일체형 플랜트 냉각 시스템 document_id A220623023254

발생기, 윤활유 시스템 및 변압기와 같은 다수의 파워 플랜트 구성요소는 비효율적인 요인(편류, 베어링, 전기 가열 등)에 의해 발생된 열을 제거하기 위해 냉각을 필요로 하는 한편, 추가적인 냉각 기능은 예컨대, 터빈 입구 공기 냉각, 압축기 입구 공기 냉각 또는 압축기 인터쿨링(intercooling)과 같은 플랜트 성능에 직접적으로 영향을 미친다. 이들 구성요소에 대한 개별 냉각 장치는 일반적으로 공랭식 또는 수랭식 열교환기를 사용한다. 기존의 장치 내에서의 발생기 냉각은 주위 온도로 공급되는 물 또는 공기에 의해 제공된다. 윤활유 시스템은 보통 대형의 공랭식 열교환기를 사용한다. 압축기 인터쿨러는 주위 온도의 물을 사용한다. 변압기 오일은 공랭식 열교환기를 사용하여 열을 대기 중으로 제거함으로써 냉각된다. 독립 냉각 스키드는 종종 상기 냉각을 제공하도록 사용된다. 설비가 통상적인 냉각 시스템으로부터 냉각제를 구비하여 공급될 때에도, 설비 및 냉각기는 최상의 주위 조건으로 크기 설정된다. 이러한 고온 냉각 유체(주위 온도의 공기 및 물)는 열교환기가 보다 큰 영역을 갖도록 하며, 모든 파워 플랜트 효율 및 비용에 걸쳐 불리하게 작용한다. 몇몇 수단은 통상적으로 파워 플랜트 구성요소에 냉각을 제공하는데 사용된다. 이러한 방법은 개별 제어 시스템을 구비한 독립 냉각 스키드이다. 도 1은 종래의 파워 플랜트 냉각 시스템에서 냉각을 제공하는데 사용되는 독립 냉각 스키드를 도시한다. 파워 플랜트 시스템(5)은 공기 압축기(10), 가스 터빈(15), 발생기(20) 및 발생기(20)에 결합되어 전기 그리드 시스템(electrical grid system)(30)에 전력을 공급하는 변압기(25)를 포함할 수 있다. 연료는 도면부호(16)에서 가스 터빈에 공급되고, 도면부호(17)에서 압축된다. 배기 가스는 도면부호(18)에서 배기된다. 주위 공기(35)는 터빈 입구 냉각 스키드(40)를 통해 냉각되고, 공기 압축기 입구(45)에서 제공된다. 고온 압축 공기(50)는 공기 압축기(10)의 중간 스테이지(52)로부터 추출되어 압축기 인터쿨링 스키드(55)를 관통한다. 냉각된 공기(56)는 공기 압축기(10)의 다음 중간 스테이지(58)로 복귀한다. 압축기(10), 가스 터빈(15) 및 발생기(20)로부터의 윤활유는 윤활유 냉각 스키드(60)에 의해 냉각된다. 열은 주위 온도의 공기(65)를 사용하는 공랭식 열교환기에 의해 냉각 스키드(60) 상의 윤활유로부터 제거된다. 발생기 냉각수(22)는 주위 공기(24)를 끌어당기는 공랭식 열교환기를 사용하는 별개의 냉각 스키드(23)를 통해 순환한다. 변압기(25)에 대한 냉각은 일반적으로 주위 공기(27)를 사용하며 별개의 변압기 냉각 스키드(28) 상에 장착된 공랭식 열교환기를 관통하는 변압기 오일(26)에 의해 제공된다. 터빈 입구 냉각은 독립 기계식 압축기(도시되지 않음)에 의해 제공되는 냉수(chilled water)를 사용하여 제공될 수 있다. 몇몇의 경우에, 스키드는 (칠드되지 않은) 보통 물을 구비한 부분적으로 일체형인 시스템일 수 있다. 파워 플랜트 결정에서 항상 전형적인 바와 같이, 각각의 구성요소 시스템 상의 냉각 요건은 특정 위치 주변 및 작동 조건과, 각각의 경쟁 시스템으로부터 이용 가능한 성능 및 실행과 작동에 필요한 비용의 함수이다.