KR20230069191A - Steam generator with desuperheater - Google Patents

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KR20230069191A
KR20230069191A KR1020237012731A KR20237012731A KR20230069191A KR 20230069191 A KR20230069191 A KR 20230069191A KR 1020237012731 A KR1020237012731 A KR 1020237012731A KR 20237012731 A KR20237012731 A KR 20237012731A KR 20230069191 A KR20230069191 A KR 20230069191A
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피터 롭
안토니우스 구센
피터 비테
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넴 에너지 비.브이.
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Abstract

본 발명은 고온 가스 경로(02) 내에 열교환기(11)들이 배치된 증기 발생기(01) 및 증기 발생 시스템에 관한 것이다. 설비들을 보호하고 적어도 다수의 열교환기(11)들의 출력부에서의 효율을 높이기 위해 감온기(22)가 배치되며, 각각의 열교환기(22)는 분배 배관(21)이 있는 유체 분배 밸브(23)를 통해 연결된다.The present invention relates to a steam generator (01) and a steam generating system in which heat exchangers (11) are arranged in a hot gas path (02). A desuperheater (22) is arranged to protect the installations and increase the efficiency at the output of at least a plurality of heat exchangers (11), each heat exchanger (22) having a fluid distribution valve (23) with a distribution pipe (21). ) is connected through

Figure P1020237012731
Figure P1020237012731

Description

감온기가 있는 증기 발생기Steam generator with desuperheater

본 발명은 증기 발생기 및 증기 발생 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 증기 온도의 급격한 상승에 대한 증기 발생기 및 추가 증기 터빈의 보호 및 고온 가스에서 증발 매체로의 효율적인 열 전달에 관한 것이다.The present invention relates to steam generators and steam generation systems, and in particular to protection of steam generators and additional steam turbines against rapid increases in steam temperature and efficient heat transfer from hot gases to an evaporation medium.

발전소는 전기 에너지를 고효율로 생산하기 위해 가스 터빈과 증기 터빈을 결합하는 경우가 종종 있다. 일반적으로, 증기 발생기는 가스 터빈의 고온 가스를 증기 터빈용 고온 증기로 변환하는 데 사용된다.Power plants often combine gas turbines and steam turbines to produce electrical energy with high efficiency. Generally, steam generators are used to convert hot gases from a gas turbine into hot steam for use in a steam turbine.

이에 따라, 일반적인 증기 발생기는 먼저, 고온 가스 입력에서 폐가스 출력까지의 고온 가스 경로를 포함한다. 고온 가스 경로 내부에는, 폐가스 출력 측의 이코노마이저에서 시작하여 일련의 열교환기들을 추가로 거쳐 고온 가스 출력 측의 과열기까지 여러 개의 열교환기가 배치되어 있다. 열교환기를 통과하는 유체의 온도는 하나의 열교환기에서 그 다음의 열교환기로 갈수록 증가하며, 이 과정에서 이코노마이저에는 냉수가 공급되고 과열기에서는 뜨거운 증기가 배출된다.Accordingly, a typical steam generator first includes a hot gas path from a hot gas input to a waste gas output. Inside the hot gas path, several heat exchangers are arranged, starting from the economizer on the waste gas output side and passing through a further series of heat exchangers to the superheater on the hot gas output side. The temperature of the fluid passing through the heat exchanger increases from one heat exchanger to the next, and in this process, cold water is supplied to the economizer and hot steam is discharged from the superheater.

가스 터빈은 가스 터빈을 빠져나가는 고온 가스의 온도를 급격히 증가시켜 전기 에너지에 대한 요청에 신속하게 대응할 수 있도록 한다. 보호 방법이 없으면 급격한 온도 변화로 인해 특히, 증기 터빈에서 매우 높은 열 응력(theraml stress)이 발생할 위험이 있다.Gas turbines rapidly increase the temperature of the hot gases exiting the gas turbine so that they can respond quickly to requests for electrical energy. Without protection, there is a risk of very high thermal stresses due to rapid temperature changes, especially in steam turbines.

이에 대한 일반적인 해결책은 증기 발생기에서 증기 터빈으로 연결되는 배관 내에 감온기(attemperator)를 배치하는 것이다. 감온기는 과열기 이후 고온의 증기에 물을 주입하는 데 사용되며, 이에 따라 증기 터빈으로 전달되는 뜨거운 증기의 온도를 낮출 수 있다. A common solution to this is to place an attemperator in the piping from the steam generator to the steam turbine. The desuperheater is used to inject water into the hot steam after the superheater, thereby reducing the temperature of the hot steam delivered to the steam turbine.

감온기를 사용하여 증기 터빈을 보호하는 방법은 잘 확립되어 있지만, (증기 흐름에 따른) 감온기 상류에서의 증기 발생기 자체에 대한 보호는 없다. 최고 온도 및 최고 온도 변화는 고온 가스 경로의 고온 가스 입구에 가까운 과열기 출구측에서 발생한다. 이로 인해, 과열기에서 적어도 감온기 위치로의 배관 내부에 높은 열 응력이 발생하고, 그에 따라 사용되는 설비의 크기가 과도하게 커진다. The use of desuperheaters to protect steam turbines is well established, but there is no protection for the steam generator itself upstream of the desuperheater (following the steam flow). The peak temperature and peak temperature change occur on the superheater outlet side close to the hot gas inlet of the hot gas path. Due to this, high thermal stress is generated inside the pipe from the superheater to at least the position of the desuperheater, and accordingly, the size of the equipment used becomes excessively large.

따라서, 끝에서 두 번째 열교환기와 마지막 열교환기 사이에 감온기를 배치하는 다른 해결책이 최신 기술로 알려져 있다. 전술한 해결책에 비해 과열기 자체와 결과적으로 과열기 출구의 배관에 스트레스(응력)가 덜 가해진다.Therefore, other solutions are known in the state of the art, whereby a desuperheater is placed between the penultimate and last heat exchangers. Compared to the solutions described above, less stress is placed on the superheater itself and consequently on the piping at the superheater outlet.

하지만, 과열기 앞에 감온기를 배치하는 방법은 과열기 출력에서 고온 증기의 온도 조절 능력이 떨어진다는 단점이 있다. 이로 인해 발전소의 시동 시 또는 급격한 전력 출력 증가 시 효율성 측면에서 손실이 발생할 수 있다.However, the method of placing the desuperheater in front of the superheater has a disadvantage in that the ability to control the temperature of the hot steam at the superheater output is poor. This can result in a loss in efficiency during start-up of the power plant or during rapid power output increases.

종래의 일반적인 시스템의 또 다른 단점으로는 감온기의 제어가 매우 민감하다는 점이다. 냉수 라인에서 감온기로의 밸브를 개폐하면서 증기 온도를 민감하게 제어할 때 발생하는 오버슈트를 방지하기 위해서는, 일반적으로 작동 중, 특히 시동 시 실제 온도/온도 변화와 허용 온도/온도 변화 사이에 더 많은 거리를 유지해야 한다.Another disadvantage of the conventional general system is that the control of the desuperheater is very sensitive. In order to avoid overshoot that occurs when the steam temperature is sensitively controlled by opening and closing the valve from the chilled water line to the desuperheater, it is generally necessary to keep a longer distance between the actual temperature/temperature change and the allowable temperature/temperature change during operation, especially during start-up. You have to keep a lot of distance.

결과적으로는, 과열기 전에 감온기를 배치하더라도 작동 중 실제 온도/온도 변화와 허용 온도/온도 변화 사이의 필요한 거리와 관련해서는 개선되지 않는다.As a result, placing the desuperheater before the superheater does not improve with respect to the required distance between the actual temperature/temperature change and the allowable temperature/temperature change during operation.

또한, 원스 스루 증기 발생기(once-through steam generators)는 전체 열교환기들을 통과하여 과열기 출구를 향하는 급수의 이동 시간이 길기 때문에, 온도 변화에 반응하는 속도가 느릴 수 있다는 점도 최신 기술에서 알려져 있다.It is also known in the state of the art that once-through steam generators can react slowly to temperature changes due to the long travel time of the feedwater through all the heat exchangers towards the superheater outlet.

따라서, 본 발명의 과제는 고온 증기의 온도를 양호하고 신속하게 조절할 수 있으며, 출력 측 과열기의 배관 및 증기 터빈의 배관을 급격한 온도 변화로부터 보호하고자 한다. Therefore, the object of the present invention is to be able to control the temperature of high-temperature steam well and quickly, and to protect the pipe of the output side superheater and the pipe of the steam turbine from rapid temperature change.

본 발명의 과제는 청구항 제1항에 따른 증기 발생기에 의해 해결된다. 작동을 가능하도록 하는 증기 발생 시스템은 청구항 제4항에 기재되어 있다. 증기 발생 시스템을 작동시키는 방법은 청구항 제7항에 기재되어 있다. 추가 청구항들은 발명의 유효한 장점들을 기재하고 있다.The problem of the present invention is solved by a steam generator according to claim 1 . A steam generating system enabling operation is described in claim 4 . A method of operating the steam generating system is described in claim 7 . The further claims set forth the effective advantages of the invention.

일반적인 종류의 증기 발생기는 고온 가스 입력에서 폐가스 출력으로 케이싱을 통과하는 고온 가스 경로가 내부에 있는 케이싱을 가지고 있다. 증기 발생기는 적어도 부분적으로 고온 가스 경로 내부에 배치되는 복수의 열교환기를 포함한다.A common type of steam generator has a casing with an internal hot gas path through the casing from the hot gas input to the waste gas output. The steam generator includes a plurality of heat exchangers disposed at least partially within the hot gas path.

복수의 열교환기 중 하나인 과열기는 고온 가스 입력부 가까이에 배치된다. 과열기는 고온 증기의 흐름을 전달하는 위해 증기 터빈과 같은 추가 설비에 연결되는 과열기 출력부를 더 포함한다. 과열기는 과열기 입력부를 더 포함한다.A superheater, one of the plurality of heat exchangers, is disposed near the hot gas input. The superheater further includes a superheater output connected to additional equipment such as a steam turbine for delivering a flow of hot steam. The superheater further includes a superheater input.

또한, 고온 가스 경로 내에는 제1 열교환기가 배치된다. 이것은 유사하게 제1 출력부와 제1 입력부를 포함한다. 여기서, 제1 출력부는 과열기 입력부와 연결되어 있다.In addition, a first heat exchanger is disposed in the hot gas path. It similarly includes a first output and a first input. Here, the first output unit is connected to the superheater input unit.

다음으로, 고온 가스 경로 내에는 제2 열교환기가 배치된다. 이것은 유사하게 제2 출력부와 제2 입력부를 포함한다. 여기서, 제2 출력부는 제1 입력부와 연결되어 있다. Next, a second heat exchanger is disposed in the hot gas path. It similarly includes a second output and a second input. Here, the second output unit is connected to the first input unit.

다음으로, 고온 가스 경로 내에는 제3 열교환기가 배치된다. 이것은 유사하게 제3 출력부와 제3 입력부를 포함한다. 여기서, 제3 출력부는 제2 입력부와 연결되어 있다. Next, a third heat exchanger is disposed in the hot gas path. It similarly includes a third output and a third input. Here, the third output unit is connected to the second input unit.

다음으로, 고온 가스 경로 내에는 제4 열교환기가 배치된다. 이것은 유사하게 제4 출력부와 제4 입력부를 포함한다. 여기서, 제4 출력부는 제3 입력부와 연결되어 있다. Next, a fourth heat exchanger is disposed in the hot gas path. It similarly includes a fourth output and a fourth input. Here, the fourth output unit is connected to the third input unit.

다른 실시예에서는, 제4 열교환기 옆에 제5 열교환기를 직렬로 배치하거나 또는 직렬로 더 많은 열교환기를 추가 배치할 수 있으며, 이러한 일련의 열교환기들은 각각 유체 입력부 및 유체 출력부를 포함한다. In other embodiments, a fifth heat exchanger may be placed in series next to the fourth heat exchanger, or more heat exchangers may be placed in series, each having a fluid input and a fluid output.

마지막으로, 고온 가스 경로 내에는 이코노마이저가 배치된다. 이것은 유사하게 이코노마이저 출력부와 이코노마이저 입력부를 포함한다. 여기서, 이코노마이저 출력부는 마지막 열교환기의 유체 입력부과 연결되어 있다. 이코노마이저 입력부는 냉각 유체 공급원과 연결된다. 일반적인 솔루션에서는 물이 유체로 사용되지만, 증발가능하다면 다른 유체도 사용할 수 있다.Finally, an economizer is placed in the hot gas path. It similarly includes an economizer output and an economizer input. Here, the economizer output is connected to the fluid input of the last heat exchanger. The economizer input is connected to a source of cooling fluid. In typical solutions, water is used as the fluid, but other fluids can be used as long as they are capable of evaporation.

열교환기 및 관련 구성요소들에 대한 참조부호는 열교환기를 통과하는 흐름 방향과 반대되는 맥락에서 이루어진다. 따라서, 과열기와 연결된 열교환기를 첫 번째 열교환기로 지칭하고, 이코노마이저와 연결된 열교환기를 마지막 열교환기로 지칭한다.Reference numerals to heat exchangers and related components are made in the context opposite to the direction of flow through the heat exchanger. Therefore, the heat exchanger connected to the superheater is referred to as the first heat exchanger, and the heat exchanger connected to the economizer is referred to as the last heat exchanger.

과열기, 열교환기들, 및 이코노마이저는 고온 가스 경로 내부에서 서로에 대해 이웃하게 및/또는 각각의 순서대로 배열될 필요는 없다. 또한, 일반 솔루션에 따른 일련의 열교환들을 따라 연결되지 않은 다른 특징들 또는 다른 열교환들이 고온 가스 경로 내에 배치될 수 있으며, 또한 일반 솔루션의 열교환기 사이에도 배치될 수 있다.The superheater, heat exchangers, and economizer need not be arranged next to each other and/or sequentially within the hot gas path. Further, other features or other heat exchangers not connected along the series of heat exchangers according to the generic solution may be arranged in the hot gas path and also between the heat exchangers of the generic solution.

또한, 과열기, 열교환기들, 및 이코노마이저가 서로 직접 연결될 필요는 없다. 또한, 추가 장치, 예컨대, 다른 열교환기 또는 용기가 일반 솔루션에 따른 과열기 및/또는 열교환기 및/또는 이코노마이저 사이에 배치될 수 있다. 다만, 바람직한 솔루션은 과열기에서 첫 번째 열교환기로 직접 연결하고, 첫 번째 열교환기에서 두 번째 열교환기로 직접 연결하며, 이러한 방식으로 직렬의 마지막 열교환기가 이코노마이저에 연결된다.Also, the superheater, heat exchangers, and economizer need not be directly connected to each other. Further devices, eg other heat exchangers or vessels, can be arranged between the superheater and/or heat exchanger and/or economizer according to the general solution. However, a preferred solution is to connect directly from the superheater to the first heat exchanger, and from the first heat exchanger to the second heat exchanger, in this way the last heat exchanger in the series is connected to the economizer.

각각의 과열기, 열교환기들, 및 이코노마이저는 추가 열교환기 또는 증기 발생기의 다른 부분에 연결된 유체 입력부를 포함한다. 작동 시, 저온 유체(예, 물 및/또는 증기)가 유체 입력부에 공급된다. 유체 입력부는 하나 이상의 분배 파이프에 연결되어 유체 흐름을 다른 파이프들로 분할한다. 각각의 과열기, 열교환기들, 및 이코노마이저는 복수의 열교환 튜브를 포함하고, 각 열교환 튜브는 분배 파이프 중 하나에 각각 연결된다. 열 교환 튜브는 고온 가스 경로 내부에 적어도 부분적으로, 특히 온전히 배치된다. 작동 시 열교환기들을 통과하는 고온 가스 경로를 따라 고온 가스가 흐르면, 열교환 튜브들 내부의 유체(예, 물/증기)로 고온 가스의 열이 전달된다. 각각의 열교환 튜브는 포집 파이프에 연결되며, 각각의 과열기, 열교환기들, 및 이코노마이저는 열교환 튜브들로부터 고온 유체를 포집하기 위한 하나 이상의 포집 파이프를 포함한다. 포집 파이프는 추가 열교환기 또는 기타 설비(예, 증기 터빈)에 연결되는 역할을 하는 유체 출력부와 연결된다. Each superheater, heat exchanger, and economizer includes a fluid input connected to an additional heat exchanger or other part of the steam generator. In operation, a low-temperature fluid (eg, water and/or steam) is supplied to the fluid input. The fluid inlet is connected to one or more distribution pipes to divide the fluid flow into other pipes. Each of the superheater, heat exchangers, and economizer includes a plurality of heat exchange tubes, each heat exchange tube being respectively connected to one of the distribution pipes. The heat exchange tube is disposed at least partially, in particular entirely, inside the hot gas path. During operation, when the hot gas flows along the hot gas path through the heat exchangers, the heat of the hot gas is transferred to the fluid (eg water/steam) inside the heat exchange tubes. Each heat exchange tube is connected to a collection pipe, and each superheater, heat exchangers, and economizer includes one or more collection pipes for collecting hot fluid from the heat exchange tubes. The collection pipe is connected to a fluid output that serves to connect to an additional heat exchanger or other installation (eg steam turbine).

증기 발생기는 특정 종류의 유체를 분배하기 위한 분배 배관을 더 포함한다.The steam generator further includes distribution piping for dispensing a specific type of fluid.

제1 열교환기의 제1 출력부에서 과열기 입력부까지의 배관에 제1 감온기가 배치된다. 제1 감온기는 분배 배관과의 연결부를 포함하고, 이 분배 배관에 대한 연결부에는 분배 배관으로부터 제1 감온기로의 흐름을 제어하기 위한 제1 유체 분배 밸브가 배치된다. A first desuperheater is disposed in a pipe from the first output of the first heat exchanger to the superheater input. The first desuperheater includes a connection to the distribution piping, at which connection to the distribution piping is disposed a first fluid distribution valve for controlling flow from the distribution piping to the first desuperheater.

본 발명의 솔루션에 대한 증기 발생기의 제어 안정성을 향상시키기 위해 감온기들이 추가로 열교환기들에 마련된다.In order to improve the control stability of the steam generator for the solution of the present invention, desuperheaters are additionally provided in the heat exchangers.

따라서, 제2 열교환기의 제2 출력부에서 제1 열교환기의 제1 입력부로의 배관에는 제2 감온기가 배치된다. 제2 감온기는 또한 분배 배관과의 연결부를 포함하고, 이 분배 배관에 대한 연결부에는 분배 배관으로부터 제2 감온기로의 흐름을 제어하기 위한 제2 유체 분배 밸브가 배치된다. Accordingly, the second desuperheater is disposed in the pipe from the second output of the second heat exchanger to the first input of the first heat exchanger. The second desuperheater also includes a connection to the distribution piping, at which connection there is disposed a second fluid distribution valve for controlling flow from the distribution piping to the second desuperheater.

또한, 제3 출력부에서 제2 입력부로의 배관에는 제3 감온기가 배치된다. 제3 감온기는 또한 분배 배관과의 연결부를 포함하고, 이 분배 배관에 대한 연결부에는 분배 배관으로부터 제3 감온기로의 흐름을 제어하기 위한 제3 유체 분배 밸브가 배치된다.In addition, a third dehumidifier is disposed in a pipe from the third output unit to the second input unit. The third desuperheater also includes a connection to the distribution piping at which a third fluid distribution valve for controlling flow from the distribution piping to the third desuperheater is disposed.

다음으로, 제4 출력부에서 제3 입력부로의 배관에는 제4 감온기가 배치된다. 제4 감온기는 또한 분배 배관과의 연결부를 포함하고, 이 분배 배관에 대한 연결부에는 분배 배관으로부터 제4 감온기로의 흐름을 제어하기 위한 제4 유체 분배 밸브가 배치된다.Next, a fourth dehumidifier is disposed in the pipe from the fourth output unit to the third input unit. The fourth desuperheater also includes a connection to the distribution piping, at which connection there is disposed a fourth fluid distribution valve for controlling flow from the distribution piping to the fourth desuperheater.

제4 열교환기와 이코노마이저 사이에 추가 열교환기가 배치되는 경우, 일련의 열교환기들에 있어서 한 열교환기에서 다음 열교환기로의 각 연결부에 감온기를 추가로 배치할 수 있다. 본 실시 예에서는, 추가 감온기에서 분배 배관으로의 연결부에 각각의 유체 분배 밸브를 배치하는 것이 더욱 효과적이다. If an additional heat exchanger is disposed between the fourth heat exchanger and the economizer, an additional desuperheater may be disposed at each connection from one heat exchanger to the next in the series of heat exchangers. In this embodiment, it is more effective to place each fluid distribution valve at the connection from the additional desuperheater to the distribution piping.

본 발명의 솔루션에 따르면, 감온기에는 유체를 공급할 필요가 있다. 따라서, 분배 배관은 이코노마이저 출력부와 연결된다. 분배 배관을 통해 온도와 유량을 제어할 수 있도록 분배 배관에서 냉각 유체 공급원까지 추가로 연결할 수 있다. 이를 통해 증발되지 않은 따뜻한 유체(예, 온수)를 다른 감온기들에 공급할 수 있기 때문에, 효율을 효과적으로 높이면서 온도도 효과적으로 제어할 수 있다.According to the solution of the present invention, the desuperheater needs to be supplied with fluid. Thus, the distribution piping is connected to the economizer output. Additional connections can be made from the distribution piping to the source of cooling fluid to allow temperature and flow control through the distribution piping. Through this, since the warm fluid (eg, hot water) that is not evaporated can be supplied to other thermostats, the temperature can be effectively controlled while increasing efficiency.

각각의 감온기들은 하나 이상의 유체 노즐을 포함하여 예를 들어, 일련의 한 열교환기에서 다음 열교환기 또는 과열기로 연결되는 연결부를 통해 흐르는 증기에 냉각 유체(예, 물)를 도입할 수 있다. 유체 노즐 자체는 감온기에 대한 냉각 유체 공급원으로서 분배 배관과 연결된다. 분배 배관에서 유체 노즐로의 냉각 유체의 흐름은 각각의 유체 분배 밸브를 사용하여 제어할 수 있다.Each desuperheater may include one or more fluid nozzles to introduce a cooling fluid (eg, water) to steam flowing through, for example, a connection from one heat exchanger in the series to the next heat exchanger or superheater. The fluid nozzle itself is connected to the distribution piping as a source of cooling fluid for the desuperheater. The flow of cooling fluid from the distribution piping to the fluid nozzles can be controlled using respective fluid distribution valves.

결과적으로, 증발기 구간에 유체를 추가하고 이동 시간을 단축하며 응답 시간을 개선함으로써 증기 발생을 향상시킬 수 있으며, 보일링 환경에서 감온기 유체가 추가됨에 따라 유체 온도가 기본적으로 일정하게 유지되므로, 에너지 손실이 증가하지 않는다. As a result, steam generation can be improved by adding fluid to the evaporator section, shortening the travel time and improving the response time, and as the desuperheater fluid is added in the boiling environment, the fluid temperature remains basically constant, so energy loss does not increase.

바람직한 실시예에 따르면, 메인 밸브는 이코노마이저 앞의 마지막 열교환기의 입력부와 이코노마이저 출력부 사이에 배치된다. 이를 통해 마지막 열교환기로 유입되는 유체의 흐름을 제어할 수 있다.According to a preferred embodiment, the main valve is arranged between the input of the last heat exchanger before the economizer and the economizer output. Through this, it is possible to control the flow of the fluid flowing into the last heat exchanger.

또 다른 솔루션에 따르면, 유체 공급 밸브는 이코노마이저 입력부 또는 이코노마이저 출력부에 배치된다. 이를 통해 이코노마이저를 통과하는 유체의 흐름을 제어할 수 있다.According to another solution, the fluid supply valve is arranged at the economizer input or at the economizer output. This allows you to control the flow of fluid through the economizer.

이코노마이저를 통과하는 유체의 흐름을 차단해야 하거나 이코노마이저를 통과하는 유체의 흐름이 마지막 열교환기 및 분배 배관에 공급하기에 충분하지 않은 경우, 이코노마이저에 대한 바이패스를 사용할 수 있다. 바이패스를 통한 흐름 제어가 가능하도록, 효과적인 솔루션에서는 분배 배관에서 냉각 유체 공급원까지의 연결부에 유체 바이패스 밸브가 배치된다.A bypass to the economizer may be used if the flow of fluid through the economizer must be shut off or if the flow of fluid through the economizer is not sufficient to supply the final heat exchanger and distribution piping. To allow flow control through the bypass, an effective solution is to place a fluid bypass valve at the connection from the distribution piping to the cooling fluid source.

바람직한 솔루션에 따르면, 과열기의 출력부에서 증기 온도의 효과적인 제어를 할 수 있도록 메인 감온기가 과열기 출력부에 배치된다. 메인 감온기는 또한 이 연결부 내에 배치된 감온기 분배 밸브를 통해 분배 배관에 연결된다. 이를 통해, 특히 증기 터빈의 시작 시 증기 온도를 정밀하게 제어할 수 있다.According to a preferred solution, the main desuperheater is arranged at the output of the superheater to allow effective control of the steam temperature at the output of the superheater. The main desuperheater is also connected to the distribution piping through a desuperheater distribution valve disposed within this connection. This enables precise control of the steam temperature, especially during start-up of the steam turbine.

열교환기들 사이의 배관, 특히 과열기 출력부의 배관을 보호하기 위해 감온기들은 열교환기의 적어도 2개의 포집 파이프 및/또는 바람직하게는 과열기 내에 배치되는 것이 효과적이다. 특히, 열교환기 및 과열기 각각의 기존 포집 파이프 내에 감온기를 배치하는 것이 효과적이다.In order to protect the piping between the heat exchangers, in particular the piping of the superheater output, the desuperheaters are advantageously arranged in at least two collection pipes of the heat exchanger and/or preferably in the superheater. In particular, it is effective to place the desuperheater within the existing collection pipes of each of the heat exchanger and superheater.

포집 파이프에 감온기를 마련하면, 열 입력의 변화에 빠르게 반응하여 열교환기 및 과열기 각각의 출력부에서 고온 유체(예, 증기)의 온도를 효과적으로 제어할 수 있다. 게다가, 유체 출력 라인은 급격한 온도 변화로부터 보호될 수 있다. 그 결과, 수명의 증가를 특히 기대할 수 있으며, 최선의 경우 증기 발생기의 시동 제한이 생략될 수 있다.When the desuperheater is provided in the collection pipe, the temperature of the high-temperature fluid (eg, steam) can be effectively controlled at the output of each of the heat exchanger and the superheater by rapidly responding to changes in heat input. Additionally, the fluid output line can be protected from rapid temperature changes. As a result, an increase in service life can be expected in particular and, in the best case, restrictions on the start-up of the steam generator can be dispensed with.

포집 파이프에 감온기를 마련하는 솔루션은 냉각 솔루션을 구현하려는 노력과 열 응력에 대한 보호 사이에서 최상의 절충안이다. The solution of arranging a desuperheater in the trapping pipe is the best compromise between trying to implement a cooling solution and protection against thermal stress.

여기서, 각각의 감온기는 분배 배관에 연결할 필요가 있으며, 하나의 유체 분배 밸브로 열교환기 및 과열기 하나하나에 감온기를 각각 모두 연결하여 열교환기 및 과열기 각각의 모든 감온기의 냉각 유체 흐름을 동시에 제어할 수 있다. Here, each desuperheater needs to be connected to a distribution pipe, and a fluid distribution valve is used to connect the desuperheaters to each of the heat exchanger and the superheater to simultaneously flow the cooling fluid of all desuperheaters of the heat exchanger and the superheater. You can control it.

앞선 첫 번째 구현에 대해 두 개 이상의 유체 분배 밸브가 사용될 경우, 보다 효과적이다. 이 경우, 각각의 유체 분배 밸브는 적어도 하나의 감온기로의 냉각 유체의 흐름을 제어하는 데 사용된다. 두 번째 접근 방식을 사용하면, 각 포집 파이프의 출력부에서 증기 온도를 개별적으로 제어할 수 있다.It is more effective if two or more fluid distribution valves are used for the first implementation above. In this case, each fluid distribution valve is used to control the flow of cooling fluid to at least one desuperheater. With the second approach, the steam temperature can be individually controlled at the output of each collection pipe.

이하에서, "유체 밸브"는 한 개를 의미하고, "유체 밸브들"은 증기 발생 시스템에서 실제로 구현되는 이전에 언급된 밸브들 중 적어도 두 개를 의미한다. 즉,In the following, "fluid valve" means one, and "fluid valves" means at least two of the previously mentioned valves actually implemented in the steam generating system. in other words,

- 마지막 열교환기의 유체 입력부에 있는 메인 밸브,- the main valve at the fluid input of the last heat exchanger;

- 이코노마이저 입력부에 있는 유체 공급 밸브,- fluid supply valve at the economizer input;

- 분배 배관의 상류 단에 있는 유체 바이패스 밸브, 및- a fluid bypass valve at the upstream end of the distribution piping, and

- 각각의 감온기와 분배 배관 사이에 배치된 각각의 유체 분배 밸브들- Respective fluid distribution valves disposed between each desuperheater and distribution piping

장점들 중 하나는, 서발(serval) 유체 밸브들을 사용할 경우 간단한 온-오프 밸브가 채용될 수 있으며, 이에 따라 고온 증기의 온도에 따라 작동 중 개방할 유체 밸브들의 수는 달라진다. One of the advantages is that a simple on-off valve can be employed when using serval fluid valves, whereby the number of fluid valves to open during operation depends on the temperature of the hot steam.

열교환기들 내부의 최고 온도는 고온 가스 입력부의 상류 측(증기 발생기를 통과하는 고온 가스의 흐름에 대해)에서 예상될 수 있다. 따라서, 과열기에서 포집 파이프 내의 적어도 두 개의 감온기가 배치될 경우, 특히 고온 가스 입력부에 배치되는 경우 효과적이다.The highest temperature inside the heat exchangers can be expected upstream of the hot gas input (for the flow of hot gas through the steam generator). Therefore, it is effective when at least two desuperheaters in the collection pipe are arranged in the superheater, particularly when they are arranged at the hot gas input.

본 발명의 증기 발생기는 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 증기 발생기를 포함하는 본 발명의 증기 발생 시스템을 가능하게 한다. 여기서, 증기 발생 시스템은 제어 시스템을 포함할 필요가 있다. 제어 시스템은 각각의 유체 밸브의 개방 위치를 제어하기 위해 유체 밸브들과 연결되어 있다. 제어 시스템 특히, 다수의 열교환기 및 과열기 각각에 대한 증기 발생 시스템의 바람직한 작동이 가능하도록 하기 위해서는 증기 발생기에 있는 다수의 유체 밸브들이 개별적으로 제어될 수 있으면 효과적이다.The steam generator of the present invention enables the steam generating system of the present invention including the steam generator of the present invention as described above. Here, the steam generating system needs to include a control system. A control system is coupled with the fluid valves to control the open position of each fluid valve. Control System In particular, it is effective if a plurality of fluid valves in a steam generator can be individually controlled to enable the desired operation of the steam generation system for each of the plurality of heat exchangers and superheaters.

또한, 서로 다른 수의 유체 밸브들을 서로 종속적인 동시에 그룹으로 제어할 수 있으면 효과적이다.In addition, it is effective if a different number of fluid valves can be controlled as a group while being dependent on each other.

최적의 제어를 위해서는 제어 시스템이 분배 배관에서 각각의 감온기로의 유체 흐름의 강도를 필요에 부합하도록 유체 밸브들 중 적어도 일부를 단계적으로 제어할 수 있을 경우 보다 효과적이다. Optimal control is more effective if the control system can step-by-step control at least some of the fluid valves to match the required strength of the fluid flow from the distribution piping to each desuperheater.

증기 발생 시스템을 제어하기 위해 증기 발생기의 상태에 대한 두 가지 다른 종류의 정보가 바람직하게 사용될 수 있다.Two different types of information about the condition of the steam generator can advantageously be used to control the steam generation system.

제1 실시 예에서 증기 발생 시스템은 온도 결정 시스템을 더 포함하고, 온도 결정 시스템은 온도 센서를 포함한다. 온도 센서를 통해, 온도 결정 시스템은 열교환기들 및 과열기 각각 중 하나에서 배출되는 고온 증기의 온도 또는 유체 출력부에서의 배관의 온도를 적어도 결정할 수 있다.In a first embodiment, the steam generation system further includes a temperature determining system, and the temperature determining system includes a temperature sensor. Through the temperature sensor, the temperature determination system can determine at least the temperature of the hot steam exiting each of the heat exchangers and superheater or the temperature of the piping at the fluid outlet.

온도 결정 시스템은 열교환기 및 과열기 각각의 유체 출력부에서 유체의 실제 온도를 결정할 수 있어야 한다. 예를 들어, 유체 출력부 내부에 온도 센서를 적용할 수 있다. 대신에, 유체 출력부, 즉 튜브 자체의 온도를 측정하는 것으로 충분할 수 있으며, 그런 다음 유체 출력부 내부의 고온 증기의 온도도 계산할 수 있어야 한다.The temperature determination system must be able to determine the actual temperature of the fluid at the fluid output of each heat exchanger and superheater. For example, a temperature sensor can be applied inside the fluid output. Alternatively, it may be sufficient to measure the temperature of the fluid outlet, i.e. the tube itself, and then it should also be possible to calculate the temperature of the hot steam inside the fluid outlet.

다수의 유체 밸브 제어를 향상시키기 위해 바람직한 실시 예는 적어도 하나의 추가 온도 센서를 더 포함한다. 이것은 제1 온도 센서, 제2 온도 센서로 추가될 수 있으며, 제2 온도 센서는 제2 감온기의 이전 또는 이후(예, 제2 열교환기의 제2 출력부에서)의 증기 및/또는 배관의 온도를 측정할 수 있다.To improve multiple fluid valve control, preferred embodiments further include at least one additional temperature sensor. This may be added as a first temperature sensor, a second temperature sensor, which may be added to the steam and/or piping before or after the second desuperheater (e.g., at the second output of the second heat exchanger). temperature can be measured.

제3 온도 센서는 바람직하게는 제3 감온기 이전 또는 이후의 증기 및/또는 배관의 온도를 측정할 수 있다.The third temperature sensor may preferably measure the temperature of the steam and/or piping before or after the third desuperheater.

다른 감온기에서도 온도를 분석하기 위해 추가 온도 센서를 바람직하게는 추가 열교환기들 및 과열기 각각에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다. In order to analyze the temperature in the other desuperheaters, an additional temperature sensor can preferably be applied in the same way for each of the additional heat exchangers and the superheater.

복수의 감온기에서 다수의 온도를 결정할 수 있는 온도 결정 시스템을 사용할 경우, 제어 시스템은 각 감온기의 서로 다른 온도에 따라 서로 다른 유체 밸브들을 개별적으로 제어할 수 있다.When using a temperature determination system capable of determining multiple temperatures in multiple desuperheaters, the control system can individually control different fluid valves according to different temperatures in each desuperheater.

본 발명의 증기 발생 시스템의 제2 실시예의 경우, 증기 결정 시스템이 필요하다. 여기서, 증기 결정 시스템은 감온기 중 하나의 전후의 배관 내부의 유체에서 적어도 하나의 증기 비율을 결정할 수 있어야 한다.For the second embodiment of the steam generation system of the present invention, a steam crystal system is required. Here, the vapor determination system should be able to determine at least one vapor ratio in the fluid inside the piping before and after one of the desuperheaters.

처음에는 유체 흐름 내에서 증기의 비율로서 증기의 양 또는 액체 물의 양이 사용되는 경우 크게 관련이 없다. 이어서, 부피 또는 질량에 관련해서 비율을 결정할 수도 있다.Initially, the proportion of vapor in the fluid flow is largely irrelevant if the amount of vapor or amount of liquid water is used. The ratio may then be determined in terms of volume or mass.

하지만, 질량 흐름 내에서의 증기의 양을 증기의 비율(share of vapor)로 정의하는 것이 바람직하다. However, it is preferred to define the amount of vapor in the mass flow as the share of vapor.

분배 배관에서 첫 번째 감온기로의 질량 흐름과 감온기를 통과하는 질량 흐름을 알고 있는 경우, 증기의 비율은 감온기의 타측에서 계산할 수 있다(증기의 비율 측정이 상류 측에 마련된 경우 하류 측에 대해 결정할 수 있으며 그 반대도 마찬가지이다).If the mass flow from the distribution piping to the first desuperheater and through the desuperheater is known, the steam ratio can be calculated on the other side of the desuperheater (if the steam ratio measurement is provided upstream, then on the downstream side). can be determined and vice versa).

온도 결정과 유사하게, 증기 결정 시스템이 추가 감온기에서 증기를 결정할 수 있으면 좀 더 유리하다. Similar to temperature determination, it is advantageous if the vapor determination system can determine the vapor in the additional desuperheater.

다수의 감온기에서 증기의 비율을 결정할 수 있는 증기 결정 시스템을 이용할 경우, 제어 시스템은 각각의 감온기에서의 증기의 비율에 따라 서로 다른 유체 밸브들을 개별적으로 제어할 수 있다.When using a steam determination system capable of determining the steam ratio in multiple desuperheaters, the control system can individually control different fluid valves according to the steam ratio in each desuperheater.

제3 실시예에 따르면, 증기 발생 시스템은 제1 실시 예 및 제2 실시예와 온도 결정 시스템 및 증기 결정 시스템을 결합한다. 이때, 증기 발생 시스템은 제어 시스템과 함께 측정된 온도들의 각 온도 변화와 감온기에서 분석된 증기의 비율에 따라 유체 밸브를 제어할 수 있다. According to the third embodiment, the steam generation system combines the first and second embodiments with a temperature determination system and a steam determination system. At this time, the steam generation system may control the fluid valve according to the ratio of the steam analyzed in the desuperheater and each temperature change of the measured temperatures together with the control system.

상술한 새로운 증기 발생 시스템은 증기 발생 시스템을 제어하는 새로운 발명적 방법을 가능하게 한다. 사용되는 결정 시스템에 따라 다양한 구현이 가능하다.The new steam generation system described above enables a new inventive method of controlling the steam generation system. Various implementations are possible depending on the decision system used.

증기 발생 시스템은 첫 번째 단계에서 온도 결정 시스템을 포함하므로, 열교환기의 유체 출력부에서 실제 온도를 결정할 필요가 있다. 앞서 설명했듯이 이것은 배관 자체의 온도이거나 또는 배관 내부의 유체 온도일 수도 있다. 첫 번째의 경우 유체의 온도를 추정할 수 있어야 하고, 두 번째의 경우 배관의 온도를 추정할 수 있어야 한다.Since the steam generation system includes a temperature determination system in the first stage, it is necessary to determine the actual temperature at the fluid output of the heat exchanger. As explained earlier, this may be the temperature of the pipe itself or the temperature of the fluid inside the pipe. In the first case, the temperature of the fluid must be estimated, and in the second case, the temperature of the pipe must be estimated.

추가적으로, 실제 온도 변화를 확인할 수 있다.Additionally, you can check the actual temperature change.

둘째, 실제 온도를 미리 설정된 값과 비교해야 한다.Second, the actual temperature must be compared with a preset value.

세 번째 단계에서는, 실제 온도/온도 변화와 미리 설정된 값 사이의 비교 결과에 따라 적어도 하나의 유체 밸브가 제어된다. 이때, 적어도 하나의 유체 밸브를 적어도 개방하거나 폐쇄할 수 있다. In a third step, at least one fluid valve is controlled according to the result of the comparison between the actual temperature/temperature change and a preset value. At this time, at least one fluid valve can be opened or closed.

바람직하게는 유체 밸브를 단계적으로 개방할 수 있으며 및/또는 다수의 유체 밸브를 개방/폐쇄할 수 있다.Preferably, the fluid valves can be opened in stages and/or multiple fluid valves can be opened/closed.

제어 시스템은 결정된 실제 온도 또는 온도 변화를 미리 설정된 값과 비교할 수 있으며, 그 결과에 따라, 실제 온도 또는 실제 온도 변화가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 대부분, 제어 시스템은 다수의 유체 밸브 중 적어도 하나의 유체 밸브를 제어할 수 있다.The control system may compare the determined actual temperature or change in temperature to a preset value, and as a result, if the actual temperature or change in temperature exceeds the preset value, the control system may, in most cases, shut down at least one of the plurality of fluid valves. You can control fluid valves.

첫 번째의 명백한 솔루션에 따르면, 미리 설정된 값은 최대 허용 온도일 수 있다. 실제 온도가 최대 온도를 초과하는 경우, 유체 분배 밸브가 열리면 냉각 유체가 증기로 유입되어 유체와 배관의 온도가 낮아진다.According to the first obvious solution, the preset value could be the maximum permissible temperature. When the actual temperature exceeds the maximum temperature, the fluid distribution valve opens and the cooling fluid flows into the steam, reducing the temperature of the fluid and piping.

열교환기 및 과열기 각각의 출력부에서 유체(증기, 고온수)에 냉각 유체(예, 물)가 유입되는 경우는, 특정 상황, 특히 온도가 너무 높거나 또는 특히 온도가 너무 빠르게 상승할 위험이 있는 경우에 필요할 수 있다.The introduction of a cooling fluid (e.g. water) into a fluid (steam, hot water) at the output of the heat exchanger and superheater, respectively, in certain situations, in particular where there is a risk that the temperature is too high or the temperature rises too rapidly. may be needed in some cases.

또 다른 실시 예에 따르면, 최대 온도 변화는 미리 설정된 값으로 사용될 수 있다. 메인 온도의 증가가 최대 온도 변화를 초과하는 경우, 적어도 하나의 유체 분배 밸브가 개방되도록 트리거된다. 이렇게 하면 증기와 배관의 온도가 더 높아지는 것을 줄이거나 멈출 수 있다.According to another embodiment, the maximum temperature change may be used as a preset value. When the increase in main temperature exceeds the maximum temperature change, at least one fluid dispensing valve is triggered to open. This will reduce or stop the higher steam and piping temperatures.

또한, 두 개의 제한 값을 함께 사용하여 허용되지 않는 온도 또는 허용되지 않는 온도에 도달할 위험을 분석할 수 있다.In addition, the two limits can be used together to analyze the risk of reaching an unacceptable temperature or reaching an unacceptable temperature.

온도 결정 시스템의 입력을 통해 제어 시스템은 증기 발생 시스템 및 후속 설비들이 과열(overheating)되거나 또는 너무 빨리 열이 증가하지 않도록 보호하는 데 필요한 대응을 계산할 수 있어야 한다. 따라서, 제어 시스템은 유체 밸브들과 연결되어야 한다. 미리 설정된 값을 초과하면, 제어 시스템은 그에 따라 하나 이상의 유체 밸브를 개방할 수 있다.The input to the temperature determination system should allow the control system to calculate the necessary response to protect the steam generating system and subsequent installations from overheating or from increasing heat too quickly. Therefore, the control system must be connected with the fluid valves. If the preset value is exceeded, the control system may open one or more fluid valves accordingly.

적어도 하나의 유체 밸브의 개방을 트리거하기 위한 미리 설정된 값으로서 최대 온도가 사용될 수 있다. 미리 설정된 값으로 최대 허용 온도 변화를 사용할 수도 있다. The maximum temperature may be used as a preset value for triggering the opening of the at least one fluid valve. It is also possible to use the maximum permissible temperature change as a preset value.

또한, 실제 온도 변화에 따른 최대 온도로서 미리 설정된 값을 정의할 수도 있다. 온도 변화에 대한 최대 온도의 미리 정의된 종속성은 예를 들어, 온도 변화가 작으면 최대 온도를 더 높게, 온도 변화가 크면 최대 온도를 더 낮게 정의할 수 있다.In addition, a preset value may be defined as the maximum temperature according to the actual temperature change. A predefined dependence of the maximum temperature on the temperature change may, for example, define a higher maximum temperature if the temperature change is small and a lower maximum temperature if the temperature change is large.

실제 온도에 따른 최대 온도 변화를 미리 설정된 값으로 각각 사용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 낮은 온도에서는 더 큰 최대 온도 변화가 허용되고, 높은 온도에서는 더 작은 최대 온도 변화가 허용될 수 있다. 결과적으로, 비임계(uncritical) 온도 범위에서 더 빠른 온도 변화는 전력 출력의 더 빠른 증가와 함께 허용될 수 있으며, 온도가 관련 재료 한계에 도달하면 더 작은 보호 온도 변화가 적용된다.The maximum temperature change according to the actual temperature can be used as a preset value. In this case, for example, a larger maximum temperature change may be allowed at a lower temperature and a smaller maximum temperature change may be allowed at a higher temperature. As a result, faster temperature changes in the noncritical temperature range can be tolerated with faster increases in power output, and smaller protective temperature changes are applied when the temperature reaches the relevant material limit.

바람직한 경우, 유체 출력부에서의 유체 온도 및/또는 유체 출력부의 온도는 제어 시스템을 트리거하고 또한 설비들을 보호하기 위해 미리 설정된 값을 초과하는 경우 유체 밸브의 개방을 트리거하는 것과 관련된다.Preferably, the temperature of the fluid at the fluid output and/or the temperature of the fluid output is related to triggering the opening of the fluid valve if it exceeds a preset value to trigger the control system and also protect the installations.

최대 온도 변화를 미리 설정된 값으로 사용하는 경우 실제 온도뿐만 아니라 실제 온도 변화가 사용된다는 것은 명백하다.It is clear that the actual temperature as well as the actual temperature change is used when using the maximum temperature change as the preset value.

하나의 고정된 미리 설정된 값뿐만 아니라 특성 곡선을 미리 설정된 값으로 사용할 수도 있다. 특성 곡선은 미리 정의된 최대 온도일 수 있으며, 이것은 온도 변화에 따라 값이 달라질 수 있다. 이 경우, 특성 곡선은 미리 정의된다. 결과적으로 제어 시스템은 특성 곡선을 사용하여 실제 온도 변화와 다른 미리 설정된 값을 도출할 수 있다. It is also possible to use a characteristic curve as a preset value as well as one fixed preset value. The characteristic curve may have a predefined maximum temperature, which may vary in value as the temperature changes. In this case, the characteristic curve is predefined. As a result, the control system can use the characteristic curve to derive a preset value different from the actual temperature change.

반대로 온도에 따라 값이 달라지는 미리 정의된 최대 온도 변화로 특성 곡선을 정의할 수도 있다. 이는 실제 온도에 따라 최대 온도 변화가 달라지는 제어 시스템에 대한 비교값으로 사전 정의된 값을 얻을 수 있다. Conversely, the characteristic curve can also be defined as a predefined maximum temperature change whose value depends on the temperature. This can obtain a predefined value as a comparison value for a control system where the maximum temperature change depends on the actual temperature.

증기 발생 시스템을 더욱 효과적으로 제어 하기 위해, 온도/온도 변화와 미리 설정된 값의 비교뿐만 아니라 실제 온도 변화와 허용 가능한 공정 조건들 각각의 실제 온도의 거리도 추가로 고려될 수 있다. 따라서, 유리하게는 실제 온도 각각 실제 온도 변화와 미리 설정된 값 사이의 차이가 계산된다. In order to more effectively control the steam generation system, the distance between the actual temperature change and the actual temperature of each of the permissible process conditions as well as the comparison of the temperature/temperature change with a preset value may additionally be taken into account. Thus, advantageously the difference between the actual temperature change and the preset value, respectively, is calculated.

또 다른 유효한 단계에서, 실제 온도에 대한 추세 분석을 수행할 수 있다. 따라서, 실제 온도는 일정 기간 동안 기록되어야 한다. 과거 온도와 현재 온도의 데이터를 사용하여 예상 온도를 계산할 수 있다. 이는 실제 온도와 미리 설정된 값뿐만 아니라 예상 온도, 더 나아가 예상 온도와 미리 설정된 값을 비교할 수 있다. 또한 그 차이를 결정할 수 있다. 이 정보를 통해 유체 밸브의 추가 예측 구동이 가능하다.In another valid step, a trend analysis can be performed on the actual temperature. Therefore, the actual temperature must be recorded over a period of time. The expected temperature can be calculated using the data of the past temperature and the current temperature. It can compare not only the actual temperature and the preset value, but also the expected temperature, and furthermore, the expected temperature and the preset value. You can also determine the difference. This information allows further predictive actuation of fluid valves.

효과적인 방법은 모든 열교환기들 및 과열기 각각의 모든 유체 출력부에서 온도/온도 변화를 결정할 수 있는 증기 발생 시스템을 사용한다. 이는 모든 실제 온도/온도 변화를 각각의 미리 설정된 값과 비교하고, 비교에 종속된 유체 밸브와 각 비교에 종속된 각 유체 밸브 및 각 감온기 이외의 비교에 종속된 유체 밸브들을 모두 제어할 수 있다. An effective method uses a steam generation system capable of determining the temperature/temperature change at all fluid outputs of all heat exchangers and superheaters respectively. It compares all actual temperatures/temperature changes to their respective preset values, and can control both the fluid valves subject to comparison and the fluid valves subject to each comparison and the fluid valves subject to comparison other than each desuperheater. .

또 다른 단계에서, 유체 분배 밸브들은 현재 상황과 허용 가능한 상황 사이의 거리에 따라 개방된다. 따라서, 차이가 있는 경우, 계산된 차이에 따라 다수의 유체 분배 밸브들 중 몇 개의 유체 밸브를 개방하는 것이 좀 더 효과적이다. 여기서, "개방할 유체 밸브들"은 추가 규칙에 따라 선택할 수 있다.In another step, the fluid distribution valves are opened according to the distance between the current situation and the acceptable situation. Therefore, if there is a difference, it is more effective to open some of the fluid distribution valves of the plurality of fluid distribution valves according to the calculated difference. Here, "fluid valves to open" can be selected according to additional rules.

유체 밸브의 온-오프 상태만 있는 것이 아니라면 증기 발생기의 보호가 향상되고 효율성이 높아질 수 있다. 효과적인 솔루션에 따르면, 적어도 하나의 유체 분배 밸브가 예를 들어, 실제 온도 또는 온도 변화와 미리 설정된 값 사이의 차이에 따라 단계적으로 개방될 수 있다. 유사하게(Analog), 트리거될 유체 밸브들은 추가 규칙에 따라 선택될 수도 있다.If there is not only an on-off state of the fluid valve, the protection of the steam generator can be improved and the efficiency can be increased. According to an effective solution, the at least one fluid dispensing valve can be opened in stages depending on, for example, the actual temperature or the difference between a temperature change and a preset value. Analogously, the fluid valves to be triggered may be selected according to additional rules.

자명하게, 두 가지 옵션을 사용하여 다수의 유체 밸브들을 단계적으로 개별적으로 개방하는 제어 시스템을 구현할 수도 있다. Obviously, it is also possible to implement a control system that individually opens multiple fluid valves in stages using both options.

추가 온도 센서가 있는 바람직한 솔루션은 증기 발생 시스템을 작동하는데 더욱 유리한 방법으로 사용할 수 있다. 이때, 첫 번째 단계에서는 적어도 하나 이상의 추가 온도를 결정할 필요가 있다. 이는 과열기의 유체 출력부에 있는 메인 온도 센서의 메인 온도이거나 제1 열교환기의 제1 유체 출력부에 있는 제1 온도 센서의 제1 온도이거나 제2 열교환기의 제2 유체 출력부에 있는 제2 온도 센서의 제2 온도 등일 수 있다. 또한, 메인 온도 변화, 각각 제1 온도 변화, 각각 제2 온도 변화 (등)이 각각 결정될 수 있다.A preferred solution with an additional temperature sensor can be used in a more advantageous way to operate the steam generation system. At this time, in the first step, it is necessary to determine at least one additional temperature. This is either the main temperature of the main temperature sensor at the fluid output of the superheater or the first temperature of the first temperature sensor at the first fluid output of the first heat exchanger or the second temperature of the second fluid output of the second heat exchanger. It may be the second temperature of the temperature sensor. In addition, the main temperature change, each first temperature change, each second temperature change (etc.) can be determined respectively.

다음 단계에서 다수의 실제 온도를 갖는 본 예에서는, 메인 및 제1 및 제2 온도/온도 변화(등) 각각은 메인, 제1, 제2, 제3, 제4 미리 설정된 값(등)과 각각 비교되어야 한다. In this example with multiple actual temperatures in the next step, each of the main and first and second temperatures/temperature changes (etc.) is associated with the main, first, second, third, and fourth preset values (etc.) respectively. should be compared

차이의 계산은 다음 단계에서 각 유체 분배 밸브 및 바람직하게는 결정된 차이에 의존하는 다른 유체 밸브들을 단계적 방식으로 제어할 수 있도록 한다.Calculation of the difference allows in a stepwise manner to control each fluid dispensing valve and preferably other fluid valves depending on the determined difference in the next step.

간단한 솔루션에서는 모든 유체 밸브들이 동시에 제어되는 것(개방, 폐쇄)이 분명하다. 하지만, 바람직한 솔루션에서 제어 시스템은 다수의 유체 밸브들을 개별적으로 제어할 수 있다. 여기서, 메인 유체 밸브와 제1 유체 분배 밸브와 제2 유체 분배 밸브(사용 가능한 경우, 등)가 각각의 미리 설정된 값을 초과하는지 여부에 따라 개별적으로 제어될 경우 보다 효과적이다. In a simple solution, it is clear that all fluid valves are controlled simultaneously (open, closed). However, in a preferred solution the control system can individually control multiple fluid valves. Here, it is more effective if the main fluid distribution valve, the first fluid distribution valve and the second fluid distribution valve (if available, etc.) are individually controlled according to whether or not each exceeds a preset value.

효과적인 방법으로 증기 발생 시스템을 예측 제어할 수 있도록 일정 기간 동안 온도와 각각의 온도 변화가 기록된다. 이때, 일정 기간 동안 모든 감온기에서 일부 또는 모든 온도를 기록하는 것이 효과적이다.The temperature and each temperature change is recorded over a period of time to enable predictive control of the steam generation system in an effective manner. At this time, it is effective to record some or all temperatures in all thermostats for a certain period of time.

이렇게 수집된 데이터를 통해, 추세 분석을 수행할 수 있으며 예상되는 향후 온도와 각각의 향후 온도 변화를 계산할 수 있다.With this collected data, trend analysis can be performed and expected future temperatures and respective future temperature changes can be calculated.

다음 단계에서는 실제 온도뿐만 아니라 각각의 온도 변화도 계산된다. 따라서, 현재 결정된 실제 온도와 각각의 온도 변화를 이전 예상 값과 비교할 수 있다.In the next step, the actual temperature as well as the respective temperature change is calculated. Thus, the currently determined actual temperature and each temperature change can be compared with the previous expected value.

추가로 결정된 온도/온도 변화에 대해서도 동일한 비교가 수행될 수 있음은 분명하다. It is clear that the same comparison can be performed for further determined temperatures/temperature changes.

또 다른 효과적인 제어 방법에서, 마지막 실제 온도 각각의 온도 변화와 대응하는 이전에 결정된 예상 값 사이의 차이가 계산될 수 있다.In another effective control method, the difference between the temperature change of each last actual temperature and the corresponding previously determined expected value can be calculated.

둘째, 예상 값과 그에 대응하는 미리 설정된 값을 비교할 수 있다.Second, it is possible to compare the expected value with a preset value corresponding thereto.

더 효과적인 제어 방법에서는, 예측된 값과 대응하는 미리 설정된 값 사이의 차이가 계산될 수 있다.In a more effective control method, the difference between the predicted value and the corresponding preset value can be calculated.

그 결과 다수의 유체 밸브가 개방되거나 및/또는 유체 밸브들은 비교 또는 바람직하게는 계산된 차이에 따라 단계적으로 개방된다. 이를 통해 증기 온도를 예측적으로 제어할 수 있다.As a result, a number of fluid valves are opened and/or fluid valves are opened in stages according to a comparative or preferably calculated difference. This allows predictive control of the steam temperature.

상술한 바와 같은 새로운 증기 발생 시스템은 또한 증기 발생 시스템을 제어하기 위한 두 번째 방법을 가능하게 한다. 따라서, 전술한 설명 중 임의의 설명에 따른 증기 발생 시스템이 다시 필요하다. 이것은 증기 결정 시스템을 포함해야 한다. 이 두 번째 방법은 다음 단계들을 포함한다: The new steam generation system as described above also enables a second method for controlling the steam generation system. Accordingly, there is again a need for a steam generating system according to any of the foregoing descriptions. This should include a vapor crystal system. This second method includes the following steps:

증기 발생 시스템이 첫 번째 단계로 증기 결정 시스템을 포함하는 경우, 감온기 전후의 배관을 통해 흐르는 유체의 실제 증기 비율을 결정해야 한다. If the steam generation system includes a steam determination system as the first step, the actual steam percentage of the fluid flowing through the piping before and after the desuperheater must be determined.

증기의 비율이 감온기 전후에 측정되는 것과는 무관하게, 분배 배관에서 이 감온기로의 질량 흐름에 대한 지식이 있으면 감온기의 반대편에서 증기의 비율을 충분히 정확하게 계산할 수 있어야 한다.Regardless of whether the steam proportion is measured before or after the desuperheater, knowledge of the mass flow from the distribution piping to this desuperheater should allow for sufficiently accurate calculation of the vapor proportion on the other side of the desuperheater.

결정된 온도의 사용과 유사하게, 실제 증기의 비율을 미리 설정된 값과 비교해야 한다.Similar to the use of a determined temperature, the actual vapor fraction should be compared to a preset value.

비교에 따른 다음 단계에서, 제어 시스템은 적어도 하나의 유체 밸브를 제어할 수 있다.In a next step according to the comparison, the control system may control the at least one fluid valve.

미리 설정된 값은 증기의 최대 또는 최소 허용 비율일 수 있다. 대안으로, 미리 설정된 값은 증기의 목표 증기 비율이 될 수도 있다. 최대 허용 증기 비율이 설정된 경우, 실제 증기 비율이 최대 허용 증기 비율을 초과하면 유체 분배 밸브의 (추가) 개방이 트리거될 수 있다. 다른 한편으로, 증기의 비율이 미리 정의된 최소 증기 비율 미만이면 유체 분배 밸브의 (추가) 폐쇄가 트리거될 수 있다.The preset value may be a maximum or minimum allowable percentage of steam. Alternatively, the preset value may be a target steam ratio of steam. If the maximum allowable vapor rate is set, the (additional) opening of the fluid dispensing valve can be triggered if the actual vapor rate exceeds the maximum allowed vapor rate. On the other hand, a (further) closing of the fluid dispensing valve can be triggered if the percentage of steam is less than a predefined minimum vapor percentage.

증기의 실제 비율과 미리 설정된 값 사이의 차이를 결정하는 것이 효과적이다. It is effective to determine the difference between the actual percentage of steam and the preset value.

특히 그 차이가 알려진 경우, 실제 증기 비율과 각각의 미리 설정된 값(예, 목표 증기 비율) 사이의 결정된 차이에 따라 적어도 하나의 유체 분배 밸브를 개방하는 것이 효과적이다.It is effective to open the at least one fluid dispensing valve according to the determined difference between the actual steam ratio and the respective preset value (eg target steam ratio), especially if the difference is known.

바람직하게는 추가 감온기에서 증기 비율이 추가로 결정될 수 있다. 모든 감온기에서 증기의 비율을 결정할 수 있다면 매우 효과적이다. The steam rate can preferably be additionally determined in the additional desuperheater. It is very effective if you can determine the percentage of steam in all desuperheaters.

유체 밸브들의 제어와 관련해서, 온도 결정 시스템을 사용하는 방법과 동일한 유효한 솔루션이 적용된다. 따라서, 유체 밸브들을 단계적으로 및/또는 그룹으로 개방할 경우 효과적이다. Regarding the control of the fluid valves, the same effective solution applies as the method using a temperature determining system. Therefore, it is effective when opening the fluid valves step by step and/or in groups.

증기 발생기 및 후속 설비들을 충분히 보호하고 증기 발생기의 최대 가용 효율에 도달하기 위해 다수의 열교환기에 대한 증기의 비율을 대해 미리 설정된 값을 설정하는 것이 더 효과적이다. It is more effective to set preset values for the ratio of steam to multiple heat exchangers in order to sufficiently protect the steam generator and subsequent facilities and to reach the maximum usable efficiency of the steam generator.

여기서, 과열기를 제외하고 미리 설정된 값이 각 열교환기의 출력부에서 적어도 60%의 증기 비율을 나타내는 경우 효과적이다(다음에 오는 감온기 앞의 위치에서 결정됨). 증기의 비율이 75% 이상이면 특히 효과적이다. Here, except for the superheater, it is effective if the preset value indicates a steam ratio of at least 60% at the output of each heat exchanger (determined at the position before the next desuperheater). It is particularly effective when the proportion of steam is 75% or more.

한편, 과열기를 제외한 열교환기들의 출력부에서 증기의 비율이 100%에 도달하지 않는 것이 효과적이다. 따라서, 미리 설정된 값은 90% 이하의 증기 비율이 효과적이다. 미리 설정된 값이 85% 이하의 증기 비율인 경우, 특히 효과적이다. On the other hand, it is effective that the steam ratio does not reach 100% at the output of the heat exchangers except for the superheater. Therefore, as for the preset value, a vapor ratio of 90% or less is effective. It is particularly effective when the preset value is a steam ratio of 85% or less.

온도 결정 시스템을 포함하는 증기 발생 시스템을 제어하는 방법과 유사하게, 유리한 특징들은 증기 결정 시스템을 포함하는 증기 발생 시스템을 제어하는 방법에도 적용하는 것이 이롭다.Similar to the method of controlling a steam generation system comprising a temperature determination system, advantageous features also advantageously apply to the method of controlling a steam generation system comprising a steam determination system.

따라서 다수의 감온기에서 증기의 비율을 결정하는 것이 효과적이다. 모든 감온기에서 증기의 비율을 결정하는 것이 특히 효과적이다.Therefore, it is effective to determine the ratio of steam in multiple desuperheaters. It is particularly effective to determine the proportion of steam in all desuperheaters.

다음으로, 여러 개 또는 모든 유체 밸브를 제어하는 것이 효과적이며, 특히 여러 개 또는 모든 감온기에서 증기의 비율에 따라 단계적으로 제어하는 것이 효과적이다. Next, it is effective to control several or all fluid valves, and in particular, stepwise control according to the steam ratio in several or all desuperheaters is effective.

유사하게, 다수의 미리 설정된 값들을 사용하여 작동을 트리거할 수 있다. 미리 설정된 값은 정의된 증기 비율일 수 있다. 유체 밸브들을 제어하기 위해 증기 비율의 변화를 사용할 수도 있다. 다음으로, 실제 증기 비율과 미리 정의된 증기 비율 사이의 차이를 사용하여 적어도 하나의 유체 밸브에 대한 작동 필요성을 결정할 수 있다. 또한 추세 분석을 사용할 수 있다.Similarly, a number of preset values can be used to trigger an action. The preset value may be a defined steam ratio. A change in vapor ratio can also be used to control the fluid valves. Next, the difference between the actual steam ratio and the predefined steam ratio can be used to determine the need for operation of the at least one fluid valve. You can also use trend analysis.

효과적인 방법으로 증기 발생 시스템의 예상 제어가 가능하도록 마찬가지로, 증기의 비율은 일정 기간 동안 기록된다. 이때, 증기의 비율은 일정 기간 동안 모든 감온기에서 기록하는 것이 효과적이다.Similarly, the rate of steam is recorded over a period of time so as to allow predictive control of the steam generation system in an effective manner. At this time, it is effective to record the ratio of steam in all thermostats for a certain period of time.

온도에 대한 이전 설명과 유사하게, 증기의 비율에 대해서도 동일하게 적용된다. 따라서, 수집된 데이터로 추세 분석을 수행하고 향후 예상 증기 비율을 계산할 수 있다. Similar to the previous discussion of temperature, the same applies to the proportion of steam. Thus, trend analysis can be performed with the collected data and expected steam rates can be calculated in the future.

또한 모든 감온기에서 결정된 모든 증기 비율을 포함하는 것이 효과적이다.It is also effective to include all steam ratios determined in all desuperheaters.

적어도 하나의 감온기 전후의 배관 내에서 증기의 비율을 알고 있고 적어도 하나의 열교환기 또는 증발기를 통과하는 질량 흐름을 알고 있는 경우, 증기 발생기를 통과하는 질량 흐름을 추정할 수 있어야 한다. 하지만, 증기의 비율이 모든 감온기에서 알려져 있고 질량 흐름이 증발기에 알려져 있고 분배 배관을 통해 각각의 감온기에 알려져 있다면 특히 효과적이다. 그러면, 과열기에 대한 각 열교환기의 질량 흐름과 증기의 비율을 정확하게 결정하여 제어 시스템이 유체 밸브에 대한 최상의 설정을 결정할 수 있기 때문에 열 손상 위험을 줄이면서도 높은 효율을 달성할 수 있다.If the proportion of steam in the piping before and after at least one desuperheater is known and the mass flow through at least one heat exchanger or evaporator is known, it should be possible to estimate the mass flow through the steam generator. However, it is particularly effective if the proportion of steam is known to all desuperheaters and the mass flow is known to the evaporator and to each desuperheater via distribution piping. Then, by accurately determining the ratio of steam to mass flow in each heat exchanger to superheater, the control system can determine the best settings for the fluid valves, achieving high efficiencies while reducing the risk of thermal damage.

이하, 첨부된 도면들은 증기 발생기에서 본 발명의 솔루션을 구현하기 위한 두 가지 다른 실시 예를 도시한다.
도 1은 증기 발생기가 있는 발전소를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 냉각 노즐이 있는 과열기의 제1 버전을 갖는 증기 발생기를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 냉각 노즐이 있는 과열기의 제2 버전을 갖는 증기 발생기를 개략적으로 도시한 것이다.
Hereinafter, the accompanying drawings show two different embodiments for implementing the inventive solution in a steam generator.
1 schematically shows a power plant with a steam generator.
Figure 2 schematically shows a steam generator with a first version of a superheater with cooling nozzles.
Figure 3 schematically shows a steam generator with a second version of the superheater with cooling nozzles.

도 1은 가스 터빈(09) 및 증기 터빈(08)과 본 발명의 주요부로서 증기 발생기(01)를 갖는 발전소(07)를 개략적으로 도시한 것이다. 증기 발생기(01)는 고온 가스 입력 측에서 폐가스 출력 측으로 증기 발생기(01)를 통과하는 고온 가스 경로(02)를 포함한다.Figure 1 shows schematically a power plant 07 having a gas turbine 09 and a steam turbine 08 and a steam generator 01 as a main part of the invention. The steam generator 01 includes a hot gas path 02 through the steam generator 01 from the hot gas input side to the waste gas output side.

작동 시, 가스 터빈(09)은 -발전기로 전기 에너지를 생성하는 동안- 증기 발생기(01)의 고온 가스 입력 측으로 고온 가스 흐름을 전달한다. 고온 가스 경로(02)를 통과한 후, 이전의 고온 가스는 온도가 낮아진 상태로 폐가스 출력 측에서 폐가스로서 증기 발생기(01)를 빠져나간다. In operation, the gas turbine 09 delivers the hot gas flow to the hot gas input side of the steam generator 01 - while generating electrical energy with the generator. After passing through the hot gas path 02, the formerly hot gas exits the steam generator 01 as waste gas at the waste gas output side with its temperature lowered.

증기 발생기(01)는 고온 가스 경로(02) 내에 적어도 부분적으로 배치되는 복수의 열교환기(11)를 추가로 포함한다. 열교환기(11) 내에서 증발 유체(예, 물/증기)는 각각의 유체 입력부(13)으로부터 각각의 유체 출력부(17)로 일반적으로 고온 가스와 반대 방향으로 흐르고, 고온 가스가 냉각되는 동안 가열된다. The steam generator (01) further comprises a plurality of heat exchangers (11) disposed at least partially within the hot gas path (02). Within the heat exchanger 11 evaporative fluid (eg water/steam) flows from each fluid input 13 to each fluid output 17 generally in the opposite direction to the hot gases while the hot gases are cooled. It is heated.

통상적으로, 상류 고온 가스 입력 측에서 시작하는 고온 가스 경로를 따라 첫 번째에 위치하는 열교환기는 소위 말하는 과열기(11A)이다(도 2 참조). 유체 출력 라인(12)은 증기 터빈(02)과 연결되어 전기 에너지의 추가 생성을 가능하게 한다.Typically, the first heat exchanger along the hot gas path starting at the upstream hot gas input side is the so-called superheater 11A (see Fig. 2). The fluid output line 12 is connected to the steam turbine 02 to allow further generation of electrical energy.

발전소(07)의 시동 시 또는 발전소(07)에 의해 공급해야 할 전력이 갑자기 증가하면, 가스 터빈(09)은 고온 가스의 출력을 매우 신속하게 증가시킨다. 이는 과열기(11) 내부의 증기로 입력되는 열의 높은 증가를 초래한다. 이에 따라 증기 터빈(08)과 증기 발생기(01) 내부의 배관(예, 유체 출력부(17)) 및 증기 발생기(01)에서 증기 터빈(08)으로 연결되는 배관에 높은 열 응력(thermal stress)을 초래한다. When the power plant 07 starts up or when the power to be supplied by the power plant 07 suddenly increases, the gas turbine 09 increases the output of the hot gas very quickly. This results in a high increase in heat input to the steam inside the superheater (11). Accordingly, high thermal stress is applied to the steam turbine 08 and the pipe inside the steam generator 01 (eg, the fluid output unit 17) and the pipe connected from the steam generator 01 to the steam turbine 08 causes

다음으로, 일반적인 증기 발생기에서 유체는 온도가 증가함에 따라 하나의 열교환기에서 다음 열교환기로 흐른다. 그러나, 증기 발생기의 설계 시 증기의 비율(share of vapor)은 고려되지 않았다.Next, in a typical steam generator, the fluid flows from one heat exchanger to the next as the temperature increases. However, the share of vapor is not considered in the design of the steam generator.

도 2를 참조하면, 다수의 열교환기(11)와 감온기(22)들을 포함하는 본 발명의 증기 발생기(01)의 일례가 개략적으로 도시되어 있다.Referring to FIG. 2 , an example of a steam generator 01 of the present invention comprising a plurality of heat exchangers 11 and desuperheaters 22 is schematically shown.

먼저, 증기 발생기(01)는 주요부로서 고온 가스 경로(02)를 갖는 케이싱을 포함한다. 고온 가스 경로(02)는 고온 가스(03)가 고온 가스 경로(02)로 유입되는 입력 개구부로부터 연장된다. 증기 발생기(01)를 통과하는 동안 가스는 냉각되고 고온 가스 경로(02)의 출력 측에서 폐가스(04)로 배출된다. First, the steam generator 01 includes a casing having a hot gas passage 02 as a main part. The hot gas passage 02 extends from an input opening through which the hot gas 03 flows into the hot gas passage 02 . While passing through the steam generator (01) the gas is cooled and discharged as waste gas (04) on the output side of the hot gas path (02).

증기 발생기는 복수의 열교환기(11A-G)를 추가로 포함한다. 본 예에서 열교환기들은 서로 인접하게 배치되어 있지만, 그 사이에 다른 부재들과 함께 또는 다른 순서로 배치될 수도 있다.The steam generator further includes a plurality of heat exchangers 11A-G. Although the heat exchangers in this example are arranged adjacent to each other, they may be arranged with other elements in between or in a different order.

여기서, 고온 가스 입력부에 가까운 열교환기는 소위 말하는 과열기(11A)이다. 과열기(11A)는 과열기 유체 입력부(13A)를 포함하고, 이때 과열기(11A)의 과열기 유체 출력부(17A)는 고온 증기 스트림(05)을 전달하여 증기 터빈(08)과 연결된다.Here, the heat exchanger close to the hot gas input is the so-called superheater 11A. The superheater 11A includes a superheater fluid input 13A, wherein the superheater fluid output 17A of the superheater 11A delivers a hot steam stream 05 and is connected to a steam turbine 08.

과열기(11A)의 옆에는 제1 열교환기(11B)가 배치된다. 제1 열교환기(11B)는 유사하게(analog) 제1 유체 입력부(13B) 및 제1 유체 출력부(17B)를 포함하고, 여기서 제1 출력부(17B)는 과열기 입력부(13A)와 연결된다.Next to the superheater 11A, a first heat exchanger 11B is disposed. The first heat exchanger 11B similarly comprises a first fluid input 13B and a first fluid output 17B, wherein the first output 17B is connected to the superheater input 13A. .

동일한 방식으로, 제1 열교환기(11B) 옆에는 제2 열교환기(11C)가 배치된다. 제2 열교환기(11B)는 유사하게 제2 유체 입력부(13C) 및 제2 유체 출력부(17C)를 포함하고, 여기서 제2 출력부(17C)는 제1 입력부(13B)와 연결된다.In the same way, next to the first heat exchanger 11B, a second heat exchanger 11C is disposed. The second heat exchanger 11B similarly includes a second fluid input 13C and a second fluid output 17C, wherein the second output 17C is connected to the first input 13B.

또한, 제2 열교환기(11C) 옆에는 제3 열교환기(11D)가 배치된다. 제3 열교환기(11D)는 유사하게 제3 입력부(13D) 및 제3 출력부(17D)을 포함하고, 여기서 제3 출력부(17D)은 제2 입력부(13C)와 연결된다.In addition, a third heat exchanger 11D is disposed next to the second heat exchanger 11C. The third heat exchanger 11D similarly includes a third input 13D and a third output 17D, where the third output 17D is connected to the second input 13C.

또한, 제3 열교환기(11D) 옆에는 제4 열교환기(11E)가 배치된다. 제4 열교환기(11E)는 유사하게 제4 입력부(13E) 및 제4 출력부(17E)를 포함하고, 여기서 제4 출력부(17E)는 제3 입력부(13D)에 연결된다.In addition, a fourth heat exchanger 11E is disposed next to the third heat exchanger 11D. The fourth heat exchanger 11E similarly comprises a fourth input 13E and a fourth output 17E, wherein the fourth output 17E is connected to the third input 13D.

그리고 다시, 제4 열교환기(11E) 옆에는 제5 열교환기(11F)가 배치된다. 제5 열교환기(11F)는 유사하게 제5 입력부(13F) 및 제5 출력부(17F)를 포함하고, 여기서 제5 출력부(17F)은 제4 입력부(13E)에 연결된다.And again, next to the 4th heat exchanger 11E, the 5th heat exchanger 11F is arrange|positioned. The fifth heat exchanger 11F similarly comprises a fifth input 13F and a fifth output 17F, where the fifth output 17F is connected to the fourth input 13E.

고온 가스 경로(02) 내의 열에서 마지막으로 이코노마이저(11G)가 배치된다. 이코노마이저(11G)는 아날로그적으로 이코노마이저 유체 입력부(13G) 및 이코노마이저 유체 출력부(17G)을 포함한다. 여기서, 이코노마이저 출력부(17G)는 제5 입력부(13F)와 연결된다.An economizer 11G is placed last in the row in the hot gas path 02. The economizer 11G analogously includes an economizer fluid input 13G and an economizer fluid output 17G. Here, the economizer output unit 17G is connected to the fifth input unit 13F.

각각의 과열기(11A)와 열교환기(11B-11F)와 이코노마이저(11G)는 고온 가스(03)로부터 각각의 과열기(11A)와 열교환기(11A-11F)와 이코노마이저(11G)를 통과하는 유체 증기로 열을 전달할 수 있다. 각각의 유체 입력부(13)에는 온도가 더 낮고 증기 비율이 더 낮은 유체 증기가 공급된다. 열 전달 후, 유체 스트림은 더 높은 온도와 더 높은 증기 비율을 가진채 각각의 유체 출력부(17)를 빠져나간다.Each superheater 11A, heat exchangers 11B-11F and economizer 11G is supplied with fluid vapor from hot gas 03 passing through each superheater 11A, heat exchangers 11A-11F and economizer 11G. can transfer heat. Each fluid input 13 is supplied with fluid vapor with a lower temperature and lower vapor ratio. After heat transfer, the fluid stream exits each fluid outlet 17 with a higher temperature and higher vapor ratio.

이코노마이저 입력부(13G)는 냉각 유체 공급원(24)과 연결된다. 이것은 일반 냉각수이다. 이코노마이저(11G)를 통한 냉각 유체의 흐름을 제어하기 위해 유체 공급 밸브(25)가 냉각 유체 공급원(24)으로부터 이코노마이저 입력부(13G)로의 연결부 내에 배치된다.The economizer input 13G is connected to the cooling fluid supply 24 . This is normal coolant. A fluid supply valve 25 is disposed in the connection from the cooling fluid source 24 to the economizer input 13G to control the flow of cooling fluid through the economizer 11G.

작동 중 냉각 유체 공급원(24)으로부터의 냉각 유체는 증발 온도(evaportion temperature)에 근접하지만 이 지점을 초과하지 않는 바람직한 온도까지 고온 가스 경로(02)를 통과해서 흐르는 가스 내의 잔열을 사용하여 이코노마이저(11G)에서 가열되어야 한다. 그 결과, 증발되지 않은 고온 유체가 이코노마이저 출력부(17G)에서 이코노마이저(11G)를 빠져나간다.During operation, the cooling fluid from the cooling fluid source 24 uses residual heat in the gas flowing through the hot gas path 02 to the desired temperature close to, but not exceeding, the evaporation temperature of the economizer 11G. ) should be heated. As a result, hot fluid that is not evaporated exits the economizer 11G at the economizer output 17G.

이어서 마지막 열교환기 즉, 제5 열교환기(11F)에, 유체 입력부(13F)에서 어떤 상황에서든 충분한 유체 흐름을 공급하기 위해, 바이패스 라인이 냉각 유체 공급원(24)과 이코노마이저 출력부(17G)에서 마지막 유체 입력부(13F)로의 연결부를 연결한다. 바이패스를 통한 냉각 유체의 흐름을 제어하기 위해서는 추가로 유체 바이패스 밸브(27)가 필요하다는 것은 명백하다.Then, in order to supply sufficient fluid flow to the last heat exchanger, fifth heat exchanger 11F, at the fluid input 13F, in any case, a bypass line is provided from the cooling fluid supply 24 and the economizer output 17G. Connect the connection to the last fluid input (13F). It is clear that an additional fluid bypass valve 27 is required to control the flow of cooling fluid through the bypass.

이코노마이저(11G)로부터의 고온 유체 흐름 및/또는 바이패스로부터 마지막 열교환기, 즉 제5 열교환기(11F)로의 냉각 유체의 흐름의 제어할 수 있도록, 메인 유체 밸브(26)가 마지막 유체 입력부(13F)에 배치된다.The main fluid valve 26 is provided at the last fluid input 13F to control the hot fluid flow from the economizer 11G and/or the coolant fluid flow from the bypass to the last heat exchanger, namely the fifth heat exchanger 11F. ) is placed in

이제 일련의 열교환기들, 즉 제5, 제4, 제3, 제2, 및 제1 열교환기(11F, 11E, 11D, 11C, 11B) 및 과열기(11A)에 있어서, 하나의 열교환기(11)에서 다음 열교환기(11B-F) 및 과열기(11A)로 유체 출력부(17)에서 다음 유체 입력부(13)로의 각 연결부에는 감온기(22F, 22D, 22C, 22B)가 배치된다. 감온기(22)들의 기능을 활성화하기 위해, 각각의 감온기(22)는 분배 배관(21)과 연결되어 각 감온기(22)에 증발되지 않은 유체의 흐름을 공급한다.Now for a series of heat exchangers, namely fifth, fourth, third, second and first heat exchangers 11F, 11E, 11D, 11C, 11B and superheater 11A, one heat exchanger 11 ) to the next heat exchanger 11B-F and the superheater 11A. At each connection from the fluid output unit 17 to the next fluid input unit 13, desuperheaters 22F, 22D, 22C, and 22B are disposed. To activate the function of the dehumidifiers 22, each desuperheater 22 is connected to a distribution pipe 21 to supply each desuperheater 22 with a flow of non-vaporized fluid.

이 솔루션에서 분배 배관(21)은 이코노마이저 출력부(17G)와 추가로 연결되고 바이패스를 통해 냉각 유체 공급원(24)으로 연결되어 분배 배관(21)에서 "증기가 없는(free of vapor)" 유체를 확보한다. 마지막 열교환기(11F)의 입력부에 메인 밸브(26)를 배치하는 것도 이코노마이저(11A)로부터 분배 배관(21)으로의 유체 흐름에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 냉각 유체 공급원(24)으로부터 바이패스를 통과하여 분배 배관(21)으로 가는 유체의 흐름은 바이패스로 내의 유체 바이패스 밸브(27)에 의해 제어될 수 있다. In this solution, the distribution piping 21 is further connected to the economizer output 17G and via a bypass to the cooling fluid source 24 to provide a "free of vapor" fluid in the distribution piping 21. to secure Placing the main valve 26 at the input of the last heat exchanger 11F can also affect the fluid flow from the economizer 11A to the distribution piping 21 . In addition, the flow of fluid from the cooling fluid supply source 24 through the bypass to the distribution pipe 21 may be controlled by the fluid bypass valve 27 in the bypass passage.

증기 발생기(01)를 빠져나가는 고온 증기(05) 온도의 너무 빠른 상승으로부터 후속 설비들을 보호할 수 있도록, 메인 감온기(22A)가 과열기 출력부(17A)에 배치된다. 메인 감온기(22A)는 또한, 분배 배관(21)과 연결되며, 이때 유체 분배 밸브(23A)가 분배 배관(21)으로부터 메인 감온기(22A)로의 유체 흐름을 제어하도록 배치된다.A main desuperheater (22A) is arranged at the superheater outlet (17A) to protect subsequent installations from too rapid a rise in the temperature of the hot steam (05) exiting the steam generator (01). The main desuperheater 22A is also connected to the distribution piping 21, wherein a fluid distribution valve 23A is arranged to control the flow of fluid from the distribution piping 21 to the main desuperheater 22A.

하나의 열교환기(11)에서 다음의 각 열교환기(11B-F) 및 과열기(11A)로 각각 흐르는 유체/증기의 온도를 제어할 수 있고, 더 나아가 열교환기(11B-F)/ 과열기(11A)의 각 입력부에서 증기의 비율을 제어할 수 있도록, 각각의 감온기(22B-F)에서 분배 배관(21)으로의 각 연결부에는 유체 분배 밸브(23A, 23B, 23C, 23D, 23E, 23F)를 배치할 필요가 있다. It is possible to control the temperature of the fluid/steam flowing from one heat exchanger 11 to the next heat exchanger 11B-F and superheater 11A, and furthermore, the heat exchanger 11B-F/superheater 11A. Fluid distribution valves 23A, 23B, 23C, 23D, 23E, 23F at each connection from each desuperheater 22B-F to the distribution piping 21, so as to be able to control the proportion of steam at each input of ). need to be placed.

도 3을 참조하면, 열교환기/과열기(11)에서 본 발명의 장점들을 보다 상세하게 구현하기 위한 솔루션의 일례가 도시되어 있다. 여기에는 증기 발생기(01)의 관련 부분만 도시하며, 고온 가스 경로(02) 구간과 한 개의 열교환기(11) 배치가 도시되어 있다.Referring to FIG. 3 , an example of a solution for implementing the advantages of the present invention in more detail in a heat exchanger/superheater 11 is shown. Only the relevant parts of the steam generator 01 are shown here, the hot gas path 02 section and the arrangement of one heat exchanger 11 are shown.

열교환기(11B-11F) 또는 과열기(11A)는 유체 입력부(13)가 있는 배관을 포함하며, 유체 입력부(13)는 이전 열교환기(이 도면에는 도시되지 않음)와 연결되어 있다. 유체 입력부(13)로부터 두 개의(예시적인) 분배 파이프(14.1, 14.2)가 분기된다. 복수의 열교환기 튜브(15)가 분배 파이프(14) 중 하나에 각각 연결된다. 열교환 튜브(15)의 다른 단부에는 포집 파이프(16.1, 16.2)가 배치되며, 포집 파이프(16)는 이후 유체 출력부(17)와 연결되어 있다.The heat exchangers 11B-11F or superheater 11A include a pipe with a fluid inlet 13, and the fluid inlet 13 is connected to the previous heat exchanger (not shown in this figure). From the fluid input 13 branch off two (illustrative) distribution pipes 14.1 and 14.2. A plurality of heat exchanger tubes 15 are each connected to one of the distribution pipes 14 . Collecting pipes 16.1 and 16.2 are arranged at the other end of the heat exchange tube 15, and the collecting pipe 16 is then connected to the fluid outlet 17.

작동 시 저온의 유체 증기(12)가 유체 공급 라인(13)으로 공급된다. 증기(steam)는 분배 파이프(14)를 통과하여 열교환 튜브(15)로 흐르고, 이때 열은 고온 가스 경로(02) 내부의 고온 가스로부터 열교환 튜브(15) 내부의 유체 증기로 전달된다. 이후, 고온의 유체 증기는 포집 파이프(16)에서 포집되어 유체 출력부(17)로 전달되고, 고온의 유체 증기(18)로서 열교환기/과열기(11)를 빠져나간다.During operation, cold fluid vapor (12) is supplied to the fluid supply line (13). Steam flows through the distribution pipe 14 to the heat exchange tube 15 where heat is transferred from the hot gas inside the hot gas path 02 to the fluid vapor inside the heat exchange tube 15. The hot fluid vapor is then collected in the collection pipe 16 and delivered to the fluid outlet 17, exiting the heat exchanger/superheater 11 as hot fluid vapor 18.

고온 증기(18)의 온도 및 증기 비율의 온도 제어를 하기 위해 감온기(22.1, 22.2)가 배치된다. 따라서, 이 효과적인 솔루션에서는 감온기(22.1, 22.2)가 각각의 포집 파이프(16.1, 16.2)에 배치된다. 감온기(22)에는 분배 배관(21)으로부터 냉각 유체(예, 물)가 공급된다. 감온기(22.1, 22.2)에 대한 각 공급 라인 내의 냉각 유체의 제어가 가능하도록 유체 분배 밸브(23.1, 23.2)가 배치된다.Superheaters 22.1 and 22.2 are arranged for temperature control of the temperature of the hot steam 18 and the steam ratio. Thus, in this effective solution, desuperheaters 22.1 and 22.2 are arranged in each collecting pipe 16.1 and 16.2. The desuperheater 22 is supplied with a cooling fluid (eg water) from the distribution pipe 21 . Fluid distribution valves 23.1 and 23.2 are arranged to allow control of the cooling fluid in each supply line to the desuperheaters 22.1 and 22.2.

전술한 솔루션의 구현을 좀 더 확장해서 고려할 경우, 감온기는 각 열 전달 튜브(15)의 단부에 배치될 수도 있다. Considering a more extended implementation of the solution described above, a desuperheater may be placed at the end of each heat transfer tube 15 .

도면의 설명과 관련하여, 참조부호 11은 과열기(11A) 또는 열교환기(11B-11F) 또는 이코노마이저(11G)(유체 입력부(13) 및 유체 출력부(17)도 동일) 중 어느 하나를 나타낸다. 또한, 참조부호 22는 감온기(22A-22F 또는 22.1 또는 22.2)(유체 분배 밸브(23)도 동일)를 나타낸다.In connection with the description of the drawings, reference numeral 11 denotes any one of a superheater 11A or heat exchangers 11B-11F or an economizer 11G (fluid input unit 13 and fluid output unit 17 are the same). Further, reference numeral 22 denotes the desuperheaters 22A-22F or 22.1 or 22.2 (the fluid distribution valve 23 is the same).

01.. 증기 발생기
02.. 고온 가스 경로
03.. 고온 가스
04.. 폐가스
05.. 고온 증기 스트림
07.. 발전소
08.. 증기 터빈
09.. 가스 터빈
11A.. 과열기
11B-F.. 제1-5 열교환기
11G.. 이코노마이저
12.. 저온 유체
13,13A-G.. 입력부
14.1,14.2.. 분배 파이프
15.. 열교환 튜브
16.1,16.2.. 포집 파이프
17,17A-G.. 출력부
18.. 고온 유체
21.. 분배 배관
22,22.1,22.2,22A-F.. 감온기
23,23.1,23.2,23A-F.. 유체 분배 밸브
24.. 냉각 유체 공급원
25.. 유체 공급 밸브
26.. 메인 밸브
27.. 유체 바이패스 밸브
01.. Steam generator
02.. Hot gas path
03.. Hot gas
04.. waste gas
05.. Hot steam stream
07.. Power Plant
08.. Steam Turbine
09.. gas turbine
11A.. Superheater
11B-F.. 1-5 heat exchanger
11G.. Economizer
12.. Cold Fluids
13,13A-G.. input
14.1,14.2.. distribution pipe
15.. Heat Exchange Tube
16.1,16.2.. Collecting pipe
17,17A-G.. Outputs
18.. Hot Fluids
21.. Distribution piping
22,22.1,22.2,22A-F.. desuperheater
23,23.1,23.2,23A-F.. Fluid Dispensing Valves
24.. Cooling fluid source
25.. fluid supply valve
26.. Main valve
27.. Fluid bypass valve

Claims (10)

고온 가스 경로(02)가 있는 증기 발생기(01)에 있어서,
- 고온 증기(18)의 흐름을 전달하기 위한 과열기 출력부(12)를 갖는 과열기(11A)와,
- 적어도 네 개의 열교환기(11B-11F)와,
- 이코노마이저(11G)와,
- 분배 배관(21)을 포함하고,
상기 과열기(11A)와 열교환기(11B-11F)와 이코노마이저(11G)는 직렬로 연결되고, 각각은 유체 입력부(13)와 적어도 하나의 유체 분배 파이프(14)와 상기 고온 가스 경로(02) 내부에 배치된 복수의 열교환 튜브(15)와 적어도 하나의 포집 파이프(16)와 유체 출력부(17)를 포함하며, 상기 이코노마이저의 입력부(12G)는 냉각 유체 공급원(24)과 연결되고,
상기 과열기의 출력부(17A), 상기 과열기(11A)와 제1 열교환기(11B) 사이의 연결부, 및 상기 적어도 네 개의 열교환기(11B-11F) 중 하나의 열교환기(11B-11E)와 각각의 다음 열교환기(11C-11F) 사이의 각 연결부에 적어도 하나의 감온기(22)가 배치되며,
상기 분배 배관(21)은 상기 냉각 유체 공급원(24) 및 상기 이코노마이저의 출력부(17G)와 연결되며 각각의 밸브(23)를 통해 각각의 감온기(22)와 연결되는 증기 발생기(1).
In a steam generator (01) with a hot gas path (02),
- a superheater (11A) with a superheater output (12) for delivering a flow of hot steam (18);
- at least four heat exchangers (11B-11F);
- an economizer (11G),
- a distribution piping (21);
The superheater 11A, the heat exchangers 11B-11F, and the economizer 11G are connected in series, and each has a fluid inlet 13, at least one fluid distribution pipe 14 and the inside of the hot gas path 02. a plurality of heat exchange tubes (15), at least one collecting pipe (16) and a fluid output (17) disposed in the economizer, wherein the input (12G) of the economizer is connected to a source of cooling fluid (24);
An output part 17A of the superheater, a connection part between the superheater 11A and the first heat exchanger 11B, and one heat exchanger 11B-11E among the at least four heat exchangers 11B-11F, respectively. At least one desuperheater 22 is disposed at each connection between the next heat exchangers 11C-11F of
The distribution pipe 21 is connected to the cooling fluid supply source 24 and the output part 17G of the economizer and connected to each desuperheater 22 through each valve 23 Steam generator (1).
제1항에 있어서,
메인 밸브(26)는 일련의 열교환기(11B-11F)들 중 마지막 열교환기(11F)의 유체 입력부(13F)에 배치되고; 및/또는
유체 공급 밸브(25)는 상기 이코노마이저의 입력부(12G)에 배치되며; 및/또는
유체 바이패스 밸브(27)는 상기 냉각 유체 공급원(24)과 상기 분배 배관(21) 사이에 배치되는 증기 발생기(1).
According to claim 1,
The main valve 26 is disposed at the fluid input 13F of the last heat exchanger 11F of the series of heat exchangers 11B-11F; and/or
A fluid supply valve 25 is disposed at the input 12G of the economizer; and/or
The steam generator (1), wherein the fluid bypass valve (27) is disposed between the cooling fluid supply source (24) and the distribution pipe (21).
제1항 또는 제2항에 있어서,
일련의 과열기(11A) 및 열교환기(11B-11F) 중 적어도 하나는 각각 감온기(22.1, 22.2)가 있는 적어도 두 개의 포집 파이프(16.1, 16.2)를 포함하고, 특히 상기 각각의 감온기(22.1, 22.2)는 각각의 유체 분배 밸브(23.1, 23.2)를 통해 상기 분배 배관(09)과 연결되는 증기 발생기(1).
According to claim 1 or 2,
At least one of the series of superheaters 11A and heat exchangers 11B-11F includes at least two collection pipes 16.1 and 16.2 each having a desuperheater 22.1 and 22.2, in particular each desuperheater 22.1 , 22.2) is a steam generator (1) connected to the distribution pipe (09) through respective fluid distribution valves (23.1, 23.2).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 증기 발생기(1)가 있는 증기 발생 시스템에 있어서,
상기 유체 밸브(23, 25-27)들을 제어할 수 있는 제어 시스템, 및
상기 유체 출력부(17) 및/또는 유체 입력부 중 적어도 하나의 온도를 결정할 수 있는 온도 결정 시스템, 및/또는
적어도 하나의 상기 감온기(22) 전 및/또는 후의 증기의 비율(share of vapor)을 결정할 수 있는 증기 결정 시스템을 더 포함하는 증기 발생 시스템.
A steam generating system having a steam generator (1) according to any one of claims 1 to 3,
a control system capable of controlling the fluid valves 23, 25-27; and
a temperature determination system capable of determining the temperature of at least one of said fluid output (17) and/or fluid input, and/or
and a steam determination system capable of determining a share of vapor before and/or after at least one of the at least one desuperheater (22).
제4항에 있어서,
상기 온도 결정 시스템은 상기 유체 출력부(17) 및/또는 상기 유체 입력부의 온도를 각각 결정할 수 있고; 및/또는
상기 증기 결정 시스템은 각각의 상기 감온기(22)에서 증기의 비율을 결정할 수 있는 증기 발생 시스템.
According to claim 4,
the temperature determination system is capable of determining the temperature of the fluid output 17 and/or the fluid input, respectively; and/or
wherein the steam determination system is capable of determining the proportion of steam in each of the desuperheaters (22).
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 제어 시스템은 상기 유체 밸브(23,25-27)들을 개별적으로 그리고 그룹으로 그리고 단계적으로 제어할 수 있으며, 특히 상기 유체 출력부(17)의 온도 및/또는 상기 감온기(22)에서의 증기 비율에 따라 달라지는 증기 발생 시스템.
According to claim 4 or 5,
The control system can control the fluid valves 23, 25-27 individually and in groups and stepwise, in particular the temperature of the fluid outlet 17 and/or the steam in the desuperheater 22. Steam generation system that depends on the ratio.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 증기 발생 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
a) 유체 출력부(17)에서 적어도 온도 및/또는 온도 변화를 결정하고;
b) 상기 온도/온도 변화와 미리 설정된 값을 비교하며; 및
c) 상기 비교 결과에 따라 유체 밸브(23, 25-27)들 중 적어도 하나를 제어하는 방법.
A method for controlling a steam generating system according to any one of claims 4 to 6,
a) determining at least the temperature and/or temperature change at the fluid output 17;
b) compare the temperature/temperature change with a preset value; and
c) A method of controlling at least one of the fluid valves 23, 25-27 according to the comparison result.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 증기 발생 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
a) 감온기(22)에서 적어도 증기의 비율을 결정하고;
b) 상기 증기의 비율과 미리 설정된 값을 비교하며; 및
c) 상기 비교 결과에 따라 상기 유체 밸브(23, 25-27)들 중 적어도 하나를 제어하는 방법.
A method for controlling a steam generating system according to any one of claims 4 to 6,
a) determine at least the proportion of steam in the desuperheater 22;
b) comparing the steam ratio with a preset value; and
c) A method of controlling at least one of the fluid valves 23, 25-27 according to the comparison result.
제7항 또는 제8항에 있어서,
a1) 모든 유체 출력부(17)에서 상기 온도 및/또는 온도 변화가 결정되고, 및/또는
a1) 모든 감온기(22)에서 상기 증기의 비율이 결정되는 방법.
According to claim 7 or 8,
a1) the temperature and/or temperature change is determined at every fluid outlet 17, and/or
a1) Method in which the proportion of the steam in all desuperheaters (22) is determined.
제8항 또는 제9항에 있어서,
제1 및/또는 제2 및/또는 제3 및/또는 특히 제4의 미리 설정된 증기의 비율은 질량 흐름의 최소 60%, 특히 최소 75%, 및/또는 최대 90%, 특히 최대 85%인 방법.
The method of claim 8 or 9,
wherein the first and/or second and/or third and/or in particular fourth predetermined proportion of steam is at least 60%, in particular at least 75%, and/or at most 90%, in particular at most 85% of the mass flow .
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