KR20130099168A - 재가열 사이클을 갖는 하이브리드 바이오매스 처리 - Google Patents

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KR20130099168A
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Abstract

상이한 연료 소스들로부터 생성된 증기 흐름의 합성을 통하여 전기 에너지를 생성하기 위한 방법 및 장치. 바이오매스 연료 소스를 처리하여 생성되는 증기는 천연가스 또는 화석 연료 처리에 의해 생성된 증기와 합성되어 증기 터빈 발생기를 통해 송출되어 전기 에너지를 생성한다. 증기는 바람직하게 증기 터빈 발생기에서 일부 처리 후 재가열된 다음, 증기 터빈 발생기에서 더 처리하기 위해 재순환된다. 증기로부터 모든 이용가능한 에너지를 추출한 다음, 그 증기는 물로 응축되고, 그 다음, 공급수는 증기로 변환을 위해 두 에너지 소스로 재가열된 다음 펌핑된다.

Description

재가열 사이클을 갖는 하이브리드 바이오매스 처리{HYBRID BIOMASS PROCESS WITH REHEAT CYCLE}
본 발명은 일반적으로, 바이오매스 연소 시스템과 천연 가스 또는 기타 화석 연료 연소 시스템과 같은 종래의 에너지 시스템의 조합을 통해 전력을 생성하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 좀더 구체적으로, 본 발명은 전력을 생성하기 위해 천연 가스 합성된 사이클 또는 기타 화석 연료로 연소되는 전력 설비와 바이오매스 연소 사이클로부터의 증기 출력의 합성을 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
전력을 생성하기 위한 수단으로서 바이오매스의 사용은 펄프 및 종이 산업에서 잘 입증된다. 바이오매스도 또한 독립 전력 생산 설비에서 지금까지 사용되었다. 증기의 생성에 기초하여 연료로서 바이오매스를 사용하는 전력 생성 기술에 대한 결점들 중 하나는 천연 가스 또는 기타 화석 연료, 연소 전력 설비의 효율에 상대적으로 그의 전력 생성 사이클의 효율이 근본적으로 낮다는 것이다. 바이오매스 연료 소스를 사용하는 전력 생성의 이러한 낮은 효율은 두 가지 주요 결함으로부터 유래한다. 첫째, 바이오매스 연료의 습기 함량은 통상적으로 40% 이상으로서, 이는 보일러의 연소 효율을 감소시킨다. 둘째, 바이오매스 연료 연소 전력 설비의 사이즈는 통상적으로 50MW이하로서, 이는 훨씬 더 큰 천연 가스 또는 화석 연료 연소 전력 설비의 효율보다 낮은 효율의 증기 사이클로 귀착된다. 본 개시는 천연 가스 또는 기타 화석 연료 사이클로부터 생성된 증기와 바이오매스 처리로부터 생성되는 증기를 합성함으로써 이들과 기타 결함들을 극복하기 위한 것이다.
본 개시는 바이오매스 연료 연소 사이클과 천연 가스 또는 기타 화석 연료 연소 사이클의 조합을 통해 전력을 생성하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 일반적으로, 하이브리드 사이클 포맷은 종래의 천연 가스 또는 화석 연료 연소 전력 설비로부터 출력되는 증기와 바이오매스 보일러로부터 출력되는 증기를 사용한다. 또 다른 실시예들에서, 바이오매스 보일러로부터의 증기는 고체 연료 보일러로부터 출력되는 증기와 합성될 수 있다. 종래의 바이오매스 전력 설비의 비효율은 이러한 조합을 통해 극복된다.
두 소스로부터 증기를 생성하기 위한 처리는 개별적으로 유지한다. 바이오매스 소스로부터의 증기는 천연 가스, 기타 화석 연료 또는 고체 연료 사이클로부터의 증기와 합성되어 공통 증기 터빈 발생기로 흐른다. 이제 본 개시의 예시적인 실시예들을 기재한다.
제1 예시적인 실시예에서, 비연소 되는 3개의 드럼 열 회수 증기 발생기(heat recovery steam generator: HRSG)가 사용된다. 합성된 증기는 증기 터빈 발생기의 고압 구역을 통과한다. 설비가 동작 시 화석 연료와 바이오매스 연소 보일러들로 하이브리드 모드에서 동작할 때, 증기 터빈 발생기의 고압 구역을 떠나는 합성된 증기 흐름은 증기 라인들을 따라 두 목적지들로 흐른다. 첫째, 증기의 일부분은 재가열되는 냉증기 라인을 따라 HRSG의 재가열 구역으로 송출된다. 전력 생산 사이클로부터의 증기는 HRSG에서 재가열된다. HRSG의 재가열 구역을 나가는 즉시, 이 재가열된 증기는 HRSG의 중압 드럼으로부터의 증기와 합성된다. 둘째, 증기 터빈의 고압 구역을 떠나는 증기 흐름의 일부분은 바이오매스 보일러 내의 재가열 구역에서 재가열되는 냉증기 라인을 따라 송출되어 재가열된다. 그 다음, HRSG의 재가열 구역으로부터의 출력들, HRSG의 중압 드럼, 및 바이오매스 보일러 재가열기는 조합되어, 증기 터빈의 중압 구역으로 송출된 다음, 증기 터빈 발생기의 저압 구역으로 팽창되어 전력을 생성한다. 바람직하게, HRSG는 또한 증기 터빈 발생기의 저압 구역에 연결된 증기 라인 출력들도 포함한다. 증기는 저압 구역에서 팽창되어 전력을 생성한다. 증기 터빈의 저압 구역을 나가는 증기는 응축기를 지나서 공급수로 응축된다. 응축기로부터, 공급수는 재가열 및 증기 생산을 위해, HRSG와 바이오매스 보일러 양자로 펌핑된다.
설비가 바이오매스 전용 모드에서 동작할 때, 증기 터빈의 고압 구역을 떠나는 증기 흐름은 증기 라인을 따라 단 하나의 목적지로 송출된다. 전력 생산 사이클로부터의 재가열되는 냉증기는 바이오매스 보일러의 재가열 구역으로 송출된다. 그 다음, 바이오매스 보일러 재가열 사이클로부터의 출력은 증기 터빈의 중압 구역으로 송출된 다음, 증기 터빈 발생기의 저압 구역으로 팽창되어 전력을 생성한다. 증기 터빈의 저압 구역을 나가는 증기는 응축기를 통과하고, 여기서 공급수로 응축된다. 그 다음, 공급수는 가열 및 증기 생산을 위해 바이오매스 보일러로 송출될 수 있다.
본 개시의 제2 예시적인 실시예에서, 비연소된 두 드럼 HRSG가 사용된다. 이 HRSG는 재가열 능력을 갖지 않는다. 천연 가스 사이클과 바이오매스 보일러로부터의 합성된 증기 흐름은 증기 터빈 발생기의 고압 구역으로 인도된다. 그 다음, 증기 터빈의 고압 구역의 증기 출력은 바이오매스 보일러로 송출되고, 여기서 재가열된 다음, 증기 터빈 발생기의 저압 구역으로 송출되어 전력이 발생된다. 증기 터빈의 저압 구역을 나가는 증기는 응축기를 통과하고, 여기서 액체 공급수로 응축된다. 공급수는 가열과 증기 생산을 위해 HRSG 및 바이오매스 보일러로 송출될 수 있다.
본 개시의 다른 예시적인 실시예에서, 석탄 보일러 또는 기타 고체 연료 보일러와 같은 기타 화석 연료 보일러는 HRSG를 통한 천연 가스 처리 대신 사용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 하이브리드 사이클의 제1 예시적 실시예;
도 2는 본 개시의 하이브리드 사이클의 제2 예시적 실시예.
여기서, 도면은 축척으로 도시하지 않고, 다만 양호한 실시예들을 설명하기 쉽게 도시함을 알아야 한다.
본 개시의 시스템 및 방법은 바이오매스 연료로부터 보다 효율적으로 에너지 생성을 가능하게 한다. 본 방법의 향상된 효율은 하이브리드 처리에서 통상적인 바이오매스 연료 사이클을 천연 가스 또는 화석 연료와 합성함으로써 달성된다. 바이오매스 연료 사이클로부터 생성된 증기는 천연 가스 또는 기타 화석 연료 사이클로부터 생성된 증기와 합성되고, 그 다음, 합성된 증기 흐름은 증기 터빈 발생기를 통해 송출된다. 제안된 처리는 천연 가스와는 별도로 바이오매스 가스를 연소시킨다. 연소된 가스는 대기 중으로 방출하기 전에 연소 후처리를 위해 개별적으로 유지된다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같은 바람직한 실시예에서, 바이오매스 연소 보일러는 합성된 사이클 열 회수 보일러(HRSG)와 병행하여 동작한다. 이는 여러 효과를 갖는다. 첫째, 바이오매스 보일러의 동작 증기압은 증기 터빈 발생기의 사이즈에 의해 더 이상 제한되지 않는다. 둘째, 이제 바이오매스 보일러로부터의 증기는 재가열(또는 비 재가열) 타입 랭킨 사이클(Rankine cycle)에서 동작될 수 있다. 셋째, 바이오매스 연료에 대한 별도의 전력 발생 사이클은 회피되고, 그에 의해, 경제적이고, 효율이 개선되고 또한 별도의 동작 요원을 회피할 수 있다. 넷째, 바이오매스 연료 자원으로부터 생성된 증기는 HRSG 내의 보충 연료로서 천연 가스 또는 화석 연료의 사용을 대체할 수 있다.
통상적으로, 바이오매스 처리들은 산업적인 등급의 증기 터빈 발생기들을 사용하는 것으로 제한된다. 본 개시에 기술된 사이클들의 조합은 실용급 증기 터빈 발생기들의 사용을 가능하게 한다. 실용급 증기 터빈 발생기들은 산업등급 증기 터빈 발생기보다 훨씬 더 효율적이기 때문에 실용급 증기 터빈 발생기를 사용할 능력은 바이오매스로부터 전력 발생을 위한 종래의 시스템보다 본 시스템과 방법에 더 많은 효율을 제공한다.
넓은 범위의 다양한 바이오매스 제품은 본 개시의 발명으로서 사용될 수 있다. 연료 또는 공급 재료는 녹색 나무 칩, 숲 잔류물, 뜰 절삭물, 나무 조각, 도시 목재 폐기물, 건설 및 폭파 목재 폐기물, 사탕 수수 섬유(바가세; bagasse), 타이어, 지방 고형 폐기물, 파생 연료 폐물, 농업 폐기물 등의 어떠한 재생가능 고체 연료라도 포함할 수 있다.
본 개시의 개념은 또한 도시 고형 폐기물(municipal solid waste: MSW) 또는 파생 연료 폐물(refuse derived fuels: RDF) 등의 고 염소 함유 연료를 가지고 사용할 수 있다. 고 염소 함유 연료를 사용하는 응용들에서 사이클의 증기 온도는 저 염소 함유 연료에 비해 감소될 수 있다. 타이어도 또한 사용될 수 있다. 본 개시는 바이오매스 에너지 연료의 예시적 소스들을 제공하지만, 본 개시의 범위는 이들의 특정 예들로 제한되지 않는다. 이와 대조적으로, 천연 가스 또는 기타 화석 연료 사이클과 호환될 수 있는 증기 온도를 생성할 수 있는 어떠한 바이오매스 연료 소스라도 사용될 수 있다. 바이오매스 연료는 트럭, 기차 또는 바지선과 같은 본 기술 분야에서 공지된 수단에 의해 설비 부지로 유도한 다음, 바이오매스 작업시 현재의 관행과 동일한 방식으로 언로드(unload)되거나, 저장 및 회수될 수도 있다.
고압 증기는 본 기술상 공지된 방법을 사용하여 바이오매스 연료로부터 생성될 수 있다. 예를 들어, 화부 연소(stocker firing), 버블링 유동상(bubbling fluid bed), 순환 유동상 기술 등의 사용은 모두 본 개시의 범위 내에 속한다. 양호한 실시예에서, 증기 보일러의 동작 압력 및 온도는 현재의 관행의 높은 목표에 있으므로, 결국, 바이오매스 연료 사이클로부터 유도되는 증기 압력과 온도는 천연 가스 또는 화석 연료 사이클의 증기 압력 또는 온도와 동일한 순위에 있을 수 있다. 일반적으로, 합성된 사이클의 바이오매스 연료 부분에 대한 증기 생성 처리는 증기가 전용 증기 터빈 발생기로 직접 송출되지 않는 것을 제외하고 현재 동작중인 바이오매스 연료 파워 발생 프로젝트와 유사한 방식으로 동작할 것이다. 그 대신 더 후술되는 바와 같이, 바이오매스 연료 부분으로부터 생성된 증기는 천연 가스 또는 화석 연료 사이클로부터 생성된 증기와 합성된 다음, 그 합성된 증기 흐름은 증기 터빈 발생기로 송출된다. 천연 가스 또는 화석 연료로부터 생성된 증기는 본 기술 상 공지된 수단에 의해 얻어질 수 있으며 또한 본 개시는 특정한 방법으로 제한되지 않는다.
본 개시의 예시적 실시예는 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 공급 재료로서 녹색 나무를 사용하는 예시적 나무 보일러(102)를 나타내지만, 상술한 바와 같이, 본 개시의 개념은 나무 보일러 또는 공급 재료로서 녹색 나무의 사용으로 제한되지 않는다. 본 기술 분야에 숙련자에게 잘 알려진 산업에서 표준으로 하는 처리 방법들을 사용하여, 녹색 나무(104)가 나무 보일러(102)에서 처리되어 증기를 생성한다.
천연 가스(108)는 가스 터빈(110)을 통해 처리되어 고온 가스(112)를 생성한다. 또한 천연 가스(108)의 처리 또한 발생기(114)를 통하여 에너지를 생성한다. 고온 가스(112)는 가스 터빈(110)으로부터 생성된다. 그 다음, 고온 가스(112)는 열 회수 증기 발생기(HRSG) 유닛(116)으로 들어간다. 도 1의 예시적 실시예에서, HRSG(116)는 비연소된 3개의 드럼 HRSG이다. HRSG(116)로부터의 고압 증기 출력(118)은 나무 보일러(102)로부터의 증기 출력(106)과 합성된다. 그 다음, 합성된 증기 흐름(120)는 증기 터빈 발생기(124)의 고압(high pressure: HP) 구역(122)으로 송출된다.
증기 터빈 발생기(124)의 HP 구역(122)에서 더 낮은 압력으로 팽창한 후, 증기(126)가 재가열 사이클로 들어가는 것이 바람직하다. 만일 시스템이 동작시 천연 가스와 바이오매스 보일러 양자로 하이브리드 모드에서 동작하는 경우, 증기(126)는 두 목적지 중 한 목적지로 송출될 수 있다. 첫째, 재가열 냉증기(126)는 재가열을 위해 HRSG(116)로 송출될 수 있다. 그 다음, 재가열된 증기(128)는 증기 라인(132)의 일 부분으로서 HRSG(116)로부터의 제2 증기 출력(중압)(130)과 합성한다. 둘째, 재가열 냉증기(126)의 일 부분은 재가열을 위해 증기 라인(164)을 따라 바이오매스 보일러(102)로 송출될 수 있다. 바이오매스 보일러(102)에서 재가열에 후속하여, 고온 재가열은 증기 라인(168)을 따라 이동하여 증기 라인(132)과 합성된다. 만일 시스템이 바이오매스 모드에서 만 동작하면, 모든 재가열 냉증기(126)는 바이오매스 보일러로 재가열을 위해 송출된다. 이 동작 모드에서, 일단 재가열되면, 고온 재가열은 증기 라인(132)으로 증기 라인(168)을 따라 송출된다. 재가열 사이클은 증기 터빈 발생기(124)의 성능을 개선하고 또한 여기에 개시된 시스템과 방법들에 효율의 레벨을 추가적으로 제공한다. 하이브리드 동작 모드 또는 바이오매스 전용 모드의 어느 하나에서, 증기 라인(132)이 증기 터빈 발생기(124)의 중압 구역으로 송출된다. 그 다음, 증기는 증기 터빈 발생기(124)의 저압 구역(138)까지 팽창되어, 발생기(148)를 통하여 전력을 생성한다.
바람직하게는, HRSG(116)는 증기 입력을 저압 구역(138)으로 제공하는 저압 허용 라인(140)을 더 포함한다.
증기 터빈 발생기(124)의 저압 구역(138)을 나가는 증기는 응축기(142)를 통과하여, 여기서 공급수로 응축된다. 응축기로부터, 공급수는 응축 펌프(143)로 들어가서 시스템이 하이브리드 동작 모드에서 동작할 경우 두 목적지로 펌핑된다. 첫째, 공급수는 예열을 위해 HRSG(116)에서 절약 구역을 통해 라인(144)을 거친 다음, HRSG의 저압 드럼으로 펌핑된다. 저압 드럼은 물을 보일러 공급 펌프(184)를 통하여 중압으로 공급하고 또한 증기 생성을 위해 HRSG의 고압 구역으로 공급한다. 둘째, 공급수는 라인(145)을 경유하여 저압 공급수 가열기(175)를 통해 저압 증기 터빈 추출로부터 공급되는 가열 입력(174)과 함께 펌핑된다. 저압 공급수 가열기(175)로부터, 공급수는 저압 허용 라인(140)으로부터 공급 라인으로부터 공급되는 가열 입력(172)을 갖는 탈기 장치(176)로 송출된다. 탈기 장치(176)를 나가는 즉시 공급수는 고압 공급수 가열기(182)를 통해 바이오매스 보일러(102)로 보일러 공급 펌프(178)를 거쳐 펌핑된다. 고압 공급수 가열기(182)는 중압 증기 터빈 추출(177)로부터의 가열 입력을 수신한다. 그 다음, 공급수는 나무 보일러(102)에서 증기 생성을 위해 가열된다. 만일 시스템이 바이오매스 모드에서만 동작할 경우, 모든 공급수는 바이오매스 보일러(102)로 송출된다.
도 2에 나타낸 제2 예시적 실시예에서, 천연 가스(208)는 고온 가스(212)를 생성하도록 가스 터빈(210)에서 처리된다. 비연소된 두 드럼 HRSG(216)는 고온 가스(212)를 수신하여 고압 증기 출력(218)과 저압 증기 출력(230)을 생성한다. 고압 증기 출력(218)은 나무 연료(204) 또는 기타 바이오매스 연료의 처리로부터 생성된 나무 보일러(202)로부터의 증기 출력(206)과 합성된다. 그 다음, 합성된 증기 흐름(220)은 증기 터빈 발생기(224)의 고압 구역으로 송출된다.
증기 터빈 발생기(224)의 고압 구역에서 더 저압으로 팽창 후, 증기는 재가열 사이클로 들어간다. 재가열 냉증기 라인(225)은 모든 증기를 나무 보일러(202)로 송출한다. 그 다음, 보일러 재가열(268)은 증기 터빈 발생기(224)의 저압 구역으로 송출된다. 증기 터빈 발생기의 저압 구역은 또한 HRSG(216)로부터 저압 허용 증기 출력(230)을 수신한다. 그 다음, 증기는 증기 터빈 발생기(224)의 저압 구역에서 팽창되어 전력을 발생기(248)를 통하여 생성한다.
응축기(242)는 증기 터빈 발생기(224)의 저압 구역의 출력을 수신한다. 저압 구역을 나가는 증기는 공급수로 응축되어 응축 펌프(243)로 들어간다. 응축 펌프(243)로부터의 출력은 저압 가열기(275)로 송출된 다음, HRSG(216) 내의 절약기 구역(economizer section)을 통행 송출된다. 저압 가열기(275)는 저압 추출 라인(245)으로부터의 가열 입력을 수신한다. HRSG(216)를 떠난 후, 공급수는 저압 허용 라인으로부터의 가열 입력을 수신하는 탈기 장치(276)로 송출된다. 탈기 장치로부터, 공급수는 시스템이 하이브리드 모드에서 동작할 경우, 보일러 공급 펌프(278)에 의해 두 목적지로 송출된다. 첫째, 공급수는 고압 및 저압 증기의 가열과 생성을 위한 HRSG 수열기들로 송출된다. 둘째, 공급수는 고압 가열기(282)로 들어가서 증기 생성을 위해 가열될 나무 보일러(202)로 송출된다. 고압 가열기(282)는 저압 증기 터빈 추출(255)로부터 가열 입력을 수신한다. 만일 시스템이 바이오매스 전용 모드에서 동작할 경우, 모든 공급수는 가열기들을 통한 다음, 나무 보일러(202)로 향한다.
도시된 예들은 HRSG에서 아무런 보충 연소도 사용하지 않는다. HRSG에서 보충 연소의 사용은 설비의 바이오매스 부분이 유지관리를 위한 서비스를 받지 않고 있을 때, 바이오매스 증기 소스를 대치하도록 사용하는 것을 가능하게 한다. 이는 바이오매스 설비가 동작하지 않고 있을 때, 바이오매스 설비의 전기 출력이 유지되는 것을 가능하게 한다.
여러 가지 연소 터빈 제조업자들은 합성된 사이클을 위해 중요한 원동기로서 연소 터빈(들)을 가지고 미리 설계된 화석 연료 기반 조합된 사이클 패키지들을 제공한다. 연소 터빈이 클수록 조합된 사이클 설계는 더 복잡하다. 이러한 복잡성의 취지는 전력 생성 사이클의 전체 효율을 개선하기 위한 것이다.
상기 접근성 및 기타 최적의 특징들을 사용하면, 조합된 사이클 전력 설비들은 전기 생성 효율 접근성을 50% 달성할 수 있다. 다른 한편, 종래의 재생 바이오매스 연소 전력 설비들은 23-25%의 효율 범위 내에서 동작한다.
하이브리드 개념은 어떤 특정의 조합된 사이클 배치로 제한되지 않는다. 이 예의 목적을 위해, 바이오매스 연소된 보일러는 증기 추출을 가지고 또는 가지지 않고 증기 터빈 발생기를 응축하는 비연소된 3개의 드럼 HRSG(도 1) 또는 비연소된 2개의 드럼 HRSG(도 1) 및 단일의 3개 구역(도 1) 또는 2개의 구역(도 2)과 함께 조합되었다. 다른 환경에서는, 고체 연료 보일러들이 사용될 수도 있으며 또는 증기 사이클을 이용하는 다른 화석 연료 연소된 생성 기술들이 석탄 보일러, 가스 보일러 또는 오일 보일러 등으로 사용될 수 있지만 그에 제한되지는 않는다. 그 외에도, 사이클은 조합된 사이클과 하이브리드 사이클에서 생성된 증기가 일부 산업상의 목적으로 사용되는 열 병합 발전 응용들에 사용될 수 있다. 또한, 하이브리드 개념은 재가열 기반 조합 사이클로 제한되지 않는다.
전술한 명세서에서, 본 발명은 그의 특정 실시예들을 참조하여 기술되었다. 그러나, 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 수정 변경이 가능하다. 예를 들어, 일 실시예의 각 특징은 다른 실시예들에 도시된 기타 특징들과 혼합 및 정합될 수 있다. 마찬가지로 원하면 통상의 숙련을 가진 자는 공지된 특징들과 처리들을 통합할 수도 있다. 그 외에도, 명백하게 원하면 특징들을 추가 또는 삭감할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위와 그들의 등가물들의 고려를 제외하면, 제한되지 않는다.
102: 나무 보일러 104: 녹색 나무
106: 증기 출력 108: 천연 가스
110: 가스 터빈 112: 고온 가스
114: 발생기 116: 열 회수 증기 발생기(HRSG)
118: 고압 증기 출력 120: 조합된 증기 흐름
122: 고압부 124: 증기 터빈 발생기
126: 증기 128: 재가열된 증기
130: 제2 증기 출력(중압) 132: 증기 라인
138: 저압부 142: 응축기
143: 응축 펌프 144: 라인
145: 리인 164: 증기 라인
168: 증기 라인 172: 가열 입력
174: 가열 입력 175: 저압 공급수 가열기
176: 탈기 장치 177: 중압 증기 터빈 추출
178, 184: 보일러 공급 펌프 182: 고압 공급수 가열기
204: 나무 연료 206: 증기 출력
210: 가스 터빈 212: 고온 가스
218: 고압 증기 출력 220: 조합된 증기 흐름
224: 증기 터빈 발생기 225: 재가열되는 냉증기 라인
230: 저압 증기 출력 242: 응축기
243: 응축기 펌프 245: 저압 추출 라인
248: 발생기 255: 저압 증기 터빈 추출
268: 보일러 재가열 275: 저압 가열기
276: 탈기 장치 278: 보일러 공급 펌프 282: 고압 가열기

Claims (19)

  1. 전력 생성 방법으로서,
    제1 증기 흐름을 생성하도록 제1 보일러에서 제1 에너지 소스를 처리하는 단계;
    제2 증기 흐름을 생성하도록 바이오매스 보일러에서 바이오매스 연료 소스를 처리하는 단계로서, 상기 바이오매스 연료 소스가 상기 제1 에너지 소스와 다른 상기 바이오매스 연료 소스를 처리하는 단계;
    상기 제1 증기 흐름 및 상기 제2 증기 흐름을 합성하는 단계;
    상기 합성된 증기 흐름을 증기 터빈 발생기를 통하여 송출하는 단계;
    상기 바이오매스 보일러에서 재가열을 위해 상기 증기 터빈 발생기의 출력의 제1 부분을 재순환하는 단계;
    제1 재가열된 증기를 생성하도록 상기 바이오매스 보일러에서 상기 출력의 상기 제1 부분을 재가열하는 단계; 및
    상기 재가열된 증기를 상기 증기 터빈 발생기로 전달하는 단계를 포함하는, 전력 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 증기 터빈 발생기는 2개 이상의 구역을 포함하며, 상기 출력의 상기 제1 부분은 상기 증기 터빈 발생기의 제1 구역으로부터 얻어지며, 상기 재가열된 증기는 상기 증기 터빈 발생기의 제2 구역으로 전달되는, 전력 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서, 제2 재가열된 증기를 생성하도록 상기 제1 보일러에서 재가열을 위해 상기 증기 터빈 발생기의 제2 출력을 재순환하는 단계; 및
    상기 제2 재가열된 증기를 상기 증기 터빈 발생기로 전달하는 단계를 더 포함하는, 전력 생성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    응축기에서 물을 집수하는 단계;
    상기 물을 가열하는 단계; 및
    상기 제1 에너지 소스와 상기 바이오매스 연료 소스의 처리를 위해 상기 가열된 물을 사용하는 단계를 더 포함하는, 전력 생성 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 에너지 소스는 천연 가스, 화석 연료, 석탄 및 고체 연료로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 전력 생성 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 바이오매스 연료 소스는 녹색 나무 칩, 숲 잔류물, 뜰 절삭물, 나무 조각, 도시 목재 폐기물, 건설 및 폭파 목재 폐기물, 사탕 수수 섬유, 타이어, 지방 고형 폐기물, 파생 연료 폐물, 농업 폐기물 중 하나 이상의 그룹으로부터 선택되는, 전력 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 증기 터빈 발생기는 실용급 증기 터빈 발생기인, 전력 생성 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 보일러는 열 회수 증기 발생기인, 전력 생성 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 보일러는 석탄 보일러인, 전력 생성 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 보일러는 고체 연료 보일러인, 전력 생성 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 보일러는 화석 연료 보일러인, 전력 생성 방법.
  12. 전력 생성 방법으로서,
    제1 증기 흐름을 생성하도록 제1 보일러에서 제1 에너지 소스를 처리하는 단계;
    제2 증기 흐름을 생성하도록 바이오매스 연료 소스를 처리하는 단계;
    상기 제1 증기 흐름 및 상기 제2 증기 흐름을 합성하는 단계;
    상기 합성된 증기를 증기 터빈 발생기를 통해 송출하는 단계;
    제1 재가열된 증기를 생성하도록 바이오매스 보일러에서 재가열을 위해 상기 증기 터빈 발생기의 상기 출력의 제1 부분을 재순환하는 단계;
    상기 제1 재가열된 증기를 상기 증기 터빈 발생기로 전달하는 단계;
    물을 응축기에서 집수하는 단계;
    상기 물을 가열하는 단계; 및
    상기 가열된 물을 상기 에너지 소스 및 상기 바이오매스 연료 소스에서 처리를 위해 공급수로서 전달하는 단계를 포함하는, 전력 생성 방법.
  13. 제12항에 있어서, 제2 재가열된 증기를 생성하도록 상기 제1 보일러에서 재가열을 위해 상기 증기 터빈 발생기의 제2 출력을 재순환하는 단계; 및
    상기 제2 재가열된 증기를 상기 증기 터빈 발생기로 전달하는 단계를 포함하는, 전력 생성 방법.
  14. 전기 발생 시스템으로서,
    제1 에너지 소스로부터 제1 증기 흐름을 생성하기 위한 제1 부품;
    바이오매스 연료 소스로부터 제2 증기 흐름을 생성하기 위한 부품으로서, 상기 바이오매스 연료 소스는 상기 제1 에너지 소스와 다른 제2 부품;
    상기 제1 및 제2 증기 흐름을 합성하는 증기 라인;
    상기 합성된 증기 흐름으로부터 에너지를 추출하는 증기 터빈 발생기; 및
    재가열된 증기를 생성하도록 상기 바이오매스 보일러에서 출력의 제1 부분을 재가열하기 위한 재가열된 증기 라인 루프로서, 상기 출력의 상기 제1 부분이 상기 증기 터빈 발생기의 제1 구역으로부터 수신되고 또한 상기 재가열된 증기는 상기 증기 터빈 발생기의 제2 구역으로 전달되는 재가열된 증기 라인 루프를 포함하는, 전기 발생 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 제2 재가열된 증기를 생성하도록 상기 제1 부품 내의 상기 출력의 제2 부분을 재가열하기 위한 제2 재가열된 증기 라인 루프를 더 포함하며, 상기 제2 재가열된 증기는 상기 증기 터빈 발생기의 상기 제2 구역으로 전달되는, 전기 발생 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 응축기를 더 포함하는, 전기 발생 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제1 에너지 소스는 천연 가스, 화석 연료, 석탄 및 고체 연료로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 전기 발생 시스템.
  18. 제14항에 있어서, 상기 바이오매스 연료 소스는 녹색 나무 칩, 숲 잔류물, 뜰 절삭물, 나무 조각, 도시 목재 폐기물, 건설 및 폭파 목재 폐기물, 사탕 수수 섬유, 타이어, 지방 고형 폐기물, 파생 연료 폐물, 농업 폐기물 중 하나 이상의 그룹으로부터 선택되는, 전기 발생 시스템.
  19. 제14항에 있어서, 상기 증기 터빈 발생기는 실용급 증기 터빈 발생기인, 전기 발생 시스템.
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