KR890001171B1 - 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치 - Google Patents

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가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼
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Abstract

내용 없음.

Description

증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치
제1도는 종래의 복수기 진공유지장치를 구비한 증기파워플랜트의 개략 구성도.
제2도는 본원 발명의 복수기 진공유지장치를 구비한 증기파워플랜트의 일실시예의 개략 구성도.
제3도는 본원 발명의 복수기 진공유지장치를 구비한 증기파워플랜트의 다른실시예의 개략 구성도.
제4도는 제3도의 증기 파워플랜트내의 콤바인된 제1및 제2글랜트콘덴서의 개략 횡단면도.
제5도는 본원 발명의 복수기 진공유지장치를 구비한 증기파워플랜트의 다른 실시예의 개략 구성도.
제6도는 본원 발명의 복수기 진공유지장치를 구비한 증기파워플랜트의 또 다른 실시예의 개략 구성도.
본원 발명은 증기파워플랜트(power plant)에 관한 것이며, 특히 단시간의 정지중에 복수기(復水器)내의 진공을 유지하는 장치를 포함하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치에 관한 것이다.
증기파워플랜트에 있어서의 증기터빈용 복수기는 이 증기터빈의 장기간의 운전중지중에는 일반적으로 진공유지를 하지 않으나, 단시간의 운전중지중에 있어서는 그 여건에 따라서 진공유지되는 경우와 되지않는 경우가 있어서 각각 장단을 가지고 있다.
증기터빈의 단시간의 운전중지중에도 증기파워플랜트의 복수기내의 진공을 유지하려고 하면 진공유지를 위한 동력을 소비하여야 한다는 결점이 있다. 이 동력소비중에서 증기파워플랜트내에서의 순환수펌프(상세한 것은 후술)의 운전 계속에 요하는 동력손실이 대부분이다.
증기터빈의 단시간의 운전중지중에, 상기 증기파워플랜트내의 순환수펌프를 정지해서 동력손실을 절감하면 복수기 내부의 진공이 파괴되므로, 운전재개에 시간이 걸리고 운전재개 소요기시간이 길어진다. 더우기, 복수기내의 복수가 대기에 접촉해서 산소를 흡수하므로 수질이 저하되고, 부식을 촉진하는 등의 불합리도 파생한다.
운전중지중에 증기파워플랜트의 복수기내의 진공을 유지하기 위하여 순환스펌프를 운전하는데 필요한 동력은 상당한 양에 달한다. 예를들면 700MW급 화력발전소에 있어서는 순환수펌프를 운전하는데 요하는 동력은 전력료로 환산하면 연간 수백만불에 달한다.
최근의 에너지 사정에 의해 일반 공장은 물론 발전용 증기터빈플랜트등에 있어서 운전중지의 반복 빈도가 높아지고, 특히 콤바인 사이클의 증기터빈은 높은 빈도로 기동과 정지가 반복되므로 상기 불합리의 영향이 현저하게 나타난다.
파워플랜트의 운전중지중에 복수기의 진공을 유지하는 경우, 상기 순환수펌프의 동력소비를 절감하기 위해 운전중지중의 기간은 순환수펌프를 50%부하로 운전하는 것도 제안되었다. 예를들면, 2대병렬 운전하도록 구성된 순환수펌프를 1대 운전한다.
그러나, 이와 같은 운전을 행하면 복수기의 냉각수량이 약 1/2로 감소되는 동시에 그 유속도 약 1/2로 감소되므로, 순환수 관이나 냉각수 관내에 미생물 또는 해양생물이 부착되기 쉽고, 신뢰성을 손상시키는 등의 역효과를 주며, 냉각수 순환시스템을 자주 청결하게 하는 작업을 요한다.
본원 발명은 상술한 사정을 감안하여 증기파워플랜트의 증기터빈의 단시간의 운전중지중에 순환수펌프의 운전을 중지할 수 있고, 비교적 소량의 동력소비로 복수기내의 진공을 유지할 수 있는 증기파워플랜트의 진공 유지장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본원 발명의 복수기 진공유지장치는 증기터빈 글랜드패킹(gland packing )의 시일(seal)증기 공급부보다 복수기쪽의 위치를 글랜드콘덴서를 통하여 공기추출장치에 접속 연통하고, 단시간의 정지중에 터빈글랜드패킹으로부터 복수기내로 유입하려고 하는 시일증기를 상기 글랜드콘덴서 및 공기추출장치에 흡인해서, 상기 시일증기의 복수기내로의 새어드는 것을 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
따라서, 본원 발명의 목적은 단순한 수단에 의하여 선행 기술에 있어서의 단점 및 불리점을 해소할 수 있는 증기파워플랜트의 진공유지장치를 제공하는데 있다.
본원 발명의 다른 목적은 최소의 동력소비로 증기파워플랜트의 복수기내의 진공을 유지하면서,증기파워플랜트의 운전중지를 가능하게 하는 증기파워플랜트의 진공유지장치를 제공하는데 있다.
본원 발명의 다른 목적은 모든 운전조건하에서 신뢰할 수 있는 증기파워플랜트의 진공유지장치를 제공하는데 있다.
본원 발명의 다른 목적은 구조에 있어서 간단하며, 제작비가 비교적 낮은 증기파워플랜트의 진공유지장치를 제공하는데 있다.
본원 발명의 다른 목적은 증기파워플랜트의 운전중지에 따른 재기동 시간을 최소화 할수 있는 증기파워플랜트의 진공유지장치를 제공하는데 있다.
본원 발명의 다른 목적은 증기파워플랜트의 운전중지중에 냉각수 순환수단의 운전중지를 가능하게 하는 증기파워플랜트의 진공유지장치를 제공하는데 있다.
본원 발명의 다른 목적은 증기파워플랜트의 단시간의 운전중기중에 진공상태를 확보할 수 있는 증기파워플랜트의 진공유지장치를 제공하는데 있다.
본원 발명의 다른 목적은 증기파워플랜트의 복수기내로 유입될 시일증기가 또 하나의 복수기 및 공기추출 장치내로 유입되어, 시일증기가 증기파워플랜트의 복수기내로 새어 들어가는 것을 방지할 수 있는 증기파워플랜트의 진공유지장치를 제공하는데 있다.
또한, 본원 발명의 또 다른 목적은 증기파워플랜트의 냉각시스템의 냉각수 관의 오염을 최소화 할 수 있는 증기파워플랜트의 진공유지장치를 제공하는데 있다.
본원 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 이점은 본원 발명의 수개의 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 다음의 설명에 의하여 보다 명확하게 이해될 것이다.
종래의 증기파워플랜트가 도시된 제1도에 있어서, (1)은 고압터빈, (2)는 저압터빈이며, (6)은 상기 저압터빈(2)의 축(2´)에 설치된 글랜드패킹이다. 예를들면, 진공유지를 행하면서 운전중지의 대기중(정지중)의 증기파워플랜트에서는 다른 관 또는 파워플랜트 내지 보일러등으로부터의 보조증기시스템에서 글랜드조정기(3)에 시일증기(4)가 공급된다. 여기서 시일증기(4)가 글랜드조정기(3)에 의해 일정압력으로 조정되고, 시일증기헤더(5)를 거쳐서 터빈축에 설치된 글랜드패킹(6)에 공급된다. (8)은 고압터빈리크(leak)를 나타낸다. 글랜드패킹(6)에 공급된 시일증기(4)의 일부는 글랜드패킹(6)으로 공급되어, 화살표 D에 의하여 도시되어 있는 바와 같이 증기파워플랜트의 복수기(40)내로 들어간 후에 냉각되어 응축수가 되고, 이 응축수는 복수펌프(16)에 의해 복수관(17)을 통해 복수기(40)로부터 추출된다. 나머지 증기는 글랜드패킹 (6)의 외축에서 저압터빈 리크오프관 또는 냉각수관(7)을 거쳐서 글랜드콘덴서(9)에 추기(抽氣)되고, 여기서 증기가 냉각, 응축해서 2점쇄선 화살표 A와 같이 글랜드콘덴서 (9)로부터 복수기(40)로 회수된다. 불응축가스는 글랜드콘덴서(9)에서 송풍기(10)로 대기중으로 방출된다. 상기 복수기(40)는 공기추출관(14) 및 공기추출장치(15)를 갖추고 있으며, 복수기(40)내의 복수의 일부는 복수펌프(16)에 의해 복수관(17)을 통해서 글랜드콘덴서(9)의 냉각용 매체로서 공급된다.
복수기(40)내에 새어든 시일증기는 순환수펌프(18)과 복수기 냉각수관(19)에 의해 공급된 냉각수에 의해서 냉각되고, 응축수로되어 복수기(40)내에 저장된다. 상기 냉각수는 냉각수귀환관(20)을 통해 복수기(40)로부터 냉각수 공급원으로 귀환된다. 상술한 바와같이 순환수펌프(18)를 운전하기 위한 소요동력을 비교적 크다.
제2도에 도시된 바와같이, 본원 발명에 의하면, 제1글랜드콘데서(9)와 별체로 진공유지용의 제2글랜드콘덴서(12)를 설치한다. 제1도의 상술한 증기파워플랜트와 같이 글랜드패킹(6)의 시일증기 유입구(A)보다 외측에 형성된 추기구(B)로부터의 누설증기는 종래 장치와 같이 글랜드콘덴서(9)로 인도해서 응축시키지만, 본 실시예에 있어서는 다시 유입구(A)보다 복수기(40)에 가까운 위치에 또 하나의 추기구(C)를 설치하고, 이 추기구(C)를 저압글랜드증기관(11)에 의해 상기 제2글랜드콘덴서(12)를 통해서 공기추출장치(15)에 접속 연통시킨다. 제 2 글랜드콘덴서(12)는 연결관(13)을 통해서 공기추출장치(15)의 입구에 접속된다.
상기 공기추출장치(15)의 진공흡인도는 일반적으로 복수기(40)내의 진공도보다 약간 높으므로, 글랜드패킹(6)의 단수(段數)배분을 적절하게 설정하면, 글랜드패킹 (6)으로부터 2점쇄선 화살표D와 같이 복수기(40)내에 새어 들려고 하는 시일증기를 제2글랜드콘덴서(12)에 흡인할 수 있다. 제2도에 도시된 구조에 의하여 시일증기의 복수기(40)내로의 새어드는 것을 방지할 수 있으므로, 단시간의 운전중지시에는 순환수펌프(18)를 정지한 상태로 복수기(40)내의 진공을 유지할 수 있다. 그 결과, 재운전시의 기동동작이 간단하며, 재기동소요 시간이 짧고, 더우기 운전정지중의 동력수비가 상당히 감축된다.
제3도 및 제4도에 도시된 실시예는 앞의 실시예(제2도)에 비해서 시스템구성은 다음과 같으나, 다른 점은 제1글랜드콘덴서(9)와 제2글랜드콘덴서(12)를 일체의 유니트로서 결합해서 구성되어 있는 점이며, 경제성, 구체적 실시에 있어 실용가치가 높다. 보다 상세히 설명하면, 통상 글랜드콘덴서는 그 냉각수로서 복수를 사용하는 경우가 많고, 소요 교환열량에 비해서 냉각수량이 과대하며, 그 결과 통상 글랜드콘덴서는 비교적 직경이크고 축의 길이가 짧은 형상이 되기 쉽다. 그 때문에 일반적으로는 냉각복수량의 일부를 바이패스하는 형태로 형상의 균형을 취하고 있다. 제 3 도 및 제 4 도에 도시된 구조와 같이 제2글랜드콘덴서의 소요 열량을 가할 경우는 그 바이패스량을 일부 감소시키는 것만으로 대처 가능하다.
상기 제1글랜드콘덴서(9) 및 제2글랜드콘덴서(12)를 결합한 구성의 단면도를 제 4 도에 나타낸다. 공통의 동체(41)를 간막이판(42)으로 상하부 2실로 구분하고, 상부실에 제 1 글랜드콘덴서(9)를, 하부실에 제2글랜드콘덴서(12)를 각각 구성한다. 복수관(17)에 의해서 공급된 복수는 U자관(43)에 인도되어, 제 2 글랜드콘덴서(12)내 및 제1글랜드콘덴서(9)내를 각각 냉각한다. (10)은 불응축가스배출용 송풍기이다.
제5도에 또 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예가 상기 실시예(제 3 도)와 다른 점은 제1글랜드콘덴서(9) 및 제2글랜드콘덴서(12)의 냉각용 매체로서, 복수관(17)내의 복수, 또는 다른 시스템의 냉각수원(E)을 선택적으로 사용할 수 있도록 구성한 것이다. (21) 및 (22)는 복수관(17)에 설치된 글랜드콘덴서 입구밸브 및 동출구밸브이다. 냉각수원(E)은 냉각수공급밸브(44)를 거쳐 냉각수공급관(23)에 의해 글랜드콘덴서 입구밸브(21)의 상류위치에서 복수관(17)과 연결된다. 냉각수는 냉각수귀환관(24) 및 냉각수귀환밸브(45)를 통해 귀환한다.
제5도의 구조에 있어서, 단시간의 운전정지중에 복수펌프(16)를 정지해서 다른 시스템의 냉각수원(E)(예를들면 파워플랜트내 용수 또는 베어링냉각수 등)을 제 1 글랜드콘덴서(9)와 제2글랜드콘덴서(12)에 공급할 수 있으므로, 순환수펌프(18)의 동력수비 뿐만이 아니고 복수펌프(16)의 동력소비도 절감할 수 있다.
제6도에 본원 발명의 또 다른 실시예를 나타내며, 본 실시예의 기본적인 시스템 구성은 상기 각 실시예와 같으나, 앞의 실시예와 다른 점은 제 1 글랜드콘덴서(9)의 드레인을 더욱 압력이 낮은 제2글랜드콘덴서(12)에 회수할 수 있도록 구성해서, 제 2 글랜드콘덴서(12)에서 복수기(40)로 회수되는 드레인을 온도를 저하시키고, 복수기 (40 )내 저장수의 온도상승을 방지하는 동시에 플러쉬(자체 증발) 발생의 우려를 미연에 방지하고, 복수기 및 저압터빈내 체류포화증기를 감소시키도록 구성되어 있다. 복수기 및 저압터빈내의 체류포화 증기는 금속제 부재의 표면에 결로되어 부식의 발생을 유발할 우려가 있으므로, 제6도의 본 실시예에 있어서 체류포화증기를 감소시키면 방청(防請)효과가 얻어진다.
특히, 제6도에 있어서 조정밸브(30)를 닫고 드레인전환밸브(26)를 열면, 글랜드콘덴서(9)의 드레인은 드레인관(25)을 거쳐 복수회수탱크(27)로 흐른다. 이 드레인은 복수회수펌프(28)에 의해 복수회수관(29)을 거쳐서 복수기(40)에 송입할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 드레인전환밸브(26)를 닫고 조정밸브(30)를 열면, 제 1 글랜드콘덴서(9)의 드레인은 제 2 글랜드콘덴서(12)에 송입된다.
제 2 글랜드콘덴서(12)의 드레인은 복수기(40)과의 차암이 작으므로 제 2 글랜드콘덴서(12)의 U시일관(32)및 드레인회수관(33)을 통해서 복수기(40)에 도입된다. 글랜드콘덴서(9)의 드레인은 약 100℃정도이므로, 이것을 복수기(40)에 도입하면 압력변화에 따라 자체증발을 일으키고, 그 증기가 복수기 및 터빈의 금속표면에 결로되어 부식을 유발할 염려가 있다. 그러나, 제 1 글랜드콘덴서(9)의 드레인을 보다 저압의 제 2 글랜드콘덴서(12)에 도입하고, 냉각수와의 열교환에 의해서 복수기 내압에 있어서의 포화온도 근처떠지 온도를 저하시키고, 복수기(40)내에 있어서의 자체 증발 및 이에 따르는 결로, 부식을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본원 발명의 복수기 진공유지장치는 단시간의 운전중지중에 복수기(40)내의 진공유지를 하는 증기파워플랜트에 있어서 터빈그랜드패킹(6)의 시일증기 공급부보다 복수기(40)에 가까운 곳을 제2글랜드콘덴서를 통해서 공기추출장치에 접속 연통하고, 단시간의 운전중지중에 터빈글랜드패킹(6)에서 복수기(40)중에 유입하려고 하는 시일증기를 상기 제2글랜드콘덴서(12) 및 공기추출장치(15)에 흡인해서 상기 시일증기의 복수기(40)내로 새어드는 것을 방지할수 있도록 하므로서 증기터빈의 단시간의 운전중지중에 순환수펌프(18)의 운전을 정지해서 동력손실을 절감하고, 근소한 동력소비로 복수기(40)내의 진공파괴에 따르는 불합리, 및 단시간의 운전중지중에 있어서의 순환수펌프(18)의 소수량 운전에 따른 불합리 예를들면 오염물질의 부착등을 방지할 수 있다.
상술한 본원 발명의 수개의 실시예는 본원 발명을 설명하기 위한 것이며, 본원 발명이 이에 국한되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 본원 발명의 범위는 다음의 특허청구의 범위에 의한다.

Claims (13)

  1. 터빈과, 이터빈과 결합된 복수기와, 이 복수기로부터 공기를 추출하는 공기추출장치와, 상기 터빈에 대하여 증기시일링을 형성할 수 있게 하는 글랜드패킹과, 시일증기가 대기로 누출되는 것을 방지하기 위하여 상기 글랜드패킹으로부터 추출된 증기가 제1글랜드콘덴서를 인도되도록 시일증기를 상기 글랜드패킹에 유입하기 위한 시일증기유입구보다 외측에 형성된 추기구를 통해 상기 글랜드패킹과 연통되는 제1글랜드콘덴서를 포함하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치에 있어서, 상기진공유지장치는 상기 터빈과 결합된 복수기내로 시일증기가 새어들어가는 것을 방지하기 위하여 상기 글랜드패킹으로부터 시일증기를 유입하기 위해 시일증기유입구보다 복수기에 가까운 위치에서 상기 글랜드패킹에 접속된 글랜드증기관과, 상기 글랜드패킹으로부터의 시일증기를 추출하기 위해 상기 복수기로부터 공기를 추출하는 공기추출장치에 접속된 연결관과, 상기 글랜드패킹으로부터의 추출된 증기가 상기 제2글랜드콘덴서로 유입되도록 시일증기를 유입하기 위한 상기 글랜드증기관과 복수기로부터 공기를 추출하기 위한 상기 공기추출장치 사이에 배설된 제2글랜드콘덴서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2글렌드콘덴서와 상기 제1글랜드콘덴서는 일체의 유니트로 형성되는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 일체의 유니트는 동체를 상부 및 저부실로 구획하여 제1및 제2글랜드콘덴서를 형성하기 위하여 내부에 배설된 간막이판과, 제1및 제2글랜드콘덴서를 냉각시킬 수 있도록 상기 각 실시의 내부에 복수를 유입하는 수단을 가진 하나의 동체에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수를 유입하는 수단은 터빈과 결합된 복수기로부터 복수를 유입하기 위한 대략 U자관으로 이루어지며, 상기 복수는 제1및 제2글랜드콘덴서를 냉각하기 위한 냉각수를 형성하는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치.
  5. 제4항에 있어서, 불응축가스를 배출하기 위한 송풍기가 상기 글랜드콘덴서중의 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트이 복수기 진공유지장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 터빈과 결합된 복수기로부터 상기 제2글랜드콘덴서로 복수를 공급하는 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수를 공급하는 수단은 상기 제2글랜드콘덴서와 복수기 사이를 연결하는 복수관과, 이 복수관에 배설된 복수펌프를 포함하며, 상기 제2글랜드콘덴서로의 복수의 공급을 선택적으로 제어하는 수단이 배설되는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치.
  8. 제7항에 있어서, 진공유지장치는 또한, 냉각수의 공급을 선택적으로 제어하는 수단을 포함하는 상기 제2글랜드콘덴서로 냉각수를 공급하는 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 냉각수의 공급을 선택적으로 제어하는 수단을 복수관에 배열된 글랜드콘덴서 입구밸브를 포함하고, 상기 냉가수를 공급하는 수단은 냉각수원 및 이 냉각수원과 복수관사이에 배설된 냉각수 공급관을 포함하고, 상기 냉각수공급관은 글랜드콘덴서 입구밸브와 상기 제2글랜드콘덴서 사이에 배설된 복수관과 연통되고, 그리고 냉각수의 공급을 제어하는 수단은 복수관과 냉각수원 사이에 배설된 냉각공급원 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2글랜드콘덴서와 상기 제1글랜드콘덴서는 일체의 유니트로 형성되는 것을 특징으로하는 증기파워플랜트이 복수기 진공유지장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 일체의 유니트는 동체를 상부 및 저부실로 구획하여 제1및 제2글랜드콘덴서를 형성하기 위하여 내부에 배설된 간막이판과, 제1및 제2글랜드콘덴서를 냉각시킬 수 있도록 상기 각 실의 내부에 복수를 유입하는 수단을 가진 하나의 동체에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치.
  12. 제6항에 있어서, 상기 제2글랜드콘덴서와 상기 제1글랜콘덴서는 일체의 유니트로 형성되는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치.
  13. 제6항에 있어서, 상기 제1글랜드콘데서로부터 복수회수탱크 및 상기 제2글랜드콘덴서로 복수를 선택적으로 보내기 위한 드레인관이 배설되는 것을 특징으로 하는 증기파워플랜트의 복수기 진공유지장치.
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