KR20220083436A - Power generation system - Google Patents

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KR20220083436A
KR20220083436A KR1020200173676A KR20200173676A KR20220083436A KR 20220083436 A KR20220083436 A KR 20220083436A KR 1020200173676 A KR1020200173676 A KR 1020200173676A KR 20200173676 A KR20200173676 A KR 20200173676A KR 20220083436 A KR20220083436 A KR 20220083436A
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fluid
temperature
superheat reducer
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power generation
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KR1020200173676A
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Inventor
양시우
임재연
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한화파워시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 발전 시스템을 개시한다. 상세하게는, 본 발명은 제1 유체를 압축시키는 압축기와, 제2 유체를 통과시켜 상기 압축기를 냉각하는 냉각기와, 상기 압축기에서 배출된 상기 제1 유체가 유입되는 터빈과, 상기 냉각기에서 열교환된 상기 제2 유체를 분사하여, 상기 터빈에서 배출된 상기 제1 유체를 냉각시키는 과열저감기(de-superheater)를 포함하는 발전 시스템을 개시한다.The present invention discloses a power generation system. In detail, the present invention provides a compressor for compressing a first fluid, a cooler for cooling the compressor by passing a second fluid through, a turbine into which the first fluid discharged from the compressor flows, and heat exchange in the cooler Disclosed is a power generation system including a de-superheater for cooling the first fluid discharged from the turbine by injecting the second fluid.

Description

발전 시스템{Power generation system}Power generation system

본 발명은 시스템에 관한 것이고, 상세하게는 본 발명은 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system, and in particular the present invention relates to a power generation system.

증기 터빈(steam turbine)을 구동한 후, 증기 터빈으로부터 배출되는 증기를 원하는 온도까지 떨어뜨리기 위해 과열저감기(de-superheater)가 사용된다. 이러한 과열저감기는 증기 터빈에서 과열된 과열증기를 냉각시키기 위해 과열증기에 분사하는 물이 별도로 공급되어야 한다. 이때, 배출되는 증기에 배물을 분사하여 물과 증기 사이의 열교환을 통해 과열증기를 냉각시킨다.After running the steam turbine, a de-superheater is used to reduce the steam discharged from the steam turbine to the desired temperature. In order to cool the superheated superheated steam overheated in the steam turbine, water sprayed on the superheated steam must be separately supplied. At this time, the superheated steam is cooled through heat exchange between water and steam by spraying waste to the discharged steam.

본 발명의 목적은 냉각기에서 발생하는 응축수를 이용하여 발전 시스템 내에서 과열된 유체를 냉각할 수 잇는 발전 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power generation system capable of cooling an overheated fluid in a power generation system using condensate generated in a cooler.

본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템은, 제1 유체를 압축시키는 압축기와, 제2 유체를 통과시켜 상기 압축기를 냉각하는 냉각기와, 상기 압축기에서 배출된 상기 제1 유체가 유입되는 터빈과, 상기 냉각기에서 열교환된 상기 제2 유체를 분사하여, 상기 터빈에서 배출된 상기 제1 유체를 냉각시키는 과열저감기(de-superheater)를 포함할 수 있다.A power generation system according to an embodiment of the present invention comprises: a compressor for compressing a first fluid; a cooler for cooling the compressor by passing a second fluid; a turbine into which the first fluid discharged from the compressor is introduced; It may include a de-superheater for cooling the first fluid discharged from the turbine by spraying the second fluid heat-exchanged in the cooler.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 냉각기에서 배출되는 제2 유체를 저장하는 제2 유체 저장부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it may further include a second fluid storage for storing the second fluid discharged from the cooler.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 과열저감기에 의해 냉각된 상기 제1 유체의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 온도센서의 측정 결과에 기초하여, 상기 제2 유체 저장부로부터 상기 과열저감기로 공급되는 상기 제2 유체의 양을 제어하는 제1 제어부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a temperature sensor for measuring the temperature of the first fluid cooled by the superheat reducer, and based on the measurement result of the temperature sensor, from the second fluid storage unit to the superheat reducer It may further include a first control unit for controlling the amount of the supplied second fluid.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 과열저감기에 의해 냉각된 상기 제1 유체의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 온도센서의 측정 결과에 기초하여, 상기 과열저감기에서 분사되는 상기 제2 유체의 양을 피드백 제어하는 제2 제어부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a temperature sensor for measuring the temperature of the first fluid cooled by the superheat reducer, and the second fluid injected from the superheat reducer based on the measurement result of the temperature sensor It may further include a second control unit for feedback control of the amount of.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 온도센서에서 측정된 온도가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 제2 제어부는 상기 과열저감기에서 분사되는 상기 제2 유체의 양을 감소시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the temperature measured by the temperature sensor is smaller than a preset value, the second control unit may reduce the amount of the second fluid injected from the superheat reducer.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 온도센서에서 측정된 온도가 미리 설정된 값보다 큰 경우, 상기 제2 제어부는 상기 과열저감기에서 분사되는 상기 제2 유체의 양을 증가시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, when the temperature measured by the temperature sensor is greater than a preset value, the second control unit may increase the amount of the second fluid injected from the superheat reducer.

본 발명의 실시예들에 따른 발전 시스템은, 발전 시스템에 이용되는 유체 중 일부가 냉각될 때 생성되는 응축수를 과열저감기에 공급하여 과열된 유체의 냉각에 이용함으로써, 물 공급이 원활하지 않은 지역(예를 들어, 중동 또는 사막 지역)에서 냉각수의 낭비를 줄이고, 과열된 유체를 효율적으로 냉각할 수 있다. 또한, 제1 제어부와 제2 제어부에 의해, 과열저감기로 공급되는 제2 유체의 양 및 과열저감기 내부에서 분사되는 제2 유체의 양을 제어함으로써, 과열된 제1 유체의 온도를 정밀하게 조절할 수 있다.The power generation system according to the embodiments of the present invention supplies condensed water generated when some of the fluids used in the power generation system are cooled to the superheat reducer and uses it to cool the superheated fluid, so that water supply is not smooth ( For example, in the Middle East or desert regions), it is possible to reduce the wastage of cooling water and efficiently cool the superheated fluid. In addition, by controlling the amount of the second fluid supplied to the superheat reducer and the amount of the second fluid injected from the inside of the superheat reducer by the first control unit and the second control unit, the temperature of the overheated first fluid is precisely adjusted can

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템의 일부를 간략히 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 과열저감기의 작동 원리를 간략히 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템의 제어 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 3의 발전 시스템의 제어 과정에서, 제1 유체의 온도를 조절하는 방법을 나타내는 흐름도이다.1 schematically shows a part of a power generation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically illustrating an operating principle of a superheat reducer according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a control process of a power generation system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of adjusting the temperature of the first fluid in the control process of the power generation system of FIG. 3 .

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, in each drawing, components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description, and the size of each component does not fully reflect the actual size.

각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접 또는 다른 구성요소를 개재하여 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 및 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of each component, in the case of being described as being formed on or under, both on and under are formed directly or through other components. Including, the standards for the upper (on) and the lower (under) will be described with reference to the drawings.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템을 간략히 도시한다.1 schematically illustrates a power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 발전 시스템(10)은 압축기(100)와, 냉각기(200)와, 터빈(400)과, 과열저감기(500)를 포함할 수 있다. 또한, 발전 시스템(10)은 제2 유체 저장부(300)와, 온도센서(600)와, 제1 제어부(C1)와, 제2 제어부(C2)와, 제어밸브(CV)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the power generation system 10 may include a compressor 100 , a cooler 200 , a turbine 400 , and a superheat reducer 500 . In addition, the power generation system 10 may further include a second fluid storage unit 300 , a temperature sensor 600 , a first control unit C1 , a second control unit C2 , and a control valve CV. can

압축기(100)는 일정한 입구 조건을 갖는 유체를 흡입하여 압력을 상승시켜 운용 중인 유체 시스템이나 설비에 압축된 유체를 공급할 수 있다. 압축기(100)에는 원심형 압축기 또는 축류형 압축기 등 다양한 형식의 압축기가 사용될 수 있다.The compressor 100 may supply a compressed fluid to an operating fluid system or facility by increasing the pressure by sucking the fluid having a constant inlet condition. As the compressor 100, various types of compressors, such as a centrifugal compressor or an axial compressor, may be used.

일반적으로 압축기(100)의 입구에 공급배관(미도시)이 연결되고 압축기(100)의 출구에 배출배관이 연결되므로, 압축기(100)가 공급배관으로 공급되는 제1 유체를 흡입하여 압축된 제1 유체를 배출 배관으로 배출할 수 있다. 이때, 압축기(100)를 통과하는 제1 유체는 기체 또는 유체는 액체일 수 있으나, 이하에서는, 압축기(100)를 통과하는 제1 유체는 기체이며, 구체적으로 제1 유체가 증기인 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.In general, since a supply pipe (not shown) is connected to the inlet of the compressor 100 and a discharge pipe is connected to the outlet of the compressor 100, the compressor 100 sucks the first fluid supplied to the supply pipe and the compressed product 1 The fluid can be drained into the drain pipe. At this time, the first fluid passing through the compressor 100 may be a gas or the fluid may be a liquid, but hereinafter, the first fluid passing through the compressor 100 is a gas, specifically, an embodiment in which the first fluid is vapor will be mainly explained.

냉각기(200)는 압축기(100)를 통과한 제1 유체를 냉각시킬 수 있으며, 냉각기(200)는 냉매로서, 공기나 물을 이용할 수 있다. 이때. 냉각기(200)에 의한 냉각 과정에서 제 유체와 냉매의 열교환에 의해, 냉각기(200)에서 제2 유체가 발생할 수 있다. 제2 유체는 일 예로, 응축수일 수 있다. 이러한 경우, 제2 유체는 후술할 제2 유체 저장부(300)에 저장되고, 냉각된 제1 유체는 터빈(400)으로 유입될 수 있다.The cooler 200 may cool the first fluid that has passed through the compressor 100 , and the cooler 200 may use air or water as a refrigerant. At this time. In the cooling process by the cooler 200 , the second fluid may be generated in the cooler 200 by heat exchange between the first fluid and the refrigerant. The second fluid may be, for example, condensate. In this case, the second fluid may be stored in the second fluid storage unit 300 to be described later, and the cooled first fluid may be introduced into the turbine 400 .

제2 유체 저장부(300)는 냉각기(200)에서 발생된 제2 유체를 저장할 수 있다. 이때 제2 유체 저장부(300)는 적어도 하나 이상의 배수라인(A)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 배수라인(A)의 일단은 냉각기(200)와 연결되어 냉각기(200)에서 발생된 제2 유체를 수용하고, 배수라인(A)의 타단은 제2 유체 저장부(300)와 연통될 수 있다. 이에 따라, 냉각기(200)에서 발생한 제2 유체가 배수라인(A)을 따라 이동하여, 제2 유체 저장부(300)에 저장될 수 있다. 제2 유체 저장부(300)는 일 예로, 유체를 저장할 수 있는 저장 탱크일 수 있다. 제2 유체 저장부(300)는 공급라인(B)과 연결되어, 제2 유체를 과열저감기(500)에 공급할 수 있다.The second fluid storage unit 300 may store the second fluid generated by the cooler 200 . At this time, the second fluid storage unit 300 may be connected to at least one or more drain lines (A). Specifically, one end of the drain line (A) is connected to the cooler 200 to receive the second fluid generated by the cooler 200 , and the other end of the drain line (A) communicates with the second fluid storage unit 300 . can be Accordingly, the second fluid generated in the cooler 200 may move along the drain line A and be stored in the second fluid storage unit 300 . The second fluid storage unit 300 may be, for example, a storage tank capable of storing a fluid. The second fluid storage unit 300 may be connected to the supply line B to supply the second fluid to the superheat reducer 500 .

후술할 과열저감기(500)에는 온도센서(600)가 배치될 수 있다. 이러한 경우, 온도센서(600)는 제1 유체의 온도를 측정할 수 있으며, 구체적으로 온도센서(600)는 제2 유체가 분사되어 냉각된 제1 유체의 온도를 측정할 수 있다. 이때 온도센서(600)는 측정한 제1 유체의 온도 정보를 제1 제어부(C1) 및 제2 제어부(C2)에 전달할 수 있다.A temperature sensor 600 may be disposed in the superheat reducer 500 to be described later. In this case, the temperature sensor 600 may measure the temperature of the first fluid, and specifically, the temperature sensor 600 may measure the temperature of the first fluid cooled by spraying the second fluid. In this case, the temperature sensor 600 may transmit the measured temperature information of the first fluid to the first control unit C1 and the second control unit C2 .

제1 제어부(C1)는 과열저감기(500)로 공급되는 제2 유체의 양을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제1 제어부(C1)는 온도센서(600)에서 측정된 제1 유체의 온도에 기초하여, 제2 유체 저장부(300)로부터 과열저감기(500)로 공급되는 제2 유체의 양을 조절할 수 있다. 제1 제어부(C1)는 예를 들어, 발전 시스템(10)의 제어용 컴퓨터에 장착되는 회로기판이나, 회로기판에 장착되는 컴퓨터 칩이나, 컴퓨터 칩에 내장되거나 제어용 컴퓨터에 내장되는 소프트웨어 등의 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 제1 제어부(C1)는 PID 제어기일 수 있다.The first control unit C1 may control the amount of the second fluid supplied to the superheat reducer 500 . Specifically, the first control unit C1 is the amount of the second fluid supplied from the second fluid storage unit 300 to the superheat reducer 500 based on the temperature of the first fluid measured by the temperature sensor 600 . can be adjusted. The first control unit C1 is, for example, in the form of a circuit board mounted on a computer for control of the power generation system 10, a computer chip mounted on the circuit board, software embedded in a computer chip or embedded in a computer for control, etc. can be implemented. For example, the first controller C1 may be a PID controller.

일 실시예로서, 온도센서(600)에서 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값보다 큰 경우, 제1 제어부(C1)는 제2 유체 저장부(300)로부터 과열저감기(500)로 공급되는 제2 유체의 양을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 제어부(C1)는 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값보다 높다면, 제어밸브(CV)의 개도를 증가시켜 과열저감기(500)로 공급되는 제2 유체의 양을 증가시킬 수 있다. As an embodiment, when the temperature of the first fluid measured by the temperature sensor 600 is greater than a preset value, the first control unit C1 is supplied from the second fluid storage unit 300 to the superheat reducer 500 . The amount of the second fluid used may be increased. Specifically, when the measured temperature of the first fluid is higher than a preset value, the first control unit C1 increases the opening degree of the control valve CV to control the amount of the second fluid supplied to the superheat reducer 500 . can increase

다른 실시예로서, 온도센서(600)에서 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값보다 낮은 경우, 제1 제어부(C1)는 제2 유체 저장부(300)로부터 과열저감기(500)로 공급되는 제2 유체의 양을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 제어부(C1)는 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값보다 낮다면, 제어밸브(CV)의 개도를 감소시켜 과열저감기(500)로 공급되는 제2 유체의 양을 감소시킬 수 있다. As another embodiment, when the temperature of the first fluid measured by the temperature sensor 600 is lower than a preset value, the first control unit C1 is supplied from the second fluid storage unit 300 to the superheat reducer 500 . It is possible to reduce the amount of the second fluid used. Specifically, when the measured temperature of the first fluid is lower than a preset value, the first control unit C1 decreases the opening degree of the control valve CV to reduce the amount of the second fluid supplied to the superheat reducer 500 . can be reduced

또 다른 실시예로서, 온도센서(600)에서 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값과 동일 또는 유사한 경우, 제1 제어부(C1)는 제2 유체 저장부(300)로부터 과열저감기(500)로의 제2 유체 공급량을 일정하게 유지할 수 있다.As another embodiment, when the temperature of the first fluid measured by the temperature sensor 600 is the same as or similar to a preset value, the first control unit C1 controls the superheat reducer 500 from the second fluid storage unit 300 . ) to keep the supply amount of the second fluid constant.

터빈(400)은 제1 유체를 이용하여 회전 운동할 수 있다. 일 실시예로서, 터빈(400)은 증기 터빈(steam turbine)일 수 있다. 이러한 경우, 터빈(400)은 압축기(100)를 통과하며 압축된 제1 유체를 공급받고, 이러한 압축된 제1 유체의 열에너지를 운동에너지로 전환할 수 있다. 이때, 터빈(400)의 하류에는 과열저감기(500)가 연결되어, 터빈(400)을 통과한 제1 유체는 과열저감기(500)로 유입될 수 있다.The turbine 400 may rotate using the first fluid. In one embodiment, the turbine 400 may be a steam turbine. In this case, the turbine 400 may receive the compressed first fluid passing through the compressor 100 , and convert thermal energy of the compressed first fluid into kinetic energy. In this case, the superheat reducer 500 is connected downstream of the turbine 400 , and the first fluid passing through the turbine 400 may flow into the superheat reducer 500 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 과열저감기의 작동 원리를 간략히 나타낸 구성도이다. 2 is a block diagram schematically illustrating an operating principle of a superheat reducer according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 과열저감기(500)는 터빈(400)을 통과한 제1 유체의 온도를 낮출 수 있다. 구체적으로, 터빈(400)를 통과하면서 과열된 제1 유체는 과열저감기(500)의 유입구를 통해 유입되어, 과열저감기(500)의 내부를 지나 과열저감기(500)의 배출구를 통해 배출될 수 있다. 이때, 과열저감기(500)는 분사노즐(N)과, 제어밸브(CV)와, 공급라인(B)을 구비할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the superheat reducer 500 may lower the temperature of the first fluid that has passed through the turbine 400 . Specifically, the first fluid superheated while passing through the turbine 400 is introduced through the inlet of the superheat reducer 500 , passes through the inside of the superheat reducer 500 , and is discharged through the outlet of the superheat reducer 500 . can be At this time, the superheat reducer 500 may include an injection nozzle (N), a control valve (CV), and a supply line (B).

분사노즐(N)의 일단은 과열저감기(500)의 내부에 배치되고, 분사노즐(N)의 타단은 공급라인(B)과 연결될 수 있다. 이때 공급라인(B)은 과열저감기(500)의 외부에 배치된 후술할 제2 유체 저장부(300)와 연통되고, 제2 유체 저장부(300)에 저장된 제2 유체가 공급라인(B)을 지나 분사노즐(N)을 통해 과열저감기(500) 내부로 분사될 수 있다. 이러한 경우, 공급라인(B)에는 제2 유체의 유입량을 조절하는 제어밸브(CV)가 설치될 수 있다.One end of the injection nozzle (N) may be disposed inside the superheat reducer 500, and the other end of the injection nozzle (N) may be connected to the supply line (B). At this time, the supply line (B) is in communication with a second fluid storage unit 300 to be described later disposed outside the superheat reducer 500, and the second fluid stored in the second fluid storage unit 300 is transferred to the supply line (B). ) and may be injected into the superheat reducer 500 through the injection nozzle (N). In this case, a control valve (CV) for controlling the inflow amount of the second fluid may be installed in the supply line (B).

분사노즐(N)은 과열저감기(500)의 유입구와 배출구 사이에 배치되어, 과열저감기(500)의 유입구를 통과한 과열된 제1 유체에 제2 유체를 분사할 수 있다. 이때 제2 유체는 과열된 제1 유체보다 낮은 온도를 갖는 유체이며, 일 예로, 제2 유체는 상술한 바와 같이 냉각기(200)에서 생성된 응축수일 수 있다. 이러한 제2 유체가 과열된 제1 유체에 분사됨으로써, 제1 유체의 온도가 조절될 수 있다. The injection nozzle N is disposed between the inlet and the outlet of the superheat reducer 500 to inject the second fluid into the superheated first fluid passing through the inlet of the superheat reducer 500 . In this case, the second fluid is a fluid having a lower temperature than the superheated first fluid, and for example, the second fluid may be condensed water generated in the cooler 200 as described above. By spraying the second fluid to the superheated first fluid, the temperature of the first fluid may be adjusted.

제2 제어부(C2)는 온도센서(600)의 측정 결과에 기초하여, 과열저감기(500)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제2 제어부(C2)는 온도센서(600)에서 측정된 제1 유체의 온도에 따라 과열저감기(500)에서 분사되는 제2 유체의 양을 조절할 수 있다. 이때, 제2 제어부(C2)는 제2 유체에 의해 냉각되는 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값이 되도록 조절할 수 있다. 일 실시예로서, 제2 제어부(C2)는 온도센서(600)에서 측정된 온도 정보에 기초하여, 분사노즐(N) 또는 제어밸브(CV)의 개도를 결정 및 조절하여 제1 유체의 온도를 제어할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 값은 제1 유체의 포화 온도(saturation temperature)일 수 있으며, 미리 설정된 값으로 온도가 조절된 제1 유체는 포화 증기(saturated steam)일 수 있다.The second control unit C2 may control the superheat reducer 500 based on the measurement result of the temperature sensor 600 . Specifically, the second control unit C2 may adjust the amount of the second fluid injected from the superheat reducer 500 according to the temperature of the first fluid measured by the temperature sensor 600 . In this case, the second control unit C2 may control the temperature of the first fluid cooled by the second fluid to be a preset value. As an embodiment, the second control unit C2 determines and adjusts the opening degree of the injection nozzle N or the control valve CV based on the temperature information measured by the temperature sensor 600 to control the temperature of the first fluid. can be controlled Here, the preset value may be a saturation temperature of the first fluid, and the first fluid whose temperature is adjusted to the preset value may be saturated steam.

제2 제어부(C2)는 예를 들어, 발전 시스템(10)의 제어용 컴퓨터에 장착되는 회로기판이나, 회로기판에 장착되는 컴퓨터 칩이나, 컴퓨터 칩에 내장되거나 제어용 컴퓨터에 내장되는 소프트웨어 등의 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 제2 제어부(C2)는 PID 제어기일 수 있다.The second control unit C2 is, for example, in the form of a circuit board mounted on a control computer of the power generation system 10, a computer chip mounted on the circuit board, software embedded in a computer chip or embedded in a control computer. can be implemented. For example, the second controller C2 may be a PID controller.

일 실시예로서, 온도센서(600)에서 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값보다 큰 경우, 제2 제어부(C2)는 과열저감기(500)에서 분사되는 제2 유체의 양을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 제2 제어부(C2)는 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값보다 높다면, 분사노즐(N) 또는 제어밸브(CV)의 개도를 증가시켜, 과열저감기(500) 내로 분사되는 제2 유체의 양을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 유체와 제2 유체 사이의 열교환이 증가하게 되어 제1 유체의 온도가 낮아질 수 있다. As an embodiment, when the temperature of the first fluid measured by the temperature sensor 600 is greater than a preset value, the second control unit C2 may increase the amount of the second fluid injected from the superheat reducer 500 . can Specifically, if the measured temperature of the first fluid is higher than a preset value, the second control unit C2 increases the opening degree of the injection nozzle N or the control valve CV, and injects it into the superheat reducer 500 . The amount of the second fluid used may be increased. Accordingly, heat exchange between the first fluid and the second fluid may increase, so that the temperature of the first fluid may be lowered.

다른 실시예로서, 온도센서(600)에서 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값보다 낮은 경우, 제2 제어부(C2)는 과열저감기(500)에서 분사되는 제2 유체의 양을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 제2 제어부(C2)는 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값보다 낮다면, 분사노즐(N) 또는 제어밸브(CV)의 개도를 감소시켜, 과열저감기(500) 내로 분사되는 제2 유체의 양을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 유체와 제2 유체 사이의 열교환이 감소하게 되어 제1 유체의 온도가 높아질 수 있다.As another embodiment, when the temperature of the first fluid measured by the temperature sensor 600 is lower than a preset value, the second control unit C2 may reduce the amount of the second fluid injected from the superheat reducer 500 . can Specifically, if the measured temperature of the first fluid is lower than a preset value, the second control unit C2 reduces the opening degree of the injection nozzle N or the control valve CV, and is injected into the superheat reducer 500 . It is possible to reduce the amount of the second fluid used. Accordingly, heat exchange between the first fluid and the second fluid is reduced, so that the temperature of the first fluid may be increased.

또 다른 실시예로서, 온도센서(600)에서 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값과 동일 또는 유사한 경우, 제2 제어부(C2)는 과열저감기(500)에서의 제2 유체의 분사량을 유지할 수 있다. 이에 따라, 과열저감기(500)를 통과하는 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값을 유지할 수 있다. 구체적으로, 제2 제어부(C2)는 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값과 동일 또는 유사하다면, 분사노즐(N) 또는 제어밸브(CV)의 개도를 현재 상태로 유지하여, 과열저감기(500) 내로 분사되는 제2 유체의 양을 일정하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 제1 유체는 미리 설정된 값의 온도를 유지하며 과열저감기(500)를 통과할 수 있다.As another embodiment, when the temperature of the first fluid measured by the temperature sensor 600 is the same as or similar to a preset value, the second control unit C2 controls the injection amount of the second fluid in the superheat reducer 500 . can keep Accordingly, the temperature of the first fluid passing through the superheat reducer 500 may maintain a preset value. Specifically, if the measured temperature of the first fluid is the same as or similar to a preset value, the second control unit C2 maintains the opening degree of the injection nozzle N or the control valve CV in the current state, thereby reducing overheating. The amount of the second fluid injected into the 500 may be constantly adjusted. Accordingly, the first fluid may pass through the superheat reducer 500 while maintaining the temperature of the preset value.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전 시스템(10)은 하나의 제어부를 통해, 제2 유체가 과열저감기(500)로의 공급량과 과열저감기(500) 내부로 분사되는 제2 유체의 분사량을 제어할 수도 있다.Meanwhile, in the power generation system 10 according to another embodiment of the present invention, the supply amount of the second fluid to the superheat reducer 500 and the injection amount of the second fluid injected into the superheat reducer 500 through one control unit can also be controlled.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템의 제어 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 4는 도 3의 발전 시스템의 제어 과정에서, 제1 유체의 온도를 조절하는 방법을 나타내는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a control process of a power generation system according to an embodiment of the present invention. 4 is a flowchart illustrating a method of adjusting the temperature of the first fluid in the control process of the power generation system of FIG. 3 .

도 3을 참조하면, 발전 시스템(10)의 제어 방법은 아래와 같을 수 있으며, 설명의 편의를 위해 제1 유체가 증기이며, 제2 유체가 응축수인 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 3 , the control method of the power generation system 10 may be as follows, and for convenience of description, an embodiment in which the first fluid is steam and the second fluid is condensate will be mainly described.

우선, 압축기(100)가 제1 유체를 압축하고, 냉각기(200)는 압축기를 통과하며 압축된 제1 유체를 냉각시킬 수 있다(S100). 냉각기(200)에서는 냉매와 제1 유체 사이에 열교환을 통해 압축기(100)를 통과하며 온도가 상승한 제1 유체가 냉각될 수 있다. 이때, 냉각기(200)에서는 냉매와 제1 유체의 온도 차이 및 열교환에 의해 제2 유체, 즉 응축수가 생성될 수 있다. 이러한 냉각 과정에서 생성된 제2 유체는 배수라인(A)을 통해 이동하여 제2 유체 저장부(300)에 저장될 수 있다.First, the compressor 100 may compress the first fluid, and the cooler 200 may cool the compressed first fluid as it passes through the compressor (S100). In the cooler 200 , the first fluid whose temperature has risen by passing through the compressor 100 through heat exchange between the refrigerant and the first fluid may be cooled. At this time, in the cooler 200 , the second fluid, ie, condensed water, may be generated by the temperature difference between the refrigerant and the first fluid and heat exchange. The second fluid generated in the cooling process may move through the drain line A and be stored in the second fluid storage unit 300 .

다음, 제2 유체 저장부(300)는 내부에 저장된 제2 유체를 과열저감기(500)로공급할 수 있다(S200). 이때, 과열저감기(500)에 설치된 온도센서(600)에서 측정된 제1 유체의 온도에 기초하여, 제1 제어부(C1)가 제2 유체 저장부(300)로부터 과열저감기(500)에 공급되는 제2 유체의 양을 조절할 수 있다. 일 실시예로서, 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값보다 높은 경우에는 제1 제어부(C1)가 과열저감기(500)로 공급되는 제2 유체의 양을 증가시킬 수 있으며, 다른 실시예로서, 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 값보다 낮은 경우에는 제1 제어부(C1)는 과열저감기(500)로 공급되는 제2 유체의 양을 감소시킬 수 있다.Next, the second fluid storage unit 300 may supply the second fluid stored therein to the superheat reducer 500 ( S200 ). At this time, based on the temperature of the first fluid measured by the temperature sensor 600 installed in the superheat reducer 500 , the first control unit C1 moves from the second fluid storage unit 300 to the superheat reducer 500 . The amount of the supplied second fluid may be adjusted. As an embodiment, when the measured temperature of the first fluid is higher than a preset value, the first controller C1 may increase the amount of the second fluid supplied to the superheat reducer 500 , another embodiment As such, when the measured temperature of the first fluid is lower than a preset value, the first controller C1 may decrease the amount of the second fluid supplied to the superheat reducer 500 .

다음, 터빈(400)은 제1 유체를 이용하여 회전 운동 수 있다(S300). 구체적으로, 터빈(400)은 압축기(100)에 의해 압축된 제1 유체를 공급받아, 제1 유체의 열에너지를 운동에너지로 전환함으로써 회전 운동할 수 있다. 이때, 냉각기(200)에 의해 냉각된 제1 유체는 터빈(400)을 통과하며 다시 과열될 수 있다.Next, the turbine 400 may rotate using the first fluid ( S300 ). Specifically, the turbine 400 may receive the first fluid compressed by the compressor 100, and may rotate by converting thermal energy of the first fluid into kinetic energy. At this time, the first fluid cooled by the cooler 200 passes through the turbine 400 and may be overheated again.

다음, 과열저감기(500)는 터빈(400)을 통과면서 과열된 제1 유체의 온도를 낮출 수 있다(S400). 구체적으로, 제2 유체 저장부(300)에 저장된 제2 유체의 적어도 일부가 과열저감기(500) 내로 분사될 수 있다. 이러한 경우, 제2 유체가 분사되는 분사노즐(N)은 과열저감기(500)의 유입구와 배출구 사이에 배치되어, 과열저감기(500) 내부를 통과하는 과열된 제1 유체에 제2 유체가 분사될 수 있다. 이때, 분사되는 제2 유체의 온도는 과열된 제1 유체의 온도보다 낮으며, 이에 따라 제1 유체의 온도를 낮출 수 있다. 제2 유체에 의해 냉각된 제1 유체는 과열저감기(500)의 배출구를 통해 배출될 수 있다.Next, the superheat reducer 500 may lower the temperature of the superheated first fluid while passing through the turbine 400 ( S400 ). Specifically, at least a portion of the second fluid stored in the second fluid storage unit 300 may be injected into the superheat reducer 500 . In this case, the injection nozzle (N) to which the second fluid is injected is disposed between the inlet and the outlet of the superheat reducer 500, and the second fluid is added to the superheated first fluid passing through the superheat reducer 500. can be sprayed. In this case, the temperature of the injected second fluid is lower than the temperature of the overheated first fluid, and thus the temperature of the first fluid may be lowered. The first fluid cooled by the second fluid may be discharged through the outlet of the superheat reducer 500 .

도 4를 참조하면, 과열저감기(500)에서 제1 유체의 온도를 조절하는 방법은 아래와 같을 수 있다.Referring to FIG. 4 , a method for controlling the temperature of the first fluid in the superheat reducer 500 may be as follows.

우선, 온도센서(600)가 과열저감기(500)를 통과하는 제1 유체의 온도를 측정할 수 있다(S410). 이때 제2 제어부(C2)는 과열저감기(500)를 통과하는 제1 유체의 목표 온도를 설정할 수 있다. First, the temperature sensor 600 may measure the temperature of the first fluid passing through the superheat reducer 500 (S410). In this case, the second control unit C2 may set a target temperature of the first fluid passing through the superheat reducer 500 .

다음, 제2 제어부(C2)는 측정된 제1 유체의 온도가 미리 설정된 목표 온도와 동일한지 여부를 판단할 수 있다(S420). 구체적으로, 제2 제어부(C2)는 온도센서(600)에서 측정된 제1 유체의 온도 정보를 전달받고, 전달받은 제1 유체의 온도의 측정값이 미리 설정된 목표 온도와 동일한지 여부를 판단할 수 있다.Next, the second control unit C2 may determine whether the measured temperature of the first fluid is the same as a preset target temperature ( S420 ). Specifically, the second control unit C2 receives the temperature information of the first fluid measured by the temperature sensor 600, and determines whether the received measured value of the temperature of the first fluid is the same as the preset target temperature. can

다음, 일 실시예로서, 제1 유체의 온도 측정값이 목표 온도보다 높은 경우, 제2 제어부(C2)는 분사되는 제2 유체의 양을 증가시킬 수 있다(S430a). 구체적으로, 제2 제어부(C2)는 분사노즐(N) 또는 제어밸브(CV)의 개도를 증가시킴으로써 과열저감기(500) 내로 분사되는 제2 유체의 양을 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 제1 유체와 제2 유체 사이의 열교환이 증가하게 되어 제1 유체의 온도가 낮아질 수 있다. Next, as an embodiment, when the temperature measurement value of the first fluid is higher than the target temperature, the second controller C2 may increase the amount of the second fluid to be injected ( S430a ). Specifically, the second control unit C2 may increase the amount of the second fluid injected into the superheat reducer 500 by increasing the opening degree of the injection nozzle N or the control valve CV. As a result, heat exchange between the first fluid and the second fluid may increase, so that the temperature of the first fluid may be lowered.

다른 실시예로서, 제1 유체의 온도 측정값이 목표 온도보다 낮은 경우, 제2 제어부(C2)는 분사되는 제2 유체의 양을 감소시킬 수 있다(S430b). 구체적으로, 제2 제어부(C2)는 분사노즐(N) 또는 제어밸브(CV)의 개도를 감소시킴으로써 과열저감기(500) 내로 분사되는 제2 유체의 양을 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 제1 유체와 제2 유체 사이의 열교환이 줄어들게 되어 제1 유체의 온도가 점차 높아질 수 있다. As another embodiment, when the temperature measurement value of the first fluid is lower than the target temperature, the second control unit C2 may decrease the amount of the injected second fluid ( S430b ). Specifically, the second control unit C2 may reduce the amount of the second fluid injected into the superheat reducer 500 by decreasing the opening degree of the injection nozzle N or the control valve CV. As a result, heat exchange between the first fluid and the second fluid is reduced, so that the temperature of the first fluid may be gradually increased.

다음, 제2 제어부(C2)에 의해 목표 온도로 조절된 제1 유체가 과열저감기(500)를 통과하여 배출될 수 있다(S440). 상술한 S430a 단계 또는 S430b 단계에서 온도가 조절된 제1 유체의 온도를 온도센서(600)에서 재측정할 수 있다. 이때, 재측정된 온도가 미리 설정된 목표 온도와 동일 또는 유사한 경우, 제2 제어부(C2)는 분사되는 제2 유체의 양을 일정하게 유지하여, 제1 유체의 온도가 목표 온도로 유지되게 할 수 있다. 이후, 목표 온도로 조절된 제1 유체는 과열저감기(500)의 배출구를 통해 배출될 수 있다.Next, the first fluid adjusted to the target temperature by the second control unit C2 may pass through the superheat reducer 500 and be discharged (S440). The temperature of the first fluid whose temperature is adjusted in step S430a or step S430b described above may be re-measured by the temperature sensor 600 . At this time, when the re-measured temperature is the same as or similar to the preset target temperature, the second control unit C2 maintains the amount of the injected second fluid constant, so that the temperature of the first fluid is maintained at the target temperature. have. Thereafter, the first fluid adjusted to the target temperature may be discharged through the outlet of the superheat reducer 500 .

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발전 시스템(10)은, 발전 시스템(10)에 이용되는 유체 중 일부가 냉각될 때 생성되는 응축수를 과열저감기(500)에 공급하여 과열된 유체의 냉각에 이용함으로써, 물 공급이 원활하지 않은 지역(예를 들어, 중동 또는 사막 지역)에서 냉각수의 낭비를 줄이고, 과열된 유체를 효율적으로 냉각할 수 있다. 또한, 제1 제어부(C1)와 제2 제어부(C2)에 의해, 과열저감기(500)로 공급되는 제2 유체의 양 및 과열저감기(500) 내부에서 분사되는 제2 유체의 양을 제어함으로써, 과열된 제1 유체의 온도를 정밀하게 조절할 수 있다.As described above, the power generation system 10 according to the embodiments of the present invention supplies the condensed water generated when some of the fluids used in the power generation system 10 are cooled to the superheat reducer 500 to be overheated. By using it for cooling the fluid, it is possible to reduce wastage of cooling water in regions where water supply is not smooth (eg, the Middle East or desert regions) and to efficiently cool the superheated fluid. In addition, the amount of the second fluid supplied to the superheat reducer 500 and the amount of the second fluid injected inside the superheat reducer 500 are controlled by the first controller C1 and the second controller C2 . By doing so, it is possible to precisely control the temperature of the overheated first fluid.

이상에서는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.In the above, the embodiment shown in the drawings has been described with reference to, but this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10: 발전 시스템
100: 압축기
200: 냉각기
300: 제2 유체 저장부
400: 터빈
500: 과열저감기
600: 온도센서
C1: 제1 제어부
C2: 제2 제어부10: power generation system
100: compressor
200: cooler
300: second fluid storage unit
400: turbine
500: overheat reduction
600: temperature sensor
C1: first control unit
C2: second control unit

Claims (6)

제1 유체를 압축시키는 압축기;
제2 유체를 통과시켜 상기 압축기를 냉각하는 냉각기;
상기 압축기에서 배출된 상기 제1 유체가 유입되는 터빈; 및
상기 냉각기에서 열교환된 상기 제2 유체를 분사하여, 상기 터빈에서 배출된 상기 제1 유체를 냉각시키는 과열저감기(de-superheater);를 포함하는, 발전 시스템.a compressor for compressing the first fluid;
a cooler for cooling the compressor by passing a second fluid;
a turbine into which the first fluid discharged from the compressor is introduced; and
A de-superheater for cooling the first fluid discharged from the turbine by spraying the second fluid heat-exchanged in the cooler; 제1 항에 있어서,
상기 냉각기에서 배출되는 제2 유체를 저장하는 제2 유체 저장부;를 더 포함하는, 발전 시스템.According to claim 1,
The power generation system further comprising a; a second fluid storage unit for storing the second fluid discharged from the cooler. 제2 항에 있어서,
상기 과열저감기에 의해 냉각된 상기 제1 유체의 온도를 측정하는 온도센서; 및
상기 온도센서의 측정 결과에 기초하여, 상기 제2 유체 저장부로부터 상기 과열저감기로 공급되는 상기 제2 유체의 양을 제어하는 제1 제어부;를 더 포함하는, 발전 시스템.3. The method of claim 2,
a temperature sensor for measuring the temperature of the first fluid cooled by the superheat reducer; and
The power generation system further comprising a; based on the measurement result of the temperature sensor, the first control unit for controlling the amount of the second fluid supplied from the second fluid storage unit to the superheat reducer. 제1 항에 있어서,
상기 과열저감기에 의해 냉각된 상기 제1 유체의 온도를 측정하는 온도센서; 및
상기 온도센서의 측정 결과에 기초하여, 상기 과열저감기에서 분사되는 상기 제2 유체의 양을 피드백 제어하는 제2 제어부;를 더 포함하는, 발전 시스템.According to claim 1,
a temperature sensor for measuring the temperature of the first fluid cooled by the superheat reducer; and
Based on the measurement result of the temperature sensor, a second control unit for feedback-controlling the amount of the second fluid injected from the superheat reducer; further comprising a power generation system. 제4 항에 있어서,
상기 온도센서에서 측정된 온도가 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 제2 제어부는 상기 과열저감기에서 분사되는 상기 제2 유체의 양을 감소시키는, 발전 시스템.5. The method of claim 4,
When the temperature measured by the temperature sensor is smaller than a preset value, the second control unit reduces the amount of the second fluid injected from the superheat reducer, power generation system. 제4 항에 있어서,
상기 온도센서에서 측정된 온도가 미리 설정된 값보다 큰 경우, 상기 제2 제어부는 상기 과열저감기에서 분사되는 상기 제2 유체의 양을 증가시키는, 발전 시스템.5. The method of claim 4,
When the temperature measured by the temperature sensor is greater than a preset value, the second control unit increases the amount of the second fluid injected from the superheat reducer, power generation system.
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