KR20180104468A - 보조 발전 장치 및 이를 포함하는 증기터빈 - Google Patents

보조 발전 장치 및 이를 포함하는 증기터빈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보조 발전 장치 및 이를 포함하는 증기터빈에 관한 것으로, 내측부에는 유로가 형성되고, 외측부에는 일정공간을 구획하는 지지빔이 배치된 파이프바디와 상기 지지빔에 탈착되고, 상기 파이프바디의 외측 둘레를 따라 배치되는 제1 열전부재 및 상기 지지빔에 탈착되고, 상기 열전부재의 외측 둘레를 따라 배치되는 단열부재를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 증기터빈에서 작동유체가 흐르는 파이프상에 열전소자를 배치하여 열을 회수하여 보조 발전함으로써, 궁극적으로는 증기터빈의 발전효율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

보조 발전 장치 및 이를 포함하는 증기터빈 {ADDITIONAL GENERATING APPARATUS AND STEAM TURBINE HAVING THE SAME}
본 발명은 보조 발전 장치 및 이를 포함하는 증기터빈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증기터빈에서 작동유체가 흐르는 파이프상에 열전소자를 배치하여 회수열을 이용한 보조 발전을 하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 증기터빈의 한 종류는 고압터빈, 중압터빈, 저압터빈, 응축기, 보일러 등을 포함하여 구성될 수 있다.
증기터빈의 동력 생산에 사용되는 작동유체는 먼저 고압터빈을 거쳐 중압터빈으로 유입된 후 저압터빈을 통해 응축기로 흐르는 동안 터빈을 작동시켜 동력을 생산하게 된다. 이때 고압터빈에서 배출되고 중압터빈으로 유입되는 작동유체는, 응축기를 거쳐 고압터빈으로 유입되는 작동유체와, 보일러에서 열교환되며 재열과정을 거치도록 구성되기도 한다.
한편, 보일러에서 가열되어 고압터빈으로 유입되는 작동유체가 흐르는 파이프, 고압터빈에서 배출되어 재열기(또는 보일러)로 유입되는 작동유체가 흐르는 파이프, 재열기에서 재가열되어 중압터빈으로 유입되는 작동유체가 흐르는 파이프 등에서는 증기터빈상의 다른 지점에 배치되는 파이프에 비해 상대적으로 고열인 작동유체가 흐르며, 상대적인 열손실이 높은 편이다. 대부분 파이프를 이동하는 과정에서 외부로의 열손실이 발생한다.
종래에는 도 1에서와 같이 상기와 같은 파이프(3)의 외측 둘레에 단열재(2,4)를 배치하여 유로(3a)를 흐르는 작동유체의 열손실을 완화하였다. 다만 파이프(3)를 흐르는 작동유체로부터 발생되는 열을 단열하여 그 온도가 유지됨과 동시에 열을 회수할 수 있는 장치가 개발된다면, 열효율을 보다 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
국내특허 등록번호:KR10-1694979B1
본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 증기터빈에서 작동유체가 흐르는 파이프상에 열전소자를 배치하여 보조 발전하는 장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 보조 발전 장치에 관한 것으로, 내측부에는 유로가 형성되고, 외측부에는 일정공간을 구획하는 복수의 지지빔이 배치된 파이프바디와 상기 지지빔에 탈착되고, 상기 파이프바디의 외측 둘레를 따라 배치되는 제1 열전부재 및 상기 지지빔에 탈착되고, 상기 제1 열전부재의 외측 둘레를 따라 배치되는 단열부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 열전부재는, 상기 지지빔이 구획하는 일정공간에 대응하는 형상으로 제공되는 제1 바디프레임과 상기 제1 바디프레임상에 배치되는 제1 열전소자와 상기 제1 바디프레임의 측부에 배치되는 접합유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 접합유닛은, 자력물질일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 파이프바디는, 상기 지지빔에 배치되고, 상기 단열부재에 형성된 끼움홈에 맞춤 삽입되는 돌기블록을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 파이프바디상에는 상기 유로 내부로 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부 내부에는 제2 열전부재가 배치되며, 상기 제2 열전부재는, 상기 돌출부 내부에 대응하는 형상으로 제공되는 제2 바디프레임 및
상기 제2 바디프레임상에 배치되는 제2 열전소자를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 열전부재가 상기 돌출부에서 탈착 가능하도록, 상기 파이프바디상에 배치되는 탈착부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 탈착부재는, 상기 제2 바디프레임상에 배치되는 랙기어 및 회전축에는 상기 랙기어와 맞물리는 피니언기어가 장착되며, 상기 파이프바디상에서 상기 돌출부에 인접하여 배치되는 구동모터를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 탈착부재는, 상기 제2 바디프레임의 이동이 원활토록, 상기 돌출부의 내부에 배치되고 상기 제2 바디프레임이 안착되는 리니어가이드를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 탈착부재는, 상기 돌출부의 외측에서 상기 파이프바디상에 도어샤프트에 의해 개폐 가능하게 연결되며 배치되는 개폐도어를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 단열부재의 측부에는 자력유닛이 배치될 수 있다.
또한, 본 발명인 증기터빈은 작동유체를 가열하는 보일러와 상기 보일러와 제1 파이프로 연결되는 고압터빈과 상기 고압터빈과 제2 파이프로 연결되는 재열기와 상기 재열기와 제3 파이프로 연결되는 중압터빈과 상기 중압터빈과 연결되는 저압터빈 및 상기 저압터빈과 상기 보일러간에 연결되는 응축기를 포함하되, 상기 보조 발전 장치는 상기 제1,2,3 파이프 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 보조 발전 장치의 제1 열전부재는 상기 파이프바디의 길이방향을 따라 상기 지지빔과 상기 서클빔이 형성하는 복수의 일정공간에 복수로 배치되되, 상기 A고온구역에 배치될 때는 상기 고압터빈보다 상기 보일러에 인접할수록 조밀하게 배치되고, 상기 B고온구역에 배치될 때는 상기 재열기보다 상기 고압터빈에 인접할수록 조밀하게 배치되며, 상기 C고온구역에 배치될 때는 상기 중압터빈보다 상기 재열기에 인접할수록 조밀하게 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 보조 발전 장치의 제2 열전부재는 상기 파이프바디의 길이방향을 따라 제공되는 복수의 돌출부에 복수로 배치되되, 상기 A고온구역에 배치될 때는 상기 고압터빈보다 상기 보일러에 인접할수록 배치간격이 조밀하고, 상기 B고온구역에 배치될 때는 상기 재열기보다 상기 고압터빈에 인접할수록 배치간격이 조밀하며, 상기 C고온구역에 배치될 때는 상기 중압터빈보다 상기 재열기에 인접할수록 배치간격이 조밀하게 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 증기터빈의 작동유체가 흐르는 파이프상에 열전소자를 배치하고, 작동유체가 함유하고 있는 열을 회수함으로써, 증기터빈에 의한 주발전과 함께 보조적인 발전 생산을 가능케 한다.
더불어 열전소자의 둘레에 단열재를 함께 배치함에 따라, 외부로의 열손실을 최소화할 수 있다.
이는 궁극적으로 증기터빈의 발전효율 향상에도 도움을 주게 된다.
도 1은 종래 증기터빈에 사용되는 파이프의 구조를 나타낸 도면.
도 2a는 본 발명인 보조 발전 장치의 제1 실시예를 나타낸 정단면도.
도 2b는 도 2a에 도시된 발명의 측면도.
도 3a는 본 발명인 보조 발전 장치의 제2 실시예를 나타낸 정단면도.
도 3b는 도 3a에 도시된 발명의 측면도.
도 4는 본 발명이 적용되는 증기터빈 시스템상의 위치를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 보조 발전 장치 및 이를 포함하는 증기터빈의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
[제1 실시예]
도 2a는 본 발명인 보조 발전 장치의 제1 실시예를 나타낸 정단면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 발명의 측면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 본 발명인 보조 발전 장치의 제 1 실시예에서는 파이프바디(20), 제1 열전부재(30) 및 단열부재(40)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 파이프바디(20)의 내측부에는 증기터빈의 작동유체가 흐르는 유로(20a)가 형성되어 있으며, 상기 파이프바디(20)의 외측부에는 일정공간을 구획하는 복수의 지지빔(21)이 방사방향으로 배치될 수 있다.
그리고 서클빔(23)이 파이프의 외주면을 따라 상기 지지빔(21)과 연결되며 배치되어 구조적 강성을 향상시켜 지지빔(21)의 뒤틀림, 휨 등을 방지하도록 제공될 수 있다.
또한 상기 제1 열전부재(30)는 상기 지지빔(21)에 탈착 가능하도록 제공되되, 상기 파이프바디(20)의 외측 둘레를 따라 방사방향으로 감싸며 배치될 수 있다. 이러한 상기 제1 열전부재(30)는 제1 바디프레임(31), 제1 열전소자(33) 및 접합유닛(32)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1 바디프레임(31)은 상기 복수의 지지빔(21)이 구획하는 일정공간에 대응되는 형상으로 구현될 수 있으며, 상기 제1 열전소자(33)가 장착되는 케이스의 기능을 하게 된다. 상기 제1 바디프레임(31)은 복수로 제공되며, 일정공간에 장착되어 상기 파이프바디(20)의 외측 둘레를 따라 배치되게 된다.
그리고 상기 제1 열전소자(33)는 상기 제1 바디프레임(31)상에 배치되고, 상기 파이프바디(20)의 외면에 접하도록 배치될 수 있다. 이는 상기 제1 열전소자(33)에서 제베크 효과(seebeck effect)에 의한 온도차에 의한 발전량을 보다 높이기 위함이다. 본 발명의 실시예에서 상기 제1 열전소자(33)는 열전발전기(thermo electric generator)일 수 있다.
다음 상기 접합유닛(32)은 상기 제1 바디프레임(31)의 측부에 배치되고, 상기 바디프레임이 상기 지지빔(21)에 접합되도록 제공될 수 있다. 이러한 상기 접합유닛(32)은 영구자석과 같은 자력물질일 수 있다. 즉 상기 지지빔(21)은 파이프바디(20)와 함께 일반적으로 산업설비에서 사용되는 금속재질로 구현될 수 있으며, 따라서 상기 접합유닛(32)은 자력을 이용하여 상기 제1 바디프레임(31)을 상기 지지빔(21)에 접합되도록 하게 된다. 물론 지지빔(21) 및 파이프바디(20)의 재질에 따라서는 다른 방식으로도 가능하며, 반드시 이에 한정될 것은 아니다.
한편, 상기 단열부재(40)는 상기 지지빔(21)에 탈착되고, 상기 제1 열전부재(30)의 외측 둘레를 따라 배치되어, 작동유체의 열손실을 최소화하도록 제공될 수 있다.
이때 상기 단열부재(40)의 측부에도 자력유닛이 배치되어, 상기 자력유닛에 의해 상기 단열부재(40)가 상기 지지빔(21)에 탈착되도록 제공될 수 있다. 물론 반드시 이에 한정될 것은 아니다.
다음 상기 파이프바디(20)상에는 도 2b에서와 같이 돌기블록(22)이 배치될 수 있으며, 이러한 상기 돌기블록(22)은 상기 지지빔(21)상에 배치되고, 상기 단열부재(40)에 형성된 끼움홈(42)에 맞춤 삽입되도록 제공될 수 있다.
상기 접합유닛(32)에 의해 상기 제1 바디프레임(31)은 상기 지지빔(21)에 탈착 가능하게 접합되고, 동시에 끼움홈(42)에 돌기블록(22)이 맞춤 삽입됨으로써, 보다 단단하게 지지빔(21)상에서 단열부재(40) 및 제1 바디프레임(31)의 위치를 고정할 수 있게 된다.
상기와 같은 구조를 통해 파이프의 유로(20a)(20a)를 흐르는 작동유체는 제1 열전소자(33)와의 온도차를 통해, 제1 열전소자(33)에서 발전이 일어나도록 하여, 증기터빈의 보조 발전이 가능하게 한다. 이때 단열부재(40)가 배치되어 있어 외부로의 열손실 또한 최소화할 수 있다.
[제2 실시예]
도 3a는 본 발명인 보조 발전 장치의 제2 실시예를 나타낸 정단면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 발명의 측면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참고하면, 본 발명인 보조 발전 장치의 제 2 실시예에서는 파이프바디(20), 제1 열전부재(30), 제2 열전부재(70), 탈착부재(60) 및 단열부재(40)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 파이프바디(20)의 내측부에는 증기터빈의 작동유체가 흐르는 유로(20a)가 형성되어 있으며, 상기 파이프바디(20)의 외측부에는 일정공간을 구획하는 복수의 지지빔(21)이 방사방향으로 배치될 수 있다.
그리고 서클빔(23)이 파이프의 외주면을 따라 상기 지지빔(21)과 연결되며 배치되어 구조적 강성을 향상시켜 지지빔(21)의 뒤틀림, 휨 등을 방지하도록 제공될 수 있다.
또한 상기 제1 열전부재(30)는 상기 지지빔(21)에 탈착 가능하도록 제공되되, 상기 파이프바디(20)의 외측 둘레를 따라 방사방향으로 감싸며 배치될 수 있다. 이러한 상기 제1 열전부재(30)는 제1 바디프레임(31), 제1 열전소자(33) 및 접합유닛(32)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1 바디프레임(31)은 상기 복수의 지지빔(21)이 구획하는 일정공간에 대응되는 형상으로 구현될 수 있으며, 상기 제1 열전소자(33)가 장착되는 케이스의 기능을 하게 된다. 상기 제1 바디프레임(31)은 복수로 제공되며, 일정공간에 장착되어 상기 파이프바디(20)의 외측 둘레를 따라 배치되게 된다.
그리고 상기 제1 열전소자(33)는 상기 제1 바디프레임(31)상에 배치되고, 상기 파이프바디(20)의 외면에 접하도록 배치될 수 있다. 이는 상기 제1 열전소자(33)에서 제베크 효과(seebeck effect)에 의한 온도차에 의한 발전량을 보다 높이기 위함이다. 본 발명의 실시예에서 상기 제1 열전소자(33)는 열전발전기(thermo electric generator)일 수 있다.
다음 상기 접합유닛(32)은 상기 제1 바디프레임(31)의 측부에 배치되고, 상기 바디프레임이 상기 지지빔(21)에 접합되도록 제공될 수 있다. 이러한 상기 접합유닛(32)은 영구자석과 같은 자력물질일 수 있다. 즉 상기 지지빔(21)은 파이프바디(20)와 함께 일반적으로 산업설비에서 사용되는 금속재질로 구현될 수 있으며, 따라서 상기 접합유닛(32)은 자력을 이용하여 상기 제1 바디프레임(31)을 상기 지지빔(21)에 접합되도록 하게 된다. 물론 지지빔(21) 및 파이프바디(20)의 재질에 따라서는 다른 방식으로도 가능하며, 반드시 이에 한정될 것은 아니다.
한편, 상기 단열부재(40)는 상기 지지빔(21)에 탈착되고, 상기 제1 열전부재(30)의 외측 둘레를 따라 배치되어, 작동유체의 열손실을 최소화하도록 제공될 수 있다.
이때 상기 단열부재(40)의 측부에도 자력유닛이 배치되어, 상기 자력유닛에 의해 상기 단열부재(40)가 상기 지지빔(21)에 탈착되도록 제공될 수 있다. 물론 반드시 이에 한정될 것은 아니다.
다음 상기 파이프바디(20)상에는 도 3b에서와 같이 돌기블록(22)이 배치될 수 있으며, 이러한 상기 돌기블록(22)은 상기 지지빔(21)상에 배치되고, 상기 단열부재(40)에 형성된 끼움홈(42)에 맞춤 삽입되도록 제공될 수 있다.
상기 접합유닛(32)에 의해 상기 제1 바디프레임(31)은 상기 지지빔(21)에 탈착 가능하게 접합되고, 동시에 끼움홈(42)에 돌기블록(22)이 맞춤 삽입됨으로써, 보다 단단하게 지지빔(21)상에서 단열부재(40) 및 제1 바디프레임(31)의 위치를 고정할 수 있게 된다.
다음으로 상기 파이프바디(20)상에는 상기 유로(20a) 내부로 돌출된 돌출부(27)가 형성되고, 상기 돌출부(27) 내부에는 유로(20a)의 중앙부를 흐르는 작동유체의 열에 의한 온도차로 발전하는 상기 제2 열전부재(70)가 배치될 수 있다.
이러한 상기 제2 열전부재(70)는 제2 바디프레임(71) 및 제2 열전소자(73)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제2 바디프레임(71)은 상기 돌출부(27) 내부에 대응하는 형상으로 제공될 수 있으며, 상기 제2 열전소자(73)는 상기 제2 바디프레임(71)상에 배치되어, 돌출부(27) 내부로 삽입되게 된다.
이때 상기 탈착부재(60)는 상기 제2 열전부재(70)가 상기 돌출부(27)에서 탈착 가능하도록, 상기 파이프바디(20)상의 도어프레임(25) 부위에 배치될 수 있다. 이러한 상기 탈착부재(60)는 랙기어(63), 피니언기어(61), 구동모터, 리니어가이드 및 개폐도어(64)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선 상기 랙기어(63)는 상기 제2 바디프레임(71)상에 배치될 수 있다. 그리고 상기 구동모터는 상기 파이프바디(20)상에서 상기 돌출부(27)의 외측에 인접하여 고정브라켓(62a)에 의해 고정되어 배치될 수 있으며, 상기 구동모터의 회전축에는 상기 랙기어(63)와 맞물리는 피니언기어(61)가 장착될 수 있다.
작업자가 상기 구동모터를 구동하면 피니언기어(61)가 회전하게 되어 피니언기어(61)와 맞물려 있는 랙기어(63)가 이동하게 된다. 이에 따라 돌출부(27) 내부에서 랙기어(63)가 배치된 제2 바디프레임(71)이 이동할 수 있게 된다.
이때 상기 리니어가이드가 상기 제2 바디프레임(71)의 이동이 원활토록, 상기 돌출부(27)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 제2 바디프레임(71)은 도 3b에서와 같이 상기 리니어가이드의 상단에 안착되어 랙기어(63)의 이동에 따라 리니어가이드를 타고 탈착 가능하게 된다.
그리고 상기 개폐도어(64)는 상기 돌출부(27)의 외측에서 상기 파이프바디(20)상에 도어샤프트(65)에 의해 개폐 가능하게 연결되며 배치될 수 있다. 상기 개폐도어(64)의 외측은 상기 파이프바디(20)의 외주면 곡률과 동일한 곡률로 라운딩(rounding) 가공처리될 수 있으며, 상기 개폐도어(64)의 내측은 플랫(flat) 가공처리될 수 있다.
외측이 라운딩 가공처리됨에 따라 일정한 둥근 파이프 형상을 유지할 수 있으며, 내측이 플랫 가공처리되어 제2 바디프레임(71)이 간섭없이 안정적으로 배치될 수 있다. 도어 개방시에는 플랫 가공처리되어 있어 제2 바디프레임(71)의 탈거 및 장착이 용이하다.
여기서 상기 개폐도어(64)는 단열재질일 수 있다. 이는 상기 돌출부(27)를 통한 열손실을 방지하기 위함이다.
작업자는 개폐도어(64)를 개방한 상태에서, 제2 열전부재(70)를 리니어가이드에 안착시킨 후 구동모터를 구동하면, 피니언기어(61)가 회전함에 따라 랙기어(63)가 이동하고 이에 따라 제2 바디프레임(71)이 리니어가이드를 따라 삽입되게 된다.
반대로 제2 열전부재(70)를 교체 또는 보수하고자 하는 경우 작업자는 개폐도어(64)를 열고, 구동모터를 역회전시켜 제2 바디프레임(71)을 탈거할 수 있다.
상기와 같은 구조를 통해 작업자는 각각의 제1,2 열전부재(30, 70)가 노후화, 손상 등이 발생했을 때, 개별적으로 탈거하여 교체, 수리 등을 실행할 수 있어, 설비의 유지관리비용을 절감할 수 있는 효과도 있게 된다.
우선 도 4를 참고하면 본 발명이 배치되는 증기터빈(100)상의 고온구역(A,B,C)를 확인할 수 있다. 일반적으로 증기터빈(100)은 보일러(110), 고압터빈(120), 중압터빈(130), 저압터빈(140) 및 응축기(160)로 구성되어 있다.
최초 보일러(110)에서 가열된 작동유체는 고온구역(A)의 파이프를 거쳐 고압터빈(120)으로 유입되고, 고압터빈(120)을 작동시킨 후 배출되어 재열기(또는 보일러;110)로 고온구역(B)의 파이프를 거쳐 유입된다. 재열기(110)에서 다시 재가열된 후 중압터빈(130)으로 고온구역(C)의 파이프를 통해 유입되고, 중압터빈(130)을 작동시킨 후 저압터빈(140)으로 흐른다. 이후 저압터빈(140)을 작동시켜 발전을 한 후에는 응축기(160)로 유입되고 다시 순환라인을 거쳐, 보일러(110)로 유입되어 가열되는 순환과정을 겪는다.
본 발명은 고온구역(A,B,C)에 배치되어 비교적 고열을 가지는 작동유체의 흐름상에서 열을 회수하고 발전함으로써, 증기터빈(110)의 보조 발전기로서의 역할을 하게 된다.
여기서 고온구역(A)가 보일러(110)에 작동유체가 이제 가열되어 흐르므로 가장 높은 고온을 형성하며, 고온구역(B)는 고압터빈(12)을 작동시킨 후 흐르므로 고온구역(A)에 비해서는 상대적으로는 저온을 형성하며, 고온구역(C)는 재열기(110)를 거쳐 중압터빈(130)으로 흐르는 영역으로서 고온구역(B)에 비해서는 상대적으로 고온을 형성할 수 있다.
여기서 상기 보조발전장치는 열에너지를 흡수하도록 상기 A,B,C 고온구역에 배치될 수 있다.
한편, 상기 보조 발전 장치의 제1 열전부재(30)는 상기 파이프바디(20)의 길이방향을 따라 상기 지지빔(21)과 상기 서클빔(23)이 형성하는 복수의 일정공간에 복수로 배치되되, 상기 A고온구역에 배치될 때는 상기 고압터빈(120)보다 상기 보일러(110)에 인접할수록 조밀하게 배치되고, 상기 B고온구역에 배치될 때는 상기 재열기(110)보다 상기 고압터빈(120)에 인접할수록 조밀하게 배치되며, 상기 C고온구역에 배치될 때는 상기 중압터빈(130)보다 상기 재열기(110)에 인접할수록 조밀하게 배치될 수 있다.
그리고 상기 보조 발전 장치의 제2 열전부재(70)는 상기 파이프바디(20)의 길이방향을 따라 제공되는 복수의 돌출부(27)에 복수로 배치되되, 상기 A고온구역에 배치될 때는 상기 고압터빈(120)보다 상기 보일러(110)에 인접할수록 배치간격이 조밀하고, 상기 B고온구역에 배치될 때는 상기 재열기(110)보다 상기 고압터빈(120)에 인접할수록 배치간격이 조밀하며, 상기 C고온구역에 배치될 때는 상기 중압터빈(130)보다 상기 재열기(110)에 인접할수록 배치간격이 조밀하게 배치될 수 있다.
실제로 보일러(110)(또는 재열기)에서 작동유체가 가열되어 파이프를 따라 흐르므로 각 고온구역(A,C)에서 작동유체가 배출되는 보일러(110)(또는 재열기)에 인접한 파이프측에 제1,2 열전부재(30,70)를 배치하는 경우 보다 큰 열회수율을 얻을 수 있다. 또한 고압터빈(120)에서 바로 배출되는 고온구역(B)에서는 재열기로 유입되기 전까지는 이제 배출되는 고압터빈(120) 근방에서 가장 높은 고온을 형성할 것이므로, 고압터빈(120)측에 인접할 때, 배치간격을 좁히는 것이 효율적일 것이다.
이는 제1,2 열전부재(30,70)를 배치함에 있어서, 비용 및 열회수율을 고려할 때 가장 적합할 수 있다.
이상의 사항은 보조 발전 장치 및 이를 포함하는 증기터빈의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.
10:보조 발전 장치
20:파이프바디 20a:유로
21:지지빔 22:돌기블록
23:서클빔 25:도어프레임
27:돌출부
30:제1 열전부재 31:제1 바디프레임
32:접합유닛 33:제1 열전소자
40:단열부재 42:끼움홈
60:탈착부재 61:피니언기어
62:구동모터 63:랙기어
64:개폐도어 65:도어샤프트
67:리니어가이드
70:제2 열전부재 71:제2 바디프레임
73:제2 열전소자

Claims (14)

  1. 내측부에는 유로가 형성되고, 외측부에는 일정공간을 구획하도록, 복수의 지지빔과 복수의 서클빔이 서로 연결되며 격자 형태로 배치되는 파이프바디;
    상기 지지빔과 상기 서클빔이 형성하는 일정공간에 탈착되고, 상기 파이프바디의 외측 둘레를 따라 배치되는 제1 열전부재; 및
    상기 지지빔과 상기 서클빔이 형성하는 일정공간에 탈착되고, 상기 제1 열전부재의 외측 둘레를 따라 배치되는 단열부재;
    를 포함하는 보조 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열전부재는,
    상기 지지빔과 상기 서클빔이 구획하는 일정공간에 대응하는 형상으로 제공되는 제1 바디프레임;
    상기 제1 바디프레임상에 배치되는 제1 열전소자;
    상기 제1 바디프레임의 측부에 배치되는 접합유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 발전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접합유닛은, 자력물질인 것을 특징으로 하는 보조 발전 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 파이프바디는, 상기 지지빔에 배치되고, 상기 단열부재에 형성된 끼움홈에 맞춤 삽입되는 돌기블록;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 발전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파이프바디상에는 상기 유로 내부로 돌출된 돌출부가 형성되고,
    상기 돌출부 내부에는 제2 열전부재가 배치되며,
    상기 제2 열전부재는,
    상기 돌출부 내부에 대응하는 형상으로 제공되는 제2 바디프레임;
    상기 제2 바디프레임상에 배치되는 제2 열전소자;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 발전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 열전부재가 상기 돌출부에서 탈착 가능하도록, 상기 파이프바디상에 배치되는 탈착부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 발전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탈착부재는,
    상기 제2 바디프레임의 상단에 상기 돌출부 내부의 폭방향을 따라 배치되는 랙기어;
    회전축에는 상기 랙기어와 맞물리는 피니언기어가 장착되며, 상기 파이프바디상에서 상기 돌출부 내부 상단에 배치되는 구동모터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 발전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탈착부재는, 상기 제2 바디프레임의 이동이 원활토록, 상기 돌출부의 내부에 배치되고 상기 제2 바디프레임의 하단이 안착되는 리니어가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 발전 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 탈착부재는, 상기 돌출부의 외측에서 상기 파이프바디상에 도어샤프트에 의해 개폐 가능하게 연결되며 배치되는 개폐도어를 더 포함하되, 상기 개폐도어의 외측은 상기 파이프바디의 외주면 곡률과 동일한 곡률로 라운딩처리되고, 상기 개폐도어의 내측은 플랫처리된 것을 특징으로 하는 보조 발전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 개폐도어는 단열재질인 것을 특징으로 하는 보조 발전 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 단열부재의 측부에는 자력유닛이 배치되는 것을 특징으로 하는 보조 발전 장치.
  12. 작동유체를 가열하는 보일러;
    상기 보일러와 A 고온구역상에 배치되는 파이프로 연결되는 고압터빈;
    상기 고압터빈과 B 고온구역상에 배치되는 파이프로 연결되는 재열기;
    상기 재열기와 C 고온구역상에 배치되는 파이프로 연결되는 중압터빈;
    상기 중압터빈과 연결되는 저압터빈; 및
    상기 저압터빈과 상기 보일러간에 연결되는 응축기;를 포함하되,
    상기 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 보조 발전 장치는 상기 A, B, C 고온구역 중 적어도 어느 하나에 배치되는 것을 특징으로 하는 증기터빈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보조 발전 장치의 제1 열전부재는 상기 파이프바디의 길이방향을 따라 상기 지지빔과 상기 서클빔이 형성하는 복수의 일정공간에 복수로 배치되되, 상기 A고온구역에 배치될 때는 상기 고압터빈보다 상기 보일러에 인접할수록 조밀하게 배치되고, 상기 B고온구역에 배치될 때는 상기 재열기보다 상기 고압터빈에 인접할수록 조밀하게 배치되며, 상기 C고온구역에 배치될 때는 상기 중압터빈보다 상기 재열기에 인접할수록 조밀하게 배치되는 것을 특징으로 하는 증기터빈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 보조 발전 장치의 제2 열전부재는 상기 파이프바디의 길이방향을 따라 제공되는 복수의 돌출부에 복수로 배치되되, 상기 A고온구역에 배치될 때는 상기 고압터빈보다 상기 보일러에 인접할수록 배치간격이 조밀하고, 상기 B고온구역에 배치될 때는 상기 재열기보다 상기 고압터빈에 인접할수록 배치간격이 조밀하며, 상기 C고온구역에 배치될 때는 상기 중압터빈보다 상기 재열기에 인접할수록 배치간격이 조밀한 것을 특징으로 하는 증기터빈.





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