KR20100057573A - The condensing system for steam turbine using refrigerant evaporation heat - Google Patents

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KR20100057573A KR1020100043254A KR20100043254A KR20100057573A KR 20100057573 A KR20100057573 A KR 20100057573A KR 1020100043254 A KR1020100043254 A KR 1020100043254A KR 20100043254 A KR20100043254 A KR 20100043254A KR 20100057573 A KR20100057573 A KR 20100057573A
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Abstract

PURPOSE: A steam condenser system of a steam turbine using evaporation heat of coolant is provided to transfer the cryogenic heat of cooling water to a steam condenser by the evaporation heat of coolant. CONSTITUTION: A steam condenser system of a steam turbine using evaporation heat of coolant comprises a steam condenser(31) in which coolant circulates, a condenser which condenses the gas coolant generated in the steam condenser, a coolant tank(33) the liquid coolant condensed in the condenser and a coolant supply pump(35) which provides the liquid coolant of the coolant tank to the steam condenser. A coolant cooling circuit is formed by the steam condenser, condenser, coolant tank, coolant supply pump connected through pipes(34) into a closed loop. Coolant is filled in the coolant cooling circuit, vaporized with the heat of discharged steam and controls the degree of vacuum and thus a boiling point.

Description

냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템{The condensing system for steam turbine using refrigerant evaporation heat}The condensing system for steam turbine using refrigerant evaporation heat}

발전기 복수기 구조개선Improvement of generator multiplier structure

기존의 증기사이클에는 배출증기에서 열을 제거하여 물로 복원하는 복수기(11)가 사용되고 있다. 복수기는 배출증기와 냉각수간 열교환기 일종이다. 복수기에서 열낙차가 클수록 증기사이클 효율은 높아진다. 지금까지 사용 중인 복수기(11)는 다수의 열교환 튜브(26)가 내부에 설치되며 배출증기가 유입되어 열교환튜브(26) 안에 흐르는 냉각수와 열교환을 하여 물로 복원된다. 대형 화력발전소나 원자력발전소는 주로 해안에 위치하고 있는데 주로 해수를 냉각수로 사용하고자 함이다.      In the existing steam cycle, a condenser 11 for removing heat from exhaust steam and restoring water is used. The condenser is a type of heat exchanger between exhaust steam and cooling water. The greater the thermal drop in the condenser, the higher the steam cycle efficiency. The plurality of heat exchangers 11 in use up to now have a plurality of heat exchange tubes 26 installed therein and exhaust steam is introduced into heat exchange with the cooling water flowing in the heat exchange tubes 26 to restore water. Large thermal power plants or nuclear power plants are located mainly on the coast, mainly to use seawater as cooling water.

몇 번의 필터장치를 거쳐서 해수가 복수기(11) 내부에 설치된 다수의 열교환튜브(26) 내부를 지나가므로 일부 바다의 진흙이나 어패류 등이 열교환튜브(26) 내부에 고착화 되는 문제도 발생하며 해수에는 염도가 높아서 부식을 유발시킨다. 따라서 부식방지 재질을 택함으로 비용이 증가하고 있고, 진흙이나 어패류 등이 열교환튜브(26) 내부에 고착화 되는 문제는 발전기의 잦은 유지보수를 유발시켜 발전기 가동율을 떨어트린다.      Since the seawater passes through the plurality of heat exchange tubes 26 installed in the condenser 11 through several filter devices, some sea mud or shellfish and the like are fixed in the heat exchange tubes 26. High, causing corrosion. Therefore, the cost is increased by choosing a corrosion-resistant material, and the problem that the mud or shellfish and the like is fixed in the heat exchange tube 26 causes frequent maintenance of the generator to reduce the generator operation rate.

공개번호 실1998-017532[발전설비의 복수기], 등록번호 10-0194778[복수기] 등 기존의 냉각수에 의한 복수기에 관한 발명이 다양하며, 공개번호 10-2004-0055256[증기터빈을 이용한 발전장치의 폐열회수시스템, 등록번호 10-0678705[증기동력플랜트의 폐열회수장치], 등록번호 10-0766101[저온 폐열의 활용을 위한 냉매 사용 터빈발전장치] 등 폐열을 활용하고자 하는 발명이 다수 있으나 복수기의 냉각구조를 바꾸고자 하는 발명과 이 과정에서 폐열을 전기형태로 회수하고자 하는 발명은 없다.There are various inventions related to the existing water condenser using the cooling water, such as publication number 1998-017532 [generator for power generation equipment], registration number 10-0194778 [plural device], and publication number 10-2004-0055256. Waste heat recovery system, registration number 10-0678705 [waste heat recovery device of steam power plant], registration number 10-0766101 [refrigerant use turbine power generation equipment for the utilization of low temperature waste heat] such as a number of inventions to utilize waste heat, but cooling of the condenser There is no invention to change the structure and no invention to recover waste heat in the form of electricity in this process.

본 발명은 증기터빈에 있어서 배출증기를 폐회로로 순환하는 냉매냉각회로를 가지는 냉매사용복수기를 적용한다. 냉매냉각회로에 사용되는 냉매는 저온에 비등할 수 있는 냉매나 냉매냉각회로 내부 압력을 낮게 하여 저온에서 비등할 수 있는 조건이 성립된 냉매를 사용한다. 또한 냉매를 사용함에 있어서 복수기의 열교환튜브(26)에 부식이나 냉각수에 포함된 슬러지 등에 의한 막힘 등의 문제를 사전에 차단시킬 수 있는 것을 채택하도록 한다. 응축기에서 열을 버릴 때 냉각수 뿐 만 아니라 대기 중으로 열을 버리는 것을 추가하도록 하여 배출 냉각수의 온도가 높아지는 것을 막는다. 그리고 기화한 냉매의 에너지를 이용하여 폐열을 전기형태로 회수하는 방법을 적용한다.     The present invention applies a refrigerant use condenser having a refrigerant cooling circuit for circulating exhaust steam in a closed circuit in a steam turbine. The refrigerant used in the refrigerant cooling circuit uses a refrigerant capable of boiling at low temperature or a refrigerant having a condition capable of boiling at low temperature by lowering the internal pressure of the refrigerant cooling circuit. In addition, in the use of the refrigerant, a heat exchange tube 26 of the condenser may be used to prevent problems such as corrosion and clogging due to sludge contained in the cooling water. When dissipating heat from the condenser, the addition of waste heat to the atmosphere as well as the coolant is added to prevent the exhaust coolant from getting hot. And the method of recovering waste heat in the form of electricity using the energy of the vaporized refrigerant.

증기터빈의 복수기와 냉각수 사이에 열을 전달하는 폐회로 냉매냉각회로를 삽입하여 냉각수의 냉열을 냉매의 기화열에 의해 복수기에 제공하도록 하여 복수기의 기능을 하도록 함Inserts a closed loop refrigerant cooling circuit that transfers heat between the steam turbine's condenser and the cooling water to provide the condenser with the cooling heat of the cooling water by the vaporization heat of the refrigerant.

복수기는 증기사이클에 있어서 매우 중요한 설비이다. 대표적인 증기발전기의 경우 지금까지는 복수기(11)에 냉각수가 직접 유입되어 복수기(11) 내부의 열교환튜브(26)에 직접 흐르게 하여 냉각수에 포함된 슬러지나 어패류에 의해 막히거나 부식 등의 문제가 발생하여 잦은 발전기 운전 정지가 발생하였다. 본 발명으로 배출증기를 폐순환 회로를 형성하는 냉매사용복수기(31)를 복수기(11) 대신 설치함으로써 열교환튜브(26)의 부식이나 슬러지에 의한 막힘 등을 방지함으로써 열교환튜브(26) 제작에 특수금속을 사용하지 않음으로써 싸게 제작할 수 있도록 하였다. 또한 복수기에서 버릴 폐열을 조합하여 병렬로 설치된 공랭식 응축기(32)와 수냉응축기(41)에서 버릴 수 있도록 하여 냉각수의 온도상승 문제를 예방하였으며, 년중 대기 온도가 낮은 시간이 많음을 감안 할 때 공랭식에 의한 응축을 많이 하여 펌프를 가동해야 할 냉각수 유량을 줄여서 펌프에서 사용되는 에너지를 획기적으로 줄이도록 하였다.The condenser is a very important facility in the steam cycle. In the case of a typical steam generator until now, the coolant is directly introduced into the condenser 11 and flows directly into the heat exchange tube 26 inside the condenser 11 to cause clogging or corrosion due to sludge or shellfish contained in the cooling water. Frequent generator shutdowns have occurred. In the present invention, by installing the refrigerant using a plurality of regenerators 31 to form a waste circulation circuit in place of the condenser 11, to prevent corrosion of the heat exchange tube 26, clogging due to sludge or the like special metal in the heat exchange tube 26 production It is possible to produce cheaply by not using. In addition, by combining the waste heat to be discarded in the condenser, it can be discarded in the air-cooled condenser 32 and the water-cooled condenser 41 installed in parallel to prevent the temperature rise problem of the cooling water, considering that the air temperature is low during the year, the air-cooled By condensing a lot, the amount of cooling water required to operate the pump was reduced, which drastically reduced the energy used by the pump.

도 1은 기존의 발전사이클 원리 설명도이다.
도 2는 기존의 발전기 복수기 시스템 설명도이다.
도 3은 본 발명의 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템 설명도이다.
도 4는 응축기로 수냉응축기를 적용한 사례 설명도이다.
도 5는 응축기가 2대 병렬로 설치된 사례 설명도이다.
도 6은 공냉응축기와 수냉응축기가 병렬로 설치된 사례 설명도이다.
도 7은 냉매터빈이 설치된 사례 설명도이다.
도 8은 냉매냉각회로에 압축기가 추가된 시스템 설명도이다.1 is an explanatory diagram of a conventional power generation cycle principle.
2 is an explanatory diagram of a conventional generator condenser system.
3 is an explanatory view of a steam turbine condenser system using the refrigerant vaporization heat of the present invention.
Figure 4 is an explanatory view of applying a water-cooled condenser as a condenser.
5 is a diagram illustrating a case where two condensers are installed in parallel.
6 is an explanatory diagram illustrating an example in which an air-cooled condenser and a water-cooled condenser are installed in parallel.
7 is a diagram illustrating a case where a refrigerant turbine is installed.
8 is a diagram illustrating a system in which a compressor is added to a refrigerant cooling circuit.

상온에서 압력에 따라 액체와 기체로 쉽게 상태변화를 하는 액화가스는 프로판, 부탄, 암모니아, 이산화탄소, CFC, HCFC, 프레온22(HCF22), 탄화수소 등 종류가 매우 많고 계속하여 새로운 액화가스(또는 냉매)는 개발되고 있다. R141b는 비등점이 약32℃, R123은 약28℃, R245fa는 15℃, R245ca는 25℃이다. 증기사이클의 복수 폐열은 높은 온도가 아니므로 저온에서 액체와 기체로 쉽게 상태변화를 하는 저온비등 냉매를 사용해야 하는데 본 발명에서는 이러한 저온비등 냉매 중 하나를 사용한다. 또한 물의 경우 압력이 낮으면 낮은 온도에서 비등을 하는 성질이 있으므로 냉매냉각회로의 압력을 낮추어 물을 낮은 온도에서 비등하도록 하는 방법을 채택하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.      Liquefied gases that easily change state with liquid and gas at pressure at room temperature include propane, butane, ammonia, carbon dioxide, CFC, HCFC, Freon 22 (HCF22), and hydrocarbons. Is being developed. R141b has a boiling point of about 32 ° C, R123 of about 28 ° C, R245fa of 15 ° C, and R245ca of 25 ° C. Since the plurality of waste heat of the steam cycle is not a high temperature, it is necessary to use a low temperature boiling refrigerant which easily changes state with liquid and gas at low temperature. In the present invention, one of such low temperature boiling refrigerants is used. In addition, water has a property of boiling at a low temperature when the pressure is low, it is also within the scope of the present invention to adopt a method for lowering the pressure of the refrigerant cooling circuit to boil water at a low temperature.

도 1은 기존의 발전사이클 원리 설명도이다. 원리는 다음과 같다. 작동유체는 공급수펌프(12)에 의해 보일러(13)에 공급되며 보일러에서 열을 흡수하여 액체상태에서 기체상태로 상태변화를 한다. 기체상태의 작동유체는 배관을 타고 터빈(14)을 회전시키고 복수기(11)에서 액체상태로 상태변화를 하고 공급수펌프(12)에 의해 다시 보일러(13)에 공급되면서 순환의 한 주기를 완료한다. 배관내를 흐르는 기체상태 작동유체의 흐름은 기체가 발생하는 고압인 보일러(13)와 기체가 액화되는 복수기(11) 간의 압력차이에 의해 이루어지며 이것이 크면 보일러(13)와 복수기(11) 사이에 설치된 터빈(14)에 많은 운동에너지가 가해지고 이것은 결국 발전기(15)에서 전기에너지로 변환되어 나타난다. 따라서 복수기(11)는 발전사이클에서 매우 중요한 기기이다.    1 is an explanatory diagram of a conventional power generation cycle principle. The principle is as follows. The working fluid is supplied to the boiler 13 by the feed water pump 12 and absorbs heat from the boiler to change the state from the liquid state to the gas state. The working fluid in the gaseous state rotates the turbine 14 through the pipe, changes the state from the condenser 11 to the liquid state, and is supplied to the boiler 13 again by the feed water pump 12 to complete a cycle of circulation. do. The flow of gaseous working fluid flowing in the pipe is caused by the pressure difference between the high pressure boiler 13 in which gas is generated and the condenser 11 in which gas is liquefied. A large amount of kinetic energy is applied to the installed turbine 14, which eventually appears to be converted into electrical energy in the generator 15. Therefore, the condenser 11 is a very important device in the power generation cycle.

도 2는 기존의 발전기 복수기 시스템 설명도이다. 보일러(13)에서 생산된 고온 고압 증기는 증기배관(22)을 통해 고압터빈(21), 저압터빈(23)을 구동시키고 복수기(11) 내부로 배출증기 상태로 유입된다. 배출증기는 복수기(11) 안에서 냉각수가 내부로 흐르는 다수의 열교환튜브(26)와 접하면서 열교환을 하여 액체로 상태변화를 일으키기 때문에 복수기(11) 내부의 압력을 낮추면서 물로 복원된다. 이렇게 복원된 복수는 공급수펌프(12)에 의해 공급수관(27)을 통하여 다시 보일러(13) 내부로 유입되어 증기사이클을 이어간다. 냉각수유입관(24)으로 들어온 냉각수는 복수기(11) 내부에 설치된 열교환튜브(26) 내부를 흐르며 배출증기와 열교환하고 냉각수유출관(25)을 통하여 배출된다. 냉각수로 물, 특히 해수를 사용하면 슬러지가 발생하여 열교환튜브(26) 구멍을 막게 하거나 열교환튜브(26)를 부식시키는 등의 문제를 유발시킬 수 있다. 그리고 복수기(11)의 폐열이 모두 냉각수에 현열로 전달되므로 냉각수의 온도를 높여서 배출냉각수 온도상승문제를 유발시킬 수 있다.     2 is an explanatory diagram of a conventional generator condenser system. The high temperature high pressure steam produced by the boiler 13 drives the high pressure turbine 21 and the low pressure turbine 23 through the steam pipe 22 and flows into the discharge steam into the condenser 11. The exhaust steam is restored to water while lowering the pressure inside the condenser 11 because the exhaust heat exchanges while contacting a plurality of heat exchange tubes 26 in which the coolant flows in the condenser 11 to change the liquid state. The restored plurality is introduced into the boiler 13 again through the feed water pipe 27 by the feed water pump 12 to continue the steam cycle. The coolant introduced into the coolant inlet tube 24 flows through the heat exchange tube 26 installed in the condenser 11, heat exchanges with the discharge steam, and is discharged through the coolant outlet tube 25. Using water, especially seawater, as the cooling water may cause sludge, which may cause problems such as clogging the heat exchange tube 26 or corroding the heat exchange tube 26. In addition, since the waste heat of the condenser 11 is all transferred to the cooling water as sensible heat, the temperature of the cooling water may be increased to cause the discharge coolant temperature rise problem.

도 3은 본 발명의 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템 설명도이다. 증기터빈시스템에 있어서 기존의 복수기와 유사한 구조로 양쪽에 챔버를 형성하고 챔버간을 관통하도록 연결하는 다수의 열교환튜브(26)가 설치되어 내부로 냉매가 순환하는 구조의 냉매사용복수기(31)를 복수기(11) 대신 설치한다. 냉매사용복수기(31)에서 발생한 기체냉매를 응축시키는 응축기(32)와 응축기(32)에서 응축된 액체냉매가 저장되는 냉매탱크(33)와 냉매탱크(33)의 액체냉매를 다시 냉매사용복수기(31)로 공급하기 위하여 냉매공급펌프(35)를 설치하고, 냉매사용복수기(31), 응축기(32), 냉매탱크(33), 냉매공급펌프(35) 다시 냉매사용복수기(31)의 순서로 배관(34)으로 폐회로로 연결되는 냉매냉각회로를 구성하고 냉매냉각회로 내부에는 배출증기가 제공하는 열에 의해 증발이 가능한 냉매를 채워 넣고 진공도를 조절하여 냉매의 비등점을 조절한다. 냉매공급펌프(35)와 병렬로 체크밸브(37)가 설치된 바이패스회로(36)를 설치할 수도 있다. 위에서 나열한 액화가스나 물 중 하나를 냉매로 사용하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 물의 경우 낮은 온도에서 기화를 시키려면 냉매냉각회로 내부의 진공을 강하게 해야 한다. 물에는 부동액을 첨가할 수 있다. 그리고 물을 냉매로 사용하면 열교환튜브(26)가 파손되어 냉매가 누수되어도 복수기시스템에 큰 영향을 주지 않는 장점이 있다. 작동원리는 다음과 같다. 저압터빈(23)을 돌린 배출증기가 냉매사용복수기(31) 내부로 유입되면 열교환튜브(26) 내부에 채워진 냉매를 기화시킨다. 기화된 냉매는 배관(34)을 타고 응축기(32)로 유입되어 열을 버리고 액체상태로 상태변화를 하면서 응축기 내부는 저압상태가 된다. 따라서 응축기 내부는 저압상태이므로 고압상태가 된 냉매사용복수기(31)로부터 기체냉매를 지속적으로 흡입하고자 하여 냉매사용복수기(31)의 복수기 기능을 촉진한다. 응축기(32)에서 액화된 액체냉매는 배관(34)을 타고 냉매탱크(33)에 보내어진다. 냉매공급펌프(35)는 냉매탱크(33)로부터 액체냉매를 냉매사용복수기(31)로 다시 공급함으로써 순환의 한 주기를 완료한다. 응축기(32)가 높은 위치에 설치되면 응축기(32)에서 액화된 액체냉매가 중력에 의하여 냉매탱크(33)를 거쳐 냉매사용복수기(31)로 유입이 가능하다. 냉매공급펌프(35)를 사용하여 액체냉매를 냉매사용복수기(31)에 강제로 이송하면 냉각성능을 높일 수 있으며 자연순환으로 액체냉매를 냉매사용복수기(31)에 공급할 경우에는 냉매공급펌프(35)와 병렬로 설치된 바이패스회로(36)를 이용하도록 바이패스회로(36)의 체크밸브(37)를 개방해 놓으면 된다. 냉매냉각회로는 냉매를 작동유체로 하는 팽창부가 생략된 일종의 랭킨사이클이다. 냉매사용복수기(31) 내부의 열교환튜브(26)에는 냉매가 흐르므로 냉매의 특성상 부식이나 슬러지가 발생하지 않으며 이물질이 유입될 가능성을 배제할 수 있으므로 복수기의 고장을 획기적으로 줄일 수 있으며 특수금속으로 만들지 않아도 되므로 제작비용을 줄일 수 있다. 응축기(32)가 공랭식응축기일 경우 냉매사용복수기(31)로부터 빼앗은 열을 공기 중으로 버릴 수 있어서 냉각수 온도의 상승을 막을 수 있다.     3 is an explanatory view of a steam turbine condenser system using the refrigerant vaporization heat of the present invention. In the steam turbine system, a plurality of heat exchange tubes 26 are formed to form chambers on both sides of the steam turbine system and connect the chambers to penetrate between the chambers. The condenser 11 is installed instead. The condenser 32 condensing the gas refrigerant generated in the refrigerant use condenser 31 and the liquid refrigerant in the refrigerant tank 33 and the refrigerant tank 33 in which the liquid refrigerant condensed in the condenser 32 is stored are used again. In order to supply the refrigerant 31, the refrigerant supply pump 35 is installed, and the refrigerant use condenser 31, the condenser 32, the refrigerant tank 33, the refrigerant supply pump 35, and the refrigerant use condenser 31 in this order. A refrigerant cooling circuit connected to the closed circuit is formed by the pipe 34, and the refrigerant cooling circuit is filled with a refrigerant that can be evaporated by the heat provided by the discharge steam, and the boiling point of the refrigerant is adjusted by adjusting the vacuum degree. The bypass circuit 36 in which the check valve 37 is provided in parallel with the refrigerant supply pump 35 may be provided. It is also within the scope of the present invention to use one of the liquefied gases and water listed above as the refrigerant. In the case of water, in order to vaporize at a low temperature, the vacuum inside the refrigerant cooling circuit must be strong. Antifreeze may be added to the water. If water is used as the refrigerant, the heat exchange tube 26 may be damaged, and even if the refrigerant leaks, the water may not have a great influence on the condenser system. The principle of operation is as follows. When the discharge steam turning the low-pressure turbine 23 is introduced into the refrigerant use multiplexer 31, the refrigerant filled in the heat exchange tube 26 is vaporized. The vaporized refrigerant flows into the condenser 32 via the pipe 34, discards heat, and changes the state into a liquid state, and the inside of the condenser becomes a low pressure state. Therefore, since the inside of the condenser is in a low pressure state to continuously inhale gas refrigerant from the refrigerant use condenser 31 which has become a high pressure state, the condenser function of the refrigerant use condenser 31 is promoted. The liquid refrigerant liquefied in the condenser 32 is sent to the refrigerant tank 33 via the pipe 34. The refrigerant supply pump 35 completes one cycle of circulation by supplying the liquid refrigerant from the refrigerant tank 33 back to the refrigerant use condenser 31. When the condenser 32 is installed at a high position, the liquid refrigerant liquefied in the condenser 32 may be introduced into the refrigerant use condenser 31 through the refrigerant tank 33 by gravity. By forcibly transferring the liquid refrigerant to the refrigerant use condenser 31 by using the refrigerant supply pump 35, the cooling performance can be improved. When the liquid refrigerant is supplied to the refrigerant use condenser 31 in a natural circulation, the refrigerant supply pump 35 is used. ), The check valve 37 of the bypass circuit 36 may be opened so as to use the bypass circuit 36 provided in parallel with the. The refrigerant cooling circuit is a kind of Rankine cycle in which an expansion portion using a refrigerant as a working fluid is omitted. Since the refrigerant flows through the heat exchange tube 26 inside the refrigerant using multiplexer 31, corrosion or sludge does not occur due to the characteristics of the refrigerant, and the possibility of foreign matters being introduced can be eliminated. You don't have to make it, so you can reduce your production costs. When the condenser 32 is an air-cooled condenser, heat taken from the refrigerant use condenser 31 may be discarded into the air, thereby preventing a rise in the cooling water temperature.

도 4는 응축기로 수냉응축기를 적용한 사례 설명도이다. 도3과 유사하나 응축기(32)로 냉각수를 이용하여 응축을 시키는 냉각수유입관(24)과 냉각수유출관(25)이 설치된 수냉응축기(41)를 설치하는 것이 다르다. 나머지 설명은 도3과 같다.   Figure 4 is an explanatory view of applying a water-cooled condenser as a condenser. Although similar to FIG. 3, the condenser 32 differs from the installation of a cooling water inlet tube 24 for condensing using the cooling water and a water cooling condenser 41 provided with the cooling water outlet tube 25. The remaining description is the same as FIG.

도 5는 응축기가 2대 병렬로 설치된 사례 설명도이다. 도3에서 응축기(32)를 한 대가 아닌 2대를 병렬로 설치한 사례를 설명한다. 응축기(32)가 다수 개이면 유지보수나 응축을 위한 냉각 열원을 다양하게 선정하여 냉각 효율을 높일 수 있다. 본 그림에서는 응축기(32) 2대가 병렬로 설치된 사례만 도시하였지만 응축기(32) 대신 2대 이상 다수의 응축기(32)를 병렬로 설치하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.   5 is a diagram illustrating a case where two condensers are installed in parallel. In FIG. 3, an example in which two condenser 32 is installed in parallel will be described. If there are a plurality of condensers 32 it is possible to increase the cooling efficiency by selecting a variety of cooling heat source for maintenance or condensation. In this figure, only two cases in which the condenser 32 is installed in parallel is shown in the scope of the present invention to install two or more condenser 32 in parallel instead of the condenser 32.

도 6은 응축기와 수냉응축기가 병렬로 설치된 사례 설명도이다. 도3에서 응축기(32)를 한 대가 아니라 공냉응축기(61)와 수냉응축기(41)가 병렬로 설치한 사례를 설명한다. 본 그림에서는 공냉응축기(61)와 수냉응축기(41) 각각 1대씩 병렬로 설치된 사례만 도시하였지만 도3에서 응축기(32) 대신 공냉응축기(61)와 수냉응축기(41)를 조합하여 다수를 병렬로 설치하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 공냉응축기(61)와 수냉응축기(41)를 병렬로 사용하면 복수기에서 버려지는 열을 공기와 냉각수에 나누어 버릴 수 있으므로 냉각수 온도의 상승 우려를 줄일 수 있다. 또한 1년 8,760시간중 대기온도가 20℃ 아래로 내려가는 시간이 6,000시간 정도인 것을 감안하면 에너지를 들이면서 냉각수를 지속적으로 펌핑하여 공급할 것이 아니라 공응축기(61)와 수냉응축기(41)를 잘 조합하여 활용함으로써 냉각에 소요되는 에너지를 최소화시킬 수 있다.    6 is an explanatory diagram of a case where a condenser and a water-cooled condenser are installed in parallel. In FIG. 3, a case in which the air cooling condenser 61 and the water cooling condenser 41 are installed in parallel instead of one condenser 32 will be described. Although only one air cooling condenser 61 and one water cooling condenser 41 are installed in parallel in this figure, the air cooling condenser 61 and the water cooling condenser 41 are combined instead of the condenser 32 in FIG. Installation is also included in the scope of the present invention. When the air-cooled condenser 61 and the water-cooled condenser 41 are used in parallel, the heat discarded in the condenser can be divided into air and cooling water, thereby reducing the possibility of raising the temperature of the cooling water. In addition, considering that the time when the atmospheric temperature falls below 20 ° C. during about 8,760 hours a year is about 6,000 hours, the condenser 61 and the water cooling condenser 41 are well-combined, instead of continuously pumping and supplying cooling water while applying energy. By utilizing it, the energy required for cooling can be minimized.

도 7은 냉매터빈이 설치된 사례 설명도이다. 도3에서 냉매사용복수기(31)와 응축기(32) 사이 배관로에 냉매터빈(71)을 삽입하도록 설치하고 그 축에 냉매발전기(72)를 연결하는 것이 특징이다. 냉매냉각회로에 흐르는 기체냉매의 운동에너지로 냉매터빈(71)을 가동시킬 수 있고 발전기에서 전기를 생산할 수 있다. 이로써 복수기 폐열을 이용한 발전을 할 수 있어서 증기사이클의 효율을 높일 수 있고, 회수된 발전력만큼은 냉각수로 버려지는 폐열이 작아지므로 배출냉각수 온도상승의 문제가 완화될 수 있다.    7 is a diagram illustrating a case where a refrigerant turbine is installed. In FIG. 3, the refrigerant turbine 71 is installed to insert a refrigerant turbine 71 into a pipe path between the refrigerant use multiplexer 31 and the condenser 32, and a refrigerant generator 72 is connected to the shaft. The refrigerant turbine 71 may be operated by the kinetic energy of the gas refrigerant flowing through the refrigerant cooling circuit, and electricity may be produced by the generator. As a result, power generation using the waste heat of the condenser can be performed, and thus, the efficiency of the steam cycle can be increased, and the waste heat to be discarded by the cooling water is reduced by the amount of power generated.

도 8은 냉매냉각회로에 압축기가 추가된 시스템 설명도이다. 도3에서 냉매사용복수기(31)와 응축기(32) 사이 배관로에 압축기(81)를 삽입하도록 설치하는 것이 특징이다. 소형 압축기(81) 다수를 병렬로 설치(미도시)할 수도 있다. 이경우 냉매냉각회로는 냉동사이클을 사용하게 되며 냉각수 온도에 관계 없이 냉동사이클의 운전 정도에 따라 복수기의 진공도 조절을 할 수 있으므로 냉각수 온도가 높은 경우에도 발전출력을 높일 수 있는 장점이 있다.   8 is a diagram illustrating a system in which a compressor is added to a refrigerant cooling circuit. In FIG. 3, the compressor 81 is installed to be inserted into the piping path between the refrigerant use condenser 31 and the condenser 32. Many small compressors 81 may be installed in parallel (not shown). In this case, the refrigerant cooling circuit uses a refrigeration cycle, and thus, the degree of vacuum control of the condenser may be controlled according to the degree of operation of the refrigeration cycle regardless of the coolant temperature, thereby increasing the power generation output even when the coolant temperature is high.

11 : 복수기 12 : 공급수펌프
13 : 보일러 14 : 터빈
15 : 발전기 21 : 고압터빈
22 : 증기배관 23 : 저압터빈
24 : 냉각수유입관 25 : 냉각수유출관
26 : 열교환튜브 27 : 공급수관
31 : 냉매사용복수기 32 : 응축기
33 : 냉매탱크 34 : 배관
35 : 냉매공급펌프 36 : 바이패스회로
37 : 체크밸브 41 : 수냉응축기
61 : 공냉응축기 71 : 냉매터빈
72 : 냉매발전기 81 : 압축기11: condenser 12: supply water pump
13: boiler 14: turbine
15 generator 21 high voltage turbine
22: steam piping 23: low pressure turbine
24: cooling water inlet pipe 25: cooling water outlet pipe
26: heat exchange tube 27: supply water pipe
31: Multiplexer using refrigerant 32: Condenser
33: refrigerant tank 34: piping
35: refrigerant supply pump 36: bypass circuit
37: check valve 41: water-cooled condenser
61: air cooled condenser 71: refrigerant turbine
72: refrigerant generator 81: compressor

Claims (8)

증기터빈시스템에 있어서 기존의 복수기와 유사한 구조로 양쪽에 챔버를 형성하고 챔버간을 관통하도록 연결하는 다수의 열교환튜브(26)가 설치되어 내부로 냉매가 순환하는 구조로 복수기(11) 대신 설치하는 냉매사용복수기(31)와; 냉매사용복수기(31)에서 발생한 기체냉매를 응축시키는 응축기(32)와; 응축기(32)에서 응축된 액체냉매가 저장되는 냉매탱크(33)와; 냉매탱크(33)의 액체냉매를 다시 냉매사용복수기(31)로 공급하기 위하여 설치되는 냉매공급펌프(35)와; 냉매사용복수기(31), 응축기(32), 냉매탱크(33), 냉매공급펌프(35) 다시 냉매사용복수기(31)의 순서로 배관(34)으로 폐회로로 연결되도록 구성되는 냉매냉각회로와; 냉매냉각회로 내부에 채워지며 배출증기가 제공하는 열에 의해 증발이 가능하고 진공도를 조절하여 비등점을 조절하는 냉매로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템.      In the steam turbine system, a plurality of heat exchange tubes 26 are formed to form chambers on both sides and connect between the chambers in a structure similar to that of a conventional condenser, and the condenser 11 is installed instead of the condenser 11. Refrigerant use condenser 31; A condenser 32 for condensing the gas refrigerant generated in the refrigerant use condenser 31; A refrigerant tank 33 in which the liquid refrigerant condensed in the condenser 32 is stored; A refrigerant supply pump 35 installed to supply the liquid refrigerant in the refrigerant tank 33 back to the refrigerant use multiplexer 31; A refrigerant cooling circuit configured to be connected to the closed circuit by the pipe 34 in the order of the refrigerant use condenser 31, the condenser 32, the refrigerant tank 33, and the refrigerant supply condenser 31 again; A steam turbine condenser system using refrigerant vaporization heat, which is filled in a refrigerant cooling circuit and is capable of evaporating by heat provided by exhaust steam and controlling a boiling point by adjusting a degree of vacuum. 제1항에 있어서, 냉매공급펌프(35)와 병렬로 체크밸브(37)가 설치된 바이패스회로(36)를 설치하는 것을 특징으로 하는 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템.       The steam turbine condenser system using refrigerant vaporization heat according to claim 1, characterized in that a bypass circuit (36) provided with a check valve (37) is provided in parallel with the refrigerant supply pump (35). 제1항에 있어서, 액화가스나 물 중 하나를 냉매로 사용하는 것을 특징으로 하는 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템.       The steam turbine condenser system using refrigerant vaporization heat according to claim 1, wherein one of liquefied gas and water is used as the refrigerant. 제1항에 있어서, 응축기(32)로 냉각수를 이용하여 응축을 시키는 냉각수유입관(24)과 냉각수유출관(25)이 설치된 수냉응축기(41)를 설치하는 것을 특징으로 하는 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템.       The steam using the refrigerant vaporization heat according to claim 1, characterized in that a condenser (32) is provided with a cooling water inlet pipe (24) for condensing with the cooling water and a water cooling condenser (41) provided with a cooling water outlet pipe (25). Turbine multiplier system. 제1항에 있어서, 응축기(32) 대신 2대 이상 다수의 응축기(32)를 병렬로 설치하는 것을 특징으로 하는 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템.       The steam turbine condenser system using refrigerant vaporization heat according to claim 1, wherein two or more condensers (32) are installed in parallel instead of the condenser (32). 제1항에 있어서, 응축기(32) 대신 공냉응축기(61)와 수냉응축기(41)를 조합하여 다수를 병렬로 설치하는 것을 특징으로 하는 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템.       The steam turbine condenser system using refrigerant vaporization heat according to claim 1, characterized in that a plurality of air-cooled condensers (61) and water-cooled condensers (41) are installed in parallel instead of the condenser (32). 제1항에 있어서, 냉매사용복수기(31)와 응축기(32) 사이 배관로에 냉매터빈(71)을 삽입하도록 설치하고 그 축에 냉매발전기(72)를 연결하는 것을 특징으로 하는 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템.     The method of claim 1, wherein the refrigerant turbine is installed so as to insert the refrigerant turbine (71) in the pipe line between the condenser (31) and the condenser (32), and the refrigerant generator 72 is connected to the shaft using refrigerant heat. Steam turbine condenser system. 제1항에 있어서, 냉매사용복수기(31)와 응축기(32) 사이 배관로에 압축기(81)를 삽입하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템.       The steam turbine condenser system using refrigerant vaporization heat according to claim 1, wherein the compressor (81) is installed in a pipe line between the refrigerant use condenser (31) and the condenser (32).
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