KR100615730B1 - 가스 및 증기 터빈 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연도 가스측에서 가스 터빈(2) 하류에 설치되는 폐열 회수 증기 발생기(30)를 포함하는 가스 및 증기 터빈 장치(1)에 관한 것이다. 상기 폐열 회수 증기 발생기(30)의 가열면이 상기 증기 터빈(20)의 물-증기 순환계(24)에 연결된다. 화석 연료(B)의 통합 기화를 위해 연료관(130)을 통해 가스 터빈의 연소실(6) 상류에 연료(B)용 기화 장치(132)가 설치된다. 매우 높은 장치 효율을 얻기 위해 질소(N2) 혼합용 혼합 장치(146)에 추가해서, 열교환기(159)는 유입측에서 기화 장치(132)와 포화기(150) 사이의 연료관(130) 내에 연결되며, 상기 열교환기(159)는 배출측에서 상기 포화기(150)와 연소실(6) 사이의 연료관(130) 내에 연결된다.

Description

가스 및 증기 터빈 장치{GAS AND STEAM TURBINE INSTALLATION}
본 발명은 연도 가스측에서 가스 터빈 하류에 설치되는 폐열 회수 증기 발생기를 포함하는 가스 및 증기 터빈 장치에 관한 것으로서, 상기 폐열 회수 증기 발생기의 가열면이 상기 증기 터빈의 물-증기 순환계에 연결되고, 상기 가스 터빈의 연소실 상류에 연료관을 통해 연료용 기화 장치가 설치된다.
화석 연료의 통합 기화에 의한 가스 및 증기 터빈 장치는 일반적으로 연료용 기화 장치를 포함하며, 상기 기화 장치는 배출측에서 소수의 가스 정화용 부품을 통해 가스 터빈의 연소실에 연결된다. 상기 가스 터빈 하류에는 연도 가스측에서 증기 터빈의 물-증기-순환계 내에 연결되는 가열면을 갖는 폐열 회수 증기 발생기가 연결될 수 있다. 상기 장치는 예컨대 GB-A 2 234 984호에 공지되어있다.
또한 독일 공개 특허 출원 제 33 31 152 호에는 연료 기화 장치와 결합된 가스 터빈 장치의 작동 방법이 공지되어 있다. 여기에는 연소실 상류에서 연소 가스에 직접 질소를 공급하는 방법이 제공된다.
기화된 화석 연료의 연소시 유해 물질의 발생을 감소시키기 위해 상기 장치의 경우 가스 터빈의 연소실과 기화 장치 사이의 연료관에 포화기가 연결되며, 상기 포화기 내에서 기화된 연료에 수증기가 공급된다. 이를 위해 기화된 연료가 포화기 순환계로서 표시된 물 순환계 내 물의 흐름에 대해 역방향으로 상기 포화기를 관류한다. 특별하게 높은 효율을 달성하기 위해, 물-증기-순환계로부터의 열이 상기 포화기 순환계 내로 제공된다.
포화기 내에서 포화기 순환계를 흐르는 가열된 물 흐름과의 접촉을 통해 기화된 연료가 수증기에 의해 포화되고 제한된 범위 내에서 가열된다. 열 공학적 및 작동상 이유로 연료가 가스 터빈의 연소실로 유입되기 전에 추가로 가열되어야 하는 경우도 있을 수 있다.
본 발명의 목적은 매우 높은 장치 효율을 갖는, 위에 언급한 방식의 가스 및 증기 터빈 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 상기 목적은, 질소(N2) 혼합용 혼합 장치(146)뿐만 아니라 열 교환기(159)의 유입측이 기화 장치(132)와 포화기(150) 사이의 연료관(130)에 연결되며, 상기 열 교환기(159)의 배출측이 상기 포화기(150)와 연소실 사이의 연료관에 연결됨으로써 달성된다.
상기 장치에서는 합성 가스의 연소시 매우 낮은 NOx-임계값을 유지하기 위해 합성 가스로도 명명되는 기화된 화석 연료에 질소를 혼합시키는 방법이 제공된다. 질소 혼합을 위해 제공되는 혼합 장치는 연료측에서 포화기 상류의 연료관으로 연결된다. 이때 열 교환기는 유입측이 혼합 장치 및 포화기 상류에, 그리고 배출측이 포화기 하류에 연결되도록 연료관에 연결된다. 그럼으로써 상기 열 교환기는 포화기로 유입되는, 천연 가스로도 명명되는 합성 가스로부터, 상기 포화기로부터 배출되는, 혼합 가스로도 명명되는 합성 가스로 열을 전달한다. 또한 천연 가스-혼합 가스-열 교환기로도 명명되는 상기 열 교환기는 포화기의 적어도 부분적인 열측 분기를 일으키며, 그 결과 합성 가스가 천연 가스에 의해 가열됨으로써 전체 프로세스의 열역학적 손실이 매우 적게 유지된다. 혼합 장치가 포화기 상류에서 연료측에 배치됨으로써 천연 가스-혼합 가스-열 교환기가 천연 가스로부터 매우 많은 양의 흐름에 열을 전달하는 것이 보증된다. 이와 같은 배치를 통해, 최종 온도가 일정하게 제한되는 경우 비교적 많은 열이 포화기로부터 배출되는 혼합 가스로 전달될 수 있기 때문에, 매우 유리한 열 교환이 달성될 수 있다.
매우 높은 장치 효율을 위해 바람직한 실시예에서는 포화기 상류의 연료관 내에서 천연 가스-혼합 가스-열 교환기에 천연 가스-폐열 회수 증기 발생기가 흐름 상류에 연결된다. 상기 천연 가스-폐열 회수 증기 발생기를 통해 기화 장치 내에서 발생한 합성 가스 또는 천연 가스의 재료적 관점에서 유리한 예비 냉각이 가능하게 된다. 이 경우 천연 가스에서 제거된 열이 매우 유리한 방법으로 증기 발생에 사용될 수 있다. 화석 연료로서의 석탄의 기화를 위해 형성된 장치의 경우 소위 가스 담금질이 제공될 수 있다. 상기 가스 담금질에서는 합성 가스가 천연 가스-폐열 회수 증기 발생기에 유입되기 전에 상기 합성 가스에 소위 담금질 가스가 공급되고, 상기 합성 가스는 천연 가스-혼합 가스-열 교환기와 포화기 사이의 한 위치에서 연료관으로부터 분기된다. 상기 장치에서는 혼합 가스 유동량에 대한 천연 가스 유동량이 대략적으로 비교될 수 있기 때문에, 일반적인 작동 조건에서 혼합 가스가 천연 가스에 의한 열 교환을 통해 300℃ 이상의 온도로 예열될 수 있다.
바람직하게는 포화기와 연소실 사이에서 추가 열 교환기가 배출측에서 연료관 내로 연결되며, 상기 열 교환기는 예컨대 중압-급수에 의해 가열된다. 상기 장치에서는 천연 가스의 냉각이 제한적인 경우에도 - 예컨대 천연 가스-슈트 블로워(soot blower)에 의해 성립된 한계 조건에 따라 - 혼합 가스가 매우 높은 장치 효율에서 확실하게 예열되는 것이 보증된다. 혼합 가스 예열에 대한 상기 개념은 가스 담금질이 제공되지 않는 경우, 화석 연료로서의 석탄 또는 오일을 기화하기 위해 설계된 장치에도 매우 적합하다. 특히 가스 담금질 없이 화석 연료로서의 석탄을 기화하기 위해 설계된 장치의 경우, 천연 가스의 유동량이 일반적으로 혼합 가스 유동량의 약 1/2에 달하기 때문에 천연 가스-혼합 가스-열 교환기에 의한 혼합 가스의 예열은 약 200℃ 내지 230℃ 범위의 온도로 제한된다. 따라서 상기 장치의 경우 혼합 가스가 예컨대 고압 급수에 의해 가열된 추가 열 교환기에 의해 추가로 예열되는 것이 매우 유리하다.
본 발명의 장점은 포화기 앞에서 연료관에 연결되는 혼합 장치에 추가로 제공되는 천연 가스-혼합 가스-열 교환기에 의해, 포화기에 유입되는 천연 가스로부터 포화기로부터 배출되는 혼합 가스로의, 포화기를 우회하는 매우 유리한 열 전달이 가능하다는 것이다. 따라서 열역학적으로 바람직하지 않은 합성 가스의 냉각 및 재가열이 제한적으로만 요구되기 때문에, 가스 및 증기 터빈 장치의 효율이 매우 높다.
본 발명의 실시예가 도면에 따라 더 자세히 설명된다.
도면은 가스 및 증기 터빈 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도면에 따른 가스 및 증기 터빈 장치(1)는 가스 터빈 장치(1a) 및 증기 터빈 장치(1b)를 포함한다. 상기 가스 터빈 장치(1a)는 공기 압축기(4)와 연결된 가스 터빈(2) 및 상기 가스 터빈(2)의 상류에 배치된 연소실(6)을 포함하며, 상기 연소실(6)은 상기 압축기(4)의 압축 공기관(8)에 연결된다. 가스 터빈(2), 공기 압축기(4) 및 발전기(10)는 공통 샤프트(12)상에 위치한다.
증기 터빈 장치(1b)는 발전기(22)와 연결된 증기 터빈(20), 물-증기 순환계(24) 내에서 상기 증기 터빈(20)의 하류에 배치된 컨덴서(26) 및 폐열 회수 증기 발생기(30)를 포함한다. 상기 증기 터빈(20)은 공통 샤프트(32)를 통해 상기 발전기(22)를 구동시키는 제 1 압력단 또는 고압 터빈(20a), 제 2 압력단 또는 중압 터빈(20b) 뿐만 아니라 제 3 압력단 또는 저압 터빈(20c)으로 구성된다.
가스 터빈(2) 내에서 팽창된 작동 매체(AM) 또는 연도 가스를 폐열 회수 증기 발생기(30)로 운반하기 위해 상기 폐열 회수 증기 발생기(30)의 유입구(30a)에 배기관(34)이 연결된다. 가스 터빈(2)으로부터 팽창된 작동 매체(AM)는 자세히 도시되지 않은 굴뚝 방향으로 폐열 회수 증기 발생기(30)의 배출구(30b)를 통해 배출된다.
폐열 회수 증기 발생기(30)는 복수 예열기(40)를 포함하며, 상기 복수 예열기(40)의 유입측으로 복수 펌프 유닛(44)이 연결되어 있는 복수관(42)을 통해 컨덴서(26)로부터 나온 복수(K)가 공급될 수 있다. 상기 복수 예열기(40)의 배출측은 관(45)을 통해 급수 탱크(46)에 연결된다. 복수 예열기(40)의 분기가 필요한 경우 추가로 복수관(42)이 자세히 도시되지 않은 분기관을 통해 상기 급수 탱크(46)에 직접 연결될 수 있다. 상기 급수 탱크(46)는 관(47)을 통해 중압을 배출시키는 고압 공급 펌프(48)에 연결된다.
상기 고압 공급 펌프(48)는 급수 탱크(46)로부터 배출되는 급수(5)의 압력을 증기 터빈(20)의 고압 터빈(20a)과 연계된, 물-증기-순환계(24)의 고압단(50)에 적합한 수준으로 만든다. 고압 상태에 있는 급수(S)는 급수 예열기(52)를 지나 고압단(50)에 공급될 수 있고, 상기 급수 예열기의 배출측은 밸브(54)에 의해 차단될 수 있는 급수관(56)을 통해 고압 드럼(58)에 연결된다. 상기 고압 드럼(58)은 물-증기-순환(62)의 형성을 위해 폐열 회수 증기 발생기(30) 내에 배치된 고압 증발기(60)에 연결된다. 생증기(F)를 배출시키기 위해, 상기 고압 드럼(58)이 폐열 회수 증기 발생기(30) 내에 배치된 고압 과열기(64)에 연결되고, 상기 고압 과열기(64)의 배출측은 증기 터빈(20)의 고압 터빈(20a)의 증기 유입구(66)에 연결된다.
증기 터빈(20)의 고압 터빈(20a)의 증기 배출구(68)는 재과열기(70)를 통해 증기 터빈(20)의 중압 터빈(20b)의 증기 유입구(72)에 연결된다. 상기 중압 터빈(20b)의 증기 배출구(74)는 과유동 라인(76)을 통해 증기 터빈(20)의 저압 터빈(20c)의 증기 유입구(78)에 연결된다. 증기 터빈(20)의 저압 터빈(20c)의 증기 배출구(80)가 증기관(82)을 통해 컨덴서(26)에 연결됨에 따라 물-증기-순환계(24)는 닫힌 계를 이루게 된다.
추가로 분기관(84)은 복수(K)가 중간 압력에 도달하게 되는 분기부에서 고압 공급 펌프(48)로부터 분기된다. 상기 분기관(84)은 제 2 급수 예열기(86) 또는 중압-이코노마이저를 통해 증기 터빈(20)의 중압 터빈(20b)과 연계된, 물-증기-순환계의 중압단(90)에 연결된다. 제 2 급수 예열기(86)는 배출측에서 밸브(92)에 의해 차단될 수 있는 급수관(94)을 통해 중압단(90)의 중압 드럼(96)에 연결된다. 상기 중압 드럼(96)은 폐열 회수 증기 발생기(30) 내에 설치된, 중압 증발기로서 형성된 가열면(98)에 연결됨으로써 물-증기-순환(100)을 형성한다. 중압 - 생증기(F')의 배출을 위해, 중압 드럼(96)이 증기관(102)을 통해 재과열기(70)에 연결되고, 증기 터빈(20)의 중압 터빈(20b)의 증기 유입구(72)에도 연결된다.
관(47)으로부터 분기하고 저압 공급 펌프(107)와 연결된 추가 관(110)이 밸브(108)에 의해 차단될 수 있고, 상기 관(110)은 증기 터빈(20)의 저압 터빈(20c)과 연계된, 물-증기-순환계(24)의 저압단(120)에 연결된다. 상기 저압단(120)은 폐열 회수 증기 발생기(30) 내에 설치되며 저압 드럼(122)을 포함하고, 상기 저압 드럼(122)은 저압 증발기로서 형성된 가열면(124)에 연결됨으로써 물-증기-순환부 (126)를 형성한다. 저압- 생증기(F")의 배출을 위해 상기 저압 드럼(122)은 저압 과열기(129)가 연결된 증기관(128)을 통해 과유동 라인(76)에 연결된다. 따라서 본 실시예에서 가스 및 증기 터빈 장치(1)의 물-증기-순환계(24)는 3개의 압력단(50, 90, 120)을 포함한다. 그러나 선택적으로 더 적은 수의, 특히 2개의 압력단이 제공될 수도 있다.
가스 터빈 장치(1a)는 화석 연료(B)의 기화를 통해 발생되는 기화된 합성 가스(SG)를 사용하여 구동하도록 설계된다. 합성 가스로서 예컨대 기화 석탄 또는 기화 오일이 제공될 수 있다. 이를 위해 가스 터빈(2)과 연결된 연소실(6)의 유입측이 연료관(130)을 통해 기화기(132)에 연결된다. 상기 기화기(132)에는 공급 시스템(134)에 의해 화석 연료(B)로서 석탄 또는 오일이 공급될 수 있다.
화석 연료(B)의 기화에 필요한 산소(O2)의 공급을 위해 공기 분리 유닛(138)이 산소관(136)을 통해 상기 기화기(132)의 상류에 연결된다. 상기 공기 분리 유닛(138)은 유입측에서 공기 압축기(4) 내에서 압축된 공기의 부분 흐름(T)이 공급될 수 있다. 이를 위해 상기 공기 분리 유닛(138)은 유입측에서 압축 공기관(8)의 분기점(142)에서 분기되는 공기 추출관(140)에 연결된다. 상기 공기 추출관(140)은 추가 공기관(143)과 연결되고, 상기 추가 공기관(143)은 추가 공기 압축기(144)와 연결된다. 따라서 실시예에서 공기 분리 유닛(138)에 유입되는 전체 공기 흐름(L)은 압축 공기관(8)으로부터 분기된 부분 흐름 및 추가 공기 압축기(144)로부터 공급된 공기 흐름으로 이루어진다. 상기 방식의 회로 개념은 부분 통합된 장치 개념으로도 명시된다. 대안적인 실시예, 소위 완전 통합된 장치 개념에서는 추가 공기관(143)이 추가 공기 압축기(144)와 함께 생략될 수 있기 때문에 공기 분리 유닛(138)으로의 공기 공급은 압축 공기관(8)으로부터 배출된 부분 흐름(T)에 의해 완전히 달성된다.
공기 분리 유닛(138) 내에서 공기 흐름(L)이 분리될 때 산소(O2)와 함께 추가로 얻어지는 질소(N2)가 상기 공기 분리 유닛(138)에 연결되는 질소관(145)을 통해 혼합 장치(146)로 운반되어, 거기에서 합성 가스(SG)와 혼합된다. 상기 혼합 장치(146)는 질소(N2)와 합성 가스(SG)의 균일한 혼합을 위해 제공된다.
기화기(132)로부터 배출되는 합성 가스(SG)는 연료관(130)을 통해 먼저 천연 가스-폐열 회수 증기 발생기(147) 내로 이르고, 그 안에서 유동 매체에 의한 열 교환을 통해 상기 합성 가스(SG)의 냉각이 일어난다. 상기 열 교환시 발생한 고압 증기는 자세히 도시되지 않은 방식으로 물-증기-순환계(24)의 고압단(50)에 운반된다.
합성 가스(SG)의 유동 방향으로 볼 때 천연 가스-폐열 회수 증기 발생기(147)의 하류 및 혼합 장치(146)의 상류에는 연료관(130) 내로 합성 가스(SG)용 집진 장치(148) 및 탈황 장치(149)가 연결된다. 대안적인 실시예에서는, 특히 연료로서의 오일을 기화할 때, 집진 장치(148) 대신 슈트 블로워가 제공될 수도 있다.
기화된 연료가 연소실(6) 내에서 연소될 때 유해 물질의 배출량을 매우 적게 하기 위해, 연소실(6)로 유입되기 전에 기화된 연료에 수증기가 부가된다. 이는 매우 바람직한 열역학적 방식으로 포화기 시스템 내에서 실시될 수 있다. 이를 위해 연료관(130)에는 포화기(150)가 연결되며, 그 안에서 기화된 연료가 가열된 포화기의 물과는 반대로 흐른다. 이 때 상기 포화기의 물은 상기 포화기(150)에 연결된 포화기 순환계(152) 내에서 순환하며, 상기 포화기 순환계(152)에는 상기 포화기의 물을 예열하기 위한 열 교환기(156) 및 순환 펌프(154)가 연결된다. 상기 물-증기-순환계(24)의 중압단(90)으로부터 예열된 급수가 열 교환기(156) 유입측으로 제공된다. 기화된 연료의 포화시 발생하는 포화기의 물 손실을 보상하기 위해 포화기 순환계(152)에 급수관(158)이 연결된다.
합성 가스(SG)의 유동 방향으로 볼 때 포화기(150)의 하류에서는 천연 가스-혼합 가스-열 교환기로 작용하는 열 교환기(159)의 배출측이 연료관에 연결된다. 상기 열 교환기(159)의 유입측은 집진 장치(148)의 상류에서 역시 연료관(130)에 연결되고, 상기 집진 장치(148)로 유입되는 합성 가스(SG)가 그의 열의 일부를 포화기(150)로부터 배출되는 합성 가스(SG)로 전달한다. 합성 가스(SG)가 탈황 장치(149) 내로 유입되기 전에 열 교환기(159)를 통과하는 것은 다른 요소들을 고려하여 변경되는 회로 개념에도 제공될 수 있다. 특히, 슈트 블로워가 연결되는 경우 열 교환기가 바람직하게는 천연 가스측에서 상기 슈트 블로워의 아래쪽에 배치될 수 있다.
포화기(150)와 열 교환기(159)의 사이에는 연료관(130)이 배출측에서 추가 열 교환기(160)에 연결되며, 상기 추가 열 교환기(160)는 유입측에서의 급수에 의해 또는 증기에 의해 가열될 수 있다. 천연 가스-청정 가스-열 교환기로서 형성된 열 교환기(159) 및 추가 열 교환기(160)에 의해, 가스 및 증기 터빈 장치(1)의 상이한 작동 상태에서도 가스 터빈(2)의 연소실(6)로 유입되는 합성 가스(SG)가 매우 확실하게 예열된다.
필요한 경우 연소실(6)로 유입되는 합성 가스(SG)에 증기를 제공하기 위해 추가 혼합 장치(161)가 연료관(130)에 연결되며, 상기 혼합 장치(161)에는 특히 작동상 고장 발생시 가스 터빈의 확실한 작동을 보증하기 위해 자세히 도시되지 않은 증기관을 통해 중압-증기가 공급될 수 있다.
공기 분리 유닛(138)에 공급될, 추출 공기라고도 명명되는, 압축 공기의 부분 흐름(T)을 냉각시키기 위해 공기 추출관(140)의 유입측에는 열 교환기(162)가 연결되며, 상기 열 교환기(162)의 배출측에는 유동 매체(S')용 중압 증발기가 형성된다. 상기 열 교환기(162)는 중압 드럼으로서 형성된 물-증기-드럼(164)에 연결된다. 상기 물-증기-드럼(164)은 관(166, 168)을 통해 물-증기-순환부(100)에 배치된 중압 드럼(96)에 연결되어 증발기 순환부(163)를 형성한다. 그러나 선택적으로 상기 열 교환기(162)의 배출측에서 중압 드럼(96)에 직접 연결될 수도 있다. 즉, 실시예에서 상기 물-증기-드럼(164)은 중압 증발기로서 형성된 가열면(98)에 간접적으로 연결된다. 증발된 유동 매체(S')의 재공급을 위해 물-증기-드럼(164)에 추가로 급수관(170)이 연결된다.
압축 공기의 부분 흐름(T)의 유동 방향으로 볼 때, 열 교환기(162) 하류의 공기 추출관(140)에 추가 열 교환기(172)가 연결되며, 상기 추가 열 교환기(172)의 배출측에는 유동 매체(S")용 저압 증발기가 형성된다. 상기 열 교환기(172)는 저압 드럼으로서 형성된 물-증기-드럼(176)에 연결되어 증발기 순환부(174)를 형성한다. 실시예에서는 상기 물-증기-드럼(176)이 관(178, 180)을 통해 물-증기-순환부 (126)와 연계된 저압 드럼(122)에 연결됨에 따라 저압 증발기로서 형성된 가열면(124)에 간접적으로 연결된다. 그러나 대안으로서 상기 물-증기-드럼(176)이 다른 적절한 방식으로도 연결될 수 있으며, 이 경우 상기 물-증기-드럼(176)으로부터 배출된 증기가 프로세스 증기 및/또는 가열 증기로서 추가 소비 장치에 공급될 수 있다. 또 다른 대안적 실시예의 경우 열 교환기(172)의 배출측은 저압 드럼(122)에 직접 연결될 수도 있다. 물-증기-드럼(176)이 추가로 급수관(182)에 연결된다.
증발기 순환부(163, 174)는 각각 강제 순환부로 형성될 수 있으며, 이 경우에는 순환 펌프에 의해 유동 매체(S' 또는 S")의 순환이 보증되고, 상기 유동 매체(S, S")는 증발기로서 형성된 열 교환기(162 또는 172) 내에서 적어도 부분적으로 증발된다. 그러나 본 실시예에서는 증발기 순환부(163)뿐만 아니라 증발기 순환부(174)도 각각 자연 순환부로서 형성되어 있으며, 이때 유동 매체(S' 또는 S")의 순환은 증발 프로세스시 조절되는 압력차, 및/또는 각각의 열 교환기(162 또는 172) 및 각각의 물-증기-드럼(164 또는 176)의 국부적 배치에 의해 보증된다. 상기 실시예의 경우 시스템의 작동을 위해 증발기 순환부(163 또는 174) 내에 각각 (도시되지 않은) 비교적 낮은 등급을 갖는 순환 펌프만 연결된다.
포화기 순환계(152) 내로 열을 전달하기 위해, 급수 예열기(86)의 하류에서 분기되는 가열된 급수가 공급될 수 있는 열 교환기(156)에 추가로, 포화기-물 열 교환기(184)가 제공되며, 유입측에서 급수 탱크(46)로부터 급수(S)가 포화기-물 열교환기로 공급될 수 있다. 이를 위해 상기 포화기의 물-열 교환기(184)의 유입측, 즉 1차측은 관(186)을 통해 분기관(84)에 연결되고, 배출측은 관(188)을 통해 급수 탱크(46)에 연결된다. 포화기-물 열 교환기(184)로부터 배출되어 냉각된 급수(S)의 재가열을 위해, 상기 관(188)에는 추가 열 교환기(190)가 연결되며, 상기 추가 열 교환기(190)의 유입측은 공기 추출관(140)에서 열 교환기(172) 하류에 연결된다. 이와 같은 배치를 통해 추출 공기로부터의 매우 높은 열 회수율이 달성됨에 따라 가스 및 증기 터빈 장치(1)의 높은 효율이 달성될 수 있다.
부분 흐름(T)의 유동 방향으로 볼 때, 열 교환기(172)와 열 교환기(190) 사이에서 공기 추출관(140)으로부터 냉각 공기관(192)이 분기되고, 상기 냉각 공기관(192)을 통해 냉각된 부분 흐름(T)의 일부(T')가 날개 냉각용 냉각 공기로서 가스터빈(2)에 공급될 수 있다.
혼합 장치(146)를 연료측에서 포화기(150) 상류에 배치함으로써, 열 교환기(159) 내에서 상기 포화기(150)에 유입되는, 천연 가스라고도 불리는 합성 가스(SG)로부터 상기 포화기(150)로부터 배출되는, 혼합 가스라고도 불리는 합성 가스(SG)로의 매우 바람직한 열 전달이 가능하게 된다. 열 교환은 특히 상기 열 교환기(159)가 천연 가스로부터 매우 많은 양의 혼합 가스로 열을 전달함으로써 촉진된다. 따라서 최종 온도가 제한되는 경우에도 비교적 많은 양의 열이 포화기(150)로부터 배출되는 혼합 가스로 전달될 수 있다. 그럼으로써 가스 및 증기 터빈 장치가 매우 높은 장치 효율을 갖게 된다.

Claims (4)

  1. 가스 및 증기 터빈 장치(1)에 있어서,
    연도 가스측에서 가스 터빈(2)의 하류에 설치되고, 증기 터빈(20)의 물-증기-순환계(24)로 연결되는 가열면을 구비한 폐열 회수 증기 발생기(30) 및 연료관(130)을 통해 상기 가스 터빈(2)의 연소실(6) 상류에 연결되는 연료용 기화 장치(132)를 포함하고, 질소(N2) 혼합용 혼합 장치(146)뿐만 아니라 열 교환기(159)의 유입측이 기화 장치(132)와 포화기(150) 사이의 연료관(130)에 연결되며, 상기 열 교환기(159)의 배출측이 상기 포화기(150)와 연소실 사이의 연료관에 연결되는 것을 특징으로 하는,
    가스 및 증기 터빈 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포화기(150) 상류에 위치한 상기 연료관(130) 내의 상기 열 교환기(159) 상류에 천연 가스-폐열 회수 증기 발생기(147)가 연결되는 것을 특징으로 하는 가스 및 증기 터빈 장치(1).
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    추가 열 교환기(160)를 더 포함하고, 상기 포화기(150)와 상기 연소실(6) 사이에서 상기 추가 열 교환기(160)의 배출측이 상기 연료관(130)에 연결되는 것을 특징으로 하는 가스 및 증기 터빈 장치(1).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 추가 열 교환기(160)가 급수(S)에 의해 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는 가스 및 증기 터빈 장치.
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