 갖는다. 하지만, 전력 증강에 필요한 온도와 습도 조건을 커버하기 위해 그것의 최소 유동의 2-3배의 유동 범위가 필요하다. 상기 스프레이 어레이의 최소 유동의 2-3배의 유동 범위를 충족시키기 위해, 소정의 전력 증강 시스템은 다수의 스테이지를 사용한다. 각 스테이지는 하나의 펌프를 포함하고, 다양한 유동 범위가 필요한 유동 범위를 커버하도록 독립적으로 턴 온 및 턴 오프된다. 각 펌프는 일정 속도로 고정되며, 재순환 프로세스의 일부로 그것의 입구에서 사용하지 않은 유동량을 수용한다. 하지만, 그러한 시스템은 상기 유체 전달 스키드의 크기에 부가될 뿐만 아니라 상기 전력 증강 시스템의 비용을 증가시키는 다수의 펌프를 필요로 한다. 예를 들면, 시스템은 6개 이상의 펌프만큼 많은 펌프를 필요로 할 수 있다. 게다가, 상기 다수의 펌프는 여유분을 추가하는 데 어려움을 초래한다. 사용하지 않은 유동을 사용하게 하는데 필요로 하는 재순환 프로세스는 전형적으로 손상되어 믿을 수 없게 된 재순환 밸브를 필요로 한다. 따라서, 가스 터빈의 전력 증강을 위해 고압 유체를 더욱 효율적으로 그리고 효과적으로 제공하는 시스템이 요구된다.

전력 증강 시스템에 적응된 사전-충전 시스템을 구비한 유체 전달 스키드는 활성 및 비활성 상태를 갖는 하나 이상의 스테이지를 포함한다. 각각의 상기 스테이지는 각 밸브가 개방 및 폐쇄 위치를 갖는 제1 및 제2 밸브를 포함한다. 활성 상태에서, 제1 소정의 레벨로 압축되고 방출된 유체가 상기 스테이지 내에 수용된다. 유체가 수용되어 압축됨에 따라, 상기 제1 밸브는 개방 위치에 있는 반면, 상기 제2 밸브는 폐쇄위치에 있다. 유체가 방출됨에 따라, 상기 제1 밸브는 폐쇄 위치에 있고, 상기 제2 밸브는 개방 위치에 있다. 비활성 상태에서, 적어도 상기 제2 밸브는 폐쇄 위치에 있어 적어도 유체의 사실상 일부가 상기 스테이지로부터 방출되지 않는다.

가스 터빈의 출력 전력을 증강시키기 위한 전력 증강 시스템은 활성 및 비 활성 상태를 갖는 하나 이상의 스테이지의 사전-충전 시스템을 포함하는 유체 전달 스키드를 포함한다. 각 스테이지는 각각 개방 위치 및 폐쇄 위치를 갖는 제1 및 제2 밸브를 포함한다. 상기 유체 전달 스키드에 연결된 펌프는 각각의 상기 스테이지에 공급된다. 제어 유닛은 상기 스테이지의 활성화 또는 비활성화를 위해 상기 펌프를 조절한다. 유체 소스는 상기 스테이지에 유체를 공급한다. 활성화는 상기 스테이지의 사전-충전 밸브를 개방하는 단계, 유체로 상기 스테이지를 충전하고 상기 유체를 압축하는 단계, 상기 사전-충전 밸브를 폐쇄하는 단계, 및 상기 유체의 방출을 허용하도록 메인 밸브를 개방하는 단계를 포함하며, 반면에 비활성화는 상기 메인 밸브의 폐쇄를 필요로 한다. 상기 방출된 유체를 분배하기 위한 주입 장치는 상기 시스템의 스테이지에 연결된다.

유체 전달 스키드에서 주입 장치로 유체를 전달하는 방법은 상기 스키드의 스테이지를 활성화하는 단계를 포함한다. 스테이지는 각각 개방 위치와 폐쇄 위치를 갖는 제1 및 제2 밸브를 포함한다. 상기 스테이지를 활성화하는 단계는 개방 위치에서의 상기 제1 밸브 및 폐쇄 위치에서의 상기 제2 밸브에 의해, 상기 스테이지를 유체로 충전하고 상기 스테이지의 유체를 제1 소정 레벨로 압축하는 단계를 포함한다. 상기 유체는 폐쇄 위치에서의 제1 밸브와 개방 위치에서의 제2 밸브에 의해 방출된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 유체를 공급하기 위한 사전-충전 시스템을 구비한 유체 전달 스키드는 각 개방 및 폐쇄 위치를 갖는 제1 밸브와 제2 밸브를 포함하는 하나 이상의 스테이지를 가지며, 상기 스테이지는 상기 유체의 분배를 위해 장치에 소정의 유체 유동률을 제공하도록 활성화 및 비활성화 상태를 가짐으로써, 가스 터빈의 전력 증강을 위해 고압 유체를 더욱 효율적으로 그리고 효과적으로 제공하는 시스템을 제공하는 효과가 있다.

본 발명은 주입 장치에 유체를 공급하기 위한 유체 전달 스키드에 관한 것이다. 상기 주입 장치는 상기 가스 터빈의 전력 증강을 위해 가스 터빈의 흡입 공기를 냉각시켜 가습하기 위한 유체를 제공한다.

도 1은 유체를 공급하기 위해 사전-충전 시스템(100)을 구비한 대표적인 유체 전달 스키드(10)를 도시한다. 도 2를 참조하면, 유체를 공급하기 위한 추가적인 대표 유체 전달 스키드(10)가 도시된다.

상기 유체 전달 스키드(10)는 활성 및 비활성 상태를 갖는 각 스테이지(160)로 된 하나 이상의 스테이지(160)를 포함한다. 각 스테이지(160)는 상기 사전-충전 시스템(100)의 사전-충전 밸브(140)와 같은 제1 밸브 및 메인 밸브(120)와 같은 제2 밸브를 갖는다. 각 사전-충전 밸브(14)와 각 메인 밸브(120)는 개방 위치와 폐쇄 위치를 갖는다. 스테이지(160)의 사전-충전 밸브(140)와 메인 밸브(120)는 상기 유체 전달 스키드(10)로부터 유체를 공급하기 위해 공통 지점에 병렬로 연결된다.

활성 상태에서, 제1 소정 레벨로 압축되고 방출된 유체가 스테이지(160) 내에서 수용된다. 유체가 상기 스테이지(160) 내에서 수용되어 압출됨에 따라, 상기 사전-충전 밸브(140)는 개방 위치에 있고, 상기 메인 밸브(120)는 폐쇄 위치에 있다. 특정 실시예에서, 상기 유체의 소량이 상기 제1 소정 압력에 이르기 전에 상기 유체 전달 스키드(10)에 연결된 스프레이 장치로부터 누출될 수 있다. 상기 누출은 상당량의 유체가 상기 스테이지(160)로 들어가자마자 일어날 수 있다. 유체가 상기 스테이지(160)로부터 방출됨에 따라, 상기 사전-충전 밸브(140)는 폐쇄 위치에 있 고, 상기 메인 밸브(120)는 개방 위치에 있다.

게다가, 활성 상태에서, 폐쇄 위치에서의 상기 사전-충전 밸브(140) 및 개방 위치에서의 상기 메인 밸브(120)에 의해, 제2 소정 레벨로 압축되고 방출된 추가 유체가 상기 스테이지(160) 내에서 수용된다. 상기와 마찬가지로, 특정 실시예에서, 상기 유체의 일부가 상기 제2 소정 압력 레벨에 이르기 전에 방출될 수 있다. 상기 스테이지(160)의 비활성 상태에서, 적어도 상기 메인 밸브(120)는 폐쇄 위치에 있어, 상기 유체의 상당량이 상기 스테이지(160)로부터 방출되지 않는다.

상기 사전-충전 밸브(140)는 제1 펌프에 의해 공급될 수 있고 상기 메인 밸브(120)는 제2 펌프에 의해 공급될 수 있지만, 다른 실시예에서 단일 펌프가 동일한 목적을 위해 이용될 수도 있다. 하나 이상의 펌프는 상기 펌프의 출력 라인이 단일 출력 라인으로 결합되도록 병렬로 그룹화될 수 있다. 상기 사전-충전 시스템(100)은 각 스테이지(160)에 공급되는 동일한 펌프 또는 펌프 그룹을 구비한 다수의 스테이지(160)를 포함할 수 있다. 상기 펌프는 하나 이상의 펌프 유닛을 포함할 수 있다.

도 1의 대표적인 유체 전달 스키드에서, 가변 주파수 드라이브(VFD) 펌프 유닛(110)으로 나타낸 대표적인 제2 펌프가 상기 메인 밸브(120)에 공급하기 위해 각 스테이지(160)에 밸브 라인(150)으로 연결된다. 상기 VFD 펌프 유닛(110)은 추가 유체를 공급하도록 및/또는 상기 스테이지(160)에서의 유체에 대한 압력을 제2 소정 레벨로 증가시키도록 동작한다. 상기 VFD 펌프 유닛(110)의 주파수는 펌프 속도를 제어하여 조절될 수 있다. 상기 VFD 펌프 유닛(110)은 상기 추가 유체를 높은 압력 레벨로 펌핑할 수 있다. 예를 들면, 상기 VFD 펌프 유닛(110)은 상기 추가 유체를 거의 100 바(1500 psi) 또는 그 이상의 레벨로 압축할 수 있다. 상기 VFD 펌프 유닛(110)은 상기 추가 유체를, 예를 들면, 주위 날씨 상태에 기초될 수 있는 레벨로 압축할 수 있다. 다른 요소들이 상기 추가 유체를 압축하기 위한 레벨을 결정하기 위해 고려될 수 있다. 높은 압력은 유리하게 미소 크기의 유체 방울을 생성한다. 예를 들면, 상기 유체 방울 크기는 40 마크론 이하일 수 있다.

대표적인 제1 펌프, 예컨대, 사전-충전 유닛(130)은 상기 사전-충전 밸브(140)에 공급하기 위해 상기 사전-충전 시스템의 각 스테이지(160)에 밸브 라인(150)으로 연결된다. 상기 사전-충전 펌프 유닛(130)은, 예를 들면, 상기 유체를 제1 소정 레벨로 압축하는 저압 펌프일 수 있다. 예를 들어, 활성 상태에서, 상기 사전-충전 펌프 유닛(130)은 개방 위치에서의 상기 사전-충전 밸브(140)와 폐쇄 위치에서의 상기 메인 밸브(120)에 의해 제1 소정 레벨로 유체를 압축할 수 있다. 상기 제1 소정 레벨에 도달된 후, 상기 사전-충전 밸브(140)는 폐쇄 위치로 조절된다.

동작중에, 사전-충전 시스템(100)을 구비한 대표적인 유체 전달 스키드(100와 같은 유체 전달 스키드는 유체 소스로부터의 유체가 제공되어 있다. 추가적으로, 사전-충전 시스템(100)을 구비한 상기 유체 전달 스키드(10)는 소정 유동률로 압축된 유체를 제공한다. 상기 소정 유동률로 압축된 유체는 도 1에 출력 화살표로 나타낸 것처럼, 상기 유체 전달 스키드(10)로부터 방출되어 상기 메인 밸브(120)의 출력으로부터 주입 장치 또는 다른 장치 또는 구조로 공급 또는 주입될 수 있다. 예를 들면, 각 스테이지(160)는 각 메인 밸브(120)로부터 퍼지는 공급 라인으로부터 주입 장치의 스프레이 어레이에 연결될 수 있다.

유동 변화에 따라, 사용되고 있는 주입 장치의 노즐 수는 변한다. 하나 이상의 스테이지(160)의 활성화는 상기 소정 유동률로 소정 장치에 상기 압축된 유체의 공급을 초래한다. 하나 이상의 스테이지(160)는 상기 유동률이 증가하도록 활성화되는 반면, 하나 이상의 스테이지(160)의 비활성화는 허용가능한 파라미터들 내에서 상기 스프레이 분배를 막는 동안 상기 유동률을 감소시키도록 한다. 스테이지(160)는 상기 스테이지(160)의 메인 밸브(120)를 폐쇄함으로써 비활성화된다. 스테이지(160)의 활성화는 유체로 상기 스테이지(160)를 충전하고, 예를 들면, 상기 사전-충전 펌프 유닛(130)에 의해 제1 소정 레벨로 스테이지(160)의 상기 유체를 압축하도록 그 사전-충전 밸브(140)의 개방을 포함한다. 상기 스테이지(160)의 유체는, 예를 들면, 6 바로 압축될 수 있다. 일단 상기 스테이지(160)가 충전되어 압축되면, 상기 사전-충전 밸브(140)는 폐쇄되고, 상기 메인 밸브(120)는 개방된다. 스테이지(160)의 활성화는 예를 들면, 상기 VFD 펌프 유닛(110)에 의해 제2 소정 레벨로 압축되고, 폐쇄 위치에서의 상기 사전-충전 밸브(140)와 개방 위치에서의 상기 메인 밸브(120)에 의해 방출된, 상기 스테이지(160) 내에 수용되어 있는 추가 유체를 더 포함한다. 상기 유체는 상기 제2 소정 압력 레벨에 이르기 전에 방출되기 시작한다. 추가로, 소량의 유체는 특정 실시예에서 상기 밸브(140 및 120)의 개방 전에 상기 사전-충전 밸브(140)와 상기 메인 밸브(120)로부터 누출될 수 있다. 따라서, 스테이지(160)가 이용되지 않은 다음 비어 있을 때, 상기 사전-충전 펌프 유닛(130)은, 예를 들면, 유체 소스로부터의 유체로 상기 스테이지(160)를 충전하고, 상기 스테이지(160)의 메인 밸브(120)가 개방되기 전에 제1 소정 레벨로 상기 스테이지(160)를 압축한다. 상기 스테이지(160)에 잔존하는 공기의 양은 빠르게 압축될 것이다. 이는 상기 유체 전달 스키드(10)로부터의 유체의 유동이 상기 스테이지(160)가 활성화되거나 비활성화될 때 고르게 지속되는 것을 보장한다. 사전-충전 밸브(140) 및 메인 밸브(120)와 같은 제1 및 제2 밸브를 포함하지 않고, 활성화 전의 스테이지(160)는 공기로 충전되며 따라서 낮은 저항을 갖는다. 상기 메인 밸브(120)의 개방은 그것의 낮은 저항으로 인해 상기 스테이지(160)로 바로 보내는 유체 유동을 초래한다. 새로 개방된 메인 밸브(120)로의 유체 유동의 재방향은 다른 메인 밸브(120)로부터의 유체 유동을 새로 활성화된 스테이지(160)가 공기 청정될 때까지 멈추게 한다. 상기 사전-충전 펌프 유닛(130) 및 VFD 펌프 유닛(110)과 같은 단일 펌프 유닛은 소정 유동 범위를 포함하나 압력 범위는 포함하지 않는다. 따라서, 상기 스테이지(160)는 상기 펌프에 의해 제공된 유동 및 압력을 매치하기 위해 병합되며, 주입 장치의 스프레이 노즐은 소정의 미소 유체 방울을 생성할 수 있다. 스테이지(160)는 소정의 유체가 어레이에 의해 주입되게 하지 않고 활성화된다. 게다가, 유체는 기본적으로 압축할 수 없으므로, 유체를 저압에서 고압으로 이동하는 것은 최소 유동량을 필요로 한다. 따라서, 스테이지(160)를 활성화하는 것은 상기 스키드(10)에서의 압력이 매우 빨리 변함에 따라 유체 유동을 거의 중단시키기 않는다.

n개의 스테이지로 이루어진 사전-충전 시스템(100)을 포함하는 유체 전달 스 키드(10)에서, 소정 유동 범위와 압력 범위는 n개의 펌프 유닛 대신 하나의 펌프 유닛과 n개의 밸브에 의해 활성화된다. 밸브가 펌프보다 훨씬 더 경제 효과가 있으며, 사전-충전 밸브(140) 및 메인 밸브(120)와 같은 온-오프 밸브가 재-순환 밸브보다 더욱 경제 효과적이므로, 상기 사전-충전 시스템(100)에 의해 상당한 비용 혜택이 도입된다.

축적기(accumulator; 170)는 상기 메인 밸브(120)에서 상기 유체 전달 스키드(10)의 각 스테이지(160)에 연결될 수 있다. 상기 축적기(170)는 유체가 방출될 때 새로 활성화된 스페이지(160)의 급속 압축을 돕도록 동작한다. 상기 스테이지(160)는 상기 메인 밸브(120)의 개방 전에 유체로 대부분 충전되나, 상기 축적기(170)는 상기 유체를 더 압축하고 상기 스테이지(160)에 남아있는 공기량을 압축함으로써 압축 공정을 향상시킨다. 스테이지(160)의 활성화 이후, 상기 축적기(170)는 재방출을 필요로 한다. 재방출 동안, 상기 축적기(170)는 상기 활성화된 스테이지(160)로부터 유체 유동을 전환할 수 있다. 상기 축적기(170)의 하류에 위치된 유량계(180)는 상기 메인 밸브(120)에서 상기 유체 전달 스키드(10)에 연결될 수 있으며, 상기 축적기(170)가 재방출됨에 따라 유체 유동에 있어서의 감소를 검출하도록 동작한다. 유체 유동에 있어서의 감소 검출시, 상기 유량계(180)는 상기 감소를 보상하도록 상기 VFD 펌프 유닛(110)의 펌프 속도를 증가시킬 것이다. 상기 유량계(180)는 상기 축적기(170)의 재방출 후 정상 상태 속도(steady state speed)로 상기 펌프 속도를 되돌린다. 더욱 큰 영역(이를 테면, 유동률이 증가할 것임)을 갖는 신규 스테이지(160)를 개방할 때, 상기 시스템(100)에 의해 요구된 압력은 떨 어질 것이며, 따라서 상기 축적기는 유동을 "언로드(unload)"할 것이다. 이는 상기 펌프(110)가 느리게 되도록 할 것이다. 상기 이용가능한 유동 영역(이를 테면, 상기 시스템을 통한 유동이 떨어지기 시작함)을 줄이는 것은 반대 효과를 야기한다.

대표적인 실시예에서, 상기 축적기(170)는 병합되지 않으며, 대신 상기 스테이지(160)의 하류 말단에 밸브가 위치된다. 이 경우에, 상기 사전-충전 동작을 수행하기 위해, 상류 및 하류 밸브는 상기 스키드(10) 밖으로 모든 공기가 플러시(flush)하도록 개방된다. 일단 상기 스키드(10)가 플러시되면, 상기 하류 밸브는 폐쇄되고, 상기 사전-충전 펌프 유닛(130)은 백업된다(backed up). 상기 압력이 정확한 레벨로 상승한 후, 상기 사전-충전 밸브(140)는 폐쇄되고, 상기 메인 밸브(120)는 개방된다. 이는 공기량을 사실상 제로로 줄이도록 한다. 상기 축적기(140)의 제거는 상기 시스템(100)으로부터 캐패시턴스를 제거한다. 대안적으로, 상기 축적기(170)는 상기 유량계(180)에 대한 유동도 포함될 수 있으나, 그것이 이 듀티(duty)를 수행해야만 하는 경우 상당히 더 작게 크기조절될 수 있다.

도 3을 참조하면, 대표적인 전력 증강 시스템(200) 도면이 도시된다. 상기 대표적인 전력 증강 시스템(200)은, 예를 들면, 가스 터빈에 대한 추가 특성으로서 이용될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 대표적인 전력 증강 시스템(200)은 소스로부터 유체를 수용하고 특정 유동률로 압축된 유체를 용기로 전달하기 위해 도 1을 참조하여 상술한 하나 이상의 스테이지(160)로 구성된 대표적인 사전-충전 시스템(100) 및 유체 전달 스키드(10)를 포함할 수 있다. 상기 압축된 유체는, 물 또는 소정의 다른 액체일 수 있는 것으로, 예를 들면, 그것이 가스 터빈으로 들 어가는대로 공기를 포화시켜 냉각하도록 가스 터빈의 흡입 공기 통로로 주입될 수 있으며, 그에 따라 상기 가스 터빈의 전력 출력을 증강시킨다.

상기 전력 증강 시스템(200)은, 예를 들면, 사전-충전 시스템(100)을 구비한 대표적인 유체 전달 스키드(10)와 같은 유체 전달 스키드에 제어 신호를 제공하기 위한 제어 유닛(210)을 포함한다. 상기 제어 유닛(210)은 신호 공급(215)을 통해 VFD 펌프 유닛(110)과 사전-충전 펌프 유닛(130)에 상기 유닛(110 및 130)의 동작을 제어하도록 연결된다. 특히, 상기 제어 유닛(210)은 상기 유체 전달 스키드(10)로부터 소정 유동률로 유체를 공급 또는 방출하기 위해 상기 유체 전달 스키드(10)의 다양한 스테이지(160)를 활성화 및 비활성화시키도록 동작한다. 하나 이상의 스테이지(160)의 활성화 후, 상기 유체는 새로운 유동률로 방출될 수 있는 것으로, 동작 내내 변화될 수 있다.

상기 제어 유닛(210)은, 예를 들면, 제어실로부터 또는 패널로부터 제어될 수 있다. 상기 제어 유닛(210)은 신호 공급(215)을 통해 상기 VFD 펌프 유닛(110)과 상기 사전-충전 펌프 유닛(130)의 동작을 가능하게 하는 프로그램 가능한 제어뿐만 아니라 수동 제어를 포함할 수 있다. 상기 제어 유닛(210)은 저장 수단(220)을 포함할 수 있다. 상기 저장 수단(220)은 임의 접근 기억장치(RAM) 및/또는 읽기-전용 기억장치(ROM)와 같은 비-휘발성 기억장치를 포함할 수 있다. 본 발명에 속하는 당업계에서 통상의 지식을 가지 자는 저장 수단이, 제한하는 것은 아니지만, 고체 상태, 자기적, 광학적 및 그 조합 장치를 포함하는 일시적인 및/또는 지속적인 데이터 저장을 위해, 다양한 유형의 물리적 장치를 포함할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 상기 저장 수단(220)은 DRAM, PROMS, EPROMS, EEPROMS, 플래시 메모리 등과 같은 하나 이상의 물리적 장치를 사용하여 구현될 수 있다. 상기 저장 수단(220)은, 예를 들면, 노즐에 공급되고 있는 유체 유동률을 차례로 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 장치상에 실행될 때 실시예에 따른 방법 단계를 수행하기 위한, 예를 들면, 메인 밸브(120) 또는 상기 사전-충전 시스템(100)의 사전-충전 밸브(140)와 같은 밸브의 개방을 제어하는, 소프트웨어 코드 부분을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 더 포함할 수 있다. 상기 제어 유닛(210)은 상기 사전-충전 펌프 유닛(130)과 상기 VFD 펌프 유닛(110)을 특정 압력으로 동작시킴으로써, 그리고 증강을 위해 이용된 특정 노즐을 또한 조절함으로써 전력 증강하는데 사용하기 위한 물의 흐름을 조절할 수 있다. 게다가, 전력 증강을 위해, 적어도 하나의 노즐이 전력 요구 및 주위 날씨 상태에 해당하는 적당한 유동률에 이르도록 활성화 또는 비활성화된다. 전력 증강이 시작될 때, 상기 제어 유닛(210)은 계산된 공기 유동에 기초한 물 주입 레벨을 계산할 수 있다. 이러한 공기 유동은 그 후 주입하기 위한 물의 양을 정하기 위해 목표한 상대적 습도 레벨을 계산하는데 사용된다. 상기 계산은 그 후 물이 물 주입률의 컨버전스를 안정한 유동으로 허용하도록 계획됨에 따라 순환된다. 추가로,상기 제어 유닛(210)은 전달된 사실상 유동과 비교하여 계획된 유동을 모니터할 수 있다. 상기 사실상 압력이 기대 레벨 이상일 경우, 블록화된 노즐 경고가 오퍼레이터에 제공도리 수 있다. 상기 사실상 압력이 예상된 압력보다 낮을 경우, 누설 경고를 위한 확인이 상기 오퍼레이터에 제공될 수 있다.

스테이지(160)를 활성화하도록 동작시키는 데 있어, 상기 제어 유닛(210)은 상기 유체 전달 스키드(10)로부터 유체를 전달하기 위한 유동률을 결정한다. 이러한 결정은 하나 이상의 요소들에 기초할 수 있다. 예를 들면, 주위 날씨 상태는 특정 유동률에 대한 필요를 알릴 수 있다. 상기 유동률을 결정하기 위한 대안으로, 상기 제어 유닛(210)은, 예를 들면, 제어실 또는 오퍼레이터로부터 특정 유동률이 제공될 수 있다.

상기 유체 전달 스키드(10)로부터 유체를 전달하기 위해 결정된 유동률에 기초하면, 상기 제어 유닛(210)은 상기 스키드(10)로부터 상기 결정된 유동률에 도달하기 위해 활성화하는 필수 스테이지(160)를 결정한다. 예를 들면, 특정 유동률은 세 개의 스테이지(160)가 활성화되는 것을 필요로 할 수 있다. 상기 결정된 유동률이 그 후 감소하면, 새로운 유동률은, 예를 들면, 새로운 유동률에 도달하기 위해 하나 이상의 스테이지(160)의 활성화를 필요로 할 수 있다.

상기 제어 유닛(210)은 상기 스테이지(160)의 사전-충전 밸브(140)를 개방함으로써 스테이지(160)를 활성화하도록 동작한다. 상기 사전-충전 밸브(140)는 대안적으로 수동으로 개방될 수 있다. 상기 사전-충전 펌프 유닛(130)은 그 후 상기 제어 유닛(210)에 의해 조절되는 것으로, 상기 스테이지(160)를 유체로 충전하고 낮은 압력일 수 있는 제1 소정 레벨로 상기 스테이지를 압축하기 위해 상기 사전-충전 펌프 유닛(130)을 활성화시킨다. 상기 유체는 유체 소스(260)로부터 공급될 수 있는 것으로, 유체가 있는 상기 펌프 유닛을 제공하기 위해 상기 제어 유닛(210)에 의해 제어될 수 있다. 상기 스테이지(160)를 충전하여 상기 스테이지(160)의 유체 를 압축한 후, 상기 스테이지(160)의 사전-충전 밸브(140)는, 예를 들어, 상기 제어 유닛(210) 또는 수동 동작에 의해 폐쇄된다. 상기 스테이지(160)의 메인 밸브(120)는 수동으로 개방되거나 상기 제어 유닛(210)에 의해 개방된다. 상기 VFD 펌프 유닛(110)은 상기 결정된 유동률로 상기 추가 유체를 제공하는데 필요한 제2 소정 압력 레벨로 상기 유체 소스(260)로부터 수용된 추가 유체를 제공하고 펌핑하도록 상기 제어 유닛(210)에 의해 조절된다.

상기 제어 유닛(210)은 비활성화되도록 상기 스테이지(160)의 적어도 메인 밸브(120)를 폐쇄함으로써 상기 유체 전달 스키드(10)의 하나 이상의 스테이지(160)를 비활성화하도록 동작한다. 상기 제어 유닛(210)은 제어실 또는 오퍼레이터로부터 비활성화를 초기화하는 신호를 수신할 수 있으며, 또는 상기 제어 유닛(210)이 스테이지(160)를 비활성화에 대한 필요를 결정할 수 있다. 상기 메인 밸브(120)는 상기 제어 유닛(210)에 의해 폐쇄될 수 있거나, 예를 들어, 오퍼레이터에 의해 수동으로 폐쇄될 수도 있다.

주입 장치(225)는 상기 유체 전달 스키드(10)에 연결된다. 예를 들면, 공급선(230)은 상기 사전-충전 시스템(100)과 상기 메인 밸브(120)를 상기 주입 장치(225)에 연결할수 있다. 개별 공급선(230)은 상기 유체 전달 스키드(10)의 각 스테이지(160)가 상기 주입 장치(225)에 연결되도록 이용될 수 있다.

상기 주입 장치(225)는 상기 스키드(10)에 의해 제공된 것과 같은 상기 결정된 유동률로 상기 유체를 전달하는 하나 이상의 스프레이 어레이를 포함할 수 있는 것으로, 하나 이상의 스테이지의 활성화 후 조절될 수 있다. 각 스프레이 어레이는 하나 이상의 노즐을 포함할 수 있다. 상기 주입 장치(225)의 하나 이상의 노즐은 물 또는 다른 액체와 같은 붐무된 유체의 스프레이를 가스 터빈 주입 덕트의 에어 스트림으로 주입할 수 있음으로써 상기 에어 스트림의 대량 유동을 증가시키며, 이때 상기 가스 터빈 엔진으로부터 출력된 전력이 증강된다.

날씨 모니터링 유닛(240)은 예를 들면 상기 전력 증강 시스템(200)에 사용되고 있는 가스 터빈의 수행에 영향을 줄 수 있는 업데이트된 대기 상태를 제공하기 위해 신호 공급(215)을 통해 상기 제어 유닛(210)에 연결될 수 있다. 상기 대기 상태는 예를 들면 주입구 공기 포화를 위한 목표 레벨로 상기 유동을 전달하기 위한 상기 유동률의 결정에 있어서의 요소를 수행하도록 상기 제어 유닛(210)에 측정 및 보고될 수 있다. 상기 대기 상태는, 제한하는 것이 아니라, 온도, 습도 및 공기 압력을 포함하여, 상기 가스 터빈의 동작에 영향을 줄 수 있는 환경 요소를 포함한다. 실시예에서, 각각의 온도, 습도 및 공기 압력이 모니터링된다. 상기 날씨 모니터링 유닛(240)(상세도는 미도시함)은 일 대표 실시예에서 건구 온도계와 공기 습도 측정 장치를 포함한다. 다른 대안 실시예에서, 상기 날씨 모니터링 유닛(240)은 건구 온도계와 습구 온도계를 포함할 수 있다. 또 다른 대안 실시예에서, 상기 날씨 모니터링 유닛(240)은 대기압 측정 장치를 포함할 수 있다. 또 다른 실싱예에서, 대기압 측정을 위해, 상기 날씨 모니터링 유닛(240)은 주위 날씨 상태를 모니터링 및/또는 측정하기 위해 다른 구성요소 및/또는 당업계의 당업자들에게 잘 공지된 구성요소들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 날씨 정보는 상기 제어 유닛(210)에 의해 처리되며, 여기서 상기 제어 유닛(210)은 허용가능한 증발량, 아이싱 리스 크 등과 같은 중요 동작 정보를 오퍼레이터에 전달할 수 있다.

실시예에서, 컴퓨팅 시스템(250)은 신호 공급(215)으로 상기 제어 유닛(210)에 연결된다. 상기 컴퓨팅 시스템(250)은 상기 제어 유닛(210)으로부터 획득된 것과 같은 수행 데이터를 추적하여 보고한다.

도 4를 참조하면, 사전-충전 시스템(100)을 구비한 대표적인 스키드(10)와 같은 유체 전달 스키드로부터 유체를 상기 주입 장치(225)와 같은 주입 장치에 전달하는 방법에 대한 흐름도가 도시된다.

상기 방법(405)에서, 활성화된 또는 비활성화된 신호가 대표적인 스테이지(160)와 같은 상기 스키드(10)의 스테이지를 활성화하거나 비활성화에 대한 요구를 나타내는 상기 유체 전달 스키드(10)에 의해 수신된다. 상기 신호는, 예를 들면, 상기 제어 유닛(210)에 의해 생성될 수 있다. 대안적으로, 상기 신호는 제어실 또는 오퍼레이터에 의해 설명될 수 있으며 상기 제어 유닛(210)에 제공될 수 있다. 스테이지(160)를 활성화 또는 비활성화하기 위한 신호는 바람직한 유체량을 공급하기 위해 유체 유동을 각각 증가 또는 감소시키기 위한 요구를 나타낼 수 있다.

상기 신호가 440에서 비활성 신호라면, 스테이지(160)의 메인 밸브는 상기 스테이지(160)를 비활성화하기 위해 폐쇄된다. 상기 메인 밸브(120)는 오퍼레이터에 의해 수동으로 폐쇄될 수 있거나 상기 제어 유닛(210)에 의해 폐쇄될 수 있다.

상기 신호가 410에서 활성 신호라면, 스테이지(160)의 활성화는 상기 스테이지(160)의 사전-충전 밸브(140)를 개방함으로써 초기화된다. 상기 사전-충전 밸브(140)는 수동으로 개방되거나 상기 제어 유닛(210)에 의해 개방될 수 있다.

415에서, 상기 스테이지(160)는 유체로 충전되며, 상기 유체는 제1 소정 레벨로 압축된다. 사전-충전 펌프 유닛(130)은 상기 제어 유닛(210)에 의해 상기 제1 소정 레벨로 상기 유체를 압축하기 위해 상기 유체를 펌핑할 수 있다. 420에서, 상기 사전-충전 밸브(140)가 폐쇄된다. 따라서, 상기 사전-충전 밸브(140)와 메인 밸브(120)로 구성된 상기 스테이지(160)는 상기 압축된 유체를 공급하기 위해 상기 메인 밸브(120)를 허용하도록 충전 및 압축된다.

425에서, 상기 메인 밸브(120)가 개방된다. 상기 메인 밸브(12)는 수동으로 개방되거나 상기 제어 유닛(210)에 의해 개방될 수 있다.

430에서, VFD 펌프 유닛(110)은 상기 스테이지(160)에 추가 유체를 공급하며 제2 소정 레벨로 상기 추가 유체를 압축한다. 상기 압력은 상기 제어 유닛(210)에 의해 나타내고 제어된 것처럼, 예를 들면, 100 바로 높은 레벨일 수 있다. 435에서, 추가 유체가 공급되고 압축됨에 따라, 상기 유체는 대표적인 주입 장치(225)와 같은 장치에 주입되도록 방출된다.

스테이지(160)의 활성화 또는 비활성화에 따르면, 상기 방법은 요구된 유동률을 충족하기 위해 스테이지(160)를 각각 활성화 또는 비활성화하기 위한 활성화/비활성화 신호를 수신하도록 리턴한다.

도 5를 참조하면, 가스 터빈에 이용된 대표적인 유체 전달 스키드와 전력 증강 시스템의 상세도가 도시된다. 도 1-4와 관련하여 상술된 상기 대표적인 유체 전달 스키드(10), 사전-충전 시스템(100), 및 전력 증강 시스템(200)은 상기 가스 터빈의 출력 전력을 증강하도록 가스 터빈에 이용될 수 있다. 전형적인 가스 터빈은 터빈 주입 덕트, 연소기, 및 적어도 하나의 압축 블레이드를 갖는 압축기를 포함할 수 있다. 유체 소스(260)는 상기 제어 유닛(210)에 의해 보내진 것처럼 상기 사전-충전 시스템(100)에 유체를 공급하기 위해 제어 유닛(210) 및 펌프(110 및 130)에 연결될 수 있다.

상기 유체가 상기 대표적인 유체 전달 스키드(10)에 의해 공급된 것처럼 주입 장치(225)로부터 흐르는 주입 지점은, 제한하는 것은 아니지만, 예를 들면, 증발식 냉각, 압축기 내부-냉각 또는 연소기 화염 냉각과 연관된 본원에 설명된 것과 같은 것을 포함할 수 있다. 전력 증강을 위해 공기를 과포화할 때, 기단(air mass)은 가스 터빈으로 입력되고, 상기 가스 터빈 구성요소들은 상기 기단 유동이 상기 가스터빈 엔진의 설계의 허용가능한 제약 내에 있도록 물 주입 레벨의 제한을 두도록 규정된다. 이어, 주위 날씨 상태와 가스 터빈 로드 요구는 유동률과 압축 레벨의 결정을 위해 상기 제어 유닛(210)으로 입력될 수 있다.

도 5에 "A"로 나타낸 사용 지점인 증발식 냉각 시스템은 물이 증발하는 미세한 방울들(포그)의 입자로 공기 주입구에서 분무되는 "포그(fogging)" 시스템이다. 도 5에 "B"로 나타낸 사용 지점인 압축기 내부-냉각 시스템은 압축기 내부-스테이지에서 고밀도 공기 스트림으로 물을 분무하기 위한 "습압축(wet compression)" 시스템이다. 도 5에 "C"로 나타낸 사용 지점인 스트림 시스템은 연소기로 물을 분무하기 위한 시스템이다.

대표적인 증발식 냉각 시스템("A")에서, 고압의 물이 상기 유체 전달 스키드(10)로부터 덕트 내부와 상기 압축기 주입면의 먼 상류에 설치되는 노즐 홀더로 서 포함할 수 있는 주입 장치(225)와 같은 주입 장치에 공급된다. 상기 노즐 홀더는, 예를 들면, 전형적으로 약 10 내지 약 20 미크론 범위의, 더욱 전형적으로 약 10 내지 15 미크론 범위의, 미세한 방울의 스프레이로 물을 분무하는 다수의 노즐을 갖는 튜브를 포함할 수 있다. 상기 물방울은, 예를 들면, 상기 VFD 펌프 유닛(110)에 의해 제공된 것과 같은 전형적으로 약 80 내지 약 140 바 압력에서의 분무 결과이다. 상기 물방울은 노즐 팁에서 압축기 주입구로 이동하는 공기에 대해 충분히 오랜 주재 시간이 있으므로 공기 스트림에 운송/매달려 상기 압축기로 들어가기 전에 증발한다. 증발은 공기 온도가 증발로 낮아지도록 공기 감지 열에 대한 물의 잠재적인 열을 교체한다. 더욱 낮은 공기 온도는 상기 공기의 더욱 높은 밀도에 따라 더욱 높은 샤프트 출력을 야기하는 더욱 높은 대량 유동에 해당한다. 요구되는 물 유동률은 VFD 펌프 유닛(100)에 의해 설정된다. 증발식 냉각 동작은 상기 메인 밸브(120)를 폐쇄함으로써 폐쇄된다. 코프코(Kopko)의 미국 특허 번호 제6,718,771호는 고온에서 가스 터빈 동작을 가능하게 하는 대표적인 증발식 냉각 시스템을 예시하며, 그 전체가 본원에 참조로서 병합된다.

대표적인 압축기 내부-냉각 시스템("B")은 미소 방울 형태의 물이 압축 작업 동안 압축기 안에서 증발하는 것을 의미하는 습압축 시스템이다. 압축기를 지나는 공기에 대한 정체 시간은 ms 범위에 있다. 이러한 시간 동안, 상기 방물은 초기 방울 크기의 결과 증발한다. 증발 과정은 상기 압축 작업에 기인한 급속 온도 증가에 의해 구동된다. 스테이지(160)가 사전 충전되어, 예를 들면, 상기 사전-충전 펌프 유닛(130)에 의해 압축될 때, 메인 밸브(120)는 개방되며, 고압의 물은 VFD 펌프 유닛(110)으로부터 적어도 하나의 노즐을 포함할 수 있는 주입 장치(225)와 같은 주입 장치로 공급된다. 상기 적어도 하나의 노즐은 상기 압축기 가스 경로로 물을 주입하기 위해 설치된다(예컨대, 노즐은 두 개의 디스크 사이에 물을 주입하기 위해 설치될 수 있다). 상기 적어도 하나의 노즐은, 예를 들면, 약 10 내지 약 50 미크론 범위의, 보다 바람직하게 약 10 내지 약 30 미크론 범위의 작은 방울로 된 스프레이로 물을 분무한다. 상기 작은 방울은 다른 적당한 바 압력이 이용될 수도 있지만 바람직하게 약 80 내지 약 140 바 압력에서 분무로 인해 크기 조절된다. 상기 작은 방울은 상기 압축기를 빠져나가기 전에 증발할 것이다. 잉기스토프(Ingistov)의 미국 특허 번호 제6,644,935호는 내부-스테이지 압축기 물 주입을 위한 대표적인 노즐 어셈블리를 기술하는 것으로, 그 전체가 참조로서 본원에 병합된다. 증발은 공기를 냉각시키고 그에 따라 공기 밀도가 증가하는 것으로, 대량 유동을 증가시켜 더욱 높은 전력 출력을 야기한다. 추가로, 상기 압축기의 냉각은 더욱 낮은 압축기 출구 온도를 야기하는데, 더욱 냉각된 공기가 상기 연소기로 전달되는 것을 의미한다. 연소기에 대해 이러한 더욱 냉각된 공기는 일정한 연소 온도를 유지하여 전력 출력의 증가를 제공하는 동안 더욱 많은 연료가 연소될 수 있다는 것을 의미한다. 요구되는 물 유동률은 상기 VFD 펌프 유닛(110)에 의해 설정된다. 습 압축을 중지하기 위해, 하나 이상의 메인 밸브(120)가 폐쇄된다. 대안적으로, 습 압축을 위한 노즐은 압축기 주입구의 상류에 설치될 수 있다. 주요 동작은 상술한 대로 내부-스테이지 장착 노즐에 대한 것과 동일할 것이다.

대표적인 연소기 냉각 시스템("C")은 상기 연소기로 물방울을 주입하기 위한 적어도 하나의 노즐을 포함할 수 있는 주입 장치(225)와 같은 주입 장치를 포함한다. 상기 물의 잠재적인 열은 화염 감지 열로 교체되어 상기 화염의 온도를 가라앉힌다. 상기 스테이지(160)가 추정되어 압축된 후, 메인 밸브(120)는 개방되고 상기 적어도 하나의 노즐로 고압의 물의 공급을 허용한다. 상기 적어도 하나의 노즐은 물을 스프레이로 분무한다. 상기 스프레이는 전형적으로 약 10 내지 약 50 미크론 크기의 범위의, 더욱 전형적으로 약 10 내지 약 30 미크론 범위의 방울들을 포함한다. 이러한 방울들은 약 100 내지 200바 압력에서 분무한 것으로부터 생긴다. 당연히, 다른 압력에서 분무되는 대안적인 크기의 방울들도 요구되는 대로 이용될 수 있다. 화염은 스팀을 형성하도록 물을 증발시킨다. 상기 스팀은 상기 터빈을 통해 팽창하며, 따라서 대량 유동에 기여하여 전력 증강 효과를 제공한다. 또한, 상기 화염 온도가 낮아짐에 따라, 더욱 많은 연료가 일정한 연소 온도를 유지하는 동안 연소될 수 있다. 더욱 많은 연료를 연소시키는 것은 추가 전력 출을 제공한다. 요구되는 물 유동률은 상기 VFD 펌프 유닛(110)에 의해 설정된다. 연소기 냉각을 중지하기 위해, 메인 밸브(120)가 폐쇄된다. 쳉(Cheng)의 미국 특허 제3,976,661호는 연소기로의 주입에 의한 전력 증강 효과 예를 나타내며, 그 전체가 본원에 참조로서 병합된다.

특정 실시예들이 예시와 예증을 목적으로 본원에 도시되고 기술되었으나, 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 갖는 자들은 도시되고 기술된 상기 특정 실시예들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 광범위한 다양한 대안 및/또는 상응물로 대체될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 상기 개시물은 본원에 논의된 소정의 적응물 또는 다양한 실시예들을 포함하고자 한다.

도 1은 대표적인 유체 전달 스키드의 상세도.

도 2는 대표적인 유체 전달 스키드의 상세도.

도 3은 대표적인 전력 증강 시스템의 상세도.

도 4는 대표적인 유체 전달 스키드에서 주입 장치로 유체를 전달하는 대표적인 방법을 도시하는 흐름도.

도 5는 가스 터빈에 이용된 대표적인 전력 증강 시스템의 상세도.

Claims

각각 개방 및 폐쇄 위치를 갖는 적어도 제1 및 제2 밸브를 각 포함하며, 활성 및 비활성 상태를 갖는 하나 이상의 스테이지를 포함하되,

활성 상태에서, 유체는 제1 소정 레벨로 압축되어 방출되는 상기 스테이지 내에 수용되고, 상기 제1 밸브는 개방 위치에 있고 상기 제2 밸브는 폐쇄 위치에 있고, 유체는 상기 스테이지 내에서 수용되어 압축되며, 그리고 상기 제1 밸브가 폐쇄 위치에 있고 상기 제2 밸브가 개방 위치에 있으므로 유체가 방출되며,

비활성 상태에서, 유체의 적어도 일부가 상기 스테이지로부터 방출되지 않도록 적어도 상기 제2 밸브가 폐쇄 위치에 있는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제1항에 있어서, 상기 제1 밸브는 제1 펌프에 의해 공급되고 상기 제2 밸브는 제2 펌프에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제1항에 있어서, 다수의 스테이지를 포함하며, 각각의 상기 다수의 스테이지는 펌프에 의해 공급되되, 동일한 펌프가 각 스테이지에 공급되는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제3항에 있어서, 상기 펌프는 제1 펌프와 제2 펌프를 포함하며, 상기 제1 펌프는 각각의 상기 다수의 스테이지의 상기 제1 밸브를 공급하기 위한 것이며, 제2 펌프는 각각의 상기 다수의 스테이지의 상기 제2 밸브를 공급하기 위한 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제1항에 있어서, 상기 스테이지 내에 수용된 유체는 유체 소스로부터 상기 스테이지로 제공되는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제1항에 있어서, 상기 스테이지로부터 방출된 유체는 주입 장치로 전달되는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제1항에 있어서, 활성 상태에서, 추가 유체가 제2 소정 레벨로 압축되어 방출된 상기 스테이지 내에 수용되며, 추가 유체가 제2 소정 레벨로 압축되어 방출된 상기 스테이지 내에 수용됨에 따라 상기 제1 밸브는 폐쇄 위치에 있고 상기 제2 밸브는 개방 위치에 있는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제7항에 있어서, 상기 제2 소정 레벨은 주위 날씨 상태에 기초하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제7항에 있어서, 활성 상태에서 유체가 방출될 때, 축적기는 상기 유체를 더 압축하고 상기 스테이지에 남아있는 공기의 양을 압축하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제9항에 있어서, 상기 추가 유체가 압축되는 속도가 증가되는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제1항에 있어서, 상기 제1 밸브가 개방 위치에 있고 상기 제2 밸브가 폐쇄 위치에 있으며, 유체가 상기 스테이지 내에 수용되어 압축되므로, 소량의 유체가 상기 제2 밸브를 통해 누출되는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
제1항에 있어서, 비활성 상태에서 적어도 상기 제2 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때, 소량의 유체가 상기 제1 및/또는 제2 밸브를 통해 누출되는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템에 적응된 유체 전달 스키드.
각각 적어도 제1 및 제2 밸브를 포함하고, 상기 제1 및 제2 밸브는 각 개방 및 폐쇄 위치를 가지며, 활성화 및 비활성화 상태를 갖는 하나 이상의 스테이지를 포함하는 유체 전달 스키드;

각 상기 스테이지에 공급하는 상기 유체 전달 스키드에 연결된 펌프;

상기 펌프를 조절하기 위해 상기 펌프에 연결되고 상기 제1 및 제2 밸브를 조절하기 위해 상기 유체 전달 스키드에 연결된 제어 유닛;

상기 하나 이상의 스테이지에 유체를 공급하는 유체 소스를 포함하되,

활성 상태에서, 유체는 제1 소정 레벨로 압축되어 방출되는 상기 스테이지 내에 수용되고, 상기 제1 밸브는 개방 위치에 있고 상기 제2 밸브는 폐쇄 위치에 있으며, 유체는 상기 스테이지 내에 수용되어 압축되며, 그리고 상기 제1밸브가 폐쇄 위치에 있고 상기 제2 밸브가 개방 위치에 있으므로 유체가 방출되며;

비활성 상태에서, 적어도 상기 제2 밸브가 폐쇄 위치에 있어 유체의 적어도 일부가 상기 스테이지로부터 방출되지 않는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제13항에 있어서, 상기 방출된 유체를 수용하는 주입 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제13항에 있어서, 상기 펌프는 제1 펌프 및 제2 펌프를 포함하되, 상기 제1 펌프는 각각의 상기 다수의 스테이지의 제1 밸브에 공급하며, 상기 제2 펌프는 각각의 상기 다수의 스테이지의 상기 제2 밸브에 공급하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제13항에 있어서, 활성화 상태에서, 추가 유체는 상기 스테이지 내에 수용되고, 제2 소정 레벨로 압축되어 방출되며, 추가 유체가 상기 스테이지 내에 수용되고, 상기 제2 소정 레벨로 압축되어 방출되므로, 상기 제1 밸브는 폐쇄 위치에 있고 상기 제2 밸브는 개방 위치에 있는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제16항에 있어서, 상기 펌프는 제1 펌프와 제2 펌프를 포함하며, 상기 제1 펌프는 상기 제1 소정 레벨로 상기 유체를 압축하고, 상기 제2 펌프는 상기 제2 소정 레벨로 상기 추가 유체를 압축하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제16항에 있어서, 상기 제2 소정 레벨은 주위 날씨 상태에 기초하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 스테이지 각각에 연결된 축적기를 더 포함하되, 활성화 상태에서 유체가 방출되면, 상기 축적기는 상기 유체와 상기 스테이지에 남아있는 공기량을 더 압축하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제19항에 있어서, 상기 펌프가 동작하는 속도를 증가시키는 유량계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제13항에 있어서, 상기 제어 유닛은,

유체를 방출하기 위한 유동률을 결정하는 단계;

상기 결정된 유동률을 달성하기 위해 활성화시키기 위한 스테이지를 결정하는 단계;

(i) 상기 사전-충전 밸브를 개방하는 단계; (ii) 상기 스테이지를 유체로 충전하고 상기 스테이지의 유체를 상기 제1 소정 레벨로 압축하도록 상기 펌프의 동작을 조절하는 단계: (iii) 상기 사전-충전 밸브를 폐쇄하는 단계; (iv) 상기 스테이지의 메인 밸브를 개방하는 단계; 및 (v) 상기 스테이지에 추가 유체를 제공하고 상기 스테이지의 추가 유체를 제2 소정 레벨로 압축하도록 상기 펌프의 동작을 조절하는 단계에 의해 상기 결정된 스테이지가 활성화 상태를 달성하도록 상기 펌프를 조절하는 단계에 의해 상기 펌프를 조절하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제21항에 있어서, 유체를 방출하기 위한 유동률을 결정하는 단계는 주위 날씨 상태에 기초하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제13항에 있어서, 상기 제어 유닛에 연결된 날씨 모니터링 유닛을 더 포함하되, 상기 날씨 유닛은 주위 날씨 상태를 상기 제어 유닛에 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제13항에 있어서, 상기 제어 유닛에 연결된 컴퓨팅 시스템을 더 포함하되, 상기 컴퓨팅 시스템은 수행 데이터를 추적하여 보고하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
제13항에 있어서, 상기 펌프는 저압 펌프 유닛과 고압 펌프 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증강 시스템.
유체 전달 스키드에서 주입 장치로 유체를 주입하기 위한 방법에 있어서,

각 스테이지가 적어도 제1 및 제2 밸브를 가지며, 상기 제1 및 제2 밸브는 각각 개방 및 폐쇄 위치를 가지며, 활성화 및 비활성화 스테이지를 갖는 하나 이상의 상기 유체 전달 스키드의 적어도 하나의 스테이지를 활성화하는 단계를 포함하되,

개방 위치에서의 상기 제1 밸브와 폐쇄 위치에서의 제2 밸브에 의해 상기 스테이지를 유체로 충전하여 상기 유체를 제1 소정 레벨로 압축하는 단계;

폐쇄 위치에서의 상기 제1 밸브와 개방 위치에서의 상기 제2 밸브에 의해 상기 유체를 방출하는 단계를 포함하여 활성화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 하나 이상의 스테이지를 활성화하기 위해 제어 유닛으로부터 표시를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 하나 이상의 스테이지를 비활성화하기 위해 제어 유닛으로부터 표시를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제28항에 있어서, 상기 유체의 적어도 일부가 상기 스테이지로부터 방출되지 않도록 적어도 상기 제2 밸브를 폐쇄함으로써 상기 표시된 스테이지를 비활성화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 상기 유체 전달 스키드의 적어도 하나의 스테이지를 활성화하는 단계는 폐쇄 위치에서의 상기 제1 밸브와 개방 위치에서의 상기 제2 밸브에 의해, 상기 스테이지를 추가 유체로 충전하여 상기 추가 유체를 제2 소정 레벨로 압축하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제30항에 있어서, 상기 추가 유체는 상기 유체의 상기 제1 소정 레벨보다 더 높은 레벨로 압축되는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 상기 유체를 제1 소정 레벨로 압축하는 단계는 제어 유닛에 의해 표시된 상기 제1 소정 레벨의 압력을 달성하도록 펌핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.