KR20220110559A - 고온 증발기 재충전 - Google Patents

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KR20220110559A
KR20220110559A KR1020227023200A KR20227023200A KR20220110559A KR 20220110559 A KR20220110559 A KR 20220110559A KR 1020227023200 A KR1020227023200 A KR 1020227023200A KR 20227023200 A KR20227023200 A KR 20227023200A KR 20220110559 A KR20220110559 A KR 20220110559A
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발터 크라머
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지멘스 에너지 비.브이.
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Abstract

수직 설계의 열회수 증기 발생기가 제공되고, 열회수 증기 발생기는 이코노마이저 입구(3)와 이코노마이저 출구(4)가 있는 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2) 및 증발기 입구(6)와 증발기 출구(7)가 있는 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)이 배열된 배기 가스 채널(1)을 포함하고, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)과 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)은, 급수측에서, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)이 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)의 상류에 배열되어, 이코노마이저 출구(4)가 증발기 입구(6)와 유체 연결되는 방식으로 서로 연결되며, 물/증기 분리기(8)가 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)의 하류에 있는 급수측에 배열되고, 초과 파이프 길이 시스템이 배기 가스 채널(1) 외측에 그리고 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)과 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5) 사이의 급수측에 배열되며, 초과 파이프 길이 시스템은, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)이 완전히 충전된 후, 초과 파이프 길이 시스템의 수직도관(9)에 있는 급수가 오버플로(10)에 도달하고 그에 따라 다운 파이프(11)를 통해 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)으로 나아가도록 설계되고, 벤트 밸브(13)가 있는 벤트 라인(12)이 초과 파이프 길이 시스템의 오버플로(10)를 분기하며, 제1 충전 라인(14, 14') 및 제1 밸브(15)가 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)의 이코노마이저 입구(3)의 하류에 배열된 이코노마이저 충전 출구(16, 16')와 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)의 증발기 출구(7) 사이에 배열된다. 더욱이, 열회수 증기 발생기의 증발기 가열 표면(5)을 재충전하는 방법이 제공된다.

Description

고온 증발기 재충전
본 발명은 관류식 증발기(once through evaporator)를 갖는 수직 열회수 증기 발생기에 관한 것이다.
열회수 증기 발생기에서, 고온 가스 공급원(예를 들어, 가스 터빈)을 빠져나가는 고온 가스 스트림에 함유된 에너지는 증기로 변환된다.
열회수 증기 발생기에서, 급수를 예열하고, 증기를 생성하며 이후에 증기를 과열시키기 위한 여러 가열 표면이 배기 가스 채널에 배열되어 있다. 가열 표면은 통상적으로 복합 사이클 또는 열병합 발전소의 급수/증기 회로로부터 나오는 유동 매체가 통과한다. 여기서, 열은 배기 가스로부터 유동 매체로 전달되고, 따라서 증기 터빈에서 추가 에너지 변환에 사용될 수 있어, 전체적인 결과는 복합 사이클 또는 열병합 발전소에 대해 비교적 고도의 효율이 초래된다.
열회수 증기 발생기의 경우, 여러 대안적인 설계 개념, 즉 관류식 증기 발생기로서의 설계 또는 순환 증기 발생기로서의 설계가 고려된다. 관류식 증기 발생기에서, 증발기 가열 표면의 증발기 튜브 가열은 단일 패스에서 유동 매체의 증발을 초래한다. 증발되지 않은 유동 매체가 증발기 파이프로부터 하류 과열기 가열 표면으로 나아갈 가능성을 안전하게 배제하기 위해, 통상적으로 증발기 가열 표면과 하류 과열기 가열 표면 사이에 물 분리기가 제공된다. 상기 물 분리기에서, 분리된 물은 이어서 팽창 장치로 공급된다. 대기 팽창 장치에서 팽창 중에 형성된 증기는 통상적으로 주변으로 배출된다.
관류식 증발기를 갖는 수직 열회수 증기 발생기를 시동하기 전에, 관류식 증발기 가열 표면은 급수가 (부분적으로) 충전되어야 한다. 이 증발기가 액체와 증기의 2상 혼합물로 (부분적으로) 충전되는 동안, 수직 열회수 증기 발생기의 관류식 증발기 가열 표면을 중온/고온 조건(포화 온도에서 증발기의 매체, 통상적으로 절대 압력 >= 2 bar) 하의 상단으로부터의 액체로 충전하면, 레벨 측정에서 불안정성과 오류가 초래된다. 이는 증발기에서 물의 양에 대한 신뢰할 수 있는 표시를 얻는 것을 사실상 불가능하게 만든다. 증발기의 물 함량을 표시하는 것은 설치를 시작하기 위한 선행 조건이다.
충전은 증발기 하단으로부터 액체를 가져옴으로써 최상으로 달성될 수 있지만, 하단으로부터 저온 물(초기 충전 동안 수행되는 국부적인 압력에 대응하는 포화 온도보다 30K 넘게 낮은 온도의 과냉각수)로 충전하면 유입되는 액체와 증발기 튜브 및 헤더 벽 사이의 온도 차이가 크기 때문에 중온/고온 조건 하에 시동 준비에 적합하지 않다. 온도 차이가 크면 튜브 및/또는 헤더가 손상될 수 있다.
관류식 증발기를 갖는 수직 열회수 증기 발생기의 종래 기술 배열은 특허 EP 3 224 541 B1호로부터 알려져 있다. EP 3 224 541 B1호의 목적은 시동 중에 물 방출과 관련된 물 및 에너지 손실의 단점을 극복하는 열회수 증기 발생기를 제공하는 것이다. 시동 중에 방출되는 물의 양을 제한하기 위해, EP 3 224 541 B1호는 배기 가스 채널 외측에 그리고 적어도 하나의 이코노마이저(economizer) 가열 표면과 급수측의 적어도 하나의 증발기 가열 표면 사이에 위치된 초과 파이프 길이 시스템을 도입한다. 이 초과 길이 파이프 시스템은, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면을 완전히 충전한 후, 초과 파이프 길이 시스템의 수직도관(riser)에 있는 급수가 오버플로(overflow)에 도달하여 다운 파이프(down pipe)를 통해 적어도 하나의 증발기 가열 표면으로 나아가도록 설계된다.
이러한 방식으로, 이코노마이저 가열 표면(들)이 완전히 충전되었음에도 불구하고, 적어도 하나의 증발기 가열 표면의 수위를 원하는 대로 설정되게 할 수 있다. 따라서, 전반적으로, EP 3 224 541 B1호에 따른 배열은 폐열 증기 발생기의 시동 동안 물 손실을 감소시키고 따라서 비교적 낮은 에너지 손실을 초래한다.
따라서, EP 3 224 541 B1호는 관류식 증발기 가열 표면의 (부분) 충전을 다루지만, 중온/고온 조건 하에서 충전의 복잡성은 구체적으로 다루지 않는다. 사실, EP 3 224 541 B1호는 증발기 가열 표면을 상단으로부터 충전하는 것을 설명하고 있다. 그러나, 중온/고온 조건 하에서 상단으로부터 충전하면 증발기 가열 표면의 액체 레벨이 불안정해지게 된다.
중온/고온 조건 하에서 열회수 증기 발생기를 시동하기 전에, 증발기 가열 표면은 비균질 물/증기 혼합물로 (부분적으로) 충전될 것이다. 시동을 준비하기 위해, 증발기 가열 표면을 급수로 (부분적으로) 충전해야 한다. 증발기 가열 표면을 상단으로부터의 급수로 충전하려고 할 때, 급수가 증발기의 하단으로 유동하고 증기가 상단으로 배출되도록 물/증기 혼합물이 변위되지 않을 것이다. 사실, 중온/고온 조건 하에서 상단으로부터 충전하려고 하면 오히려 혼란스러운 혼합과 응축이 초래된다. 따라서, 압력 측정 장치는 증발기 가열 표면의 급수 레벨을 신뢰할 수 있게 측정할 수 없다. 그러나, 증발기 가열 표면의 물 함량에 대한 신뢰할 수 있는 표시는 설치를 시작하기 위한 선행 조건이다. 중온/고온 조건 하에서 상단으로부터 충전하면 최소 물 방출과 최적화된 시동 시간 사이의 최적화가 달성될 수 있는 정도로 증발기 가열 표면을 부분적으로 충전하는 것이 불가능하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 단점을 극복하는 열회수 증기 발생기를 제공하는 것이다. 열회수 증기 발생기의 물 방출 및 시동 시간이 최소화되도록 증발기 가열 표면을 부분적으로 충전할 수 있는 열회수 증기 발생기가 제공되어야 한다. 본 발명의 다른 목적은 이러한 열회수 증기 발생기의 증발기 가열 표면을 재충전하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 독립 청구항에 의해 달성된다. 종속 청구항은 본 발명의 유리한 발전 및 수정을 설명한다.
본 발명에 따르면, 청구항 1의 특징을 갖는 열회수 증기 발생기가 제공된다. 수직 설계의 그리고 본 발명에 따른 열회수 증기 발생기는 이코노마이저 입구와 이코노마이저 출구가 있는 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면 및 증발기 입구와 증발기 출구가 있는 적어도 하나의 증발기 가열 표면이 배열된 배기 가스 채널을 포함하고, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면과 적어도 하나의 증발기 가열 표면은, 급수측에서, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면이 적어도 하나의 증발기 가열 표면의 상류에 배열되어, 이코노마이저 출구가 증발기 입구와 유체 연결되는 방식으로 서로 연결되며, 물/증기 분리기가 적어도 하나의 증발기 가열 표면의 하류에 있는 급수측에 배열되고, 초과 파이프 길이 시스템이 배기 가스 채널 외측에 그리고 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면과 적어도 하나의 증발기 가열 표면 사이의 급수측에 배열되며, 초과 파이프 길이 시스템은, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면이 완전히 충전된 후, 초과 파이프 길이 시스템의 수직도관에 있는 급수가 오버플로에 도달하고 그에 따라 다운 파이프를 통해 적어도 하나의 증발기 가열 표면으로 나아가도록 설계되고, 제1 벤트 밸브가 있는 벤트 라인은 초과 파이프 길이 시스템의 오버플로를 분기시키고, 제1 충전 라인 및 제1 밸브가 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면의 이코노마이저 입구의 하류에 배열된 이코노마이저 충전 출구와 적어도 하나의 증발기 가열 표면의 증발기 출구 사이에 배열된다.
입구측에서, 이코노마이저는 급수 라인이 연결된 이코노마이저 가열 표면의 모든 이코노마이저 열 전달 튜브에 공통인 입구 분배기를 갖는다. 출구측에서, 제1 이코노마이저 가열 표면의 열 전달 튜브는 공통 출구 수집기로 개방되는데, 출구 수집기는 동시에 또한 매체측에서 제1 이코노마이저 가열 표면의 하류에 배열된 다른 가열 표면의 입구 분배기이거나, 또는 이러한 입구 분배기에 연결된다. 임의의 경우에, 열 전달 튜브로부터의 분기는 가능하지 않으므로, 이코노마이저 입구의 하류에 이코노마이저 충전 출구를 배열하는 것은 증발기를 재충전하기 위해 예열된 급수를 제거하는 것이 급수가 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면을 통과한 후에만 이루어질 수 있음을 의미한다.
달리 말하면, 수직 관류식 열회수 증기 발생기의 시동 전에, 증발기 가열 표면을 액체로 (부분적으로) 충전해야 한다. 본 발명은, 중온/고온 시동 조건 하에서 증발기 가열 표면을 중온/고온 급수, 즉, 국부적인 압력에 대응하는 포화 온도에 가까운 온도의 물로 충전하는 것을 가능하게 하는, 종래 기술의 전술한 결점 및 이러한 과제에 대한 해결책을 제공한다. 본 발명의 본질적인 사상은 작동 중 증기 유동 방향에 대해 하단으로부터, 즉, 그 출구로부터 증발기 가열 표면을 중온/고온 급수로 충전하는 것이다. 본 발명에 따른 열회수 증기 발생기의 중요한 이점은 증발기 가열 표면을 하단으로부터 중온/고온 물로 충전하면 압력 측정 장치에 의해 신뢰성 있게 측정될 수 있는 안정적인 급수 레벨이 초래된다는 점이다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 제1 밸브 및 제1 충전 라인의 적어도 일부는 배기 가스 채널 외측에 배열된다. 특히, 밸브의 존재 및 작동과 관련하여, 고온 가스 경로 외측에 배열하는 것이 바람직한데, 고온 가스 환경이 아닌 그곳에 구현하는 것이 더 용이하기 때문이다. 고온 가스 경로에서의 배열은 기술적으로 훨씬 더 복잡하고 비용이 많이 든다.
제1 충전 라인이, 급수측에서, 마지막에서 두번째 이코노마이저 가열 표면으로부터 분기될 때 유리하다. 유리한 대안으로서, 제1 충전 라인은, 급수측에서, 마지막 이코노마이저 가열 표면으로부터 분기된다. 이는 이코노마이저 가열 표면의 대응 하류 수집기 또는 상류 분배기를 포함한다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 벤트 라인은 초과 파이프 길이 시스템의 오버플로와 물/증기 분리기 사이에 배열된다.
제1 충전 라인이 마지막 증발기 가열 표면의 증발기 출구로 이어지고 제1 밸브가 제1 충전 라인에 배열될 때 유리하다.
연결 라인이 마지막 증발기 가열 표면의 증발기 출구와 물/증기 분리기를 상호 연결하고, 제1 충전 라인이 연결 라인으로 이어지고 제1 밸브가 제1 충전 라인에 배열되는 경우 여전히 유리하다.
제2 충전 라인이 연결 라인에 연결되고 제2 밸브가 제2 충전 라인에 배열되는 경우 여전히 유리하다. 이는, 제1 밸브가 폐쇄된 경우, 저온 조건(즉, 포화 온도보다 30K 넘게 낮은 온도, 통상적으로 절대 압력 <= 2 bar에서의 증발기의 과냉각수) 하에서 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면의 하단으로부터 제2 밸브를 통해 저온 충전을 가능하게 한다.
유리한 대안으로서, 제1 충전 라인은 제2 밸브의 하류에 있는 연결 지점에서 제2 충전 라인에 연결되고, 제1 밸브는 제2 충전 라인의 연결 지점의 하류에 배열된다. 이는, 제1 밸브가 개방된 경우, 저온 조건 하에서 적어도 하나의 증발기 가열 표면의 하단으로부터 제2 밸브를 통해 저온 충전을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 열회수 증기 발생기의 증발기 가열 표면을 재충전하는 방법은, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면으로부터의 물을 증발기 출구로부터 증발기 가열 표면으로 공급하는 단계를 포함한다.
이 방법의 이점은 전술한 열회수 증기 발생기의 이점과 대체로 상응한다. 특히, 이코노마이저 가열 표면으로부터 그 출구를 통해 증발기로 물을 공급하면 증발기의 고온/중온 재충전 및 따라서 또한 신뢰성 있는 레벨 측정이 가능하게 된다.
이제, 본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 설명되고, 도면에서:
도 1은 수직 설계의 열회수 증기 발생기의 공지된 배열을 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 열회수 증기 발생기를 도시하며;
도 3은 본 발명에 따른 열회수 증기 발생기의 대안적인 배열을 도시하고;
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 열회수 증기 발생기를 도시한다.
도면의 예시는 개략적인 형태이다. 상이한 도면에서, 유사하거나 동일한 요소는 동일한 참조 부호가 제공될 수 있음에 유의한다.
도 1은 현재 알려진 수직 설계의 열회수 증기 발생기의 기본 구조를 매우 개략적인 방식으로 도시한다. 가스 터빈 또는 다른 열원(더 상세히 도시되지 않음)으로부터의 배기 가스(24)는 열회수 증기 발생기의 배기 가스 채널(1)을 통해 하단으로부터 상단으로 유동한다. 배기 가스 채널(1) 내측에는, 복합 사이클 또는 열병합 발전소의 급수/증기 회로로부터의 유체(25)가 유동하는 여러 가열 표면(2, 5)이 수직 방향으로 배열되어 있다. 여기서, 열은 배기 가스(24)로부터 유체(25)로 전달되고, 따라서 증기 터빈에서 추가 에너지 변환에 사용될 수 있어, 전체적인 결과는 복합 사이클 또는 열병합 발전소에 대해 비교적 고도의 효율이 초래된다.
다양한 가열 표면(2, 5)은, 배기 가스측에서, 이코노마이저 입구(3)와 이코노마이저 출구(4)가 있는 이코노마이저 가열 표면(2)이 증발기 입구(6)와 증발기 출구(7)를 갖는 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5) 및 추가 과열기 가열 표면(도시되지 않음)의 하류에 배열되도록 배기 가스 채널(1)에 배열된다. 그러나, 현재 알려진 배열은 부분적으로 얽힌 가열 표면 배열을 갖는 훨씬 더 복잡한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 유체(25)측에서, 이코노마이저 가열 표면(2)은 증발기 가열 표면(5)의 상류에 배열되어, 이코노마이저 가열 표면(2)으로 유동하는 저온 급수(25)가 배기 가스 채널(1)의 상대적으로 저온 부분에서 적당히 가열되고, 그 후에만 배기 가스 채널(1)의 상대적으로 고온 부분, 즉 그 안에 배열된 증발기 가열 표면(5)에서 증발된다.
각각의 가열 표면(2, 5)은, 서로 옆에 배열되고 가열 표면(2, 5)의 입력부에서 각각의 - 개략적으로 도시된 - 분배기(28) 및 출력부에서 수집기(26)를 통해 서로 연결된 다수의 튜브로 구성되어, 가열 표면(2, 5)의 각각의 튜브 조립체를 통해 통과하는 유체의 균등화가 발생한다. 도 1에 도시된 배열에서, 배기 가스 채널(1)에는, 대응하는 수집기(26), 제2 연결 라인(27) 및 분배기(28)를 통해 서로 연결된 3개의 이코노마이저 가열 표면(2)이 배열되어 있다. 마지막 이코노마이저 가열 표면(2, 18)을 빠져나가는 유체는 수직도관(9), 오버플로(10) 및 다운 파이프(11)로 구성된 초과 파이프 길이 시스템을 통해 증발기 가열 표면(5)으로 안내된다. 이 초과 파이프 길이 시스템은 배기 가스 채널(1) 외측에 그리고 유체측에서 마지막 이코노마이저 가열 표면(18)과 증발기 가열 표면(5) 사이에 배열된다. 여기서, 유체는 이코노마이저 가열 표면(2)에서 추가 가압 없이 조절된 방식으로 하류 증발기 가열 표면(5)으로 도입될 수 있다. 수직 관류식 열회수 증기 발생기의 시동 전에, 증발기 가열 표면(5)은 따라서 최소 물 방출과 최적화된 시동 시간 사이의 최적화가 달성될 수 있는 정도로 (부분적으로) 충전될 수 있다.
본 명세서에 도시된 단일 증발기 가열 표면(5)의 증발기 출구(7)에는, 추가 수집기(29) 및 제1 연결 라인(20)을 통해 물/증기 분리기(8)에 대한 링크가 있다. 따라서, 열회수 증기 발생기의 시동 동안 증발기 가열 표면(5)으로부터 방출된 증발되지 않은 유동 매체는 증발된 유체와 함께 물/증기 분리기(8)로 도입되어 분리된다. 증발된 유체는 증기 라인(30)을 통해, 예를 들어 추가 과열기 가열 표면으로 공급될 수 있는 반면, 증발되지 않은 유체는 제1 배수 밸브(32) 및 대기 팽창 장치(33)가 있는 제1 배수 라인(31)을 통해 급수/증기 회로로 공급될 수 있다.
증발기 가열 표면(5) 및/또는 제1 벤트 밸브(13)가 있는 벤트 라인(12)을 탈수시키기 위해 제1 연결 라인(20)을 제1 배수 라인(31)과 연결하는 제2 배수 라인(35)에 배열된 제2 배수 밸브(34)와 같은 추가 조치는, 증발기 가열 표면(5)에서 유체의 유체 레벨이 각각의 시작 상태 전에 시스템 압력과 독립적으로 조절될 수 있게 한다. 조절을 위한 증발기 가열 표면(5)의 유체 레벨을 측정하기 위해, 적절한 레벨 측정 수단이 추가로 설치된다. 이를 위해, 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)에 평행하게, 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)에서 유체의 레벨을 측정하기 위한 측정 라인(36) 및 압력 측정 장치(37)가 제공된다. 벤트 라인(12)이 물/증기 분리기(8)로부터의 증기를 배출하기 위해 증기 라인(30)에 연결되고 대기에 직접적으로 연결되지 않은 결과로서, 초과 파이프 길이 시스템의 배출은 증발기 가열 표면(5)에서의 임의의 주목할 만한 압력 강하 없이 발생할 수 있다. 제2 배수 밸브(34)가 제1 배수 밸브(32)의 상류에 통합된 결과로서, 제2 배수 밸브(34)는 단순한 "개방/폐쇄" 밸브로 설계될 수 있고, 증발기 가열 표면(5)의 탈수의 실제 조절은 제1 배수 밸브(32)를 통해 이루어진다.
저온 조건, 즉, 포화 온도보다 30K 넘게 낮은 온도, 통상적으로 절대 압력 <= 2 bar에서의 증발기의 과냉각수 하에서 증발기 가열 표면(5)의 초기 충전을 위해, 저온 물(38)이 제2 충전 라인(21) 및 제2 밸브(22)를 통해 유입되어 증발기 가열 표면(5)을 하단으로부터 상단으로 (부분적으로) 충전할 수 있다. 하단으로부터 상단으로 충전하는 것은 저온 급수(38)를 유입시킴으로써 증발기 가열 표면(5)으로부터 공기를 효과적으로 변위시키는 이점이 있다. 공기는 하향 유동 도관(11)을 통해 제1 벤트 밸브(13)와 벤트 라인(12)을 거쳐 물/증기 분리기(8)로 빠져나간다.
도 2에 도시된 바와 같이, 마지막 이코노마이저 가열 표면(18) 또는 마지막에서 두번째 이코노마이저 가열 표면(17)과 증발기 가열 표면(5)의 하단에 있는 증발기 출구(7) 사이에서, 중온/고온 조건 하에 시동을 준비하기 위해, 이코노마이저 가열 표면(2)으로부터의 중온/고온 급수를 사용하여 하단으로부터 제1 충전 라인(14, 14') 및 제1 밸브(15)를 통해 증발기 가열 표면(5)을 충전할 수 있도록 설계된 제1 충전 라인(14, 14')이 급수측에 배열되면, 중온/고온 시동 조건에 대해 상당한 개선이 달성될 수 있다. 수직 관류식 열회수 증기 발생기의 시동을 준비하기 위해, 증발기 가열 표면(5)은 따라서, 또한 중온/고온 조건 하에서, 최소 물 방출과 최적화된 시동 시간 사이의 최적화가 달성될 수 있는 정도로 부분적으로 충전될 수 있다.
이코노마이저 가열 표면(2)이 중온/고온 급수로 충전되는 경우 그리고 증발기 가열 표면(5)이 증기로 (부분적으로) 충전되면, 제1 밸브(15)의 개방으로 인해 중온/고온 급수가 마지막 또는 마지막에서 두번째 이코노마이저 가열 표면(17, 18)의 이코노마이저 충전 출구(16, 16)로부터 제1 충전 라인(14, 14')을 통해 마지막 증발기 가열 표면(5, 19)의 증발기 출구(7)로 유동되게 된다. 증발기 가열 표면(5) 및 제1 충전 라인(14, 14')의 액체 레벨이 유체 연통되기 때문에 중온/고온 급수가 유동하기 시작할 것이다.
증발기 가열 표면(5)의 물/증기 혼합물은 제1 충전 라인(14, 14')으로 유동하는 중온/고온 급수보다 낮은 밀도를 갖고 제1 충전 라인(14, 14')과 증발기 가열 표면(5)의 액체 레벨은 유체 연통한다. 따라서, 증발기 가열 표면(5)에 존재하는 물/증기 혼합물은 하단으로부터 증발기 가열 표면(5)을 통해 상단으로 유동하는 중온/고온 급수에 의해 변위될 것이다.
하단에서 이코노마이저 가열 표면(2, 18)을 떠나는 중온/고온 급수는 상단에서 저온 급수(25)로 보충될 것이다. 제1 충전 라인(14, 14')을 통해 유입되는 중온/고온 급수에 의해 증발기 가열 표면(5)으로부터 변위된 물/증기 혼합물은 다운 파이프(11)를 통해 제1 벤트 밸브(13) 및 벤트 도관(12)을 거쳐 물/증기 분리기(8)로 빠져나간다.
증발기 가열 표면(5)이 완전히 충전되거나 중온/고온 충전 밸브(15)가 폐쇄된 경우, 이코노마이저 가열 표면(2)은 저온 급수(25)를 상단에 공급함으로써 충전될 수 있다. 급수는 이코노마이저 출구(4)로부터 수직도관(9)으로 유동할 것이다. 수직도관(9)과 이코노마이저 가열 표면(2)의 액체 레벨은 유체 연통한다. 이코노마이저 가열 표면(2)이 완전히 충전된 경우, 급수는 수직도관(9)으로부터 오버플로(10)를 거쳐 다운 파이프(11)로 오버플로될 것이다.
다른 실시예에서, 제1 충전 라인(14, 14')은, 도 3에 도시된 바와 같이, 마지막 또는 마지막에서 두번째 이코노마이저 가열 표면과 연결형 제1 연결 라인(20) 사이에 배열된다. 제1 연결 라인(20)과 증발기 가열 표면(5)은 유체 연통하고, 따라서 하단으로부터 제1 연결 라인(20)을 통해 증발기 가열 표면(5)의 충전이 가능하게 된다.
또 다른 실시예에서, 제1 충전 라인(14, 14')은, 도 4에 도시된 바와 같이, 마지막 또는 마지막에서 두번째 이코노마이저 가열 표면(17, 18)과 제2 밸브(22)가 또한 배열되는 제2 충전 라인(21) 사이에 배열된다. 보다 정확하게는, 제1 충전 라인(14, 14')은 제2 밸브(22)의 하류에 있는 연결 지점(23)에서 제2 충전 라인(21)에 연결되고, 제1 밸브(15)는 제2 충전 라인(21)의 연결 지점(23)의 하류에 배열된다.
중온/고온 조건 하에서 시동을 준비하기 위해, 제2 밸브(22)가 폐쇄된 상태에서, 이코노마이저 가열 표면(2)으로부터의 중온/고온 급수를 사용하여 하단으로부터 제1 충전 라인(14, 14'), 제1 밸브(15) 및 제2 충전 라인(21)을 통해 증발기 가열 표면(5)을 충전할 수 있다.
저온 조건 하에서 증발기 가열 표면(5)의 초기 충전을 위해, 저온 물(38)은 제2 충전 라인(21), 제2 밸브(22) 및 제1 밸브(15)를 통해 유입되어 증발기 가열 표면(5)을 하단으로부터 상단으로 (부분적으로) 충전할 수 있다. 하단으로부터 상단으로 충전하는 것은 저온 급수(38)를 유입시킴으로써 증발기 가열 표면(5)으로부터 공기를 효과적으로 변위시키는 이점이 있다. 공기는 다운 파이프(11)를 통해 제1 벤트 밸브(13)와 벤트 라인(12)을 거쳐 물/증기 분리기(8)로 빠져나갈 수 있다.
제1 밸브(15)가 폐쇄된 상태로 유지되면, 이코노마이저 가열 표면(2)에 대해 하단으로부터 상단으로의 초기 충전이 달성될 수도 있다. 저온 물(38)은 제2 충전 라인(21), 제2 밸브(22) 및 제1 충전 라인(14, 14')을 통해 유입되어 하단으로부터 이코노마이저 가열 표면(2)을 충전할 수 있다. 하단으로부터 상단으로 충전하는 것은 저온 급수를 유입시킴으로써 이코노마이저 가열 표면(2)으로부터 공기를 효과적으로 변위시키는 이점이 있다. 공기는 제2 벤트 밸브(39)를 통해 빠져나갈 수 있다.

Claims (10)

  1. 수직 설계의 열회수 증기 발생기로서, 이코노마이저 입구(3)와 이코노마이저 출구(4)가 있는 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2) 및 증발기 입구(6)와 증발기 출구(7)가 있는 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)이 배열된 배기 가스 채널(1)을 포함하고, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)과 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)은, 급수측에서, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)이 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)의 상류에 배열되어, 이코노마이저 출구(4)가 증발기 입구(6)와 유체 연결되는 방식으로 서로 연결되며, 물/증기 분리기(8)가 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)의 하류에 있는 급수측에 배열되고, 초과 파이프 길이 시스템이 배기 가스 채널(1) 외측에 그리고 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)과 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5) 사이의 급수측에 배열되며, 초과 파이프 길이 시스템은, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)이 완전히 충전된 후, 초과 파이프 길이 시스템의 수직도관(9)에 있는 급수가 오버플로(10)에 도달하고 그에 따라 다운 파이프(11)를 통해 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)으로 나아가도록 설계되고, 벤트 밸브(13)가 있는 벤트 라인(12)이 초과 파이프 길이 시스템의 오버플로(10)를 분기하는, 열회수 증기 발생기에 있어서, 제1 충전 라인(14, 14') 및 제1 밸브(15)가 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)의 이코노마이저 입구(3)의 하류에 배열된 이코노마이저 충전 출구(16, 16')와 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)의 증발기 출구(7) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 열회수 증기 발생기.
  2. 제1항에 있어서, 제1 밸브(15) 및 제1 충전 라인(14, 14')의 적어도 일부는 배기 가스 채널(1)의 외측에 배열되는, 열회수 증기 발생기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 충전 라인(14)은, 급수측에서, 마지막에서 두번째 이코노마이저 가열 표면(17)으로부터 분기되는, 열회수 증기 발생기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 충전 라인(14')은, 급수측에서, 마지막 이코노마이저 가열 표면(18)으로부터 분기되는, 열회수 증기 발생기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 벤트 라인(12)은 과잉 파이프 길이 시스템의 오버플로(10)와 물/증기 분리기(8) 사이에 배열되는, 열회수 증기 발생기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 충전 라인(14, 14')은 마지막 증발기 가열 표면(19)의 증발기 출구(7)로 이어지고 제1 밸브(15)는 제1 충전 라인(14, 14')에 배열되는, 열회수 증기 발생기.
  7. 제6항에 있어서, 연결 라인(20)은 마지막 증발기 가열 표면(19)의 증발기 출구(7)와 물/증기 분리기(8)를 상호 연결하고, 제1 충전 라인(14, 14')은 연결 라인(20)으로 이어지며 제1 밸브(15)는 제1 충전 라인(14, 14')에 배열되는, 열회수 증기 발생기.
  8. 제7항에 있어서, 제2 충전 라인(21)이 연결 라인(20)에 연결되고 제2 밸브(22)는 제2 충전 라인(21)에 배열되는, 열회수 증기 발생기.
  9. 제8항에 있어서, 제1 충전 라인(14, 14')은 제2 밸브(22)의 하류에 있는 연결 지점(23)에서 제2 충전 라인(21)에 연결되고, 제1 밸브(15)는 제2 충전 라인(21)의 연결 지점(23)의 하류에 배열되는, 열회수 증기 발생기.
  10. 열회수 증기 발생기의 증발기 가열 표면(5)을 재충전하는 방법으로서, 열회수 증기 발생기는 이코노마이저 입구(3)와 이코노마이저 출구(4)가 있는 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2) 및 증발기 입구(6)와 증발기 출구(7)가 있는 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)이 배열된 배기 가스 채널(1)을 포함하고, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)과 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)은, 급수측에서, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)이 적어도 하나의 증발기 가열 표면(5)의 상류에 배열되어, 이코노마이저 출구(4)가 증발기 입구(6)와 유체 연결되는 방식으로 서로 연결되는, 방법에 있어서, 적어도 하나의 이코노마이저 가열 표면(2)으로부터의 물이 증발기 출구(7)로부터 증발기 가열 표면(5)으로 공급되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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