KR20180110152A - 플랜트, 및 그 운전 방법 - Google Patents

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KR20180110152A
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히데유키 우에치
나오키 히사다
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

플랜트는, 보일러(30)와 보일러(30)에 접속되어 있는 기기와, 물이 고이는 급수원(41)과, 급수원(41)의 물을 보일러(30)에 공급하기 위한 급수 라인(44)과, 피냉각 매체의 열을 급수 라인(44)을 흐르는 물인 급수(W)에 이동시키는 냉각기(50, 60g, 60s, 70g, 70s, 80)와, 피냉각 매체 또는 급수의 온도를 검지하는 온도계(59, 69, 79, 89)와, 온도계(59, 69, 79, 89)에서 검지된 온도에 근거하여, 피냉각 매체의 온도를 조절하는 온도 조절기(53, 62, 72, 82)를 포함한다.

Description

플랜트, 및 그 운전 방법
본 발명은 보일러를 구비하는 플랜트, 및 그 운전 방법에 관한 것이다.
본원은 2016년 3월 30일에, 일본에 출원된 특허 출원 제 2016-068262 호에 근거해 우선권을 주장하고, 이 내용을 여기에 원용한다.
보일러는 물을 가열해서 증기를 발생한다. 이 증기는, 많은 경우, 증기 터빈으로 보내진다. 증기 터빈으로부터 배기된 증기는 복수기에서 물로 되돌려진다. 이 물은 급수로서 보일러에 되돌려진다.
이하의 특허문헌 1에 기재의 플랜트는, 보일러에 고온의 배기 가스를 보내는 가스 터빈과, 보일러에서 발생한 증기로 구동되는 증기 터빈을 구비하고 있다. 가스 터빈이나 증기 터빈을 구성하는 부품에는, 이들 터빈의 운전 과정에서 냉각이 필요한 피냉각 매체가 흐른다. 이 플랜트는, 보일러에 보내지는 급수와 피냉각 매체를 열교환시키고, 급수를 가열하는 한편, 피냉각 매체를 냉각하는 냉각기를 구비하고 있다.
이 플랜트에서는, 보일러에 유입하는 급수의 온도가 높아지기 때문에, 효율적으로 증기를 발생시킬 수 있다.
일본 특허 공개 제 2012-117517 호 공보
상기 특허문헌 1에 기재의 기술에서는, 피냉각 매체의 열을 급수의 가열에 유효 이용할 수 있지만, 피냉각 매체를 충분히 감온할 수 없는 경우가 있다고 하는 문제점이 있다.
그래서, 본 발명은, 피냉각 매체의 열을 유효 이용하면서도, 피냉각 매체의 온도를 관리할 수 있는 플랜트, 및 그 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 태양으로서의 플랜트는,
물을 가열해서 증기를 발생시키는 보일러와, 상기 보일러에 직접 또는 간접적으로 접속되어 있는 기기와, 물이 고이는 급수원과, 상기 급수원의 물을 상기 보일러에 공급하기 위한 급수 라인과, 상기 기기에 관한 피냉각 매체가 흐르는 피냉각 매체 라인과, 상기 피냉각 매체의 열을 상기 급수 라인을 흐르는 물인 급수에 이동시켜서, 상기 급수를 가열하는 한편, 상기 피냉각 매체를 냉각하는 냉각기와, 상기 피냉각 매체 또는 상기 급수의 온도를 검지하는 온도계와, 상기 온도계에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 피냉각 매체의 온도를 조절하는 온도 조절기를 포함한다.
상기 플랜트에서는, 냉각기에 의해, 기기에 있어서의 피냉각 매체의 열을 급수에 이동시켜서, 피냉각 매체를 냉각하는 한편, 급수를 가열한다. 이 때문에, 피냉각 매체의 열을 유효 이용할 수 있다. 또한, 상기 플랜트에서는, 피냉각 매체의 온도를 온도 조절기로 조절한다. 이 때문에, 피냉각 매체의 온도를 적절한 온도로 관리할 수 있다.
여기서, 상기 플랜트에 있어서, 상기 온도 조절기는, 상기 피냉각 매체 또는 상기 급수와 외부 매체를 열교환시키는 보조 열교환기와, 상기 보조 열교환기에 있어서의 열교환량을 조절하는 열교환량 조절기를 구비해도 좋다. 상기 플랜트에서는, 온도 조절기가 보조 열교환기를 구비하는 것으로, 급수만으로 피냉각 매체의 온도를 조절하는 것보다도, 피냉각 매체의 온도 조절 범위를 넓게 할 수 있다. 예를 들면, 온도 조절기가 보조 열교환기를 구비하는 것으로, 급수만으로 피냉각 매체의 온도를 내리는 것보다도, 피냉각 매체의 온도를 내릴 수 있다.
상기 보조 열교환기를 구비하는 상기 플랜트에 있어서, 상기 보조 열교환기는, 상기 피냉각 매체 라인에 설치되고, 상기 피냉각 매체와 상기 외부 매체를 열교환시키는 매체 보조 열교환기를 구비하고, 상기 열교환량 조절기는, 상기 온도계에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 매체 보조 열교환기에 유입하는 상기 피냉각 매체와 상기 외부 매체 중, 적어도 한쪽의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비해도 좋다. 상기 플랜트에서는, 온도 조절기가 매체 보조 열교환기를 구비하는 것으로, 급수 라인에 급수가 흐르지 않은 경우에서도, 피냉각 매체의 온도를 조절할 수 있다.
상기 보조 열교환기를 구비하는 상기 플랜트에 있어서, 상기 보조 열교환기는, 상기 급수 라인에 설치되고, 상기 급수와 상기 외부 매체를 열교환시키는 급수 보조 열교환기를 구비하고, 상기 열교환량 조절기는, 상기 온도계에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 급수 보조 열교환기에 유입하는 상기 급수와 상기 외부 매체 중, 적어도 한쪽의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비해도 좋다. 상기 플랜트에서는, 온도 조절기가 급수 보조 열교환기를 구비하는 것으로, 피냉각 매체 라인을 변경하는 일이 없이, 피냉각 매체의 온도 조절 범위를 넓게 할 수 있다.
상기 일 태양으로서의 상기 플랜트에 있어서, 상기 온도 조절기는, 상기 냉각기로부터 상기 급수 라인으로 유출한 상기 급수의 적어도 일부를 상기 급수원에 되돌리는 급수 반환 라인과, 상기 온도계에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 급수 반환 라인을 흐르는 급수의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비해도 좋다. 상기 플랜트에서는, 급수 반환 라인을 흐르는 급수의 유량을 조절하는 것으로, 급수 라인을 흐르는 급수의 유량을 조절할 수 있다. 이 때문에, 상기 플랜트에서는, 급수 라인을 흐르는 급수의 유량이 일정한 경우보다, 피냉각 매체의 온도 조절 범위를 넓게 할 수 있다. 더욱이, 상기 플랜트에서는, 보조 열교환기를 마련하지 않는 간단한 구성으로, 피냉각 매체의 온도 조절 범위를 넓게 할 수 있다.
상기 일 태양으로서의 상기 플랜트에 있어서, 상기 냉각기는, 상기 피냉각 매체와 중간 매체를 열교환시키는 열교환기와, 상기 중간 매체의 열을 상기 급수에 이동시키는 열이동기와, 상기 열교환기와 상기 열이동기와의 사이에서 상기 중간 매체를 순환시키는 중간 매체 라인을 구비하고, 상기 온도계는, 상기 피냉각 매체의 온도를 검지하고, 상기 온도 조절기는, 상기 온도계에서 검지된 상기 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 상기 열교환기에 유입하는 상기 중간 매체의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비해도 좋다.
이상의 어느 하나의 상기 플랜트에 있어서, 상기 피냉각 매체 라인에는, 복수의 상기 냉각기가 직렬로 설치되고, 상기 온도 조절기는, 상기 피냉각 매체 라인에 설치되어 있는 복수의 상기 냉각기 중, 상기 피냉각 매체의 흐름의 가장 하류측의 냉각기로부터 유출한 상기 피냉각 매체의 온도를 조절해도 좋다.
이상의 어느 하나의 상기 플랜트에 있어서, 복수의 상기 피냉각 매체 라인과 복수의 상기 피냉각 매체 라인마다의 상기 냉각기를 구비하고, 복수의 상기 냉각기의 각각 유입하는 상기 피냉각 매체의 온도는, 복수의 상기 냉각기마다 상이하며, 복수의 상기 냉각기 중, 온도가 높은 피냉각 매체가 유입하는 냉각기는, 온도가 낮은 피냉각 매체가 유입하는 냉각기보다, 상기 급수 라인중(中)에서, 상기 급수의 흐름의 하류측의 위치에 배치되어 있어도 좋다.
상기 플랜트의 급수는, 급수 라인을 흐르는 과정에서, 복수의 냉각기에 의해 순차 가열되기 때문에, 급수 라인의 하류측으로 갈수록, 그 온도가 높아진다. 또한, 상기 플랜트에서는, 급수 라인에 설치되어 있는 복수의 냉각기 중, 급수의 흐름의 하류측에 위치하는 냉각기일수록, 거기에 유입하는 피냉각 매체의 온도가 높아진다. 이 때문에, 상기 플랜트에서는, 효율적으로, 급수의 온도를 높일 수 있다.
이상의 어느 하나의 상기 플랜트에 있어서, 상기 기기로서, 연료를 연소시켜, 연소 가스에 의해 구동되는 가스 터빈과, 증기로 구동되는 증기 터빈을 구비하고, 상기 급수원으로서, 상기 증기 터빈으로부터 배기된 증기를 물에 되돌리는 복수기를 구비하고, 상기 냉각기로서, 상기 가스 터빈에 있어서의 피냉각 매체의 열을 상기 급수에 이동시키는 1개 이상의 GT 냉각기를 구비하고, 상기 보일러는, 상기 가스 터빈을 구동시킨 상기 연소 가스가 배기 가스로서 유입하도록, 상기 가스 터빈에 접속되어 있는 동시에, 상기 보일러에서 발생한 증기가 상기 증기 터빈에 유입하도록, 상기 증기 터빈에 접속되고, 상기 급수 라인은, 상기 복수기와 상기 보일러를 접속하는 급수 주 라인과, 상기 급수 주 라인으로부터 분기해서 상기 급수 주 라인을 흐르는 급수의 적어도 일부를 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 라인과, 전환기를 구비하고, 1개 이상의 상기 GT 냉각기의 모두는, 상기 급수 주 라인중에서 상기 급수 반환 라인의 분기 위치보다 상기 급수의 흐름의 상류측의 위치에 배치되고, 상기 전환기는, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 급수 반환 라인을 거쳐서 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 상태와, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 복수기에 되돌리지 않고 상기 보일러에 보내는 급수 상태와의 사이에서 급수의 흐름을 바꾸어도 좋다.
상기 플랜트에서는, 가스 터빈 및 증기 터빈을 운전하는 경우에는, 전환기를 조작하고, 급수의 흐름을 급수 상태로 한다. 이 급수 상태에서는, 복수기로부터의 급수가, 모든 냉각기를 거쳐서, 보일러에 유입한다. 이 때문에, 급수의 흐름을 급수 상태로 하면, 보일러는 증기를 발생하고, 증기 터빈이 이 증기에 의해 구동된다. 이 급수 상태에서는, 보일러, 증기 터빈, 복수기, 급수 주 라인내를 순환한다. 따라서, 가스 터빈에 관련되는 모든 GT 냉각기에는, 급수가 흘러들어가고, 모든 GT 냉각기에서 피냉각 매체를 냉각할 수 있다. 또한, 증기 터빈에 관련되는 모든 ST 냉각기에도, 급수(W)가 흘러들어가고, 모든 ST 냉각기에서 피냉각 매체를 냉각할 수 있다.
또한, 상기 플랜트에서는, 증기 터빈을 휴지시키고, 가스 터빈만을 단독 운전하는 경우에는, 전환기를 조작해서, 급수의 흐름 급수 반환 상태로 하면, 이 급수 반환 상태에서는, 복수기로부터의 급수는, 급수 반환 라인을 거쳐서, 복수기로 돌아온다. 이 급수 반환 상태에서는, 급수는 복수기, 급수 주 라인, 급수 반환 라인내에서 순환한다. 이 때문에, 보일러에는, 급수가 유입하지 않고, 이 보일러는 증기를 발생하지 않는다. 따라서, 증기 터빈은 구동하지 않는다. 상기 플랜트에서는, 가스 터빈에 관련되는 모든 GT 냉각기가, 급수 주 라인중에서, 급수 반환 라인과의 분기 위치보다 상류측에 배치되어 있다. 이 때문에, 급수의 흐름이 급수 반환 상태여도, 모든 GT 냉각기에는, 급수가 흘러들어가고, 모든 GT 냉각기에서 피냉각 매체를 냉각할 수 있다.
이상의 어느 하나의 상기 플랜트에 있어서, 상기 기기로서, 연료를 연소시켜, 연소 가스에 의해 구동되는 가스 터빈과, 증기로 구동되는 증기 터빈을 구비하고, 상기 급수원으로서, 상기 증기 터빈으로부터 배기된 증기를 물에 되돌리는 복수기를 구비하고, 상기 냉각기로서, 상기 가스 터빈에 있어서의 피냉각 매체의 열을 상기 급수에 이동시키는 1개 이상의 GT 냉각기를 구비하고, 상기 보일러는, 상기 가스 터빈을 구동시킨 상기 연소 가스가 배기 가스로서 유입하도록, 상기 가스 터빈에 접속되어 있는 동시에, 상기 보일러에서 발생한 증기가 상기 증기 터빈에 유입하도록, 상기 증기 터빈에 접속되고, 상기 급수 라인은, 상기 복수기와 상기 보일러를 접속하는 급수 주 라인과, 상기 급수 주 라인으로부터 분기해서 상기 급수 주 라인을 흐르는 급수의 적어도 일부를 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 라인과, 전환기를 구비하고, 상기 전환기는, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 급수 반환 라인을 거쳐서 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 상태와, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 복수기에 되돌리지 않고 상기 보일러에 보내는 급수 상태와의 사이에서 급수의 흐름을 바꾸고, 1개 이상의 상기 GT 냉각기 중, 적어도 하나의 GT 냉각기는, 상기 급수 주 라인중에서 상기 급수 반환 라인의 분기 위치보다 상기 급수의 흐름의 하류측의 위치에 배치되고, 상기 급수 반환 라인의 분기 위치보다, 상기 급수 주 라인중의 상기 급수의 흐름의 하류측의 위치에 배치되어 있는 하류측 GT 냉각기에 대한 상기 온도 조절기는, 상기 피냉각 매체와 외부 매체를 열교환시키는 매체 보조 열교환기와, 상기 매체 보조 열교환기에 있어서의 열교환량을 조절하는 열교환량 조절기를 구비하는 제 1 온도 조절기와, 상기 급수 주 라인중에서 상기 하류측 GT 냉각기를 기준으로 해서, 상기 급수 주 라인을 흐르는 급수의 흐름의 하류측의 부분과 상류측의 부분을 접속하는 급수 리턴 라인에 설치되고, 상기 급수 리턴 라인을 흐르는 급수와 외부 매체를 열교환시키는 급수 보조 열교환기와, 상기 급수 리턴 라인중을 상기 하류측으로부터 상기 상류측으로 흐르는 상기 급수의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비하는 제 2 온도 조절기 중 어느 하나라도 좋다.
또한, 상기 플랜트에서도, 증기 터빈을 휴지시키고, 가스 터빈만을 단독 운전할 수 있다.
이상의 어느 하나의 상기 플랜트에 있어서, 상기 기기로서, 연료를 연소시켜, 연소 가스에 의해 구동되는 가스 터빈과, 증기로 구동되는 증기 터빈을 구비하고, 상기 급수원으로서, 상기 증기 터빈으로부터 배기된 증기를 물에 되돌리는 복수기를 구비하고, 상기 냉각기로서, 상기 가스 터빈에 있어서의 피냉각 매체의 열을 상기 급수에 이동시키는 1개 이상의 GT 냉각기를 구비하고, 상기 보일러는, 상기 가스 터빈을 구동시킨 상기 연소 가스가 배기 가스로서 유입하도록, 상기 가스 터빈에 접속되어 있는 동시에, 상기 보일러에서 발생한 증기가 상기 증기 터빈에 유입하도록, 상기 증기 터빈에 접속되고, 상기 급수 라인은, 상기 복수기와 상기 보일러를 접속하는 급수 주 라인을 구비하고, 1개 이상의 상기 GT 냉각기에 대한 각각의 상기 온도 조절기는, 상기 피냉각 매체와 외부 매체를 열교환시키는 매체 보조 열교환기와, 상기 매체 보조 열교환기에 있어서의 열교환량을 조절하는 열교환량 조절기를 구비하는 제 1 온도 조절기와, 상기 급수 주 라인중에서 상기 GT 냉각기를 기준으로 해서, 상기 급수 주 라인을 흐르는 급수의 흐름의 하류측의 부분과 상류측의 부분을 접속하는 급수 리턴 라인에 설치되고, 상기 급수 리턴 라인을 흐르는 급수와 외부 매체를 열교환시키는 급수 보조 열교환기와, 상기 급수 리턴 라인중을 상기 하류측으로부터 상기 상류측으로 흐르는 상기 급수의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비하는 제 2 온도 조절기 중 어느 하나라도 좋다.
또한, 상기 플랜트에서도, 증기 터빈을 휴지시키고, 가스 터빈만을 단독 운전할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 태양으로서의 플랜트의 운전 방법은,
물을 가열해서 증기를 발생시키는 보일러와, 상기 보일러에 직접 또는 간접적으로 접속되어 있는 기기와. 물이 고이는 급수원과, 상기 급수원의 물을 상기 보일러에 공급하기 위한 급수 라인과, 상기 기기에 관한 피냉각 매체가 흐르는 피냉각 매체 라인을 구비하는 플랜트의 운전 방법에 있어서, 상기 피냉각 매체의 열을 상기 급수 라인을 흐르는 물인 급수에 이동시켜서, 상기 급수를 가열하는 한편, 상기 피냉각 매체를 냉각하는 냉각 공정과, 상기 피냉각 매체 또는 상기 급수의 온도를 검지하는 온도 검지 공정과, 상기 온도 검지 공정에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 피냉각 매체의 온도를 조절하는 온도 조절 공정을 실행한다.
여기서, 상기 플랜트의 운전 방법에 있어서, 상기 온도 조절 공정은, 상기 피냉각 매체 또는 상기 급수와 외부 매체를 열교환시키는 보조 열교환 공정과, 상기 보조 열교환 공정에 있어서의 열교환량을 조절하는 열교환량 조절 공정을 포함해도 좋다.
상기 보조 열교환 공정을 실행하는 상기 플랜트의 운전 방법에 있어서, 상기 보조 열교환 공정은, 상기 피냉각 매체 라인을 흐르는 상기 피냉각 매체와 상기 외부 매체를 열교환시키는 매체 보조 열교환 공정을 포함하며, 상기 열교환량 조절 공정은, 상기 온도 검지 공정에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 매체 보조 열교환 공정에서 서로 열교환하는 상기 피냉각 매체와 상기 외부 매체 중, 적어도 한쪽의 유량을 조절하는 유량 조절 공정을 포함해도 좋다.
상기 보조 열교환 공정을 실행하는 상기 플랜트의 운전 방법에 있어서, 상기 보조 열교환 공정은, 상기 급수 라인을 흐르는 상기 급수와 상기 외부 매체를 열교환시키는 급수 보조 열교환 공정을 포함하며, 상기 열교환량 조절 공정은, 상기 온도 검지 공정에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 급수 보조 열교환 공정에서 서로 열교환하는 상기 급수와 상기 외부 매체 중, 적어도 한쪽의 유량을 조절하는 유량 조절 공정을 포함해도 좋다.
상기 일 태양으로서의 상기 플랜트의 운전 방법에 있어서, 상기 온도 조절 공정은, 상기 냉각 공정에서 가열된 상기 급수의 적어도 일부를 상기 급수원에 되돌리는 급수 반환 공정과, 상기 온도 검지 공정에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 급수원에 되돌리는 상기 급수의 유량을 조절하는 유량 조절 공정을 포함해도 좋다.
상기 일 태양으로서의 상기 플랜트의 운전 방법에 있어서, 상기 냉각 공정은, 상기 피냉각 매체와 중간 매체를 열교환시키는 열교환 공정과, 상기 중간 매체의 열을 상기 급수에 이동시키는 열 이동 공정을 포함하며, 상기 온도 검지 공정에서는, 상기 피냉각 매체의 온도를 검지하고, 상기 온도 조절 공정은, 상기 온도 검지 공정에서 검지된 상기 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 상기 중간 매체의 유량을 조절하는 유량 조절 공정을 포함해도 좋다.
이상의 어느 하나의 상기 플랜트의 운전 방법에 있어서, 상기 피냉각 매체에 있어서, 상기 피냉각 매체 라인중의 복수의 위치마다, 상기 냉각 공정을 실행하고, 상기 온도 조절 공정은, 복수의 상기 냉각 공정 중, 상기 피냉각 매체의 흐름의 가장 하류측에서 실행된 냉각 공정에서 냉각된 상기 피냉각 매체의 온도를 조절해도 좋다.
이상의 어느 하나의 상기 플랜트의 운전 방법에 있어서, 상기 플랜트는, 복수의 상기 피냉각 매체 라인을 구비하며, 복수의 상기 피냉각 매체 라인을 흐르는 상기 피냉각 매체마다 상기 냉각 공정을 실행하고, 상기 피냉각 매체의 온도는, 복수의 상기 냉각 매체 라인마다 상이하며, 복수의 상기 냉각 공정 중, 온도가 높은 피냉각 매체를 열교환 대상으로 하는 냉각 공정은, 온도가 낮은 피냉각 매체를 열교환 대상으로 하는 냉각 공정보다, 상기 급수 라인중에서, 상기 급수의 흐름의 하류측의 상기 급수를 가열해도 좋다.
이상의 어느 하나의 상기 플랜트의 운전 방법에 있어서, 상기 플랜트는, 상기 기기로서, 연료를 연소시켜, 연소 가스에 의해 구동되는 가스 터빈과, 증기로 구동되는 증기 터빈을 구비하고, 상기 급수원으로서, 상기 증기 터빈으로부터 배기된 증기를 물에 되돌리는 복수기를 구비하고, 상기 보일러는, 상기 가스 터빈을 구동시킨 상기 연소 가스가 배기 가스로서 유입하도록, 상기 가스 터빈에 접속되어 있는 동시에, 상기 보일러에서 발생한 증기가 상기 증기 터빈에 유입하도록, 상기 증기 터빈에 접속되고, 상기 급수 라인은, 상기 복수기와 상기 보일러를 접속하는 급수 주 라인과, 상기 급수 주 라인으로부터 분기해서 상기 급수 주 라인을 흐르는 급수의 적어도 일부를 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 라인을 구비하고, 상기 냉각 공정은, 상기 가스 터빈에 있어서의 피냉각 매체와 상기 급수를 열교환시키는 1개 이상의 GT 매체 냉각 공정을 포함하며, 1개 이상의 상기 GT 매체 냉각 공정의 모두에서는, 상기 급수 주 라인중에서 상기 급수 반환 라인의 분기 위치보다 상기 급수(W)의 흐름의 상류측의 상기 급수(W)를 가열하고, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 급수 반환 라인을 거쳐서 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 상태와, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 복수기에 되돌리지 않고 상기 보일러에 보내는 급수 상태와의 사이에서 급수의 흐름을 전환하는 전환 공정을 실행해도 좋다.
본 발명의 한 태양에 의하면, 보일러에 직접 또는 간접적으로 접속되어 있는 기기에 관한 피냉각 매체의 열을 유효 이용하면서, 피냉각 매체의 온도를 적절한 온도로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 제 1 실시형태에 있어서의 플랜트의 계통도이다.
도 2는 본 발명에 관한 제 1 실시형태에 있어서의 급수 라인의 계통도이다.
도 3은 본 발명에 관한 제 1 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 4는 본 발명에 관한 제 2 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 5는 본 발명에 관한 제 3 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 6은 본 발명에 관한 제 4 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 7은 본 발명에 관한 제 5 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 8은 본 발명에 관한 제 6 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 9는 본 발명에 관한 제 7 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 10은 본 발명에 관한 제 8 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 11은 본 발명에 관한 제 9 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 12는 본 발명에 관한 제 10 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 13은 본 발명에 관한 제 11 변형예에 있어서의 온도 조절기의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 14는 본 발명에 관한 제 2 실시형태에 있어서의 급수 라인의 계통도이다.
도 15는 본 발명에 관한 제 3 실시형태에 있어서의 급수 라인의 계통도이다.
도 16은 본 발명에 관한 제 4 실시형태에 있어서의 플랜트의 계통도이다.
이하, 본 발명에 관한 플랜트의 각종 실시형태, 또한 플랜트의 구성요소인 온도 조절기의 각종 변형예에 대해서, 도면을 이용해서 설명한다.
「플랜트의 제 1 실시형태」
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 관한 플랜트의 제 1 실시형태에 대해 설명한다.
본 실시형태의 플랜트는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 가스 터빈(10)과, 가스 터빈(10)의 구동으로 발전하는 발전기(29)와, 배열 회수 보일러(30)와, 배열 회수 보일러(30)로부터의 증기로 구동되는 증기 터빈(40)과, 증기 터빈(40)의 구동으로 발전하는 발전기(49)와, 증기 터빈(40)으로부터 배기된 증기를 물에 되돌리는 복수기(급수원)(41)와, 복수기(41)내의 물을 배열 회수 보일러(30)에 보내는 급수 펌프(42)를 구비하고 있다. 복수의 냉각기(50, 60s, 60g, 70s, 70g, 80)(도 2 참조)를 구비하고 있다. 배열 회수 보일러(30)는 가스 터빈(10)으로부터 배기된 배기 가스(EG)의 열로 물을 가열해서 증기를 발생시킨다.
가스 터빈(10)은, 공기(A)를 압축하는 압축기(11)와, 압축기(11)가 빨아들이는 공기(A)가 흐르는 흡기 덕트(19)와, 압축기(11)에서 압축된 공기중에서 연료를 연소시켜 연소 가스를 생성하는 연소기(20)와, 고온 고압의 연소 가스에 의해 구동되는 터빈(21)을 구비하고 있다.
압축기(11)는, 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 압축기 로터(12)와, 이 압축기 로터(12)를 덮는 압축기 케이싱(15)을 구비한다.
터빈(21)은, 연소기(20)로부터의 연소 가스에 의해, 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 터빈 로터(22)와, 이 터빈 로터(22)를 덮는 터빈 케이싱(25)을 구비한다. 터빈 로터(22)는, 축선(Ar)과 평행한 축 방향으로 연장되는 로터 축(23)과, 이 로터 축(23)의 외주에 고정되어 있는 복수의 동익(24)을 구비한다. 터빈 케이싱(25)의 내주면에는, 복수의 정익(26)이 고정되어 있다. 터빈 케이싱(25)에는, 내부를 통과한 연소 가스를 배기 가스로서 배기하는 배기구(27)가 형성되어 있다.
흡기 덕트(19)에는, 압축기(11)가 빨아들이는 공기를 냉각하는 흡기 냉각기(50)가 설치되어 있다. 가스 터빈(10)에는, 압축기(11)가 압축한 공기인 압축 공기를 냉각하는 압축 공기 냉각기(80)가 설치되어 있다. 이 압축 공기 냉각기(80)에서 냉각된 압축 공기는, 냉각 공기로서 가스 터빈(10)을 구성하는 부품 중에서, 고온의 연소 가스에 노출되는 고온 부품에 보내진다. 고온 부품으로서는, 예를 들면, 연소기(20)를 구성하는 부품, 터빈(21)의 동익(24)이나 정익(26) 등이 있다.
연소기(20)는 터빈 케이싱(25)에 고정되어 있다. 터빈 로터(22)와 압축기 로터(12)는, 동일한 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 것으로, 서로 연결되어, 가스 터빈 로터(17)를 이루고 있다. 가스 터빈 로터(17)는 연소기(20)로부터의 고온의 연소 가스에 의해 회전한다. 이 가스 터빈 로터(17)에는, 전술의 발전기(29)의 로터가 접속되어 있다. 발전기(29)의 로터나 고정자는, 예를 들면 수소 등의 냉각 매체로 냉각된다. 이 때문에, 발전기(29)에는, 이 냉각 매체를 물과의 열교환으로 냉각하는 발전기 냉각기(60g)가 설치되어 있다. 가스 터빈 로터(17)는 회전 가능하게 베어링(18)으로 지지되어 있다. 이 베어링(18)에는, 베어링(18)으로부터의 윤활유를 물과의 열교환으로 냉각해서 베어링(18)에 되돌리는 윤활유 냉각기(70g)가 설치되어 있다.
배열 회수 보일러(30)는 터빈 케이싱(25)의 배기구(27)에 접속되어 있다. 따라서, 가스 터빈(10)은 배열 회수 보일러(30)에 접속되어 있는 기기이다. 또한, 가스 터빈(10)에 접속되어 있는 발전기(29)는 배열 회수 보일러(30)에 간접적으로 접속되어 있는 기기이다. 이 배열 회수 보일러(30)는 가스 터빈(10)으로부터 배기된 배기 가스와 물을 열교환시키고, 물을 가열해서 증기를 발생시킨다. 배열 회수 보일러(30)와 증기 터빈(40)의 증기 입구는 증기 라인(35)으로 접속되어 있다. 따라서, 증기 터빈(40)은 배열 회수 보일러(30)에 접속되어 있는 기기이다. 또한, 증기 터빈(40)에 접속되어 있는 발전기(49)는 배열 회수 보일러(30)에 간접적으로 접속되어 있는 기기이다.
이 증기 터빈(40)은 배열 회수 보일러(30)로부터의 증기에 의해 구동된다. 즉, 증기 터빈 로터(47)는 증기에 의해 회전한다. 이 증기 터빈 로터(47)에는, 전술의 발전기(49)의 로터가 접속되어 있다. 이 발전기(49)의 로터나 고정자도, 예를 들면 수소 등의 냉각 매체로 냉각된다. 이 때문에, 이 발전기(49)에는, 이 냉각 매체를 물과의 열교환으로 냉각하는 발전기 냉각기(60s)가 설치되어 있다. 증기 터빈 로터(47)는 회전 가능하게 베어링(48)으로 지지되어 있다. 이 베어링(48)에는, 베어링(48)으로부터의 윤활유를 물과의 열교환으로 냉각해서 베어링(48)에 되돌리는 윤활유 냉각기(70s)가 설치되어 있다.
증기 터빈(40)의 증기 출구에는, 복수기(41)가 접속되어 있다. 복수기(41)와 배열 회수 보일러(30)는 급수 라인(44)으로 접속되어 있다. 이 급수 라인(44)에는, 급수(W)를 승압하는 급수 펌프(42)가 설치되어 있다. 또한, 급수(W)는, 복수기(41)로부터 급수 라인(44)에 유입하고, 이 급수 라인(44)을 흐르는 물이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 흡기 냉각기(50)는 열교환기(52)와, 냉동기(열이동기)(51)와, 중간 매체 라인(56)과, 매체 펌프(57)를 구비한다. 열교환기(52)는 흡기 덕트(19)에 설치되어 있다. 이 열교환기(52)는 흡기 덕트(19)내를 흐르는 공기와 중간 매체를 열교환시켜, 공기를 냉각하는 한편 중간 매체를 가열한다. 냉동기(51)는 급수 라인(44)에 설치되어 있다. 이 냉동기(51)는 열교환기(52)로 가열된 중간 매체의 열을 급수(W)에 이동시킨다. 중간 매체 라인(56)은 열교환기(52)와 냉동기(51)와의 사이에서 중간 매체를 순환시킨다. 중간 매체 라인(56)에는, 매체 펌프(57)가 설치되어 있다. 흡기 냉각기(50)에는, 흡기 온도계(59)와, 흡기 온도 조절기(53)가 설치되어 있다. 흡기 온도계(59)는 흡기 덕트(19)에 설치되고, 이 흡기 덕트(19)내를 흐르는 공기의 온도를 검지한다. 흡기 온도 조절기(53)는 흡기 덕트(19)내를 흐르는 공기(A)의 온도를 조절한다. 이 흡기 온도 조절기(53)는, 흡기 온도계(59)에서 검지된 공기(A)의 온도에 근거하여, 중간 매체 라인(56)을 흐르는 중간 매체의 유량을 조절하는 매체 유량 조절 밸브(유량 조절기)(54)를 구비한다. 또한, 흡기 온도계(59)는 흡기 냉각기(50)에 의해 냉각된 흡기 덕트(19)내의 공기(A)의 온도를 검지한다.
증기 터빈(40)에 접속되어 있는 발전기(49)의 발전기 냉각기(60s)는, 수소 등의 냉각 매체와 급수(W)를 열교환시켜, 냉각 매체를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다. 따라서, 발전기 냉각기(60s)는 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 라인(66) 및 급수 라인(44)에 걸쳐서 설치되어 있다. 냉각 매체 라인(66)에는, 매체 온도계(69)와, 매체 온도 조절기(62)가 설치되어 있다. 매체 온도계(69)는 냉각 매체 라인(66)에 설치되고, 냉각 매체의 온도를 검지한다. 매체 온도 조절기(62)는 냉각 매체의 온도를 조절한다. 이 매체 온도 조절기(62)는 매체 보조 열교환기(63)와, 외부 매체 유량 조절 밸브(열교환량 조절기)(64)를 구비한다. 매체 보조 열교환기(63)는 냉각 매체 라인(66)중에서 발전기 냉각기(60s)의 매체 출구와 발전기(49)의 매체 입구와의 사이에 배치되어 있다. 이 매체 보조 열교환기(63)에는, 외부 매체를 매체 보조 열교환기(63)로 유도하는 유입 라인(65i)과, 매체 보조 열교환기(63)로부터의 외부 매체가 흐르는 유출 라인(65o)이 접속되어 있다. 외부 매체 유량 조절 밸브(64)는, 이들 유입 라인(65i)과 유출 라인(65o) 중, 한쪽의 라인에 설치되어 있다. 매체 보조 열교환기(63)는, 발전기 냉각기(60s)에서 냉각된 냉각 매체와 외부 매체를 열교환시켜, 외부 매체를 가열하는 한편 냉각 매체를 냉각한다. 외부 매체 유량 조절 밸브(64)는, 매체 온도계(69)에서 검지된 냉각 매체의 온도에 근거하여, 매체 보조 열교환기(63)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다. 또한, 매체 온도계(69)는 매체 보조 열교환기(63)를 통과한 냉각 매체의 온도를 검지한다.
냉각 매체는, 발전기 냉각기(60s)에 있어서, 냉각 대상인 피냉각 매체이다. 따라서, 이 냉각 매체 라인(66)은, 발전기 냉각기(60s)에 있어서, 피냉각 매체 라인이다.
가스 터빈(10)에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g)는, 수소 등의 냉각 매체와 급수(W)를 열교환시켜, 냉각 매체를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다. 따라서, 이 발전기 냉각기(60g)나, 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 라인(66) 및 급수 라인(44)에 걸쳐서 설치되어 있다. 냉각 매체 라인(66)에는, 매체 온도계(69)와 매체 온도 조절기(62)가 설치되어 있다. 매체 온도계(69)는, 냉각 매체 라인(66)에 설치되어, 냉각 매체의 온도를 검지한다. 매체 온도 조절기(62)는 냉각 매체의 온도를 조절한다. 이 매체 온도 조절기(62)는 매체 보조 열교환기(63)와, 외부 매체 유량 조절 밸브(64)(열교환량 조절기)를 구비한다. 매체 보조 열교환기(63)는, 매체 라인중에서 발전기 냉각기(60g)의 매체 출구와 발전기(29)의 매체 입구와의 사이에 배치되어 있다. 외부 매체 유량 조절 밸브(64)는, 매체 보조 열교환기(63)에 접속되어 있는 외부 매체의 유입 라인(65i)과 유출 라인(65o) 중, 한쪽의 라인에 설치되어 있다. 매체 보조 열교환기(63)는, 발전기 냉각기(60g)에서 냉각된 냉각 매체와 외부 매체를 열교환시켜, 외부 매체를 가열하는 한편 냉각 매체를 냉각한다. 외부 매체 유량 조절 밸브(64)는, 매체 온도계(69)에서 검지된 냉각 매체의 온도에 근거하여, 매체 보조 열교환기(63)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다. 또한, 매체 온도계(69)는 매체 보조 열교환기(63)를 통과한 냉각 매체의 온도를 검지한다.
냉각 매체는, 발전기 냉각기(60g)에 있어서, 냉각 대상인 피냉각 매체이다. 따라서, 이 냉각 매체 라인(66)은, 발전기 냉각기(60g)에 있어서, 피냉각 매체 라인이다.
증기 터빈(40)에 있어서의 윤활유 냉각기(70s)는, 증기 터빈 로터(47)의 베어링(48)으로부터의 윤활유와 급수(W)를 열교환시켜, 윤활유를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다. 따라서, 윤활유 냉각기(70s)는, 윤활유가 흐르는 윤활유 라인(76)과, 급수 라인(44)에 걸쳐서 설치되어 있다. 윤활유 라인(76)에는, 윤활유 온도계(79)와, 윤활유 온도 조절기(72)가 설치되어 있다. 윤활유 온도계(79)는 윤활유 라인(76)에 설치되어, 윤활유의 온도를 검지한다. 윤활유 온도 조절기(72)는 윤활유의 온도를 조절한다. 이 윤활유 온도 조절기(72)는 윤활유 보조 열교환기(73)와, 외부 매체 유량 조절 밸브(열교환량 조절기)(74)를 구비한다. 윤활유 보조 열교환기(73)는 윤활유 라인(76)중에서 윤활유 냉각기(70s)의 윤활유 출구와 베어링(48)의 윤활유 입구와의 사이에 배치되어 있다. 외부 매체 유량 조절 밸브(74)는 윤활유 보조 열교환기(73)에 접속되어 있는 외부 매체의 유입 라인(75i)과 유출 라인(75o) 중, 한쪽의 라인에 설치되어 있다. 윤활유 보조 열교환기(73)는, 윤활유 냉각기(70s)에서 냉각된 윤활유와 외부 매체를 열교환시켜, 외부 매체를 가열하는 한편 윤활유를 냉각한다. 외부 매체 유량 조절 밸브(74)는, 윤활유 온도계(79)에서 검지된 윤활유의 온도에 근거하여, 윤활유 보조 열교환기(73)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다. 또한, 윤활유 온도계(79)는 윤활유 보조 열교환기(73)를 통과한 윤활유의 온도를 검지한다.
윤활유는, 윤활유 냉각기(70s)에 있어서, 냉각 대상인 피냉각 매체이다. 따라서, 이 윤활유 라인(76)은, 윤활유 냉각기(70s)에 있어서, 피냉각 매체 라인이다.
가스 터빈(10)에 있어서의 윤활유 냉각기(70g)는, 가스 터빈 로터(17)의 베어링(18)으로부터의 윤활유와 급수(W)를 열교환시켜, 윤활유를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다. 따라서, 이 윤활유 냉각기(70g)도, 윤활유가 흐르는 윤활유 라인(76)과, 급수 라인(44)에 걸쳐서 설치되어 있다. 윤활유 라인(76)에는, 윤활유 온도계(79)와, 윤활유 온도 조절기(72)가 설치되어 있다. 윤활유 온도계(79)는 윤활유 라인(76)에 설치되고, 윤활유의 온도를 검지한다. 윤활유 온도 조절기(72)는 윤활유의 온도를 조절한다. 이 윤활유 온도 조절기(72)는 윤활유 보조 열교환기(73)와, 외부 매체 유량 조절 밸브(열교환량 조절기)(74)를 구비한다. 윤활유 보조 열교환기(73)는, 윤활유 라인(76)중에서 윤활유 냉각기(70g)의 윤활유 출구와 베어링(18)의 윤활유 입구와의 사이에 배치되어 있다. 외부 매체 유량 조절 밸브(74)는, 윤활유 보조 열교환기(73)에 접속되어 있는 외부 매체의 유입 라인(75i)과 유출 라인(75o) 중, 한쪽의 라인에 설치되어 있다. 윤활유 보조 열교환기(73)는, 윤활유 냉각기(70g)에서 냉각된 윤활유와 외부 매체를 열교환시켜, 외부 매체를 가열하는 한편 윤활유를 냉각한다. 외부 매체 유량 조절 밸브(74)는, 윤활유 온도계(79)에서 검지된 윤활유의 온도에 근거하여, 윤활유 보조 열교환기(73)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다. 또한, 윤활유 온도계(79)는 윤활유 보조 열교환기(73)를 통과한 윤활유의 온도를 검지한다.
윤활유는, 윤활유 냉각기(70g)에 있어서, 냉각 대상인 피냉각 매체이다. 따라서, 이 윤활유 라인(76)은, 윤활유 냉각기(70g)에 있어서, 피냉각 매체 라인이다.
가스 터빈(10)에 있어서의 압축 공기 냉각기(80)는 제 1 공기 냉각기(80a)와 제 2 공기 냉각기(80b)를 구비한다. 제 1 공기 냉각기(80a)는, 압축기(11)로부터의 압축 공기와 급수(W)를 열교환시켜, 압축 공기를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다. 제 2 공기 냉각기(80b)는, 제 1 공기 냉각기(80a)에서 냉각된 압축 공기와 제 1 공기 냉각기(80a)에서 가열되기 전의 급수(W)를 열교환시켜, 압축 공기를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다. 제 1 공기 냉각기(80a) 및 제 2 공기 냉각기(80b)에서 냉각된 압축 공기는, 냉각 공기로서 가스 터빈(10)의 고온 부품에 보내진다. 따라서, 이 제 1 공기 냉각기(80a) 및 제 2 공기 냉각기(80b)는, 압축기(11)와 고온 부품을 접속하는 추기 라인(86)과, 급수 라인(44)에 걸쳐서 설치되어 있다. 제 2 공기 냉각기(80b)는, 추기 라인(86)중에서 제 1 공기 냉각기(80a)보다 고온 부품측에 배치되고, 급수 라인(44)중에서 제 1 공기 냉각기(80a)보다 복수기(41)측에 배치되어 있다. 추기 라인(86)에는, 냉각 공기 온도계(89)와, 압축 공기 온도 조절기(82)가 설치되어 있다. 냉각 공기 온도계(89)는, 추기 라인(86)에 설치되고, 압축 공기의 온도를 검지한다. 압축 공기 온도 조절기(82)는 압축 공기의 온도를 조절한다. 이 압축 공기 온도 조절기(82)는 압축 공기 보조 열교환기(83)와, 외부 매체 유량 조절 밸브(열교환량 조절기)(84)를 구비한다. 압축 공기 보조 열교환기(83)는, 추기 라인(86)중에서 제 2 공기 냉각기(80b)보다 고온 부품측에 배치되어 있다. 외부 매체 유량 조절 밸브(84)는, 압축 공기 보조 열교환기(83)에 접속되어 있는 외부 매체 라인(85)에 설치되어 있다. 압축 공기 보조 열교환기(83)는, 압축 공기 냉각기(80)에서 냉각된 압축 공기와 외부 매체를 열교환시켜, 외부 매체를 가열하는 한편 압축 공기를 냉각한다. 외부 매체 유량 조절 밸브(84)는, 냉각 공기 온도계(89)에서 검지된 압축 공기의 온도에 근거하여, 압축 공기 보조 열교환기(83)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다. 또한, 냉각 공기 온도계(89)는 압축 공기 보조 열교환기(83)를 통과한 압축 공기의 온도를 검지한다.
압축 공기는, 압축 공기 냉각기(80)에 있어서, 냉각 대상인 피냉각 매체이다. 따라서, 추기 라인(86)은, 압축 공기 냉각기(80)에 있어서, 피냉각 매체 라인이다.
급수 라인(44)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 급수 주 라인(45)과, 급수 반환 라인(46)과, 전환기(44c)를 구비한다. 또한, 도 1에서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해서, 편의상, 급수 라인(44)으로서, 급수 라인(44)중의 급수 주 라인(45)만을 도시하고 있고, 급수 반환 라인(46) 및 전환기(44c)를 생략하고 있다. 급수 주 라인(45)은 복수기(41)와 배열 회수 보일러(30)를 접속한다. 급수 반환 라인(46)은 급수 주 라인(45)으로부터 분기해서 급수 주 라인(45)을 흐르는 급수(W)의 적어도 일부를 복수기(41)에 되돌린다. 전환기(44c)는, 급수 주 라인(45)중의 급수(W)를 급수 반환 라인(46)을 거쳐서 복수기(41)에 되돌리는 급수 반환 상태와, 급수 주 라인(45)중의 급수(W)를 복수기(41)에 되돌리지 않고 배열 회수 보일러(30)에 보내는 급수 상태와의 사이에서 급수(W)의 흐름을 전환한다. 이 전환기(44c)는 제 1 밸브(44a)와 제 2 밸브(44b)를 구비한다. 제 1 밸브(44a)는, 급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치보다 배열 회수 보일러(30)측의 위치에 설치되어 있다. 제 2 밸브(44b)는 급수 반환 라인(46)에 설치되어 있다. 또한, 전환기(44c)는, 급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치에 설치되어 있는 3방 밸브로 구성해도 좋다.
이상에서 설명한 흡기 냉각기(50), 증기 터빈(40)에 접속되어 있는 발전기(49)의 발전기 냉각기(60s), 가스 터빈(10)에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g), 증기 터빈(40)의 윤활유 냉각기(70s), 가스 터빈(10)의 윤활유 냉각기(70g), 및 압축 공기 냉각기(80)는, 모두, 배열 회수 보일러(30)에 직접 또는 간접적으로 접속되어 있는 기기에 관한 피냉각 매체를 냉각하는 냉각기이다. 각 냉각기에 유입하는 피냉각 매체 중, 압축 공기 냉각기(80)에 유입하는 피냉각 매체인 압축 공기의 온도가 가장 높다. 이하, 가스 터빈(10)의 윤활유 냉각기(70g)에 유입하는 피냉각 매체인 윤활유, 증기 터빈(40)의 윤활유 냉각기(70s)에 유입하는 피냉각 매체인 윤활유, 가스 터빈(10)에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g)에 유입하는 피냉각 매체인 냉각 매체, 증기 터빈(40)에 접속되어 있는 발전기(49)의 발전기 냉각기(60s)에 유입하는 피냉각 매체인 냉각 매체, 흡기 냉각기(50)에서 냉각되는 압축 공기의 순서로 온도가 낮아진다. 또한, 이것은 일례이며, 예를 들면, 가스 터빈(10)의 윤활유 냉각기(70g)에 유입하는 피냉각 매체인 윤활유의 온도는 증기 터빈(40)의 윤활유 냉각기(70s)에 유입하는 피냉각 매체인 윤활유의 온도보다 낮은 경우가 있다.
흡기 냉각기(50), 증기 터빈(40)에 접속되어 있는 발전기(49)의 발전기 냉각기(60s), 가스 터빈(10)에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g), 증기 터빈(40)의 윤활유 냉각기(70s), 가스 터빈(10)의 윤활유 냉각기(70g), 및 압축 공기 냉각기(80)는, 이상의 순서로, 급수(W)의 흐름의 상류측으로부터 하류측으로 늘어서, 급수 주 라인(45)에 설치되어 있다. 따라서, 복수의 냉각기 중, 온도가 높은 피냉각 매체가 유입하는 냉각기는, 온도가 낮은 피냉각 매체가 유입하는 냉각기보다, 급수 주 라인(45)중에서, 급수(W)의 흐름의 하류측의 위치에 배치되어 있다.
복수의 냉각기 중에서, 가스 터빈(10)에 관련되는 냉각기(GT 냉각기), 구체적으로는, 흡기 냉각기(50), 가스 터빈(10)에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g), 가스 터빈(10)의 윤활유 냉각기(70g), 및 압축 공기 냉각기(80)는, 모두, 급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치보다 복수기(41) 측에 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치보다 배열 회수 보일러(30) 측에는, 모두, 매체 냉각 매체가 배치되지 않았다. 그렇지만, 증기 터빈(40)에 관련되는 냉각기(ST 냉각기)라면, 급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치보다 배열 회수 보일러(30) 측에, 이 ST 냉각기의 모두 또는 일부를 배치해도 좋다.
이상에서 설명한 보조 열교환기(63, 73, 83)에서 피냉각 매체와 열교환하는 외부 매체로서는, 해수, 호수, 하천수, 지하수, 공장 배수, 대기 등이 있다. 이러한 외부 매체 중, 기체인 대기를 외부 매체로서 이용하는 경우, 이 대기의 유량을 조절하는 유량 조절기는, 예를 들면, 송풍량을 바꿀 수 있는 팬이다.
다음에, 본 실시형태의 플랜트의 동작에 대해 설명한다.
가스 터빈(10)의 압축기(11)는 흡기 덕트(19)를 거쳐서 유입해 온 공기(A)를 압축하고, 압축한 공기를 연소기(20)에 공급한다. 또한, 연소기(20)에는, 연료도 공급된다. 연소기(20)내에서는, 압축된 공기중(中)에서 연료가 연소하고, 고온 고압의 연소 가스가 생성된다. 이 연소 가스는 연소기(20)로부터 터빈(21)내의 연소 가스 유로에 보내져 터빈 로터(22)를 회전시킨다. 이 터빈 로터(22)의 회전으로, 가스 터빈(10)에 접속되어 있는 발전기(29)는 발전한다.
터빈 로터(22)를 회전시킨 연소 가스는, 배기 가스(EG)로서 가스 터빈(10)으로부터 배기되고, 배열 회수 보일러(30)를 거쳐서, 굴뚝으로부터 대기에 방출된다. 배열 회수 보일러(30)는, 가스 터빈(10)으로부터의 배기 가스가 배열 회수 보일러(30)를 통과하는 과정에서, 이 배기 가스에 포함되어 있는 열을 회수한다.
구체적으로, 배열 회수 보일러(30)는, 물(W)과 배기 가스(EG)를 열교환시켜, 물(W)을 가열하고, 증기를 발생시킨다. 이 증기는, 증기 라인(35)을 거쳐서, 증기 터빈(40)에 유입하고, 이 증기 터빈(40)을 구동시킨다. 이 증기 터빈(40)의 구동으로, 증기 터빈(40)에 접속되어 있는 발전기(49)는 발전한다. 증기 터빈(40)으로부터 배기된 증기는 복수기(41)에 유입한다. 복수기(41)에서는, 이 증기가 냉각되어 응축하고, 물이 된다. 이 물은, 급수(W)로서, 급수 펌프(42)에서 승압되고, 급수 라인(44)을 거쳐서, 배열 회수 보일러(30)에 공급된다.
압축기(11)가 빨아들이는 공기(A)의 온도가 높아지면, 이 압축기(11)가 빨아들이는 공기(A)의 질량 유량이 저하한다. 따라서, 압축기(11)가 빨아들이는 공기(A)의 온도가 높아지면, 가스 터빈 출력이 저하한다. 그래서, 본 실시형태에서는, 흡기 냉각기(50)에 의해, 압축기(11)가 빨아들이는 공기(A)의 열을 급수(W)에 이동시켜, 급수(W)를 가열하는 한편 공기(A)를 냉각한다(냉각 행정). 구체적으로, 흡기 냉각기(50)의 열교환기(52)에서는, 흡기 덕트(19)내를 통과하는 공기(A)(피냉각 매체)와 중간 매체를 열교환시켜, 공기(A)를 냉각하는 한편, 중간 매체를 가열한다(열교환 행정). 흡기 냉각기(50)의 냉동기(51)에서는, 열교환기(52)에서 가열된 중간 매체의 열을 급수(W)에 이동시켜, 중간 매체를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다(열 이동 행정).
가스 터빈 출력을 관리하는데 있어서는, 압축기(11)가 빨아들이는 공기(A)의 온도를 관리하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 이 흡기 냉각기(50)에, 흡기 온도계(59) 및 흡기 온도 조절기(53)를 마련하고 있다. 흡기 온도계(59)는 흡기 덕트(19)내를 흐르는 공기(A)의 온도를 검지한다(온도 검지 행정). 흡기 온도 조절기(53)의 매체 유량 조절 밸브(54)는, 흡기 온도계(59)에서 검지된 공기(A)의 온도가 목적의 온도 범위내에 들어가도록, 중간 매체 라인(56)을 흐르는 중간 매체의 유량을 조절한다(온도 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 흡기 냉각기(50)의 열교환기(52)에서, 중간 매체와 공기(A)와의 열교환량이 변화하고, 공기(A)의 온도가 목적의 온도 범위내가 된다.
고온 고압의 연소 가스에 노출되는 고온 부품은, 그 내구성을 높이기 위해서, 예를 들면, 공기로 냉각된다. 본 실시형태에서는, 고온 부품에 대해서 냉각 공기를 보내고, 이 냉각 공기로 고온 부품을 냉각한다. 구체적으로, 본 실시형태에서는, 압축 공기 냉각기(80)의 제 1 공기 냉각기(80a)에서, 압축기(11)로부터의 압축 공기와 급수(W)를 열교환시켜, 압축 공기를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다. 또한, 제 2 공기 냉각기(80b)에서, 제 1 공기 냉각기(80a)에서 냉각된 압축 공기와 제 1 공기 냉각기(80a)에서 가열되기 전의 급수(W)를 열교환시켜, 압축 공기를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다(냉각 행정). 이상과 같이 냉각된 압축 공기는 냉각 공기로서, 가스 터빈(10)의 고온 부품에 보내진다.
고온 부품의 내구성을 관리하는데 있어서는, 냉각 공기의 온도를 관리하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 냉각 공기가 흐르는 추기 라인(86)에, 냉각 공기 온도계(89) 및 압축 공기 온도 조절기(82)를 마련하고 있다. 압축 공기 온도 조절기(82)의 압축 공기 보조 열교환기(83)는, 압축 공기 냉각기(80)에서 냉각된 압축 공기와 외부 매체를 열교환시켜, 압축 공기를 냉각한다(매체 보조 열교환 행정). 냉각 공기 온도계(89)는 압축 공기 보조 열교환기(83)를 통과한 압축 공기의 온도를 검지한다(온도 검지 행정). 외부 매체 유량 조절 밸브(열교환량 조절기)(84)는, 냉각 공기 온도계(89)에서 검지된 공기의 온도가 목적의 온도 범위내에 들어가도록, 압축 공기 보조 열교환기(83)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 압축 공기 보조 열교환기(83)에서 압축 공기와 외부 매체와의 열교환량이 변화하고, 압축 공기의 온도가 목적의 온도 범위내가 된다.
각 발전기(29, 49)는, 그 성능을 유지하는 동시에 내구성을 높이기 위해서, 수소 등의 냉각 매체로 냉각된다. 본 실시형태에서는, 발전기(29, 49)의 로터나 고정자 등에 냉각 매체를 보내고, 이 냉각 매체로 로터나 고정자 등을 냉각한다. 구체적으로, 본 실시형태에서는, 발전기 냉각기(60s, 60g)에서, 냉각 매체 라인(66)을 흐르는 냉각 매체와 급수(W)를 열교환시켜, 냉각 매체를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다(냉각 행정). 냉각된 냉각 매체는, 냉각 매체 라인(66)을 거쳐서, 로터나 고정자 등에 보내지고, 이것을 냉각한다.
각 발전기(29, 49)의 성능 및 내구성을 관리하는데 있어서는, 냉각 매체의 온도를 관리하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 라인(66)에, 매체 온도계(69) 및 매체 온도 조절기(62)를 마련하고 있다. 매체 온도 조절기(62)의 매체 보조 열교환기(63)는, 발전기 냉각기(60s, 60g)에서 냉각된 냉각 매체와 외부 매체를 열교환시켜, 냉각 매체를 냉각한다(매체 보조 열교환 행정). 매체 온도계(69)는, 매체 보조 열교환기(63)를 통과한 냉각 매체의 온도를 검지한다(온도 검지 행정). 외부 매체 유량 조절 밸브(64)(열교환량 조절기)는, 매체 온도계(69)에서 검지된 냉각 매체의 온도가 목적의 온도 범위내에 들어가도록, 매체 보조 열교환기(63)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 매체 보조 열교환기(63)에서 냉각 매체와 외부 매체와의 열교환량이 변화하고, 냉각 매체의 온도가 목적의 온도 범위내가 된다.
각 터빈(21)의 베어링(18, 48)에는, 그 성능을 유지하는 동시에 내구성을 높이기 위해서, 윤활유가 공급된다. 또한, 이 윤활유는, 그 목적을 완수하기 위해서 냉각된다. 본 실시형태에서는, 베어링(18, 48)에 윤활유를 공급하고, 윤활유 냉각기(70s, 70g)에서 이 윤활유를 냉각한다. 윤활유 냉각기(70s, 70g)에서는, 윤활유 라인(76)을 흐르는 윤활유와 급수(W)를 열교환시켜, 윤활유를 냉각하는 한편 급수(W)를 가열한다(냉각 행정). 냉각된 윤활유는, 윤활유 라인(76)을 거쳐서, 베어링(18, 48)에 공급된다.
베어링(18, 48)의 성능 및 내구성을 관리하는데 있어서는, 이 베어링(18, 48)에 공급되는 윤활유의 온도를 관리하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 윤활유가 흐르는 윤활유 라인(76)에, 윤활유 온도계(79) 및 윤활유 온도 조절기(72)를 마련하고 있다. 윤활유 온도 조절기(72)의 윤활유 보조 열교환기(73)는, 윤활유 냉각기(70s, 70g)에서 냉각된 윤활유와 외부 매체를 열교환시켜, 윤활유를 냉각한다(매체 보조 열교환 행정). 윤활유 온도계(79)는 윤활유 보조 열교환기(73)를 통과한 윤활유의 온도를 검지한다(온도 검지 행정). 외부 매체 유량 조절 밸브(74)(열교환량 조절기)는, 윤활유 온도계(79)에서 검지된 윤활유의 온도가 목적의 온도 범위내에 들어가도록, 윤활유 보조 열교환기(73)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 윤활유 보조 열교환기(73)에서 윤활유와 외부 매체와의 열교환량이 변화하고, 윤활유의 온도가 목적의 온도 범위내가 된다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 냉각기에 의해, 플랜트의 각 기기에 있어서의 피냉각 매체의 열을 급수(W)에 이동시켜서, 피냉각 매체를 냉각하는 한편, 급수(W)를 가열한다. 이 때문에, 피냉각 매체의 열을 유효 이용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 피냉각 매체의 온도를 온도 조절기로 조절한다. 이 때문에, 피냉각 매체의 온도를 적절한 온도로 관리할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 보조 열교환기(63, 73, 83)에서 피냉각 매체와 외부 매체를 열교환시키고 있다.
이 때문에, 본 실시형태에서는, 급수만으로 피냉각 매체의 온도를 조절하는 것보다도, 피냉각 매체의 온도 조절 범위를 넓게 할 수 있다. 예를 들면, 온도 조절기가 보조 열교환기(63, 73, 83)를 구비하는 것으로, 급수만으로 피냉각 매체의 온도를 내리는 것보다도, 피냉각 매체의 온도를 내릴 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 급수 라인(44)으로 급수가 흐르지 않을 때에도, 보조 열교환기(63, 73, 83)에 의해 피냉각 매체의 온도를 조절할 수 있다. 본 실시형태에서는, 예를 들면, 증기 터빈(40)이 정지하고, 급수 라인(44)에 급수가 흐르지 않은 경우에서도 가스 터빈(10)의 윤활유나 냉각 공기의 온도를 조절할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 가스 터빈(10)의 단독 운전이 가능하게 된다.
본 실시형태의 급수(W)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 급수 주 라인(45)을 흐르는 과정에서, 복수의 냉각기(50, 60s, 60g, 70s, 70g, 80)에 의해 순차 가열되기 위해, 급수 주 라인(45)의 하류측으로 갈수록, 그 온도가 높아진다. 또한, 본 실시형태에서는, 급수 주 라인(45)에 설치되어 있는 복수의 냉각기(50, 60s, 60g, 70s, 70g, 80) 중, 급수(W)의 흐름의 하류측에 위치하는 냉각기일수록, 거기에 유입하는 피냉각 매체의 온도가 높아진다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 효율적으로, 급수(W)의 온도를 높일 수 있다.
본 실시형태에서는, 급수 라인(44)에 설치되어 있는 전환기(44c)를 조작하는 것으로(전환 공정), 증기 터빈(40)을 휴지시키고, 가스 터빈(10)만을 단독 운전하는 것이 가능하다. 이 경우, 급수 주 라인(45)에 설치되어 있는 제 1 밸브(44a)를 폐쇄하고, 급수 반환 라인(46)에 설치되어 있는 제 2 밸브(44b)를 개방한다. 이 결과, 복수기(41)로부터의 급수(W)는, 급수 반환 라인(46)을 거쳐서, 복수기(41)로 돌아온다. 즉, 급수(W)의 흐름이 급수 반환 상태가 된다. 이 급수 반환 상태에서는, 급수(W)는 복수기(41), 급수 주 라인(45), 급수 반환 라인(46)내에서 순환한다. 이 때문에, 배열 회수 보일러(30)에는, 급수(W)가 유입하지 않고, 이 배열 회수 보일러(30)는 증기를 발생하지 않는다. 따라서, 증기 터빈(40)은 구동하지 않는다. 본 실시형태에서는, 가스 터빈(10)에 관련되는 모든 냉각기(50, 60s, 60g, 70s, 70g, 80)가, 급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치보다 복수기(41) 측에 배치되어 있다. 급수(W)의 흐름이 급수 반환 상태라도, 가스 터빈(10)에 관련되는 모든 냉각기(GT 냉각기)(50, 60g, 70g, 80)에는, 급수(W)가 흘러들어가고, 모든 GT 냉각기(50, 60g, 70g, 80)에서 피냉각 매체를 냉각할 수 있다(GT 매체 냉각 행정).
본 실시형태에서, 가스 터빈(10) 및 증기 터빈(40)을 모두 운전하는 경우에는, 급수 주 라인(45)에 설치되어 있는 제 1 밸브(44a)를 개방하고, 급수 반환 라인(46)에 설치되어 있는 제 2 밸브(44b)를 폐쇄한다. 이 결과, 복수기(41)로부터의 급수(W)는, 급수 주 라인(45)을 거쳐서, 배열 회수 보일러(30)에 유입한다. 즉, 급수(W)의 흐름은 급수 상태가 된다. 이 급수 상태에서는, 급수(W)는 복수기(41)로부터 배열 회수 보일러(30)에 흐르고, 급수 반환 라인(46)을 흐르지 않는다. 이 때문에, 이 배열 회수 보일러(30)는 증기를 발생하고, 증기 터빈(40)이 이 증기에 의해 구동된다. 이 급수 상태에서는, 배열 회수 보일러(30), 증기 라인(35), 증기 터빈(40), 복수기(41), 급수 주 라인(45)내를 순환한다. 따라서, 가스 터빈(10)에 관련되는 모든 GT 냉각기(50, 60g, 70g, 80)에는, 급수(W)가 흘러들어가고, 모든 GT 냉각기(50, 60g, 70g, 80)에서 피냉각 매체를 냉각할 수 있다(GT 매체 냉각 행정). 또한, 증기 터빈(40)에 관련되는 모든 냉각기(ST 냉각기)(60s, 70s)에도, 급수(W)가 흘러들어가고, 모든 ST 냉각기(60s, 70s)에서 피냉각 매체를 냉각할 수 있다(ST 매체 냉각 행정).
「온도 조절기의 제 1 변형예」
도 3을 참조하여, 온도 조절기의 제 1 변형예에 대해 설명한다.
상기 실시형태의 온도 조절기에서는, 보조 열교환기에 접속되어 있는 외부 매체의 유입 라인과 유출 라인 중, 한쪽의 라인에 외부 매체 유량 조절 밸브가 설치되어 있다. 그렇지만, 본 변형예와 같이, 보조 열교환기(103)에 대한 외부 매체의 유입 라인(105i)과 유출 라인(105o)을 접속하는 바이패스 라인(105b)을 마련하고, 이 바이패스 라인(105b)에 외부 매체 유량 조절 밸브(104b)를 설치해도 좋다.
본 변형예의 피냉각 매체 라인(106)에는, 냉각기(100), 보조 열교환기(103), 및 기기(101)가 설치되어 있다. 또한, 본 변형예, 후술의 제 2 변형예 내지 제 10 변형예의 냉각기(100)는 상기 실시형태의 냉각기(60s, 60g, 70s, 70g, 80)에 상당한다. 또한, 본 변형예, 후술의 제 2 변형예 내지 제 10 변형예의 기기(101)는, 상기 실시형태의 발전기(49, 29), 베어링(48, 18), 가스 터빈(10)의 고온 부품에 상당한다. 본 변형예의 온도 조절기(102)는 외부 매체 유량 조절 밸브(104b)와 보조 열교환기(103)를 구비한다. 외부 매체 유량 조절 밸브(104b)는, 피냉각 매체 라인(106)에 설치되어 있는 온도계(109)에서 검지된 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 바이패스 라인(105b)을 흐르는 외부 매체의 유량을 조절한다. 이와 같이, 바이패스 라인(105b)을 흐르는 외부 매체의 유량을 조절하는 것으로도, 보조 열교환기(103)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절할 수 있다. 따라서, 본 변형예에서도, 피냉각 매체 라인(106)을 흐르는 피냉각 매체의 온도를 조절할 수 있다.
또한, 본 변형예는, 보조 열교환기를 구비하는 온도 조절기의 변형예이지만, 보조 열교환기를 갖지 않는 온도 조절기에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 실시형태의 흡기 냉각기(50)에 대한 흡기 온도 조절기(53)에도 적용할 수 있다. 이 경우, 열교환기(52)에 대한 바이패스 라인을 중간 매체 라인(56)중에 마련하고, 이 바이패스 라인에 매체 유량 조절 밸브(54)를 마련한다.
「온도 조절기의 제 2 변형예」
도 4를 참조하여, 온도 조절기의 제 2 변형예에 대해 설명한다.
상기 실시형태의 온도 조절기는 하나의 보조 열교환기를 구비하고 있다. 그렇지만, 본 변형예와 같이, 온도 조절기(102a)는 복수의 보조 열교환기(103a, 103b, 103c)를 구비해도 좋다. 복수의 보조 열교환기(103a, 103b, 103c)는 피냉각 매체 라인(106)에 대해서 직렬 배치되어 있다.
복수의 보조 열교환기(103a, 103b, 103c) 중, 피냉각 매체 라인(106)중에서 피냉각 매체의 흐름의 최하류측에 위치하는 보조 열교환기(103a)의 외부 매체 입구에는, 외부 매체의 유입 라인(105i)이 접속되어 있다. 복수의 보조 열교환기(103a, 103b, 103c) 중, 피냉각 매체 라인(106)중에서 피냉각 매체의 흐름의 최상류측에 위치하는 보조 열교환기(103c)의 외부 매체 출구에는, 외부 매체의 유출 라인(105o)이 접속되어 있다. 복수의 보조 열교환기(103a, 103b, 103c) 중, 최하류측의 보조 열교환기(103a)와 최상류측의 보조 열교환기(103c)와의 사이에 위치하는 중간 보조 열교환기(103b)의 외부 매체 입구는, 이 중간 보조 열교환기(103b)에 대해서 피냉각 매체의 흐름의 하류측에 위치하는 보조 열교환기(103a)의 외부 매체 출구와 연결 라인(105c)으로 접속되어 있다. 또한, 이 중간 보조 열교환기(103b)의 외부 매체 출구는, 이 중간 보조 열교환기(103b)에 대해서 피냉각 매체의 흐름의 상류측에 위치하는 보조 열교환기(103c)의 외부 매체 입구와 연결 라인(105c)으로 접속되어 있다. 유입 라인(105i)과 복수의 연결 라인(105c)은, 각각, 바이패스 라인(105b1, 105b2)으로 접속되어 있다. 유입 라인(105i)과 유출 라인(105o)은 바이패스 라인(105b3)으로 접속되어 있다. 유입 라인(105i), 복수의 바이패스 라인(105b1 내지 105b3)에는, 각각, 외부 매체 유량 조절 밸브(104)가 설치되어 있다.
본 변형예의 온도 조절기(102a)는, 이상에서 설명한 복수의 보조 열교환기(103a, 103b, 103c)와 복수의 외부 매체 유량 조절 밸브(104)를 구비한다.
이상과 같이, 복수의 보조 열교환기(103a, 103b, 103c)를 마련하는 동시에, 복수의 외부 매체 유량 조절 밸브(104)를 마련하는 것으로, 복수의 보조 열교환기(103a, 103b, 103c)를 합친 통합 보조 열교환기에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절할 수 있는 동시에, 이 통합 보조 열교환기의 전체 전열면중에 있어서의 이용 면적을 변경할 수 있다. 따라서, 본 변형예에서도, 피냉각 매체 라인(106)에 설치되어 있는 온도계(109)에서 검지된 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 복수의 외부 매체 유량 조절 밸브(104)의 개방도를 적당 조절하는 것으로, 피냉각 매체 라인(106)을 흐르는 피냉각 매체의 온도를 조절할 수 있다.
「온도 조절기의 제 3 변형예」
도 5를 참조하여, 온도 조절기의 제 3 변형예에 대해 설명한다.
제 2 변형예의 온도 조절기(102a)는, 복수의 보조 열교환기(103a, 103b, 103b)를 피냉각 매체 라인(106)에 대해서, 직렬 배치한 예이다. 그렇지만, 본 변형예와 같이, 복수의 보조 열교환기(103a, 103b)를 피냉각 매체 라인(106)에 대해서, 병렬 배치해도 좋다.
외부 매체의 유입 라인(105i)은 복수의 보조 열교환기(103a, 103b)마다 분기하고 있다. 각 유입 분기 라인(105ia, 105ib)은 보조 열교환기(103a, 103b)의 외부 매체 입구에 접속되어 있다. 외부 매체의 유출 라인(105o)은 복수의 보조 열교환기(103a, 103b)마다 분기하고 있다. 각 유출 분기 라인(105oa, 105ob)은 보조 열교환기(103a, 103b)의 외부 매체 출구에 접속되어 있다. 외부 매체 유량 조절 밸브(104)는, 각 유입 분기 라인(105ia, 105ib) 또는 각 유출 분기 라인(105oa, 105ob)에 설치되어 있다.
본 변형예의 온도 조절기(102b)는, 이상에서 설명한 복수의 보조 열교환기(103a, 103b)와, 복수의 외부 매체 유량 조절 밸브(104)를 구비한다.
본 변형예에서는, 복수의 외부 매체 유량 조절 밸브(104)의 개방도를 바꾸는 것으로, 복수의 보조 열교환기(103a, 103b)에 대한 외부 매체의 분배량을 바꿀 수 있다. 따라서, 본 변형예에서도, 피냉각 매체 라인(106)에 설치되어 있는 온도계(109)에서 검지된 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 복수의 외부 매체 유량 조절 밸브(104)의 개방도를 적당 조절하는 것으로, 피냉각 매체 라인(106)을 흐르는 피냉각 매체의 온도를 조절할 수 있다.
또한, 본 변형예에 있어서, 복수의 보조 열교환기(103a, 103b)에 있어서의 외부 매체와 급수(W)와의 열교환량을 서로 상이하게 해도 좋다. 열교환량을 상이하게 하는 방법으로서는, 복수의 보조 열교환기(103a, 103b)의 전열 면적을 서로 상이하게 하는 방법이나, 복수의 보조 열교환기(103a, 103b)의 전열관의 표면 형상 등을 서로 상이하게 하는 방법 등이 있다.
「온도 조절기의 제 4 변형예」
도 6을 참조하여, 온도 조절기의 제 4 변형예에 대해 설명한다.
상기 제 1 실시형태의 온도 조절기 및 제 1 내지 제 3 변형예의 온도 조절기에서는, 보조 열교환기에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다. 그렇지만, 본 변형예와 같이, 보조 열교환기(103)에 유입하는 피냉각 매체의 유량을 조절해도 좋다. 본 변형예의 온도 조절기(102c)는 보조 열교환기(103)와, 피냉각 매체 유량 조절 밸브(114)를 구비한다.
본 변형예의 피냉각 매체 라인(106)은, 피냉각 매체 주 라인(106a)과, 피냉각 매체 바이패스 라인(106b)을 구비한다. 피냉각 매체 주 라인(106a)은 피냉각 매체의 순환 라인이다. 이 피냉각 매체 주 라인(106a)에는, 냉각기(100), 보조 열교환기(103), 냉각기(100) 및 보조 열교환기(103)를 통과한 피냉각 매체가 유입하는 기기(101)가 설치되어 있다. 피냉각 매체 바이패스 라인(106b)은, 피냉각 매체 주 라인(106a)중에서 냉각기(100)와 보조 열교환기(103)와의 사이의 위치와, 피냉각 매체 주 라인(106a)중에서 보조 열교환기(103)와 기기(101)와의 사이의 위치를 접속한다. 즉, 이 피냉각 매체 바이패스 라인(106b)은 보조 열교환기(103)를 바이패스하는 라인이다.
본 변형예의 피냉각 매체 유량 조절 밸브(114)는 피냉각 매체 바이패스 라인(106b)에 설치되어 있다. 피냉각 매체 유량 조절 밸브(114)의 개방도를 바꿔서, 피냉각 매체 바이패스 라인(106b)을 흐르는 피냉각 매체의 유량을 바꾸면, 피냉각 매체 주 라인(106a)에 설치되어 있는 보조 열교환기(103)에 유입하는 피냉각 매체의 유량이 바뀐다. 따라서, 본 변형예에서도, 피냉각 매체 주 라인(106a)에 설치되어 있는 온도계(109)에서 검지된 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 피냉각 매체 유량 조절 밸브(114)의 개방도를 적당 조절하는 것으로, 피냉각 매체 라인(106)을 흐르는 피냉각 매체의 온도를 조절할 수 있다.
「온도 조절기의 제 5 변형예」
도 7을 참조하여, 온도 조절기의 제 5 변형예에 대해 설명한다.
상기 제 1 실시형태의 온도 조절기의 보조 열교환기 및 제 1 내지 제 4 변형예의 온도 조절기의 보조 열교환기는 피냉각 매체 라인에 설치되어 있다. 그렇지만, 보조 열교환기(113)는, 본 변형예와 같이, 급수 라인(44)에 설치되어도 좋다.
냉각기(100)는, 이상의 실시형태 및 변형예와 마찬가지로, 급수 라인(44)에 설치되어 있다. 즉, 냉각기(100)의 급수 입구에는, 급수 주 라인(45)의 일부를 구성하는 급수 유입 라인(45i)의 제 1 단이 접속되고, 냉각기(100)의 급수(W) 출구에는, 급수 주 라인(45)의 일부를 구성하는 급수 유출 라인(45o)의 제 1 단이 접속되어 있다. 또한, 급수 유입 라인(45i)의 제 2 단은 복수기(41)에 접속되어 있다. 또한, 급수 유출 라인(45o)의 제 2 단은 배열 회수 보일러(30)에 접속되어 있다.
본 변형예의 온도 조절기(102d)는, 급수 유입 라인(45i)에 설치되어 있는 보조 열교환기(113)와, 이 보조 열교환기(113)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절하는 외부 매체 유량 조절 밸브(104)를 구비한다. 본 변형예의 보조 열교환기(113)에서는, 외부 매체와 급수(W)를 열교환시키고, 외부 매체를 가열하는 한편 급수(W)를 냉각한다(급수 보조 열교환 공정). 외부 매체 유량 조절 밸브(104)는, 피냉각 매체 라인(106)에 설치되어 있는 온도계(109)에서 검지된 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 보조 열교환기(113)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 냉각기(100)에 유입하는 급수(W)의 온도가 변화하고, 이 냉각기(100)에서 급수(W)와 열교환하는 피냉각 매체의 온도가 목적의 온도 범위가 된다.
피냉각 매체 라인(106)에 보조 열교환기를 마련하는 등, 피냉각 매체 라인(106)의 개조가 곤란한 경우가 있다. 구체적으로, 상기 제 1 실시형태에 있어서, 발전기 냉각기(60s, 60g)와 발전기(29, 49)가 일체로 된 제품에서는, 이 제품에 피냉각 매체 라인(106)이 미리 조립되어 있다. 이 때문에, 이러한 제품의 피냉각 매체 라인(106)에 보조 열교환기(103)를 마련하는 경우에는, 제품을 대폭 개조할 필요가 있다. 본 변형예에서는, 피냉각 매체 라인(106)에 보조 열교환기(103)를 마련할 필요성이 없기 때문에, 이러한 제품에서도, 제품을 대폭 개조하는 일이 없이, 피냉각 매체의 온도를 관리할 수 있다.
「온도 조절기의 제 6 변형예」
도 8을 참조하여, 온도 조절기의 제 6 변형예에 대해 설명한다.
상기 제 1 실시형태의 온도 조절기, 제 1 내지 제 3 변형예의 온도 조절기, 및 제 5 변형예의 온도 조절기에서는, 보조 열교환기에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다. 또한, 제 4 변형예의 온도 조절기에서는, 보조 열교환기에 유입하는 피냉각 매체의 유량을 조절한다. 그렇지만, 본 변형예와 같이, 급수(W)의 유량을 조절해도 좋다.
본 변형예의 급수 유입 라인(45i)과 급수 유출 라인(45o)은 급수 리턴 라인(45r)으로 접속되어 있다. 본 변형예의 온도 조절기(102e)는, 이 급수 리턴 라인(45r)에 설치되어 있는, 보조 열교환기(113)와, 급수 리턴 펌프(42r)와, 급수 유량 조절 밸브(124)를 구비한다. 본 변형예의 보조 열교환기(113)에는, 냉각기(100)에서 가열된 급수(W)의 일부가 급수 유출 라인(45o) 및 급수 리턴 라인(45r)을 거쳐서, 유입한다. 이 보조 열교환기(113)에서는, 이 급수(W)와 외부 매체를 열교환시켜, 외부 매체를 가열하는 한편 급수(W)를 냉각한다(급수 보조 열교환 공정). 급수 유량 조절 밸브(124)는, 피냉각 매체 라인(106)에 설치되어 있는 온도계(109)에서 검지된 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 급수 리턴 라인(45r)에 유입하는 급수(W)의 유량을 조절한다. 환언하면, 급수 유량 조절 밸브(124)는, 보조 열교환기(113)에 유입하는 급수(W)의 유량 및 온도를 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 냉각기(100)에 유입하는 급수(W)의 유량 및 온도가 변화하고, 이 냉각기(100)에서 급수(W)와 열교환하는 피냉각 매체의 온도가 목적의 온도 범위가 된다.
본 변형예도, 제 5 변형예와 마찬가지로, 피냉각 매체 라인(106)에 보조 열교환기(103)를 마련할 필요성이 없다. 이 때문에, 본 변형예에서도, 제 5 변형예와 마찬가지로, 피냉각 매체 라인(106)의 개조가 곤란한 제품에서도, 제품을 대폭 개조하는 일이 없이, 피냉각 매체의 온도를 관리할 수 있다.
「온도 조절기의 제 7 변형예」
도 9를 참조하여, 온도 조절기의 제 7 변형예에 대해 설명한다.
상기 제 1 실시형태의 온도 조절기 및 제 1 내지 제 6 변형예의 온도 조절기는 보조 열교환기를 구비한다. 그렇지만, 본 변형예와 마찬가지로, 온도 조절기(102f)는 보조 열교환기를 갖지 않아도 좋다.
본 변형예에서는, 급수 유출 라인(45o)과 복수기(41)가 급수 반환 라인(46)으로 접속되어 있다. 이 급수 반환 라인(46)에는, 이 급수 반환 라인(46)을 흐르는 급수(W)의 유량을 조절하는 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)가 설치되어 있다. 본 변형예의 온도 조절기(102f)는 이 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)를 구비한다. 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)의 개방도를 바꾸면, 급수 반환 라인(46)을 흐르는 급수(W)의 유량이 변화한다. 이 때문에, 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)의 개방도를 바꾸면, 복수기(41)로부터 급수 유입 라인(45i)을 거쳐서, 냉각기(100)에 유입하는 급수(W)의 유량도 변화한다. 따라서, 본 변형예에서는, 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)의 개방도를 바꾸면, 냉각기(100)에 있어서의 급수(W)와 피냉각 매체와의 열교환량이 변화한다. 본 변형예에서는, 피냉각 매체 라인(106)에 설치되어 있는 온도계(109)에서 검지된 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)의 개방도를 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 냉각기(100)에서의 급수(W)와 피냉각 매체와의 열교환량이 변화하고, 피냉각 매체의 온도가 목적의 온도 범위가 된다.
본 변형예에서는, 이상에서 설명한 바와 같이, 보조 열교환기를 마련할 필요가 없다. 이 때문에, 피냉각 매체의 온도 조절을 위한 설비 코스트를 억제할 수 있다. 또한, 본 변형예에서도, 제 5 및 제 6 변형예와 마찬가지로, 피냉각 매체 라인(106)의 개조가 곤란한 제품에서도, 제품을 대폭 개조하는 일이 없이, 피냉각 매체의 온도를 관리할 수 있다. 또한, 본 변형예에서는, 급수 반환 라인(46)을 흐르는 급수(W)의 유량을 조절하는 것으로, 급수 주 라인(45)을 흐르는 급수(W)의 유량을 조절할 수 있다. 이 때문에, 본 변형예에서는, 급수 주 라인(45)을 흐르는 급수(W)의 유량이 일정한 경우보다, 피냉각 매체의 온도 조절 범위를 넓게 할 수 있다. 즉, 본 변형예에서는, 간단한 구성으로, 피냉각 매체의 온도 조절 범위를 넓게 할 수 있다.
또한, 본 변형예는, 보조 열교환기를 구비하는 온도 조절기의 변형예이지만, 보조 열교환기를 갖지 않는 온도 조절기에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 실시형태의 흡기 냉각기(50)에 대한 흡기 온도 조절기(53)에도 적용할 수 있다. 이 경우, 열교환기(52)에 대한 바이패스 라인을 중간 매체 라인(56)중에 마련하고, 이 바이패스 라인에 매체 유량 조절 밸브(54)를 마련한다.
「온도 조절기의 제 8 변형예」
도 10을 참조하여, 온도 조절기의 제 8 변형예에 대해 설명한다.
본 변형예의 온도 조절기(102g)는 상기 제 1 실시형태의 온도 조절기, 제 5 내지 제 7 변형예의 온도 조절기를 조합한 것이다.
본 변형예에서는, 급수 유출 라인(45o)과 복수기(41)가 급수 반환 라인(46)으로 접속되어 있다. 또한, 본 변형예에서는, 급수 유입 라인(45i)과 급수 유출 라인(45o)이 급수 리턴 라인(45r)으로 접속되어 있다. 본 변형예의 온도 조절기(102g)는, 매체 보조 열교환기(103)와, 매체 보조 열교환기(103)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절하는 외부 매체 유량 조절 밸브(104)와, 제 1 급수 보조 열교환기(113a)와, 이 제 1 급수 보조 열교환기(113a)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절하는 외부 매체 유량 조절 밸브(104a)와, 제 2 급수 보조 열교환기(113b)와, 급수 리턴 펌프(42r)와, 제 2 급수 보조 열교환기(113b)에 유입하는 급수(W)의 유량을 조절하는 급수 유량 조절 밸브(124)와, 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)를 구비한다.
매체 보조 열교환기(103)는, 피냉각 매체 라인(106)에 설치되고, 피냉각 매체와 외부 매체를 열교환시켜, 피냉각 매체를 냉각하는 한편 외부 매체를 가열한다. 제 1 급수 보조 열교환기(113a)는, 급수 유입 라인(45i)에 설치되고, 이 급수 유입 라인(45i)을 흐르는 급수(W)와 외부 매체를 열교환시켜, 급수(W)를 냉각하는 한편 외부 매체를 가열한다. 급수 리턴 펌프(42r)는 급수 리턴 라인(45r)에 설치되어 있다. 제 2 급수 보조 열교환기(113b)는, 급수 리턴 라인(45r)에 설치되고, 이 급수 리턴 라인(45r)을 흐르는 급수(W)와 외부 매체를 열교환시켜, 급수(W)를 냉각하는 한편 외부 매체를 가열한다. 급수 유량 조절 밸브(124)는, 이 급수 리턴 라인(45r)에 설치되어 있다. 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)는 급수 반환 라인(46)에 설치되어 있다. 본 변형예에서는, 피냉각 매체 라인(106)에 설치되어 있는 온도계(109)에서 검지된 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 외부 매체 유량 조절 밸브(104)와 외부 매체 유량 조절 밸브(104a)와 급수 유량 조절 밸브(124)와 급수 반환 유량 조절 밸브(124f) 중, 적어도 하나의 조절 밸브의 개방도를 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 냉각기(100)에서의 급수(W)와 피냉각 매체와의 열교환량이 변화하고, 피냉각 매체의 온도가 목적의 온도 범위가 된다.
본 변형예의 온도 조절기(102g)는 복수의 온도 조절 기능을 가지므로, 피냉각 매체의 온도 조절 범위를 넓게 할 수 있다.
「온도 조절기의 제 9 변형예」
도 11을 참조하여, 온도 조절기의 제 9 변형예에 대해 설명한다.
상기 제 1 실시형태의 온도 조절기 및 제 1 내지 제 8 변형예에서는, 피냉각 매체의 온도에 근거하여, 유량 조절 밸브의 개방도를 조절한다. 그렇지만, 본 변형예와 같이, 급수(W)의 온도에 근거하여, 유량 조절 밸브(104)의 개방도를 조절해도 좋다.
본 변형예의 온도 조절기(102h)는, 제 5 변형예와 마찬가지로, 급수 유입 라인(45i)에 설치되어 있는 보조 열교환기(113)와, 이 보조 열교환기(113)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절하는 외부 매체 유량 조절 밸브(104)를 구비한다. 온도계(119)는, 급수 유입 라인(45i)중에서, 보조 열교환기(103)와 냉각기(100)와의 사이에 설치되어 있다. 온도계(119)는, 보조 열교환기(103)로부터 유출해서 냉각기(100)에 유입하기 전의 급수(W)의 온도를 검지한다(온도 검지 공정). 외부 매체 유량 조절 밸브(104)는, 급수 유입 라인(45i)에 설치되어 있는 온도계(119)에서 검지된 급수(W)의 온도에 근거해서, 보조 열교환기(113)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 냉각기(100)에 유입하는 급수(W)의 온도가 변화하고, 이 냉각기(100)에서 급수(W)와 열교환하는 피냉각 매체의 온도가 목적의 온도 범위가 된다.
「온도 조절기의 제 10 변형예」
도 12를 참조하여, 온도 조절기의 제 10 변형예에 대해 설명한다.
본 변형예는, 제 6 변형예의 변형예이다. 제 6 변형예에서는, 피냉각 매체의 온도에 근거하여, 급수 유량 조절 밸브(124)의 개방도를 조절한다. 그렇지만, 본 변형예와 같이, 급수(W)의 온도에 근거하여, 급수 유량 조절 밸브(124)의 개방도를 조절해도 좋다.
본 변형예의 온도계(119i)는, 급수 유출 라인(45o)에 설치되고, 냉각기(100)로부터 유출한 급수(W)의 온도를 검지한다(온도 검지 공정). 본 변형예의 온도 조절기(102i)는, 제 6 변형예의 온도 조절기(102e)와 마찬가지로, 급수 리턴 라인(45r)에 설치되어 있는, 급수 보조 열교환기(113)와, 급수 리턴 펌프(42r)와, 급수 유량 조절 밸브(124)를 구비한다. 본 변형예에서는, 급수 유량 조절 밸브(124)는, 급수 유출 라인(45o)에 설치되어 있는 온도계(119i)에서 검지된 급수(W)의 온도에 근거해서, 급수 리턴 라인(45r)에 유입하는 급수(W)의 유량을 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 냉각기(100)에 유입하는 급수(W)의 온도 및 유량이 변화하고, 이 냉각기(100)에서 급수(W)와 열교환하는 피냉각 매체의 온도가 목적의 온도 범위가 된다.
「온도 조절기의 제 11 변형예」
도 13을 참조하여, 온도 조절기의 제 11 변형예에 대해 설명한다.
본 변형예는, 제 10 변형예의 변형예이다. 제 10 변형예에서는, 냉각기(100)로부터 유출한 급수(W)의 온도만으로 급수 유량 조절 밸브(124)의 개방도를 조절한다. 본 변형예에서는, 냉각기(100)에 유입하는 급수(W)의 온도, 및 냉각기(100)로부터 유출한 급수(W)의 온도에 근거하여, 급수 유량 조절 밸브(124)의 개방도를 조절한다.
본 변형예에서는, 급수 유입 라인(45i)에 제 1 온도계(119i)가 설치되어 있는 동시에, 급수 유출 라인(45o)에 제 2 온도계(119o)가 설치되어 있다. 제 1 온도계(119i)는 냉각기(100)에 유입하는 급수(W)의 온도를 검지한다. 제 2 온도계(119o)는 냉각기(100)로부터 유출한 급수(W)의 온도를 검지한다(온도 검지 공정). 본 변형예의 온도 조절기(102j)는, 제 6 변형예 및 제 10 변형예의 온도 조절기와 마찬가지로, 급수 리턴 라인(45r)에 설치되어 있는, 급수 보조 열교환기(113)와, 급수 리턴 펌프(42r)와, 급수 유량 조절 밸브(124)를 구비한다. 본 변형예에서는, 급수 유량 조절 밸브(124)는, 냉각기(100)에 유입하는 급수(W)의 온도와 냉각기(100)로부터 유출한 급수(W)의 온도와의 온도차에 근거해서, 급수 리턴 라인(45r)에 유입하는 급수(W)의 유량을 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 냉각기(100)에 유입하는 급수(W)의 온도 및 유량이 변화하고, 이 냉각기(100)에서 급수(W)와 열교환하는 피냉각 매체의 온도가 목적의 온도 범위가 된다.
본 변형예에서는, 냉각기(100)에 유입하는 급수(W)의 온도와 냉각기(100)로부터 유출한 급수(W)의 온도와의 온도차를 취득하기 때문에, 제 10 변형예보다, 냉각기(100)에서의 열교환량을 정확하게 파악할 수 있다. 이 때문에, 본 변형예에서는, 제 10 변형예보다 정확하게, 피냉각 매체의 온도를 조절할 수 있다.
또한, 본 변형예, 제 9 변형예 및 제 10 변형예에서는, 보조 열교환기와 온도계와의 쌍방을 급수 라인(44)에 마련한다. 이 때문에, 이러한 변형예에서는, 피냉각 매체 라인(106)에 보조 열교환기와 온도계와의 쌍방을 마련할 필요가 없다. 따라서, 이러한 변형예에서는, 피냉각 매체 라인(106)의 개조가 곤란한 제품에서도, 제품을 모두 개조하는 일이 없이, 피냉각 매체의 온도를 관리할 수 있다.
또한, 본 변형예, 제 9 변형예 및 제 10 변형예에서는, 급수 라인(44)에 보조 열교환기(113)가 설치되어 있는 경우에, 급수(W)의 온도에 근거해 유량 조절 밸브의 개방도를 바꾸는 예이다. 그렇지만, 피냉각 매체 라인(106)에 보조 열교환기(103)가 설치되어 있는 경우에서도, 급수(W)의 온도에 근거해 유량 조절 밸브의 개방도를 바꾸어도 좋다.
「플랜트의 제 2 실시형태」
도 14를 참조하여, 본 발명에 관한 플랜트의 제 2 실시형태에 대해 설명한다.
본 실시형태의 플랜트는 제 1 실시형태의 플랜트의 변형예이다. 본 실시형태의 플랜트의 급수 주 라인(45)에도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 흡기 냉각기(50), 증기 터빈에 접속되어 있는 발전기(49)의 발전기 냉각기(60s), 가스 터빈에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g), 증기 터빈의 윤활유 냉각기(70s), 가스 터빈의 윤활유 냉각기(70g), 가스 터빈의 압축 공기 냉각기(80)가 설치되어 있다. 흡기 냉각기(50), 가스 터빈에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g), 가스 터빈의 윤활유 냉각기(70g), 및 가스 터빈의 압축 공기 냉각기(80)는, 모두, 가스 터빈에 관한 GT 냉각기이다. 또한, 증기 터빈에 접속되어 있는 발전기(49)의 발전기 냉각기(60s), 및 증기 터빈의 윤활유 냉각기(70s)는, 모두, 증기 터빈에 관한 ST 냉각기이다.
흡기 냉각기(50)에는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 흡기 온도 조절기(53)가 설치되어 있다. 발전기 냉각기(60s)에는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 매체 온도 조절기(62)가 설치되어 있다. 각 윤활유 냉각기(70s, 70g)에는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 윤활유 온도 조절기(72)가 설치되어 있다. 압축 공기 냉각기(80)에는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 압축 공기 온도 조절기(82)가 설치되어 있다.
가스 터빈에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g)에는, 제 6 변형예에서 설명한 온도 조절기와 동일의 온도 조절기(62r)가 설치되어 있다. 급수 주 라인(45)중에서 발전기 냉각기(하류측 GT 냉각기)(60g)를 기준으로 해서, 급수 주 라인(45)을 흐르는 급수(W)의 흐름의 하류측의 부분과 상류측의 부분은 급수 리턴 라인(44r)에 의해 접속되어 있다. 이 발전기 냉각기(60g)에 대한 온도 조절기(62r)는, 보조 열교환기(63r)와, 급수 리턴 펌프(42r)와, 급수 유량 조절 밸브(64r)를 구비한다. 보조 열교환기(63r)에는, 발전기 냉각기(60g)에서 가열된 급수(W)의 일부가 급수 리턴 라인(44r)을 거쳐서 유입한다. 이 보조 열교환기(63r)에서는, 이 급수(W)와 외부 매체를 열교환시켜, 외부 매체를 가열하는 한편 급수(W)를 냉각한다(급수 보조 열교환 공정). 급수 리턴 펌프(42r)는 급수 리턴 라인(44r)에 설치되어 있다. 이 급수 리턴 펌프(42r)는 급수 리턴 라인(44r)내의 급수(W)를 급수 주 라인(45)에 있어서의 하류측으로부터 상류측으로 흘린다. 즉, 급수 리턴 펌프(42r)는, 발전기 냉각기(60g)를 통과한 급수(W)의 적어도 일부를 급수 리턴 라인(44r)으로 유도하고, 이 급수 리턴 라인(44r)을 거쳐서, 이 급수(W)를 발전기 냉각기(60g)에 되돌린다. 급수 유량 조절 밸브(64r)는, 냉각 매체 라인(66)에 설치되어 있는 매체 온도계(69)에서 검지된 냉각 매체의 온도에 근거해서, 급수 리턴 라인(44r)에 유입하는 급수(W)의 유량을 조절한다. 환언하면, 급수 유량 조절 밸브(64r)는, 보조 열교환기(63r)에 유입하는 급수(W)의 유량 및 온도를 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정).
본 실시형태의 급수 라인(44)도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 전술의 급수 주 라인(45)과, 급수 반환 라인(46)과, 전환기(44c)를 구비한다. 급수 주 라인(45)은 복수기(41)와 배열 회수 보일러(30)를 접속한다. 급수 반환 라인(46)은 급수 주 라인(45)으로부터 분기해서 급수 주 라인(45)을 흐르는 급수(W)의 적어도 일부를 복수기(41)에 되돌린다. 전환기(44c)는, 급수 주 라인(45)중의 급수(W)를 급수 반환 라인(46)을 거쳐서 복수기(41)에 되돌리는 급수 반환 상태와, 급수 주 라인(45)중의 급수(W)를 복수기(41)에 되돌리지 않고 배열 회수 보일러(30)에 보내는 급수 상태와의 사이에서 급수(W)의 흐름을 전환한다. 이 전환기(44c)는 제 1 밸브(44a)와 제 2 밸브(44b)를 구비한다. 제 1 밸브(44a)는, 급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치보다 배열 회수 보일러(30)측의 위치에 설치되어 있다. 제 2 밸브(44b)는 급수 반환 라인(46)에 설치되어 있다. 다만, 본 실시형태의 급수 반환 라인(46)은, 급수 주 라인(45)중에서 흡기 냉각기(50)와 발전기 냉각기(60s)와의 사이의 위치에서 분기하고 있다.
본 실시형태에서도, 급수 라인(44)에 설치되어 있는 전환기(44c)를 조작하는 것으로, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 증기 터빈을 휴지시키고, 가스 터빈만을 단독 운전하는 것이 가능하다. 이 경우, 급수 주 라인(45)에 설치되어 있는 제 1 밸브(44a)를 폐쇄하고, 급수 반환 라인(46)에 설치되어 있는 제 2 밸브(44b)를 개방한다. 이 결과, 복수기(41)로부터의 급수(W)는, 급수 반환 라인(46)을 거쳐서, 복수기(41)로 돌아온다. 즉, 급수(W)의 흐름이 급수 반환 상태가 된다. 이 급수 반환 상태에서는, 급수(W)는 복수기(41), 급수 주 라인(45), 급수 반환 라인(46)내에서 순환한다. 이 때문에, 급수 주 라인(45)중에서 급수 반환 라인(46)의 분기 위치보다 급수(W)의 흐름의 하류측에서는, 급수(W)가 흐르지 않는다. 따라서, 배열 회수 보일러(30)에는, 급수(W)가 유입하지 않고, 이 배열 회수 보일러(30)는 증기를 발생하지 않는다.
급수 반환 상태에서도, 복수의 GT 냉각기 중, 흡기 냉각기(50)는, 급수 주 라인(45)중에서 급수 반환 라인(46)의 분기 위치보다 급수(W)의 흐름의 상류측에 배치되어 있기 때문에, 이 흡기 냉각기(50)에는, 급수(W)가 유입한다. 따라서, 급수 반환 상태에서도, 이 흡기 냉각기(50)에서, 가스 터빈이 빨아들이는 공기의 열을 급수(W)에 이동시킬 수 있다.
복수의 GT 냉각기 중, 발전기 냉각기(60g), 윤활유 냉각기(70g), 및 압축 공기 냉각기(80)(하류측 GT 냉각기)는, 급수 주 라인(45)중에서 급수 반환 라인(46)의 분기 위치보다 급수(W)의 흐름의 하류측에 배치되어 있다. 이들 하류측 GT 냉각기 중, 윤활유 냉각기(70g) 및 압축 공기 냉각기(80)에 대한 온도 조절기(72, 82)는, 모두, 피냉각 매체(윤활유 또는 압축 공기)와 외부 매체를 열교환시키는 매체 보조 열교환기(73, 83)와, 매체 보조 열교환기(73, 83)에 있어서의 열교환량을 조절하는 열교환량 조절기로서의 외부 매체 유량 조절 밸브(74, 84)를 구비한다. 따라서, 윤활유 냉각기(70g) 및 압축 공기 냉각기(80)에 급수(W)가 유입하지 않아도, 매체 보조 열교환기(73, 83)에 의해 피냉각 매체(윤활유 또는 압축 공기)를 냉각할 수 있다. 즉, 급수 반환 상태에서도, 윤활유 냉각기(70g)에서 윤활유를 냉각할 수 있는 동시에, 압축 공기 냉각기(80)에서 압축 공기를 냉각할 수 있다.
또한, 하류측 GT 냉각기 중, 발전기 냉각기(60g)에 대한 온도 조절기(62r)에서는, 급수 리턴 라인(44r)중의 급수(W)를 냉각하고, 이 급수(W)를 발전기 냉각기(60g)에 보낼 수 있다. 따라서, 급수 반환 상태에서도, 이 발전기 냉각기(60g)에서, 발전기의 냉각 매체를 냉각할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에서도, 증기 터빈을 휴지시키고, 가스 터빈만을 단독 운전하기 위해서, 급수(W)의 흐름을 급수 반환 상태로 해도, 모든 GT 냉각기에 있어서의 피냉각 매체를 냉각할 수 있다.
「플랜트의 제 3 실시형태」
도 15를 참조하여, 본 발명에 관한 플랜트의 제 3 실시형태에 대해 설명한다.
본 실시형태의 플랜트는 제 2 실시형태의 플랜트의 변형예이다. 본 실시형태의 플랜트의 급수 주 라인(45)에는, 증기 터빈에 접속되어 있는 발전기(49)의 발전기 냉각기(60s), 가스 터빈에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g), 증기 터빈의 윤활유 냉각기(70s), 가스 터빈의 윤활유 냉각기(70g), 가스 터빈의 압축 공기 냉각기(80)가 설치되어 있다. 가스 터빈에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g), 가스 터빈의 윤활유 냉각기(70g), 및 가스 터빈의 압축 공기 냉각기(80)는, 모두, 가스 터빈에 관한 GT 냉각기이다. 또한, 증기 터빈에 접속되어 있는 발전기(49)의 발전기 냉각기(60s), 및 증기 터빈의 윤활유 냉각기(70s)는, 모두, 증기 터빈에 관한 ST 냉각기이다.
발전기 냉각기(60s)에는, 제 1 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, 매체 온도 조절기(62)가 설치되어 있다. 각 윤활유 냉각기(70s, 70g)에는, 제 1 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, 윤활유 온도 조절기(72)가 설치되어 있다. 압축 공기 냉각기(80)에는, 제 1 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, 압축 공기 온도 조절기(82)가 설치되어 있다. 가스 터빈에 접속되어 있는 발전기(29)의 발전기 냉각기(60g)에는, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 급수 리턴 라인(44r)에 온도 조절기(62r)가 설치되어 있다.
본 실시형태의 급수 라인(44)은 급수 주 라인(45)을 구비하지만, 급수 주 라인(45)으로부터 분기하는 급수 반환 라인(46)을 구비하지 않았다. 급수 주 라인(45)에는, 급수 밸브(44s)가 설치되어 있다.
본 실시형태에 있어서의 복수의 GT 냉각기(60g, 70g, 80)에 대한 온도 조절기(62r, 72, 82)는, 상기 제 2 실시형태에 있어서의 복수의 하류측 GT 냉각기에 대한 온도 조절기이다. 이 때문에, 급수 주 라인(45)을 거쳐서, 복수기(41)로부터의 급수(W)를 배열 회수 보일러(30)에 보내지 않아도, 모든 GT 냉각기(60g, 70g, 80)에 있어서의 피냉각 매체를 냉각할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서도, 증기 터빈을 휴지시키고, 가스 터빈만을 단독 운전할 수 있다.
「플랜트의 제 4 실시형태」
도 16을 참조하여, 본 발명에 관한 플랜트의 제 4 실시형태에 대해 설명한다.
상기 제 1 내지 제 3 실시형태의 플랜트는 가스 터빈(10)으로부터의 배기 가스의 열로 증기가 발생되는 배열 회수 보일러(30)를 구비하고 있다. 그렇지만, 보일러는, 배열 회수 보일러(30)가 아니어도 좋고, 예를 들면, 자신의 내부에서 연료를 연소시켜 증기를 발생시키는 컨벤셔널인 보일러나, 원자력으로 증기를 발생시키는 원자로라도 좋다.
본 실시형태의 플랜트는, 보일러(130)와, 보일러(130)로부터의 증기로 구동되는 증기 터빈(40a, 40b, 40c)과, 증기 터빈(40a, 40b, 40c)의 구동으로 발전하는 발전기(49a, 49b, 49c)와, 증기 터빈(40c)으로부터 배기된 증기를 물에 되돌리는 복수기(41)(급수원)와, 복수기(41)와 보일러(130)를 접속하는 급수 라인(44)과, 보일러(130)에 공급하는 물을 가열하는 급수 예열기(140a, 140b, 140c)와, 복수기(41)내의 물을 흡입해서 급수 라인(44)중에 토출하는 복수 펌프(42b)와, 급수 라인(44)내의 물을 승압해서 보일러(130)에 보내는 급수 펌프(42a)를 구비하고 있다.
본 실시형태의 보일러(130)는 자신의 내부에서 연료를 연소시켜 증기를 발생시키는 컨벤셔널인 보일러이다. 다만, 전술한 바와 같이, 이 보일러(130)는 원자력으로 증기를 발생시키는 원자로라도 좋다.
보일러(130)는 급수 라인(44)으로부터의 급수(W)를 가열하는 절탄기(131)와, 절탄기(131)에서 가열된 급수(W)를 더욱 가열해서 증기를 발생시키는 증발기(132)와, 증발기(132)로부터의 증기를 과열하는 과열기(133)와, 증기 터빈(40a)으로부터 배기된 증기를 과열하는 재열기(134)를 구비한다.
본 실시형태에서는, 증기 터빈으로서, 고압 증기 터빈(40a)과, 중압 증기 터빈(40b)과, 저압 증기 터빈(40c)을 구비한다. 각 증기 터빈(40a, 40b, 40c)에는, 각각, 발전기(49a, 49b, 49c)가 접속되어 있다. 보일러(130)의 과열기(133)와 고압 증기 터빈(40a)의 증기 입구는 고압 증기 라인(135)으로 접속되어 있다. 고압 증기 터빈(40a)의 증기 출구와 재열기(134)는 고압 배기 라인(136)으로 접속되어 있다. 재열기(134)와 중압 증기 터빈(40b)의 증기 입구는 중압 증기 라인(137)으로 접속되어 있다. 중압 증기 터빈(40b)의 증기 출구와 저압 증기 터빈(40c)의 증기 입구는 중압 배기 라인(138)으로 접속되어 있다. 저압 증기 터빈(40c)의 증기 출구에는, 복수기(41)가 접속되어 있다.
본 실시형태에서는, 급수 예열기로서, 저온 예열기(140c)와, 중온 예열기(140b)와, 고온 예열기(140a)를 구비한다. 저온 예열기(140c), 중온 예열기(140b), 및 고온 예열기(140a)는, 급수 라인(44)중에서, 복수 펌프(42b)보다 급수(W)의 흐름의 하류측의 위치에 설치되어 있다. 또한, 저온 예열기(140c), 중온 예열기(140b), 및 고온 예열기(140a)는, 이 순서로, 급수(W)의 흐름의 상류측으로부터 하류측으로 늘어서 있다. 고온 예열기(140a)에는, 고압 증기 터빈(40a)으로부터 추기된 증기가 유입한다. 중온 예열기(140b)에는, 중압 증기 터빈(40b)으로부터 추기된 증기 및 고온 예열기(140a)로부터 배기된 증기가 유입한다. 저온 예열기(140c)에는, 저압 증기 터빈(40c)으로부터 추기된 증기 및 중온 예열기(140b)로부터 배기된 증기가 유입한다. 저온 예열기(140c)로부터 배기된 증기는 복수기(41)에 유입한다. 급수 펌프(42a)는, 급수 라인(44)중에서, 저온 예열기(140c)와 중온 예열기(140b)와의 사이에 설치되어 있다.
급수 라인(44)은 급수 주 라인(45)과, 급수 반환 라인(46)을 구비한다. 급수 주 라인(45)은 복수기(41)와 보일러(130)의 절탄기(131)를 접속한다. 급수 반환 라인(46)은 급수 주 라인(45)으로부터 분기해서 급수 주 라인(45)을 흐르는 급수(W)의 적어도 일부를 복수기(41)에 되돌린다.
고압 증기 터빈(40a), 중압 증기 터빈(40b) 및 저압 증기 터빈(40c)의 각 터빈 로터(47a, 47b, 47c)에는, 각각, 발전기(49a, 49b, 49c)의 로터가 접속되어 있다. 각 발전기(49a, 49b, 49c)의 로터나 고정자는, 예를 들면 수소 등의 냉각 매체로 냉각된다. 이 때문에, 각 발전기(49a, 49b, 49c)에는, 이 냉각 매체를 물과의 열교환으로 냉각하는 발전기 냉각기(60a, 60b, 60c)가 설치되어 있다. 각 발전기 냉각기(60a, 60b, 60c)는, 급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치보다 급수(W)의 흐름의 상류측의 위치에 설치되어 있다. 각 증기 터빈(40a, 40b, 40c)의 터빈 로터(47a, 47b, 47c)는, 각각, 회전 가능하게 베어링(48a, 48b, 48c)으로 지지되어 있다. 복수의 베어링(48a, 48b, 48c)에는, 각 베어링(48a, 48b, 48c)으로부터의 윤활유를 물과의 열교환으로 냉각해서 각 베어링(48a, 48b, 48c)에 되돌리는 하나의 윤활유 냉각기(70a)가 설치되어 있다. 이 윤활유 냉각기(70a)는, 급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치와 저온 예열기(140c)와의 사이의 위치에 설치되어 있다. 이 윤활유 냉각기(70a)는, 각 증기 터빈(40a, 40b, 40c)마다의 베어링(48a, 48b, 48c)과의 사이에 순환 라인을 형성하는 윤활유 라인(76a)에 접속되어 있다.
급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치보다 급수(W)의 흐름의 상류측에 있어서, 모든 발전기 냉각기(60a, 60b, 60c)보다 급수(W)의 흐름의 하류측의 위치에는, 급수 온도계(119)가 설치되어 있다. 급수 반환 라인(46)에는, 상기 제 7 변형예와 마찬가지로, 이 급수 반환 라인(46)을 흐르는 급수(W)의 유량을 조절하는 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)가 설치되어 있다. 본 실시형태의 발전기 냉각기(60a, 60b, 60c)에 대한 온도 조절기(62a)는, 이 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)를 구비한다. 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)의 개방도를 바꾸면, 급수 반환 라인(46)을 흐르는 급수(W)의 유량이 변화한다. 이 때문에, 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)의 개방도를 바꾸면, 복수기(41)로부터 급수 주 라인(45)을 거쳐서, 발전기 냉각기(60a, 60b, 60c)에 유입하는 급수(W)의 유량도 변화한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)의 개방도를 바꾸면, 급수(W)와 피냉각 매체인 냉각 매체와의 열교환량이 변화한다. 본 실시형태에서는, 급수 주 라인(45)에 설치되어 있는 급수 온도계(119)에서 검지된 급수(W)의 온도에 근거해서, 급수 반환 유량 조절 밸브(124f)의 개방도를 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 각 발전기 냉각기(60a, 60b, 60c)에서의 급수(W)와 냉각 매체(피냉각 매체)와의 열교환량이 변화하고, 냉각 매체의 온도가 목적의 온도 범위가 된다.
윤활유 라인(76)에는, 여기를 흐르는 윤활유의 온도를 검지하는 윤활유 온도계(79)가 설치되어 있다. 급수 주 라인(45)중에서, 급수 반환 라인(46)과의 분기 위치와 윤활유 냉각기(70a)와의 사이에는, 제 5 변형예와 마찬가지로, 보조 열교환기(73a)가 설치되어 있다. 본 실시형태의 윤활유 냉각기(70a)에 대한 온도 조절기(72a)는, 이 보조 열교환기(73a)와, 이 보조 열교환기(73a)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절하는 외부 매체 유량 조절 밸브(74a)를 구비한다. 본 실시형태의 보조 열교환기(73a)에서는, 외부 매체와 급수(W)를 열교환시켜, 외부 매체를 가열하는 한편 급수(W)를 냉각한다(급수 보조 열교환 공정). 외부 매체 유량 조절 밸브(74a)는, 윤활유 라인(76a)에 설치되어 있는 윤활유 온도계(79)에서 검지된 피냉각 매체인 윤활유의 온도에 근거해서, 보조 열교환기(73a)에 유입하는 외부 매체의 유량을 조절한다(온도 조절 행정, 열교환량 조절 행정, 유량 조절 행정). 이 결과, 윤활유 냉각기(70a)에 유입하는 급수(W)의 온도가 변화하고, 이 윤활유 냉각기(70a)에서 급수(W)와 열교환하는 윤활유(피냉각 매체)의 온도가 목적의 온도 범위가 된다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 플랜트의 각 기기에 있어서의 피냉각 매체의 열을 냉각기에 의해 급수(W)에 이동시켜서, 피냉각 매체를 냉각하는 한편, 급수(W)를 가열한다. 이 때문에, 피냉각 매체의 열을 유효 이용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 피냉각 매체의 온도를 온도 조절기로 조절한다. 이 때문에, 피냉각 매체의 온도를 적절한 온도로 관리할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 급수 주 라인(45)에 설치되어 있는 복수의 냉각기 중, 급수(W)의 흐름의 하류측에 위치하는 냉각기일수록, 거기에 유입하는 피냉각 매체의 온도가 높아진다. 이 때문에, 본 실시형태에서도, 효율적으로, 급수(W)의 온도를 높일 수 있다.
또한, 본 실시형태의 발전기 냉각기(60a, 60b, 60c)에 대한 온도 조절기(62a), 윤활유 냉각기(70a)에 대한 온도 조절기(72a)는, 먼저 설명한 복수의 변형예의 어느 하나로 변경해도 좋다.
「그 외의 변형예」
제 1 내지 제 4 실시형태에서 나타낸 냉각기는 냉각기의 일례이다. 따라서, 플랜트는 이상으로 예시한 냉각기 이외의 냉각기 및 그 온도 조절기를 구비해도 좋다. 또한, 이상의 각 실시형태의 플랜트는 각 실시형태에서 예시한 모든 냉각기를 구비하고 있을 필요는 없고, 적어도 하나의 냉각기를 구비하고 있으면 좋다.
본 발명의 일 태양에 의하면, 보일러에 직접 또는 간접적으로 접속되어 있는 기기에 관한 피냉각 매체의 열을 유효 이용하면서, 피냉각 매체의 온도를 적절한 온도로 관리할 수 있다.
10: 가스 터빈 11: 압축기
12: 압축기 로터 15: 압축기 케이싱
19: 흡기 덕트 20: 연소기
21: 터빈 22: 터빈 로터
23: 로터 축 24: 동익
25: 터빈 케이싱 26: 정익
27: 배기구 17: 가스 터빈 로터
18: 베어링 29: 발전기
30: 배열 회수 보일러 35: 증기 라인
40: 증기 터빈 40a: 고압 증기 터빈
40b: 중압 증기 터빈 40c: 저압 증기 터빈
47, 47a, 47b, 47c: 증기 터빈 로터
48, 48a, 48b, 48c: 베어링 49, 49a, 49b, 49c: 발전기
41: 복수기(급수원) 42, 42a: 급수 펌프
42b: 복수 펌프 42r: 급수 리턴 펌프
44: 급수 라인 44c: 전환기
44a: 제 1 밸브 44b: 제 2 밸브
45: 급수 주 라인 45i: 급수 유입 라인
45o: 급수 유출 라인 45r: 급수 리턴 라인
46: 급수 반환 라인 50: 흡기 냉각기
51: 냉동기(열이동기) 52: 열교환기
53: 흡기 온도 조절기 54: 매체 유량 조절 밸브
56: 중간 매체 라인 57: 매체 펌프
59: 흡기 온도계
60a, 60b, 60c, 60s, 60g: 발전기 냉각기
62: 매체 온도 조절기 62a, 62r: 온도 조절기
63: 매체 보조 열교환기 64: 외부 매체 유량 조절 밸브
65i: 유입 라인 65o: 유출 라인
66: 냉각 매체 라인 69: 매체 온도계
70a, 70s, 70g: 윤활유 냉각기 72: 윤활유 온도 조절기
72a: 온도 조절기 73: 윤활유 보조 열교환기
73a: 보조 열교환기 74, 74a: 외부 매체 유량 조절 밸브
75i: 유입 라인 75o: 유출 라인
76, 76a: 윤활유 라인 79: 윤활유 온도계
80: 압축 공기 냉각기 80a: 제 1 공기 냉각기
80b: 제 2 공기 냉각기 82: 압축 공기 온도 조절기
83: 압축 공기 보조 열교환기 84: 외부 매체 유량 조절 밸브
85: 외부 매체 라인 86: 추기 라인
89: 냉각 공기 온도계 100: 냉각기
101: 기기 102, 102a: 온도 조절기
103, 103a, 103b, 103c, 113: 보조 열교환기
104, 104a, 104b: 외부 매체 유량 조절 밸브
105i: 유입 라인 150ia, 105ib: 유입 분기 라인
105o: 유출 라인 105oa, 105ob: 유출 분기 라인
105b, 105b1, 105b2, 105b3: 바이패스 라인
105c: 연결 라인 106: 피냉각 매체 라인
106a: 피냉각 매체 주 라인 106b: 피냉각 매체 바이패스 라인
109, 119, 119i, 119o: 온도계 113: 급수 보조 열교환기
113a: 제 1 급수 보조 열교환기 113b: 제 2 급수 보조 열교환기
114: 피냉각 매체 유량 조절 밸브 124: 급수 유량 조절 밸브
124f: 급수 반환 유량 조절 밸브 130: 보일러
140a: 고온 예열기(급수 예열기) 140b: 중온 예열기(급수 예열기)
140c: 저온 예열기(급수 예열기)

Claims (20)

  1. 물을 가열해서 증기를 발생시키는 보일러와,
    상기 보일러에 직접 또는 간접적으로 접속되어 있는 기기와,
    물이 고이는 급수원과,
    상기 급수원의 물을 상기 보일러에 공급하기 위한 급수 라인과,
    상기 기기에 관한 피냉각 매체가 흐르는 피냉각 매체 라인과,
    상기 피냉각 매체의 열을 상기 급수 라인을 흐르는 물인 급수에 이동시켜서, 상기 급수를 가열하는 한편, 상기 피냉각 매체를 냉각하는 냉각기와,
    상기 피냉각 매체 또는 상기 급수의 온도를 검지하는 온도계와,
    상기 온도계에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 피냉각 매체의 온도를 조절하는 온도 조절기를 포함하는
    플랜트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 조절기는, 상기 피냉각 매체 또는 상기 급수와 외부 매체를 열교환시키는 보조 열교환기와, 상기 보조 열교환기에 있어서의 열교환량을 조절하는 열교환량 조절기를 구비하는
    플랜트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조 열교환기는, 상기 피냉각 매체 라인에 설치되고, 상기 피냉각 매체와 상기 외부 매체를 열교환시키는 매체 보조 열교환기를 구비하고,
    상기 열교환량 조절기는, 상기 온도계에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 매체 보조 열교환기에 유입하는 상기 피냉각 매체와 상기 외부 매체 중, 적어도 한쪽의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비하는
    플랜트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조 열교환기는, 상기 급수 라인에 설치되고, 상기 급수와 상기 외부 매체를 열교환시키는 급수 보조 열교환기를 구비하고,
    상기 열교환량 조절기는, 상기 온도계에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 급수 보조 열교환기에 유입하는 상기 급수와 상기 외부 매체 중, 적어도 한쪽의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비하는
    플랜트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 조절기는, 상기 냉각기로부터 상기 급수 라인으로 유출한 상기 급수의 적어도 일부를 상기 급수원에 되돌리는 급수 반환 라인과, 상기 온도계에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 급수 반환 라인을 흐르는 급수의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비하는
    플랜트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각기는, 상기 피냉각 매체와 중간 매체를 열교환시키는 열교환기와, 상기 중간 매체의 열을 상기 급수에 이동시키는 열이동기와, 상기 열교환기와 상기 열이동기와의 사이에서 상기 중간 매체를 순환시키는 중간 매체 라인을 구비하고,
    상기 온도계는 상기 피냉각 매체의 온도를 검지하고,
    상기 온도 조절기는, 상기 온도계에서 검지된 상기 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 상기 열교환기에 유입하는 상기 중간 매체의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비하는
    플랜트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피냉각 매체 라인에는, 복수의 상기 냉각기가 직렬로 설치되고,
    상기 온도 조절기는, 상기 피냉각 매체 라인에 설치되어 있는 복수의 상기 냉각기 중, 상기 피냉각 매체의 흐름의 가장 하류측의 냉각기로부터 유출한 상기 피냉각 매체의 온도를 조절하는
    플랜트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 피냉각 매체 라인과,
    복수의 상기 피냉각 매체 라인마다의 상기 냉각기를 구비하고,
    복수의 상기 냉각기의 각각 유입하는 상기 피냉각 매체의 온도는 복수의 상기 냉각기마다 상이하며,
    복수의 상기 냉각기 중, 온도가 높은 피냉각 매체가 유입하는 냉각기는, 온도가 낮은 피냉각 매체가 유입하는 냉각기보다, 상기 급수 라인중(中)에서, 상기 급수의 흐름의 하류측의 위치에 배치되어 있는
    플랜트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기기로서, 연료를 연소시켜, 연소 가스에 의해 구동되는 가스 터빈과, 증기로 구동되는 증기 터빈을 구비하고,
    상기 급수원으로서, 상기 증기 터빈으로부터 배기된 증기를 물에 되돌리는 복수기를 구비하고,
    상기 냉각기로서, 상기 가스 터빈에 있어서의 피냉각 매체의 열을 상기 급수에 이동시키는 1개 이상의 GT 냉각기를 구비하고,
    상기 보일러는, 상기 가스 터빈을 구동시킨 상기 연소 가스가 배기 가스로서 유입하도록, 상기 가스 터빈에 접속되어 있는 동시에, 상기 보일러에서 발생한 증기가 상기 증기 터빈에 유입하도록, 상기 증기 터빈에 접속되고,
    상기 급수 라인은, 상기 복수기와 상기 보일러를 접속하는 급수 주 라인과, 상기 급수 주 라인으로부터 분기해서 상기 급수 주 라인을 흐르는 급수의 적어도 일부를 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 라인과, 전환기를 구비하고,
    1개 이상의 상기 GT 냉각기의 모두는, 상기 급수 주 라인중에서 상기 급수 반환 라인의 분기 위치보다 상기 급수의 흐름의 상류측의 위치에 배치되고,
    상기 전환기는, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 급수 반환 라인을 거쳐서 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 상태와, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 복수기에 되돌리지 않고 상기 보일러에 보내는 급수 상태와의 사이에서 급수의 흐름을 전환하는
    플랜트.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기기로서, 연료를 연소시켜, 연소 가스에 의해 구동되는 가스 터빈과, 증기로 구동되는 증기 터빈을 구비하고,
    상기 급수원으로서, 상기 증기 터빈으로부터 배기된 증기를 물에 되돌리는 복수기를 구비하고,
    상기 냉각기로서, 상기 가스 터빈에 있어서의 피냉각 매체의 열을 상기 급수에 이동시키는 1개 이상의 GT 냉각기를 구비하고,
    상기 보일러는, 상기 가스 터빈을 구동시킨 상기 연소 가스가 배기 가스로서 유입하도록, 상기 가스 터빈에 접속되어 있는 동시에, 상기 보일러에서 발생한 증기가 상기 증기 터빈에 유입하도록, 상기 증기 터빈에 접속되고,
    상기 급수 라인은, 상기 복수기와 상기 보일러를 접속하는 급수 주 라인과, 상기 급수 주 라인으로부터 분기해서 상기 급수 주 라인을 흐르는 급수의 적어도 일부를 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 라인과, 전환기를 구비하고,
    상기 전환기는, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 급수 반환 라인을 거쳐서 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 상태와, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 복수기에 되돌리지 않고 상기 보일러에 보내는 급수 상태와의 사이에서 급수의 흐름을 전환하고,
    1개 이상의 상기 GT 냉각기 중, 적어도 하나의 GT 냉각기는, 상기 급수 주 라인중에서 상기 급수 반환 라인의 분기 위치보다 상기 급수의 흐름의 하류측의 위치에 배치되고,
    상기 급수 반환 라인의 분기 위치보다, 상기 급수 주 라인중의 상기 급수의 흐름의 하류측의 위치에 배치되어 있는 하류측 GT 냉각기에 대한 상기 온도 조절기는,
    상기 피냉각 매체와 외부 매체를 열교환시키는 매체 보조 열교환기와, 상기 매체 보조 열교환기에 있어서의 열교환량을 조절하는 열교환량 조절기를 구비하는 제 1 온도 조절기와,
    상기 급수 주 라인중에서 상기 하류측 GT 냉각기를 기준으로 해서, 상기 급수 주 라인을 흐르는 급수의 흐름의 하류측의 부분과 상류측의 부분을 접속하는 급수 리턴 라인에 설치되고, 상기 급수 리턴 라인을 흐르는 급수와 외부 매체를 열교환시키는 급수 보조 열교환기와, 상기 급수 리턴 라인중을 상기 하류측으로부터 상기 상류측으로 흐르는 상기 급수의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비하는 제 2 온도 조절기
    중 어느 하나인
    플랜트.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기기로서, 연료를 연소시켜, 연소 가스에 의해 구동되는 가스 터빈과, 증기로 구동되는 증기 터빈을 구비하고,
    상기 급수원으로서, 상기 증기 터빈으로부터 배기된 증기를 물에 되돌리는 복수기를 구비하고,
    상기 냉각기로서, 상기 가스 터빈에 있어서의 피냉각 매체의 열을 상기 급수에 이동시키는 1개 이상의 GT 냉각기를 구비하고,
    상기 보일러는, 상기 가스 터빈을 구동시킨 상기 연소 가스가 배기 가스로서 유입하도록, 상기 가스 터빈에 접속되어 있는 동시에, 상기 보일러에서 발생한 증기가 상기 증기 터빈에 유입하도록, 상기 증기 터빈에 접속되고,
    상기 급수 라인은 상기 복수기와 상기 보일러를 접속하는 급수 주 라인을 구비하고,
    1개 이상의 상기 GT 냉각기에 대한 각각의 상기 온도 조절기는,
    상기 피냉각 매체와 외부 매체를 열교환시키는 매체 보조 열교환기와, 상기 매체 보조 열교환기에 있어서의 열교환량을 조절하는 열교환량 조절기를 구비하는 제 1 온도 조절기와,
    상기 급수 주 라인중에서 상기 GT 냉각기를 기준으로 해서, 상기 급수 주 라인을 흐르는 급수의 흐름의 하류측의 부분과 상류측의 부분을 접속하는 급수 리턴 라인에 설치되고, 상기 급수 리턴 라인을 흐르는 급수와 외부 매체를 열교환시키는 급수 보조 열교환기와, 상기 급수 리턴 라인중을 상기 하류측으로부터 상기 상류측으로 흐르는 상기 급수의 유량을 조절하는 유량 조절기를 구비하는 제 2 온도 조절기
    중 어느 하나인
    플랜트.
  12. 물을 가열해서 증기를 발생시키는 보일러와, 상기 보일러에 직접 또는 간접적으로 접속되어 있는 기기와, 물이 고이는 급수원과, 상기 급수원의 물을 상기 보일러에 공급하기 위한 급수 라인과, 상기 기기에 관한 피냉각 매체가 흐르는 피냉각 매체 라인을 구비하는 플랜트의 운전 방법에 있어서,
    상기 피냉각 매체의 열을 상기 급수 라인을 흐르는 물인 급수에 이동시켜서, 상기 급수를 가열하는 한편, 상기 피냉각 매체를 냉각하는 냉각 공정과,
    상기 피냉각 매체 또는 상기 급수의 온도를 검지하는 온도 검지 공정과,
    상기 온도 검지 공정에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 피냉각 매체의 온도를 조절하는 온도 조절 공정을 실행하는
    플랜트의 운전 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 온도 조절 공정은, 상기 피냉각 매체 또는 상기 급수와 외부 매체를 열교환시키는 보조 열교환 공정과, 상기 보조 열교환 공정에 있어서의 열교환량을 조절하는 열교환량 조절 공정을 포함하는
    플랜트의 운전 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 보조 열교환 공정은, 상기 피냉각 매체 라인을 흐르는 상기 피냉각 매체와 상기 외부 매체를 열교환시키는 매체 보조 열교환 공정을 포함하며,
    상기 열교환량 조절 공정은, 상기 온도 검지 공정에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 매체 보조 열교환 공정에서 서로 열교환하는 상기 피냉각 매체와 상기 외부 매체 중, 적어도 한쪽의 유량을 조절하는 유량 조절 공정을 포함하는
    플랜트의 운전 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 보조 열교환 공정은, 상기 급수 라인을 흐르는 상기 급수와 상기 외부 매체를 열교환시키는 급수 보조 열교환 공정을 포함하며,
    상기 열교환량 조절 공정은, 상기 온도 검지 공정에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 급수 보조 열교환 공정에서 서로 열교환하는 상기 급수와 상기 외부 매체 중, 적어도 한쪽의 유량을 조절하는 유량 조절 공정을 포함하는
    플랜트의 운전 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 온도 조절 공정은, 상기 냉각 공정에서 가열된 상기 급수의 적어도 일부를 상기 급수원에 되돌리는 급수 반환 공정과, 상기 온도 검지 공정에서 검지된 온도에 근거하여, 상기 급수원에 되돌리는 상기 급수의 유량을 조절하는 유량 조절 공정을 포함하는
    플랜트의 운전 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 냉각 공정은, 상기 피냉각 매체와 중간 매체를 열교환시키는 열교환 공정과, 상기 중간 매체의 열을 상기 급수에 이동시키는 열 이동 공정을 포함하며,
    상기 온도 검지 공정에서는, 상기 피냉각 매체의 온도를 검지하고,
    상기 온도 조절 공정은, 상기 온도 검지 공정에서 검지된 상기 피냉각 매체의 온도에 근거해서, 상기 중간 매체의 유량을 조절하는 유량 조절 공정을 포함하는
    플랜트의 운전 방법.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피냉각 매체에 대해서, 상기 피냉각 매체 라인중의 복수의 위치마다, 상기 냉각 공정을 실행하고,
    상기 온도 조절 공정은, 복수의 상기 냉각 공정 중, 상기 피냉각 매체의 흐름의 가장 하류측에서 실행된 냉각 공정에서 냉각된 상기 피냉각 매체의 온도를 조절하는
    플랜트의 운전 방법.
  19. 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜트는 복수의 상기 피냉각 매체 라인을 구비하고,
    복수의 상기 피냉각 매체 라인을 흐르는 상기 피냉각 매체마다 상기 냉각 공정을 실행하고,
    상기 피냉각 매체의 온도는 복수의 상기 냉각 매체 라인마다 상이하며,
    복수의 상기 냉각 공정 중, 온도가 높은 피냉각 매체를 열교환 대상으로 하는 냉각 공정은, 온도가 낮은 피냉각 매체를 열교환 대상으로 하는 냉각 공정보다, 상기 급수 라인중에서, 상기 급수의 흐름의 하류측의 상기 급수를 가열하는
    플랜트의 운전 방법.
  20. 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜트는, 상기 기기로서, 연료를 연소시켜, 연소 가스에 의해 구동되는 가스 터빈과, 증기로 구동되는 증기 터빈을 구비하고, 상기 급수원으로서, 상기 증기 터빈으로부터 배기된 증기를 물에 되돌리는 복수기를 구비하고,
    상기 보일러는, 상기 가스 터빈을 구동시킨 상기 연소 가스가 배기 가스로서 유입하도록, 상기 가스 터빈에 접속되어 있는 동시에, 상기 보일러에서 발생한 증기가 상기 증기 터빈에 유입하도록, 상기 증기 터빈에 접속되고,
    상기 급수 라인은, 상기 복수기와 상기 보일러를 접속하는 급수 주 라인과, 상기 급수 주 라인으로부터 분기해서 상기 급수 주 라인을 흐르는 급수의 적어도 일부를 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 라인을 구비하고,
    상기 냉각 공정은, 상기 가스 터빈에 있어서의 피냉각 매체와 상기 급수를 열교환시키는 1개 이상의 GT 매체 냉각 공정을 포함하며,
    1개 이상의 상기 GT 매체 냉각 공정의 모두에서는, 상기 급수 주 라인중에서 상기 급수 반환 라인의 분기 위치보다 상기 급수(W)의 흐름의 상류측의 상기 급수(W)를 가열하고,
    상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 급수 반환 라인을 거쳐서 상기 복수기에 되돌리는 급수 반환 상태와, 상기 급수 주 라인중의 급수를 상기 복수기에 되돌리지 않고 상기 보일러에 보내는 급수 상태와의 사이에서 급수의 흐름을 전환하는 전환 공정을 실행하는
    플랜트의 운전 방법.
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