HRSG

HRSG(Heat Recovery Steam Generator)란 배열을 회수하는 장치로 일명 폐열회수보일러라고 합니다.

가스터빈의 연소 후 배출되는 약 650 ℃에 달하는 고온의 배기가스는 많은 에너지를 가지고 있어 대기로 방출할 경우 상당한 손실이 발생합니다. 이 배기가스를 회수하여 HRSG 내로 통과시켜 그 열로 증기를 만들고, 발생된 증기로 증기터빈을 구동시켜 전기를 생산합니다.

또한, HRSG에서 발생된 증기는 지역난방 등에 이용되기도 하는 등 에너지의 효율성을 극대화 시키는 기기입니다

복합화력계통도

가. 단순화력발전소 (Single Cycle Power Plant)
단순화력발전소(Single Cycle Power Plant)는 압축 공기와 연료(NG, OIL, ETC)의 혼합 연소로 생성된 고온, 고압의 연소 가스로 가스터빈과 발전기를 구동시켜 전기를 생산하는 발전소입니다. 이 경우 약 650 ℃에 달하는 고온의 배기가스가 바이패스 스택(Bypass Stack)을 통해 대기로 방출되고 플랜트 효율이 최고 40%에 달합니다

 

나. 복합화력발전소 (Combined Cycle Power Plant)
복합화력발전소(Combined Cycle Power Plant)는 가스터빈 출구에서 배출되는 고온의 배기가스를 HRSG로 유입, 이를 열원으로 사용해 고온 고압의 증기를 생성시켜 증기터빈 및 발전기를 구동하여 2차 발전하는 발전소를 말합니다.

복합화력발전은 발전소의 출력 및 효율(Plant Output & Efficiency)을 극대화하기 위해서, 가스터빈을 이용한 단순발전(Single Cycle)과 HRSG(Heat Recovery Steam Generator)를 통해 생성된 증기를 이용한 증기터빈 발전으로 이루어지며, 복합발전소는 효율이 약 55% 정도에 이릅니다

 

복합화력발전소 조감도

 

제조공정

 HRSG 제조공정(수평형)

HRSG 제조공정(수직형)

종류

수평드럼형

HRSG내로 유입되는 배기가스의 흐름이 수평(Horizontal) 방향인 HRSG를 말합니다. 전열관 배열 방향은 연소가스 흐름 방향과 직각을 이루며, 수직 방향을 이룹니다. 수평형 HRSG는 통상 자연 순환식(NaturalCirculation) 증발기(Evaporator)를 채택합니다. HRSG 본체를 상부(Top)나 하부(Bottom)에서 지지(Support)하는 것이 가능하나, 최근에는 HRSG 용량 및 전열관 길이 증가로 인하여, 상대적으로 안정적인 구조인 상부(Top) 지지형을 선호합니다. HRSG 케이싱(Casing)과 지지(Support)용 철구조물 (Structural Steel)과는 일체Integrated)형을 이룹니다. 수평형 HRSG는 수직형 대비 설치비가 저렴하고, "설치 기간이 짧으며, 설치 면적은 넓습니다.

수직드럼형

HRSG내로 유입되는 배기가스의 흐름이 수직(Vertical) 방향인 HRSG를 말합니다. 전열관 배열 방향은 연소가스 흐름 방향과 직각을 이루며, 수평 방향을 이룹니다. 수직형 HRSG는 자연순환식(Natural Circulation) 또는 강제 순환식(Forced Circulation)의 증발기 (Evaporator)를 채택합니다. HRSG 본체를 상부(Top)에서 지지(Support)하는 방식을 채택합니다. HRSG 케이싱(Casing)과 지지(Support)용 철 구조물(Structural Steel)과는 분(Independent) 형을 이룹니다. 수직형 HRSG는 수평형 대비 설치비가 비싸고, 설치 기간이 길지만, 설치 면적은 좁습니다.

             관류형

증기압력 185 bar. 이상의 고온/고압의 HRSG에 적합한 모델입니다.

 

주요 구성품

HRSG 구성품 및 기능 (전체)

압력부 (Pressure Parts) HRSG의 내부에 압력(Pressure)을 갖는 핀튜브(Finned Tubes), 헤더(Header), 하프(Harp), 드럼(Drum), 모듈 (Module), 배관(Piping)등 물과 증기 경로(Water & Steam Circuits)에 해당됩니다. 비압력부 (Non-Pressure Parts) 유입된 고온의 가스터빈(GT) 등의 배기가스가 HRSG를 통과하는 경로(GAS PATH)를 구성하는 덕트(Duct), 케이싱(Casing), 스택(Stack) 등의 연소 가스 경로(Gas Path)와 HRSG를 지지하는 철 구조물(Structure Steel) 등이 해당됩니다. 보조기기(Auxiliary Equipment) HRSG 운전을 위한 각종 제어(Control),안전(Safety), 소음(Noise), 환경(Environment) 등을 고려한 설비로, 기본적인 HRSG 기능에 부가적으로 설치하는 기기들을 말합니다. 각 공사별, 지역별로 요구되는 보조기기의 종류 및 사양은 다양합니다.

 

출처 : 두산 중공업