KR102593986B1

KR102593986B1 - 가시 매연 제거장치 및 이를 포함하는 발전 시스템

Info

Publication number: KR102593986B1
Application number: KR1020220017129A
Authority: KR
Inventors: 홍성호
Original assignee: 홍성호
Priority date: 2022-02-09
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2023-10-26
Also published as: KR20230120489A

Abstract

본 발명에 따른 발전 시스템은 가스터빈 및 상기 가스터빈으로부터 발생하는 배기가스의 배출 경로를 형성하는 배기 경로 및 상기 배기가스로 환원제가 분사되도록 상기 배기 경로에 연결되어 상기 환원제를 공급하는 기화기 및 상기 환원제가 분사되기 이전의 상기 배기가스를 상기 기화기로 공급하여 상기 기화기가 가열되도록 하는 배기가스 공급유닛을 포함한다.

Description

가시 매연 제거장치 및 이를 포함하는 발전 시스템{VAPORIZER HEATING APPARATUS AND POWER GENERATION SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 가시 매연 제거장치 및 이를 포함하는 발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전 시스템에서 발생하는 가시 매연을 제거하는 가시 매연 제거장치 및 이를 포함하는 발전 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 가스터빈 복합화력은 적은 환경오염물질의 발생으로 인해 전세계적으로 확대 보급되고 있다. 가스터빈 발전설비는 정상운전 중에 환경오염물질인 NOx만이 배출되고, 배출농도도 15ppm이하로 낮은 편이다. 그러나 가스터빈 발전설비는 정지 후 기동 시 불완전 연소로 인해 환경오염물질인 NOx가 대량으로 배출될 수 있다.

특히, 신재생 에너지 분야에서는 날씨 여건에 따라 전력생산량의 변동이 큼에 따라 가스터빈 발전설비를 함께 이용하고 있다. 이때, 가스터빈 발전설비는 신재생 에너지 발전의 전력생산량 부족을 보완하기 위해 기동됨에 따라 수시로 정지 및 기동을 반복하고 있다. 일례로, 예전에 1년 내내 일정하게 운전되는 해외 가스터빈 발전설비는 요즈음 연간 200회 이상 정지 및 기동을 반복하고 있다. 그리고 국내 가스터빈 발전설비도 연간 800회 이상 정지 및 기동을 반복하는 상황이 발생하고 있다.

이에, 가스터빈 발전설비에서 발생하는 오염물질이 급격하게 증가하여 오염물질이 대기로 대량 배출되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2018-0046625호(가스터빈 발전장치 및 이의 스타트업 구동방법, 2018.05.09.)

본 발명의 목적은 가스터빈 발전설비의 정지 및 기동에서 발생하는 가시 매연을 제거하여 대량의 환경오염물질이 대기로 배출되는 것을 저감하는 가시 매연 제거장치 및 이를 포함하는 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가스터빈 발전설비의 정지 후 기동 시 기화기를 빠르게 설정된 온도로 가열하여 배기가스의 포함되는 환경오염물질을 제거하는 가시 매연 제거장치 및 이를 포함하는 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 배기 경로는 상기 기화기에 연결되어 상기 배기가스를 향해 상기 환원제를 분사하는 분사 모듈과, 상기 환원제가 분사된 상기 배기가스를 탈질하는 탈질 촉매와, 상기 가스터빈과 상기 분사 모듈 사이에 배치되는 열교환기를 포함하고, 상기 배기가스 공급유닛은 상기 가스터빈의 정지 후 기동 시 상기 열교환기 전방의 상기 배기가스를 상기 기화기로 제공하고, 상기 기화기가 기설정된 온도에 도달할 시 상기 열교환기 후방의 배기가스를 상기 기화기로 제공할 수 있다.

상기 배기 경로는 상기 환원제를 분사하기 이전에 배치되는 열교환기를 포함하고, 상기 배기가스 공급유닛은 상기 열교환기 전방 및 후방의 배기가스를 함께 또는 선택적으로 상기 기화기로 제공할 수 있다.

상기 배기가스 공급유닛은 상기 배기 경로에서 상기 열교환기의 전방과 후방에 연결되어 배기 경로와 상기 기화기를 연결하는 배관과, 상기 배관에 배치되어 상기 배기 경로의 상기 배기가스가 상기 기화기로 제공되도록 하는 가스흡입 모듈을 포함할 수 있다.

상기 가스흡입 모듈은 복수 개로 마련되어 상기 배기가스의 흡입에서 선택적으로 동작할 수 있다.

상기 배기가스 공급유닛은 상기 기화기로 제공되는 배기가스의 열량이 부족할 때에 상기 기화기로 부족한 열량을 제공하는 상기 보조 가열장치를 더 포함할 수 있다.

상기 보조 가열장치는 상기 배관과 상기 기화기 사이에 배치되어, 상기 배관을 통해 유입되는 배기가스를 가열하여 상기 기화기로 제공하거나, 외부로부터 제공되는 유체를 가열하여 상기 기화기로 제공할 수 있다.

상기 보조 가열장치는 전기히터, 버너 및 플라즈마 버너 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 배기가스 공급유닛은 상기 기화기가 정상운전하기 전까지 상기 열교환기 전방의 상기 배기가스를 상기 기화기로 제공하여 상기 기화기를 가열하고, 상기 기화기가 정상운전을 수행하면 상기 열교환기 후방의 상기 배기가스를 상기 기화기로 제공하여 상기 기화기가 설정된 온도를 유지하며 상기 환원제를 제공하도록 할 수 있다.

상기 배기가스 공급유닛은 상기 기화기가 정상운전하기 전까지 상기 열교환기 전방 및 후방의 배기가스를 함께 또는 선택적으로 상기 기화기에 제공하여 상기 기화기를 가열하고, 상기 기화기가 정상운전을 수행하면 상기 열교환기 후방의 상기 배기가스를 상기 기화기로 제공하여 상기 기화기가 설정된 온도를 유지하며 상기 환원제를 제공하도록 할 수 있다.

상기 배기가스 공급유닛은 상기 배관에 연결되어 상기 열교환기의 전방 및 후방으로부터 상기 배관으로 유입되는 각각의 상기 배기가스의 유량을 조절하는 적어도 하나의 조절 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 배기가스에는 상기 기화기에 의해 상기 환원제가 분사되기 이전에 상기 환원제가 직접 분사되고, 상기 기화기에 의해 상기 환원제가 분사될 때에 상기 환원제의 직접 분사는 정지될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 발전 시스템의 가시 매연 제거장치에 있어서, 가스터빈으로부터 발생하는 배기가스의 배기 경로에 연결되어 상기 배기 경로로 환원제가 공급되도록 하는 기화기 및 상기 환원제가 분사되기 이전의 상기 배기가스를 상기 기화기로 공급하여 상기 기화기가 가열되도록 하는 배기가스 공급유닛을 포함한다.

본 발명에 따른 가시 매연 제거장치 및 이를 포함하는 발전 시스템은 폐열을 기반으로 배기가스의 배기 경로로 암모니아를 분사하는 기화기를 빠른 시간 안에 가열하여 발전 시스템의 정지 및 기동의 반복에서 대량의 환경오염물질이 대기로 방출되는 것을 저감할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 실시예에 따른 발전 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이고,
도 2는 본 실시예에 따른 발전 시스템의 가시 매연 제거장치를 나타낸 개념도이고,
도 3은 본 실시예에 따른 발전 시스템의 기동방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

도 1은 본 실시예에 따른 발전 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발전 시스템(1000)은 가스터빈(100)으로부터 발생하는 배기가스의 배기 경로(200)에 가시 매연 제거장치(300)가 마련된다.

일례로, 배기가스의 배기 경로(200)는 가스터빈(100)과 굴뚝(400) 사이에 형성된다. 배기 경로(200)에는 가스터빈(100)으로부터 배출되는 배기가스가 굴뚝(400)을 통해 배출되기 이전에 오염물질을 제거하기 위한 선택적 촉매 환원(SCR: Selective Catalytic Reduction)장치(500)가 마련될 수 있다.

선택적 촉매 환원장치(500)는 탈질 촉매(510) 전방에 분사 모듈(520)을 장착하여, 암모니아 및 유레아와 같은 환원제를 분사할 수 있다. 이에, 배기가스는 화학반응에 의해 질소산화물이 암모니아와 탈질 촉매를 통과하면서 무공해의 물과 질소로 변화된다.

그리고 분사 모듈(520)에는 기화기(600)가 연결될 수 있다. 기화기(600)는 암모니아를 분사 모듈(520)로 제공한다.

한편, 작업자는 가스터빈(100)의 정지 후 기동 시에 기화기(600)를 사용하지 않고 최초 가스터빈 후단에 설치된 직접분사모듈(700)을 통해 암모니아를 직접 분사할 수 있다. 그리고 시간 경과에 의해 기화기(600)의 온도가 상승하여 정상 기동되면 암모니아의 직접분사모듈(700)을 통한 직접 분사가 정지되고, 분사 모듈(520)을 통해 암모니아를 분사할 수 있다.

일례로, 정상기동 시 기화기(600)로부터 분사 모듈(520)로 제공되는 암모니아 온도와 비교하여 발전 시스템(1000)의 정지 후 기동 시 기화기(600)로부터 분사 모듈(520)로 제공되는 암모니아 온도는 적정반응 온도에 미흡할 수 있다. 이에, 최초 가스터빈(100) 후단에 암모니아를 직접 분사하고, 시간 경과에 의해 기화기(600)의 온도가 상승하면 기화기(600)를 통해 암모니아를 분사하게 된다.

특히, 기화기(600)로의 배기가스의 공급, 즉 기화기(600)의 가열에서는 기화기(600)까지 연결되어 있는 배관의 길이가 길기 때문에 초기 기동시 배관의 가열에 많은 열손실이 발생한다. 따라서, 기화기(600) 기동시간이 지연될 수 있기 때문에 직접분사모듈(700)을 통한 암모니아의 직접분사를 통해 배기가스에 포함된 오염물질이 대기로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 분사 모듈(520)의 전방에는 열교환기(210)가 마련될 수 있다. 열교환기(210)는 선택적 촉매 환원장치(500)로 유입되는 배기가스를 적정반응 온도 구간으로 변환할 수 있다. 일례로, 열교환기(210)로 제공되는 배기가스 온도는 580도 이상일 수 있으며, 열교환기를 통과하여 선택적 촉매 환원장치(500)로 유입되는 배기가스 온도는 330도일 수 있다.

한편, 가시 매연 제거장치(300)는 기화기(600)를 단시간에 가열하여 발전 시스템(1000)의 정지 후 기동 시 선택적 촉매 환원장치(500)가 빠른 시간에 정상 운용되도록 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 가시 매연 제거장치(300)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 실시예에 따른 발전 시스템의 가시 매연 제거장치를 나타낸 개념도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 가시 매연 제거장치(300)는 배기가스를 이용하여 기화기(600)로부터 선택적 촉매 환원장치(500)로 제공되는 암모니아 온도를 빠르게 상승시킬 수 있다. 이러한 가시 매연 제거장치(300)는 배기가스 공급유닛(310) 및 보조 가열장치(320)를 포함할 수 있다.

먼저, 배기가스 공급유닛(310)은 배관(311), 조절 밸브(312) 및 가스흡입 모듈(313)을 포함할 수 있다.

일례로, 배관(311)은 제1 내지 제10 배관(P1-P10)을 포함할 수 있다.

이때, 제1 배관(P1)은 배기 경로(200)에서 열교환기(210)의 전방에 연결되고, 제2 배관(P2)은 배기 경로(200)에서 열교환기(210)의 후방에 연결된다. 그리고 제3 배관(P3)은 제1 배관(P1) 및 제2 배관(P2)을 연결하고, 제4 배관(P4)은 제3 배관(P3)에 연결된다. 제5 배관(P5) 및 제6 배관(P6)은 제4 배관(P4)에 연결된다. 제7 배관(P7)은 제5 배관(P5) 및 제6 배관(P6)에 연결되며 일단이 보조 가열장치(320)의 가스 유입구(321)에 연결된다. 제8 배관(P8)은 보조 가열장치(320)의 가스 배출구(322)에 연결되고, 제9 배관(P9)은 제7 배관(P7)과 제8 배관(P8)을 연결할 수 있다. 그리고 제10 배관(P10)은 제8 배관(P8)과 기화기(600)를 연결한다.

일례로, 조절 밸브(312)는 제1 내지 제5 조절 밸브(V1-V5)를 포함할 수 있다.

제1 조절 밸브(V1)는 제1 배관(P1)과 제4 배관(P4) 사이에서 제3 배관(P3)에 마련되어, 열교환기(210) 전방에서 유입되는 배기가스의 이송을 제어할 수 있다. 그리고 제2 조절 밸브(V2)는 제2 배관(P2)과 제4 배관(P4) 사이에서 제3 배관(P3)에 마련되어, 열교환기(210) 후방에서 유입되는 배기가스의 이송을 제어할 수 있다. 제1 조절 밸브(V1)와 제2 조절 밸브(V2)는 자동 제어 밸브로, 일례로 온도 조절 밸브(TCV: Temperature Control Valve)로 마련될 수 있다.

그리고 제3 조절 밸브(V3)는 제9 배관(P9)과 보조 가열장치(320)의 가스 유입구(321) 사이에서 제7 배관(P7)에 마련되어, 보조 가열장치(320)로 제공되는 배기가스의 이송을 제어할 수 있다. 그리고 제4 조절 밸브(V4)는 제10 배관(P10)과 보조 가열장치(320)의 가스 배출구(322) 사이에서 제8 배관(P8)에 마련되어, 보조 가열장치(320)로부터 기화기(600)로 제공되는 배기가스의 이송을 제어할 수 있다. 제5 조절 밸브(V5)는 제9 배관(P9)에 마련되어 배기 경로로부터 기화기(600)를 향해 직접적으로 이송되는 배기가스를 제어할 수 있다.

일례로, 가스흡입 모듈(313)은 제1 가스흡입 모듈(313a) 및 제2 가스흡입 모듈(313b)을 포함할 수 있다. 제1 가스흡입 모듈(313a) 및 제2 가스흡입 모듈(313b)은 서큘레이션 팬(Circulation Fan)으로 마련되어 배기 경로(200)에서 유동되는 배기가스가 배기가스 공급유닛(310)으로 유입되도록 할 수 있다. 제1 가스흡입 모듈(313a)은 제5 배관(P5)에 마련되고, 제2 가스흡입 모듈(313b)은 제6 배관(P6)에 마련될 수 있어 선택적으로 작동될 수 있다.

일례로, 제1 가스흡입 모듈(313a)이 작동될 때에 제2 가스흡입 모듈(313b)은 작동되지 않을 수 있고, 제1 가스흡입 모듈(313a)의 고장에서는 제2 가스흡입 모듈(313b)이 작동될 수 있다.

한편, 보조 가열장치(320)는 외부로부터 제공되는 가스 또는 에어를 가열하여 배관(311)을 통해 기화기(600)로 제공할 수 있다. 이러한 보조 가열장치(320)는 배기가스 공급유닛(310)이 배기가스를 통해 기화기(600)로 고온의 배기가스를 제공할 때에, 부족한 열량을 기화기(600)로 인가할 수 있다. 보조 가열장치(320)는 전기히터, 버너 및 플라즈마 버너를 포함할 수 있다. 그러나 전기히터의 경우 온도 상승에 시간이 필요하고 예열이 필요한 만큼 전기 사용량이 클 수 있어, 플라즈마 버너를 이용할 수 있다.

이에, 가시 매연 제거장치(300)는 발전 시스템(1000)이 정지 후 기동 시 열교환기(210) 이전의 고온의 배기가스를 기화기(600)로 제공하여 기화기(600)가 빠른 시간 안에 설정된 온도의 암모니아를 분사 유닛을 제공되도록 할 수 있다.

이때, 가시 매연 제거장치(300)는 고온의 배기가스의 열량이 기화기(600)를 가열하기 충분하지 않을 경우에 보조 가열장치(320)를 이용하여 기화기(600)를 추가적으로 가열할 수 있다. 그리고 기화기(600)가 가열에 따라 정상운전 범위에 도달하면 가시 매연 제거장치(300)는 열교환기(210) 전단의 배기가스 유입을 중단하고, 열교환기(210) 후단의 배기가스를 유입시켜 기화기(600)가 안정적으로 운용되도록 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 발전 시스템(1000)의 정지 후 기동방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다.

도 3은 본 실시예에 따른 발전 시스템의 기동방법을 나타낸 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발전 시스템(1000)은 신재생 에너지 발전시설(미도시)과 함께 운용되며 정지 및 기동을 반복할 수 있다.

발전 시스템(1000)이 정지된 이후 기동을 시작하면, 가스터빈(100)이 동작을 시작한다(S100). 이때, 작업자는 가스터빈(100)의 후단에서 암모니아를 직접 분사하여 가스터빈(100)으로부터 굴뚝(400)을 통해 대기로 배출되는 배기가스의 환경오염물질이 저감되도록 한다(S200).

이때, 발전 시스템(1000)은 고온의 배기가스를 기화기(600)로 제공한다(S300). 발전 시스템(1000)은 제1 조절 밸브(V1)가 개방되고, 제2 조절 밸브(V2)는 폐쇄될 수 있다. 그리고 제1 가스흡입 모듈(313a)이 동작을 시작하여, 열교환기(210) 전단의 고온의 배기가스가 제1 배관(P1)을 통해 유입되도록 한다. 그리고 제1 배관(P1)을 통해 유입되는 배기가스는 제3 배관(P3), 제4 배관(P4), 제5 배관(P5), 제7 배관(P7), 제9 배관(P9) 및 제10 배관(P10)을 통해 기화기(600)로 제공되어 기화기(600)를 가열할 수 있다. 이때, 제3 조절 밸브(V3) 및 제4 조절 밸브(V4)는 경로를 폐쇄하고 있는 상태일 수 있으며, 제5 조절 밸브(V5)는 경로를 개방하고 있는 상태일 수 있다.

한편, 고온의 배기가스를 기화기(600)로 제공하는 과정에서 고온의 배기가스 공급에도 불구하고 기화기(600)가 설정된 온도로 가열되지 않을 경우에 보조 가열장치(320)가 운용될 수 있다.

이때, 보조 가열장치(320)는 외부로부터 제공되는 가스 또는 에어를 기화기(600)로 공급하기 위해, 고온의 배기가스가 기화기(600)로 제공되고 있는 상태에서 제4 조절 밸브(V4)가 개방될 수 있다. 이에, 보조 가열장치(320)로부터 가열된 가스 또는 에어가 배기가스와 함께 기화기(600)로 제공되어 기화기(600)가 설정된 온도에 빠르게 도달하도록 할 수 있다.

또한, 보조 가열장치(320)는 배기가스를 재차 가열하여 기화기(600)로 제공할 수 있다. 이때, 고온의 배기가스가 기화기(600)로 제공되고 있는 상태에서 제3 조절 밸브(V3)와 제4 조절 밸브(V4)가 개방될 수 있다. 이에, 보조 가열장치(320)는 제7 배관(P7)을 통해 유입되는 배기가스를 가열하여, 가열된 배기가스가 제8 배관(P8)을 통해 기화기(600)로 제공되도록 할 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 보조 가열장치(320)가 외부로부터 제공되는 가스 또는 에어를 가열하여 공급하거나 배기가스를 가열하여 공급하는 각각의 특징에 대하여 설명하고 있으나, 가스 및 에어의 공급과 배기가스의 공급은 함께 이루어질 수 있다.

한편, 제1 가스흡입 모듈(313a)의 고장에서는 제2 가스흡입 모듈(313b)이 동작을 대신하여 열교환기(210) 전단의 고온의 배기가스가 제1 배관(P1), 제3 배관(P3), 제4 배관(P4), 제6 배관(P6), 제7 배관(P7), 제9 배관(P9) 및 제10 배관(P10)을 통해 기화기(600)로 제공되도록 할 수 있다.

또한, 기화기(600)가 설정된 온도에 도달하여 설정된 온도로 암모니아를 분사하는 경우에 열교환기(210) 전단의 고온의 배기가스 공급을 중지하고, 상대적으로 낮은 온도인 열교환기(210) 후단의 배기가스가 기화기(600)로 제공되도록 할 수 있다(S400). 이때, 작업자는 가스터빈(100) 후단에서의 암모니아 직접 분사를 중지한다.

이때, 발전 시스템(1000)은 제2 조절 밸브(V2)가 개방되고, 제1 조절 밸브(V1)는 폐쇄될 수 있다. 그리고 제1 가스흡입 모듈(313a)이 동작을 시작하여 열교환기(210) 후단의 배기가스가 제2 배관(P2)을 통해 유입되도록 한다. 그리고 제2 배관(P2)을 통해 유입되는 배기가스는 제3 배관(P3), 제4 배관(P4), 제5 배관(P5), 제7 배관(P7), 제9 배관(P9) 및 제10 배관(P10)을 통해 기화기(600)로 제공되어 기화기(600)를 안정적으로 운용되도록 할 수 있다. 이후, 배기가스의 공급에서 기화기(600)의 온도가 낮아지면, 발전 시스템(1000)은 보조 가열장치(320)가 동작하여 기화기(600)로 추가적인 열원이 공급되도록 할 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 발전 시스템(1000)이 정지 후 기동 시 열교환기(210) 전단의 배기가스를 기화기로 공급하고, 기화기(600)가 설정된 온도에 도달할 경우에 열교환기(210) 후단의 배기가스를 기화기(600)로 공급하는 실시예에 대하여 설명하고 있다. 그러나 이는 본 실시예를 위한 것으로, 발전 시스템(1000)의 정지 후 기동, 또는 기화기(600)가 설정된 온도에 도달한 이후에도 제1 조절 밸브(V1) 및 제2 조절 밸브(V2)를 통해 유입되는 배기가스의 유량을 조절하여 기화기(600)가 설정된 온도에 도달 및 유지되도록 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 발전 시스템은 폐열을 기반으로 배기가스의 배기 경로로 암모니아를 분사하는 기화기를 빠른 시간 안에 가열하여 발전 시스템의 정지 및 기동의 반복에서 대량의 환경오염물질이 대기로 방출되는 것을 저감할 수 있는 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

가스터빈;
상기 가스터빈으로부터 발생하는 배기가스의 배출 경로를 형성하는 배기 경로;
상기 배기가스로 환원제가 분사되도록 상기 배기 경로에 연결되어 상기 환원제를 공급하는 기화기; 및
상기 환원제가 분사되기 이전의 상기 배기가스를 상기 기화기로 공급하여 상기 기화기가 가열되도록 하는 배기가스 공급유닛을 포함하고,
상기 배기 경로는
상기 기화기에 연결되어 상기 배기가스를 향해 상기 환원제를 분사하는 분사 모듈과, 상기 환원제가 분사된 상기 배기가스를 탈질하는 탈질 촉매와, 상기 가스터빈과 상기 분사 모듈 사이에 배치되는 열교환기를 포함하고,
상기 배기가스 공급유닛은
상기 가스터빈의 정지 후 기동 시 상기 열교환기 전방의 상기 배기가스를 상기 기화기로 제공하고,
상기 기화기가 기설정된 온도에 도달할 시 상기 열교환기와 상기 분사모듈 사이의 배기가스를 상기 기화기로 제공하고,
상기 배기가스 공급유닛은
상기 배기 경로에서 상기 열교환기의 전방과, 상기 열교환기와 상기 분사모듈 사이에 연결되어 배기 경로와 상기 기화기를 연결하는 배관과,
상기 배관에 배치되어 상기 배기 경로의 상기 배기가스가 상기 기화기로 제공되도록 하는 가스흡입 모듈과,
상기 기화기로 제공되는 배기가스의 열량이 부족할 때에 상기 기화기로 부족한 열량을 제공하는 보조 가열장치를 포함하고,
상기 보조 가열장치는 상기 배관과 상기 기화기 사이에 배치되어, 상기 배관을 통해 유입되는 배기가스를 가열하여 상기 기화기로 제공하고,
상기 배기가스 공급유닛은
상기 기화기가 정상운전하기 전까지 상기 열교환기 전방의 상기 배기가스를 상기 기화기로 제공하여 상기 기화기를 가열하고,
상기 기화기가 정상운전을 수행하면 상기 열교환기와 상기 분사모듈 사이의 상기 배기가스를 상기 기화기로 제공하여 상기 기화기가 설정된 온도를 유지하며 상기 환원제를 제공하도록 하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
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제1 항에 있어서,
상기 가스흡입 모듈은
복수 개로 마련되어 상기 배기가스의 흡입에서 선택적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
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제1 항에 있어서,
상기 보조 가열장치는
전기 히터, 버너 및 플라즈마 버너 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
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제1 항에 있어서,
상기 배기가스 공급유닛은
상기 배관에 연결되어 상기 열교환기의 전방, 및 상기 열교환기와 상기 분사모듈 사이로부터 상기 배관으로 유입되는 각각의 상기 배기가스의 유량을 조절하는 적어도 하나의 조절 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 배기가스에는
상기 기화기에 의해 상기 환원제가 분사되기 이전에 상기 환원제가 직접 분사되고,
상기 기화기에 의해 상기 환원제가 분사될 때에 상기 환원제의 직접 분사는 정지되는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
발전 시스템의 가시 매연 제거장치에 있어서,
가스터빈으로부터 발생하는 배기가스의 배기 경로에 연결되어 상기 배기 경로로 환원제가 공급되도록 하는 기화기; 및
상기 환원제가 분사되기 이전의 상기 배기가스를 상기 기화기로 공급하여 상기 기화기가 가열되도록 하는 배기가스 공급유닛을 포함하고,
상기 배기 경로는
상기 기화기에 연결되어 상기 배기가스를 향해 상기 환원제를 분사하는 분사 모듈과, 상기 환원제가 분사된 상기 배기가스를 탈질하는 탈질 촉매와, 상기 가스터빈과 상기 분사 모듈 사이에 배치되는 열교환기를 포함하고,
상기 배기가스 공급유닛은
상기 가스터빈의 정지 후 기동 시 상기 열교환기 전방의 상기 배기가스를 상기 기화기로 제공하고,
상기 기화기가 기설정된 온도에 도달할 시 상기 열교환기과 상기 분사모듈 사이의 배기가스를 상기 기화기로 제공하고,
상기 배기가스 공급유닛은
상기 배기 경로에서 상기 열교환기의 전방과, 상기 열교환기와 상기 분사모듈 사이에 연결되어 배기 경로와 상기 기화기를 연결하는 배관과,
상기 배관에 배치되어 상기 배기 경로의 상기 배기가스가 상기 기화기로 제공되도록 하는 가스흡입 모듈과,
상기 기화기로 제공되는 배기가스의 열량이 부족할 때에 상기 기화기로 부족한 열량을 제공하는 보조 가열장치를 포함하고,
상기 보조 가열장치는 상기 배관과 상기 기화기 사이에 배치되어, 상기 배관을 통해 유입되는 배기가스를 가열하여 상기 기화기로 제공하고,
상기 배기가스 공급유닛은
상기 기화기가 정상운전하기 전까지 상기 열교환기 전방의 상기 배기가스를 상기 기화기로 제공하여 상기 기화기를 가열하고,
상기 기화기가 정상운전을 수행하면 상기 열교환기와 상기 분사모듈 사이의 상기 배기가스를 상기 기화기로 제공하여 상기 기화기가 설정된 온도를 유지하며 상기 환원제를 제공하도록 하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템의 가시 매연 제거장치.