KR20240078484A - Combined power plant and operating method of the same - Google Patents

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차송훈
김도훈
이세혁
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Abstract

본 발명의 복합발전 시스템은, 공기를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기와, 상기 연소기에서 생성된 연소 가스에 의해 회전 동력을 얻는 터빈을 포함하는 가스 터빈; 상기 가스 터빈에서 배출된 배기 가스의 배열에 의해 증기를 생성하는 배열회수보일러; 상기 배열회수보일러에 의해 생성된 증기에 의해 구동하는 증기 터빈; 상기 배열회수보일러에 구비되어 상기 압축 공기와 상기 배기 가스를 열교환하여 상기 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기; 상기 압축기에서 상기 복수의 열교환기로 연결되는 압축공기 유로; 상기 복수의 열교환기에서 상기 터빈으로 연결되는 냉각공기 유로; 상기 압축공기 유로에서 상기 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로; 및 상기 바이패스 유로에 설치되어 상기 압축 공기와 주위 공기를 열교환하여 상기 압축 공기를 냉각시키는 바이패스 열교환기를 포함할 수 있다.The combined cycle power generation system of the present invention includes a compressor that compresses air, a combustor that mixes compressed air and fuel compressed in the compressor and combusts, and a turbine that obtains rotational power by combustion gas generated in the combustor. turbine; A heat recovery boiler that generates steam by heat exhaust gas discharged from the gas turbine; a steam turbine driven by steam generated by the heat recovery boiler; a plurality of heat exchangers provided in the heat recovery boiler to cool the compressed air by exchanging heat with the compressed air and the exhaust gas; A compressed air flow path connected from the compressor to the plurality of heat exchangers; a cooling air flow path connected from the plurality of heat exchangers to the turbine; a bypass passage connected from the compressed air passage to the cooling air passage; and a bypass heat exchanger installed in the bypass flow path to cool the compressed air by exchanging heat with the compressed air and surrounding air.

Figure P1020220159701
Figure P1020220159701

Description

복합발전 시스템 및 그 운전 제어방법{COMBINED POWER PLANT AND OPERATING METHOD OF THE SAME}Combined power generation system and its operation control method {COMBINED POWER PLANT AND OPERATING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 복합발전 시스템 및 그 운전 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스 터빈의 배기 가스로 압축 공기를 냉각시키는 열교환기를 열회수보일러에 구비하는 복합발전 시스템 및 그 운전 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a combined cycle power generation system and a method for controlling its operation, and more specifically, to a combined cycle power generation system in which a heat recovery boiler is equipped with a heat exchanger that cools compressed air with exhaust gas of a gas turbine, and a method for controlling its operation.

복합 발전 시스템은 가스 터빈과 스팀 터빈을 고효율로 조합하게 구성하여서 가스 터빈으로부터 배열회수보일러(HRSG)로 고온 배기 가스를 안내하고 배기 가스에 보유된 열 에너지에 의해서 증기를 발생시키는 발전 시스템이다. 이 증기는 스팀 터빈에 의해서 전력 생산을 가능하게 하고 가스 터빈에 의해서 발생된 전력과 결합되어서, 가스 터빈에 의한 독립된 전력 생산과 비교할 때 배기 가스에 보유된 열적 에너지와 동등한 열적 효율을 개선할 수 있다.A combined power generation system is a power generation system that combines a gas turbine and a steam turbine with high efficiency to guide high-temperature exhaust gas from the gas turbine to a heat recovery boiler (HRSG) and generate steam using the heat energy held in the exhaust gas. This steam enables power generation by the steam turbine and can be combined with power generated by the gas turbine, improving thermal efficiency equivalent to the thermal energy held in the exhaust gases when compared to independent power production by the gas turbine. .

가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다.A gas turbine is a power engine that mixes compressed air and fuel in a compressor, combusts them, and rotates the turbine with the high-temperature gas generated by combustion. Gas turbines are used to drive generators, aircraft, ships, trains, etc.

가스 터빈의 연소기와 터빈은 연소 가스에 의하여 가열되므로 냉각이 필요하고, 연소기 또는 터빈의 냉각을 위해서 압축기에서 압축된 공기가 사용된다. 그러나 압축기에서 압축된 공기는 압축되는 과정에서 가열되므로 냉각기에서 냉각된 후에 열원으로 공급된다.The combustor and turbine of a gas turbine require cooling because they are heated by combustion gas, and air compressed in a compressor is used to cool the combustor or turbine. However, the air compressed in the compressor is heated during the compression process, so it is cooled in the cooler before being supplied as a heat source.

냉각기는 배열회수보일러에서 공급되는 급수와 압축 공기의 열교환으로 압축 공기를 냉각하는데, 냉각기 내부에서 압축 공기가 기 설정된 범위로 냉각되지 못하면 가스 터빈이 과열되는 문제가 발생할 수 있다.The cooler cools the compressed air by heat exchange between the compressed air and the feed water supplied from the heat recovery boiler. If the compressed air is not cooled to a preset range inside the cooler, the gas turbine may overheat.

종래에는 터빈 냉각을 위해 압축 공기를 케틀 보일러(Kettle Boiler)와 같은 별도의 외부 열교환기로 냉각하였다.Conventionally, compressed air was cooled by a separate external heat exchanger such as a kettle boiler to cool the turbine.

하지만, 외부 열교환기를 사용함에 따라 HRSG와 열교환기 사이에 배관을 연결해야 하고, 추가적인 건설 부지가 필요하며, 터빈 기동시 하부 사이클의 물을 냉각원으로 활용할 수 없는 문제점이 있다.However, as an external heat exchanger is used, there are problems in that piping must be connected between the HRSG and the heat exchanger, additional construction site is required, and water in the lower cycle cannot be used as a cooling source when the turbine is started.

등록특허 제10-1946176호(2019.02.08. 등록공고)Registered Patent No. 10-1946176 (2019.02.08. Registration Notice)

본 발명은 가스 터빈의 배기 가스로 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기를 열회수보일러 내부에 구비함으로써, 배기 가스를 냉각원으로 활용함으로써 기동 시간을 단축할 수 있고, 냉각 시스템을 위한 별도의 건설 부지가 필요 없는 복합발전 시스템 및 그 운전 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a plurality of heat exchangers that cool compressed air with the exhaust gas of the gas turbine inside the heat recovery boiler, thereby shortening the start-up time by utilizing the exhaust gas as a cooling source, and requiring a separate construction site for the cooling system. The purpose is to provide an unnecessary combined cycle power generation system and its operation control method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합발전 시스템은, 공기를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기와, 상기 연소기에서 생성된 연소 가스에 의해 회전 동력을 얻는 터빈을 포함하는 가스 터빈; 상기 가스 터빈에서 배출된 배기 가스의 배열에 의해 증기를 생성하는 배열회수보일러; 상기 배열회수보일러에 의해 생성된 증기에 의해 구동하는 증기 터빈; 상기 배열회수보일러에 구비되어 상기 압축 공기와 상기 배기 가스를 열교환하여 상기 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기; 상기 압축기에서 상기 복수의 열교환기로 연결되는 압축공기 유로; 상기 복수의 열교환기에서 상기 터빈으로 연결되는 냉각공기 유로; 상기 압축공기 유로에서 상기 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로; 및 상기 바이패스 유로에 설치되어 상기 압축 공기와 주위 공기를 열교환하여 상기 압축 공기를 냉각시키는 바이패스 열교환기를 포함할 수 있다.The combined cycle power generation system of the present invention for achieving the above object includes a compressor that compresses air, a combustor that mixes compressed air and fuel compressed in the compressor and combusts, and rotational power is generated by combustion gas generated in the combustor. gas turbines, including turbines obtained; A heat recovery boiler that generates steam by heat exhaust gas discharged from the gas turbine; a steam turbine driven by steam generated by the heat recovery boiler; a plurality of heat exchangers provided in the heat recovery boiler to cool the compressed air by exchanging heat with the compressed air and the exhaust gas; A compressed air flow path connected from the compressor to the plurality of heat exchangers; a cooling air flow path connected from the plurality of heat exchangers to the turbine; a bypass passage connected from the compressed air passage to the cooling air passage; and a bypass heat exchanger installed in the bypass flow path to cool the compressed air by exchanging heat with the compressed air and surrounding air.

상기 복수의 열교환기는 중압 증발기의 상류측에 배치되는 중압 열교환기와, 저압 증발기의 상류측에 배치되어 상기 중압 열교환기에서 냉각된 압축 공기를 다시 냉각하는 저압 열교환기를 포함할 수 있다.The plurality of heat exchangers may include a medium-pressure heat exchanger disposed upstream of the medium-pressure evaporator and a low-pressure heat exchanger disposed upstream of the low-pressure evaporator to re-cool compressed air cooled in the medium-pressure heat exchanger.

상기 압축공기 유로에 설치되는 메인밸브와, 상기 바이패스 유로에 설치되는 바이패스밸브를 더 포함할 수 있다.It may further include a main valve installed in the compressed air flow path and a bypass valve installed in the bypass flow path.

상기 냉각공기 유로에 설치되어 상기 터빈으로 유입되는 냉각공기의 온도를 측정하는 복수의 온도센서를 더 포함할 수 있다.It may further include a plurality of temperature sensors installed in the cooling air flow path to measure the temperature of the cooling air flowing into the turbine.

상기 복수의 온도센서는 상기 냉각공기 유로에서 상기 터빈의 유입구 가까이에 설치되는 제1온도센서와, 상기 냉각공기 유로에서 상기 바이패스 유로와 합류하기 전에 설치되는 제2온도센서를 포함할 수 있다.The plurality of temperature sensors may include a first temperature sensor installed in the cooling air passage near the inlet of the turbine, and a second temperature sensor installed in the cooling air passage before merging with the bypass passage.

상기 배열회수보일러는 고압 과열기와, 제2 중압 과열기와, 고압 드럼의 아래에 배치되는 고압 증발기와, 고압 절탄기와, 제1 중압 과열기와, 중압 드럼의 아래에 배치되는 중압 증발기와, 제2 저압 과열기와, 중압 절탄기와, 제1 저압 과열기와, 저압 드럼의 아래에 배치되는 저압 증발기와, 저압 절탄기를 순서대로 포함하고, 상기 중압 열교환기는 상기 제1 중압 과열기와 상기 중압 증발기 사이에 배치되며, 상기 저압 열교환기는 상기 제1 저압 과열기와 상기 저압 증발기 사이에 배치될 수 있다.The heat recovery boiler includes a high-pressure superheater, a second intermediate-pressure superheater, a high-pressure evaporator disposed below the high-pressure drum, a high-pressure economizer, a first intermediate-pressure superheater, an intermediate-pressure evaporator disposed below the intermediate pressure drum, and a second low-pressure In that order, it includes a superheater, a medium-pressure economizer, a first low-pressure superheater, a low-pressure evaporator disposed below the low-pressure drum, and a low-pressure economizer, wherein the medium-pressure heat exchanger is disposed between the first medium-pressure superheater and the medium-pressure evaporator, The low-pressure heat exchanger may be disposed between the first low-pressure superheater and the low-pressure evaporator.

본 발명의 복합발전 시스템은 상기 메인밸브와 상기 바이패스밸브의 개도를 조절하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도센서에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 작으면 상기 바이패스밸브의 개도를 증가시키고, 상기 온도센서에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 크면 상기 바이패스밸브의 개도를 감소시킬 수 있다.The combined cycle power generation system of the present invention further includes a control unit that adjusts the opening degrees of the main valve and the bypass valve, and the control unit controls the bypass valve when the temperature measurement value of the cooling air by the temperature sensor is less than the target value. The opening degree of may be increased, and if the temperature measurement value of the cooling air by the temperature sensor is greater than the target value, the opening degree of the bypass valve may be reduced.

본 발명의 다른 실시예에 따른 복합발전 시스템은 상기 메인밸브와 상기 바이패스밸브의 개도를 조절하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 바이패스밸브에 의한 온도 조절이 실패한 경우 상기 메인밸브의 개도를 조절하고, 상기 바이패스밸브에 의한 온도 조절이 실패하지 않은 경우 상기 온도센서에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 작으면 상기 바이패스밸브의 개도를 증가시키고, 상기 온도센서에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 크면 상기 바이패스밸브의 개도를 감소시킬 수 있다.The combined cycle power generation system according to another embodiment of the present invention further includes a control unit that adjusts the opening degrees of the main valve and the bypass valve, and the control unit controls the opening degree of the main valve when temperature control by the bypass valve fails. adjusts, and if temperature control by the bypass valve does not fail, if the temperature measurement value of the cooling air by the temperature sensor is less than the target value, the opening degree of the bypass valve is increased, and cooling by the temperature sensor If the measured air temperature is greater than the target value, the opening degree of the bypass valve can be reduced.

상기 제어부는 상기 가스 터빈의 기동시에, 상기 메인밸브를 닫고 상기 바이패스밸브를 열어서 상기 압축공기 전부가 상기 바이패스 열교환기에서 주위 공기와 열교환하도록 제어할 수 있다.When the gas turbine is started, the controller closes the main valve and opens the bypass valve to control all of the compressed air to exchange heat with surrounding air in the bypass heat exchanger.

본 발명의 일 실시예에 따른 복합발전 시스템의 운전 제어방법은, 압축기, 연소기, 터빈을 포함하는 가스 터빈과, 배열회수보일러와, 증기 터빈과, 상기 배열회수보일러에 구비되어 압축 공기와 상기 배기 가스를 열교환하여 상기 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기를 포함하는 복합발전 시스템의 운전 제어방법에 있어서, 상기 가스 터빈이 기동시인지 여부를 판단하는 단계; 상기 가스 터빈이 기동시인 경우, 압축공기 유로에서 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로에 설치된 바이패스 열교환기에서 주위 공기와 열교환하는 단계; 상기 가스 터빈이 기동시가 아닌 경우, 상기 열교환기에서 상기 터빈으로 연결되는 냉각공기 유로에 설치된 복수의 온도센서에 의한 온도 측정값이 목표값 범위 이내인지 여부를 판단하는 단계; 상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내가 아니면, 상기 온도 측정값이 목표값보다 작을 때, 압축공기 유로에서 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로에 설치된 바이패스밸브의 개도를 증가시키는 단계; 상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내가 아니면, 상기 온도 측정값이 목표값보다 클 때, 상기 바이패스밸브의 개도를 감소시키는 단계; 및 상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내이면, 상기 바이패스밸브의 개도 조절을 완료하는 단계를 포함한다.The operation control method of the combined cycle power generation system according to an embodiment of the present invention includes a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine, a heat recovery boiler, a steam turbine, and the heat recovery boiler provided with compressed air and the exhaust gas. A method for controlling the operation of a combined cycle power generation system including a plurality of heat exchangers that cool the compressed air by exchanging heat with gas, the method comprising: determining whether the gas turbine is in operation; When the gas turbine is in operation, exchanging heat with surrounding air in a bypass heat exchanger installed in a bypass passage connected from the compressed air passage to the cooling air passage; When the gas turbine is not in operation, determining whether a temperature measurement value by a plurality of temperature sensors installed in a cooling air passage connected from the heat exchanger to the turbine is within a target value range; If the temperature measurement value is not within the target value range, increasing the opening degree of the bypass valve installed in the bypass passage connected from the compressed air passage to the cooling air passage when the temperature measurement value is less than the target value; If the temperature measurement value is not within the target value range, reducing the opening degree of the bypass valve when the temperature measurement value is greater than the target value; And if the temperature measurement value is within the target value range, completing adjustment of the opening degree of the bypass valve.

상기 복수의 열교환기는 중압 증발기의 상류측에 배치되는 중압 열교환기와, 저압 증발기의 상류측에 배치되어 상기 중압 열교환기에서 냉각된 압축 공기를 다시 냉각하는 저압 열교환기를 포함할 수 있다.The plurality of heat exchangers may include a medium-pressure heat exchanger disposed upstream of the medium-pressure evaporator and a low-pressure heat exchanger disposed upstream of the low-pressure evaporator to re-cool compressed air cooled in the medium-pressure heat exchanger.

상기 복수의 온도센서는 상기 냉각공기 유로에서 상기 터빈의 유입구 가까이에 설치되는 제1온도센서와, 상기 냉각공기 유로에서 상기 바이패스 유로와 합류하기 전에 설치되는 제2온도센서를 포함할 수 있다.The plurality of temperature sensors may include a first temperature sensor installed in the cooling air passage near the inlet of the turbine, and a second temperature sensor installed in the cooling air passage before merging with the bypass passage.

본 발명의 다른 실시예에 따른 복합발전 시스템의 운전 제어방법은, 압축기, 연소기, 터빈을 포함하는 가스 터빈과, 배열회수보일러와, 증기 터빈과, 상기 배열회수보일러에 구비되어 압축 공기와 상기 배기 가스를 열교환하여 상기 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기를 포함하는 복합발전 시스템의 운전 제어방법에 있어서, 상기 가스 터빈이 기동시인지 여부를 판단하는 단계; 상기 가스 터빈이 기동시인 경우, 상기 복수의 열교환기에서 상기 터빈으로 연결되는 바이패스 유로에 설치된 바이패스 열교환기에서 주위 공기와 열교환하는 단계; 상기 가스 터빈이 기동시가 아닌 경우, 압축공기 유로에서 냉각공기 유로로 연결되는 냉각공기 유로에 설치된 온도센서에 의한 온도 측정값이 목표값 범위 이내인지 여부를 판단하는 단계;The operation control method of a combined cycle power generation system according to another embodiment of the present invention includes a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine, a heat recovery boiler, a steam turbine, and the heat recovery boiler provided with compressed air and the exhaust. A method for controlling the operation of a combined cycle power generation system including a plurality of heat exchangers that cool the compressed air by exchanging heat with gas, the method comprising: determining whether the gas turbine is in operation; When the gas turbine is in operation, exchanging heat with surrounding air in a bypass heat exchanger installed in a bypass passage connected to the turbine from the plurality of heat exchangers; When the gas turbine is not in operation, determining whether a temperature measurement value by a temperature sensor installed in a cooling air passage connected from a compressed air passage to a cooling air passage is within a target value range;

상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내가 아니면, 상기 온도 측정값이 목표값보다 작을 때, 압축공기 유로에서 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로에 설치된 바이패스밸브의 개도를 증가시키는 단계; 상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내가 아니면, 상기 온도 측정값이 목표값보다 클 때, 상기 바이패스밸브의 개도를 감소시키는 단계; 및 상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내이면, 상기 바이패스밸브의 개도 조절을 완료하는 단계를 포함할 수 있다.If the temperature measurement value is not within the target value range, increasing the opening degree of the bypass valve installed in the bypass passage connected from the compressed air passage to the cooling air passage when the temperature measurement value is less than the target value; If the temperature measurement value is not within the target value range, reducing the opening degree of the bypass valve when the temperature measurement value is greater than the target value; And if the temperature measurement value is within the target value range, it may include completing adjustment of the opening degree of the bypass valve.

상기 복수의 열교환기는 중압 증발기의 상류측에 배치되는 중압 열교환기와, 저압 증발기의 상류측에 배치되어 상기 중압 열교환기에서 냉각된 압축 공기를 다시 냉각하는 저압 열교환기를 포함할 수 있다.The plurality of heat exchangers may include a medium-pressure heat exchanger disposed upstream of the medium-pressure evaporator and a low-pressure heat exchanger disposed upstream of the low-pressure evaporator to re-cool compressed air cooled in the medium-pressure heat exchanger.

상기 복수의 온도센서는 상기 냉각공기 유로에서 상기 터빈의 유입구 가까이에 설치되는 제1온도센서와, 상기 냉각공기 유로에서 상기 바이패스 유로와 합류하기 전에 설치되는 제2온도센서를 포함할 수 있다.The plurality of temperature sensors may include a first temperature sensor installed in the cooling air passage near the inlet of the turbine, and a second temperature sensor installed in the cooling air passage before merging with the bypass passage.

상기한 본 발명의 복합발전 시스템 및 그 운전 제어방법에 의하면, 가스 터빈의 배기 가스로 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기를 열회수보일러 내부에 구비함으로써, 배기 가스를 냉각원으로 활용함으로써 기동 시간을 단축할 수 있고, 냉각 시스템을 위한 별도의 건설 부지가 필요 없다.According to the combined cycle power generation system and its operation control method of the present invention described above, a plurality of heat exchangers that cool compressed air with the exhaust gas of the gas turbine are provided inside the heat recovery boiler, thereby shortening the start-up time by utilizing the exhaust gas as a cooling source. It can be done, and there is no need for a separate construction site for the cooling system.

또한, 가스터빈의 기동시에 압축 공기를 바이패스 유로(167)로 모두 바이패스시켜 주위 공기와 열교환하도록 함으로써, 기동시에 배기 가스의 온도가 압축 공기의 온도보다 높은 경우 외기를 통해 냉각하여 터빈에서 요구하는 압축공기 온도 조건을 맞출 수 있도록 한다.In addition, when the gas turbine is started, all compressed air is bypassed through the bypass passage 167 to exchange heat with the surrounding air, so that when the temperature of the exhaust gas is higher than the temperature of the compressed air at the time of start, it is cooled through external air to meet the demand in the turbine. Ensure that the compressed air temperature conditions are met.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합발전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합발전 시스템의 운전 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합발전 시스템의 운전 제어방법을 나타내는 순서도이다.1 is a diagram showing a combined cycle power generation system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart showing an operation control method of a combined cycle power generation system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart showing an operation control method of a combined cycle power generation system according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and explained in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. At this time, note that in the attached drawings, like components are indicated by the same symbols whenever possible. Additionally, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically shown in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합발전 시스템을 나타내는 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a combined cycle power generation system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 복합발전 시스템(100)은 공기를 압축하는 압축기(111)와, 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기(113)와, 연소기에서 생성된 연소 가스에 의해 회전 동력을 얻는 터빈(115)을 포함하는 가스 터빈(110), 가스 터빈에서 배출된 배기 가스의 배열에 의해 증기를 생성하는 배열회수보일러(130), 배열회수보일러에 의해 생성된 증기에 의해 구동하는 증기 터빈(120), 배열회수보일러에 구비되어 압축 공기와 배기 가스를 열교환하여 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기(151, 152), 압축기에서 복수의 열교환기로 연결되는 압축공기 유로(161), 복수의 열교환기에서 터빈으로 연결되는 냉각공기 유로(165), 압축공기 유로에서 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로(167), 및 바이패스 유로에 설치되어 압축 공기와 주위 공기를 열교환하여 압축 공기를 냉각시키는 바이패스 열교환기(170)를 포함한다.The combined cycle power generation system 100 of the present invention includes a compressor 111 that compresses air, a combustor 113 that mixes the compressed air and fuel compressed in the compressor and combusts, and rotational power is generated by combustion gas generated in the combustor. A gas turbine 110 including a turbine 115, a heat recovery boiler 130 that generates steam by exhaust gas discharged from the gas turbine, and a steam turbine driven by steam generated by the heat recovery boiler. (120), a plurality of heat exchangers (151, 152) provided in the heat recovery boiler to cool the compressed air by heat exchanging compressed air and exhaust gas, a compressed air flow path (161) connected from the compressor to a plurality of heat exchangers, a plurality of A cooling air passage 165 connected from the heat exchanger to the turbine, a bypass passage 167 connected from the compressed air passage to the cooling air passage, and a bypass passage are installed to exchange heat between the compressed air and the surrounding air to cool the compressed air. Shiki includes a bypass heat exchanger (170).

압축기(111)는 주위 공기를 흡입하여 압축한다. 압축기(111)는 터빈(115)과 회전축에 의해 연결되어 있어서, 터빈(115)의 회전에 따라 회전될 수 있다. 압축기(111) 내부에는 다수의 블레이드와 베인이 다단으로 구비되어 유입되는 공기를 압축할 수 있다.The compressor 111 sucks in ambient air and compresses it. The compressor 111 is connected to the turbine 115 through a rotation shaft and can rotate according to the rotation of the turbine 115. Inside the compressor 111, a plurality of blades and vanes are provided in multiple stages to compress the incoming air.

연소기(113)는 압축기(111)에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시킬 수 있다. 연료는 천연가스 또는 석유가스 등의 가스 연료가 사용될 수 있다.The combustor 113 can combust a mixture of compressed air and fuel compressed in the compressor 111. Fuel may be gaseous fuel such as natural gas or petroleum gas.

터빈(115)은 연소기(113)에서 생성된 연소 가스에 의해 회전축이 회전될 수 있다. 터빈(115) 내부에는 다수의 블레이드와 베인이 다단으로 구비되어 연소 가스에 의해 회전축이 회전될 수 있다.The rotation axis of the turbine 115 may be rotated by combustion gas generated in the combustor 113. Inside the turbine 115, a plurality of blades and vanes are provided in multiple stages so that the rotation shaft can be rotated by combustion gas.

배열회수보일러(130)는 HRSG(Heat　Recovery　Steam　Generator) 또는 열회수증기발생기라고도 할 수 있다. 배열회수보일러(130)는 가스 터빈에서 배출되는 고온의 배기가스의 열을 회수해서 물을 데워 증기를 생성할 수 있다. 생성된 증기는 배관을 통해 증기 터빈(120)을 구동할 수 있다.The heat recovery boiler 130 may also be called HRSG (Heat Recovery Steam Generator) or a heat recovery steam generator. The heat recovery boiler 130 can recover heat from high-temperature exhaust gas discharged from a gas turbine and heat water to generate steam. The generated steam can drive the steam turbine 120 through the pipe.

증기 터빈(120)은 배열회수보일러(130)에서 생성된 증기에 의해 중심의 회전축이 회전될 수 있다. 증기 터빈(120)은 고압 터빈(121)과 중압 터빈(123)과 저압 터빈(125)을 포함하고, 이들 사이에 회전축이 연결될 수 있다. 고압 터빈(121)과 중압 터빈(123)과 저압 터빈(125)에는 배열회수보일러(130)에서 생성되는 증기 중에서 순서대로 고압 증기와 중압 증기와 저압 증기가 공급될 수 있다.The central rotation axis of the steam turbine 120 may be rotated by steam generated in the heat recovery boiler 130. The steam turbine 120 includes a high pressure turbine 121, a medium pressure turbine 123, and a low pressure turbine 125, and a rotation shaft may be connected between them. High-pressure steam, medium-pressure steam, and low-pressure steam may be supplied to the high-pressure turbine 121, the medium-pressure turbine 123, and the low-pressure turbine 125 in that order from the steam generated in the heat recovery boiler 130.

배열회수보일러(130)는 증기 터빈(120)에서 배출되는 배기 가스를 이용하여 증기(steam)를 생성할 수 있다. 배열회수보일러(130)는 다수의 과열기, 절탄기, 재열기, 증발기를 증기 압력에 따라 순차적으로 배치하여 배기 가스와 열교환하도록 할 수 있다. 배열회수보일러(130)는 압축기(111)에서 나오는 압축 공기의 일부와 터빈(115)에서 배출되는 배기 가스를 열교환하여 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기(151, 152)를 포함할 수 있다. 가스 터빈(110)의 정상 상태 운전시 배기 가스의 온도는 압축 공기의 온도보다 낮기 때문에, 배기 가스가 압축 공기를 냉각시켜 터빈(115)의 내부 부품들을 냉각하는 냉각 공기로 사용할 수 있다.The heat recovery boiler 130 can generate steam using exhaust gas discharged from the steam turbine 120. The heat recovery boiler 130 may sequentially arrange a plurality of superheaters, economizers, reheaters, and evaporators according to the steam pressure to exchange heat with the exhaust gas. The heat recovery boiler 130 may include a plurality of heat exchangers 151 and 152 that cool the compressed air by exchanging heat with a portion of the compressed air coming from the compressor 111 and the exhaust gas discharged from the turbine 115. Since the temperature of the exhaust gas during normal operation of the gas turbine 110 is lower than the temperature of the compressed air, the exhaust gas can be used as cooling air to cool the compressed air and cool the internal parts of the turbine 115.

배열회수보일러(130)는 고압 과열기(137)와, 제2 중압 과열기(138B)와, 고압 드럼(131)의 아래에 배치되는 고압 증발기(134)와, 고압 절탄기(141)와, 제1 중압 과열기(138A)와, 중압 드럼(132)의 아래에 배치되는 중압 증발기(135)와, 제2 저압 과열기(139B)와, 중압 절탄기(142)와, 제1 저압 과열기(139A)와, 저압 드럼(133)의 아래에 배치되는 저압 증발기(136)와, 저압 절탄기(143)를 순서대로 포함할 수 있다.The heat recovery boiler 130 includes a high-pressure superheater 137, a second medium-pressure superheater 138B, a high-pressure evaporator 134 disposed below the high-pressure drum 131, a high-pressure economizer 141, and a first A medium pressure superheater (138A), a medium pressure evaporator (135) disposed below the medium pressure drum (132), a second low pressure superheater (139B), a medium pressure economizer (142), and a first low pressure superheater (139A), It may include a low-pressure evaporator 136 and a low-pressure economizer 143 disposed below the low-pressure drum 133, in that order.

과열기는 드럼에서 발생된 포화증기를 가열하여 온도가 높은 과열증기로 만들 수 있다. 고압 과열기(137)에서 생성된 과열증기는 고압 터빈(121)으로 공급될 수 있다. 고압의 과열증기 유로에는 고압 밸브(122)가 설치되어 과열증기의 유량을 조절할 수 있다.The superheater can heat the saturated steam generated in the drum into high-temperature superheated steam. Superheated steam generated in the high pressure superheater 137 may be supplied to the high pressure turbine 121. A high-pressure valve 122 is installed in the high-pressure superheated steam flow path to control the flow rate of superheated steam.

제1 중압 과열기(138A)와 제2 중압 과열기(138B)에서 생성된 과열증기는 중압 터빈(123)으로 공급될 수 있다. 중압의 과열증기 유로에는 중압 밸브(124)가 설치되어 과열증기의 유량을 조절할 수 있다.Superheated steam generated in the first medium pressure superheater 138A and the second medium pressure superheater 138B may be supplied to the medium pressure turbine 123. A medium pressure valve 124 is installed in the medium pressure superheated steam flow path to control the flow rate of superheated steam.

한편, 제1 중압 과열기(138A)는 재열기(Reheater)로 구성될 수도 있다. 재열기는 고압 터빈(121)에서 일을 한 후 온도가 떨어진 증기를 다시 가열하여 과열도를 높일 수 있다.Meanwhile, the first medium pressure superheater 138A may be configured as a reheater. The reheater can increase the degree of superheat by reheating the steam whose temperature has dropped after working in the high pressure turbine 121.

제1 저압 과열기(139A)와 제2 저압 과열기(139B)에서 생성된 과열증기는 저압 터빈(125)으로 공급될 수 있다. 저압의 과열증기 유로에는 중압 밸브(126)가 설치되어 과열증기의 유량을 조절할 수 있다.Superheated steam generated in the first low pressure superheater 139A and the second low pressure superheater 139B may be supplied to the low pressure turbine 125. A medium-pressure valve 126 is installed in the low-pressure superheated steam flow path to control the flow rate of superheated steam.

증발기는 배열회수보일러(130)에 공급되는 물을 증발시켜 증기를 발생시킨다. 고압 증발기(134)는 고압 드럼(131)의 아래에 배치되고, 중압 증발기(135)는 중압 드럼(132)의 아래에 배치되며, 저압 증발기(136)는 저압 드럼(133)의 아래에 배치될 수 있다. 급수는 저압 증발기(136), 중압 증발기(135), 고압 증발기(134)를 순차적으로 지나면서 각각 배기 가스에 의해 증발되어 증기를 발생할 수 있다.The evaporator generates steam by evaporating the water supplied to the heat recovery boiler 130. The high-pressure evaporator 134 is placed below the high-pressure drum 131, the medium-pressure evaporator 135 is placed below the medium-pressure drum 132, and the low-pressure evaporator 136 is placed below the low-pressure drum 133. You can. The feed water may be evaporated by exhaust gas while sequentially passing through the low-pressure evaporator 136, the medium-pressure evaporator 135, and the high-pressure evaporator 134, thereby generating steam.

절탄기는 이코노마이저(Economizer) 또는 급수예열기라고도 하며, 배기 가스의 열을 이용하여 급수 온도를 높임으로써 그 손실열을 회수하고 보일러 효율을 올리며 연료를 절감할 수 있다.The economizer is also called an economizer or feedwater preheater. By using the heat of the exhaust gas to increase the temperature of the feedwater, it can recover the lost heat, increase boiler efficiency, and save fuel.

고압 절탄기(141)는 고압 증발기(134)의 하류측에 배치되어 급수를 예열할 수 있다. 중압 절탄기(142)는 중압 증발기(135)의 하류측에 배치되어 급수를 예열할 수 있다. 저압 절탄기(143)는 저압 증발기(136)의 하류측에 배치되어 급수를 예열할 수 있다.The high-pressure economizer 141 is disposed downstream of the high-pressure evaporator 134 and can preheat the feed water. The medium pressure economizer 142 is disposed downstream of the medium pressure evaporator 135 to preheat the feed water. The low-pressure economizer 143 is disposed downstream of the low-pressure evaporator 136 to preheat the feed water.

배기 가스는 배열회수보일러(130)로 유입되어 고압 과열기(137)부터 저압 절탄기(143)까지 통과하면서 열교환한 후 배기 스택(145)으로 배출될 수 있다.The exhaust gas may flow into the heat recovery boiler 130, exchange heat while passing from the high-pressure superheater 137 to the low-pressure economizer 143, and then be discharged to the exhaust stack 145.

배열회수보일러(130)의 내부에 배치되는 복수의 열교환기는 중압 증발기(135)의 상류측에 배치되는 중압 열교환기(151)와, 저압 증발기(136)의 상류측에 배치되어 중압 열교환기에서 냉각된 압축 공기를 다시 냉각하는 저압 열교환기(152)를 포함할 수 있다.A plurality of heat exchangers disposed inside the heat recovery boiler 130 include a medium pressure heat exchanger 151 disposed on the upstream side of the medium pressure evaporator 135, and a medium pressure heat exchanger 151 disposed on the upstream side of the low pressure evaporator 136 for cooling in the medium pressure heat exchanger. It may include a low-pressure heat exchanger 152 that re-cools the compressed air.

중압 열교환기(151)는 중압 증발기(135)의 상류측 바로 옆에 배치되어, 압축 공기를 배기 가스와 열교환시켜 냉각시킬 수 있다. 구체적으로, 중압 열교환기(151)는 제1 중압 과열기(138A)와 중압 증발기(135) 사이에 배치될 수 있다.The medium pressure heat exchanger 151 is disposed right upstream of the medium pressure evaporator 135 and can cool the compressed air by exchanging heat with the exhaust gas. Specifically, the medium pressure heat exchanger 151 may be disposed between the first medium pressure superheater 138A and the medium pressure evaporator 135.

저압 열교환기(152)는 저압 증발기(136)의 상류측 바로 옆에 배치되어, 압축 공기를 배기 가스와 열교환시켜 냉각시킬 수 있다. 구체적으로, 저압 열교환기(152)는 제1 저압 과열기(139A)와 저압 증발기(136) 사이에 배치될 수 있다.The low-pressure heat exchanger 152 is disposed right upstream of the low-pressure evaporator 136 and can cool the compressed air by exchanging heat with the exhaust gas. Specifically, the low-pressure heat exchanger 152 may be disposed between the first low-pressure superheater 139A and the low-pressure evaporator 136.

복합발전 시스템(100)은 압축기(111)에서 복수의 열교환기(151, 152)로 연결되는 압축공기 유로(161)와, 복수의 열교환기(151, 152)에서 터빈으로 연결되는 냉각공기 유로(165)와, 압축공기 유로에서 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로(167)를 포함할 수 있다.The combined cycle power generation system 100 includes a compressed air flow path 161 connected from the compressor 111 to a plurality of heat exchangers 151 and 152, and a cooling air flow path connected from the plurality of heat exchangers 151 and 152 to the turbine ( 165) and a bypass flow path 167 connected from the compressed air flow path to the cooling air flow path.

압축공기 유로(161)는 압축기(111)에서 연소기(113)로 연결된 유로에서 분기되어 중압 열교환기(151)로 연결되고, 다시 중압 열교환기(151)에서 저압 열교환기(152)로 연결될 수 있다.The compressed air flow path 161 is branched from the flow path connected from the compressor 111 to the combustor 113 and connected to the medium pressure heat exchanger 151, and from the medium pressure heat exchanger 151 to the low pressure heat exchanger 152. .

냉각공기 유로(165)는 저압 열교환기(152)에서 터빈(115)의 냉각 공기 유입구로 연결될 수 있다.The cooling air flow path 165 may be connected from the low pressure heat exchanger 152 to the cooling air inlet of the turbine 115.

바이패스 유로(167)는 압축공기 유로(161)의 상류 중간부에서 냉각공기 유로(165)의 하류 중간부로 연결될 수 있다. 압축공기 유로(161)로 유입된 압축 공기의 일부는 바이패스 유로(167)를 통해 복수의 열교환기(151, 152)를 통과하지 않고 터빈(115)으로 바로 유입될 수 있다.The bypass flow path 167 may be connected from the upstream middle part of the compressed air flow path 161 to the downstream middle part of the cooling air flow path 165. A portion of the compressed air flowing into the compressed air flow path 161 may flow directly into the turbine 115 through the bypass flow path 167 without passing through the plurality of heat exchangers 151 and 152.

압축공기 유로(161)에는 메인밸브(180)가 설치되어, 압축공기 유로(161)의 공기 유량을 조절할 수 있다. 또한, 바이패스 유로(167)에는 바이패스밸브(185)가 설치되어, 바이패스 유로(167)의 공기 유량을 조절할 수 있다.A main valve 180 is installed in the compressed air flow path 161, so that the air flow rate in the compressed air flow path 161 can be adjusted. In addition, a bypass valve 185 is installed in the bypass passage 167, so that the air flow rate in the bypass passage 167 can be adjusted.

그리고, 바이패스 유로(167)에는 바이패스 열교환기(170)가 설치되어 압축 공기와 주위 공기를 열교환하여 압축 공기를 냉각시킬 수 있다.Additionally, a bypass heat exchanger 170 is installed in the bypass passage 167 to cool the compressed air by exchanging heat between the compressed air and the surrounding air.

가스 터빈(110)의 기동시에는 배기 가스의 온도가 급격하게 오르게 된다. 이때, 배열회수보일러(130)에서 배열 회수를 충분히 하지 못하는 경우, 배기 가스의 온도가 압축 공기의 온도보다 더 높아질 가능성이 있다. 이러한 경우에는 배열회수보일러(130)의 열교환기(151, 152)에서 압축 공기를 배기 가스와 열교환하면, 압축 공기가 냉각되는 것이 아니라 오히려 가열되게 된다.When the gas turbine 110 is started, the temperature of the exhaust gas rises rapidly. At this time, if the heat recovery boiler 130 does not sufficiently recover heat, the temperature of the exhaust gas may be higher than the temperature of the compressed air. In this case, when compressed air is exchanged with exhaust gas in the heat exchangers 151 and 152 of the heat recovery boiler 130, the compressed air is not cooled but rather heated.

그래서, 바이패스 유로(167)에 바이패스 열교환기(170)를 설치하여, 가스 터빈(110)의 기동시에 압축 공기를 바이패스 유로(167)로 모두 바이패스시켜 주위 공기, 즉 외기와 열교환하도록 할 수 있다.Therefore, the bypass heat exchanger 170 is installed in the bypass flow path 167 to bypass all compressed air to the bypass flow path 167 when the gas turbine 110 is started to exchange heat with the surrounding air, that is, with the outside air. can do.

반대로, 정상 운전시에는 압축 공기가 압축공기 유로(161)를 통해 중압 열교환기(151)와 저압 열교환기(152)를 통과하면서 냉각되어 냉각공기 유로(165)를 통해 터빈(115) 내부로 공급될 수 있다. 또한, 정상 운전시에 압축 공기가 과도하게 냉각된 경우, 바이패스 유로(167)를 통해 압축 공기를 바이패스시켜서 냉각압축공기의 온도를 적절하게 맞출 수 있다.Conversely, during normal operation, the compressed air is cooled while passing through the medium pressure heat exchanger 151 and the low pressure heat exchanger 152 through the compressed air flow path 161 and is supplied into the turbine 115 through the cooling air flow path 165. It can be. Additionally, if the compressed air is excessively cooled during normal operation, the compressed air can be bypassed through the bypass flow path 167 to appropriately adjust the temperature of the cooled compressed air.

이를 위해, 복합발전 시스템(100)에서 바이패스 유로(167) 옆에는 정상 바이패스 유로(173)가 압축공기 유로(161)로부터 바이패스 유로(167)로 연결되어 형성될 수 있다. 정상 바이패스 유로(173)에는 정상 바이패스밸브(175)가 설치되어, 정상 바이패스 유로(173)로 유동하는 공기 유량을 조절할 수 있다.가스 터빈(110)의 기동시에는 메인밸브(180)와 정상 바이패스밸브(175)를 닫고 바이패스밸브(185)를 열어서, 압축 공기가 모두 바이패스 열교환기(170)를 통과하면서 주위 공기에 의해 냉각되도록 할 수 있다.To this end, in the combined cycle power generation system 100, a normal bypass flow path 173 may be formed next to the bypass flow path 167 by connecting the compressed air flow path 161 to the bypass flow path 167. A normal bypass valve 175 is installed in the normal bypass passage 173, so that the air flow rate flowing into the normal bypass passage 173 can be adjusted. When the gas turbine 110 is started, the main valve 180 By closing the normal bypass valve 175 and opening the bypass valve 185, all compressed air can be cooled by the surrounding air while passing through the bypass heat exchanger 170.

정상 운전시에는 정상 바이패스밸브(175)와 바이패스밸브(185)를 닫고 메인밸브(180)를 열어서, 압축 공기가 중압 열교환기(151)와 저압 열교환기(152)를 통과하면서 냉각된 후 터빈(115) 내부로 공급되도록 할 수 있다.During normal operation, the normal bypass valve 175 and bypass valve 185 are closed and the main valve 180 is opened, and the compressed air is cooled while passing through the medium pressure heat exchanger 151 and the low pressure heat exchanger 152. It can be supplied inside the turbine 115.

또한, 정상 운전시에 압축 공기가 과도하게 냉각된 경우, 바이패스밸브(185)를 닫고 메인밸브(180)의 개도를 줄이고 정상 바이패스밸브(175)를 열어서, 냉각 공기의 온도를 조절할 수 있다.In addition, when the compressed air is excessively cooled during normal operation, the temperature of the cooling air can be adjusted by closing the bypass valve 185, reducing the opening degree of the main valve 180, and opening the normal bypass valve 175. .

본 발명의 복합발전 시스템(100)은 냉각공기 유로(165)에 설치되어 터빈(115)으로 유입되는 냉각공기의 온도를 측정하는 복수의 온도센서를 더 포함할 수 있다.The combined cycle power generation system 100 of the present invention may further include a plurality of temperature sensors installed in the cooling air passage 165 to measure the temperature of the cooling air flowing into the turbine 115.

복수의 온도센서는 냉각공기 유로(165)에서 터빈(115)의 유입구 가까이에 설치되는 제1온도센서(190)와, 냉각공기 유로(165)에서 바이패스 유로(167)와 합류하기 전에 설치되는 제2온도센서(195)를 포함할 수 있다.A plurality of temperature sensors include a first temperature sensor 190 installed near the inlet of the turbine 115 in the cooling air flow path 165, and a first temperature sensor 190 installed before merging with the bypass flow path 167 in the cooling air flow path 165. It may include a second temperature sensor 195.

제1온도센서(190)는 냉각공기 유로(165) 내부에서 터빈(115)으로 유입되기 직전의 냉각공기의 온도를 측정할 수 있다. 그래서, 제1온도센서(190)는 복수의 열교환기(151, 152)를 통과하여 냉각된 공기와 바이패스 유로(167)를 통과한 압축 공기가 혼합된 공기의 온도를 측정할 수 있다.The first temperature sensor 190 can measure the temperature of the cooling air just before it flows into the turbine 115 inside the cooling air passage 165. Therefore, the first temperature sensor 190 can measure the temperature of air mixed with air cooled by passing through a plurality of heat exchangers 151 and 152 and compressed air passing through the bypass flow path 167.

제2온도센서(195)는 냉각공기 유로(165)의 중간에서 바이패스 유로(167)와 만나기 전에 설치될 수 있다. 제2온도센서(195)는 복수의 열교환기(151, 152)를 통과하여 냉각된 냉각공기의 온도를 측정할 수 있다.The second temperature sensor 195 may be installed in the middle of the cooling air passage 165 before meeting the bypass passage 167. The second temperature sensor 195 can measure the temperature of cooling air cooled by passing through a plurality of heat exchangers 151 and 152.

본 발명의 복합발전 시스템(100)은 메인밸브(180)와 바이패스밸브(185)의 개도를 조절하는 제어부(200)를 더 포함할 수 있다.The combined cycle power generation system 100 of the present invention may further include a control unit 200 that adjusts the opening degrees of the main valve 180 and the bypass valve 185.

제어부(200)는 제1온도센서(190)의 냉각공기 온도 측정값에 따라 메인밸브(180)와 바이패스밸브(185)의 개도를 조절할 수 있다.The control unit 200 may adjust the opening degrees of the main valve 180 and the bypass valve 185 according to the cooling air temperature measurement value of the first temperature sensor 190.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(200)는 온도센서(190)에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 작으면 바이패스밸브(185)의 개도를 증가시키고, 온도센서(190)에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 크면 바이패스밸브(185)의 개도를 감소시키도록 제어할 수 있다.As shown in FIG. 2, when the temperature measurement value of the cooling air by the temperature sensor 190 is less than the target value, the control unit 200 increases the opening degree of the bypass valve 185 and If the temperature measurement value of the cooling air is greater than the target value, the opening degree of the bypass valve 185 can be controlled to decrease.

제어부(200)는 제1온도센서(190)로부터 냉각공기의 온도 측정값 신호를 입력받아서, 그 냉각공기의 온도에 따라 메인밸브(180)와 바이패스밸브(185)를 제어할 수 있다.The control unit 200 may receive a temperature measurement signal of the cooling air from the first temperature sensor 190 and control the main valve 180 and the bypass valve 185 according to the temperature of the cooling air.

우선, 냉각공기의 온도 측정값이 목표값, 즉 설정온도 범위 이내인지 여부를 판단한다(S10). 냉각공기의 온도 측정값이 목표값 범위 이내라면, 제어부(200)는 메인밸브(180)와 바이패스밸브(185)의 개도를 변경하지 않고 그대로 유지할 수 있다.First, it is determined whether the temperature measurement value of the cooling air is within the target value, that is, the set temperature range (S10). If the temperature measurement value of the cooling air is within the target value range, the control unit 200 can maintain the opening degrees of the main valve 180 and the bypass valve 185 without changing them.

만약, 냉각공기의 온도 측정값이 목표값 범위를 벗어나는 경우, 온도 측정값이 목표값 범위보다 작은지 여부를 판단한다(S20).If the temperature measurement value of the cooling air is outside the target value range, it is determined whether the temperature measurement value is less than the target value range (S20).

온도 측정값이 목표값보다 낮은 경우, 바이패스밸브(185)의 개도를 증가(S30)시켜서 더 많은 압축 공기가 복수의 열교환기(151, 152)를 통과하지 않고 바이패스되도록 하여 냉각공기의 온도를 더 높이도록 제어할 수 있다.If the temperature measurement value is lower than the target value, the opening degree of the bypass valve 185 is increased (S30) so that more compressed air is bypassed without passing through the plurality of heat exchangers 151 and 152, thereby increasing the temperature of the cooling air. can be controlled to increase further.

반대로, 온도 측정값이 목표값보다 높은 경우, 바이패스밸브(185)의 개도를 감소(S40)시켜서 더 많은 압축 공기가 복수의 열교환기(151, 152)를 통과하도록 하여 냉각공기의 온도를 더 낮추도록 제어할 수 있다.Conversely, if the temperature measurement value is higher than the target value, the opening degree of the bypass valve 185 is reduced (S40) to allow more compressed air to pass through the plurality of heat exchangers 151 and 152 to further increase the temperature of the cooling air. You can control it to lower it.

제어부(200)는 가스 터빈(110)의 기동시에, 메인밸브(180)를 닫고 바이패스밸브(185)를 열어서 압축공기 전부가 바이패스 열교환기(170)에서 주위공기와 열교환하도록 제어할 수 있다.When the gas turbine 110 is started, the control unit 200 closes the main valve 180 and opens the bypass valve 185 to control all of the compressed air to exchange heat with the surrounding air in the bypass heat exchanger 170. .

다시 말해서, 본 발명의 복합발전 시스템의 운전 제어방법은 먼저 가스 터빈(110)의 기동시인지 여부를 먼저 판단한 다음, 기동시인지 여부에 따라 메인밸브(180)와 바이패스밸브(185)의 개도를 조절하도록 제어할 수 있다.In other words, the operation control method of the combined cycle power generation system of the present invention first determines whether the gas turbine 110 is started, and then determines the opening degrees of the main valve 180 and the bypass valve 185 depending on whether the gas turbine 110 is started. It can be controlled to adjust .

가스 터빈(110)의 기동시인 경우, 압축공기 유로(161)에서 냉각공기 유로(165)로 연결되는 바이패스 유로(167)에 설치된 바이패스 열교환기(170)에서 주위공기와 열교환할 수 있다. 이때, 제어부(200)는 메인밸브(180)를 닫고 바이패스밸브(185)를 열어서 압축 공기가 전부 바이패스되어 바이패스 열교환기(170)를 통과하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 압축 공기 전부는 바이패스 열교환기(170)에서 주위 공기와 열교환하여 냉각될 수 있다.When the gas turbine 110 is started, heat can be exchanged with surrounding air in the bypass heat exchanger 170 installed in the bypass flow path 167 connected from the compressed air flow path 161 to the cooling air flow path 165. At this time, the control unit 200 closes the main valve 180 and opens the bypass valve 185 to control all compressed air to be bypassed and pass through the bypass heat exchanger 170. Accordingly, all of the compressed air can be cooled by exchanging heat with the surrounding air in the bypass heat exchanger 170.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합발전 시스템의 운전 제어방법을 나타내는 순서도이다.Figure 3 is a flowchart showing an operation control method of a combined cycle power generation system according to another embodiment of the present invention.

제어부(200)는 바이패스밸브(185)에 의한 온도 조절이 실패한 경우 메인밸브(180)의 개도를 조절하고, 바이패스밸브(185)에 의한 온도 조절이 실패하지 않은 경우 온도센서(190)에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 작으면 바이패스밸브(185)의 개도를 증가시키고, 온도센서(190)에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 크면 바이패스밸브(185)의 개도를 감소시킬 수 있다.If temperature control by the bypass valve 185 fails, the control unit 200 adjusts the opening degree of the main valve 180, and if temperature control by the bypass valve 185 does not fail, the control unit 200 controls the temperature sensor 190. If the temperature measurement of the cooling air by the temperature sensor 190 is less than the target value, the opening degree of the bypass valve 185 is increased, and if the temperature measurement of the cooling air by the temperature sensor 190 is greater than the target value, the bypass valve 185 is opened. The opening can be reduced.

우선, 온도센서(190)에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값, 즉 설정온도 범위 이내인지 여부를 판단한다(S110). 냉각공기의 온도 측정값이 목표값 범위 이내라면, 제어부(200)는 메인밸브(180)와 바이패스밸브(185)의 개도를 변경하지 않고 그대로 유지할 수 있다.First, it is determined whether the temperature measurement value of the cooling air by the temperature sensor 190 is within the target value, that is, the set temperature range (S110). If the temperature measurement value of the cooling air is within the target value range, the control unit 200 can maintain the opening degrees of the main valve 180 and the bypass valve 185 without changing them.

만약, 냉각공기의 온도 측정값이 목표값 범위를 벗어나는 경우, 바이패스밸브(185)에 의한 온도 조절이 실패하였는지 여부를 판단한다(S120). 바이패스밸브(185)의 고장 등에 의해 바이패스밸브(185)로는 냉각공기의 온도를 조절할 수 없게 되었다면, 제어부(200)는 메인밸브(180)의 개도만을 조절(S130)하여 냉각공기의 온도 조절을 시도해 볼 수 있다.If the temperature measurement value of the cooling air is outside the target value range, it is determined whether temperature control by the bypass valve 185 has failed (S120). If the temperature of the cooling air cannot be controlled by the bypass valve 185 due to a failure of the bypass valve 185, etc., the control unit 200 controls the temperature of the cooling air by only adjusting the opening degree of the main valve 180 (S130). You can try .

다음에, 바이패스밸브(185)에 의한 온도 조절이 실패하지 않은 경우, 즉 바이패스밸브(185)에 의한 온도 조절이 가능한 경우, 냉각공기의 온도 측정값이 목표값 범위보다 작은지 여부를 판단한다(S140).Next, if temperature control by the bypass valve 185 does not fail, that is, if temperature control by the bypass valve 185 is possible, it is determined whether the temperature measurement value of the cooling air is less than the target value range. Do it (S140).

온도 측정값이 목표값보다 낮은 경우, 바이패스밸브(185)의 개도를 증가(S150)시켜서 더 많은 압축 공기가 복수의 열교환기(151, 152)를 통과하지 않고 바이패스되도록 하여 냉각공기의 온도를 더 높이도록 제어할 수 있다.If the temperature measurement value is lower than the target value, the opening degree of the bypass valve 185 is increased (S150) so that more compressed air is bypassed without passing through the plurality of heat exchangers 151 and 152, thereby increasing the temperature of the cooling air. can be controlled to increase further.

반대로, 온도 측정값이 목표값보다 높은 경우, 바이패스밸브(185)의 개도를 감소(S40)시켜서 더 많은 압축 공기가 복수의 열교환기(151, 152)를 통과하도록 하여 냉각공기의 온도를 더 낮추도록 제어할 수 있다.Conversely, if the temperature measurement value is higher than the target value, the opening degree of the bypass valve 185 is reduced (S40) to allow more compressed air to pass through the plurality of heat exchangers 151 and 152 to further increase the temperature of the cooling air. You can control it to lower it.

제어부(200)는 가스 터빈(110)의 기동시에, 메인밸브(180)를 닫고 바이패스밸브(185)를 열어서 압축공기 전부가 바이패스 열교환기(170)에서 주위공기와 열교환하도록 제어할 수 있다.When the gas turbine 110 is started, the control unit 200 closes the main valve 180 and opens the bypass valve 185 to control all of the compressed air to exchange heat with the surrounding air in the bypass heat exchanger 170. .

다시 말해서, 본 발명의 복합발전 시스템의 운전 제어방법은 먼저 가스 터빈(110)의 기동시인지 여부를 먼저 판단한 다음, 기동시인지 여부에 따라 메인밸브(180)와 바이패스밸브(185)의 개도를 조절하도록 제어할 수 있다.In other words, the operation control method of the combined cycle power generation system of the present invention first determines whether the gas turbine 110 is started, and then determines the opening degrees of the main valve 180 and the bypass valve 185 depending on whether the gas turbine 110 is started. It can be controlled to adjust .

가스 터빈(110)의 기동시인 경우, 압축공기 유로(161)에서 냉각공기 유로(165)로 연결되는 바이패스 유로(167)에 설치된 바이패스 열교환기(170)에서 주위공기와 열교환할 수 있다. 이때, 제어부(200)는 메인밸브(180)를 닫고 바이패스밸브(185)를 열어서 압축 공기가 전부 바이패스되어 바이패스 열교환기(170)를 통과하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 압축 공기 전부는 바이패스 열교환기(170)에서 주위 공기와 열교환하여 냉각될 수 있다.When the gas turbine 110 is started, heat can be exchanged with surrounding air in the bypass heat exchanger 170 installed in the bypass flow path 167 connected from the compressed air flow path 161 to the cooling air flow path 165. At this time, the control unit 200 closes the main valve 180 and opens the bypass valve 185 to control all compressed air to be bypassed and pass through the bypass heat exchanger 170. Accordingly, all of the compressed air can be cooled by exchanging heat with the surrounding air in the bypass heat exchanger 170.

반대로, 정상 운전시에는 압축 공기가 압축공기 유로(161)를 통해 중압 열교환기(151)와 저압 열교환기(152)를 통과하면서 냉각되어 냉각공기 유로(165)를 통해 터빈(115) 내부로 공급될 수 있다. 또한, 정상 운전시에 압축 공기가 과도하게 냉각된 경우, 바이패스 유로(167)를 통해 압축 공기를 바이패스시켜서 냉각압축공기의 온도를 적절하게 맞출 수 있다.Conversely, during normal operation, the compressed air is cooled while passing through the medium pressure heat exchanger 151 and the low pressure heat exchanger 152 through the compressed air flow path 161 and is supplied into the turbine 115 through the cooling air flow path 165. It can be. Additionally, if the compressed air is excessively cooled during normal operation, the compressed air can be bypassed through the bypass flow path 167 to appropriately adjust the temperature of the cooled compressed air.

이를 위해, 복합발전 시스템(100)에서 바이패스 유로(167) 옆에는 정상 바이패스 유로(173)가 압축공기 유로(161)로부터 바이패스 유로(167)로 연결되어 형성될 수 있다. 정상 바이패스 유로(173)에는 정상 바이패스밸브(175)가 설치되어, 정상 바이패스 유로(173)로 유동하는 공기 유량을 조절할 수 있다.To this end, in the combined cycle power generation system 100, a normal bypass flow path 173 may be formed next to the bypass flow path 167 by connecting the compressed air flow path 161 to the bypass flow path 167. A normal bypass valve 175 is installed in the normal bypass passage 173, so that the air flow rate flowing into the normal bypass passage 173 can be adjusted.

가스 터빈(110)의 기동시에는 메인밸브(180)와 정상 바이패스밸브(175)를 닫고 바이패스밸브(185)를 열어서, 압축 공기가 모두 바이패스 열교환기(170)를 통과하면서 주위 공기에 의해 냉각되도록 할 수 있다.When the gas turbine 110 is started, the main valve 180 and the normal bypass valve 175 are closed and the bypass valve 185 is opened, so that all compressed air passes through the bypass heat exchanger 170 and enters the surrounding air. It can be cooled by

정상 운전시에는 정상 바이패스밸브(175)와 바이패스밸브(185)를 닫고 메인밸브(180)를 열어서, 압축 공기가 중압 열교환기(151)와 저압 열교환기(152)를 통과하면서 냉각된 후 터빈(115) 내부로 공급되도록 할 수 있다.During normal operation, the normal bypass valve 175 and bypass valve 185 are closed and the main valve 180 is opened, and the compressed air is cooled while passing through the medium pressure heat exchanger 151 and the low pressure heat exchanger 152. It can be supplied inside the turbine 115.

또한, 정상 운전시에 압축 공기가 과도하게 냉각된 경우, 바이패스밸브(185)를 닫고 메인밸브(180)의 개도를 줄이고 정상 바이패스밸브(175)를 열어서, 냉각 공기의 온도를 조절할 수 있다.In addition, when the compressed air is excessively cooled during normal operation, the temperature of the cooling air can be adjusted by closing the bypass valve 185, reducing the opening degree of the main valve 180, and opening the normal bypass valve 175. .

본 발명에 의하면, 가스터빈의 기동시에 압축 공기를 바이패스 유로(167)로 모두 바이패스시켜 주위 공기와 열교환하도록 함으로써, 기동시에 배기 가스의 온도가 압축 공기의 온도보다 높아서 압축 공기가 오히려 가열되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, when the gas turbine is started, all compressed air is bypassed through the bypass passage 167 to exchange heat with the surrounding air, so that the temperature of the exhaust gas is higher than the temperature of the compressed air at the time of start, so the compressed air is heated. can be prevented.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Above, an embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art will be able to understand the addition, change, deletion or addition of components without departing from the spirit of the present invention as set forth in the claims. The present invention may be modified and changed in various ways, and this will also be included within the scope of the rights of the present invention.

100: 복합발전 시스템
110: 가스 터빈 111: 압축기
113: 연소기 115: 터빈
120: 스팀 터빈 121: 고압 터빈
122: 고압 밸브 123: 중압 터빈
124: 중압 밸브 125: 저압 터빈
126: 저압 밸브
130: 배열회수보일러 131: 고압 드럼
132: 중압 드럼 133: 저압 드럼
134: 고압 증발기 135: 중압 증발기
136: 저압 증발기 137: 고압 과열기
138: 중압 과열기 139: 저압 과열기
141: 고압 절탄기 142: 중압 절탄기
143: 저압 절탄기 145: 배기 스택
151: 중압 열교환기 152: 저압 열교환기
153: 고압 열교환기
161: 압축공기 유로 165: 냉각공기 유로
167: 바이패스 유로 170: 바이패스 열교환기
173: 정상 바이패스 유로 175: 정상 바이패스밸브
180: 메인밸브 185: 바이패스밸브
190: 제1온도센서 195: 제2온도센서
200: 제어부100: Combined cycle power system
110: gas turbine 111: compressor
113: combustor 115: turbine
120: steam turbine 121: high pressure turbine
122: high pressure valve 123: medium pressure turbine
124: medium pressure valve 125: low pressure turbine
126: low pressure valve
130: Heat recovery boiler 131: High pressure drum
132: medium pressure drum 133: low pressure drum
134: high pressure evaporator 135: medium pressure evaporator
136: low pressure evaporator 137: high pressure superheater
138: medium pressure superheater 139: low pressure superheater
141: High pressure economizer 142: Medium pressure economizer
143: low pressure economizer 145: exhaust stack
151: medium pressure heat exchanger 152: low pressure heat exchanger
153: High pressure heat exchanger
161: Compressed air flow path 165: Cooling air flow path
167: Bypass Euro 170: Bypass heat exchanger
173: Normal bypass flow path 175: Normal bypass valve
180: main valve 185: bypass valve
190: first temperature sensor 195: second temperature sensor
200: control unit

Claims (15)

공기를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기와, 상기 연소기에서 생성된 연소 가스에 의해 회전 동력을 얻는 터빈을 포함하는 가스 터빈;
상기 가스 터빈에서 배출된 배기 가스의 배열에 의해 증기를 생성하는 배열회수보일러;
상기 배열회수보일러에 의해 생성된 증기에 의해 구동하는 증기 터빈;
상기 배열회수보일러에 구비되어 상기 압축 공기와 상기 배기 가스를 열교환하여 상기 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기;
상기 압축기에서 상기 복수의 열교환기로 연결되는 압축공기 유로;
상기 복수의 열교환기에서 상기 터빈으로 연결되는 냉각공기 유로;
상기 압축공기 유로에서 상기 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로; 및
상기 바이패스 유로에 설치되어 상기 압축 공기와 주위 공기를 열교환하여 상기 압축 공기를 냉각시키는 바이패스 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템.A gas turbine including a compressor that compresses air, a combustor that mixes compressed air and fuel compressed in the compressor and combusts, and a turbine that obtains rotational power by combustion gas generated in the combustor;
A heat recovery boiler that generates steam by heat exhaust gas discharged from the gas turbine;
a steam turbine driven by steam generated by the heat recovery boiler;
a plurality of heat exchangers provided in the heat recovery boiler to cool the compressed air by exchanging heat with the compressed air and the exhaust gas;
A compressed air flow path connected from the compressor to the plurality of heat exchangers;
a cooling air flow path connected from the plurality of heat exchangers to the turbine;
a bypass passage connected from the compressed air passage to the cooling air passage; and
A combined cycle power generation system comprising a bypass heat exchanger installed in the bypass flow path to cool the compressed air by exchanging heat with the compressed air and surrounding air. 제1항에 있어서,
상기 복수의 열교환기는
중압 증발기의 상류측에 배치되는 중압 열교환기와,
저압 증발기의 상류측에 배치되어 상기 중압 열교환기에서 냉각된 압축 공기를 다시 냉각하는 저압 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템.According to paragraph 1,
The plurality of heat exchangers
A medium-pressure heat exchanger disposed upstream of the medium-pressure evaporator,
A combined cycle power generation system comprising a low-pressure heat exchanger disposed upstream of the low-pressure evaporator and re-cooling the compressed air cooled in the medium-pressure heat exchanger. 제2항에 있어서,
상기 압축공기 유로에 설치되는 메인밸브와,
상기 바이패스 유로에 설치되는 바이패스밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템.According to paragraph 2,
A main valve installed in the compressed air flow path,
A combined cycle power generation system further comprising a bypass valve installed in the bypass flow path. 제3항에 있어서,
상기 냉각공기 유로에 설치되어 상기 터빈으로 유입되는 냉각공기의 온도를 측정하는 복수의 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템.According to clause 3,
A combined cycle power generation system further comprising a plurality of temperature sensors installed in the cooling air flow path to measure the temperature of cooling air flowing into the turbine. 제4항에 있어서,
상기 복수의 온도센서는
상기 냉각공기 유로에서 상기 터빈의 유입구 가까이에 설치되는 제1온도센서와,
상기 냉각공기 유로에서 상기 바이패스 유로와 합류하기 전에 설치되는 제2온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템.According to paragraph 4,
The plurality of temperature sensors are
A first temperature sensor installed near the inlet of the turbine in the cooling air passage,
A combined cycle power generation system comprising a second temperature sensor installed in the cooling air flow path before joining the bypass flow path. 제2항에 있어서,
상기 배열회수보일러는
고압 과열기와,
제2 중압 과열기와,
고압 드럼의 아래에 배치되는 고압 증발기와,
고압 절탄기와,
제1 중압 과열기와,
중압 드럼의 아래에 배치되는 중압 증발기와,
제2 저압 과열기와,
중압 절탄기와,
제1 저압 과열기와,
저압 드럼의 아래에 배치되는 저압 증발기와,
저압 절탄기를 순서대로 포함하고,
상기 중압 열교환기는 상기 제1 중압 과열기와 상기 중압 증발기 사이에 배치되며,
상기 저압 열교환기는 상기 제1 저압 과열기와 상기 저압 증발기 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템.According to paragraph 2,
The heat recovery boiler is
high pressure superheater,
a second medium pressure superheater;
a high-pressure evaporator disposed below the high-pressure drum;
high pressure economizer,
a first medium pressure superheater;
a medium-pressure evaporator disposed below the medium-pressure drum;
a second low-pressure superheater;
medium pressure economizer,
a first low-pressure superheater;
a low-pressure evaporator disposed below the low-pressure drum;
Includes a low-pressure economizer in that order,
The intermediate pressure heat exchanger is disposed between the first intermediate pressure superheater and the intermediate pressure evaporator,
The low-pressure heat exchanger is a combined cycle power generation system, characterized in that disposed between the first low-pressure superheater and the low-pressure evaporator. 제4항에 있어서,
상기 메인밸브와 상기 바이패스밸브의 개도를 조절하는 제어부를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 온도센서에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 작으면 상기 바이패스밸브의 개도를 증가시키고, 상기 온도센서에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 크면 상기 바이패스밸브의 개도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템.According to paragraph 4,
It further includes a control unit that adjusts the opening degrees of the main valve and the bypass valve,
The control unit increases the opening degree of the bypass valve when the temperature measurement value of the cooling air by the temperature sensor is less than the target value, and when the temperature measurement value of the cooling air by the temperature sensor is greater than the target value, the control unit increases the opening degree of the bypass valve. A combined cycle power generation system characterized by reducing the opening degree of. 제4항에 있어서,
상기 메인밸브와 상기 바이패스밸브의 개도를 조절하는 제어부를 더 포함하며,
상기 제어부는
상기 바이패스밸브에 의한 온도 조절이 실패한 경우 상기 메인밸브의 개도를 조절하고,
상기 바이패스밸브에 의한 온도 조절이 실패하지 않은 경우 상기 온도센서에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 작으면 상기 바이패스밸브의 개도를 증가시키고, 상기 온도센서에 의한 냉각공기의 온도 측정값이 목표값보다 크면 상기 바이패스밸브의 개도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템.According to paragraph 4,
It further includes a control unit that adjusts the opening degrees of the main valve and the bypass valve,
The control unit
If temperature control by the bypass valve fails, adjust the opening degree of the main valve,
If temperature control by the bypass valve does not fail and the temperature measurement value of the cooling air by the temperature sensor is less than the target value, the opening degree of the bypass valve is increased, and the temperature of the cooling air is measured by the temperature sensor. A combined cycle power generation system characterized in that the opening degree of the bypass valve is reduced when the value is greater than the target value. 제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 가스 터빈의 기동시에,
상기 메인밸브를 닫고 상기 바이패스밸브를 열어서 상기 압축공기 전부가 상기 바이패스 열교환기에서 주위 공기와 열교환하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템.In clause 7,
When the control unit starts the gas turbine,
A combined cycle power generation system, characterized in that it is controlled to close the main valve and open the bypass valve so that all of the compressed air exchanges heat with surrounding air in the bypass heat exchanger. 압축기, 연소기, 터빈을 포함하는 가스 터빈과, 배열회수보일러와, 증기 터빈과, 상기 배열회수보일러에 구비되어 압축 공기와 상기 배기 가스를 열교환하여 상기 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기를 포함하는 복합발전 시스템의 운전 제어방법에 있어서,
상기 가스 터빈이 기동시인지 여부를 판단하는 단계;
상기 가스 터빈이 기동시인 경우, 압축공기 유로에서 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로에 설치된 바이패스 열교환기에서 주위 공기와 열교환하는 단계;
상기 가스 터빈이 기동시가 아닌 경우, 상기 열교환기에서 상기 터빈으로 연결되는 냉각공기 유로에 설치된 복수의 온도센서에 의한 온도 측정값이 목표값 범위 이내인지 여부를 판단하는 단계;
상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내가 아니면, 상기 온도 측정값이 목표값보다 작을 때, 압축공기 유로에서 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로에 설치된 바이패스밸브의 개도를 증가시키는 단계;
상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내가 아니면, 상기 온도 측정값이 목표값보다 클 때, 상기 바이패스밸브의 개도를 감소시키는 단계; 및
상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내이면, 상기 바이패스밸브의 개도 조절을 완료하는 단계를 포함하는 복합발전 시스템의 운전 제어방법.A composite comprising a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine, a heat recovery boiler, a steam turbine, and a plurality of heat exchangers provided in the heat recovery boiler to cool the compressed air by exchanging heat with the compressed air and the exhaust gas. In the operation control method of the power generation system,
determining whether the gas turbine is in startup;
When the gas turbine is in operation, exchanging heat with surrounding air in a bypass heat exchanger installed in a bypass passage connected from the compressed air passage to the cooling air passage;
When the gas turbine is not in operation, determining whether a temperature measurement value by a plurality of temperature sensors installed in a cooling air passage connected from the heat exchanger to the turbine is within a target value range;
If the temperature measurement value is not within the target value range, increasing the opening degree of the bypass valve installed in the bypass passage connected from the compressed air passage to the cooling air passage when the temperature measurement value is less than the target value;
If the temperature measurement value is not within the target value range, reducing the opening degree of the bypass valve when the temperature measurement value is greater than the target value; and
If the temperature measurement value is within the target value range, an operation control method of a combined cycle power generation system comprising completing adjustment of the opening degree of the bypass valve. 제10항에 있어서,
상기 복수의 열교환기는
중압 증발기의 상류측에 배치되는 중압 열교환기와,
저압 증발기의 상류측에 배치되어 상기 중압 열교환기에서 냉각된 압축 공기를 다시 냉각하는 저압 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템의 운전 제어방법.According to clause 10,
The plurality of heat exchangers
A medium-pressure heat exchanger disposed upstream of the medium-pressure evaporator,
An operation control method for a combined cycle power generation system, comprising a low-pressure heat exchanger disposed upstream of the low-pressure evaporator and re-cooling the compressed air cooled in the medium-pressure heat exchanger. 제11항에 있어서,
상기 복수의 온도센서는
상기 냉각공기 유로에서 상기 터빈의 유입구 가까이에 설치되는 제1온도센서와,
상기 냉각공기 유로에서 상기 바이패스 유로와 합류하기 전에 설치되는 제2온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템의 운전 제어방법.According to clause 11,
The plurality of temperature sensors are
A first temperature sensor installed near the inlet of the turbine in the cooling air passage,
An operation control method for a combined cycle power generation system, comprising a second temperature sensor installed before the cooling air flow path joins the bypass flow path. 압축기, 연소기, 터빈을 포함하는 가스 터빈과, 배열회수보일러와, 증기 터빈과, 상기 배열회수보일러에 구비되어 압축 공기와 상기 배기 가스를 열교환하여 상기 압축 공기를 냉각시키는 복수의 열교환기를 포함하는 복합발전 시스템의 운전 제어방법에 있어서,
상기 가스 터빈이 기동시인지 여부를 판단하는 단계;
상기 가스 터빈이 기동시인 경우, 상기 복수의 열교환기에서 상기 터빈으로 연결되는 바이패스 유로에 설치된 바이패스 열교환기에서 주위 공기와 열교환하는 단계;
상기 가스 터빈이 기동시가 아닌 경우, 압축공기 유로에서 냉각공기 유로로 연결되는 냉각공기 유로에 설치된 온도센서에 의한 온도 측정값이 목표값 범위 이내인지 여부를 판단하는 단계;
상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내가 아니면, 상기 온도 측정값이 목표값보다 작을 때, 압축공기 유로에서 냉각공기 유로로 연결되는 바이패스 유로에 설치된 바이패스밸브의 개도를 증가시키는 단계;
상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내가 아니면, 상기 온도 측정값이 목표값보다 클 때, 상기 바이패스밸브의 개도를 감소시키는 단계; 및
상기 온도 측정값이 목표값 범위 이내이면, 상기 바이패스밸브의 개도 조절을 완료하는 단계를 포함하는 복합발전 시스템의 운전 제어방법.A composite comprising a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine, a heat recovery boiler, a steam turbine, and a plurality of heat exchangers provided in the heat recovery boiler to cool the compressed air by exchanging heat with the compressed air and the exhaust gas. In the operation control method of the power generation system,
determining whether the gas turbine is in startup;
When the gas turbine is in operation, exchanging heat with surrounding air in a bypass heat exchanger installed in a bypass passage connected to the turbine from the plurality of heat exchangers;
When the gas turbine is not in operation, determining whether a temperature measurement value by a temperature sensor installed in a cooling air passage connected from a compressed air passage to a cooling air passage is within a target value range;
If the temperature measurement value is not within the target value range, increasing the opening degree of the bypass valve installed in the bypass passage connected from the compressed air passage to the cooling air passage when the temperature measurement value is less than the target value;
If the temperature measurement value is not within the target value range, reducing the opening degree of the bypass valve when the temperature measurement value is greater than the target value; and
If the temperature measurement value is within the target value range, an operation control method of a combined cycle power generation system comprising completing adjustment of the opening degree of the bypass valve. 제13항에 있어서,
상기 복수의 열교환기는
중압 증발기의 상류측에 배치되는 중압 열교환기와,
저압 증발기의 상류측에 배치되어 상기 중압 열교환기에서 냉각된 압축 공기를 다시 냉각하는 저압 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템의 운전 제어방법.According to clause 13,
The plurality of heat exchangers
A medium-pressure heat exchanger disposed upstream of the medium-pressure evaporator,
An operation control method for a combined cycle power generation system, comprising a low-pressure heat exchanger disposed upstream of the low-pressure evaporator and re-cooling the compressed air cooled in the medium-pressure heat exchanger. 제14항에 있어서,
상기 복수의 온도센서는
상기 냉각공기 유로에서 상기 터빈의 유입구 가까이에 설치되는 제1온도센서와,
상기 냉각공기 유로에서 상기 바이패스 유로와 합류하기 전에 설치되는 제2온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발전 시스템의 운전 제어방법.According to clause 14,
The plurality of temperature sensors are
A first temperature sensor installed near the inlet of the turbine in the cooling air passage,
An operation control method for a combined cycle power generation system, comprising a second temperature sensor installed before the cooling air flow path joins the bypass flow path.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101946176B1 (en) 2014-10-03 2019-02-08 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 Gas turbine, combined cycle plant, and activation method of gas turbine

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