KR101395702B1 - Organic rankine cycle for mcfc - Google Patents

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KR101395702B1
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하재영
김영균
하승진
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Abstract

The present invention provides an organic Rankine cycle for a molten carbonate type fuel cell including a heat recovery unit that partially recovers heat from hot air which is discharged from a humidifier of the molten carbonate type fuel cell; and an evaporator that transmits the heat of the hot air which is discharged from the heat recovery unit to an organic solvent discharged from a pump.

Description

용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클{ORGANIC RANKINE CYCLE FOR MCFC}[0001] ORGANIC RANKINE CYCLE FOR MCFC FOR MOLECULAR CARBONATE FUEL CELLS [0002]

본 발명은 유기 랭킨 사이클(ORC, Organic Rankine Cycle)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용융탄산염형 연료전지(MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell)의 가습기로부터 배출되는 열풍을 이용하여 전기를 생산하는 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an Organic Rankine Cycle (ORC), and more particularly to a Molten Carbonate Fuel Cell (MCF), which uses a hot air discharged from a humidifier of a Molten Carbonate Fuel Cell To an organic Rankine cycle for a fuel cell.

연료전지는 수소를 산소와 화학반응시켜 전기를 생성하는 전지이다. 연료전지는 수소와 산소의 공급이 있는 한 계속하여 전기를 생성할 수 있기 때문에 충전을 요하지 않는다. 또한 연료전지는 기존의 내연기관과 달리 유독공해물질을 배출하지 않기 때문에 친환경적이고, 기존 내연기관의 효율인 30%보다 높은 50%의 효율을 갖는다. 이러한 연료전지는 전해질의 종류에 따라 알카리, 인산형, 용융탄산염형, 고체산화물형, 고분자전해질형 등으로 분류되고, 전해질의 작동 온도에 따라 저온형과 고온형으로 분류된다. A fuel cell is a cell that generates electricity by chemically reacting hydrogen with oxygen. Fuel cells do not require charging because they can generate electricity as long as hydrogen and oxygen are supplied. In addition, unlike conventional internal combustion engines, fuel cells do not emit toxic pollutants, so they are environmentally friendly and have an efficiency of 50%, which is higher than the efficiency of conventional internal combustion engines by 30%. These fuel cells are classified into alkali, phosphoric acid, molten carbonate, solid oxide, and polymer electrolyte types depending on the type of electrolyte, and classified into low temperature type and high temperature type depending on the operating temperature of the electrolyte.

고온형 연료전지인 용융탄산염형 연료전지(MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell)는 일반적으로 탄산리튬(Li2CO3)과 탄산칼륨(K2CO3)의 혼합 용융탄산염을 전해질로 한다. 또한 용융탄산염 연료전지는 천연가스, 메탄올, 에탄올, 석탄 등 거의 모든 화석 연료들을 사용할 수 있으나 주로 천연가스(NG)를 연료로 한다. A Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC), which is a high temperature type fuel cell, generally uses a mixed molten carbonate of lithium carbonate (Li 2 CO 3) and potassium carbonate (K 2 CO 3) as an electrolyte. Molten carbonate fuel cells can use almost all fossil fuels, such as natural gas, methanol, ethanol, and coal, but are mainly fueled by natural gas (NG).

이러한 용융탄산염형 연료전지는 물과 천연가스를 공급받는 가습기를 구비한다. 가습기로 공급된 물은 가열되어 수증기로 되고, 이때 상기 수증기와 천연가스가 혼합되어 혼합가스로 된다. 상기 혼합가스는 가습기를 계속 통과하면서 가열되고, 가습기로부터 유출된 후 개질기로 보내진다. 개질기에서는 상기 혼합가스의 수첨 개질반응이 이루어지고, 개질기에서 수첨 개질반응된 혼합가스는 스택의 연료극(음극)으로 유입된다. Such a molten carbonate fuel cell includes a humidifier supplied with water and natural gas. The water supplied to the humidifier is heated to be steam, and the water vapor and the natural gas are mixed to form a mixed gas. The mixed gas is heated while continuing to pass through the humidifier, is discharged from the humidifier, and then sent to the reformer. In the reformer, the mixed gas is subjected to the hydrogenation reforming reaction, and the mixed gas obtained by the hydrogenation reforming reaction in the reformer flows into the fuel electrode (cathode) of the stack.

상기 물 및 혼합가스의 가열은 가습기를 통과하는 고온의 열풍에 의해 이루어진다. 구체적으로, 가습기의 일측으로 유입된 열풍은 가습기의 내부를 통과한 후 반대측으로 배출되는데, 이때 가습기의 내부에 마련된 배관이 가열되어 배관 내부의 물 및 혼합가스가 가열되는 것이다.The heating of the water and the mixed gas is performed by hot air passing through the humidifier. Specifically, the hot air introduced into one side of the humidifier is discharged to the opposite side after passing through the inside of the humidifier. In this case, the piping provided inside the humidifier is heated to heat the water and the mixed gas inside the piping.

용융탄산염형 연료전지의 경우, 약 600℃의 열풍이 가습기로 유입된다. 그리고 상기 열풍은 가습기 내의 전열관과 열교환을 하면서 약 400~500℃의 온도로 낮아진 후 가습기의 외부로 배출된다. 그런데 용융탄산염형 연료전지의 가습기로부터 배출되는 약 400~500℃의 열풍은 현재 버려지고 있는 실정이다. 따라서 상기 가습기로부터 배출되는 열풍을 활용하기 방안이 요구된다.In the case of a molten carbonate fuel cell, hot air at about 600 DEG C flows into the humidifier. The hot air is exchanged with the heat transfer pipe in the humidifier and is cooled to a temperature of about 400 to 500 ° C., and then discharged to the outside of the humidifier. However, the hot air of about 400 to 500 ° C, which is discharged from the humidifier of the molten carbonate fuel cell, is currently being abandoned. Therefore, it is required to utilize hot air discharged from the humidifier.

한국공개특허 제2013-0009268호Korea Patent Publication No. 2013-0009268

본 발명은 상술한 바와 같은 업계의 요구에 의해 도출된 것으로서, 용융탄산염형 연료전지의 가습기로부터 배출되는 약 400~500℃의 열풍을 이용하여 전기를 생산하는 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클을 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.The present invention provides an organic Rankine cycle for a molten carbonate fuel cell that generates electricity using hot air of about 400 to 500 ° C discharged from a humidifier of a molten carbonate fuel cell The purpose is to do.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 용융탄산염형 연료전지의 가습기로부터 배출된 열풍으로부터 열을 부분 회수하는 열 회수 유닛; 및 상기 열 회수 유닛으로부터 배출된 열풍의 열을 펌프로부터 배출된 유기 용매로 전달하는 증발기;를 포함하는 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a molten carbonate fuel cell comprising: a heat recovery unit for partially recovering heat from hot air discharged from a humidifier of a molten carbonate fuel cell; And an evaporator for transferring the heat of hot air discharged from the heat recovery unit to the organic solvent discharged from the pump.

또한 상기 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클은, 상기 증발기로부터 배출된 유기 용매에 의해 작동하는 터빈의 전후단을 연결하는 바이패스 배관; 상기 바이패스 배관에 장착되어 유기 용매의 온도 및 압력을 측정하는 측정기; 상기 측정기의 전단에 위치하도록 상기 바이패스 배관에 장착된 제1밸브; 및 상기 바이패스 배관의 분기 지점과 상기 터빈 사이에 위치하도록 상기 증발기와 터빈을 연결하는 배관에 장착된 제2밸브;를 포함한다.The organic Rankine cycle for a molten carbonate fuel cell includes a bypass pipe connecting upstream and downstream ends of a turbine operated by an organic solvent discharged from the evaporator; A meter mounted on the bypass pipe for measuring the temperature and pressure of the organic solvent; A first valve mounted on the bypass pipe so as to be located at a front end of the measuring instrument; And a second valve mounted on a pipe connecting the evaporator and the turbine so as to be positioned between the branch point of the bypass pipe and the turbine.

또한 상기 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클은, 상기 측정기가 측정한 유기 용매의 온도 및 압력에 따라 상기 제1밸브 및 제2밸브의 개폐를 제어하는 제어기;를 포함한다. 상기 제어기는, 상기 유기 용매의 온도 및 압력이 상기 터빈의 작동에 적합한 상태에 이르기 전에는 상기 제1밸브를 개방시킴과 동시에 상기 제2밸브를 밀폐시키고, 이른 후에는 상기 제1밸브를 밀폐시킴과 동시에 상기 제2밸브를 개방시킨다.The organic Rankine cycle for a molten carbonate fuel cell includes a controller for controlling the opening and closing of the first and second valves according to the temperature and pressure of the organic solvent measured by the measuring device. The controller closes the first valve and closes the second valve before the temperature and pressure of the organic solvent reach a state suitable for operation of the turbine, And simultaneously opens the second valve.

상기 열 회수 유닛은 상기 열풍의 열을 상온의 물로 전달하는 열교환기를 포함한다.The heat recovery unit includes a heat exchanger for transferring heat of the hot air to room temperature water.

본 발명에 의하면, 용융탄산염형 연료전지의 가습기로부터 배출되는 열풍이 열 회수 유닛에서 부분적으로 열을 빼앗긴 후 증발기를 통과하는바, 기존 유기 랭킨 사이클의 증발기를 그대로 사용하면서 상기 가습기로부터 배출되는 열풍을 에너지원으로 활용할 수 있다.According to the present invention, the hot air discharged from the humidifier of the molten carbonate fuel cell passes through the evaporator after partially depriving heat of the heat collecting unit, and the hot air discharged from the humidifier while using the existing evaporator of the organic Rankine cycle is used as it is. It can be used as an energy source.

또한 본 발명에 의하면, 열 회수 유닛에서 열풍이 빼앗긴 열은 상온수의 가열에 사용되는바, 상기 가습기로부터 배출되는 열풍의 온도를 상기 증발기의 작동 온도까지 낮출 때 발생하는 열조차도 에너지원으로 활용할 수 있다.Further, according to the present invention, since the heat of the heat recovery unit is used for heating the hot and cold water, even heat generated when the temperature of the hot air discharged from the humidifier is lowered to the operating temperature of the evaporator can be utilized as an energy source .

또한 본 발명에 의하면, 초기 상태에서는 작동 유체가 터빈을 통과하지 않기 때문에 터빈의 수명 단축이나 효율 저하와 같은 문제가 발생하지 않는다.Further, according to the present invention, since the working fluid does not pass through the turbine in the initial state, problems such as shortening the life of the turbine or lowering the efficiency are not caused.

도 1은 본 발명에 따른 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing an organic Rankine cycle for a molten carbonate fuel cell according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the organic Rankine cycle for a molten carbonate fuel cell according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is to be understood that the terminology or words used herein are not to be construed in an ordinary sense or a dictionary, and that the inventor can properly define the concept of a term to describe its invention in the best possible way And should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명에 따른 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클(ORC, Organic Rankine Cycle)(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 열 회수 유닛과, 증발기(E)와, 바이패스 배관(120)과, 측정기(130)와, 제1밸브(140)와, 제2밸브(150)와, 제어기(미도시)를 포함한다.1, an organic Rankine Cycle (ORC) 100 for a molten carbonate fuel cell according to the present invention includes a heat recovery unit, an evaporator E, a bypass pipe 120, A measuring device 130, a first valve 140, a second valve 150, and a controller (not shown).

상기 열 회수 유닛은 용융탄산염형 연료전지(MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell)의 가습기(10)로부터 배출되는 열풍의 온도를 낮추어 주기 위한 것이다. 일반적으로 용융탄산염형 연료전지의 가습기(10)로부터는 약 400~500℃의 열풍이 배출되는 반면, 유기 랭킨 사이클의 증발기(E)는 약 100~200℃에서 작동하도록 마련되어 있다. 따라서 가습기(10)로부터 배출된 열풍이 증발기(E)로 바로 유입된다면 증발기(E)에 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 발명에서는 가습기(10)로부터 배출된 열풍의 온도를 열 회수 유닛을 이용하여 증발기(E)의 작동 온도까지 낮추어 준다.The heat recovery unit is provided to lower the temperature of the hot air discharged from the humidifier 10 of the molten carbonate fuel cell (MCFC). Generally, hot air at about 400 to 500 DEG C is discharged from the humidifier 10 of the molten carbonate fuel cell, while the evaporator E of the organic Rankine cycle is operated at about 100 to 200 DEG C. Therefore, if the hot air discharged from the humidifier 10 flows directly into the evaporator E, a problem may occur in the evaporator E. Accordingly, in the present invention, the temperature of the hot air discharged from the humidifier 10 is lowered to the operating temperature of the evaporator E using the heat recovery unit.

상기 열 회수 유닛은 열교환기(110)를 포함한다. 상기 열교환기(110)는 가습기(10)로부터 배출된 후 열풍 배출 배관(162)을 따라 이동하는 열풍을 통과시킨다. 또한 상기 열교환기(110)는 상온수를 통과시킨다. 따라서 열교환기(110)에서는 가습기(10)로부터 배출되는 열풍의 열이 상온수로 전달되고, 이로 인해 상기 상온수는 가열수로 되어 열교환기(110)로부터 배출된다. 열교환기(110)로부터 배출된 가열수는 유기 랭킨 사이클(100)과 함께 설치된 타 설비에서 활용될 수 있는바, 본 발명에 따르면 가습기(10)로부터 배출되는 열풍의 온도를 증발기(E)의 작동 온도까지 낮출 때 발생하는 열에너지조차도 활용될 수 있게 된다.The heat recovery unit includes a heat exchanger (110). The heat exchanger 110 passes hot air flowing along the hot air discharge pipe 162 after being discharged from the humidifier 10. Further, the heat exchanger (110) passes hot and cold water. Therefore, in the heat exchanger 110, the heat of the hot air discharged from the humidifier 10 is transferred to the hot and cold water, whereby the hot and cold water becomes the heated water and is discharged from the heat exchanger 110. The heated water discharged from the heat exchanger 110 can be utilized in other facilities installed together with the organic Rankine cycle 100. According to the present invention, the temperature of the hot air discharged from the humidifier 10 is controlled by the operation of the evaporator E Even the heat energy generated when the temperature is lowered can be utilized.

상기 증발기(E)는 상기 열교환기(110)를 통과한 후 열풍 배출 배관(162)을 따라 이동하는 약 100~200℃의 열풍을 통과시킨다. 또한 증발기(E)는 작동 유체 순환 배관(164)을 따라 순환하는 작동 유체를 통과시킨다. 따라서 증발기(E)에서는 열풍의 열이 작동 유체로 전달되고, 이로 인해 액상의 작동 유체는 기화되어 증발기(E)로부터 배출된다. 상기 작동 유체로는 R134a, R245fa과 같은 유기 용매가 사용된다.After passing through the heat exchanger 110, the evaporator E passes hot air of about 100 to 200 ° C. moving along the hot air discharge pipe 162. Further, the evaporator E passes the working fluid circulating along the working fluid circulation pipe 164. Accordingly, in the evaporator (E), the heat of the hot air is transferred to the working fluid, whereby the working fluid in the liquid phase is vaporized and discharged from the evaporator (E). As the working fluid, organic solvents such as R134a and R245fa are used.

작동 유체 순환 배관(164)을 따라 순환하는 작동 유체는 증발기(E) 외에 터빈(T), 응축기(C), 저장탱크(170) 및 펌프(P)를 통과한다. The working fluid circulating along the working fluid circulating pipe 164 passes through the turbine T, the condenser C, the storage tank 170 and the pump P in addition to the evaporator E.

상기 터빈(T)은 증발기(E)를 거친 작동 유체를 통과시키는데, 이때 터빈(T)이 작동하게 된다. 터빈(T)이 작동하면 이와 연결된 발전기(G)가 작동하면서 전기를 생산한다. 터빈(T)을 거친 작동 유체는 응축기(C)를 통과하는데, 이때 작동 유체는 냉각수에 열을 빼앗기면서 다시 액화된다. 상기 냉각수는 냉각수 순환 배관(166)을 따라 순환하면서 상기 응축기(C) 및 칠러(chiller)(180)를 통과한다. 저장탱크(170)는 응축기(C)를 거친 작동 유체를 저장한다. 그리고 펌프(P)는 저장탱크(170)의 작동 유체를 펌핑한다. The turbine (T) passes a working fluid through the evaporator (E), at which time the turbine (T) is activated. When the turbine (T) operates, the generator (G) connected thereto operates to produce electricity. The working fluid passing through the turbine (T) passes through the condenser (C), where the working fluid is again liquefied as heat is lost to the cooling water. The cooling water circulates along the cooling water circulation pipe 166 and passes through the condenser C and the chiller 180. The storage tank 170 stores the working fluid through the condenser C. The pump P pumps the working fluid of the storage tank 170.

한편, 작동 유체 순환 배관(164)을 따라 순환하기 시작한 초기 상태에서는 작동 유체가 터빈(T)의 작동에 적합한 온도 및 압력을 갖지 못하고, 순환을 시작한 후 소정의 시간이 지나 정상 상태로 되어야 터빈(T)의 작동에 적합한 온도 및 압력을 갖게 된다. 그런데 터빈(T)의 작동에 적합한 온도 및 압력까지 이르지 못한 작동 유체가 터빈(T)을 통과하는 현상이 반복되다 보면 터빈(T)의 수명 단축, 효율 저하와 같은 문제가 발생한다. 이에 본 발명은 초기 상태에서는 작동 유체를 터빈(T)으로 통과시키지 않고 정상 상태에서만 작동 유체를 터빈(T)으로 통과시킨다.On the other hand, in the initial state in which the working fluid circulates along the working fluid circulation pipe 164, the working fluid does not have a temperature and a pressure suitable for the operation of the turbine T, and after the circulation is started, T). ≪ / RTI > However, when the operation fluid passing through the turbine T is repeatedly repeated until the temperature and the pressure suitable for the operation of the turbine T are repeated, problems such as shortening of the life of the turbine T and deterioration of efficiency occur. Therefore, the present invention allows the working fluid to pass through the turbine (T) only in the steady state without passing the working fluid through the turbine (T) in the initial state.

이를 위해 상기 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클(100)은 바이패스 배관(120)과, 측정기(130)와, 제1밸브(140)와, 제2밸브(150)와, 제어기(미도시)를 포함한다.To this end, the organic Rankine cycle 100 for a molten carbonate fuel cell includes a bypass pipe 120, a measuring device 130, a first valve 140, a second valve 150, a controller (not shown) .

바이패스 배관(120)은 증발기(E)와 터빈(T) 사이에 위치하는 작동 유체 순환 배관(164)과, 터빈(T)과 응축기(C) 사이에 위치하는 작동 유체 순환 배관(164)을 연결한다. 측정기(130)는 바이패스 배관(120)에 장착되어 작동 유체의 온도 및 압력을 측정하고, 이를 전기적 신호로 출력한다. 제1밸브(140)는 측정기(13)의 전단에 위치하도록 바이패스 배관(120)에 장착된다. 제2밸브(150)는 바이패스 배관(120)의 분기 지점과 터빈(T)의 전단 사이에 위치하도록 작동 유체 순환 배관(164)에 장착된다. The bypass piping 120 includes a working fluid circulating pipe 164 positioned between the evaporator E and the turbine T and a working fluid circulating pipe 164 located between the turbine T and the condenser C Connect. The measuring device 130 is mounted on the bypass pipe 120 to measure the temperature and pressure of the working fluid, and outputs the measured temperature and pressure as an electrical signal. The first valve 140 is mounted on the bypass pipe 120 so as to be located at the front end of the measuring instrument 13. The second valve 150 is mounted on the working fluid circulating pipe 164 so as to be positioned between the branch point of the bypass pipe 120 and the front end of the turbine T. [

제어기(미도시)로는 컴퓨터가 사용된다. 상기 컴퓨터는 상기 측정기(130), 제1밸브(140), 제2밸브(150) 및 펌프 드라이버(VWF 모터)(미도시)와 연결되어 있고, 제어 프로그램을 탑재하고 있다. 제어 프로그램이 실행되면 유기 랭킨 사이클(100)의 구성도, 측정기(130)로부터 출력된 온도 및 압력, 모터 드라이버의 rpm, 모터 드라이버의 rpm 변경 입력란이 컴퓨터의 모니터에 표시된다. 또한 제어 프로그램의 실행 시, 컴퓨터는 측정기(130)로부터 출력된 온도 및 압력이 정상 상태에서의 온도 및 압력에 이르렀는지를 판단하고, 이르지 않았을 경우에는 제1밸브(140) 및 제2밸브(150) 중 제1밸브(140)만을 개방하며, 이르렀을 경우에는 제2밸브(150)만을 개방한다.A computer is used as a controller (not shown). The computer is connected to the measuring device 130, the first valve 140, the second valve 150, and the pump driver (VWF motor) (not shown), and a control program is mounted thereon. When the control program is executed, the configuration of the organic Rankine cycle 100, the temperature and pressure output from the measuring device 130, the rpm of the motor driver, and the rpm change input field of the motor driver are displayed on the computer monitor. When the control program is executed, the computer determines whether the temperature and pressure output from the measuring device 130 reach the temperature and pressure in the steady state. If not, the first valve 140 and the second valve 150 Only the first valve 140 is opened, and when it is reached, only the second valve 150 is opened.

이하, 상기 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클(100)의 작동 과정을 설명한다.Hereinafter, the operation of the organic Rankine cycle 100 for a molten carbonate fuel cell will be described.

최초 작업자는 컴퓨터에 탑재된 제어 프로그램을 실행하고, 제어 프로그램을 이용하여 펌프 드라이버를 작동시킨다. 이때 열풍은 가습기(10)로부터 열풍 배출 배관(162)으로 배출되는 상태이고, 열 회수 유닛의 열교환기(110)로는 상온수가 공급되고 있는 상태이다. 따라서 상온수는 열교환기(110)를 거치면서 가열수로 되고, 증발기(E)로는 약 100~200℃의 열풍이 공급된다.The first operator executes the control program mounted on the computer, and operates the pump driver using the control program. At this time, the hot air is discharged from the humidifier 10 to the hot air discharge pipe 162, and the hot water is supplied to the heat exchanger 110 of the heat recovery unit. Therefore, the hot water flows through the heat exchanger 110 and becomes heated water, and hot air of about 100 to 200 ° C is supplied to the evaporator E.

펌프 드리아버가 막 가동된 초기 상태에서는 제1밸브(140) 및 제2밸브(150) 중 제1밸브(140)만이 개방되어 있는바, 저장 탱크(170)의 작동 유체는 펌프(P)에 의해 펌핑되면서 증발기(E), 측정기(130) 및 응축기(C)를 순차적으로 거친 후 저장탱크(170)로 복귀한다. Only the first valve 140 of the first valve 140 and the second valve 150 is opened so that the working fluid of the storage tank 170 is supplied to the pump P in an initial state in which the pump drier is actuated, The evaporator E, the measuring device 130, and the condenser C in sequence, and then returns to the storage tank 170.

이와 같은 초기 상태가 지속하는 동안 컴퓨터는 측정기(130)로부터 출력된 작동 유체의 온도 및 압력이 정상 상태에서의 온도 및 압력에 이르렀는지 여부를 계속 판단하다가, 이르렀으면 제1밸브(140)를 밀폐하고 제2밸브(150)를 개방한다. 제2밸브(150)가 개방되면 측정기(130)를 거치던 작동 유체는 경로를 바꾸어 터빈(T)을 거치게 되고, 이 경우 발전기(G)가 작동하여 전기를 생산하게 된다.While the initial state continues, the computer continuously determines whether the temperature and pressure of the working fluid output from the measuring device 130 reach the temperature and pressure in the steady state. When the temperature and the pressure are reached, And opens the second valve (150). When the second valve 150 is opened, the working fluid passing through the measuring device 130 passes through the turbine T by changing its path. In this case, the generator G is operated to produce electricity.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

100 : 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클
110 : 열교환기 120 : 바이패스 배관
130 : 측정기 140 : 제1밸브
150 : 제2밸브 162 : 열풍 배출 배관
164 : 작동 유체 순환 배관 166 : 냉각수 순환 배관
170 : 저장 탱크 180 : 칠러(chiller)
P : 펌프 E : 증발기
T : 터빈 G : 발전기
C : 콘덴서 10 : 가습기100: Organic Rankine cycle for molten carbonate fuel cell
110: heat exchanger 120: bypass piping
130: Meter 140: First valve
150: second valve 162: hot air discharge pipe
164: working fluid circulation piping 166: cooling water circulation piping
170: Storage tank 180: Chiller
P: Pump E: Evaporator
T: Turbine G: Generator
C: condenser 10: humidifier

Claims (4)

용융탄산염형 연료전지의 가습기로부터 배출된 열풍으로부터 열을 부분 회수하는 열 회수 유닛;
상기 열 회수 유닛으로부터 배출된 열풍의 열을 펌프로부터 배출된 유기 용매로 전달하는 증발기;
상기 증발기로부터 배출된 유기 용매에 의해 작동하는 터빈의 전후단을 연결하는 바이패스 배관;
상기 바이패스 배관에 장착되어 유기 용매의 온도 및 압력을 측정하는 측정기;
상기 측정기의 전단에 위치하도록 상기 바이패스 배관에 장착된 제1밸브; 및
상기 바이패스 배관의 분기 지점과 상기 터빈 사이에 위치하도록 상기 증발기와 터빈을 연결하는 배관에 장착된 제2밸브;를 포함하는 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클.A heat recovery unit for partially recovering heat from the hot air discharged from the humidifier of the molten carbonate fuel cell;
An evaporator for transferring the heat of hot air discharged from the heat recovery unit to the organic solvent discharged from the pump;
A bypass pipe connecting the front and rear ends of the turbine operated by the organic solvent discharged from the evaporator;
A meter mounted on the bypass pipe for measuring the temperature and pressure of the organic solvent;
A first valve mounted on the bypass pipe so as to be located at a front end of the measuring instrument; And
And a second valve mounted on a pipe connecting the evaporator and the turbine so as to be positioned between the branch point of the bypass pipe and the turbine. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 측정기가 측정한 유기 용매의 온도 및 압력에 따라 상기 제1밸브 및 제2밸브의 개폐를 제어하는 제어기;를 포함하되,
상기 제어기는, 상기 유기 용매의 온도 및 압력이 상기 터빈의 작동에 적합한 상태에 이르기 전에는 상기 제1밸브를 개방시킴과 동시에 상기 제2밸브를 밀폐시키고, 이른 후에는 상기 제1밸브를 밀폐시킴과 동시에 상기 제2밸브를 개방시키는 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클.The method according to claim 1,
And a controller for controlling the opening and closing of the first valve and the second valve according to the temperature and pressure of the organic solvent measured by the measuring device,
The controller closes the first valve and closes the second valve before the temperature and pressure of the organic solvent reach a state suitable for operation of the turbine, And simultaneously opens the second valve. 제1항에 있어서,
상기 열 회수 유닛은 상기 열풍의 열을 상온의 물로 전달하는 열교환기를 포함하는 용융탄산염형 연료전지용 유기 랭킨 사이클.

The method according to claim 1,
Wherein the heat recovery unit includes a heat exchanger for transferring heat of the hot air to water at normal temperature.

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