KR101411702B1

KR101411702B1 - 증기 발생기의 신속한 연결 방법

Info

Publication number: KR101411702B1
Application number: KR1020127031764A
Authority: KR
Inventors: 마티아스 미글; 에리히 슈미트; 게오르크 페터스; 크리스티안 헤름스도르프; 미햐엘 셰틀러
Original assignee: 지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2014-06-25
Also published as: RU2012152097A; US8813506B2; RU2586415C2; PL2556218T3; EP2556218B1; CN102933801A; EP2503112A1; CN102933801B; KR20130025914A; WO2012126727A1; EP2556218A1; US20140000259A1

Abstract

본 발명은 2개 이상의 증기 발생기(13) 및 하나의 증기 터빈(14)을 포함하는 발전소에서 제1 증기 발생기에 하나 이상의 추가 증기 발생기(13)를 연결하는 방법에 관한 것으로서, 증기 터빈(14)을 구동하기 위해 이용되는 유체가 복수의 증기 시스템(27, 31, 36)을 포함하는 유체 순환 회로 내에서 순환되며, 증기 시스템(27, 31, 36)은 개개의 증기 발생기(13)에 할당되고 차단 밸브(42, 43, 44, 45, 46, 47, 50, 51, 52)에 의해 서로 분리될 수 있으며, 적어도 제1 증기 발생기의 유체가 증기 터빈(14)에 제공되고, 하나 이상의 추가 증기 발생기(13)의 증기가 제1 증기 발생기의 증기와 거의 같은 증기 온도에 도달하기 전에, 하나 이상의 추가 증기 발생기(13)의 하나 이상의 제1 증기 시스템의 차단 밸브(45)가 개방됨에 따라 추가 증기 발생기 안으로 증기가 유입될 수 있다.

Description

증기 발생기의 신속한 연결 방법{METHOD FOR QUICKLY CONNECTING A STEAM GENERATOR}

본 발명은 발전 설비에서 제1 증기 발생기에 하나 이상의 추가 증기 발생기를 신속하게 연결하는 방법에 관한 것이다. 그 외에도 본 발명은 가스 및 증기 터빈 플랜트 및 증기 발전소에서의 상기 방법의 사용에 관한 것이다.

2개 이상의 증기 발생기가 증기 터빈에 연결되어 있는 발전 설비에서는, 제2 또는 제3 증기 발생기가 함께 가동되거나 연결되는 경우 증기 시스템들은, 상기 시스템들이 차단 밸브의 개방에 의해 서로 연결될 수 있도록 하기 위해 대략 동일한 증기 상태(압력, 온도)에 있어야 한다.

이를 위해 소정의 시간이 필요하며, 이런 경우 대개는 증기 발생기 출력 역시 일정하게 유지되어야 하므로, 연결시 가능한 정적이고 안정적인 상태들이 존재한다. 만약 그렇지 않으면, 압력, 온도 또는 증기량이 변하여 증기 발생기 시스템 내에 장애가 발생하거나(드럼 레벨 변화) 혹은 증기 터빈 운전 동안에 장애가 발생할 수 있다(한계값의 반응, 증기 터빈 트립). 그러므로 이와 같은 셧다운을 대비해 소정의 시간이 필요한데, 발전소 출력은 원하는 만큼 신속하게 증가할 수 없다. 그 외에도 셧다운 동안에는 발생된 증기가 거부되어 우회 스테이션들을 통해 응축기에 제공됨에 따라 시스템 효율이 감소한다.

증기 시스템들이 소정의 논리적 순서에 따라 거의 같은 압력 및 온도로 조정되고 정해진 순서로 연결되는 방법이 공지되어 있다. 예를 들면 단일 재열 방식의 삼중압 설비의 경우, 먼저 저온 재열 시스템이 동일한 증기 파라미터로 조정되고, 저온 재열 슬라이드 밸브가 개방되면 저온 재열 시스템이 증기 터빈에 의해 가동되고 있는 재열 시스템에 연결된다. 그 후 제2 증기 발생기의 고압 증기 시스템은 동일한 방식으로 작동 중인 제1 증기 발생기와 연결된다. 증기 슬라이드 밸브가 고온 재열 시스템에서 개방되므로, 압력 및 온도가 평형을 이룰 때 고온 재열 시스템 역시 연결된다. 이런 경우 상기 우회 스테이션들은 각각 제어에 의해 폐쇄되며 그 결과 증기 터빈은 더 크게 부하를 받는다. 마찬가지로 상기 단계들에 따라 저압 증기 시스템 역시 제2 증기 발생기의 그것과 연결된다. 이런 경우 상기 방법은 시간이 많이 소요된다는 단점이 있다.

그 대안으로서, 다른 압력 레벨 및 온도 레벨의 조정 후 다른 압력 시스템의 차단 밸브들이 어느 정도 동시에 개방될 수 있으며, 그 결과 제2 증기 발생기는 증기 터빈과 함께 이미 작동 중인 제1 증기 발생기와 연결될 수 있다. 이런 경우에도 증기 발생기 출력이 (가스 및 증기 터빈 플랜트의 경우 가스 터빈의 출력도) 일정하게 유지되어야 하며, 다시 말해 증기 발생기의 추가 스타트업이 정지된다. 상기 방법은 신속하긴 하지만, 복수의 시스템에서 동시에 고장이 발생할 수 있고 상호 영향을 줄 수 있는 추가적 위험을 내포하고 있다. 그 결과, 한계값들의 반응(드럼 레벨이 높거나 낮음, 증기 터빈 방향으로 너무 적은 또는 너무 많은 증기)으로 인해 증기 터빈 또는 증기 발생기의 의도치 않은 셧다운의 확률이 훨씬 더 커진다.

본 발명의 과제는, 상기 연결을 현저히 단축할 수 있도록 추가 증기 발생기 연결 방법을 더욱 개선하는 것이다. 기존의, 제2 또는 제3 증기 발생기의 연결 시의 지연은 증기 발생기 출력을 정지시키거나 증기 시스템들 자체를 연결함으로써 가능한 한 짧게 유지되거나 완전히 제거되어야 한다.

본 발명에 따라 상기 과제는 제1항에 따른 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 유리한 실시예들은 종속항들에 설명되어 있다. 2개 이상의 증기 발생기 및 하나의 증기 터빈을 포함하는 발전소에서 제1 증기 발생기에 하나 이상의 추가 증기 발생기를 연결할 때, 증기 터빈을 구동하기 위해 이용되는 유체가 복수의 증기 시스템을 포함하는 유체 순환 회로 내에서 안내되며, 증기 시스템들은 개개의 증기 발생기에 할당되어 차단 밸브에 의해 서로 분리될 수 있으며, 적어도 제1 증기 발생기의 유체는 증기 터빈에 제공되고, 하나 이상의 추가 증기 발생기의 증기가 제1 증기 발생기의 증기와 거의 같은 증기 온도에 도달하기 전에 하나 이상의 추가 증기 발생기의 하나 이상의 제1 증기 시스템의 차단 밸브가 개방됨으로써, 추가 증기 발생기 안으로 증기가 유입될 수 있으며, 상기 증기 시스템들의 연결은 이미 제2 증기 발생기의 스타트업 동안에 부하 상승의 중단 없이 실시될 수 있다. 그러므로 연결로 인해 소모되는 시간이 없어, 우회 스테이션이 가능한 한 빠르게 폐쇄될 수 있다.

바람직하게는 하나 이상의 제1 증기 시스템의 차단 밸브가 저온 재열 라인에서 개방된다. 저온 재열기에서 밸브가 부분적으로 개방되면, 증기 터빈과 제1 증기 발생기를 포함하는 운전 중인 시스템으로부터 증기가 추가 증기 발생기의 재열 시스템 안으로 유입되어 상기 시스템을 사실상 동일한 압력으로 채운다.

바람직하게는 하나 이상의 추가 증기 발생기의 하나 이상의 제2 증기 시스템 내에서 유체의 온도 및 압력이 계속 상승하고, 그 증기가 제2 증기 시스템으로부터 추가 증기 발생기의 제1 증기 시스템으로 우회됨에 따라, 추가 증기 발생기로부터 증기가 개방된 차단 밸브를 통해 제1 증기 발생기 안으로 유입된다. 저온 재열 차단 밸브가 부분적으로 개방됨으로써, 상기 추가 증기 발생기의 스타트업 시 증기가 증기 터빈의 고압부에 제공될 수 있도록 하기 위한 파라미터를 아직 가지지 않는 추가 증기 발생기의 고압 증기 시스템으로부터, 그리고 그 결과 고압 우회 스테이션을 통해 저온 재열 라인 안으로 유입되고, 경우에 따라서는 중압 우회 스테이션으로부터 배출되지 않을 수 있으며, 역류에 의해 제1 증기 발생기의, 운전 중인 저온 재열 시스템 안으로 유입되고, 재열기에 의해 증기 터빈 쪽으로 흘러가며, 그 결과 증기 터빈 출력 증가를 야기한다.

바람직하게는 추가 증기 발생기의 또 다른 한 추가 증기 시스템에서, 특히 고압 라인 또는 생증기 라인 및 저압 라인에서 차단 밸브가 개방된다. 이것이 가능한 이유는, 고압 시스템 및 저압 시스템에는 일반적으로 작동 중인 시스템으로부터의 역류를 억제하는 체크 밸브가 제공되기 때문이다. 제2 증기 발생기의 (또는 가스 및 증기 터빈 플랜트에서 가스 터빈의) 출력 증가에 의해, 증기 온도 및 압력이 계속 상승한다. 압력 제어 수정(예를 들어 유량 제어되는 고압 바이패스 밸브 제어로 전환)에 의해, 작동 중인 제1 증기 발생기의 압력으로의 근접이 적절하게 수행될 수 있다. 압력이 평형을 이루면 추가 증기 발생기의 고압 증기 시스템 및 저압 증기 시스템의 체크 밸브가 개방되고, 증기 유량이 증기 터빈 방향으로 유입된다. 상기 증기 라인들 내에 체크 밸브가 존재하지 않을 경우, 압력 평형의 측정 시 각각의 차단 밸브를 개방하여 동일한 효과를 달성할 수 있다.

온도 측정 시 추가 증기 발생기에서 증기 온도의 상승이 검출될 수 있도록, 그리고 인젝션 쿨러가 올바르게 동작할 수 있도록 하기 위해, 예를 들어 고온 재열 라인으로 통하는 예열 라인 또는 중압 바이패스 라인 내 밸브가 약간 개방됨으로써 추가 증기 발생기의 재열 시스템 내 유량이 적게 발생하는 것이 유리하다.

바람직하게는 대응 차단 밸브가 개방된 후에 바이패스 밸브들이 폐쇄됨으로써, 발생한 증기가 증기 터빈에 의해 받아들여지고 응축기 안으로는 더 이상 유도되지 않는다.

바람직하게는 추가 증기 발생기의 증기 온도가 제1 증기 발생기의 증기 온도와 같아지는 즉시 고온 재열 라인 내 차단 밸브가 개방된다. 그 후 저온 재열 밸브는 발생된 고압 증기량에 대략 상응하는 증기량을 조절하여, 양 증기 발생기 내에서의 불평형 부하가 가능한 한 억제되도록 한다.

추가 증기 발생기의 고압 증기 시스템에서 유량이 상승할 때 저온 재열기 내 차단 밸브는 그에 상응하게 계속 개방되는 것이 바람직하다.

가스 및 증기 터빈 플랜트의 경우, 차단 밸브는 추가 증기 발생기에 할당된 가스 터빈의 동기화 시 개방되는 것이 바람직하다.

바람직하게는 상기 방법이 가스 및 증기 터빈 플랜트에서 또는 다중 블록 증기 발전소에서 이용된다.

본 발명에 따르면 상기 연결은 종래와 같이 가능한 한 정적인 증기 상태에서 실시되지 않고, 오히려 압력이 연속적으로 상승하고 부하 및 증기량이 변하는 동안에 실시된다.

추가 증기 발생기의 고압 증기 생산이 경우에 따라 전혀 시작되지 않았을지라도, 제1 증기 발생기의 이미 작동중인 재열 시스템에 의해 추가 증기 발생기의 재열 시스템에 압력이 가해지고 소량의 유량이 흐른다. 상기 고압 증기 생산이 시작되면, 고압 증기 시스템과 재열 시스템의 작동 모드는 의도적으로 허용된 저온 재열 라인 내 역류에 의해 상호 독립적으로 실시된다. 그러므로 제어의 복잡도가 감소하고 증기 시스템들 상호간의 단계적 연결이 강요되지 않고 일시적으로 분리된다.

그로 인해, "2x1" 또는 "2 이상의 수x1"의 플랜트 구성의 스타트업 시 또는 제2 또는 제3 증기 발생기의 (또는 가스 및 증기 터빈 플랜트에서 가스 터빈-폐열 증기 발생기 유닛의) 연결 시 중요한 장점들(예를 들어 일반적으로 제2 또는 제3 증기 발생기의 연결 시간 단축)이 획득되며, 이는 발전소의 경제성 및 평균 설비 효율을 증가시킨다. 그 외에도, 증기 발생기들이 특정한 이유 때문에 시차를 두고 스타트업되어야 하는 경우 발전소 시스템의 스타트업 시간도 당연히 단축된다. 이는 특히 (이른바 중간 부하 플랜트 또는 피크 부하 플랜트에서) 빈번한 스타트 시 운전 시간에 걸쳐 평균 플랜트 효율을 높이고, 그럼으로써 가스 배출을 더 감소시킨다(환경 친화적). 그러므로 이들 플랜트는 더 경제적이며, 네트워크 운전 모드를 위한 부하 분배 센터는 이런 플랜트들을 더 빈번하게 필요로 한다.

본 발명은 도면을 참고하여 예시적으로 상술된다. 도면은 정확한 비율로 도시하지 않고, 개략적으로 도시하였다.

도 1은 2x1 가스 및 증기 터빈 플랜트의 물-증기 순환 회로에 관한 개략도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 증기 발생기의 연결에 대한 시간 곡선도이다.
도 3은 본 발명에 따른 증기 발생기의 연결에 대한 시간 곡선도이다.

도 1에는 2개의 가스 터빈/폐열 증기 발생기 유닛(2) 및 하나의 증기 터빈 플랜트(3)를 포함하는 가스 및 증기 터빈 플랜트(1)의 예가 개략적으로 도시되어 있으며, 양 가스 터빈/폐열 증기 발생기 유닛(2)은 원칙적으로 동일할 수 있다. 제1 가스 터빈/폐열 증기 발생기 유닛(2) 중에서 증기 터빈 플랜트(3)로의 연결 포트들만이 도시되어 있다. 그러나 본 발명에 따른 방법은 도시된 가스 및 증기 터빈 플랜트(1)의 대안으로서 다중 블록 증기 발전소에서도 이용가능하므로, 가스 터빈/폐열 증기 발생기 유닛(2)은 연소식 증기 발생기 유닛으로 대체될 수도 있을 것이다.

가스 터빈 플랜트(4)는 가스 터빈(5), 압축기(6) 및 압축기(6)와 가스 터빈(5) 사이에 연결된 하나 이상의 연소실(7)을 갖추고 있다. 압축기(6)를 이용해 외부 공기가 흡입되고 압축되며, 외부 공기 라인(8)에 의해 연소실(7)의 하나 또는 복수의 버너에 공급된다. 공급된 공기는 연료 라인(9)을 통해 공급된 액상 또는 기상 연료와 혼합되고, 상기 혼합기가 점화된다. 이때 발생하는 연소 배기 가스는 가스 터빈(5)에 제공될 가스 터빈 플랜트(4)의 작동 매체를 형성하며, 상기 가스 터빈에서 작동 매체는 팽창되어 일을 하며 가스 터빈(5)과 연결된 샤프트(10)를 구동한다. 상기 샤프트(10)는 가스 터빈(5)과 연결될 뿐만 아니라 공기 압축기(6) 및 발전기(11)와도 연결되어, 이들을 구동한다. 팽창된 작동 매체는 배기 가스 라인(12)을 통해, 특히 강제 순환 시스템으로서 형성될 수 있는 폐열 증기 발생기(13)로 배출되며, 도면에 도시되지 않은 굴뚝 방향으로 폐열 증기 발생기(13)의 배출측을 떠난다.

증기 터빈 플랜트(3)의 증기 터빈(14)은 제1 압력단(15) 또는 고압부와, 제2 압력단(16) 또는 중압부, 그리고 제3 압력단(17) 또는 저압부를 가지며, 이들은 공통 샤프트(18)에 의해 발전기(19)를 구동한다.

폐열 증기 발생기(13)는 전열면으로서 응축수 예열기(20)를 포함하며, 응축수 예열기는 유입 측에서 응축수 펌프(22)와 연결된 응축수 라인(21)을 통해 응축기(23)로부터 응축수를 공급받는다. 응축수 예열기(20)는 배출 측에서 급수 펌프(24)의 흡입측으로 연결된다. 응축수 예열기(20)의 우회가 필요한 경우, 상기 응축수 예열기는 바이패스 라인(25)에 의해 브리징된다.

급수 펌프(24)는 실시예에서 중압 추기(extraction) 라인(26)을 포함하는 고압 공급 펌프로서 형성되어 있다. 상기 급수 펌프에 의해 응축수가 증기 터빈(14)의 고압부(15)에 할당된 유동 매체 순환 회로 고압단에 적합한 압력 레벨로 된다. 급수 펌프(24)에 의해 안내되는 응축수는 급수 예열기, 중압 증발기 및 재열기를 포함하는 중압 증기 시스템(27)에 중압으로 제공되며, 상기 중압 증기 시스템은 고압부(15)를 배출 측에서 재열기(28)를 연결하는 저온 재열 라인(29)에 연결되어 있다. 재열기(28)는 다시 배출 측에서 증기 라인(30)에 의해 증기 터빈(14)의 중압부(16)에 연결되어 있다.

고압 측에서 급수 펌프(24)는 고압 절탄기, 고압 증발기 및 고압 재열기를 포함하는 고압 증기 시스템(31)과 연결되며, 고압 증기 시스템은 배출 측에서 생증기 라인(32)을 통해 증기 터빈(14)의 고압부(15)와 연결된다.

증기 터빈의 고압부에서는 재열기(28)에 의해 재열된 증기가 터빈(14)을 구동하며, 그 후 상기 증기는 증기 터빈(14)의 고압부(15)의 증기 배출구(33) 및 저온 재열 라인(29)을 통해 재열기(28)에 계속 제공된다.

재열기(28) 내에서 재열 후, 증기는 증기 라인(30)을 통해 증기 터빈(14)의 중압부(16)에 전달되며, 거기에서 증기가 터빈을 구동한다.

증기 터빈(14)의 중압부(16)의 증기 배출구(34)는 오버플로우 라인(35)을 통해 증기 터빈(14)의 저압부(17)와 연결되어 있다.

마찬가지로 증기 터빈(14)의 저압부(17)에는, 폐열 증기 발생기(13) 내에 배치된 저압 증기 발생기 및 저압 재열기를 포함하며 응축수 라인(21)으로부터 응축수를 공급받는 저압 증기 시스템(36)이 연결되며, 상기 저압 재열기가 저압 증기 라인(37)을 통해 증기 터빈(14)의 저압부(17)에 증기를 공급한다.

저압부(17)를 관류하면서 상기 저압부와 연결된 터빈(14)을 구동한 후, 냉각 및 팽창된 증기는 증기 터빈(14)의 저압부(17)의 증기 배출구(38)를 통해 응축기(23)로 보내진다.

물-증기 순환 회로는 이미 언급한 요소들 외에도 바이패스 라인, 즉 생증기 라인(32)이 증기 터빈(14)의 고압부(15)에 도달하기 전에 상기 생증기 라인으로부터 분기되는 이른바 고압 바이패스 라인(39)을 포함한다. 고압 바이패스 라인(39)은 고압부(15)를 우회하며, 고압부(15)와 재열기(28) 사이의 저온 재열 라인(29)으로 통한다.

추가 바이패스 라인, 소위 중압 바이패스 라인(40)은 증기 라인(30)으로부터 분기된 후 증기 터빈(14)의 중압부(16)로 통한다. 중압 라인(40)은 증기 터빈(14)의 중압부(16)뿐만 아니라 저압부(17)도 우회하며 응축기(23)로 통한다.

또한, 저압 증기 시스템(36) 역시 저압 바이패스 라인(41)을 가지며, 저압 바이패스 라인은 증기 터빈(14)의 저압부(17)를 우회하고, 저압 증기를 직접 응축기(23)에 공급한다.

생증기 라인(32) 내에는 예를 들어 체크 밸브(42) 및 슬라이드 밸브(43)와 같은 차단 밸브들이 설치되어 있으며, 이들을 이용해 생증기 라인이 차단될 수 있다. 고압 바이패스 라인(39) 내에는 추가 차단 밸브(44)가 배치된다. 저온 재열 라인(29) 내에도 역시 차단 밸브(45)가 배치되고, 고온 재열 라인(30) 내에 추가 차단 밸브(46)가 배치된다.

중압 바이패스 라인(40) 내에도 밸브(47)가 배치된다.

중압 바이패스 라인(40)을 고온 재열 라인(30)과 연결하는 예열 라인(48) 역시 밸브(49)를 포함한다.

저압 증기 라인(37) 내에도 역시 2개의 차단 밸브, 더 구체적으로는 체크 밸브(50) 및 슬라이드 밸브(51)가 설치되며, 이들을 이용해 저압 증기 라인이 차단될 수 있다. 응축기(23)에 연결된 저압 바이패스 라인(41) 내에는 차단 밸브(52)도 배치된다.

바이패스 라인(39, 40, 41) 및 차단 밸브(42, 43, 44, 46, 47, 49, 50, 51, 52)는 가스 및 증기 터빈 플랜트(1)의 스타트업 동안 증기 터빈(14)을 우회하도록 일부 증기를 우회시키는 데 이용된다.

제1 증기 발생기 유닛으로의 포트들(53-56)은 생증기 라인(32), 저온 재열 라인(29), 고온 재열 라인(30) 및 저온 증기 라인(37) 안에 있다.

하기에는 도 1에 기초하여 추가 증기 발생기를 연결하기 위한 본 발명에 따른 프로세스에 대한 일례가 기술된다.

본 발명에 따른 프로세스의 시작 시, 증기 터빈 플랜트(3)에 이미 제1 증기 발생기 또는 제1 가스 터빈-폐열 증기 발생기-유닛에 의해 증기가 공급된다. 추가 가스 터빈-폐열 증기 발생기-유닛(2)을 연결하기 위해 가스 터빈 플랜트(4)가 스타트되고, 이로부터 배출되는 작동 매체가 폐열 증기 발생기(13)에 공급된다. 팽창된 작동 매체는 폐열 증기 발생기(13)를 관류하며, 배출구를 통해 도 1에 도시되지 않은 굴뚝의 방향으로 폐열 증기 발생기를 떠난다. 폐열 증기 발생기(13)를 통해 흐를 때 작동 매체의 열이 물-증기 순환 회로 내 물 또는 증기로 전도된다.

가스 터빈 플랜트(4)의 기동 후, 폐열 증기 발생기(13) 내 작동 매체의 폐열이 증기 시스템의 증기 생산을 개시한다.

제2 증기 발생기(13)의 스타트업 중에 부하 상승을 정지시키지 않고 증기 시스템을 연결하기 위해, 고압 증기 시스템(31), 중압 증기 시스템(27)의 저온 재열 라인(29), 및 저압 증기 시스템(36) 내에서 슬라이더 밸브(43, 45 및 51)가, 예를 들어 추가 가스 터빈 플랜트(4)의 동기화 시 또는 추가 폐열 증기 발생기(13)의 압력 상승 시 상대적으로 조기에 개방된다. 이것이 가능한 이유는, 고압 시스템(31) 및 저압 시스템(36)의 경우 일반적으로 운전 중인 시스템으로부터의 역류를 차단하는 체크 밸브(42와 50)가 제공되기 때문이다.

저온 재열 라인(29) 내 차단 밸브(45)가 부분적으로 개방됨에 따라, 운전 중인 시스템으로부터 증기가 추가 재열기(28) 안으로 유입되어 상기 추가 재열기를 사실상 같은 압력으로 채운다. 그 외에도 예를 들어 중압 바이패스 라인(40) 내 밸브(47) 또는 예열 라인(48) 내 밸브(49)가 약간 개방됨에 따라 추가 재열 시스템 내에 적은 유량이 형성되어, 온도 측정 시 증기 온도의 상승이 검출되게 하고 인젝션 쿨러가 올바르게 작동될 수 있게 하는 데 제공된다.

또한, 저온 재열 라인(29)에서 부분 개방된 차단 밸브(45)에 의해, 고압 증기가 고압 바이패스 라인(39)을 통해 저온 재열 라인(29) 안으로 흘러들어가고, 중압 바이패스 라인(40)에 의해 경우에 따라 배출되지 않을 수 있으며, 역류에 의해 제1 증기 발생기의 운전 중인 저온 재열 시스템 안으로 안내되고, 제1 증기 발생기의 재열기에 의해 증기 터빈(14)으로 흘러감으로써 증기 터빈 출력 증가를 야기하는 점이 보장된다.

제2 증기 발생기(13)의 (또는 가스 및 증기 터빈 플랜트에서 가스 터빈 플랜트의) 출력 상승에 의해 증기 온도 및 압력이 계속 상승한다. 압력 제어 수정(예를 들어 유량이 제어되는 고압 바이패스 밸브 제어로 전환)에 의해 작동 중인 제1 증기 발생기 증기 시스템의 압력으로의 근접이 이루어질 수 있다. 압력이 평형을 이루면 추가 증기 발생기(13)의 고압 증기 시스템(31) 및 저압 증기 시스템(36)의 체크 밸브(42와 50)가 개방되고, 증기 유량이 증기 터빈(14) 방향으로 유입된다. 상기 증기 라인(32와 37) 내에 체크 밸브(42 또는 50)가 제공되지 않으면, 압력 평형의 측정 시 각각의 차단 밸브를 개방하여 동일한 효과를 달성할 수 있다.

바이패스 밸브들(44, 47, 52)이 점차적으로 폐쇄됨에 따라, 발생된 증기 발생기 증기가 결국 증기 터빈(14)으로 전달된다.

추가 증기 발생기(13)의 증기 온도가 운전 중인 제1 증기 발생기의 온도와 거의 같아지는 즉시 고온 재열 라인(30) 내 차단 밸브(46)가 개방된다. 그 후, 양 증기 발생기에서의 불평형 부하를 가능한 한 억제하기 위해, 저온 재열 밸브(45)가 발생된 고압 증기량에 대략 상응하는 증기량을 조절한다.

도 2에는 종래 기술에 따른 추가 증기 발생기(13)의 연결을 위한 시간 곡선이 개략적으로 도시되어 있다. 이미 설명한 것처럼, 종래 기술에 따르면 증기 시스템은 소정의 순서에 따라 거의 동일한 압력 및 동일한 온도에 도달하고 소정의 순서로 연결된다. 일반적으로 프로세스는 저온 재열기(100)에 의해 시작된다. 저온 재열기가 완전하게 연결되면 이어서 고온 재열기(101)가 뒤따르고, 고온 재열기 의 완전한 연결 후에는 고압 시스템(102)이 뒤따른다. 저압 시스템은 저온 재열기의 연결 개시 직후에 미리 연결될 수 있다. 모든 바이패스 밸브가 닫힐 때까지, 이와 같은 방식으로 약 15 내지 20분이 경과한다.

그와 반대로 도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 방법에서는 개별 시스템들이 조기에 그리고 대부분 거의 동시에 연결되므로, 제2 가스 터빈-/폐열 증기 발생기 시스템을 스타트업할 때 실제로 가스 터빈의 스타트업을 위한 지연이 발생하지 않는다. 바이패스 밸브들의 폐쇄는 증기 터빈이 제2 폐열 증기 발생기의 증기를 얼마나 빠르게 받아들일 수 있는지에 달려 있다.

Claims

2개 이상의 증기 발생기(13) 및 하나의 증기 터빈(14)을 포함하는 발전소에서 제1 증기 발생기에 하나 이상의 추가 증기 발생기(13)를 연결하는 방법이며, 증기 터빈(14)을 구동하기 위해 이용되는 유체가 복수의 증기 시스템(27, 31, 36)을 포함하는 유체 회로 내에서 순환되며, 증기 시스템(27, 31, 36)은 개개의 증기 발생기(13)와 연결되고 차단 밸브(42, 43, 44, 45, 46, 47, 50, 51, 52)에 의해 서로 분리될 수 있으며, 적어도 제1 증기 발생기의 유체가 증기 터빈(14)에 제공되는, 증기 발생기 연결 방법에 있어서,
하나 이상의 추가 증기 발생기(13)의 증기가 제1 증기 발생기의 증기와 같은 증기 온도에 도달하기 전에, 하나 이상의 추가 증기 발생기(13)의 하나 이상의 제1 증기 시스템의 차단 밸브(45)가 개방됨에 따라, 상기 추가 증기 발생기 안으로 증기가 유입될 수 있는 것을 특징으로 하는, 증기 발생기 연결 방법.
제1항에 있어서, 하나 이상의 제1 증기 시스템(27)의 차단 밸브(45)는 저온 재열 라인(29) 내에서 개방되고, 저온 재열 라인(29)은 증기 터빈(14)의 고압부(15)를 출구측에서 재열기(28)에 연결하고, 출구측의 재열기(28)는 출구측에서 증기 터빈(14)의 중압부(16)에 연결되는, 증기 발생기 연결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 추가 증기 발생기(13)의 하나 이상의 제2 증기 시스템(31)에서 유체의 온도 및 압력이 계속 상승하고, 제2 증기 시스템(31)으로부터의 증기가 제1 증기 시스템(27)으로 우회됨에 따라, 증기가 추가 증기 발생기(13)로부터 개방된 차단 밸브(45)를 지나 제1 증기 발생기 안으로 유입되는, 증기 발생기 연결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 추가 증기 발생기(13)의 제2 증기 시스템(31) 및 제3 증기 시스템(36) 중 적어도 하나에서 차단 밸브(43, 51)가 개방되는, 증기 발생기 연결 방법.
제4항에 있어서, 추가 증기 발생기(13)의 제2 증기 시스템(31)의 차단 밸브(43)가 생증기 라인(32) 내에서 개방되고, 생증기 라인(32)은 증기 터빈(14)의 고압부(15)에 연결되는 증기 발생기 연결 방법.
제4항에 있어서, 추가 증기 발생기(13)의 제3 증기 시스템(36)의 차단 밸브(51)가 저압 증기 라인(37) 내에서 개방되고, 저압 증기 라인(37)은 증기 터빈(14)의 저압부(17)에 증기를 공급하는 증기 발생기 연결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 추가 증기 발생기(13)의 중압 바이패스 라인(40) 내에서 밸브(47)가 개방되는, 증기 발생기 연결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 증기 터빈(14)의 중압부(16)로 이어지는 고온 재열 라인(30)으로 통해 있는, 추가 증기 발생기(13)의 예열 라인(48)의 밸브(49)가 개방되는, 증기 발생기 연결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 바이패스 라인들 내에 배치된 차단 밸브(44, 47, 52)는 대응하는 차단 밸브(42, 46, 50)가 개방된 후에 폐쇄되고,
차단 밸브(44)는 고압 바이패스 라인(39)에 위치되고, 고압 바이패스 라인(39)은 증기 터빈(14)의 고압부(15)에 도달하기 이전에 생증기 라인(32)으로부터 분기되며 증기 터빈(14)의 고압부(15)와 재열기(28) 사이의 저온 재열 라인(29) 내로 개방되고, 차단 밸브(47)는 중압 바이패스 라인(40) 내에 배열되고 중압 바이패스 라인(40)은 증기 터빈(14)의 중압부로 개방되기 이전에 고온 재열 라인(30)으로부터 분기되어 응축기(23) 내로 개방되고, 고온 재열 라인(30)은 증기 터빈(14)의 중압부(16)에 연결되며, 차단 밸브(52)는 응축기(23)로의 저압 바이패스 라인(41) 내에 위치되는 증기 발생기 연결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 추가 증기 발생기(13)의 증기 온도가 제1 증기 발생기의 증기 온도와 같아지자마자, 증기 터빈(14)의 중압부(16)로 이어지는 고온 재열 라인(30) 내의 차단 밸브(46)가 개방되는, 증기 발생기 연결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 추가 증기 발생기(13)의 고압 증기 시스템(31)에서 유량이 커지면 차단 밸브(45)가 개방되는, 증기 발생기 연결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 추가 증기 발생기(13)와 연결된 가스 터빈(4)의 동기화 시 차단 밸브(45)가 개방되는, 증기 발생기 연결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 가스 및 증기 터빈 플랜트(1)에서 사용되는 증기 발생기 연결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 다중 블록 증기 발전소에서 사용되는 증기 발생기 연결 방법.