급수 예열 시스템 및 방법

급수 예열 시스템 및 방법{FEEDWATER PREHEATING SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 복합 화력 발전소(CCPP)에 관한 것이며, 특히 상기 CCPP에서 열 회수 증기 발생기(HRSG) 내로 공급될 급수를 예열시키기 위한 급수 예열 시스템 및 방법에 관한 것이다.

복합 화력 발전소(CCPP)에 설비되는 급수 가열 시스템들은 일반적으로 열 회수 증기 발생기(HRSG)로 전달된 물을 HRSG에서 요구되는 고정 최소 온도까지 또는 그 이상으로 예열시키기 위해 사용된다. 급수를 예열시킴으로써 HRSG 내에서 증기 발생에 포함된 비가역성들을 감소시키고 CCPP의 열역학적 효율을 개선시킨다. 상기 예열 급수의 다양한 기타 장점들 가운데, 그와 같은 예열은 또한 외부 튜브면 상의 연도 가스 응축에 의해 상기 HRSG 내부에 발생되는 부식을 회피하는데 도움을 준다.

그와 같은 급수 가열 시스템들을 구비한 CCPP에 있어서, 예열은 HRSG로부터 추출되는 활성 증기(pegging steam)와 같은 다른 가열 소스, 응축 예열기나 분리 급수 예열기에서의 증기 터빈 추출, 이코노마이저(economizer) 추출로부터의 급수 재순환, 또는 HRSG의 냉각 단부에서 전용 HRSG 코일에서의 급수 재순환에 의해 성취된다. 상기 기술 개념의 상술된 상태의 개념은 일반적으로 상기 급수 탱크 내의 고정 온도를 제어할 목적을 갖는다

종래 기술의 도 4는 급수의 고정 온도를 예열 및 제어하기 위해 사용되는 급수 예열 시스템(10)의 대표적인 개괄을 도시한다. 상기 시스템(10)은 HRSG(30)와 같은 HRSG에 예열된 물을 공급하기 위해 공급 라인(14)과 복귀 라인(16)을 갖는 급수 탱크(12)를 포함한다. 상기 공급 라인(14)은 급수를 상기 HRSG(30)로 운반하기 위한 펌프(18)를 포함하며, 상기 복귀 라인(16)은 상기 급수의 유동을 조절하기 위한 제어 밸브(20)를 포함할 수 있다. 상기 제어 밸브(20)는 순환 질량 유량을 조절하고 따라서 요구 온도를 유지시키기 위해 상기 급수 탱크로의 열 유입을 조절하기 위해 상기 유동을 조절한다. 대안적으로, 급수 유동은 펌프(18)를 사용하여 제어되며, 이 경우 급수 재순환 질량 유량은 가변적이게 된다. 그럼에도 불구하고, 상기 CCPP의 특정 하중의 경우에 대해, 전체 하중(예를 들면, 130kg/s)에서 작동하는 급수 재순환 시스템에 의해 통합되는 열은 일반적으로 60℃ 이상일 수 있는 요구 최소 온도 설정점을 유지하기에는 충분하지 않을 수 있다. 그를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 시스템(10)은, 상기 급수 탱크(12) 내의 최소 급수 온도 설정점을 유지 및 제어하기 위해 가열 증기를 공급하도록, 활성 증기 회로(22)와 같은 가열 소스를 포함한다.

그와 같은 가열 소스를 사용함으로써, 상기 급수를 가열하기 위해 사용되는 에너지가 일반적으로 주요 증기 소스(CRH, LP, 등)로부터 얻어지거나 또는 증기 터빈의 단계들 사이에서 추출되므로, 상기 CCPP에 일정하게 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 상기 터빈에서 팽창 작업을 수행하기 위해 사용되는 (그리고 그에 따라 동력을 발생하는) 증기는 그와 같은 목적을 위해 사용되지 않는다. 상기 급수 가열을 위해 사용되는 전체 순환 증기 질량 유량의 백분율은, 상기 증기의 부분 증가가 CCPP 효율을 감소시키는 원인이 되므로, 최대 CCPP 효율을 위해 신중히 최적화되어야만 한다.

따라서, 상기 CCPP의 효율을 최대화시키기 위해 HRSG를 가열하기 위한 급수를 가열하도록 그와 같은 가열 증기를 사용해야 하는 필요성을 최소화하거나 또는 배제시킬 필요가 대두된다.

본 발명은 개선된 급수 예열 시스템 및 방법을 설명하는 것으로, 상술된 결함들을 극복하도록, 그러나 일부 추가의 장점들의 제공과 함께 모든 장점들을 포함하도록 의도된 하나 이상의 공개 양태에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 다음과 같은 간략화된 요약들로 제공된다. 이와 같은 요약은 본 발명의 광범위한 개요를 의미하지 않는다. 이와 같은 요약은 본 발명의 요점이나 또는 절대 요소를 확인하거나 또한 본 발명의 범위를 설명하지 않는 것으로 의도된다. 오히려, 본 요약의 유일한 목적은 이후에 제안될 더욱 상세한 설명에 대한 서론으로서 간략한 형태로 본 발명의 일부 개념들과 그의 양태들과 장점들을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 목적은, 복합 화력 발전소(CCPP)의 효율을 최대화하도록 급수를 가열하기 위해 고 에너지 가열 스트림을 사용할 필요성을 최소화시키거나 배제시킬 수 있는, 개선된 급수 예열 시스템들 및 방법들을 설명하는 것이다. 그와 같이 개선된 급수 예열 시스템들 및 방법들은 마찬가지로 외부 튜브면 상의 연도 가스 응축에 의해 상기 HRSG 내부에 발생되는 부식을 방지하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 목적은 효율적이고 경제적인 방식으로 편리하게 사용될 수 있는 개선된 급수 예열 시스템들 및 방법들을 제공하는 것이다. 본 발명의 기타 다양한 목적들 및 특징들은 다음의 상세한 설명 및 청구 범위로부터 명백해질 것이다.

상술된 그리고 기타 목적들은 개선된 급수 예열 시스템에 의해 성취될 수 있다. 상기 급수 예열 시스템은 열 회수 증기 발생기(HRSG) 내로 공급될 급수를 예열하도록 구성된다. 상기 급수 예열 시스템은 공급 탱크 및 정적(constant volume) 용적 재순환 펌프를 포함한다. 상기 급수 탱크는 상기 급수를 저장하도록 구성된다. 상기 급수 탱크는 공급 라인 및 복귀 라인을 포함한다. 상기 공급 라인은 상기 급수를 상기 HRSG로 공급하도록 구성되며, 상기 복귀 라인은 급수가 상기 급수 탱크 내로 복귀할 수 있게 한다. 상기 복귀 라인은 급수의 재순환 동안 성분 손실을 감소시키기 위해 제어 밸브를 필요로 하지 않는다. 또한, 상기 정적 재순환 펌프는 상기 HRSG와 상기 급수 탱크 사이에서 상기 급수를 재순환시키기 위해 상기 공급 라인에 구성된다. 상기 정적 재순환 펌프는 급수의 재순환 동안 열 손실을 감소시키기 위해 상기 급수를 일정한 속도 및 용적으로 재순환시키며, 따라서 상기 HRSG의 효율을 증가시킨다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 급수는 연도 가스에서 황/물 함량에 기초한 설계 동안 규정된, 최소 설정 온도 이상으로 유지된다. 그와 같은 실시예에 있어서, 가변 용적 재순환 펌프 대신에, 복귀 라인으로부터 제어 밸브를 배제하고 정적 재순환 펌프를 포함시킴으로써, 상기 급수 예열 시스템은 급수를 일정한 속도 및 용적으로 재순환시킬 수 있게 되며, 급수의 재순환 동안 열 손실을 감소시키고, 상기 급수의 최소 설정 온도를 설계 동안 설정한 바와 같이 유지시킬 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 실시예에 있어서와 같이, 설계 동안 상기 최소 설정 온도를 규정하는 대신에, 상기 급수는 작동 중 상기 HRSG에 의해 요구되는 바와 같은 온도로, 요구 최소 온도 또는 설정 온도 이상으로 유지된다. 이와 같은 실시예에 따라, 연속 배출물 감시 시스템(CEMS) 회로 또는, 전용 물/산 이슬점 측정 장치와 같은, 어떠한 기타 측정 장치가, 상기 HRSG의 파라미터들에 기초한, 상기 급수가 상기 HRSG에서 재순환을 위해 유지하도록 요구되는 요구 최소 설정 온도를 산출하게 하도록 상기 HRSG에 구성된다. 이와 같은 실시예에 있어서, 급수를 일정한 속도 및 용적으로 재순환시키기 위해, 상기 복귀 라인으로부터 제어 밸브를 배제시키고 상기 정적 재순환 펌프를 포함시킴으로써, 급수의 재순환 동안 열 손실이 감소되고, 상기 급수의 요구 최소 설정 온도가 상기 CEMS 회로에 의해 산출된 바와 같이 유지된다.

상기 실시예들 모두에서, 상기 급수 예열 시스템은 설계 동안 상기 최소 온도 설정까지 또는 상기 CEMS 회로에 의해 산출된 요구 최소 설정 온도까지 상기 급수를 예열시키기 위해 활성 온도를 상기 급수 탱크에 공급하기 위한 활성 증기 라인 소스의 선택적 제공을 포함한다. 상기 급수 탱크 내의 급수 온도가 상기 최소 설정 온도 미만 또는 상기 산출된 요구 최소 설정 온도 미만에 도달되는 대로, 상기 활성 증기 라인 소스는 상기 급수 온도 요건에 도달하도록 활성화될 수 있다. 상기 활성 증기의 그와 같은 제어 및 감소된 사용은 상기 HRSG 및 상기 CCSS의 효율을 증가시킬 수 있다.

상기 급수 예열 시스템의 양 실시예들은 상기 활성 증기를 공급하도록 상기 활성 증기 소스 라인을 개폐시키기 위해 상기 활성 증기 소스 라인에 구성된 제어 밸브를 포함한다. 상기 시스템의 양 실시예들은 또한 상기 활성 증기 소스 라인의 상기 제어 밸브와 상기 급수 탱크에 구성되어, 상기 급수의 최소 설정 온도를 유지하기 위해 상기 급수 탱크의 온도에 기초하여 상기 제어 밸브를 개폐하도록 신호를 송신하는 온도 제어 회로를 추가로 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 상기 급수를 예열시키기 위해 상기 활성 증기를 최소화시키는 대신, 상기 활성 증기가 상기 급수 예열 시스템으로부터 완전히 배제된다. 이와 같은 양태에 있어서, 상기 급수 예열 시스템은 급수 탱크, 정적 재순환 펌프 및 압력 제어 수단을 포함한다. 상기 급수 탱크는 공급 라인 및 복귀 라인을 포함한다. 상기 공급 라인은 급수를 상기 HRSG로 공급하도록 구성된다; 그리고 상기 복귀 라인은 상기 급수를 상기 급수 탱크로 복귀시킬 수 있도록 구성된다. 상기 복귀 라인은 제어 밸브를 필요로 하지 않으며 또한 상기 급수 탱크에 구성된다. 또한, 상기 정적 재순환 펌프는 상기 HRSG와 상기 급수 탱크 사이에서 급수를 재순환시키기 위해 상기 공급 라인에 구성된다. 상기 정적 재순환 펌프는 급수의 재순환 동안 열 손실을 감소시키기 위해 상기 급수를 일정한 속도 및 용적으로 재순환시키도록 구성된다. 또한, 상기 압력 제어 수단은 상기 증발기 내의 작동 증기압을 증가시키기 위해 상기 HRSG의 증발기에 구성되어, 상기 급수에서의 열취득(heat gain)을 증가시키고 또한 상기 급수의 최소 설정 온도를 유지시켜서 열을 상기 공급 라인으로 이동시키며, 따라서, 상기 2개의 실시예들에서 요구되는 대로 상기 급수를 예열시키기 위한 활성 증기 요건을 배제하며, 따라서 상기 HRSG의 효율을 증가시킨다.

상기 급수 예열 시스템은 또한 상기 증발기의 상기 압력 제어 수단과 상기 급수 탱크에 구성되어, 상기 급수의 상기 최소 설정 온도를 유지하기 위해 상기 급수 탱크의 온도에 기초하여 상기 증발기 내의 작동 증기압을 증가 또는 감소시키기 위해 신호를 송신하는 온도 제어 회로를 포함할 수 있다.

또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 각각 급수 예열 시스템의 관점에서 작동하는 방법들이 개시되어 있다.

그와 같이 개선된 급수 예열 시스템들은 복합 화력 발전소(CCPP)의 효율을 최대화하도록 열 회수 증기 발생기(HRSG)를 가열하기 위해 상기 급수를 가열하기 위한 가열 스트림을 사용하기 위한 필요성을 최소화하거나 또는 배제한다. 그와 같이 개선된 급수 예열 시스템들 및 방법들은 마찬가지로 외부 튜브면 상의 연도 가스 응축에 의해 상기 HRSG 내부에 발생되는 부식을 방지하게 할 수 있다. 또한, 상기 개선된 급수 예열 시스템들은 효율적이고 경제적인 방식으로 편리하게 사용될 수 있다.

본 발명이 특징으로 하는 다양한 신규적 특징들와 함께, 본 발명의 다른 양태들이 본 발명의 구체적 사항들과 함께 설명되었다. 본 발명의 보다 양호한 이해를 위해, 작동적 장점들, 그의 용도, 참고 사항이 본 발명의 예시적 실시예들을 설명하고 있는 첨부된 도면들 및 상세한 설명에 개시될 것이다.

본 발명의 장점들 및 특징들은 첨부 도면과 함께 취해진 청구항들 및 다음의 상세한 설명들을 참고로 하여 보다 용이하게 이해될 것이며, 여기서 유사한 구성 요소들은 유사한 부호로 확인된다.
도 1은 본 발명의 제 1 예시적 실시예에 따른 급수 예열 시스템의 대표적인 라인 다이어그램.
도 2는 본 발명의 제 2 예시적 실시예에 따른 급수 예열 시스템의 대표적인 라인 다이어그램.
도 3은 본 발명의 제 3 예시적 실시예에 따른 급수 예열 시스템의 대표적인 라인 다이어그램.
도 4는 종래 기술로서의 급수 예열 시스템의 대표적인 라인 다이어그램.
동일한 도면 부호들은 도면들 중 일부의 설명을 통해 동일한 부품들로 언급된다.

본 발명의 전반적인 이해를 위해, 본원에는 상술된 도면들과 함께 첨부된 청구항들을 포함하는 다음의 상세한 설명이 제공된다. 다음의 상세한 설명에 있어서, 설명을 목적으로, 다수의 특정 세부 사항들이 본 발명의 전반적인 이해를 제공하기 위해 개시된다. 그러나, 본 발명은 그와 같은 세부 사항들 없이도 실행될 수 있음을 당업자라면 명백히 이해할 수 있을 것이다. 다른 예들에 있어서, 내용의 모호성을 회피하기 위해, 구성 및 장치들이 오직 블록 다이어그램으로만 도시되었다. 본 명세서에 있어서, "일 실시예", "실시예", "다른 실시예", "다양한 실시예들"은 본 발명의 적어도 하나의 실시예들에 포함되는 실시예와 함께 설명되는 특별한 특성, 구조 또는 특징을 의미한다. 본 명세서의 다양한 장소에 있어서 "일 실시예에 있어서"라는 어구의 양태는 모든 동일한 실시예에 반드시 적용되는 것은 아니며 또한 다른 실시예들을 상호 배제하는 개별적 또는 대안적 실시예를 의미하는 것도 아니다. 또한, 일부 실시예들에 의해 게시될 수 있는 다양한 특성들이 다른 실시예들에는 나타내지 않을 수 있다. 마찬가지로, 일부 실시예들에서 요구될 수 있는 다양한 요구 조건들이 다른 실시예들에서는 요구 조건이 되지 않을 수 있다.

비록, 다음의 상세가 설명을 목적으로 기재되었다 할지라도, 당업자라면 그와 같은 상세한 설명에 대한 다양한 변형 및/또는 대안들이 본 발명의 범위 내에서 가능함을 알 수 있을 것이다. 마찬가지로, 비록 본 발명의 다양한 특성들이 서로에 대해 또는 서로 관련하여 설명되었다 할지라도, 당업자라면 그와 같은 대부분의 특성들이 다른 특성들과는 독립적으로 제공될 수 있다는 사실을 알 수 있을 것이다. 따라서, 이와 같은 본 발명의 상세한 설명은 본 발명에 대한 보편성을 손상시키는 일 없이, 그리고 본 발명을 제한하는 일 없이 진행된다. 본원에 사용된 용어인 부정관사(a, an)는 양을 제한하고자 사용된 것이 아니며, 참고 항목들 중 적어도 하나를 나타내기 위해 사용된다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 다양한 예시적 실시예들에 따라 설명된 급수 예열 시스템들의 다양한 예가 도시되어 있다. 상기 급수 예열 시스템의 구성 및 배열과, 복합 화력 발전소(CCPP)의 효율을 최대화하기 위한 열 회수 증기 발생기(HRSG; 200)와 관련된 장치, 다양한 관련 요소들이 당업자들에게 널리 알려져 있다는 점을 고려하여, 본 발명의 이해를 구할 목적으로 그들과 관련된 모든 구조적 상세 및 설명을 반드시 나열할 필요는 없는 것으로 간주된다. 오히려, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들의 설명과 관련된 구성 요소들만을 도시한 급수 예열 시스템(100)으로서 단순화시키는 것으로 충분할 것으로 여겨진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 양태에 따라, 상기 급수 예열 시스템(100)은 급수 탱크(110) 및 정적 재순환 펌프(120)를 포함한다. 상기 급수 탱크(110)는 급수를 저장하도록 구성된다. 상기 급수 탱크(110)는 공급 라인(112) 및 복귀 라인(114)을 포함한다. 상기 공급 라인(112)은 급수를 상기 HRSG(200)로 공급하도록 구성된다. 또한, 상기 복귀 라인(114)은 상기 급수를 상기 급수 탱크(110) 내로 복귀시킬 수 있도록 구성된다. 도 4에 도시된 바와 같은, 종래 기술의 급수 예열 시스템(10)과 비교할 때, 본 실시예에 따른 복귀 라인(114)은 제어 밸브(20)를 필요로 하지 않으며, 상기 복귀 라인(114)은 상기 급수 탱크(110)에 직접 구성되어, 급수의 재순환 동안 압력 손실을 감소시킨다. 또한, 상기 정적 재순환 펌프(120)는 상기 HRSG(200)와 상기 급수 탱크(110) 사이에서 급수를 재순환시키도록 상기 공급 라인(112)에 구성된다. 가변적인 속도 및 용적으로 급수를 재순환시키는 종래 기술의 급수 예열 시스템(10)과 비교하여, 급수의 재순환 동안 열 손실을 감소시키도록 상기 급수를 일정한 속도 및 용적으로 재순환시키 위해, 상기 정적 재순환 펌프(120)가 완전히 불필요하게 된다.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 있어서, 급수는 상기 CCPP의 연도 가스에서 황/물 함량에 기초하여 설계되는 동안 규정된 최소 온도로 또는 설정 온도 초과로 유지된다. 본 실시예에 있어서, 상기 복귀 라인(114)으로부터 (도 4의 종래 기술에 도시된 바와 같은) 제어 밸브(10)를 배제하고 또한 (도 4의 종래 기술에서 도시된 바와 같은) 가변 속도 및 용적 펌프들(18) 대신에 정적 재순환 펌프(120)를 포함함으로써, 상기 급수 예열 시스템(100)을 완전히 불필요하게 만들어, 상기 급수를 일정한 속도 및 용적으로 재순환시키며, 따라서 급수의 재순환 동안 열 손실이 감소되고 또한 상기 급수의 최소 설정 온도를 설계 동안 설정된 바와 같이 유지시킨다.

도 1에 도시된 바와 같은 본 양태에 대한 추가의 실시예에 있어서, 상기 급수 예열 시스템(100)은 설계 동안 상기 급수를 상기 최소 설정 온도 설정 이하로 재가열하기 위해 상기 급수 탱크(110) 내에 활성 증기를 제공하기 위한 활성 증기 라인 소스(130)를 선택적으로 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 급수 탱크(110) 내의 급수 온도가 상기 최소 설정 온도 미만으로 도달하는 대로, 상기 활성 증기 라인 소스(130)는 상기 급수 온도 요건을 충족시키도록 활성화될 수 있다. 그와 같은 상기 활성 증기의 제어 및 감소된 사용은 상기 HRSG 및 그에 따른 상기 CCSS의 효율을 증가시킬 수 있다.

추가의 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같은 급수 예열 시스템(100)은 요구되는 대로 상기 활성 증기를 제공하기 위한 상기 활성 증기 소스 라인(130)을 개폐시키기 위해 상기 활성 증기 소스 라인(130)에 구성된 제어 밸브(140)를 포함한다. 또한, 상기 시스템(100)은 상기 활성 증기 소스 라인(130)의 상기 제어 밸브(140) 및 상기 급수 탱크(110)에 구성된 온도 제어 회로(150)를 포함하여, 상기 급수의 최소 설정 온도를 유지시키기 위해 상기 급수 탱크(110)의 온도에 기초하여 상기 제어 밸브(140)를 개폐시키기 위한 신호들을 송신한다.

도 2에 있어서, 본 발명의 제 2 양태에서는, 도 1과 관련하여 설명된 제 1 양태에서와 같은, 설계 동안 상기 최소 설정 온도를 규정하는 대신에, 상기 급수는, 이하 작동하는 동안 HRSG(200)에 의해 요구되는 "요구 최소 온도"로서 언급되는, 요구 온도 이상으로 유지된다. 이와 같이 도 2에 도시된 양태에 따라, 연속 배출물 감시 시스템(CEMS) 회로(160)가 상기 HRSG(200)의 파라미터들에 기초하여 상기 급수를 위한 요구 최소 온도를 산출하도록 상기 HRSG(200)에 구성되며, 여기서 상기 급수는 부식을 피하기 위해 상기 HRSG(200)에서의 재순환을 유지하도록 요구된다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않은 한도 내에서, CEMS 이외의, 전용 물/산 이슬점 측정 장치와 같은, 어떠한 기타 측정 장치도 또한 상기 요구 최소 설정 온도를 산출하기 위해 사용될 수 있다. 또한, (도 1에 따른) 제 1 양태와 마찬가지로, (도 2에 도시된 바와 같은) 제 2 양태에 있어서, 상기 복귀 라인(114) 및 상기 정적 재순환 펌프(120)로부터 제어 밸브(10)를 배제시킴으로써, 상기 급수 예열 시스템(100)을 완전히 불필요하게 만들어 상기 급수를 일정한 속도 및 용적으로 재순환시키며, 따라서 급수의 재순환 동안 열 손실이 감소되고 또한 상기 급수의 요구 최소 온도를 상기 CEMS 회로(160)에 의해 산출된 바와 같이 유지시킨다.

(도 1에 도시된 바와 같은) 제 1 양태와 유사하게도, 상기 급수 예열 시스템(100)의 (도 2에 도시된 바와 같은) 상기 제 2 양태도 또한 상기 CEMS 회로(160)에 의해 산출된 요구 최소 온도까지 상기 급수를 재가열하기 위해 상기 급수 탱크(110) 내에 활성 증기를 제공하기 위한 활성 증기 라인 소스(130)를 선택적으로 제공하는 단계를 포함한다. 상기 급수 탱크(110) 내의 급수 온도가 산출된 요구 최소 온도 미만으로 도달하는 대로, 상기 활성 증기 라인 소스(130)는 상기 급수 온도 요건을 충족시키도록 활성화될 수 있다. 상기 활성 증기의 제어 및 감소된 사용은 상기 HRSG(200)의 효율 및 순차적으로 상기 CCSS의 효율을 증가시킬 수 있다.

도 1에 도시된 제 1 양태와 유사하게도, (도 2에 도시된 바와 같은) 상기 제 2 양태의 급수 예열 시스템(100)도 또한 요구되는 대로 상기 활성 증기를 공급하기 위한 상기 활성 증기 소스 라인(130)을 개폐시키기 위해 상기 활성 증기 소스 라인(130)에 구성된 제어 밸브(140)를 포함한다. 또한, 상기 제 2 양태에 따른 시스템(100)은 상기 활성 증기 소스 라인(130)의 상기 제어 밸브(140) 및 상기 급수 탱크(110)에 구성된 온도 제어 회로(150)를 포함하여, 상기 CEMS 회로(160)에 의해 산출된 급수의 요구 최소 온도를 유지시키기 위해 상기 급수 탱크(110)의 온도에 기초하여 상기 제어 밸브(140)를 개폐시키기 위한 신호들을 송신한다.

도 3에는 급수 예열 시스템(100)의 제 3 양태가 도시되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 양태들에 따른 급수 예열 시스템(100)에서 선택적으로 요구될 수 있는 급수를 예열하기 위한 활성 증기를 최소화하는 대신, 본 양태에 따른 급수 예열 시스템(100)은 상기 활성 증기의 사용을 완전히 불필요하게 한다. 이와 같은 양태에 있어서, 상기 급수 예열 시스템(100)은 급수 탱크(110), 정적 재순환 펌프(120) 및 압력 제어 수단(170)을 포함한다. 상기 급수 탱크(110)는, 상기 제 1 및 제 2 양태의 급수 예열 시스템(100)과 마찬가지로, 공급 라인(112) 및 복귀 라인(114)을 포함하며, 여기서는 간결성을 위해 그의 설명을 배제한다. 또한, 상기 제 3 양태에 따른 정적 재순환 펌프(130)는 상기 제 1 및 제 2 양태의 급수 예열 시스템(100)과 유사하며, 여기서는 간결성을 위해 그의 설명을 배제한다. 상기 급수 예열 시스템(100)의 제 3 양태는, 증기 터빈 입구, 구체적으로는 상기 HRSG(200)의 증발기(210)에 구성되어 상기 증발기(210) 내의 작동 증기압을 증가시키는 압력 제어 수단(170)을 포함하며, 상기 압력 제어 수단은 상기 급수에서의 열취득(heat gain)을 증가시키고 또한 상기 급수의 최소 설정 온도를 유지시키기 위해 열을 상기 공급 라인(112)으로 이동시킨다. 상기 급수를 상기 최소 설정 온도까지 예열시키기 위해 요구되는 열은 그 열을 상기 공급 라인(112)으로 이동시킴으로써 상기 증발기(210)에 의해 얻어지므로, 상기 제 1 및 제 2 양태들에서 요구되는 대로 상기 급수를 예열시키기 위한 활성 증기의 필요성은 본 발명의 제 3 양태에서는 배제되고, 따라서 상기 HRSG(200)의 효율이 증가한다.

도 3에 도시된 바와 같은 급수 예열 시스템(100)은 상기 증발기(210)의 상기 압력 제어 수단(170)과 상기 급수 탱크(110)에 구성되어, 상기 급수의 상기 최소 설정 온도를 유지하기 위해 상기 급수 탱크(110)의 온도에 기초하여 상기 증발기(210) 내의 작동 증기압을 증가 또는 감소시키기 위해 신호를 송신하는 온도 제어 회로(180)를 포함할 수 있다.

본 발명은 다양한 범위들에 있어서 장점을 갖는다. 그와 같이 개선된 급수 예열 시스템들은 열 회수 증기 발생기(HRSG)을 가열하여 복합 화력 발전소(CCPP)의 효율을 최대화하도록 상기 급수를 가열하기 위해 가열 스트림을 사용해야 할 필요성을 최소화하거나 또는 배제할 수 있다. 그와 같이 개선된 급수 예열 시스템들 및 방법들은 마찬가지로 외부 튜브면 상의 연도 가스 응축에 의해 상기 HRSG 내부에 발생되는 부식을 방지할 수 있다. 또한, 상기 개선된 급수 예열 시스템들은 효율적이고 경제적인 방식으로 편리하게 사용될 수 있다. 본 발명의 다양한 기타 장점들 및 특징들이 상술된 상세한 설명 및 첨부된 청구항들로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 특정 실시예들에 대한 상술된 설명들은 설명 및 서술을 목적으로 제안되었다. 그들은 그 자체로 완벽하거나 또는 본 발명을 상술된 정확한 형태로 제한되도록 의도되지 아니하며, 명백히 다양한 변경 및 변형이 상술된 교시에 비추어 가능함을 밝혀둔다. 상기 실시예들은 본 발명의 원리 및 그의 실용적 응용을 최상으로 설명하기 위해 선택 및 구성되었으며, 따라서 당업자들에 의해 본 발명 및 다양한 실시예들이 예상되는 특별 사용에 적합한 다양한 변경을 갖도록 최상의 용도로 사용될 수 있다. 제안 및 처방될 수 있는 환경에 따라 등가물들에 대한 다양한 생략 및 대체가 고려될 수 있으나, 그와 같은 고려는 본 발명에 따른 청구범위의 정신과 범위로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 응용 및 이행을 커버하도록 의도되었음을 이해해야 한다.

100 : 급수 예열 시스템
110 : 급수 탱크
112 : 공급 라인
114 ; 복귀 라인
120 : 정적 재순환 펌프
130 : 활성 증기 소스 라인
140 : 제어 밸브
150 : 온도 제어 회로
160 : 연속 배출물 감시 시스템(CEMS) 회로
170 : 압력 제어 수단
180 : 온도 제어 회로
200 : 열 회수 증기 발생기(HRSG)
210 : 증발기
종래 기술의 부호 설명:
10 : 급수 예열 시스템
12 : 급수 탱크
14 : 공급 라인
16 : 복귀 라인
18 : 가변 속도 펌프
20 : 제어 밸브
22: 활성 증기 회로
30: HRSG