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KR950003606A - 가스터빈에 전달되는 연소공기 예냉 시스템 - Google Patents

가스터빈에 전달되는 연소공기 예냉 시스템 Download PDF

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KR950003606A
KR950003606A KR1019940017824A KR19940017824A KR950003606A KR 950003606 A KR950003606 A KR 950003606A KR 1019940017824 A KR1019940017824 A KR 1019940017824A KR 19940017824 A KR19940017824 A KR 19940017824A KR 950003606 A KR950003606 A KR 950003606A
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KR
South Korea
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air
cooler
indirect
precooling system
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KR1019940017824A
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Inventor
더블류. 스미스 글렌
디. 맥크로스키 윌리엄
이. 케이트 로버트
Original Assignee
에드워드 제이. 브로시우스
벌티모어 에어코일 캄파니 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

본 발명은 냉각을 위한 장치 및 방법으로, 본 장치는 간접 증발식 냉각기, 간접 접촉 냉각기, 재가열 코일구성요소, 얼음 열저장 구성요소 및, 얼음-제조 냉각기를 포함하여 여러가지 선택적인 공기흐름 경로들과, 선택적인 구성요소들의 조합체를 제공한다. 여러가지 선택적인 유체-흐름 경로들은 몇몇 구성요소들의 선택가능한 조합을 통해 제공되어 냉각공기내의 공기 온도, 상대습도 및 공기밀도를 원하는 만큼 낮게 할 수 있다.

Description

가스터빈에 전달되는 연소공기 예냉 시스템
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 가스터빈으로 도시된 공기연소 장치에 결합된 공기 예냉시스템의 바람직한 실시예의 개략도, 제2도는 가스터빈 압축기의 공기 인입구에 증발 냉각된 공기를 방출하기 위한 공지의 증발냉각장치를 예시한 도면, 제 3도는 제1도의 다구성 시스템을 통해 주위공기의 몇몇 선택적 냉각흐름경로를 예시하는 도면.

Claims (27)

  1. 공기 인입구를 갖는 가스터빈에 전달되는 연소공기를 사전에 냉각시키기 위하여, 습구 및 건구온도, 대기의 절대습도 및 대기밀도에서 대기를 받고, 대기온도보다 낮은 온도와 대기밀도보다 큰 밀도에서 상기 연소공기를 제공하는 예냉시스템에 있어서, 상기 대기온도보다 낮은 제 1 온도까지 간접-증발식 공기 냉각기를 통과하는 인입대기의 온도를 감소시키기 위한 간접-증발식 공기 냉각기; 상기 제 1온도의 공기를 수용하고, 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도까지 상기 공기의 제 1 온도를 감소시키며, 상기 대기절대 습도보다 낮은 제 2 절대 습도까지 상기 대기절대 습도를 감소시키며, 상기 대기 밀도보다 높은 제 2 밀도까지 상기 공기밀도를 증가시키기 위한 간접-접촉 공기 냉각기를 포함하고, 상기 간접-접촉공기 냉각기는 상기 가스 터빈으로 전달하기 위해 상기 제 2 온도, 제 2 습도 및 제 2 밀도에서 상기 공기를 방출하여, 상기 가스터빈의 동작효율을 증가시키도록 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 온도까지 상기 대기를 냉각시키기 위해 상기 간접-증발식 공기 냉각기에서 동작가능한 제 1 냉각제; 상기 간접-증발식 냉각기로부터 제공되는 상기 제 1 냉각제를 냉각시키기 위한 제 1 수단; 상기 간접-증발식 냉각기로부터 상기 제 1 냉각제를 이동시켜 상기 제 1 냉각수단내에서 온도를 감소시키고, 상기 감소된 온도의 제 1 냉각제를 간접-증발식 냉각기로 제공하여 대기를 냉각시키도록 냉각 작용을 위하여 상기 간접-증발식 냉각기와 연결되는 제 1 수단; 을 추가 포함함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 대기온도와 상기 제 1 온도 중 어느 한 온도로 유지되는 상기 공기를 상기 제 2 온도까지 냉각시키기 위해 상기 간접-접촉 공기 냉각기에서 동작가능한 제 2 냉각제 유체; 상기 간접-접촉 냉각기로부터 상기 제 2 냉각제를 냉각시키기 위한 제 2 수단; 상기 간접-접촉냉각기로부터 제 2 냉각제를 이동시켜 제 2 냉각수단내에서 상기 제 2 냉각제의 온도를 감소시키고, 상기 감소된 온도의 제 2 냉각제를 상기 간접-접촉 냉각기를 제공하여 상기 공기를 냉각하도록 냉각작용을 위하여 상기 간접-접촉 냉각기와 제 2 수단을 연결시키는 제 2 수단; 을 추가 포함함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 터빈 공기 인입구에 이미 결정된 온도로 상기 공기를 제공하기 위해 상기 간접-접촉 냉각기와 상기 공기 인입구 사이에 위치된 재가열수단을 추가 포함함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  5. 가스터빈에 전달되는 연소공기를 사전에 냉각시키기 위하여, 습구 및 건구온도, 대기 절대 습도 및 대기밀도에서 대기를 수용하고, 대기온도 보다 낮은 제 2 온도와 상기 대기 절대 습도보다 낮은 제 2 절대습도 및, 대기 밀도보다 더 큰 제 2 밀도에서 상기 연소공기를 제공하는 예냉시스템에 있어서, 상기 냉각기를 통해 통과하는 대기의 온도를 제 1 공기온도까지 감소시키기 위한 간접 증발식 냉각기; 공기 인입 측면을 갖는 간접-접촉 냉각기, 공기인출측면, 냉각제유체인입구, 냉각제유체 인출구와, 냉각제 유체 온도에서의 제 1 냉각제유체, 냉각제 유체와 열교환 수단을 통해 통과하는 공기 사이에 열을 교환하기 위한 수단; 상기 냉각제 유체온도를 상기 대기 습구온도 이하로 감소시키기 위한 제 1 수단; 상기 제 1 온도-감소 수단과 상기 열교환수단 사이에서 상기 감소된 온도 유체를 이동시키시 위해 상기 제 2 온도-감소수단과 상기 열교환수단을 접속하여, 상기 제 1 온도이하의 제 2 온도까지 상기 공기의 온도를 감소시키고, 상기 인입 측면으로부터 상기 열교환 수단을 이동하는 상기 공기를 상기 대기절대 습도보다 낮은 제 2 습도까지 감소시키며, 상기 인출 측면으로부터 상기 가스터빈에 방출하기 위해 상기 대기 밀도 이상의 제 2 밀도까지 공기 밀도를 증가시키는 수단; 을 포함함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 접속 수단과 상기 열교환수단의 냉각제 유체 인입구 사이에서 결합된 제 1 서브매카니즘을 갖추고, 상기 예냉시스템을 통해 흐르는 상기 공기를 처리하기 위해 상기 감소된 온도를 갖는 유체가 상기 열교환 수단으로 이동하도록 제어하는 제 1 수단을 포함함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 밸브는 열 팽창 밸브임을 특징으로 하는 예냉시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 냉각제 유체는 위상-변화냉각유체임을 특징으로 하는 예냉시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 냉각유체온도를 감소시키기 위한 상기 제 1 수단은 압축기 및 응축하기 위한 수단을 가지면서, 상기 접속수단을 통해 상기 열교환수단으로 압축된 냉각유체를 제공함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  10. 가스터빈에 전달되는 연소공기를 사전에 냉각시키기 위하여, 습구 및 건구 온도, 대기 절대습도 및 대기 밀도에서 대기를 수용하고, 상기 대기를 처리하며, 대기 습구온도보다 낮은 소정의 제 2 온도 및, 대기 밀도보다 큰 제 2 밀도에서 상기 연소공기를 상기 터빈에 전달하는 예냉시스템에 있어서, 공기 인입 측면 및 공기 인출 측면을 가지고 상기 대기를 받아, 처리하기 위한 수단; 제 2 온도, 제 2 절대습도 및 제 2 밀도로 간접-증발식 냉각기를 통과하는 공기의 온도를 감소시키도록 동작 가능한 간접 증발식 공기 냉각기; 상기 간접-증발식 냉각기의 하류측에 있으면서, 제 2온도의 상승공기를 수용하고, 상기 제 2 공기온도 및 제 2 절대습도로 감소시키며, 상기 제 2 밀도를 증기시키도록, 동작할 수 있는 간접-접촉공기 냉각기; 를 포함하고, 상기 터빈은 터빈 연소용 공기를 수용하는 터빈 인입구를 갖추고, 상기 터빈인입구는 상기 간접 접촉 냉각기의 하류측 공기 인출측면의 상기 수용수단에 연결되어 감소된 온도와 증가된 밀도에서 상기 공기를 수용함으로서 연소동작과 전력출력의 향상을 이룸을 특징으로 하는 예냉시스템.
  11. 제 6 항에 있어서, 제 1 냉각탑, 제 1 냉각제 유체, 상기 간접 증기식 냉각기와 상기 제 1 냉각타워를 결합하기 위한 수단을 추가 포함하고, 상기 결합수단을 간접 증발식 냉각기를 통해 이동하는 상기 공기의 온도를 감소시키기 위해 상기 제 1 냉각탑과 상기 간접 증발식 냉각기 사이에서 상기 제 1 냉각제 유체를 이동시키도록 구성됨을 특징으로 하는 예냉시스템.
  12. 제 7 항에 있어서, 제 2 냉각제 유체, 상기 냉각기와 예냉시스템을 통해 흐르는 상기 공기온도를 감소시키기 위해 상기 간접 접촉냉각기에서 동작하는 상기 제 2 냉각제 유체를 상기 간접 접촉냉각기에 제공하기 위한 수단을 추가로 포함함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 냉각제 제공수단은 증발식 응축기, 압축하기 위한 수단 및 상기 간접 접촉냉각기를 접촉하기 위한 수단을 포함하고, 상기 압축 수단과, 상기 증발식 응축기는 상기 냉각기 및 예냉시스템을 통해 흐르는 상기 공기 온도를 감소시키기 위해 상기 제 2 냉각제 유체를 상기 간접 접촉냉각기에 전달함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 증발식 응축기와 상기 간접 접촉냉각기 사이의 상기 접속수단에는 열팽창 밸브와 재순환펌프중 하나를 더 구비함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  15. 제10항에 있어서, 상기 압축수단은 상기 간접 접촉냉각기와 상기 증발식 응축기 사이에서 결합된 압축기임을 특징으로 하는 예냉시스템.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제 2 냉각제 유체는 압축 가능한 냉각 유체임을 특징으로 하는 예냉시스템.
  17. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 냉각제 제공수단은 열저장 매체를 갖는 얼음 열저장 유니트, 상기 얼음 열저장 유니트에 상기 제 2 냉각제 유체를 전달하기 위해 상기 간접 접촉냉각기와 상기 얼음 열저장 유니트를 접속하기 위한 제 2 수단, 상기 제 2 냉각제 유체온도의 감소를 위해 그리고, 상기 제 1 공기온도보다 낮은 온도에서 상기 간접 접촉냉각기로 복귀되도록 상기 유니트를 통해 상기 제 2 냉각제 유체를 순환시켜서, 상기 간접 접촉냉각기를 통해 흐르는 공기온도를 감소시키기 위해 상기 제 2 접속수단내에 배치된 재순환수단; 을 포함함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  18. 제17항에 있어서, 증발식 응축기, 제3냉각제 유체, 압축을 위한 수단과, 상기 유체 매체 온도를 감소시키기 위해 상기 얼음 열저장 유니트로 상기 제 2 냉각제 유체를 이동시키도록 상기 증발식 응축기 및 압축기에 상기 얼음 열저장 유니트를 접속하기 위한 제 3 수단을 추가포함함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제 2 냉각제 유체는 얼음물, 글리콜 및 글리콜과 물의 혼합물 중 어느 하나임을 특징으로 하는 예냉시스템.
  20. 제 6 항에 있어서, 상기 간접 접촉냉각기와 상기 터빈 사이에서 결합되어 공기를 재가열하기 위한 수단을 추가 포함함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 재가열수단은 상기 제 1 냉각제 유체를 받도록 연결되는 제 1 수단에 결합되어 상기 재가열수단을 통하여 터빈으로 흐르는 공기의 온도를 제어함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  22. 제 8 항에 있어서, 상기 간접 접촉냉각기는 냉각코일임을 특징으로 하는 예냉시스템.
  23. 제 8 항에 있어서, 상기 간접 접촉냉각기는 최소한 하나의 튜브를 갖는 코일이고, 상기 튜브에는 다수개의 냉각핀이 장착되어 상기 공기와 상기 제 2 냉각제 유체사이의 열 전달을 증가시키도록 구성됨을 특징으로 하는 예냉시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 코일은 적어도 하나의 튜브에 대해 매니폴드(manifold)을 갖춤을 특징으로 하는 예냉시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 간접 접촉냉각기로 상기 제 2 냉각제 유체의 이동을 제어하기 위해 상기 증발식 응축기와 상기 간접 접촉냉각기사이에 배치된 상기 접속수단내에는 열팽창 밸브를 추가 구비함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  26. 제24항에 있어서, 온도, 압력 또는 유체흐름층의 적어도 하나를 감지하기 위한 수단, 상기 재순화 수단에 접속된 서브매카니즘, 상기 검지수단과 서브메타니즘을 결합시키기 위한 수단을 추가 포함하여, 상기 간접 접촉냉각기로 흐르는 상기 제 2 냉각제 유체와 상기 재순환 수단을 제어함을 특징으로 하는 예냉시스템.
  27. 제22항에 있어서, 상기 간접 접촉냉각기는 최소한 하나의 튜브를 갖는 코일, 상기 공기와 상기 제 2 냉각제 유체사이의 열전달을 증가시키도록 상부 튜브에 장착된 다수의 냉각핀을 포함하고; 수평선(horizon)에 일반적으로 나란한 길이방향의 축을 갖추며; 상기코일은 상단부, 하단부, 인입측면 및 상기 가스터빈에 인접한 방출 측면을 갖는 한편; 상기 하단부로부터 상기 간접증발식냉각기와 상기 유입측면측으로 경사진 상기 코일상단부는 상기 길이방향의 축에 대하여 예각(an acute angle)을 형성함으로서 상기 배출측의 핀상의 수분응축물을 수집하는 수단을 제공하고, 상기 수단은 상기 코일로부터 상기 코일 유입측면으로 향하는 응축물의 자중(gravity)에 의한 흐름을 증진시킴으로서 상기 코일 유입측면에서 상기 핀을 적심(wet)에 따라 상기 코일의 적셔진 핀표면 냉각작용을 증진시키고, 상기 가스터빈으로 이동되는 공기내에 2차 응축물의 포집기회를 감소시키도록 구성됨을 특징으로 하는 예냉시스템.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR1019940017824A 1993-07-23 1994-07-23 가스터빈에 전달되는 연소공기 예냉시스템 KR960010276B1 (ko)

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