KR20180016494A - 급수 방법, 이 방법을 실행하는 급수 계통, 급수 계통을 구비하는 증기 발생 설비 - Google Patents

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Abstract

급수 계통(50)은 제1 급수가 흐르는 제1 급수 라인(51)과, 제1 급수보다 압력이 낮은 제2 급수가 흐르는 제2 급수 라인(52)과, 제1 급수를 가열하는 제1 가열기(32)와, 제1 가열기(32)에서 가열된 제1 급수인 제1 가열 급수를 제2 급수 라인(52)에 인도하는 제1 급수 도입 라인(53)과, 제1 가열 급수와 매체를 열교환시켜 제1 가열 급수를 냉각하는 한편, 매체를 가열하는 매체 열교환기(24)와, 제1 급수 도입 라인(53) 중에서 매체 열교환기(24)보다 제2 급수 라인(52) 측의 위치에 제1 가열 급수보다 온도가 낮은 냉각수를 주입하는 냉각수 주입 라인(151)을 구비한다.

Description

급수 방법, 이 방법을 실행하는 급수 계통, 급수 계통을 구비하는 증기 발생 설비
본 발명은 급수 방법, 이 방법을 실행하는 급수 계통, 급수 계통을 구비하는 증기 발생 설비에 관한 것이다.
본원은 2015년 7월 24일에 일본에 출원된 특허출원 제2015-146735호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이 내용을 여기에 원용한다.
콤바인드 사이클 플랜트(combined cycle plant)는 가스 터빈과, 이 터빈으로부터의 배기 가스의 열을 이용하여 증기를 발생시키는 배열(排熱) 회수 보일러와, 이 배열 회수 보일러로부터의 증기로 구동하는 증기 터빈과, 증기 터빈으로부터 배기된 증기를 물로 되돌리는 복수기(復水器)를 구비하고 있다. 복수기 속의 물은 급수 라인을 개재시켜 배열 회수 보일러로 보내진다.
이하의 특허문헌 1에 기재되어 있는 콤바인드 사이클 플랜트에서는 배열 회수 보일러에서 가열된 물을 사용하여 가스 터빈의 연료를 예열하고 있다. 배열 회수 보일러는 배열 회수 보일러에 공급된 물과 가스 터빈으로부터의 배기 가스를 열교환시켜 물을 가열하는 절탄기(節炭器)와, 절탄기에서 가열된 물과 배기 가스를 열교환시켜 물을 증기로 하는 증발기를 갖는다. 절탄기에서 가열된 물을 증발기로 보내는 가열 급수 라인은 도중에서 분기하고 있다. 가열 급수 라인으로부터 분기하고 있는 분기 라인은 가스 터빈의 연료를 가열하는 연료 예열기에 접속되어 있다. 연료 예열기는 연료와 분기 라인으로부터의 물을 열교환시켜 연료를 가열한다. 연료 예열기에는, 연료와 열교환한 물을 되돌리는 회수 라인이 접속되어 있다. 이 회수 라인은 급수 라인에 접속되어 있다.
이 콤바인드 사이클 플랜트에서는 연료의 유량이 급감한 경우, 연료 예열기에서의 연료와 물과의 열교환량이 급감하여, 물이 연료에 의해 거의 냉각되지 않고, 급수 라인에 되돌아가게 된다. 급수 라인 속의 압력은 연료 예열기에 물을 보내는 분기 라인 속의 압력보다 낮다. 이 때문에, 연료에 의해 거의 냉각되어 있지 않은 물은 급수 라인에 들어갔을 때, 또는 이 급수 라인에 들어가는 과정에서 감압되어 플러시(flush)한다. 라인 속에서 물이 플러시하면, 라인이나 이 라인에 접속되어 있는 기기(機器) 등을 손상시킬 우려가 있다.
그래서 이 콤바인드 사이클 플랜트에서는, 연료 예열기를 통과한 물의 온도가 미리 정해진 온도보다도 높은 경우에는, 이 물을 복수기에 방출하도록 하고 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2012-184735호
상기 특허문헌 1에 기재된 기술에서는 라인 속을 흐르는 물을 복수기에 방출하기 때문에, 라인 속을 흐르는 물의 유량이 급격히 감소하고, 계통의 운전 상황이 급변하여, 플랜트의 안정 운전에 지장을 초래할 우려가 있다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기 문제점에 착안하여, 물과 연료 등의 매체와의 열교환량이 급감한 경우라도 이 물이 플러시되는 것을 방지하면서 라인 속을 흐르는 물의 유량의 급감을 억제할 수 있는 급수 방법, 이 방법을 실행하는 급수 계통, 이 급수 계통을 구비하는 증기 발생 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제1 양태로서의 급수 계통은,
제1 급수가 흐르는 제1 급수 라인과, 상기 제1 급수보다 압력이 낮은 제2 급수가 흐르는 제2 급수 라인과, 상기 제1 급수를 가열하는 제1 가열기와, 상기 제1 가열기에서 가열된 상기 제1 급수인 제1 가열 급수를 상기 제2 급수 라인에 인도하는 제1 급수 도입 라인과, 상기 제1 급수 도입 라인 속에 설치되어 상기 제1 가열 급수와 매체를 열교환시켜 상기 제1 가열 급수를 냉각하는 한편, 상기 매체를 가열하는 매체 열교환기와, 상기 제1 급수 도입 라인 중에서 상기 매체 열교환기보다도 상기 제2 급수 라인 측의 위치에, 상기 제1 가열 급수보다 온도가 낮은 냉각수를 주입하는 냉각수 주입 라인을 구비한다.
당해 급수 계통에서는, 매체 열교환기에 유입하는 매체의 유량이 감소하여, 제1 가열 급수에 대한 냉각량이 적어져도 냉각수 주입 라인으로부터 냉각수를 제1 급수 도입 라인에 주입함으로써, 제1 급수 도입 라인으로부터 제2 급수 라인에 물이 유입하는 과정에서의 플러시의 발생을 방지할 수 있다. 게다가, 당해 급수 계통에서는 제1 가열 급수를 계외(系外)에 방출하지 않기 때문에, 제2 급수 라인을 흐르는 물의 급감을 억제할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제2 양태로서의 급수 계통은,
상기 제1 양태의 상기 급수 계통에 있어서, 상기 냉각수 주입 라인은 상기 제1 급수 라인 중 상기 제1 가열기에서 가열되어 있지 않은 상기 제1 급수인 제1 미가열 급수가 흐르는 부분으로부터 분기하고 있는 라인이며, 상기 냉각수 주입 라인은 상기 냉각수로서 상기 제1 미가열 급수를 상기 제1 급수 도입 라인에 주입한다.
당해 급수 계통에서는 매체 열교환기로부터 유출한 직후의 제1 급수를 냉각하기 위한 냉각수로서 제1 가열기에서 가열되어 있지 않은 제1 급수인 제1 미가열 급수를 사용한다. 이 때문에, 당해 급수 계통에서는 매체 열교환기로부터 유출한 직후의 제1 급수에 냉각수를 주입할 수 있도록 이 냉각수를 승압(昇壓)하는 기기를 별도 설치할 필요가 없다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제3 양태로서의 급수 계통은,
상기 제1 또는 상기 제2 양태의 상기 급수 계통에 있어서, 상기 제1 급수 도입 라인 중에서, 상기 냉각수 주입 라인으로부터의 상기 냉각수가 주입되는 위치보다 상기 제2 급수 라인 측의 위치에서의 물의 온도를 검지하는 온도계와, 상기 온도계에서 검지되는 온도가 미리 정해진 온도 범위 속에 들어가도록 상기 냉각수 주입 라인을 흐르는 상기 냉각수의 유량을 조절하는 냉각수 유량 조절 밸브를 구비한다.
당해 급수 계통에서는 제1 급수 도입 라인 중의 물의 온도에 기초하여 냉각수의 유량을 조절한다. 이 때문에, 당해 급수 계통에서는 제1 급수 도입 라인으로부터 제2 급수 라인으로 도입되는 물의 온도가 관리되어, 이 물이 제2 급수 라인에 도입되는 과정에서의 플러시의 발생을 적확(的確)하게 방지할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제4 양태로서의 급수 계통은,
상기 제1부터 상기 제3 양태 중 어느 하나의 상기 급수 계통에 있어서, 상기 제1 급수 도입 라인 중에서, 상기 냉각수 주입 라인으로부터의 상기 냉각수가 주입되는 위치보다 상기 제2 급수 라인 측의 위치에 설치되어 상기 제1 급수 도입 라인으로부터 상기 제2 급수 라인에 유입하는 물의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브를 구비한다.
당해 급수 계통에서는 제2 급수 라인 중에서, 제1 급수 도입 라인으로부터 제2 급수 라인에 물이 도입된 후의 물의 유량을 관리할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제5 양태로서의 급수 계통은,
상기 제1 내지 상기 제4 양태 중 어느 하나의 상기 급수 계통에 있어서, 상기 제1 가열기는 가스 터빈의 압축기로부터 추기된 압축 공기와 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 압축 공기를 냉각하는 한편, 상기 제1 급수를 가열하는 열교환기이다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제6 양태로서의 급수 계통은,
상기 제1 내지 상기 제5 양태 중 어느 하나의 상기 급수 계통에 있어서, 상기 제1 급수 라인은 제1 급수 주 라인과, 상기 제1 급수 주 라인으로부터 분기한 제1 급수 분기 라인을 갖고, 상기 제1 급수 주 라인 중 상기 제1 급수 분기 라인과의 분기 위치보다 하류 측에 설치되어 상기 제1 급수 주 라인을 흐르는 상기 제1 급수를 가열하는 제2 가열기를 구비하며, 상기 제1 가열기는 상기 제1 급수 분기 라인에 설치되어 상기 제1 급수 분기 라인을 흐르는 상기 제1 급수를 가열한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제7 양태로서의 급수 계통은,
상기 제6 양태의 상기 급수 계통에 있어서, 상기 제1 급수 분기 라인에는, 상기 제1 급수 도입 라인이 접속되고, 상기 제1 가열기는 상기 제1 급수 분기 라인 중에서 상기 제1 급수 도입 라인이 접속되어 있는 위치보다 상기 분기 위치 측에 설치되며, 상기 제1 급수 분기 라인은 상기 제1 급수 주 라인 중 상기 제2 가열기가 설치되어 있는 위치보다 하류 측에 접속되어 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제8 양태로서의 급수 계통은,
상기 제1 내지 상기 제7 양태 중 어느 하나의 상기 급수 계통에 있어서, 상기 매체 열교환기인 제1 매체 열교환기에서 상기 매체가 가열되기 전에, 상기 매체를 물과 열교환시켜 상기 매체를 가열하는 한편, 상기 물을 냉각하는 제2 매체 열교환기를 구비한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제9 양태로서의 급수 계통은,
상기 제8 양태의 상기 급수 계통에 있어서, 상기 제2 매체 열교환기는 상기 제2 급수 라인 중에서 상기 제1 급수 도입 라인이 접속되어 있는 위치보다 하류 측에 설치되어 상기 제2 급수 라인을 흐르는 물과 상기 매체를 열교환하는 열교환기이다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제10 양태로서의 급수 계통은,
상기 제1 내지 상기 제9 양태 중 어느 하나의 상기 급수 계통에 있어서, 상기 매체는 가스 터빈에 공급되는 연료이며, 상기 매체 열교환기는 상기 연료를 가열하는 연료 예열기이다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제11 양태로서의 증기 발생 설비는,
상기 제1 내지 상기 제10 양태 중 어느 하나의 상기 급수 계통과, 가스 터빈으로부터의 배기 가스와 상기 제1 급수 라인을 거쳐 온 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 제1 급수를 가열하여 증기로 하는 증발기를 구비한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제12 양태로서의 증기 발생 설비는,
상기 제1 내지 상기 제4 양태 중 어느 하나의 상기 급수 계통과, 가스 터빈으로부터의 배기 가스와 상기 제1 급수 라인을 거쳐 온 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 제1 급수를 가열하여 증기로 하는 증발기를 구비하고, 상기 제1 가열기는 상기 배기 가스와 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 증발기에 유입하는 상기 제1 급수를 가열하는 절탄기이다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제13 양태로서의 증기 발생 설비는,
상기 제6 또는 상기 제7 양태의 상기 급수 계통과, 가스 터빈으로부터의 배기 가스와 상기 제1 급수 라인을 거쳐 온 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 제1 급수를 가열하여 증기로 하는 증발기를 구비하고, 상기 제2 가열기는 상기 배기 가스와 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 증발기에 유입하는 상기 제1 급수를 가열하는 절탄기이다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제14 양태로서의 급수 방법은,
제1 급수를 가열하는 제1 가열 공정과, 상기 제1 가열 공정에서 가열된 상기 제1 급수인 제1 가열 급수와 매체를 열교환시켜 상기 제1 가열 급수를 냉각하는 한편, 상기 매체를 가열하는 매체 열교환 공정과, 상기 제1 급수보다 압력이 낮은 제2 급수 속에 상기 매체 열교환 공정을 거친 상기 제1 가열 급수를 도입하는 제1 급수 도입 공정과, 상기 매체 열교환 공정을 거친 후, 상기 제2 급수 속에 도입되기 전의 상기 제1 가열 급수 속에 상기 제1 가열 급수보다 온도가 낮은 냉각수를 주입하는 냉각수 주입 공정을 실행한다.
당해 급수 방법에서는, 매체 열교환 공정에서의 제1 가열 급수와의 열교환 대상인 매체의 유량이 감소하여, 제1 가열 급수에 대한 냉각량이 적어져도, 냉각수 주입 공정에서 제1 가열 급수 중에 냉각수를 주입함으로써, 제2 급수 중에 제1 가열 급수가 유입하는 과정에서의 플러시의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 당해 급수 방법에서는 제1 가열 급수를 계외에 방출하지 않기 때문에, 제2 급수에 제1 가열 급수가 합류한 후의 물의 급감을 억제할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제15 양태로서의 급수 방법은,
상기 제14 양태의 상기 급수 방법에 있어서, 상기 냉각수 주입 공정에서는 상기 제1 가열 공정에서 가열되어 있지 않은 상기 제1 급수인 제1 미가열 급수를 상기 냉각수로서 사용한다.
당해 급수 방법에서는 매체 열교환 공정을 거친 직후의 제1 급수를 냉각하기 위한 냉각수로서 제1 가열 공정에서 가열되어 있지 않은 제1 급수인 제1 미가열 급수를 사용한다. 이 때문에, 당해 급수 방법에서는 매체 열교환 공정을 거친 직후의 제1 급수에 냉각수를 주입할 수 있도록 이 냉각수를 승압하는 기기를 별도 설치할 필요가 없다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제16 양태로서의 급수 방법은,
상기 제14 또는 상기 제15 양태의 상기 급수 방법에 있어서, 상기 냉각수 주입 공정에서는 상기 제1 가열 급수를 포함하는 물이 상기 제2 급수에 도입되기 전에, 상기 물의 온도가 미리 정해진 온도 범위 안에 들어가도록 상기 냉각수의 유량을 조절하는 냉각수 유량 조절 공정을 포함한다.
당해 급수 방법에서는 상기 제1 가열 급수를 포함하는 물의 온도에 기초하여 냉각수의 유량을 조절한다. 이 때문에, 당해 급수계(給水系) 방법에서는 제2 급수 속에 제1 가열 급수가 유입하는 과정에서의 플러시의 발생을 적확하게 방지할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제17 양태로서의 급수 방법은,
상기 제14 내지 상기 제16 양태 중 어느 하나의 상기 급수 방법에 있어서, 상기 제2 급수 속에 도입되는 상기 제1 가열 급수를 포함하는 물의 유량을 조절하는 유량 조절 공정을 실행한다.
당해 급수 방법에서는 제2 급수 속에 제1 급수가 도입된 후의 물의 유량을 관리할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제18 양태로서의 급수 방법은,
상기 제14 내지 상기 제17 양태 중 어느 하나의 상기 급수 방법에 있어서, 상기 제1 가열 공정에서는 가스 터빈의 압축기로부터 추기된 압축 공기와 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 압축 공기를 냉각하는 한편, 상기 제1 급수를 가열한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 관한 제19 양태로서의 급수 방법은,
상기 제14 내지 상기 제18 양태 중 어느 하나의 상기 급수 방법에 있어서, 상기 매체 열교환 공정에서는 상기 매체로서 가스 터빈에 공급되는 연료를 사용하여 제1 가열 급수와 상기 연료를 열교환시켜 상기 제1 가열 급수를 냉각하는 한편, 상기 연료를 가열한다.
본 발명의 일 양태에서는 물과 매체와의 열교환량이 급감한 경우라도 이 물이 플러시되는 것을 방지하면서 계통의 운전 상황의 변화를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 콤바인드 사이클 플랜트의 계통도이다.
도 2는 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 급수 계통의 계통도(가스 터빈의 정상 운전 시)이다.
도 3은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 급수 계통의 계통도(가스 터빈으로의 연료가 급감했을 때)이다.
도 4는 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 급수 계통의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 관한 제2 실시형태에 있어서의 콤바인드 사이클 플랜트의 계통도이다.
도 6은 본 발명에 관한 제 2 실시형태에 있어서의 제 2 급수 계통의 계통도이다.
이하, 본 발명에 관한 각종 실시형태에 대해 도면을 사용하여 설명한다.
「제1 실시형태」
본 발명에 관한 급수 계통을 구비하는 콤바인드 사이클 플랜트의 제1 실시형태에 대해 도 1∼도 4를 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 콤바인드 사이클 플랜트는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈 설비(1)와, 가스 터빈 설비(1)로부터의 배기 가스(EG)의 열을 회수하는 배열 회수 설비(100)를 구비한다.
가스 터빈 설비(1)는 가스 터빈(10)과, 가스 터빈(10)에 연료(F)를 공급하는 연료 공급 계통(20)과, 가스 터빈(10)을 구성하는 부품 중에서 고온 부품을 냉각하는 부품 냉각 계통(30)을 구비한다.
가스 터빈(10)은 공기(A)를 압축하는 압축기(11)와, 압축기(11)에서 압축된 공기 중에서 연료(F)를 연소시켜 연소 가스를 생성하는 연소기(19)와, 고온·고압의 연소 가스에 의해 구동하는 터빈(14)을 구비한다. 압축기(11)는 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 압축기 로터(12)와, 이 압축기 로터(12)를 덮는 압축기 케이싱(13)을 갖는다. 터빈(14)은 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 터빈 로터(15)와, 이 터빈 로터(15)를 덮는 터빈 케이싱(16)을 갖는다. 터빈 로터(15)는 로터 축(15a)과, 로터 축(15a)의 외주에 부착되어 있는 복수의 동익열(動翼列)(15b)을 갖는다. 터빈 케이싱(16)의 내주에는, 각 동익열(15b)의 상류 측에 배치되어 있는 정익열(翼列)(17)이 고정되어 있다. 압축기 로터(12)와 터빈 로터(15)는 동일의 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 것이며, 서로 연결되어 가스 터빈 로터를 이루고 있다. 이 가스 터빈 로터에는, 예를 들어 발전기(G)의 로터가 접속되어 있다. 압축기 케이싱(13)과 터빈 케이싱(16)은 서로 연결되어 가스 터빈 케이싱을 이루고 있다.
연료 공급 계통(20)은 가스 터빈(10)의 연소기(19)에 연료(F)를 공급하는 연료 공급 라인(21)과, 연료 공급 라인(21)으로부터 연소기(19)에 공급되는 연료(F)의 유량을 조절하는 연료 유량 조절 밸브(22)와, 연료 공급 라인(21)을 흐르는 연료(F)를 가열하는 제1 연료 예열기(23) 및 제2 연료 예열기(24)를 구비한다.
부품 냉각 계통(30)은 압축기(11)에서 압축된 공기를 추기하고, 이 공기를 터빈(14)의 고온 부품에 인도하는 추기 라인(31)과, 추기 라인(31)을 통하는 공기를 냉각하는 공기 냉각기(32)를 구비한다. 여기서의 고온 부품이란, 연소기(19)에서 생성된 연소 가스에 노출되는 부품이다. 예를 들어, 이 연소기(19), 터빈 로터(15)의 동익열(15b), 및 정익열(17) 등이 고온 부품에 해당한다.
배열 회수 설비(100)는 터빈(14)을 구동시킨 연소 가스, 즉 가스 터빈(10)으로부터 배기된 배기 가스(EG)의 열로 증기를 발생시키는 배열 회수 보일러(110)와, 배열 회수 보일러(110)를 통과한 배기 가스(EG)를 대기에 방출하는 굴뚝(119)과, 배열 회수 보일러(110)에서 발생한 증기로 구동하는 증기 터빈(121a, 121b, 121c)과, 증기 터빈(121a)을 구동시킨 증기를 물로 되돌리는 복수기(123)와, 복수기(123) 중의 물을 배열 회수 보일러(110)로 되돌리는 급수 펌프(124)를 구비한다.
배열 회수 설비(100)는 증기 터빈(121a, 121b, 121c)으로서 저압 증기 터빈(121a), 중압 증기 터빈(121b), 고압 증기 터빈(121c)을 갖는다. 각 증기 터빈(121a, 121b, 121c)의 로터는 서로 연결되어 있다. 이 로터에는, 예를 들어 발전기(G)의 로터가 접속되어 있다. 또한, 여기서는 증기 터빈(121a, 121b, 121c)의 구동으로 발전하는 발전기(G)와, 가스 터빈(10)의 구동으로 발전하는 발전기(G)는 별체(別)의 발전기이지만, 하나의 발전기라도 좋다.
배열 회수 보일러(110)는 저압 증기(LS)를 발생하는 저압 증기 발생부(111a)와, 중압 증기(IS)를 발생하는 중압 증기 발생부(111b)와, 고압 증기(HS)를 발생하는 고압 증기 발생부(111c)와, 고압 증기 터빈(121c)을 구동시킨 증기를 가열하는 재열기(再熱器)(115)를 갖는다. 저압 증기 발생부(111a), 중압 증기 발생부(111b) 및 고압 증기 발생부(111c)는 모두 물을 가열하는 절탄기(112a, 112b, 112c)와, 절탄기(112a, 112b, 112c)에서 가열된 물을 증기로 하는 증발기(113a, 113b, 113c)와, 증발기(113a, 113b, 113c)에서 발생한 증기를 과열하는 과열기(114a, 114b, 114c)를 갖는다. 중압 증기 발생부(111b) 및 고압 증기 발생부(111c)는 절탄기(112b, 112c), 증발기(113b, 113c) 및 과열기(114b, 114c) 외에, 저압 증기 발생부(111a)의 절탄기(112a)에서 가열된 물을 자신의 절탄기(112b, 112c)에 보내는 펌프(116b, 116c)를 갖는다.
또한, 이하에서는 고압 증기 발생부(111c)의 절탄기(112c)를 고압 절탄기(112c)로 하고, 고압 증기 발생부(111c)의 증발기(113c)를 고압 증발기(113c)로 하고, 고압 증기 발생부(111c)의 과열기(114c)를 고압 과열기(114c)로 한다. 또한, 중압 증기 발생부(111b)의 절탄기(112b)를 중압 절탄기(112b)로 하고, 중압 증기 발생부(111b)의 증발기(113b)를 중압 증발기(113b)로 하고, 중압 증기 발생부(111b)의 과열기(114b)를 중압 과열기(114b)로 한다. 또한, 저압 증기 발생부(111a)의 절탄기(112a)를 저압 절탄기(112a)로 하고, 저압 증기 발생부(111a)의 증발기(113a)를 저압 증발기(113a)로 하고, 저압 증기 발생부(111a)의 과열기(114a)를 저압 과열기(114a)로 한다. 또한, 중압 증기 발생부(111b)의 펌프(116b)를 중압 펌프(116b)로 하고, 고압 증기 발생부(111c)의 펌프(116c)를 고압 펌프(116c)로 한다.
재열기(115), 고압 과열기(114c), 고압 증발기(113c), 고압 절탄기(112c), 중압 과열기(114b), 중압 증발기(113b), 중압 절탄기(112b), 저압 과열기(114a), 저압 증발기(113a) 및 저압 절탄기(112a)는 이 순서로 터빈(14)으로부터 굴뚝(119)을 향하는 배기 가스(EG)의 하류 측을 향해 나란히 있다. 또한, 이 순서는 예시이며, 다른 순서라도 좋다.
복수기(123)와 저압 절탄기(112a)는 급수 라인(131)으로 접속되어 있다. 이 급수 라인(131)에는, 전술의 급수 펌프(124)가 설치되어 있다. 저압 과열기(114a)와 저압 증기 터빈(121a)의 증기 입구는 저압 과열기(114a)로부터의 저압 증기(LS)를 저압 증기 터빈(121a)에 보내는 저압 증기 라인(132)으로 접속되어 있다. 저압 증기 터빈(121a)의 증기 출구와 복수기(123)는, 저압 증기 터빈(121a)을 구동시킨 저압 증기(LS)가 복수기(123)에 공급되도록 서로 접속되어 있다. 고압 과열기(114c)와 고압 증기 터빈(121c)의 증기 입구는 고압 과열기(114c)로부터의 고압 증기(HS)를 고압 증기 터빈(121c)에 보내는 고압 증기 라인(138)으로 접속되어 있다. 고압 증기 터빈(121c)의 증기 출구와 재열기(115)의 증기 입구는 고압 증기 터빈(121c)으로부터의 고압 증기(HS)를 재열기(115)에 보내는 고압 증기 회수 라인(139)으로 접속되어 있다. 재열기(115)의 증기 출구와 중압 증기 터빈(121b)의 증기 입구는 재열기(115)에서 과열된 고압 증기(HS)를 재열 증기(RHS)로 하여 중압 증기 터빈(121b)에 보내는 재열 증기 라인(136)으로 접속되어 있다. 중압 증기 터빈(121b)의 증기 출구에는, 중압 증기 회수 라인(137)이 접속되어 있다. 이 중압 증기 회수 라인(137)은 저압 증기 라인(132)에 접속되어 있다.
중압 과열기(114b)의 증기 출구에는, 중압 증기 라인(133)이 접속되어 있다. 이 중압 증기 라인(133)은 고압 증기 회수 라인(139)에 접속되어 있다. 중압 펌프(116b)의 토출구와 중압 절탄기(112b)의 수입구(水入口)는 중압수 라인(141)으로 접속되어 있다. 중압 절탄기(112b)의 수출구(水出口)와 중압 증발기(114b)의 수입구는 중압 가열수 라인(142)으로 접속되어 있다. 고압 펌프(116c)의 토출구와 고압 절탄기(112c)의 수입구는 고압수 라인(143)으로 접속되어 있다. 고압 절탄기(112c)의 수출구와 고압 증발기(113c)의 수입구는 고압 가열수 라인(144)으로 접속되어 있다.
배열 회수 설비(100)는 추가로 전술의 공기 냉각기(32), 제1 연료 예열기(23) 및 제2 연료 예열기(24)와, 공기 냉각기(32), 제1 연료 예열기(23) 및 제2 연료 예열기(24)에 배열 회수 보일러(110)에서 가열된 물을 보내는 각종 라인을 구비한다. 이와 같이, 공기 냉각기(32), 제1 연료 예열기(23) 및 제2 연료 예열기(24)는 배열 회수 설비(100)의 일부를 구성하는 동시에 가스 터빈 설비(1)의 일부도 구성한다.
중압 가열수 라인(142)에는, 중압 가열수 분기 라인(145)이 접속되어 있다. 이 중압 가열수 분기 라인(145)은 제1 연료 예열기(23)의 수입구에 접속되어 있다. 제1 연료 예열기(23)는 중압 가열수 분기 라인(145)으로부터의 중압 가열수와 연료(F)를 열교환시켜 연료(F)를 가열하는 한편, 중압 가열수를 냉각한다. 중압 가열수 분기 라인(145)에는, 여기를 흐르는 중압 가열수의 유량을 검지하는 유량계(166)가 설치되어 있다. 제1 연료 예열기(23)의 수출구에는, 중압수 회수 라인(146)이 접속되어 있다. 중압수 회수 라인(146)은 급수 라인(131)에 접속되어 있다. 중압수 회수 라인(146)에는, 회수 물(回水) 유량 조절 밸브(165)가 설치되어 있다. 회수 물 유량 조절 밸브(165)는 중압 가열수 분기 라인(145)에 설치되어 있는 유량계(166)에서 검지되는 유량이 목적의 유량으로 되도록 밸브 개방도를 조절한다. 목적의 유량은, 예를 들어 가스 터빈(10)에 공급되는 연료 유량이나 가스 터빈 출력 등에 따라 정해지는 유량이다.
고압수 라인(143)은 도중에 2개의 라인으로 분기하고, 한쪽 라인이 고압 절탄기(112c)에 접속되어 있는 고압수 주 라인(147)을 이루고, 다른 쪽 라인이 고압수 분기 라인(148)을 이룬다. 고압수 분기 라인(148)은 고압 가열수 라인(144)에 접속되어 있다. 이 고압수 분기 라인(148)에는, 공기 냉각기(32)가 설치되어 있다. 이 공기 냉각기(32)는 고압수 분기 라인(148)으로부터의 고압수와 가스 터빈(10)의 압축기(11)로부터 추기된 공기(Ac)를 열교환시켜 공기(Ac)를 냉각하는 한편, 고압수를 가열한다.
고압수 분기 라인(148) 중에서, 고압 가열수 라인(144)과의 접속 위치와 공기 냉각기(32) 사이에는, 고압수 도입 라인(149)이 접속되어 있다. 이 고압수 도입 라인(149)은 중압 가열수 분기 라인(145)에 접속되어 있다. 이 고압수 도입 라인(149)에는, 제2 연료 예열기(24)가 설치되어 있다. 제2 연료 예열기(24)는 고압수 도입 라인(149)으로부터의 고압 가열수와 제1 연료 예열기(23)에서 가열된 연료(F)를 열교환시켜 연료(F)를 가열하는 한편, 고압 가열수를 냉각한다. 제2 연료 예열기(24)에서 냉각된 고압 가열수는 고압 회수 물로서 고압수 도입 라인(149) 및 중압 가열수 분기 라인(145)을 거쳐 제1 연료 예열기(23)에 보내진다.
고압수 주 라인(147) 중에서, 고압수 분기 라인(148)의 분기 위치보다 고압 펌프(116c) 측의 위치에는, 냉각수 주입 라인(151)이 접속되어 있다. 이 냉각수 주입 라인(151)은 고압수 도입 라인(149) 중에서, 제2 연료 예열기(24)보다도 중압 가열수 분기 라인(145) 측의 위치에 접속되어 있다. 냉각수 주입 라인(151)에는, 여기를 흐르는 냉각수로서의 고압수의 유량을 조절하는 냉각수 유량 조절 밸브(152)와, 이 냉각수 주입 라인(151) 중에 고압수 도입 라인(149)으로부터의 물이 흘러드는 것을 방지하는 체크 밸브(check valve)(153)가 설치되어 있다.
고압수 도입 라인(149) 중에서, 고압수 분기 라인(148)과의 접속 위치와 제2 연료 예열기(24)와의 접속 위치 사이에는, 여기를 흐르는 고압 가열수의 유량을 검지하는 유량계(156, 166)가 설치되어 있다. 고압수 도입 라인(149) 중에서, 냉각수 주입 라인(151)과의 접속 위치보다 중압 가열수 분기 라인(145) 측에는, 여기를 흐르는 물의 온도를 검지하는 온도계(154)와, 여기를 흐르는 물의 유량을 조절하는 회수 물 유량 조절 밸브(155)가 설치되어 있다.
본 실시형태에서는, 배열 회수 설비(100)로부터 증기 터빈(121a, 121b, 121c) 및 복수기(123)를 제외한 것이 증기 발생 설비를 이룬다. 즉, 증기 발생 설비는 배열 회수 보일러(110)와, 공기 냉각기(32)와, 제1 연료 예열기(23)와, 제2 연료 예열기(24)를 구비한다. 또한, 이 증기 발생 설비는 배열 회수 보일러(110), 각 증기 터빈(121a, 121b, 121c), 공기 냉각기(32), 제1 연료 예열기(23), 제2 연료 예열기(24)를 서로 접속하는 각종 라인과, 각종 라인에 설치되어 있는 밸브와, 급수 라인(131)을 구비한다. 이 증기 발생 설비는 급수 계통을 구비한다. 이 급수 계통에 대해서는 후술한다.
다음에, 이상에서 설명한 본 실시형태의 콤바인드 사이클 플랜트의 동작에 대해 설명한다.
가스 터빈(10)의 압축기(11)는 대기 중의 공기(A)를 압축하고, 압축한 공기(A)를 연소기(19)에 공급한다. 또한, 연소기(19)에는 연료 공급 라인(21)으로부터의 연료(F)도 공급된다. 연소기(19) 속에서는 압축된 공기(A) 중에서 연료(F)가 연소하여, 고온·고압의 연소 가스가 생성된다. 이 연소 가스는 터빈(14)에 보내져서 이 터빈 로터(15)를 회전시킨다. 이 터빈 로터(15)의 회전으로 가스 터빈(10)에 접속되어 있는 발전기(G)는 발전한다.
터빈 로터(15)를 회전시킨 연소 가스는 배기 가스(EG)로서 가스 터빈(10)으로부터 배기되어 배열 회수 보일러(110)를 거쳐 굴뚝(119)으로부터 대기에 방출된다. 배열 회수 설비(100)는, 가스 터빈(10)으로부터의 배기 가스(EG)가 배열 회수 보일러(110)를 통하는 과정에서 이 배기 가스(EG)에 포함되어 있는 열을 회수한다.
배열 회수 보일러(110)의 저압 절탄기(112a)에는, 복수기(123)로부터의 물이 급수 라인(131)을 거쳐 공급된다. 저압 절탄기(112a)는 이 물을 배기 가스(EG)와 열교환시켜 가열한다. 저압 절탄기(112a)에서 가열된 물의 일부는 저압 증발기(113a)에서 추가로 가열되어 증기로 된다. 이 증기는 저압 과열기(114a)에서 추가로 과열되어 저압 증기(LS)로서 저압 증기 라인(132)을 거쳐 저압 증기 터빈(121a)에 공급된다. 저압 증기 터빈(121a)을 구동시킨 증기는 복수기(123)에서 물로 되돌아간다. 이 물은 복수기(123)로부터 급수 라인(131)을 거쳐 다시 저압 절탄기(112a)에 공급된다.
저압 절탄기(112a)에서 가열된 물의 다른 일부는 중압 펌프(116b)에서 가압되고, 중압수 라인(141)을 거쳐 중압수로서 중압 절탄기(112b)에 보내진다. 또한, 저압 절탄기(112a)에서 가열된 나머지의 물은 고압 펌프(116c)에서 가압되고, 고압수 라인(143)을 거쳐 고압수로서 고압 절탄기(112c)에 보내진다.
고압 절탄기(112c)는 고압 펌프(116c)로부터 보내져 온 고압수를 배기 가스(EG)와 열교환시켜 가열한다. 고압 절탄기(112c)에서 가열된 고압수는 고압 가열수 라인(144)을 거쳐 고압 가열수로서 고압 증발기(113c)에 보내진다. 고압 증발기(113c)는 고압 가열수를 배기 가스(EG)와 열교환시켜 이 고압 가열수를 증기로 한다. 이 증기는 고압 과열기(114c)에서 추가로 과열되어 고압 증기(HS)로서 고압 증기 라인(138)을 거쳐 고압 증기 터빈(121c)에 공급된다.
중압 절탄기(112b)는 중압 펌프(116b)로부터 보내져 온 중압수를 배기 가스(EG)와 열교환시켜 가열한다. 중압 절탄기(112b)에서 가열된 중압수는 중압 가열수 라인(142)을 거쳐 중압 가열수로서 중압 증발기(113b)에 보내진다. 중압 증발기(113b)는 중압 가열수와 배기 가스(EG)를 열교환시켜, 이 중압 가열수를 증기로 한다. 이 증기는 중압 과열기(114b)에서 추가로 과열되어, 중압 증기(IS)로서 중압 증기 라인(133) 및 고압 증기 회수 라인(139)을 거쳐 배열 회수 보일러(110) 중에서 가장 상류 측(가스 터빈(10) 측)의 재열기(115)에 보내진다.
고압 증기 터빈(121c)을 구동시킨 고압 증기(HS) 및 중압 과열기(114b)로부터의 중압 증기(IS)는 고압 증기 회수 라인(139)을 거쳐 배열 회수 보일러(110) 중에서 가장 상류 측(가스 터빈(10) 측)의 재열기(115)에 보내진다. 재열기(115)는 이 증기를 배기 가스(EG)와 열교환시켜 과열하고, 재열 증기(RHS)로서 재열 증기 라인(136)을 거쳐 중압 증기 터빈(121b)에 공급한다.
중압 증기 터빈(121b)을 구동시킨 재열 증기(RHS)는 중압 증기 회수 라인(137) 및 저압 증기 라인(132)을 거쳐 저압 증기 터빈(121a)에 공급된다.
중압 절탄기(112b)에서 가열된 중압수인 중압 가열수의 일부는 중압 가열수 분기 라인(145)을 거쳐 제1 연료 예열기(23)에 보내진다. 제1 연료 예열기(23)에서는, 연료 공급 라인(21)을 거쳐 온 연료(F)와 중압 가열수가 열교환되고, 연료(F)가 가열되는 한편, 중압 가열수가 냉각된다. 제1 연료 예열기(23)에서 냉각된 중압 가열수는 중압 회수 물로서 중압수 회수 라인(146)을 거쳐 급수 라인(131)으로 되돌아간다. 또한, 제1 연료 예열기(23)에서 가열된 연료(F)는 연료 공급 라인(21)을 거쳐 제2 연료 예열기(24)에 보내진다.
고압수 주 라인(147)을 흐르는 고압수의 일부는 고압수 분기 라인(148)을 거쳐 공기 냉각기(32)에 보내진다. 공기 냉각기(32)에서는, 고압수와 가스 터빈(10)의 압축기(11)로부터 추기된 공기(Ac)가 열교환되어, 공기(Ac)가 냉각되는 한편, 고압수가 가열된다. 공기 냉각기(32)에서 냉각된 공기(Ac)는 추기 라인(31)을 거쳐 터빈(14)의 고온 부품에 보내진다. 또한, 공기 냉각기(32)에서 가열된 고압수의 일부는 고압 가열수로서 고압수 분기 라인(148) 및 고압 가열수 라인(144)을 거쳐 고압 증발기(113c)에 보내진다.
고압수 분기 라인(148)을 흐르는 고압 가열수의 나머지의 일부는 고압수 도입 라인(149)을 거쳐 제2 연료 예열기(24)에 보내진다. 제2 연료 예열기(24)에서는, 제1 연료 예열기(23)에서 가열된 연료(F)와 고압 가열수가 열교환되고, 연료(F)가 가열되는 한편, 고압 가열수가 냉각된다. 제2 연료 예열기(24)에서 냉각된 고압 가열수는 고압 회수 물로서 고압수 도입 라인(149)을 거쳐 중압 가열수 분기 라인(145)에 유입한다. 중압 가열수 분기 라인(145)에 유입한 고압 회수 물은 중압 가열수 분기 라인(145)을 흐르는 중압 가열수와 합류하여 제1 연료 예열기(23)에 유입한다. 또한, 제2 연료 예열기(24)에서 가열된 연료(F)는 연료 공급 라인(21)을 거쳐 연소기(19)에 보내진다.
다음에, 본 실시형태의 급수 계통에 대해 도 2 및 도 3을 사용하여 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 급수 계통(50)은 이상에서 설명한 고압수 라인(143), 고압 가열수 라인(144), 중압 가열수 분기 라인(145), 고압수 도입 라인(149), 냉각수 주입 라인(151), 이들의 라인에 설치되어 있는 밸브나 계기, 공기 냉각기(32), 제2 연료 예열기(24), 고압 절탄기(112c)를 구비한다.
여기서, 이하의 설명의 형편상 고압수 라인(143)과 고압 가열수 라인(144)으로 구성되는 라인을 제1 급수 라인(51)으로 한다. 제1 급수 라인(51)은 제1 급수 주 라인(51a)과 제1 급수 분기 라인(51b)을 갖는다. 제1 급수 주 라인(51a)은 고압 가열수 라인(144)과 고압수 라인(143)의 일부를 구성하는 고압수 주 라인(147)으로 구성된다. 제1 급수 분기 라인(51b)은 고압수 분기 라인(148)으로 구성된다.
또한, 중압 가열수 분기 라인(145)을 제2 급수 라인(52)으로 한다. 고압수 도입 라인(149)을 제1 급수 도입 라인(53)으로 한다. 또한, 공기 냉각기(32)를 제1 가열기(32)로 하고, 고압 절탄기(112c)를 제2 가열기(112c)로 한다. 또한, 제1 연료 예열기(23)를 제2 매체 열교환기(23)로 하고, 제2 연료 예열기(24)를 제1 매체 열교환기(24)로 한다.
도 1을 사용하여 전술한 바와 같이, 저압 절탄기(112a)에서 가열된 저압수인 저압 가열수의 일부는 중압 펌프(116b)에서 승압되어 중압수로서 중압 절탄기(112b)에 보내진다. 이 중압수는 중압 절탄기(112b)에서 가열되어 중압 가열수로 된다. 이 중압 가열수는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 중압 가열수 라인(142), 및 중압 가열수 분기 라인(145)인 제2 급수 라인(52)을 거쳐 제2 급수로서 제1 연료 예열기(23)인 제2 매체 열교환기(23)에 보내진다. 제2 매체 열교환기(23)에서는, 매체로서의 연료(F)와 제2 급수(중압 가열수)가 열교환되어, 매체가 가열되는 한편, 제2 급수가 냉각된다.
도 1을 사용하여 전술한 바와 같이, 저압 절탄기(112a)에서 가열된 저압수인 저압 가열수의 다른 일부는 고압 펌프(116c)에서 승압되어 고압수로 된다. 이 고압수는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 급수로서 고압수 라인(143)과 고압 가열수 라인(144)으로 구성되는 제1 급수 라인(51) 속을 흐른다. 이 제1 급수는 제2 급수 라인(52)을 흐르는 제2 급수보다 압력이 높다. 환언하면, 제2 급수 라인(52)을 흐르는 제2 급수는 제1 급수 라인(51)을 흐르는 제1 급수보다 압력이 낮다. 한편, 제1 급수 라인(51)을 흐르는 제1 급수로, 제1 가열기(32) 및 제2 가열기(112c)에 도달하지 않은 제1 급수는 제2 급수 라인(52)을 흐르는 제2 급수보다 온도가 낮다. 제1 급수의 일부는 제1 급수 주 라인(51a)을 거쳐 고압 절탄기(112c)인 제2 가열기(112c)로 보내진다. 제2 가열기(112c)에서는 제1 급수가 가열된다. 제2 가열기(112c)에서 가열된 제1 급수는 제1 급수 주 라인(51a)을 거쳐 고압 증발기(113c)로 보내진다. 제1 급수의 다른 일부는 제1 급수 분기 라인(51b)을 거쳐 공기 냉각기(32)인 제1 가열기(32)로 보내진다.
이하, 본 실시형태의 급수 계통(50)에서의 처리에 대해 도 4에 나타내는 흐름도에 따라 설명한다.
제1 가열기(32)에서는, 제1 급수가 가열된다(S1: 제1 가열 공정). 제1 가열기(32)에서 가열된 제1 급수의 일부는 제1 급수 분기 라인(51b)을 거쳐 제1 급수 주 라인(51a) 속에 유입한다. 제1 가열기(32)에서 가열된 제1 급수는 제2 가열기(112c)에서 가열된 제1 급수와 함께 고압 증발기(113c)로 보내진다.
제1 가열기(32)에서 가열된 제1 급수의 다른 일부는 고압수 도입 라인(149)인 제1 급수 도입 라인(53)을 거쳐 제2 연료 예열기(24)인 제1 매체 열교환기(24)에 보내진다. 제1 매체 열교환기(24)에서는, 매체로서의 연료(F)와 제1 급수가 열교환되어, 매체가 가열되는 한편, 제1 급수가 냉각된다(S2: 매체 열교환 공정). 제1 매체 열교환기(24)에서 제1 급수와 열교환되는 매체로서의 연료(F)는 제2 매체 열교환기(23)에서 가열된 연료(F)이다. 매체 열교환 공정(S2)에서 냉각된 제1 급수는 제1 급수 도입 라인(53)을 거쳐 제2 급수 라인(52) 속에 도입된다(S3: 제1 급수 도입 공정). 이 제1 급수는 제2 급수와 함께 제2 매체 열교환기(23)에 보내진다.
제1 급수 도입 라인(53)을 흐르는 제1 급수의 유량은 유량계(156)에 의해 검지된다. 회수 물 유량 조절 밸브(155)는 이 유량계(156)에서 검지되는 유량이 목적의 유량으로 되도록 자신의 밸브 개방도를 조절한다(S4: 유량 조절 공정). 이 목적의 유량은 가스 터빈(10)의 출력이나 가스 터빈(10)에 공급되는 연료의 유량에 따라 정해진다. 예를 들어, 가스 터빈(10)의 출력이나 가스 터빈(10)에 공급되는 연료의 유량이 증대한 경우에는 목적의 유량도 증대한다.
제1 매체 열교환기(24)로부터 유출한 직후의 제1 급수의 온도는 제1 가열기(32)에서 가열되기 전의 제1 급수의 온도보다도 높고, 제2 급수 라인(52)을 흐르는 제2 급수의 온도에 가까운 온도이다. 제1 급수는 제1 급수 도입 라인(53)에 설치되어 있는 회수 물 유량 조절 밸브(155)를 통과하는 과정에서 감압되어 제2 급수 라인(52) 속의 압력과 거의 같은 압력으로 된다.
본 실시형태의 급수 계통(50)에서는 이상의 공정과 병행하여 냉각수 주입 공정(S5)도 실행된다. 냉각수 주입 공정(S5)에서는, 온도계(154)에 의해, 제1 급수 도입 라인(53) 중에서, 냉각수 주입 라인(151)과의 접속 위치와 제1 매체 열교환기(24) 사이를 흐르는 물의 온도가 검지된다(S6: 온도 검지 공정). 냉각수 주입 공정(S5)에서는, 온도 검지 공정(S6)에서 검지된 온도(T1)가 미리 정해져 있는 설정 온도(T0)보다 크지 않은 경우, 온도 검지 공정(S6)으로 되돌아간다(S7에서 아니오). 한편, 온도 검지 공정(S6)에서 검지된 온도(T1)가 설정 온도(T0)보다 큰 경우, 냉각수 유량 조절 공정(S8)으로 진행한다. 냉각수 주입 공정(S5)에 있어서의 냉각수 유량 조절 공정(S8)에서는, 온도계(154)에서 검지되는 온도(T1)가 설정 온도(T0)로 되도록, 도 3에 나타내는 바와 같이, 냉각수 유량 조절 밸브(152)의 개방도가 제어되어, 냉각수 주입 라인(151)으로부터 제1 급수 도입 라인(53)에 주입되는 냉각수의 유량이 조절된다. 이 냉각수는 제1 가열기(32)에서 가열되어 있지 않은 제1 급수인 제1 미가열 급수이다. 구체적으로, 예를 들어 온도계(154)에서 검지된 온도(T1)가 설정 온도(T0)보다도 높은 경우, 냉각수 유량 조절 밸브(152)가 개방한다. 이때, 냉각수 유량 조절 밸브(152)의 개방도는, 예를 들어 온도계(154)에서 검지된 온도(T1)와 설정 온도(T0)와의 편차에 따른 개방도이다. 온도계(154)에서 검지된 온도(T1)가 설정 온도(T0)보다도 높은 경우, 냉각수 유량 조절 밸브(152)가 개방하고, 냉각수가 제1 급수 도입 라인(53)에 주입되는 결과, 제1 급수 도입 라인(53) 중에서, 냉각수 주입 라인(151)보다도 제2 급수 라인(52) 측의 온도가 저하하여, 온도계(154)에서 검지되는 온도가 설정 온도(T0)로 된다.
이 냉각수와 제1 급수는 양자가 섞여, 회수 물 유량 조절 밸브(155)를 거쳐 제2 급수 라인(52)에 도입된다. 냉각수와 제1 급수가 섞인 물의 유량은 회수 물 유량 조절 밸브(155)에서 유량 조절되고 나서(S4: 유량 조절 공정), 제2 급수 라인(52)에 도입된다.
만일, 설정 온도(T0)가 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 제1 매체 열교환기(24)로부터 유출하는 제1 급수의 온도보다도 다소 높은 온도인 경우에 대해 생각한다.
이 경우, 가스 터빈(10)의 정상 운전 시 냉각수 주입 라인(151)에 설치되어 있는 냉각수 유량 조절 밸브(152)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 닫혀 있다. 이 때문에, 가스 터빈(10)의 정상 운전 시 제1 가열기(32)에서 가열되기 전의 고압수인 제1 급수는 냉각수 주입 라인(151)을 거쳐 냉각수로서 제1 급수 도입 라인(53) 속에 주입되지 않는다.
가스 터빈(10)을 긴급 정지시키는 경우나, 가스 터빈(10)의 출력을 급격히 감소시키는 경우, 연료 공급 라인(21)에 설치되어 있는 연료 유량 조절 밸브(22)의 밸브 개방도는 급격히 완전 폐쇄 또는 미세 개방으로 변한다. 이 경우, 연료 공급 라인(21)을 흐르는 연료(F)의 유량이 급격히 적어진다. 연료(F)의 유량이 급격히 적어지면, 제1 매체 열교환기(24)에서 매체로서의 연료(F)와 물과의 열교환량이 급격히 적어진다. 이 결과, 제1 매체 열교환기(24)에 유입하는 물의 냉각량이 급격히 적어지고, 제1 매체 열교환기(24)로부터 유출한 직후의 제1 급수의 온도가 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 비해 높아진다.
제2 급수 라인(52)에 도입되는 제1 급수의 온도가 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 비해 높아지면, 이 제1 급수는 제2 급수 라인(52)에 유입하는 과정에서 플러시할 우려가 있다. 라인 속에서 물이 플러시하면, 라인을 구성하는 배관이나, 이 라인에 설치되어 있는 각종 기기가 손상할 우려가 있다.
따라서 본 실시형태에서는, 온도계(154)에서 검지되는 온도(T1)가 설정 온도(T0)보다 커지면, 전술한 바와 같이, 냉각수 주입 공정(S5)에 있어서의 냉각수 유량 조절 공정(S8)이 실행된다. 이 냉각수 유량 조절 공정(S8)이 실행되면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 냉각수 유량 조절 밸브(152)가 개방하고, 냉각수 주입 라인(151)으로부터 제1 급수 도입 라인(53)에 냉각수가 주입되어, 제1 급수 도입 라인(53) 중에서 냉각수 주입 라인(151)보다도 제2 급수 라인(52) 측의 물의 온도가 저하하여, 온도계(154)에서 검지되는 온도(T1)가 설정 온도(T0)로 된다.
따라서 본 실시형태에서는, 제1 매체 열교환기(24)에 유입하는 매체로서의 연료(F)와 물과의 열교환량이 급격히 감소해도 제1 급수 도입 라인(53)으로부터 제2 급수 라인(52)에 물이 도입되는 과정에서의 플러시를 방지할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 제1 매체 열교환기(24)로부터 유출한 직후의 제1 급수의 온도가 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 비해 높아진 경우, 배경기술란에서 설명한 특허문헌 1에 기재된 기술처럼 제1 급수를 복수기에 방출하지 않고, 제1 급수 속에 냉각수를 주입한다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 특허문헌 1에 기재된 기술에 비해, 제2 급수 라인(52)에 유입하는 물의 유량의 급격한 감소를 억제할 수 있고, 급수 계통(50), 나아가서는 배열 회수 설비(100)를 안정 운전할 수 있다.
또한, 이상에서는 설정 온도(T0)가 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 제1 매체 열교환기(24)로부터 유출하는 제1 급수의 온도보다도 다소 높은 온도이다. 그러나 설정 온도(T0)는, 예를 들어 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 제1 매체 열교환기(24)로부터 유출하는 제1 급수의 온도보다도 다소 낮은 온도라도 좋다. 이 경우, 가스 터빈(10)의 정상 운전 시 제1 매체 열교환기(24)로부터 유출한 직후의 제1 급수의 온도는 설정 온도(T0)보다도 다소 높다. 이 때문에, 이 경우, 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 있어서도, 냉각수 유량 조절 밸브(152)가 미세하게 개방되어 있고, 냉각수 주입 라인(151)으로부터 제1 급수 도입 라인(53)에 냉각수가 주입되어, 온도계(154)에서 검지되는 온도(T1)가 설정 온도(T0)로 된다. 또한, 전술한 바와 같이, 가스 터빈(10)을 긴급 정지시킨 경우나, 가스 터빈(10)의 출력을 급격히 감소시킨 경우 등에서, 제1 매체 열교환기(24)로부터 유출한 직후의 제1 급수의 온도가 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 비해 높아진 경우에는, 냉각수 유량 조절 밸브(152)의 개방도가 정상 운전 시보다 커진다. 이 결과, 이 경우, 냉각수 주입 라인(151)으로부터 제1 급수 도입 라인(53)에 냉각수가 정상 운전 시보다도 많이 주입되어, 온도계(154)에서 검지되는 온도(T1)가 설정 온도(T0)로 된다.
「제 2 실시형태」
본 발명에 관한 급수 계통을 구비하는 콤바인드 사이클 플랜트의 제2 실시형태에 대해 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 콤바인드 사이클 플랜트는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태의 콤바인드 사이클 플랜트에 냉각수 주입 라인(161), 냉각수 유량 조절 밸브(162), 체크 밸브(163) 및 온도계(164)를 추가한 것이며, 기타의 구성은 기본적으로 동일하다.
냉각수 주입 라인(161)의 일단(一端)은 중압수 라인(141)에 접속되고, 냉각수 주입 라인(161)의 타단(他端)은 중압수 회수 라인(146) 중에서 제1 연료 예열기(23)와 회수 물 유량 조절 밸브(165) 사이의 위치에 접속되어 있다. 냉각수 유량 조절 밸브(162) 및 체크 밸브(163)는 모두 이 냉각수 주입 라인(161)에 설치되어 있다. 온도계(164)는 중압수 회수 라인(146) 중에서 냉각수 주입 라인(161)과의 접속 위치와 회수 물 유량 조절 밸브(165) 사이의 위치에 설치되어 있다.
본 실시형태의 콤바인드 사이클 플랜트는 이상과 같이 제1 실시형태의 콤바인드 사이클 플랜트에 냉각수 주입 라인(161) 등을 추가한 것이다. 따라서 본 실시형태의 콤바인드 사이클 플랜트도 제1 실시형태의 콤바인드 사이클 플랜트와 마찬가지로 공기 냉각기(32)를 제1 가열기(32)로 하는 급수 계통(50)(이하, 제1 급수 계통(50)으로 한다)을 구비한다. 또한, 본 실시형태의 콤바인드 사이클 플랜트는 중압 절탄기(112b)를 제1 가열기(112b)로 하는 급수 계통(이하, 제2 급수 계통(60)으로 한다)을 구비한다.
다음에, 본 실시형태의 제2 급수 계통(60)에 대해 도 6을 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 제2 급수 계통(60)은 중압수 라인(141), 중압 가열수 라인(142), 중압 가열수 분기 라인(145), 중압수 회수 라인(146), 냉각수 주입 라인(161), 이들의 라인에 설치되어 있는 밸브나 계기, 중압 절탄기(112b), 제1 연료 예열기(23)를 구비한다.
여기서, 이하의 설명의 형편상 중압수 라인(141)과 중압 가열수 라인(142)으로 구성되는 라인을 제1 급수 라인(61)으로 한다. 복수기(123)와 배열 회수 보일러(110)(도 5참조)의 저압 절탄기(112a)를 접속하는 급수 라인(131)을 제2 급수 라인(62)으로 한다. 중압 가열수 분기 라인(145)과 중압수 회수 라인(146)으로 구성되는 라인을 제1 급수 도입 라인(63)으로 한다. 중압 절탄기(112b)를 제1 가열기(112b)로 하고, 제1 연료 예열기(23)를 매체 열교환기(23)로 한다.
제1 실시형태에 있어서, 도 1을 사용하여 전술한 바와 같이, 복수기(123)로부터의 물은 급수 펌프(124)에서 승압되고, 제2 급수로서 급수 라인(131)인 제2 급수 라인(62)을 거쳐 배열 회수 보일러(110)의 저압 절탄기(112a)에 보내진다. 저압 절탄기(112a)에서 가열된 저압수인 저압 가열수의 일부는 중압 펌프(116b)에서 승압되고, 중압수로서 중압수 라인(141)을 거쳐 중압 절탄기(112b)에 보내진다. 이 중압수는 중압 절탄기(112b)에서 가열되어 중압 가열수로 된다. 즉, 도 6에 나타내는 바와 같이, 중압수인 제1 급수가 중압수 라인(141)인 제1 급수 라인(61)을 거쳐 제1 가열기(112b)인 중압 절탄기(112b)에 보내진다. 이 제1 급수는 제2 급수보다 압력이 높다. 이 제1 급수는 이 제1 가열기(112b)에서 가열된다(S1: 제1 가열 공정(도 4 참조)).
제1 가열기(112b)에서 가열된 제1 급수의 일부는 중압 가열수 분기 라인(145)과 중압수 회수 라인(146)으로 구성되는 제1 급수 도입 라인(63)을 거쳐 제1 연료 예열기(23)인 매체 열교환기(23)에 보내진다. 매체 열교환기(23)에서는, 매체로서의 연료(F)와 제1 급수가 열교환되어, 매체가 가열되는 한편, 제1 급수가 냉각된다(S2: 매체 열교환 공정). 이 제1 급수는 제1 급수 도입 라인(63)을 거쳐 제2 급수 라인(62) 속에 도입된다(S3: 제1 급수 도입 공정). 이 제1 급수는 급수 펌프(124)로부터의 물인 제2 급수와 함께 제2 급수 라인(62)을 거쳐 배열 회수 보일러의 저압 절탄기(112a)에 보내진다.
제1 급수 도입 라인(63)을 흐르는 제1 급수의 유량은 유량계(166)에 의해 검지된다. 회수 물 유량 조절 밸브(165)는 이 유량계(166)에서 검지되는 유량이 목적의 유량으로 되도록 자신의 밸브 개방도를 조절한다(S4: 유량 조절 공정). 이 목적의 유량은 가스 터빈(10)의 출력이나 가스 터빈(10)에 공급되는 연료의 유량에 따라 정해진다.
매체 열교환기(23)로부터 유출한 직후의 제1 급수의 온도는 제1 가열기(112b)에서 가열된 직후의 제1 급수의 온도보다도 낮고, 제2 급수의 온도에 가까운 온도이다. 제1 급수는 제1 급수 도입 라인(63)에 설치되어 있는 회수 물 유량 조절 밸브(165)를 통과하는 과정에서 감압되어 제2 급수 라인(62) 속의 압력과 거의 같은 압력으로 된다.
본 실시형태의 제2 급수 계통(60)에서도 제1 급수 계통(50)과 마찬가지로 이상의 공정과 병행하여 냉각수 주입 공정(S5)도 실행된다. 냉각수 주입 공정(S5)에서는, 온도계(164)에 의해 제1 급수 도입 라인(63) 중에서, 냉각수 주입 라인(161)과의 접속 위치와 매체 열교환기(23) 사이를 흐르는 물의 온도가 검지된다(S6: 온도 검지 공정). 냉각수 주입 공정(S5)에서는, 온도 검지 공정(S6)에서 검지된 온도(T1a)가 미리 정해져 있는 설정 온도(T0a)보다 크지 않은 경우, 온도 검지 공정(S6)으로 되돌아간다(S7에서 아니오). 한편, 온도 검지 공정(S6)에서 검지된 온도(T1a)가 설정 온도(T0a)보다 큰 경우, 냉각수 유량 조절 공정(S8)으로 진행한다. 냉각수 주입 공정(S5)에 있어서의 냉각수 유량 조절 공정(S8)에서는, 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로 온도계(164)에서 검지되는 온도가 설정 온도(T0a)로 되도록, 냉각수 유량 조절 밸브(162)의 개방도가 제어되어, 냉각수 주입 라인(161)으로부터 제1 급수 도입 라인(63)에 유입하는 냉각수의 유량이 조절된다. 이 냉각수는 제1 가열기(112b)에서 가열되어 있지 않은 제1 급수인 제1 미가열 급수이다. 이 결과, 제1 급수 도입 라인(63) 중에서, 냉각수 주입 라인(161)과의 접속 위치보다 제2 급수 라인(62) 측의 물의 온도가 저하하여, 온도계(164)에서 검지되는 온도가 설정 온도(T0a)로 된다.
만일, 설정 온도(T0a)가 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 매체 열교환기(23)로부터 유출하는 제1 급수의 온도보다도 다소 높은 온도인 경우에 대해 생각한다.
이 경우, 가스 터빈(10)의 정상 운전 시 냉각수 주입 라인(161)에 설치되어 있는 냉각수 유량 조절 밸브(162)는 닫혀 있다. 이 때문에, 가스 터빈(10)의 정상 운전 시 제1 가열기(112b)에서 가열되기 전의 중압수인 제1 급수는 냉각수 주입 라인(161)을 거쳐 제1 급수 도입 라인(63) 중에 주입되지 않는다.
전술한 바와 같이, 가스 터빈(10)을 긴급 정지시키는 경우나, 가스 터빈(10)의 출력을 급격히 감소시키는 경우, 연료 공급 라인(21)을 흐르는 연료의 유량이 급격히 적어진다.
연료의 유량이 급격히 적어지면, 매체 열교환기(23)에서 매체로서의 연료(F)와 물과의 열교환량이 급격히 적어진다. 이 결과, 매체 열교환기(23)에 유입하는 물의 냉각량이 급격히 적어지고, 매체 열교환기(23)로부터 유출한 직후의 제1 급수의 온도가 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 비해 높아진다.
제2 급수 라인(62)에 도입되는 제1 급수의 온도가 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 비해 높아지면, 이 제1 급수는 제2 급수 라인(62)에 유입하는 과정에서 플러시할 우려가 있다.
그래서 본 실시형태에서는, 온도계(164)에서 검지되는 온도(T1a)가 미리 정해져 있는 온도(T0a)보다 커지면, 전술한 바와 같이, 냉각수 주입 공정(S5)에 있어서의 냉각수 유량 조절 공정(S8)이 실행된다.
따라서 본 실시형태의 제2 급수 계통(60)에서도 제1 급수 계통(50)과 마찬가지로 라인 속에서의 플러시를 방지할 수 있는 동시에 제2 급수 라인(62)에 유입하는 물의 유량의 급격한 감소를 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태의 콤바인드 사이클 플랜트는 제1 급수 계통(50)과 제2 급수 계통(60)을 구비하고 있다. 그러나, 예를 들어 제1 급수 계통(50)에 있어서의 제1 급수 도입 라인(53)에서 물의 온도나 압력의 관계 등으로부터 제1 급수 도입 라인(53) 속에서 플러시 발생의 우려가 없을 경우에는, 이 제1 급수 계통(50)에 냉각수 주입 라인(151)을 설치하지 않아도 좋다. 또한, 제2 급수 계통(60)에 있어서의 제1 급수 도입 라인(63)에서 물의 온도나 압력의 관계 등으로부터 제1 급수 도입 라인(63) 속에서 플러시 발생의 우려가 없는 경우에는, 제1 실시형태와 마찬가지로 이 제2 급수 계통(60)에 냉각수 주입 라인(161)을 설치하지 않아도 좋다.
또한, 본 실시형태에서도, 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 설정 온도(T0a)는, 예를 들어 가스 터빈(10)의 정상 운전 시에 매체 열교환기(23)로부터 유출하는 제1 급수의 온도보다도 다소 낮은 온도라도 좋다.
「변형예」
이상의 실시형태에 있어서의 각 급수 계통(50, 60)에서는 유량계(156, 166)에서 물의 유량을 검지하고, 이 유량계(156, 166)에서 검지된 유량이 목적의 유량으로 되도록 피드백 제어를 실행한다. 그러나 유량계(156, 166)에서 물의 유량을 검지하지 않아도 좋다. 이 경우, 예를 들어 가스 터빈(10)의 부하 등 가스 터빈(10)의 운전 상황에 따라 목적의 수류량(水流量)을 정하고, 실제의 수류량이 이 목적의 수류량으로 되도록 피드 포워드(feed forward) 제어를 실행한다.
상기 실시형태에 있어서의 급수 계통(50)에서는, 냉각수 주입 라인(151)이 제1 급수 주 라인(51a) 중에서, 제1 급수 분기 라인(51b)의 분기 위치보다 고압 펌프(116c) 측의 위치에 접속되어 있다. 그러나 이 냉각수 주입 라인(151)은 제1 급수 분기 라인(51b) 중에서, 제1 가열기(32)보다도 제1 급수 주 라인(51a) 측의 위치에 접속해도 좋다. 또한, 이 냉각수 주입 라인(151)은 제1 급수 주 라인(51a) 중에서, 제1 급수 분기 라인(51b)의 분기 위치와 제2 가열기(112c) 사이의 위치에 접속해도 좋다. 즉, 냉각수 주입 라인(151)은 제1 급수 라인(51)을 흐르는 제1 급수에서, 제1 가열기(32) 및 제2 가열기(112c)에 도달하기 전의 제1 급수가 냉각수 주입 라인(151)에 유입할 수 있는 위치라면 어떠한 위치에 접속해도 좋다.
상기 실시형태에 있어서의 급수 계통(50)에서는, 중압 가열수 분기 라인(145)에 제1 급수 도입 라인(53)을 접속하고, 이 중압 가열수 분기 라인(145)을 제2 급수 라인(52)으로 하고 있다. 그러나 중압 가열수 라인(142) 중에서 중압 가열수 분기 라인(145)의 분기 위치보다 중압 절탄기(112b) 측의 위치에 제1 급수 도입 라인(53)을 접속하고, 중압 가열수 라인(142) 중에서 중압 가열수 분기 라인(145)의 분기 위치보다 중압 절탄기(112b) 측의 부분을 제2 급수 라인으로 해도 좋다. 즉, 제2 급수 라인은 제1 급수 라인(51)을 흐르는 제1 급수보다 압력이 낮은 물이 흐르는 라인이라면 상기 실시형태의 제2 급수 라인(53)에 한정되지 않는다.
또한, 이상의 실시형태에 있어서의 각 급수 계통에서는, 매체 열교환기로부터 유출한 직후의 제1 급수를 냉각하기 위한 냉각수로서 제1 가열기에서 가열되기 전의 제1 급수를 사용한다. 그러나 냉각수는 제1 가열기에서 가열되기 전의 제1 급수를 사용하지 않아도 매체 열교환기로부터 유출한 직후의 제1 급수를 냉각할 수 있다면 다른 물을 사용해도 좋다. 단, 다른 물을 사용하는 경우, 매체 열교환기로부터 유출한 직후의 제1 급수에 물을 주입할 수 있도록 이 다른 물을 승압하는 기기가 별도로 필요해진다. 한편, 이상의 각 실시형태처럼 냉각수로서 제1 가열기에서 가열되기 전의 제1 급수를 사용하면, 냉각수를 승압하는 기기를 별도 설치할 필요가 없다.
이상의 실시형태의 매체 열교환기는 모두 물과 매체로서의 연료(F)를 열교환시키고 있다. 그러나 매체 열교환기에 있어서의 매체는 연료(F)일 필요성은 없고, 다른 매체라도 좋다.
이상의 실시형태는 모두 가스 터빈과 증기 터빈을 조합한 플랜트인 콤바인드 사이클 플랜트에 본 발명을 적용한 예이다. 그러나 콤바인드 사이클 플랜트를 제외하는 플랜트에 본 발명을 적용해도 좋다. 예를 들어, 가스 터빈 및 배열 회수 보일러를 구비하고 있지만 증기 터빈을 구비하고 있지 않은 플랜트에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 보일러를 구비하고 있지만 가스 터빈도 증기 터빈도 구비하고 있지 않은 플랜트에 본 발명을 적용해도 좋다. 즉, 매체와 물을 열교환시키는 매체 열교환기를 통한 물이 플러시할 수 있는 환경을 갖는 플랜트라면, 본 발명을 적용해도 좋다.
(산업상 이용 가능성)
본 발명의 일 양태에 따르면, 물과 매체와의 열교환량이 급감한 경우라도 이 물이 플러시되는 것을 방지하면서 계통의 운전 상황의 변화를 억제할 수 있다.
1: 가스 터빈 설비
10: 가스 터빈
11: 압축기
12: 압축기 로터
14: 터빈
15: 터빈 로터
15a: 로터 축
15b: 동익열
16: 터빈 케이싱
19: 연소기
20: 연료 공급 계통
21: 연료 공급 라인
22: 연료 유량 조절 밸브
23: 제1 연료 예열기(매체 열교환기 또는 제2 매체 열교환기)
24: 제2 연료 예열기(매체 열교환기 또는 제1 매체 열교환기)
30: 부품 냉각 계통
31: 추기 라인
32: 공기 냉각기(제1 가열기)
50: 급수 계통(제1 급수 계통)
51, 61: 제1 급수 라인
51a: 제1 급수 주 라인
51b: 제1 급수 분기 라인
52, 62: 제2 급수 라인
53, 63: 제1 급수 도입 라인
60: 제2 급수 계통
100: 배열 회수 장치
110: 배열 회수 보일러
111a: 저압 증기 발생부
111b: 중압 증기 발생부
111c: 고압 증기 발생부
112a: 저압 절탄기
113a: 저압 증발기
114a: 저압 과열기
112b: 중압 절탄기(제1 가열기)
113b: 중압 증발기
114b: 중압 과열기
112c: 고압 절탄기(제2 가열기)
113c: 고압 증발기
114c: 고압 과열기
116b: 중압 펌프
116c: 고압 펌프
119: 굴뚝
121a: 저압 증기 터빈
121b: 중압 증기 터빈
121c: 고압 증기 터빈
123: 복수기
124: 급수 펌프
131: 급수 라인
132: 저압 증기 라인
133: 중압 증기 라인
136: 재열 증기 라인
137: 중압 증기 회수 라인
138: 고압 증기 라인
139: 고압 증기 회수 라인
141: 중압수 라인
142: 중압 가열수 라인
143: 고압수 라인
144: 고압 가열수 라인
145: 중압 가열수 분기 라인
146: 중압수 회수 라인
147: 고압수 주 라인
148: 고압수 분기 라인
149: 고압수 도입 라인
151, 161: 냉각수 주입 라인
152, 162: 냉각수 유량 조절 밸브
153, 163: 체크 밸브
154, 164: 온도계
155, 156: 회수 물 유량 조절 밸브
156, 166: 유량계

Claims (19)

  1. 제1 급수가 흐르는 제1 급수 라인과,
    상기 제1 급수보다 압력이 낮은 제2 급수가 흐르는 제2 급수 라인과,
    상기 제1 급수를 가열하는 제1 가열기와,
    상기 제1 가열기에서 가열된 상기 제1 급수인 제1 가열 급수를 상기 제2 급수 라인에 인도하는 제1 급수 도입 라인과,
    상기 제1 급수 도입 라인 중에 설치되고 상기 제1 가열 급수와 매체를 열교환시켜 상기 제1 가열 급수를 냉각하는 한편, 상기 매체를 가열하는 매체 열교환기와,
    상기 제1 급수 도입 라인 중에서 상기 매체 열교환기보다도 상기 제2 급수 라인 측의 위치에 상기 제1 가열 급수보다 온도가 낮은 냉각수를 주입하는 냉각수 주입 라인
    을 구비하는 급수 계통.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각수 주입 라인은 상기 제1 급수 라인 중 상기 제1 가열기에서 가열되어 있지 않은 상기 제1 급수인 제1 미가열 급수가 흐르는 부분으로부터 분기하고 있는 라인이며,
    상기 냉각수 주입 라인은 상기 냉각수로서 상기 제1 미가열 급수를 상기 제1 급수 도입 라인에 주입하는
    급수 계통.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 급수 도입 라인 중에서, 상기 냉각수 주입 라인으로부터의 상기 냉각수가 주입되는 위치보다 상기 제2 급수 라인 측의 위치에서의 물의 온도를 검지하는 온도계와,
    상기 온도계에서 검지되는 온도가 미리 정해진 온도 범위 안에 들어가도록 상기 냉각수 주입 라인을 흐르는 상기 냉각수의 유량을 조절하는 냉각수 유량 조절 밸브
    를 구비하는 급수 계통.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 급수 도입 라인 중에서, 상기 냉각수 주입 라인으로부터의 상기 냉각수가 주입되는 위치보다 상기 제2 급수 라인 측의 위치에 설치되어 상기 제1 급수 도입 라인으로부터 상기 제2 급수 라인에 유입하는 물의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브를 구비하는
    급수 계통.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가열기는 가스 터빈의 압축기로부터 추기된 압축 공기와 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 압축 공기를 냉각하는 한편, 상기 제1 급수를 가열하는 열교환기인
    급수 계통.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 급수 라인은 제1 급수 주 라인과, 상기 제1 급수 주 라인으로부터 분기한 제1 급수 분기 라인을 갖고,
    상기 제1 급수 주 라인 중 상기 제1 급수 분기 라인과의 분기 위치보다 하류 측에 설치되어 상기 제1 급수 주 라인을 흐르는 상기 제1 급수를 가열하는 제2 가열기를 구비하고,
    상기 제1 가열기는 상기 제1 급수 분기 라인에 설치되어 상기 제1 급수 분기 라인을 흐르는 상기 제1 급수를 가열하는
    급수 계통.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 급수 분기 라인에는, 상기 제1 급수 도입 라인이 접속되고,
    상기 제1 가열기는 상기 제1 급수 분기 라인 중에서 상기 제1 급수 도입 라인이 접속되어 있는 위치보다 상기 분기 위치 측에 설치되며,
    상기 제1 급수 분기 라인은 상기 제1 급수 주 라인 중 상기 제2 가열기가 설치되어 있는 위치보다 하류 측에 접속되어 있는
    급수 계통.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매체 열교환기인 제1 매체 열교환기에서 상기 매체가 가열되기 전에 상기 매체를 물과 열교환시켜 상기 매체를 가열하는 한편, 상기 물을 냉각하는 제2 매체 열교환기를 구비하는
    급수 계통.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 매체 열교환기는 상기 제2 급수 라인 중에서 상기 제1 급수 도입 라인이 접속되어 있는 위치보다 하류 측에 설치되어 상기 제2 급수 라인을 흐르는 물과 상기 매체를 열교환하는 열교환기인
    급수 계통.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매체는 가스 터빈에 공급되는 연료이며,
    상기 매체 열교환기는 상기 연료를 가열하는 연료 예열기인
    급수 계통.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재한 급수 계통과,
    가스 터빈으로부터의 배기 가스와 상기 제1 급수 라인을 거쳐 온 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 제1 급수를 가열하여 증기로 하는 증발기
    를 구비하는 증기 발생 설비.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재한 급수 계통과,
    가스 터빈으로부터의 배기 가스와 상기 제1 급수 라인을 거쳐 온 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 제1 급수를 가열하여 증기로 하는 증발기
    를 구비하며,
    상기 제1 가열기는 상기 배기 가스와 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 증발기에 유입하는 상기 제1 급수를 가열하는 절탄기인
    증기 발생 설비.
  13. 제 6 항 또는 제 7 항에 기재한 급수 계통과,
    가스 터빈으로부터의 배기 가스와 상기 제1 급수 라인을 거쳐 온 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 제1 급수를 가열하여 증기로 하는 증발기
    를 구비하며,
    상기 제2 가열기는 상기 배기 가스와 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 증발기에 유입하는 상기 제1 급수를 가열하는 절탄기인
    증기 발생 설비.
  14. 제1 급수를 가열하는 제1 가열 공정과,
    상기 제1 가열 공정에서 가열된 상기 제1 급수인 제1 가열 급수와 매체를 열교환시켜 상기 제1 가열 급수를 냉각하는 한편, 상기 매체를 가열하는 매체 열교환 공정과,
    상기 제1 급수보다 압력이 낮은 제2 급수 속에 상기 매체 열교환 공정을 거친 상기 제1 가열 급수를 도입하는 제1 급수 도입 공정과,
    상기 매체 열교환 공정을 거친 후, 상기 제2 급수 중에 도입되기 전의 상기 제1 가열 급수 속에 상기 제1 가열 급수보다 온도가 낮은 냉각수를 주입하는 냉각수 주입 공정
    을 실행하는 급수 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 냉각수 주입 공정에서는, 상기 제1 가열 공정에서 가열되어 있지 않은 상기 제1 급수인 제1 미가열 급수를 상기 냉각수로서 사용하는
    급수 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 냉각수 주입 공정에서는, 상기 제1 가열 급수를 포함하는 물이 상기 제2 급수에 도입되기 전에, 상기 물의 온도가 미리 정해진 온도 범위 안에 들어가도록 상기 냉각수의 유량을 조절하는 냉각수 유량 조절 공정을 포함하는
    급수 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 급수 중에 도입되는 상기 제1 가열 급수를 포함하는 물의 유량을 조절하는 유량 조절 공정을 실행하는
    급수 방법.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가열 공정에서는, 가스 터빈의 압축기로부터 추기된 압축 공기와 상기 제1 급수를 열교환시켜 상기 압축 공기를 냉각하는 한편, 상기 제1 급수를 가열하는
    급수 방법.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매체 열교환 공정에서는, 상기 매체로서 가스 터빈에 공급되는 연료를 사용하고, 제1 가열 급수와 상기 연료를 열교환시켜 상기 제1 가열 급수를 냉각하는 한편, 상기 연료를 가열하는
    급수 방법.
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