KR20190076666A - Gas turbine apparatus and combined generation system using same - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, a gas turbine apparatus comprises: a compressor compressing air to generate compressed air; a heat exchange unit extracting a portion of the compressed air to discharge cooling air generated by exchanging heat with fuel, and discharging fuel heated by the portion of the compressed air; a combustion unit receiving the heated fuel and the compressed air to be burned; and a turbine unit including a turbine rotor rotating by exhaust gas of the combustion unit to generate electric power.

Description

가스터빈 장치 및 이를 이용한 복합발전 시스템{ GAS TURBINE APPARATUS AND COMBINED GENERATION SYSTEM USING SAME }TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a gas turbine device,

본 발명은 가스터빈 장치 및 이를 이용한 복합발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gas turbine device and a combined power generation system using the same.

가스터빈 장치는 주로 액화천연가스(LNG, Liquified Natural Gas)를 연료로 사용한다. 연료를 공기와 함께 연소시켜, 연소반응을 통해 얻어진 연소가스를 터빈이 제공받아 회전한다. 회전하는 터빈의 운동에너지를 이용해 전력을 생산한다. Gas turbine units mainly use Liquefied Natural Gas (LNG) as fuel. The fuel is burned together with air, and the combustion gas obtained through the combustion reaction is supplied by the turbine and rotated. The kinetic energy of the rotating turbine is used to produce power.

가스터빈 장치에 공급되는 연료는 예열되어 제공되는 것이, 전체적인 터빈을 통한 발전 효율 측면에서 유리하다. 이러한 연료 예열을 위하여 가스 히터가 사용되었는데, 연료에 열을 전달하기 위해서 일반적으로는 폐열회수보일러(HRSG, Heat Recovery Steam Generator)의 중압급수(IP feed water)를 우회시켜 사용한다.It is advantageous in terms of power generation efficiency through the entire turbine that the fuel supplied to the gas turbine device is provided in a preheated state. Gas heaters have been used to preheat these fuels. In order to transfer the heat to the fuel, the IP feed water of the heat recovery steam generator (HRSG) is bypassed.

다만 이러한 중압급수 공급식 가스 히터는, 중압급수의 온도를 낮추게 되어 폐열회수보일러의 효율을 감소시키고, 급수펌프의 부하가 증가한다는 문제가 있었다. 또한, 많은 유량의 중압급수가 가스 히터로 공급되어, 배관의 누수와 소음 발생 등의 문제를 발생시킨다.However, such a medium pressure feed gas heater reduces the temperature of the medium pressure feedwater, thereby reducing the efficiency of the waste heat recovery boiler and increasing the load of the feed pump. In addition, a large amount of medium-pressure feed water is supplied to the gas heater, which causes problems such as leakage of piping and generation of noise.

한편, 가스터빈은 회전 날개가 부착된 로터를 포함해, 로터를 회전시킴으로써 발전을 수행한다. 이러한 로터를 식히기 위해 압축기의 압축공기를 일부 추기하여 냉각탑을 통해 냉각한 후 로터로 공급하는 방법이 사용되었다. On the other hand, the gas turbine includes a rotor to which a rotary vane is attached, and performs power generation by rotating the rotor. In order to cool such a rotor, a method in which compressed air of a compressor is partially added, cooled through a cooling tower, and then supplied to a rotor is used.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 중압급수를 사용하지 않고 연료를 예열하는 가스터빈 장치 및 이와 연계된 복합발전 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a gas turbine device for preheating fuel without using a medium pressure water and a combined power generation system associated therewith.

본 발명의 실시예에 따른 가스터빈 장치는, 공기를 압축하여 압축공기를 생성하는 압축기; 상기 압축공기 중의 일부를 추기하여 연료와 열교환시킴으로써 생성된 냉각공기를 배출하고, 상기 압축공기 중의 일부에 의해 가열된 연료를 배출하는 열교환부; 상기 가열된 연료와 상기 압축공기를 주입받아 연소시키는 연소부; 및 상기 연소부의 배출가스에 의해 회전하는 터빈 로터를 포함함으로써 전력을 생산하는 터빈부를 포함한다.A gas turbine apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a compressor for compressing air to generate compressed air; A heat exchanger for discharging the cooling air generated by heat exchanging part of the compressed air with the fuel and discharging the fuel heated by a part of the compressed air; A combustion unit for injecting and burning the heated fuel and the compressed air; And a turbine section for generating power by including a turbine rotor rotating by the exhaust gas of the combustion section.

이에 따라, 배열회수보일러의 열손실이 줄어들어 복합발전 시스템의 증기터빈의 발전효율이 증가할 수 있다.As a result, the heat loss of the batch recovery boiler is reduced, and the power generation efficiency of the steam turbine of the combined power generation system can be increased.

별도의 냉각장치 없이 냉각공기를 생성할 수 있다.Cooling air can be generated without a separate cooling device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 장치를 이용한 복합발전 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a combined power generation system using a gas turbine apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 장치(1)를 이용한 복합발전 시스템(100)의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a combined power generation system 100 using a gas turbine device 1 according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 장치(1)를 이용한 복합발전 시스템(100)은, 가스터빈 장치(1), 배열회수보일러(70) 및 증기터빈(81) 장치를 포함하고, 응축부(83)를 더 포함할 수 있다. Referring to the drawings, a combined power generation system 100 using a gas turbine device 1 according to an embodiment of the present invention includes a gas turbine device 1, an arrangement recovery boiler 70 and a steam turbine 81 device And may further include a condensing portion 83.

가스터빈 장치(1)Gas turbine equipment (1)

가스터빈 장치(1)는 연료와 공기를 주입받아 연소반응을 거쳐 발생한 운동에너지로 전력을 생산하는 장치이다. 가스터빈 장치(1)는 압축기(10), 열교환부(20), 연소부(30) 및 터빈부(40)를 포함한다.The gas turbine device 1 is a device that generates electricity by kinetic energy generated by the combustion reaction of fuel and air. The gas turbine device 1 includes a compressor 10, a heat exchange section 20, a combustion section 30, and a turbine section 40.

압축기(10)Compressors (10)

압축기(10)는 공기를 압축하는 구성요소로, 공기주입배관(91)을 통해 공기를 주입받고, 주입받은 공기를 압축하여 압축공기를 생성한다. 따라서 압축기(10)는 주입되는 공기를 압축하기 위한 물리적 구성이 필요하고, 운동에너지를 공급받아야 한다.The compressor 10 is a component for compressing air. The compressor 10 injects air through the air injection pipe 91, compresses the injected air to generate compressed air. Therefore, the compressor 10 needs a physical structure for compressing the air to be injected and needs to be supplied with kinetic energy.

구체적으로, 압축기(10)는 샤프트(50)에 중심이 결합되어 샤프트(50)가 연장된 방향을 축방향으로 하여 회전하는 압축 로터를 포함할 수 있다. 압축 로터는 일 방향으로 갈수록 직경이 커져 전체적으로 콘(cone) 형상을 하는 임펠러(impeller)로 구성되어, 축방향을 따라 임펠러의 중심으로 유입되는 공기를 임펠러의 회전에 의해 반경외측으로 압축해 토출하는 방식으로 압축공기를 생성할 수 있다. 임펠러에서 토출되는 압축공기는 디퓨저(diffuser)를 통해 후술할 추기 배관(92) 또는 압축 배관(94)으로 안내될 수 있다.Specifically, the compressor 10 may include a compression rotor, which is centered on the shaft 50 and rotates in the axial direction of the extension of the shaft 50. The compression rotor is constituted by an impeller having a cone shape as a whole increasing in diameter in one direction so that air flowing into the center of the impeller along the axial direction is compressed and radially outward by the rotation of the impeller Compressed air can be generated. The compressed air discharged from the impeller can be guided through a diffuser to the additive piping 92 or the compression piping 94 to be described later.

압축기(10)는 압축 로터의 회전에 의해 공기를 압축하여 압축공기를 생성한 뒤, 압축공기를 배출한다. 압축공기는 열교환부(20)와 연소부(30)로 전달된다. 압축 배관(94)은 압축기(10)와 연소부(30)를 연통하여, 압축공기를 연소부(30)에 전달하는 배관이다. 압축 배관(94)으로 대부분의 압축공기가 유동하여 연소부(30)로 전달되나, 압축공기 중의 일부는 추기될 수 있다. 추기 배관(92)은 압축기(10)와 열교환부(20)를 연통하여, 압축공기 중의 일부를 추기하여 압축기(10)로부터 열교환부(20)로 전달하는 배관이다.The compressor 10 compresses the air by rotating the compression rotor to generate compressed air, and then discharges the compressed air. The compressed air is transferred to the heat exchanging part (20) and the combustion part (30). The compression piping 94 is a pipe that communicates the compressor 10 and the combustion section 30 to deliver the compressed air to the combustion section 30. Most of the compressed air flows into the compression pipe 94 and is transferred to the combustion unit 30, but some of the compressed air can be added. The additional piping 92 connects the compressor 10 and the heat exchanging unit 20 to feed a portion of the compressed air to the heat exchanging unit 20 from the compressor 10.

열교환부(20)The heat-

열교환부(20)는 압축공기와 연료를 열교환시키는 구성요소이다. 따라서 열교환부(20)는 추기 배관(92)과 연결되어, 압축공기 중의 일부를 추기한 기체를 주입받는다. 또한 연료를 외부로부터 주입받을 수 있다. 연료는 액화천연가스를 포함하나 이에 제한되지 않는다.The heat exchange unit 20 is a component for heat-exchanging compressed air and fuel. Therefore, the heat exchanging unit 20 is connected to the extracting pipe 92, and receives the gas added with a part of the compressed air. Also, the fuel can be injected from the outside. Fuel includes, but is not limited to, liquefied natural gas.

열교환부(20)는 압축공기와 연료가 간접적으로 열을 교환하도록 구성되는데, 구체적으로 연료가 내부에서 유동하는 관체형의 연료관(21)과 연료관(21)을 둘러싼 내부 공간을 형성하는 공기 쉘(22)을 포함할 수 있다. 관체형의 연료관(21) 내부로는 연료가 유동한다. 공기 쉘(22)은 연료와 압축 공기 중의 일부가 열교환 하도록, 연료관(21)을 둘러싸고 압축공기 중의 일부가 유동하는 내부 공간을 형성한다. 공기 쉘(22)이 추기 배관(92)과 연통됨으로써, 압축공기 중의 일부를 전달받아 내부에서 유동하도록 할 수 있다. The heat exchanging part 20 is configured to indirectly exchange heat between the compressed air and the fuel. Specifically, the heat exchanging part 20 includes a tubular fuel tube 21 through which the fuel flows, and air And may include a shell 22. Fuel flows into the tubular fuel pipe 21. The air shell 22 surrounds the fuel tube 21 so that a part of the fuel and the compressed air exchange heat, and forms an inner space in which a part of the compressed air flows. The air shell 22 communicates with the additional pipe 92 so that a part of the compressed air can be received and flow inside.

공기 쉘(22)에서 압축공기 중의 일부가 유동하면서, 연료관(21)을 유동하는 연료와 연료관(21)을 매개체로 만나게 되며, 열을 교환하게 된다. 일반적으로 압축공기 중의 일부가 연료에 비해 고온일 것이므로, 압축공기가 연료에 열을 전달해 가열하고, 압축공기는 냉각된다.A part of the compressed air flows in the air shell 22, and the fuel flowing through the fuel pipe 21 meets with the fuel pipe 21, and heat is exchanged. Generally, some of the compressed air will be at a higher temperature than the fuel, so that the compressed air transfers heat to the fuel, and the compressed air is cooled.

열교환부(20)는, 압축공기 중의 일부를 추기하여 연료와 열교환 시킴으로써 냉각되어 생성된 냉각공기를 배출한다. 냉각공기는 냉각 배관(95)을 통해서 배출된다. 냉각 배관(95)은 열교환부(20)와 터빈부(40)를 연통함으로써, 열교환부(20)로부터 터빈부(40)로 냉각공기가 유동할 수 있도록 제공된다.The heat exchanging unit 20 discharges the cooling air generated by cooling a part of the compressed air by heat exchange with the fuel. The cooling air is discharged through the cooling pipe (95). The cooling piping 95 is provided so that the cooling air can flow from the heat exchange unit 20 to the turbine unit 40 by communicating the heat exchange unit 20 and the turbine unit 40.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 장치(1)의 열교환부(20)는, 배열회수보일러로부터 중압 급수를 열원으로 전달받지 않고, 압축공기 중의 일부를 추기하여 냉각공기화 하므로, 중압 급수의 유출로 인한 배열회수보일러의 부하를 감소시킬 수 있다. 또한 같은 이유로, 압축공기 중의 일부를 별도의 냉각장치를 통해 냉각시키지 않아 경제적이다.Therefore, the heat exchanging unit 20 of the gas turbine apparatus 1 according to the embodiment of the present invention does not receive the medium-pressure feed water from the heat recovery boiler from the heat recovery boiler, but part of the compressed air is added to cool air, It is possible to reduce the load on the batch recovery boiler due to the leakage of the steam. Also, for the same reason, some of the compressed air is not cooled through a separate cooling device, which is economical.

열교환부(20)는 또한 압축공기 중의 일부와 열교환해 가열된 연료를 배출한다. 가열된 연료는 연료 배관(93)을 통해 배출된다. 연료 배관(93)은 열교환부(20)와 연소부(30)를 연통하여, 가열된 연료를 연소부(30)로 전달하는 배관이다.The heat exchange section 20 also exchanges heat with a part of the compressed air to discharge the heated fuel. The heated fuel is discharged through the fuel line 93. The fuel pipe 93 is a pipe for communicating the heat exchanging part 20 and the combustion part 30 to transfer the heated fuel to the combustion part 30.

연소부(30)The combustion unit (30)

연소부(30)는 가열된 연료와 압축공기를 연소시키는 구성요소이다. 따라서 연소부(30)는 가열된 연료와 압축공기를 주입받고, 불꽃을 발생시키는 구성을 포함한다. 연소부(30)는 연소반응이 일어나는 연소로를 포함하여, 가열된 연료와 압축공기가 수용되도록 할 수 있고, 내부에 연소가 원활하게 이루어지도록 촉매 등을 더 포함할 수 있다.The combustion section 30 is a component for burning the heated fuel and compressed air. Thus, the combustion section 30 includes a structure for injecting heated fuel and compressed air and generating a flame. The combustion unit 30 may include a combustion furnace in which a combustion reaction takes place, and may further include a catalyst and the like so that the heated fuel and the compressed air are accommodated and the combustion is smoothly performed therein.

연소로에서 발생한 연소반응에 의해 연소부(30)의 배출가스가 생성된다. 연소부(30)의 배출가스는 연소 배관(96)을 통해 터빈부(40)로 주입된다. 따라서 연소 배관(96)은 연소부(30)와 터빈부(40)를 연통한다. The exhaust gas of the combustion section 30 is generated by the combustion reaction occurring in the combustion furnace. The exhaust gas of the combustion section 30 is injected into the turbine section 40 through the combustion pipe 96. Therefore, the combustion piping 96 communicates the combustion section 30 and the turbine section 40.

터빈부(40)The turbine section (40)

터빈부(40)는 주입된 연소부(30)의 배출가스를 이용해 얻은 운동에너지로부터 전력을 생산하는 구성요소이다. 따라서 터빈부(40)는 연소부(30)의 배출가스에 의해 회전하는 터빈 로터를 가스터빈(41) 내에 포함한다. 터빈 로터는 회전축에 복수의 날개가 일정 간격을 두고 배치되어, 고압인 연소부(30)의 배출가스에 의해 복수의 날개가 밀려남에 따라 회전하도록 구성된다.The turbine section (40) is a component that produces electric power from the kinetic energy obtained by using the exhaust gas of the injected combustion section (30). Accordingly, the turbine section (40) includes a turbine rotor rotating in the gas turbine (41) by the exhaust gas of the combustion section (30). The turbine rotor is configured such that a plurality of blades are arranged on a rotating shaft at regular intervals and rotated as the blades are pushed by the exhaust gas of the high-pressure combustion section (30).

터빈 로터는, 터빈 로터의 중심에 결합되고 일 방향으로 연장되는 샤프트(50)를 더 포함할 수 있다. 샤프트(50)가 연장된 방향을 축방향으로 터빈 로터가 회전한다. 샤프트(50)는 터빈 로터의 회전에 연동하여, 동일한 방향으로 회전할 수 있다.The turbine rotor may further include a shaft 50 coupled to the center of the turbine rotor and extending in one direction. The turbine rotor rotates in the axial direction in the direction in which the shaft 50 extends. The shaft 50 can rotate in the same direction in association with the rotation of the turbine rotor.

샤프트(50)의 일부 영역에는 가스 발전기(42)가 연결될 수 있다. 가스 발전기(42)는 가스터빈(41) 외부에 위치할 수 있다. 가스 발전기(42)의 회전자가 샤프트(50)에 결합됨에 따라, 샤프트(50)의 회전에 의해 가스 발전기(42)에서 전력이 생산될 수 있다.A gas generator 42 may be connected to a part of the shaft 50. The gas generator 42 may be located outside the gas turbine 41. As the rotor of the gas generator 42 is coupled to the shaft 50, power can be produced in the gas generator 42 by rotation of the shaft 50.

샤프트(50)의 다른 일부 영역에는 압축기(10)가 연결될 수 있다. 압축기(10)의 압축 로터가 샤프트(50)에 연결되어서, 터빈 로터의 회전에 연동하여 압축 로터가 회전하도록 구성될 수 있다. 따라서 압축기(10)에 별도의 동력원을 제공하지 않아도, 터빈부(40)의 회전에 따라 압축기(10)가 작동 할 수 있다.The compressor (10) may be connected to another part of the shaft (50). The compression rotor of the compressor 10 is connected to the shaft 50 so that the compression rotor can be configured to rotate in conjunction with the rotation of the turbine rotor. Therefore, the compressor 10 can be operated according to the rotation of the turbine section 40 without providing a separate power source for the compressor 10.

터빈부(40)는 연소부(30)에서 연소된 기체를 팽창시켜 그 에너지를 터빈 로터에 전달하고 전기를 생산한다. 이후 연소가스를 덕트(60)를 통해 배열회수보일러(70)로 전달한다.The turbine section (40) expands the combusted gas in the combustion section (30) and transfers the energy to the turbine rotor to produce electricity. Thereafter, the combustion gas is delivered to the batch recovery boiler (70) through the duct (60).

터빈부(40)가 포함하는 터빈 로터는 고온 및 고압인 연소부(30)의 배출가스를 이용해 장시간 동작한다. 따라서 터빈 로터를 구성하는 소재는 지속적인 열적 스트레스를 받아 변형될 수 있다. 이로 인해 터빈 로터의 회전축이 틀어져 터빈 로터의 회전시 소음 및 진동이 유발될 수 있다. 따라서 터빈 로터는 주기적으로 냉각되어야 할 필요가 있다.The turbine rotor included in the turbine section 40 operates for a long period of time by using the exhaust gas of the combustion section 30, which is high temperature and high pressure. Therefore, the material constituting the turbine rotor can be deformed due to the continuous thermal stress. As a result, the rotating shaft of the turbine rotor may be twisted to cause noise and vibration during rotation of the turbine rotor. Therefore, the turbine rotor needs to be cooled periodically.

터빈부(40)는 냉각공기를 전달받아, 터빈 로터를 냉각할 수 있다. 냉각 배관(95)이 터빈부(40)와 열교환부(20)를 연통하여, 터빈 로터를 냉각하도록 냉각공기를 터빈 로터로 전달할 수 있다. 냉각공기는 열교환부(20)에서 냉각되어 상대적으로 저온인 상태이므로, 터빈 로터를 식힐 수 있다. 터빈 로터를 식힌 이후, 냉각공기는 터빈부(40)의 외부로 배출될 수 있다. The turbine section 40 receives the cooling air and can cool the turbine rotor. A cooling line 95 connects the turbine section 40 and the heat exchange section 20 to deliver cooling air to the turbine rotor to cool the turbine rotor. Since the cooling air is cooled in the heat exchange unit 20 and relatively low in temperature, the turbine rotor can be cooled. After cooling the turbine rotor, the cooling air can be discharged to the outside of the turbine section 40.

배열회수보일러(70)Heat boilers, boilers (70)

배열회수보일러(70)는 가스터빈 장치(1)의 터빈부(40)의 배출가스의 열을 이용해 물을 가열함으로써 증기를 생산하는 구성요소이다. 따라서 가스터빈 장치(1)로부터 덕트(60)을 통해 터빈부(40)의 배출가스를 전달받고, 외부 또는 응축부(83)로부터 증기를 생성할 물을 전달받는다. The batch recovery boiler 70 is a component for producing steam by heating water using the heat of the exhaust gas of the turbine portion 40 of the gas turbine device 1. [ Thus, the exhaust gas of the turbine section 40 is received from the gas turbine device 1 through the duct 60 and water for generating steam is received from the outside or the condenser section 83.

배열회수보일러(70)는 배출가스를 각종 예열기, 가열기 또는 증기발생기에 열원으로 제공한다. 유입된 물은 상기 예열기, 가열기 또는 증기발생기를 통과하면서, 터빈부(40)의 배출가스의 열을 전달받아 가열된다. 가열된 물이 기화되어 증기가 생성된다.The batch recovery boiler 70 provides the exhaust gas as a heat source to various preheaters, heaters, or steam generators. The incoming water passes through the preheater, the heater or the steam generator, and is heated by receiving the heat of the exhaust gas of the turbine section 40. The heated water is vaporized to produce steam.

본 발명의 일 실시예에서 배열회수보일러(70)는 증기발생 장치의 열교환부(20)에 별도의 급수를 제공하지 않아, 배열회수보일러(70) 내에서 발생하는 열을 증기의 발생에만 사용할 수 있다. 따라서 제공되는 열량의 증가에 따라 생성되는 증기의 양이 증가하게 되고, 후술할 증기터빈 장치(80)에서의 발전량을 극대화 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the batch recovery boiler 70 does not provide a separate feedwater to the heat exchanger 20 of the steam generator, so that the heat generated in the batch recovery boiler 70 can be used only for the generation of steam have. Accordingly, the amount of generated steam increases with an increase in the amount of heat provided, and the amount of power generation in the steam turbine unit 80, which will be described later, can be maximized.

배열회수보일러(70)에서 생성된 증기는 제1 증기 배관(98)을 통해서 증기터빈 장치(80)로 전달된다. 제1 증기 배관(98)은 따라서 증기터빈 장치(80)와 배열회수 보일러를 연통한다. The steam generated in the batch recovery boiler 70 is transferred to the steam turbine unit 80 through the first steam line 98. The first steam line 98 thus communicates the steam turbine unit 80 and the batch recovery boiler.

증기터빈 장치(80) Steam turbine equipment (80)

증기터빈 장치(80)는 증기를 이용해 터빈을 돌려 전력을 생산하는 장치이다. 따라서 증기터빈 장치(80)는 증기터빈(81) 내에 증기 로터를 포함한다. Steam turbine device 80 is a device that uses steam to turn a turbine to produce power. Thus, the steam turbine unit 80 includes a steam rotor in the steam turbine 81. [

증기 로터는 배열회수보일러(70)가 생성한 증기를 제공받아 회전하는 로터이다. 증기 로터의 회전축에는 증기 발전기(82)가 연결되어, 증기 로터의 회전에 연동하여 회전하는 회전축의 운동에너지로부터 전력을 생산한다.The steam rotor is a rotor that rotates by receiving the steam generated by the batch recovery boiler (70). A steam generator (82) is connected to the rotary shaft of the steam rotor to generate electric power from the kinetic energy of the rotary shaft rotating in conjunction with the rotation of the steam rotor.

증기터빈 장치(80)를 통과한 증기는, 증기터빈 장치(80)와 배열회수보일러(70)를 연통하는 제2 증기 배관(99)을 통해 배열회수보일러(70)로 회수될 수 있다. 다만 제2 증기 배관(99)의 도중에는 응축부(83)가 더 배치될 수 있다.The steam that has passed through the steam turbine unit 80 can be recovered to the batch recovery boiler 70 through the second steam line 99 which communicates the steam turbine unit 80 and the batch recovery boiler 70. However, the condensing section 83 may be disposed further in the middle of the second steam pipe 99.

응축부(83)The condensing section (83)

응축부(83)는 증기를 응축하여 응축수를 생성하는 구성요소이다. 응축부(83)는 제2 증기 배관(99)의 도중에 배치되어, 제2 증기 배관(99)을 통해 배열회수보일러(70)로 회수되는 증기를 응축시킬 수 있다. The condenser 83 is a component that condenses the steam to generate condensed water. The condenser 83 is disposed in the middle of the second steam pipe 99 so as to condense the steam recovered to the batch recovery boiler 70 through the second steam pipe 99.

응축부(83)는 증기터빈 장치(80)의 배출가스를 응축하여 응축수를 생성한다. 따라서 증기로부터 열을 회수하여야 하므로, 증기보다 낮은 온도를 가지는 열매체가 유입되어 증기와 열교환 하도록 구성될 수 있다. The condenser 83 condenses the exhaust gas of the steam turbine unit 80 to generate condensed water. Therefore, since heat is to be recovered from the steam, a heating medium having a temperature lower than that of the steam may be introduced to heat exchange with the steam.

응축부(83)는 증기로부터 응축수를 생성하고, 배열회수보일러(70)로 응축수를 회송 할 수 있다. 응축수가 배열회수보일러(70)로 회송되어, 다시 가스터빈 장치(1)의 배출가스로부터 열을 흡수해 증기화 될 수 있다.The condenser 83 can generate condensed water from the steam and return the condensed water to the batch recovery boiler 70. Condensate can be returned to the batch recovery boiler 70 and again vaporized by absorbing heat from the exhaust gas of the gas turbine unit 1.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1 : 가스터빈 장치 10 : 압축기
20 : 열교환부 21 : 연료관
22 : 공기 쉘 30 : 연소부
40 : 터빈부 41 : 가스터빈
42 : 가스 발전기 50 : 샤프트
60 : 덕트 70 : 배열회수보일러
80 : 증기터빈 장치 81 : 증기터빈
82 : 증기 발전기 83 : 응축부
91 : 공기주입배관 92 : 추기 배관
93 : 연료 배관 94 : 압축 배관
95 : 냉각 배관 96 : 연소 배관
98 : 제1 증기 배관 99 : 제2 증기 배관
100 : 복합발전 시스템1: gas turbine device 10: compressor
20: Heat exchanger 21: Fuel pipe
22: air shell 30:
40: turbine section 41: gas turbine
42: gas generator 50: shaft
60: Duct 70: Array recovery boiler
80: Steam turbine unit 81: Steam turbine
82: steam generator 83: condenser
91: Air injection piping 92: Extraction piping
93: Fuel piping 94: Compressed piping
95: Cooling piping 96: Combustion piping
98: first steam piping 99: second steam piping
100: Combined power generation system

Claims (8)

공기를 압축하여 압축공기를 생성하는 압축기;
상기 압축공기 중의 일부를 추기하여 연료와 열교환시킴으로써 생성된 냉각공기를 배출하고, 상기 압축공기 중의 일부에 의해 가열된 연료를 배출하는 열교환부;
상기 가열된 연료와 상기 압축공기를 주입받아 연소시키는 연소부; 및
상기 연소부의 배출가스에 의해 회전하는 터빈 로터를 포함함으로써 전력을 생산하는 터빈부를 포함하는, 가스터빈 장치.A compressor for compressing air to generate compressed air;
A heat exchanger for discharging the cooling air generated by heat exchanging part of the compressed air with the fuel and discharging the fuel heated by a part of the compressed air;
A combustion unit for injecting and burning the heated fuel and the compressed air; And
And a turbine section for generating electric power by including a turbine rotor rotating by the exhaust gas of the combustion section. 제1항에 있어서,
상기 터빈부는, 상기 냉각공기를 전달받아 상기 터빈 로터에 제공함으로써, 상기 터빈 로터를 냉각하는, 가스터빈 장치.The method according to claim 1,
Wherein the turbine section receives the cooling air and provides the cooling air to the turbine rotor to cool the turbine rotor. 제1항에 있어서,
상기 터빈 로터의 중심에 결합되고 일 방향으로 연장되는 샤프트를 더 포함하고,
상기 터빈 로터는, 상기 샤프트가 연장된 방향을 축방향으로 하여 회전하고,
상기 압축기는, 상기 샤프트에 중심이 결합되어 상기 샤프트가 연장된 방향을 축방향으로 하여 회전하는 압축 로터를 포함하고, 상기 압축 로터의 회전에 의해 상기 공기를 압축하여 상기 압축공기를 생성하는, 가스터빈 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a shaft coupled to a center of the turbine rotor and extending in one direction,
Wherein the turbine rotor rotates in the axial direction of the extension of the shaft,
Wherein the compressor includes a compression rotor which is coupled to a center of the shaft and rotates in an axial direction of the shaft, and compresses the air by rotation of the compression rotor to generate the compressed air. Turbine device. 제1항에 있어서,
상기 열교환부는,
상기 연료가 내부에서 유동하는 관체형의 연료관; 및
상기 연료와 상기 압축 공기 중의 일부가 열교환하도록, 상기 연료관을 둘러싸고 상기 압축공기 중의 일부가 유동하는 내부 공간을 형성하는 공기 쉘을 포함하는, 가스터빈 장치.The method according to claim 1,
The heat-
A tubular fuel tube through which the fuel flows; And
And an air shell surrounding the fuel tube and forming an inner space through which a portion of the compressed air flows, so that the fuel and the portion of the compressed air exchange heat. 제1항에 있어서,
상기 압축기와 상기 열교환부를 연통하여, 상기 압축공기 중의 일부를 추기하여 상기 압축기로부터 상기 열교환부로 전달하는 추기 배관;
상기 열교환부와 상기 연소부를 연통하여, 상기 가열된 연료를 상기 연소부로 전달하는 연료 배관; 및
상기 압축기와 상기 연소부를 연통하여, 상기 압축공기를 상기 연소부에 전달하는 압축 배관을 포함하는, 가스터빈 장치.The method according to claim 1,
A supplementary pipe communicating with the compressor and the heat exchanger to transfer a portion of the compressed air from the compressor to the heat exchanger;
A fuel pipe communicating the heat exchange unit and the combustion unit to transfer the heated fuel to the combustion unit; And
And a compression pipe communicating the compressor and the combustion section to transfer the compressed air to the combustion section. 제2항에 있어서,
상기 열교환부와 상기 터빈부를 연통하여, 상기 터빈 로터를 냉각하도록 상기 냉각공기를 상기 터빈 로터로 전달하는 냉각 배관을 포함하는, 가스터빈 장치.3. The method of claim 2,
And a cooling line communicating said heat exchange portion and said turbine portion to transfer said cooling air to said turbine rotor to cool said turbine rotor. 공기를 압축하여 압축공기를 생성하는 압축기와, 상기 압축공기 중의 일부를 추기해 연료와 열교환시키는 열교환부와, 상기 열교환부에서 열교환된 연료와 상기 압축공기를 주입받아 연소시키는 연소부와, 상기 연소부의 배출가스를 이용해 전력을 생산하는 터빈부를 포함하는 가스터빈 장치;
상기 터빈부의 배출가스의 열을 이용해 물을 가열함으로써 증기를 얻는 배열회수보일러; 및
상기 배열회수보일러가 생성한 증기를 제공받아 회전하는 증기 로터를 포함함으로써 전력을 생산하는 증기터빈 장치를 포함하는, 복합발전 시스템.A combustion section for injecting and combusting the fuel and the compressed air which are heat-exchanged in the heat exchanging section, and a combustion section for combusting the combustion air, A gas turbine device including a turbine section for generating electric power using negative exhaust gas;
An arrangement recovery boiler for obtaining steam by heating water using the heat of the exhaust gas of the turbine section; And
And a steam turbine that rotates while receiving the steam generated by the batch recovery boiler, thereby generating electric power. 제7항에 있어서,
상기 증기터빈 장치의 배출가스를 응축하여 응축수를 생성하고, 상기 배열회수보일러로 상기 응축수를 회송하는 응축부를 더 포함하는, 복합발전 시스템.8. The method of claim 7,
Further comprising a condenser for condensing the exhaust gas of the steam turbine unit to produce condensed water and returning the condensed water to the batch recovery boiler.
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