KR101186285B1 - heat exchanger system for ship with hydrogen storage tank. - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소저장탱크를 구비한 선박용 열교환 시스템에 관한 것으로서, 선박이나 해상 구조물에 장착되어 사용되며, 냉각이 필요한 기기와 가열이 필요한 기기에 연결되어 있는 열교환 시스템에 있어서, 수소저장합금에 의하여 수소를 저장하며, 수소 충진시에는 열기를 발생시키고 수소 방출시에는 냉기를 발생시키는 수소저장탱크;를 구비하며, 상기 수소 충진시에 발생하는 열기는 상기 수소저장탱크로부터 상기 가열이 필요한 기기로 이동되고, 상기 수소 방출시에 발생하는 냉기는 상기 수소저장탱크로부터 상기 냉각이 필요한 기기로 이동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 냉각이 필요한 기기 및 가열이 필요한 기기를 연결되어 있으며 수소저장합금에 의하여 수소를 저장하는 수소저장탱크를 구비함으로써, 수소 충진시와 방출시에 발생되는 열기와 냉기를 효율적으로 관리할 수 있다는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ship heat exchange system having a hydrogen storage tank, and is used in a ship or an offshore structure, and is connected to a device requiring cooling and a device requiring heating, wherein the hydrogen is stored by a hydrogen storage alloy. And a hydrogen storage tank generating heat when filling hydrogen and generating cold air when releasing hydrogen, wherein the heat generated when filling the hydrogen is moved from the hydrogen storage tank to a device requiring heating. The cold air generated when the hydrogen is released is moved from the hydrogen storage tank to the device requiring the cooling.
According to the present invention, by connecting a device that requires cooling and a device that requires heating, and having a hydrogen storage tank for storing hydrogen by the hydrogen storage alloy, it is possible to efficiently manage the heat and cold air generated during hydrogen filling and discharge The effect is that you can.

Description

수소저장탱크를 구비한 선박용 열교환 시스템.{heat exchanger system for ship with hydrogen storage tank.}Heat exchanger system for ship with hydrogen storage tank.

본 발명은 선박용 열교환 시스템에 관한 것으로서, 특히 수소 충진시와 방출시에 발생되는 열기와 냉기를 효율적으로 관리할 수 있는 열교환 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchange system for ships, and more particularly to a heat exchange system that can efficiently manage the heat and cold air generated during hydrogen filling and discharge.

선박 등의 해상 구조물에서는 주엔진(Main Engine;M/E), 발전기엔진(Generator Engine;G/E) 등 많은 기기들이 장착되어 있는데, 이러한 기기들은 정상적으로 작동될 수 있도록 적절한 온도로 냉각될 필요가 있다. 종래의 해상 구조물에서는 상기 M/E, G/E 외 기타 냉각이 필요한 기기들을 위하여 해수를 끌어들여 선박 내에서 열교환을 하여 냉각시키는 열교환 시스템을 사용하였다.Many offshore structures, such as ships, are equipped with a main engine (M / E) and a generator engine (G / E), which need to be cooled to an appropriate temperature for normal operation. have. In the conventional offshore structure, a heat exchange system is used to cool the water by introducing heat from the vessel for the M / E, G / E, and other devices requiring cooling.

그러나, 이렇게 해수를 이용하여 상기 기기들을 냉각하게 되면, 상기 열교환 시스템의 배관 내에 소금(salt)이 발생되는데, 이러한 소금으로 인해 상기 열교환 시스템의 냉각 효율이 저하되거나 작동 정지 현상이 발생될 수도 있다는 문제점이 있다.However, when the seawater is used to cool the devices, salt is generated in the piping of the heat exchange system. The salt may cause the cooling efficiency of the heat exchange system to decrease or stop working. There is this.

한편, 상기 선박 등의 해상 구조물에는 가열이 필요한 기기들도 있는데, 대표적인 것이 스팀을 이용하여 전기를 발생시키는 스팀 터빈 발전기(Steam turbine Generator;STG)이다. 종래의 해상 구조물에서는 주엔진(Main Engine;M/E)에서 배출되는 냉각수나 배기가스의 열기를 상기 스팀 터빈 발전기에서 이용하기도 하였으나, 이러한 열기만으로는 상기 스팀 터빈 발전기에 충분한 에너지를 공급하지 못한다는 문제점이 있다.On the other hand, there are devices that require heating in offshore structures, such as ships, a representative is a steam turbine generator (STG) for generating electricity using steam. In the conventional offshore structure, although the heat of the cooling water or the exhaust gas discharged from the main engine (M / E) is used in the steam turbine generator, this heat alone does not supply enough energy to the steam turbine generator. There is this.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 수소 충진시와 방출시에 발생되는 열기와 냉기를 효율적으로 관리할 수 있도록 구조가 개선된 선박용 열교환 시스템을 제공하기 위함이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a marine heat exchange system having an improved structure to efficiently manage the heat and cold air generated during hydrogen filling and discharge.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열교환 시스템은, 선박이나 해상 구조물에 장착되어 사용되며, 냉각이 필요한 기기와 가열이 필요한 기기에 연결되어 있는 열교환 시스템에 있어서, 수소저장합금에 의하여 수소를 저장하며, 수소 충진시에는 열기를 발생시키고 수소 방출시에는 냉기를 발생시키는 수소저장탱크;를 구비하며, 상기 수소 충진시에 발생하는 열기는 상기 수소저장탱크로부터 상기 가열이 필요한 기기로 이동되고, 상기 수소 방출시에 발생하는 냉기는 상기 수소저장탱크로부터 상기 냉각이 필요한 기기로 이동되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the heat exchange system according to the present invention is mounted on a ship or offshore structure, and used in a heat exchange system connected to a device requiring cooling and a device requiring heating, and stores hydrogen by a hydrogen storage alloy. And a hydrogen storage tank that generates heat when filling hydrogen and cool air when releasing hydrogen, wherein the heat generated when filling the hydrogen is moved from the hydrogen storage tank to a device requiring heating. The cool air generated when the hydrogen is released is characterized in that it is moved from the hydrogen storage tank to the device requiring the cooling.

본 발명에 따르면, 냉각이 필요한 기기 및 가열이 필요한 기기가 연결되어 있으며 수소저장합금에 의하여 수소를 저장하는 수소저장탱크를 구비함으로써, 수소 충진시와 방출시에 발생되는 열기와 냉기를 효율적으로 관리할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, a device requiring cooling and a device requiring heating are connected to each other, and a hydrogen storage tank storing hydrogen by a hydrogen storage alloy efficiently manages heat and cold air generated during filling and releasing hydrogen. The effect is that you can.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 열교환 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 열교환 시스템의 냉각 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 열교환 시스템의 가열 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예인 열교환 시스템의 냉각 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예인 열교환 시스템의 가열 기능을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a heat exchange system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the cooling function of the heat exchange system shown in FIG.
3 is a view for explaining the heating function of the heat exchange system shown in FIG.
4 is a view for explaining a cooling function of a heat exchange system according to another embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a heating function of a heat exchange system according to another embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 열교환 시스템을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 열교환 시스템의 냉각 기능을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 열교환 시스템의 가열 기능을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a heat exchange system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view for explaining the cooling function of the heat exchange system shown in FIG. 3 is a view for explaining the heating function of the heat exchange system shown in FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환 시스템(100)은, 선박이나 해상 구조물에 장착되어 사용되며, 냉각이 필요한 기기(1)와 가열이 필요한 기기(2)에 연결되어 있는 열교환 시스템으로서, 수소저장탱크(10)와, 냉각유로(20)와, 가열유로(30)를 포함하여 구성된다.1 to 3, a heat exchange system 100 according to a preferred embodiment of the present invention is mounted on a ship or an offshore structure, and used for a device 1 that requires cooling and a device 2 that requires heating. As a heat exchange system connected, the hydrogen storage tank 10, the cooling passage 20, and the heating passage 30 is configured.

상기 수소저장탱크(10)는, 수소를 수소저장합금에 의하여 저장하는 용기로서, 수소저장합금(11)과, 내벽용기(12)와, 외벽용기(13)와, 내부공간(14)을 구비한다.The hydrogen storage tank 10 is a container for storing hydrogen by a hydrogen storage alloy, and includes a hydrogen storage alloy 11, an inner wall container 12, an outer wall container 13, and an inner space 14. do.

상기 수소저장합금(11)은 금속과 수소가 반응하여 생성된 금속수소화물(Metal Hydride;MH)로서, 1960년 최초로 네덜란드의 필립스사(社)에서 란타넘-니켈계(系)의 수소저장합금(11)을 개발한 이후, 타이타늄-철합금, 란타넘-니켈합금, 마그네슘-니켈합금 등이 있다.The hydrogen storage alloy 11 is a metal hydride (MH) produced by reacting a metal with hydrogen, and was initially a lanthanum-nickel hydrogen storage alloy by Philips, the Netherlands, in 1960. Since the development of (11), there have been titanium-iron alloys, lanthanum-nickel alloys, magnesium-nickel alloys, and the like.

이러한, 수소저장합금(11)은, 수소와 결합하는 경우에는 발열 반응을 하고, 수소와 분리되는 경우에는 흡열 반응을 하게 되는데, 이렇게 수소와 결합하는 성질을 이용하여 수소를 고밀도로 저장하는 용도로 사용되고 있다. 즉 수소를 상기 수소저장탱크(10)에 충진하는 경우에는 상기 수소저장합금(11)과 수소가 결합하면서 발열 반응이 일어나고, 수소가 상기 수소저장탱크(10)로부터 방출되는 경우에는 상기 수소저장합금(11)과 수소가 분리되면서 흡열 반응이 일어나게 되는 것이다. 이때, 수소 충진시의 발열 반응에서는 대략 270℃ 정도의 열기가 발생되고, 수소 방출시의 흡열 반응에서는 대략 -40℃ 정도의 냉기가 발생된다.The hydrogen storage alloy 11 is exothermic when combined with hydrogen and endothermic when separated from hydrogen. The hydrogen storage alloy 11 uses hydrogen bonding to store hydrogen at high density. It is used. That is, when the hydrogen is filled in the hydrogen storage tank 10, the hydrogen storage alloy 11 and hydrogen are combined to generate an exothermic reaction, and when hydrogen is released from the hydrogen storage tank 10, the hydrogen storage alloy 10. The endothermic reaction occurs when (11) and hydrogen are separated. At this time, about 270 ° C. of heat is generated in the exothermic reaction at the time of hydrogen filling, and about −40 ° C. is generated in the endothermic reaction at the time of hydrogen release.

상기 내벽용기(12)는 통형의 용기로서, 내부에 상기 수소저장합금(11)를 구비함으로써, 수소를 저장하는 용기이다. 이 내벽용기(12)에는 수소를 외부에서 충진하거나 외부로 방출하기 위한 충진구(미도시)와 방출구(미도시)가 형성되어 있다. 상기 충진구(미도시)에는 충진되는 수소를 압축하기 위한 압축기(미도시)와 충진되는 수소의 압력 조절을 위한 압력 조절 밸브(미도시)가 장착되어 있으며, 상기 방출구(미도시)에는 방출되는 수소의 압력 조절을 위한 압력 조절 밸브(미도시)가 장착되어 있다.The inner wall container 12 is a cylindrical container, and is a container for storing hydrogen by providing the hydrogen storage alloy 11 therein. The inner wall container 12 is provided with a filling port (not shown) and a discharge port (not shown) for filling or releasing hydrogen from the outside. The filling port (not shown) is equipped with a compressor (not shown) for compressing the filled hydrogen and a pressure control valve (not shown) for regulating the pressure of the filled hydrogen, the discharge port (not shown) A pressure control valve (not shown) for controlling the pressure of the hydrogen is mounted.

상기 외벽용기(13)는 통형의 용기로서, 상기 내벽용기(12)를 감싸도록 마련되어 있다. The outer wall container 13 is a cylindrical container, and is provided to surround the inner wall container 12.

상기 내부공간(14)은, 상기 내벽용기(12)와 상기 외벽용기(13) 사이에 마련된 공간으로서, 상기 수소저장합금(11)으로부터 발생되는 열기나 냉기를 흡수하는 물이 저장되는 공간이다.The inner space 14 is a space provided between the inner wall container 12 and the outer wall container 13, and is a space in which water absorbing hot or cold air generated from the hydrogen storage alloy 11 is stored.

상기 수소저장탱크(10)에 저장된 수소는, 선박이나 해상 구조물에서 여러 가지의 용도로 사용되는데, 예컨대 연료전지의 연료나 수소엔진의 연료의 용도로 사용될 수 있다. Hydrogen stored in the hydrogen storage tank 10 is used for various purposes in ships or offshore structures, for example, it can be used for fuel of fuel cells or fuel of hydrogen engines.

상기 냉각유로(20)는, 선박이나 해상 구조물에 장착되어 있는 기기들 중에서 냉각이 필요한 기기(1)들과 상기 수소저장탱크(10)의 내부공간(14)을 연결해주는 유로로서, 상기 내부공간(14)에서 냉각된 물이 순환하는 유로이다.The cooling passage 20 is a flow path for connecting the internal space 14 of the hydrogen storage tank 10 and the device (1) requiring cooling among the devices mounted on the vessel or offshore structure, the internal space It is a flow path through which the water cooled in 14 circulates.

상기 냉각유로(20)에는, 상기 수소저장탱크(10)와 연결되는 부분에, 상기 수소저장탱크(10)의 내부공간(14)에서 가열되거나 냉각된 물이 상기 냉각유로(20)를 통하여 순환하거나 순환하지 못하게 하기 위한 냉각밸브(21)가 장착되어 있다.In the cooling passage 20, water heated or cooled in the internal space 14 of the hydrogen storage tank 10 is circulated through the cooling passage 20 at a portion connected to the hydrogen storage tank 10. Or a cooling valve 21 for preventing circulation.

여기서, 상기 냉각이 필요한 기기(1)들로서는, 예컨대, 주엔진(Main Engine;M/E), 발전기엔진(Generator Engine;G/E), 유닛쿨러(Unit Cooler), 주윤활오일쿨러(Main Lubricate Oil Cooler), 응축기(Condenser), 샤프트 베어링(Shaft bearing), 실내냉방기(room cooler)등과 같이, 열의 배출이 필요한 기기들이 있다.Here, the apparatus 1 that requires cooling may include, for example, a main engine (M / E), a generator engine (G / E), a unit cooler, a main lubrication oil cooler (Main). There are devices that require heat dissipation, such as Lubricate Oil Cooler, Condenser, Shaft Bearing, and Room Cooler.

상기 가열유로(30)는, 선박이나 해상 구조물에 장착되어 있는 기기들 중에서 가열이 필요한 기기(2)들과 상기 수소저장탱크(10)의 내부공간(14)을 연결해주는 유로로서, 상기 내부공간(14)에서 가열된 물이 순환하는 유로이다.The heating flow path 30 is a flow path connecting the internal space 14 of the hydrogen storage tank 10 with the devices 2 that require heating among the devices mounted on the vessel or offshore structure, the internal space It is a flow path through which the water heated in (14) circulates.

상기 가열유로(30)에는, 상기 수소저장탱크(10)와 연결되는 부분에, 상기 수소저장탱크(10)의 내부공간(14)에서 가열되거나 냉각된 물이 상기 가열유로(30)를 통하여 순환하거나 순환하지 못하게 하기 위한 가열밸브(31)가 장착되어 있다.In the heating passage 30, water heated or cooled in the internal space 14 of the hydrogen storage tank 10 is circulated through the heating passage 30 at a portion connected to the hydrogen storage tank 10. Or a heating valve 31 for preventing circulation.

여기서, 상기 가열이 필요한 기기(2)들로서는, 예컨대, 스팀 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 스팀 터빈 발전기(Steam turbine Generator;STG), 실내난방기(room heater) 등과 같이, 열의 흡수가 필요한 기기들이 있다.Here, the apparatuses 2 that require heating include, for example, apparatuses that require heat absorption, such as a steam turbine generator (STG) that generates electricity using steam energy, a room heater, and the like. have.

이하에서는, 상술한 구성의 열교환 시스템(100)을 사용하는 방법의 일례를 설명하기로 한다.Hereinafter, an example of the method of using the heat exchange system 100 of the above-mentioned structure is demonstrated.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수소저장탱크(10)로부터 수소를 방출하는 경우에는, 상기 가열유로(30)의 가열밸브(31)를 폐쇄하고, 상기 냉각유로(20)의 냉각밸브(21)를 개방한다.First, as shown in FIG. 2, when hydrogen is discharged from the hydrogen storage tank 10, the heating valve 31 of the heating channel 30 is closed and the cooling valve of the cooling channel 20 is closed. Open (21).

이렇게 되면, 상기 수소저장합금(11)의 흡열 반응에 의하여 발생하는 냉기에 의하여 상기 수소저장탱크(10)의 내부공간(14)에 저장된 물이 냉각되고, 이렇게 냉각된 물은 상기 냉각유로(20)를 따라서 순환하면서, 상기 냉각이 필요한 기기(1)들을 냉각하게 된다.In this case, water stored in the internal space 14 of the hydrogen storage tank 10 is cooled by cold air generated by the endothermic reaction of the hydrogen storage alloy 11, and the thus cooled water is cooled in the cooling flow path 20 By circulating along), it is possible to cool the devices 1 that require cooling.

상기 열교환 시스템(100)은, 상기 내부공간(14)에 저장된 물로, 종래의 경우와는 달리, 해수를 사용하지 않아도 되므로, 상기 냉각유로(20) 내에 소금(salt)이 발생되지 않고 해수펌프(sea water pump)와 같은 설비가 불필요하다. 따라서, 소금으로 인해 냉각 효율이 저하되거나 작동 정지 현상이 발생되지 않으며, 설비가 비교적 간단해진다는 장점이 있다.The heat exchange system 100 is water stored in the internal space 14, and unlike the conventional case, since the sea water does not need to be used, salt is not generated in the cooling passage 20 and the sea water pump ( No equipment like sea water pump is needed. Therefore, there is an advantage that the cooling efficiency is not lowered or the operation stop phenomenon does not occur due to salt, and the installation is relatively simple.

또한, 상기 열교환 시스템(100)은, 상기 내부공간(14)에 저장된 물이, 대략 -40℃ 정도까지 냉각될 수 있으므로, 일반적인 해수를 사용하는 종래의 경우와는 달리, 동일한 냉각능력을 위하여 필요한 냉각수의 양이 감소될 수 있다는 장점도 있다.In addition, since the water stored in the internal space 14 may be cooled to about -40 ° C, the heat exchange system 100 is required for the same cooling capacity, unlike the conventional case using general seawater. There is also an advantage that the amount of cooling water can be reduced.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수소저장탱크(10)로 수소를 충진하는 경우에는, 상기 냉각유로(20)의 냉각밸브(21)를 폐쇄하고, 상기 가열유로(30)의 가열밸브(31)를 개방한다.On the other hand, as shown in Figure 3, in the case of filling the hydrogen into the hydrogen storage tank 10, the cooling valve 21 of the cooling channel 20 is closed, the heating valve of the heating channel 30 Open 31.

이렇게 되면, 상기 수소저장합금(11)의 발열 반응에 의하여 발생하는 열기에 의하여 상기 수소저장탱크(10)의 내부공간(14)에 저장된 물이 가열되고, 이렇게 가열된 물은 상기 가열유로(30)를 따라서 순환하면서, 상기 가열이 필요한 기기(2)들을 가열하게 된다.In this case, the water stored in the internal space 14 of the hydrogen storage tank 10 is heated by the heat generated by the exothermic reaction of the hydrogen storage alloy 11, the heated water 30 By circulating along), the devices 2 which require the heating are heated.

따라서, 상기 열교환 시스템(100)은, 주엔진(Main Engine;M/E)에서 배출되는 냉각수나 배기가스의 열기만을 이용하는 종래의 경우와는 달리, 상기 수소저장탱크(10)에서 발생되는 열기도 추가적으로 사용할 수 있으므로, 충분한 열에너지를 확보할 수 있다는 장점이 있다.Therefore, the heat exchange system 100, unlike the conventional case using only the heat of the cooling water or exhaust gas discharged from the main engine (M / E), the heat degree generated in the hydrogen storage tank 10 Since it can be used additionally, there is an advantage that sufficient thermal energy can be secured.

위에서 살펴본 바와 같이, 상기 열교환 시스템(100)은, 수소 충진시에 발생하는 열기는 상기 수소저장탱크(10)로부터 상기 가열이 필요한 기기(2)로 이동되고, 수소 방출시에 발생하는 냉기는 상기 수소저장탱크로(10)부터 상기 냉각이 필요한 기기(1)로 이동되므로, 수소 충진시와 방출시에 발생되는 열기와 냉기를 효율적으로 관리할 수 있다는 장점이 있다.As described above, the heat exchange system 100, the heat generated during the hydrogen filling is moved from the hydrogen storage tank 10 to the device 2 that requires the heating, the cold air generated when the hydrogen discharge Since it is moved from the hydrogen storage tank 10 to the device 1 requiring the cooling, there is an advantage that it is possible to efficiently manage the heat and cold air generated during hydrogen filling and discharge.

본 실시예에서는, 상기 수소저장탱크(10)가 단독으로, 상기 가열이 필요한 기기(2) 및 냉각이 필요한 기기(1)과 연결되어 사용되고 있으나, 기존의 폐열 회수 시스템(Waste Heat Recovery System)과 함께 사용될 수도 있음은 물론이다.In the present embodiment, the hydrogen storage tank 10 is used alone and connected to the device (2) that requires heating and the device (1) that requires cooling, but the existing waste heat recovery system (Waste Heat Recovery System) and Of course, it can be used together.

본 실시예에서는, 상기 가열이 필요한 기기(2)들 및 냉각이 필요한 기기(1)들이 상기 가열유로(30) 및 냉각유로(20)에 각각 병렬적으로 연결되어 있으나, 직렬적으로 연결될 수도 있으며, 병렬과 직렬이 혼합된 상태로 연결될 수도 있음은 물론이다.In the present embodiment, the devices 2 requiring heating and the devices 1 requiring cooling are respectively connected in parallel to the heating channel 30 and the cooling channel 20, but may be connected in series. Of course, the parallel and series may be connected in a mixed state.

이하에서는, 본 발명의 다른 실시예인 열교환 시스템(200)이 선박에 장착되어 사용되는 경우를 설명하기로 한다.Hereinafter, a case in which the heat exchange system 200 which is another embodiment of the present invention is mounted and used on a vessel will be described.

상기 열교환 시스템(200)의 구성 및 작용은 상술한 열교환 시스템(100)과 대부분 동일하다. 다만, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 냉각이 필요한 기기(1)들과 가열이 필요한 기기(2)들이 구체적으로 명시되어 있으며, 그 기기들(1, 2) 간의 연결 관계 및 배치에 있어서 차이가 있다.The configuration and operation of the heat exchange system 200 are mostly the same as the heat exchange system 100 described above. However, as illustrated in FIGS. 4 and 5, the apparatuses 1 requiring cooling and the apparatuses 2 requiring heating are specified in detail, and the connection relationship and arrangement between the apparatuses 1 and 2 are specified. There is a difference.

먼저, 상기 수소저장탱크(10)로부터 수소를 방출하는 경우에는, 상기 수소저장합금(11)의 흡열 반응에 의하여 발생하는 냉기에 의하여 상기 수소저장탱크(10)의 내부공간(14)에 저장된 물이 냉각되고, 이렇게 냉각된 물은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 냉각유로(20)를 따라서 순환하게 된다.First, when hydrogen is discharged from the hydrogen storage tank 10, water stored in the internal space 14 of the hydrogen storage tank 10 by cold air generated by the endothermic reaction of the hydrogen storage alloy 11. The cooled and thus cooled water is circulated along the cooling passage 20, as shown in FIG.

상기 수소저장탱크(10)에서 냉각된 물은 약 10℃ 정도의 온도를 가지는데, 주윤활오일쿨러(Main Lubricate Oil Cooler)과 응축기(Condenser)와 샤프트 베어링(Shaft bearing)을 냉각시킨 후에는 약 39.8℃ 정도의 온도를 가지게 되며, 발전기엔진(Generator Engine;G/E)와 유닛쿨러(Unit Cooler)를 냉각시킨 후에는 약 51℃ 정도의 온도를 가지게 된다.The water cooled in the hydrogen storage tank 10 has a temperature of about 10 ℃, after cooling the main lubricating oil cooler (Main Lubricate Oil Cooler), condenser (Condenser) and shaft bearing (Shaft bearing) It has a temperature of about 39.8 ° C, and after cooling the generator engine (G / E) and the unit cooler, it has a temperature of about 51 ° C.

이어서, 상기 발전기엔진(Generator Engine;G/E)와 유닛쿨러(Unit Cooler)를 냉각시킨 물은, 주엔진(Main Engine;M/E)을 감싸고 있는 자켓(jacket)으로 흘러들어가며, 상기 주엔진(Main Engine;M/E)을 냉각한 후 82℃ 정도의 온도를 가지게 된다. 그 후, 상기 39.8℃의 물과 82℃의 물이 합류하여 약 43℃의 물이 되며, 이 물이 다시 상기 수소저장탱크(10)로 흘러들어가서 10℃ 정도의 온도로 다시 냉각된다.Subsequently, water that cools the generator engine (G / E) and the unit cooler flows into a jacket surrounding the main engine (M / E), and the main engine After cooling (Main Engine; M / E), it has a temperature of about 82 ℃. Thereafter, the 39.8 ° C. water and 82 ° C. water join to form about 43 ° C. water, which flows back into the hydrogen storage tank 10 and is cooled again to a temperature of about 10 ° C.

따라서, 열교환 시스템(200)은, 상기 수소저장탱크(10)가 없는 종래의 열교환 시스템에 비하여, 상기 냉각이 필요한 기기들을 더욱 효율적으로 냉각시킬 수 있다는 장점이 있으며, 동시에 상기 수소저장탱크(10)를 가열시키기 위한 별도의 장치가 필요하지 않다는 장점도 있다.Therefore, the heat exchange system 200 has an advantage that the apparatus requiring cooling can be cooled more efficiently than the conventional heat exchange system without the hydrogen storage tank 10, and at the same time the hydrogen storage tank 10 There is also an advantage that no separate device is required for heating.

한편, 상기 수소저장탱크(10)로 수소를 충진하는 경우에는, 상기 수소저장합금(11)의 발열 반응에 의하여 발생하는 열기에 의하여 상기 수소저장탱크(10)의 내부공간(14)에 저장된 물이 가열되고, 이렇게 가열된 물은 상기 가열유로(30)를 따라서 순환하게 된다.On the other hand, when filling the hydrogen into the hydrogen storage tank 10, the water stored in the internal space 14 of the hydrogen storage tank 10 by the heat generated by the exothermic reaction of the hydrogen storage alloy (11) The heated water is circulated along the heating flow path 30.

상기 수소저장탱크(10)에서 가열된 물은 수증기가 되어, 도 5에 도시된 바와 같이, 스팀 터빈 발전기(Steam turbine Generator;STG)로 흘러들어가고, 그 수증기의 에너지에 의하여 상기 스팀 터빈 발전기(STG)에서 전력이 생산된다. 상기 스팀 터빈 발전기(STG)를 거친 수증기는 다시 온도가 저하되어 상기 수소저장탱크(10)로 흘러들어가고 상기 발열반응에 의하여 다시 가열된다.The water heated in the hydrogen storage tank 10 becomes water vapor and flows into a steam turbine generator (STG), as shown in FIG. 5, and the steam turbine generator (STG) is driven by the energy of the water vapor. Is produced. Water vapor passed through the steam turbine generator (STG) is lowered again to flow into the hydrogen storage tank 10 and is heated again by the exothermic reaction.

상기 스팀 터빈 발전기(STG)는, 주엔진(Main Engine;M/E) 및 열회수기(Economizer)와도 연결되어서 스팀 에너지를 공급받는데, 상기 주엔진(M/E)에서 발생된 고열의 배기 가스는 상기 스팀 터빈 발전기(STG)에 에너지를 공급한 후, 상기 열회수기(Economizer)로 유입되고, 상기 열회수기(Economizer)는 배기 가스로부터 남은 열을 회수하여 다시 상기 스팀 터빈 발전기(STG)에 에너지를 공급한다.The steam turbine generator (STG) is connected to a main engine (M / E) and a heat recoverer (Economizer) to receive steam energy. The high-temperature exhaust gas generated from the main engine (M / E) is After supplying energy to the steam turbine generator (STG), it is introduced into the heat recovery device (Economizer), the heat recovery device (Economizer) recovers the remaining heat from the exhaust gas and supplies energy back to the steam turbine generator (STG) Supply.

따라서, 열교환 시스템(200)은, 상기 수소저장탱크(10)가 없는 종래의 열교환 시스템에 비하여, 상기 스팀 터빈 발전기(STG)에 더 많은 열에너지를 공급할 수 있다는 장점이 있으며, 동시에 상기 수소저장탱크(10)를 냉각시키기 위한 별도의 장치가 필요하지 않다는 장점도 있다.Therefore, the heat exchange system 200 has an advantage that it is possible to supply more heat energy to the steam turbine generator (STG) than the conventional heat exchange system without the hydrogen storage tank 10, and at the same time the hydrogen storage tank ( There is also the advantage that no separate device for cooling 10) is required.

여기서, 상기 스팀 터빈 발전기(STG)에 의하여 생산된 전력은, 도 5에 도시된 바와 같이, 샤프트 발전기모터(Shaft Generator/Motor; Shaft G/M)을 구동하는데 사용된다. 한편 상기 샤프트 발전기모터(Shaft G/M)는 필요한 경우 디젤 발전기(Diesel G/E)로부터도 전력을 공급받을 수 있다.Here, the power produced by the steam turbine generator (STG) is used to drive a shaft generator motor (Shaft G / M), as shown in FIG. On the other hand, the shaft generator motor (Shaft G / M) may be supplied with power from the diesel generator (Diesel G / E) if necessary.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.The technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments, and the equivalent structure modified or changed by those skilled in the art can be applied to the technical It is clear that the present invention does not depart from the scope of thought.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 열교환 시스템 10 : 수소저장탱크
11 : 수소저장합금 12 : 내벽용기
13 : 외벽용기 14 : 내부공간
20 : 냉각유로 21 : 냉각밸브
30 : 가열유로 31 : 가열밸브
1 : 냉각이 필요한 기기 2 : 가열이 필요한 기기[Description of Reference Numerals]
100: heat exchange system 10: hydrogen storage tank
11: hydrogen storage alloy 12: inner wall container
13: outer wall container 14: inner space
20: cooling passage 21: cooling valve
30: heating passage 31: heating valve
1: apparatus requiring cooling 2: apparatus requiring heating

Claims (8)

선박이나 해상 구조물에 장착되어 사용되며, 냉각이 필요한 기기와 가열이 필요한 기기에 연결되어 있는 열교환 시스템에 있어서,
수소저장합금에 의하여 수소를 저장하며, 수소 충진시에는 열기를 발생시키고 수소 방출시에는 냉기를 발생시키는 수소저장탱크;를 구비하며
상기 수소 충진시에 발생하는 열기는 상기 수소저장탱크로부터 상기 가열이 필요한 기기로 이동되고, 상기 수소 방출시에 발생하는 냉기는 상기 수소저장탱크로부터 상기 냉각이 필요한 기기로 이동되며,
상기 수소저장탱크는,
수소와 화학적으로 결합될 수 있는 수소저장합금;
내부에 상기 수소저장합금이 배치되는 통형의 내벽용기;
상기 내벽용기를 감싸는 통형의 외벽용기;
상기 내벽용기와 상기 외벽용기 사이에 마련되며, 상기 수소저장합금으로부터 발생되는 열기나 냉기를 흡수하는 물이 저장될 수 있는 내부공간;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환 시스템.In a heat exchange system mounted on a ship or offshore structure and connected to a device requiring cooling and a device requiring heating,
And a hydrogen storage tank for storing hydrogen by the hydrogen storage alloy, generating heat when filling the hydrogen, and generating cold air when discharging the hydrogen.
The heat generated during the filling of the hydrogen is moved from the hydrogen storage tank to the device that requires the heating, the cold air generated when the hydrogen is released from the hydrogen storage tank to the device requiring the cooling,
The hydrogen storage tank,
A hydrogen storage alloy capable of chemically bonding with hydrogen;
A cylindrical inner wall container in which the hydrogen storage alloy is disposed;
A cylindrical outer wall container surrounding the inner wall container;
An inner space provided between the inner wall container and the outer wall container and capable of storing water absorbing hot or cold air generated from the hydrogen storage alloy;
Heat exchange system comprising a. 제 1항에 있어서,
상기 가열이 필요한 기기는, 스팀 터빈 발전기(Steam turbine Generator;STG), 실내난방기(room heater)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 열교환 시스템.The method of claim 1,
The apparatus requiring heating is at least one selected from the group consisting of a steam turbine generator (STG), a room heater (room heater). 제 1항에 있어서,
상기 냉각이 필요한 기기는, 주엔진(Main Engine;M/E), 발전기엔진(Generator Engine;G/E), 유닛쿨러(Unit Cooler), 주윤활오일쿨러(Main Lubricate Oil Cooler), 응축기(Condenser), 샤프트 베어링(Shaft bearing), 실내냉방기(room cooler)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 열교환 시스템.The method of claim 1,
The apparatus requiring cooling includes a main engine (M / E), a generator engine (G / E), a unit cooler, a main lubrication oil cooler, a condenser Heat exchange system, characterized in that at least one selected from the group consisting of, shaft bearing (shaft bearing), room cooler (room cooler). 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 냉각이 필요한 기기들과 상기 수소저장탱크의 내부공간을 연결해주는 냉각유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환 시스템.The method of claim 1,
And a cooling passage connecting the devices requiring cooling with the internal space of the hydrogen storage tank. 제 5항에 있어서,
상기 냉각유로에는, 내부에서 흐르는 물의 유량을 조절하기 위한 냉각밸브가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 시스템.6. The method of claim 5,
The cooling flow path, the heat exchange system, characterized in that the cooling valve for adjusting the flow rate of water flowing therein. 제 1항에 있어서,
상기 가열이 필요한 기기들과 상기 수소저장탱크의 내부공간을 연결해주는 가열유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환 시스템.The method of claim 1,
And a heating passage connecting the devices requiring heating and the internal space of the hydrogen storage tank. 제 7항에 있어서,
상기 가열유로에는, 내부에서 흐르는 물의 유량을 조절하기 위한 가열밸브가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 시스템.8. The method of claim 7,
And the heating valve is equipped with a heating valve for controlling a flow rate of water flowing therein.
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