ES_Rankine Ver. 100.0.3

증기 터빈 화력 발전소용 Heat Balance 계산 소프트웨어

 

ES_Rankine 리스트 및 파일 저장법

1) Design Heat Balance(HB)는 한 프로젝트의 Design HB입니다.   Operation HB는, 해당 Design HB의 Off-Design HB입니다.  즉, 하나의 Design HB에 여러 개의 Operation HB가 있을 수 있습니다.

2) 저장된 Design HB는 Design 콤보 박스에 표시되며, 현재 표시된 Design HB의 Operation HB들이 Oper. 콤보 박스에 표시됩니다.

3) ES_Rankine은 하나의 파일에 여러 개의 Design HB(+Oper. HB)를 저장할 수 있습니다.  즉, ES_Rankine은 사용자가 작성한 모든 HB를 하나의 파일에 저장할 수 있습니다.

4) ES_Rankine은 먼저 "Run"을 한 후에 리스트에 Add to List/Update List/Delete List 해야 수행한 결과가 리스트에 보관됩니다.   입력 값을 수정한 후에 "Run"하지 않고 Add to List/Update List/Delete List 하면, 바로 직전에 "Run"한 데이터가 Add to List/Update List/Delete List 되고, "Run" 하지 않은 수정된 입력 값들은 보관되지 않습니다.   그러므로, 입력 값을 수정한 후 수정된 값을 보관하고자 하는 경우에는 반드시 "Run"을 하시고, 리스트 보관, 파일 저장을 하시기 바랍니다.

5) 파일 저장을 하면, 현재 리스트에 보관된 내용이 파일에 저장됩니다.

 

ES_Rankine이 아직 부족한 점이 많이 있고, 구매해서 사용하기에는 인지도도 부족한 점을 고려하여, 판매를 하는 대신에 공개 베타 테스트 버전으로 무료 배부하기로 하였습니다.

무료 공개 베타 테스트 버전의 신청은 "Home" 페이지의 "베타 버전 신청" 페이지를 클릭해서, "베타 버전 신청하기"를 클릭한 후, "ES_Rankine"을 선택해 신청하시면 됩니다..

 

ES_Rankine은 Heat Balance 계산에 필요한 최소한의 선택과 입력으로, 증기 터빈을 사용하는 화력 발전소의 Heat Balance를 쉽고 빠르게 계산할 수 있는 메뉴 구동 방식(Menu-Driven)의 소프트웨어입니다.

 

ES_Rankine 사용설명서 압축 파일

(이 곳 홈페이지의 내용을 pdf 파일로 변환해 놓은 파일입니다.  별도 파일로 보관하시거나 프린트를 하실 때 다운 받아 사용하시기 바랍니다.)

 

ES_Rankine은 :

1) Non-Reheat(비 재열) 사이클과 Single Reheat(1단 재열) 사이클 계산이 가능합니다.

Double Reheat(2단 재열) 사이클은 현재 산업계에서 적용하지 않고 있어 준비하지 않았습니다.   

1950년도에 미국에서 Pilot 발전소로 Double Reheat 발전소를 건설하였으나, Double Reheat로 인해 추가되는 건설 비용에 비해 성능 개선의 이득이 적어, 그 이후에는 적용하지 않고 있습니다.   현재 미국, 일본, 유럽에서 연구 진행 중인 초초임계압(Advanced Ultra-Supercritical) Pilot 발전소에서도 Single Reheat 발전소로 진행하고 있습니다.   

향후 산업계에서 Double Reheat 발전소의 필요성이 대두될 때 추가하도록 하겠습니다.

 

2) 증기 터빈 출력이 주어진 경우(Power Given)와 증기 터빈 입구 유량이 주어진 경우(Flow Given)의 계산이 가능합니다.

출력이 주어진 경우에는 소프트웨어가 터빈 입구 유량을 계산하고, 터빈 입구 유량이 주어진 경우에는 소프트웨어가 증기 터빈 출력을 계산합니다.

소프트웨어가 계산하는 출력은 터빈 및 발전기 손실을 뺀 이후의 출력입니다.

 

3) 증기 터빈 효율은 자동 계산도 가능하고, 사용자 입력도 가능합니다.

자동 계산되는 증기 터빈 효율은 미국 General Electric 사에서 발간한 참고 문헌 [1]을 기준으로 계산하며, 동 참고 문헌 이후에 증기 터빈의 효율이 많이 개선되어, 특히 고압 터빈(HP Turbine)의 효율이 많이 개선되어서, 개선된 효율을 반영하기 위해 보완 식을 추가로 적용하여 계산합니다.

증기 터빈 팽창 곡선(Expansion Line)으로부터 추기 지점의 엔탈피와 엔트로피를 읽는 방법과 복수 터빈(Condensing Turbine)의 최종 단 날개(Last Stage Blade)의 배기 손실(Exhaust Loss) 역시 참고 문헌 [1]에 제시된 방법을 참조로 하여 계산합니다.

자세한 내용은 증기 터빈 효율 페이지를 참조 바랍니다.

 

4) FW Heaters(급수 가열기)는 최대 10개까지 계산이 가능합니다.

 급수 가열기 형식은, Contact(접촉식), Flash(간접식), Pumped(배수를 하류측 급수로 펌핑하는 간접식) 가운데 하나를 선택할 수 있습니다.

TTD(Terminal Temperature Difference)와 DCA(Drain Cooler Approach) 온도를 입력하여, Desuperheater Zone과 Drain Cooler Zone을 모사할 수 있습니다.

DCA 값으로 매우 큰 값이나, "0"을 입력하면 Drain Cooler가 없는 간접식 열교환기를 모사할 수 있습니다.

 

5) Design(설계) 계산과 더불어 Operation(운전) 계산을 할 수 있습니다.

Operation Load는 % Design Load, 출력, 증기 터빈 입구 유량 가운데 하나로 부하 점을 설정할 수 있습니다.   

정압 운전(Constant Pressure Control)과 변압 운전(Sliding Pressure Control)을 선택할 수 있으며, 변압 운전의 경우에는 교축 밸브 궤도(Throttle Valve Opening) % 값을 입력하여 변형 변압 운전(Modified Sliding Pressure Control)의 모사가 가능합니다.   아울러, 최저 교축 압력(Minimum Throttle Pressure)을 규정할 수 있습니다.

모든 급수 가열기의 운전 정지 상태(Out of Operation)의 모사가 가능하고, 급수의 부분 우회 운전(Bypass Operation)의 모사도 가능합니다.

 

6) 최대 1000 MW 까지 현재 산업계에서 적용되고 있는 Heat Balance를 손쉽게 작성할 수 있는 Smart Run 기능이 있습니다.

발전 출력별로 현재 산업계에서 적용하고 있는 표준 Heat Balance를 아래와 제공합니다.

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850 MW Class Reheat Advanced Ultra-Supercritical

 

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1000 MW Class Reheat Ultra-Supercritical

 

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750 MW Class Reheat Supercritical

 

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500 MW Class Reheat Supercritical

 

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500 MW Class Reheat Subcritical

 

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250 MW Class Reheat Subcritical

 

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100 MW Class Reheat Subcritical

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100 MW Class Non-Reheat Subcritical

:

적용할 표준 Heat Balance를 선택하고 원하는 출력만 입력하면, 현재 산업계에서 적용하고 있는 Heat Balance를 아주 쉽게 작성할 수 있습니다.   "Quick Design HB" 페이지를 참조 바랍니다.

Smart Run 기능에는, 기 작성된 Heat Balance 최종 급수 가열 온도 및 재열 압력을 변경해서 최적의, 즉 최소 열 소비율을 갖는 온도 및 압력을 찾는 기능이 있습니다.   현재 산업계에서 적용하고 있는 Heat Balance나 제작자가 제시하는 Heat Balance에서 열 소비율을 더 낮추는 방법은 없는지 조사를 할 때 유용하게 사용할 수 있습니다.

 

ES_Rankine의 모습은 ;

ES_Rankine의 주 화면은 아래 그림과 같습니다.

왼쪽 메뉴 칸에서 "DESIGN" 단추를 클릭하면 Design 창이 보여지면서 해당 단추의 배경색이 녹색으로 띄게 되고, "OPERATION" 단추를 클릭하면 Operation 창이 보여지면서 해당 단추의 배경색이 녹색을 띄게 됩니다.   아래 그림은 Design 창이 보여진 상태입니다.

DESIGN은 Heat Balance를 설계하는 작업을 의미하며, OPERATION은 설계가 완료된 상태에서 실제로 운전할 때 어떠한 성능을 나타낼지를 알아보는 작업입니다.

 

 

ES_Rankine에는 그래픽 입력 창이 있습니다.   DESIGN 창에서 "Graphic" 탭을 클릭하면 아래 그림과 같은 그래픽 입력 창이 나타납니다.

그래픽 입력 창에는, 중요하면서 자주 변경하는 값들을 입력할 수 있습니다.   그래픽 창에서 입력하고 선택하는 값들은 대부분 다른 탭의 값들과 중복되는 값들이며, 이들 값들은 서로 연동되어 있습니다.   즉, 그래픽 입력 창에서 값을 변경하면, 동일한 값을 가지고 있는 다른 탭의 값이 자동으로 변경됩니다.

 

 

아래 그림은 "OPERATION" 단추를 클릭해서 보여지는 화면입니다.

 

Smart Run

DESIGN 창에서 "Smart Run" 명령 단추를 클릭하면 아래 그림의 Smart Run 창이 뜹니다.

 

Graphic Output

실행 후 "Graphic Output..." 단추를 클릭하면 뜨는 그림 출력 화면입니다.   

그림 출력 창은 Design Heat Balance와 Operation Heat Balance가 별개의 창으로 뜨도록 되어 있어, Design Heat Balance와 Operation Heat Balance 데이터를 그림으로 보면서 비교해 볼 수 있습니다.

 

Text Output

실행 후 "Text Output..." 단추를 클릭하면 아래 화면과 같이 Microsoft 사의 Windows와 함께 제공되는 메모장(NotePad)을 사용하여 실행 결과가 Text 파일로 작성되어 뜹니다.   

메뉴 Option -> Text Output...을 클릭해서 뜨는 Text Output Option 창에서 엑셀 출력을 선택하면, 문서 출력을 메모장 대신에 Microsoft 사의 엑셀 파일로도 출력할 수 있습니다.   단, Smart Run 및 Optimum Enthalpy Rise Run의 Text Output은 엑셀 파일로 출력되지 않습니다.

 

참고 문헌 :

1. GER-2007C, A Method for Predicting the Performance of Steam Turbine-Generators... 16,500 kW and Larger, Revised July 1974 by R. C. Spencer, K. C. Cotton and C. N. Cannon, General Electric Company


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