발전소에서의 미처리수의 예열
본 발명은 특히 발전소에서 미처리수를 예열하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 물/증기 회로를 갖는 발전소에 관한 것이다.
응축물의 회수가 없거나 부분적으로 있는 증기 추출이 이루어지는 발전소의 경우에, 증기 추출에 기인하는 회로 손실을 보상하기 위해서 대량의 탈이온물, 즉 탈염(또한, 탈이온)수가 필요한 경우가 자주 있다. 특히, 낮은 외부 온도에서, 미처리수는 탈이온수의 생산에 필요한 온도를 갖지 않는다. 이 경우에 지금까지는, 미처리수를 증기에 의해 또는 전기적으로 예열하였기 때문에, 기계 또는 전기적 장비 자원에 대한 요구가 높거나, 효율을 저하시키거나, 소내 부하를 증가시켰다.
본 발명의 목적은 자원 요구의 상당한 감소가 달성되도록 상기 방법 및 상기 장치를 더 개발하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에 청구된 바와 같이 미처리수를 예열하는 방법 및 청구항 7에 청구된 바와 같은 발전소에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 유리한 개선이 각각의 종속 청구항에 규정되어 있다. 물/증기 회로를 갖는 발전소에서 미처리수를 예열하는 방법으로서, 발전소는 증기 발생기, 증기 터빈, 및 적어도 일부가 증기 발생기를 증기 터빈에 연결하는 증기 선로들을 포함하는 방법의 경우에, 탈이온수의 생성을 위한 미처리수는 물/증기 회로로부터의 폐수에 의해 가열되고, 폐수가 미처리수를 가열하기 위해 미처리수와 혼합된다는 점에서, 폐수의 잔류 열이 활용되고 발전소의 소내 부하가 감소되거나 효율이 증가되게 된다. 이 경우의 폐수는 물/증기 회로를 떠나며 일반적으로 냉각수에 방출되거나 적절한 재냉각 후에 폐기되는 물이다. 폐수를 위한 용기 및 관련 펌프 및 냉각수에 대한 수송관은 이미 존재한다. 부속품을 갖는 미처리수 혼합 장치에 선로 분지(branch)만을 추가하면 된다. 폐수가 미처리수를 가열하기 위해 미처리수와 혼합되는 경우, 저압 증기에 의한 가열의 경우와 같이 열 손실이 발생하지 않는다. 또한, 폐수를 적절히 선택하면 폐수를 미처리수로서 다시 사용할 수 있다. 이 경우에는 폐수가 증기 발생기, 특히 증기 드럼으로부터의 배출수(blowdown water)라면 편리하다. 대안적으로 또는 부가적으로, 폐수가 낮은 지점에서 자동으로 배수되는 증기 선로로부터의 응축물이라면 유리할 수 있다. 폐수와 미처리수의 양호한 혼합과 관련하여, 폐수가 미처리수에 분배된다면 유리하다. 또한, 배출수 양의 변경에 의해 미처리수 온도가 폐쇄 루프 제어된다면 유리하다. 특히, 예열을 위한 열 수요에 기초하여, 물 화학 요건에 기초하여 요구되는 것보다 많은 물이 배출된다면 유리할 수 있다. 그러나, 오직 이 경우에 있어서, 이 경우에는 추가적인 열이 증기 발생기로부터 추출되기 때문에 효율에 있어서 단지 상대적으로 작은 감소도 있다. 전기적인 소내 부하는 증가되지 않는다. 어떤 경우든, 미처리수 온도의 폐쇄 루프 제어는 보일러 배출의 변화에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서 탈이온수의 생산을 위한 최적의 온도를 설정할 수도 있다. 물/증기 회로를 갖는 본 발명에 따른 발전소로서, 발전소는 증기 발생기, 증기 터빈, 및 적어도 일부가 증기 발생기를 증기 터빈에 연결하는 증기 선로들, 미처리수 혼합 장치 및 물/증기 회로로부터의 폐수를 위한 용기를 포함하는 발전소의 경우에, 미처리수 혼합 장치 및 물/증기 회로로부터의 폐수를 위한 용기는 서로 유체 연결되고, 미처리수에 폐수를 분배하기 위한 장치가 미처리수 혼합 장치에 제공된다. 미처리수에의 폐수의 분배는 혼합을 개선한다. 이 경우에는, 물/증기 회로로부터의 폐수를 위한 용기가 증기 발생기에 연결되어 있다면 편리하다. 특히, 증기 발생기의 증기 드럼(steam drum)에서 배출수가 규칙적으로 생성된다. 또한, 물/증기 회로로부터의 폐수를 위한 용기가 증기 선로에 연결되어 있다면 편리하다. 증기 선로는 그들의 낮은 지점에서 자동으로 배수되고, 생성된 응축물은 일반적으로 오염되지 않는다. 본 발명에 따른 발전소의 추가의 유리한 실시예에서, 미처리수 온도의 폐쇄 루프 제어를 위한 폐쇄 루프 제어 장치가 제공된다. 따라서 탈이온수의 생성을 위한 최적 온도가 설정될 수 있다. 이 경우, 미처리수 온도를 위한 폐쇄 루프 제어가 배출수 양의 개방 루프 제어를 포함한다면 편리하다. 증기 선로로부터의 응축물과 달리, 배출수 양은 용이하게 설정된다. 본 발명은 도면에 기초하여 더 상세하게 예시적으로 설명된다. 도면에는 개략적으로 표시되어 있으며 축척대로 되어 있지 않다.
도 1은 발전소이다.
도 2는 본 발명에 따른 미처리수를 예열하기 위한 방법이다.
도 1은 본 발명에 따른 발전소(1)를 도시한다. 도 1에 따른 발전소(1)는 가스 및 증기 터빈 플랜트(gas and steam turbine plant)로서 설계되고, 가스 터빈 설비(11) 및 증기 터빈 설비(12)를 포함한다. 가스 터빈 설비(11)는 결합된 공기 압축기(14)를 갖는 가스 터빈(13), 및 가스 터빈(13)으로부터 상류의, 압축기(14)의 압축 공기 선로(16)에 연결되는 연소실(15)을 포함한다. 가스 터빈(13)과 공기 압축기(14), 및 발생기(17)는 공통 축(18) 상에 배치된다. 연료 공급은 연료 선로(40)를 통해 수행된다. 증기 터빈 설비(12)는, 결합된 발생기(19)를 갖는 증기 터빈(4), 및 물/증기 회로(2) 내의, 증기 터빈(4)의 하류의 응축기(20), 및 폐열 증기 발생기(3)를 포함한다. 도 1에서, 증기 터빈(4)은 매우 단순화된 형태로 표현되어 있으며, 일반적으로 대형 플랜트의 경우에는 전형적으로 공통 축(21)을 통해 발생기(19)를 구동하는 도 1에 도시되지 않은 복수의 압력 단을 포함한다. 폐열 증기 발생기(3)는 또한 매우 단순화된 형태로 표현된다. 가스 터빈(13)에서 팽창된 작동 유체를 폐열 증기 발생기(3)에 공급하기 위해, 폐열 증기 발생기(3)의 입구(23)에 연결된 폐가스 선로(waste-gas line)(22)가 있다. 가스 터빈(13)으로부터의 팽창된 작동 유체는 더 상세하게 나타내지 않는 연도의 방향으로 그 출구(24)를 통해 폐열 증기 발생기(3)를 떠난다. 급수 용기/탈기기(25)에는 응축물 펌프 유닛(27)이 연결된 응축물 선로(26)를 통해 응축기(20)로부터 응축물이 공급될 수 있다. 도 1의 물/증기 회로(2)에서의 급수 용기/탈기기(25)의 배치는 단지 예시로서 표현되어 있다. 급수 펌프(28)는 급수 용기/탈기기(25)로부터 유출되는 급수를 적절한 압력 수준이 되게 한다. 급수는 증기 드럼(30)의 출구측에 연결되는 급수 예열기(29)를 통해 폐열 증기 발생기(3)의 대응하는 압력 단에 공급된다. 증기 드럼(30)은 물/증기 회로를 형성하기 위해 폐열 증기 발생기(3)에 배치되는 증발기(31)에 연결된다. 생증기를 제거하기 위해, 증기 드럼(30)은 폐열 증기 발생기(3)에 배치된 과열기(32)에 연결되고, 출력측에서 증기 선로(5)를 통해 증기 터빈(4)의 증기 입구(33)에 연결된다. 증기 터빈(4) 상에는 증기 공급 시스템용 증기 추출부(34)가 예시적으로 도시되어 있다. 원칙적으로, 증기 추출부는 증기 터빈의 다양한 지점뿐만 아니라 폐열 증기 발생기(3)의 영역에도 제공될 수 있다. 예시적으로, 응축물 복귀부(35)는 응축 선로(26)로 들어간다. 발전소(1)는 추가로 본 발명에 따라 서로 유체 연결되는 미처리수 혼합 장치(6) 및 물/증기 회로(2)로부터의 폐수를 위한 용기(7)를 포함한다. 미처리수에 폐수를 분배하기 위한 장치(8)가 미처리수 혼합 장치(6)에 제공된다. 물/증기 회로(2)로부터의 폐수를 위한 용기(7)는 증기 발생기(3) 및 거기서 특히 증기 드럼(30) 및 증기 선로(5)에 연결된다. 미처리수 온도의 폐쇄 루프 제어를 위해, 한편에서는 온도 센서(36)에 의해 현재 미처리수 온도를 감지하고 다른 한편 용기(7)와 미처리수 혼합 장치(6) 사이의 물 선로(41)에 연결되는 펌프(37)에 의해 용기(7)로부터의 적절한 양의 폐수를 미처리수 혼합 장치(6)에 반송하는 폐쇄 루프 제어 장치(9)가 제공된다. 미처리수 혼합 장치(6)에서의 미처리수의 예열을 위한 열 수요가 용기(7)에 존재하는 물의 양에 의해 달성될 수 있는 것을 초과하는 경우, 물 화학 요건에 기초하여 이것이 필요하지 않은 경우라도, 대응하는 개방 루프 제어부(10)에 의해 배출수 양이 증가한다. 최종적으로, 도 1은 미처리수 혼합 장치(6)와 대응하는 펌프(39)를 갖는 급수 용기/탈기기(25) 사이에 배치되는, 탈염부를 포함하는 물 조절용 장치(38)를 도시한다. 여기서, 또한 물/증기 회로(2)로의 탈이온수의 송입이 단지 예시적으로 표현된다. 도 2는 탈이온수 생성을 위한 미처리수가 물/증기 회로(2)로부터의 폐수에 의해 가열되는 발전소(1)에서 미처리수를 예열하는 방법을 도시한다. 제1 단계(42)에서, 미처리수의 온도가 조금이라도 상승될 필요가 있는지가 확인된다. 그렇지 않은 경우, 방법은 종료된다(43). 미처리수의 온도가 상승되어야 하는 경우, 제2 단계(44)에서 존재하는 폐수의 양이 이 목적에 충분한지가 확인된다. 만일 그렇다면, 제3 단계(45)에서, 폐수는 물/증기 회로(2)로부터의 폐수를 위한 용기(7)로부터 미처리수 혼합 장치(6)로 보내진다. 양이 불충분한 경우, 제3 단계(45) 이외에, 추가적인 배출이 수행되는 제4 단계(46)가 실행되고, 그 결과 용기(7)로의 물 유입이 증가된다. |
