KR101400022B1 - Apparatus for Recycling Waste Heat for offshore Structure - Google Patents
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Abstract
해상구조물의 폐열 회수 장치가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치는 엔진의 구동에 따라 열을 흡수하는 제 1 열흡수부, 상기 제 1 열흡수부에서 열교환된 열매체와 청수 공급부로부터 공급되는 청수가 혼합되는 보일러, 상기 보일러의 열매체가 공급되며, 상기 엔진의 구동에 따라 발생된 열과 상기 열매체를 열교환하고, 상기 열교환된 열매체를 상기 보일러로 전달하는 제 2 열흡수부, 상기 보일러의 열매체가 공급되며, 상기 엔진의 구동에 따라 발생된 열과 상기 열매체를 열교환하는 제 3 열흡수부, 상기 보일러와 상기 제 3 열흡수부 사이에 설치되며, 상기 제 1 열흡수부로부터 상기 제 3 열흡수부에 공급되는 열매체의 유량 또는 상기 보일러로부터 상기 제 3 열흡수부에 공급되는 열매체의 유량을 제어하는 제 1 밸브 및 상기 제 3 열흡수부에서 열교환된 열매체가 공급되는 폐열공급부를 포함한다.A waste heat recovery apparatus for a marine structure is disclosed.
The apparatus for recovering waste heat of a marine structure according to an embodiment of the present invention includes a first heat absorbing unit that absorbs heat as the engine is driven, a fresh water supplied from the fresh water supplying unit and heat- A second heat absorber to which the heat medium of the boiler is supplied and which exchanges heat between the heat generated by the driving of the engine and the heat medium and transfers the heat exchanged heat medium to the boiler, A third heat absorber for heat-exchanging heat generated by driving of the engine with the heat medium, a second heat absorber provided between the boiler and the third heat absorber, the heat medium being supplied from the first heat absorber to the third heat absorber, A first valve for controlling the flow rate of the heat medium or the flow rate of the heat medium supplied from the boiler to the third heat absorbing portion, And a waste heat supply unit to which a sieve is supplied.
Description
본 출원은 해상구조물의 폐열 회수 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 엔진에서 발생된 폐열을 회수하여 해상구조물의 에너지 효율을 높이기 위한 해상구조물의 폐열 회수 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a waste heat recovery apparatus for a marine structure, and more particularly, to a waste heat recovery apparatus for a marine structure for recovering waste heat generated in an engine to enhance energy efficiency of a marine structure.
일반적으로, 선박 등 해상구조물은 엔진을 작동시켜 발생되는 구동력으로 해상구조물의 운항을 도모하고, 터빈을 구비한 발전기를 통해 전력을 생산하여 해상구조물에 공급한다.Generally, a marine structure such as a ship is designed to operate a marine structure by a driving force generated by operating an engine, and supplies power to a marine structure through a generator equipped with a turbine.
그리고, 엔진에서 발생된 배기가스는 고온의 열원을 가지는 에너지원으로서, 그대로 배출시키지 않고, 효율적으로 재사용하기 위한 연구가 다양하게 시도되고 있다.Various attempts have been made to efficiently reuse the exhaust gas generated from the engine as an energy source having a high-temperature heat source, without discharging it as it is.
특히, 유기랭킨싸이클(ORC; Organic Rankine Cycle)을 작동 유체로 사용하는 선박에 있어서, 작동 유체는 엔진에서 배출된 배기가스와의 열교환을 통해 폐열회수를 할 수 있다. Particularly, in a ship using an Organic Rankine Cycle (ORC) as a working fluid, the working fluid can recover waste heat through heat exchange with the exhaust gas discharged from the engine.
도 1은 종래의 선박에 구비된 유기랭킨싸이클을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing an organic Rankine cycle provided in a conventional vessel.
도 1을 참조하면, 작동 유체가 증발기(2)를 경유하여 터빈(30)에서 팽창된 후에, 콘덴서(40)에서 작동 유체가 응축되고, 작동 유체 공급 펌프(60)로 이동하여 상기 증발기(2)로 재순환된다.1, after the working fluid is expanded in the
또한, 증발기(20)는 열교환기(3)를 통해 소정의 온도로 가열된 순환수가 공급되고, 순환수와 작동 유체가 증발기에서 열교환되어 작동 유체의 온도를 증가시킬 수 있다.In addition, the
그리고, 열교환된 순환수는 순환수 공급 펌프(4)에 의해 에어 쿨러(5)를 경유하여 상기 열교환기(3)로 순환된다.Then, the heat-exchanged circulating water is circulated to the heat exchanger (3) via the air cooler (5) by the circulating water supply pump (4).
본 출원은 유기랭킨싸이클에 필요한 열원을 안정적으로 공급하고, 열교환기 내의 저온 부식 문제를 방지하며, 해상구조물 내의 에너지를 효율적으로 활용하는 해상구조물의 폐열 회수 장치를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a waste heat recovery apparatus for a marine structure that stably supplies a heat source necessary for an organic Rankine cycle, prevents low-temperature corrosion problems in a heat exchanger, and efficiently utilizes energy in a marine structure.
본 발명의 일 측면에 따르면, 엔진의 구동에 따라 열을 흡수하는 제 1 열흡수부, 상기 제 1 열흡수부에서 열교환된 열매체와 청수 공급부로부터 공급되는 청수가 혼합되는 보일러, 상기 보일러의 열매체가 공급되며, 상기 엔진의 구동에 따라 발생된 열과 상기 열매체를 열교환하고, 상기 열교환된 열매체를 상기 보일러로 전달하는 제 2 열흡수부, 상기 보일러의 열매체가 공급되며, 상기 엔진의 구동에 따라 발생된 열과 상기 열매체를 열교환하는 제 3 열흡수부, 상기 보일러와 상기 제 3 열흡수부 사이에 설치되며, 상기 제 1 열흡수부로부터 상기 제 3 열흡수부에 공급되는 열매체의 유량 또는 상기 보일러로부터 상기 제 3 열흡수부에 공급되는 열매체의 유량을 제어하는 제 1 밸브 및 상기 제 3 열흡수부에서 열교환된 열매체가 공급되는 폐열공급부를 포함하는 해상구조물의 폐열 회수 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a boiler comprising: a first heat absorbing portion that absorbs heat as the engine is driven; a boiler in which fresh water supplied from a fresh water supplying portion is mixed with a heat- A second heat absorbing unit for heat-exchanging heat generated by the driving of the engine with the heat medium and transferring the heat-exchanged heat medium to the boiler, a heating medium of the boiler is supplied, A third heat absorber for heat-exchanging the heat with the heat medium, a flow rate of the heat medium supplied from the first heat absorber to the third heat absorber, or a flow rate of the heat medium supplied from the boiler to the third heat absorber, A first valve for controlling the flow rate of the heat medium supplied to the third heat absorbing portion, and a waste heat supplying portion for supplying the heat medium exchanged in the third heat absorbing portion, A waste heat recovery apparatus for a marine structure can be provided.
또한, 상기 보일러와 상기 제 3 열흡수부 사이에 열매체를 가압하는 가압펌프를 더 포함할 수 있다. Further, the boiler may further include a pressurizing pump for pressurizing the heating medium between the boiler and the third heat absorbing part.
또한, 상기 제 1 열흡수부, 상기 제 2 열흡수부 또는 상기 제 3열흡수부는 이코노마이저, 에어 쿨러, 자켓 쿨러 또는 오일 쿨러 중 어느 하나일 수 있다. The first heat absorbing portion, the second heat absorbing portion or the third heat absorbing portion may be any one of an economizer, an air cooler, a jacket cooler, or an oil cooler.
또한, 상기 보일러는 상기 제 2 열흡수부로부터 공급된 기상 상태의 열매체를 스팀사용처에 공급할 수 있다. In addition, the boiler can supply the vapor-phase heat medium supplied from the second heat absorber to the steam application site.
또한, 상기 제 1 밸브는 상기 제 3 열흡수부가 저온으로 인한 부식을 방지하도록 유량을 제어할 수 있다.In addition, the first valve can control the flow rate so as to prevent corrosion due to the low temperature of the third heat absorbing portion.
또한, 상기 제 2 열흡수부와 상기 보일러 사이에 순환펌프를 더 포함할 수 있다. In addition, a circulation pump may be further included between the second heat absorbing part and the boiler.
또한, 상기 제 3 열흡수부와 상기 폐열공급부 사이에서 분기되며, 상기 제 1 열흡수부에 연결되는 바이패스라인 및 상기 바이패스라인에 설치된 바이패스 밸브를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a bypass line branched between the third heat absorbing portion and the waste heat supplying portion and connected to the first heat absorbing portion and a bypass valve provided in the bypass line.
또한, 상기 바이패스라인에 설치되는 감압기를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a pressure reducer installed on the bypass line.
또한, 상기 제 1 열흡수부는 상기 열매체가 순환되도록 상기 폐열공급부와 연결되는 제 2 밸브를 더 포함할 수 있다. The first heat absorbing portion may further include a second valve connected to the waste heat supplying portion such that the heat medium is circulated.
또한, 상기 제 3 열흡수부와 상기 폐열공급부 사이에 설치되며, 상기 열매체의 캐비테이션 발생을 방지하도록 열매체를 공급하는 확장탱크부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include an expansion tank unit installed between the third heat absorbing unit and the waste heat supply unit and supplying the heating medium to prevent cavitation of the heating medium.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치는 제 3 열흡수부를 포함함으로써, 제 1 열흡수부 및 제 2 열흡수부와 함께 엔진의 구동에 따라 발생된 열을 다단계로 회수할 수 있다.The apparatus for recovering waste heat of a marine structure according to an embodiment of the present invention includes a third heat absorber to recover heat generated by driving the engine together with the first heat absorber and the second heat absorber in multiple stages have.
또한, 엔진의 구동에 따라 발생되는 다양한 열원을 흡수한 열매체를 보일러에서 혼합됨으로써, 폐열공급부에 필요한 열원을 안정적으로 확보할 수 있다.In addition, since the heat medium absorbing various heat sources generated by driving the engine is mixed in the boiler, the heat source required for the waste heat supply unit can be stably secured.
또한, 제 1 밸브의 제어를 통하여 열매체의 온도를 조절함으로써, 제 3 열흡수부가 저온으로 인하여 부식되는 것을 방지할 수 있다.Further, by controlling the temperature of the heating medium through the control of the first valve, it is possible to prevent the third heat absorbing part from being corroded due to the low temperature.
도 1은 종래의 선박에 구비된 유기랭킨싸이클을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 2의 변형 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 4는 도 2에 도시된 해상구조물의 폐열 회수 장치에 따른 폐열 회수 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing an organic Rankine cycle provided in a conventional vessel.
2 is a schematic view showing a waste heat recovery apparatus for a marine structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing an alternative embodiment of Fig.
4 is a view for explaining a waste heat recovery method according to the waste heat recovery apparatus of the marine structure shown in FIG.
5 is a schematic view showing an apparatus for recovering waste heat of a marine structure according to another embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood, however, that the appended drawings illustrate the present invention in order to more easily explain the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto. You will know.
또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래 폐열 회수 장치와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.In describing the embodiments of the present invention, it is to be noted that components having the same function are denoted by the same names and the same symbols, but substantially not identical to those of the conventional waste heat recovery apparatus.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Also, the terms used in the present application are used only to describe certain embodiments and are not intended to limit the present invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치를 나타내는 개략도이다.2 is a schematic view showing a waste heat recovery apparatus for a marine structure according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(103)는 제 1 열흡수부(250), 보일러(300), 제 2 열흡수부(210), 제 3 열흡수부(220), 제 1 밸브(400) 및 폐열공급부(500)를 포함할 수 있다.2, a waste
제 1 열흡수부(250), 제 2 열흡수부(210) 또는 제 3 열흡수부(220)는 엔진(10)의 구동에 따라 발생되는 열을 흡수할 수 있다. The first
상기 제 1 열흡수부(250), 상기 제 2 열흡수부(210) 또는 상기 제 3 열흡수부(220)는 이코노마이저, 에어 쿨러, 자켓 쿨러, 오일 쿨러 중 어느 하나일 수 있다.The first
이코노마이저는 일반적으로 엔진에서 배출되는 배기가스의 열을 회수하는 열교환기이다. The economizer is generally a heat exchanger that recovers the heat of the exhaust gas discharged from the engine.
또한, 에어 쿨러는 엔진으로 공급되는 가스, 즉 소기가스의 온도를 낮추는 장치일 수 있다.Further, the air cooler may be a device for lowering the temperature of the gas supplied to the engine, that is, the scavenging gas.
그리고, 자켓 쿨러는 엔진 자체의 열을 냉각시키는 장치이다.The jacket cooler is a device for cooling the heat of the engine itself.
또한, 오일 쿨러는 엔진에서 사용되는 오일의 열을 냉각시키는 장치이다.Further, the oil cooler is a device for cooling the heat of the oil used in the engine.
상기 열매체는 해수를 정수한 물일 수 있다. 다만, 상기 열매체는 물에 한정되지 않고, 열을 흡수하여 이송될 수 있는 유체도 적용될 수 있다.The heating medium may be water purified from seawater. However, the heating medium is not limited to water, and fluids which can be transported by absorbing heat can also be applied.
보일러(300)는 상기 제 1 열흡수부(250)에서 열교환된 열매체와 청수 공급부(110)로부터 공급되는 청수가 혼합될 수 있다.The
한편, 상기 청수 공급부(110)는 해수를 청수로 만드는 조수기 및 청수를 저장하는 청수 저장탱크를 포함할 수 있다.The fresh
상기 보일러(300)에는 제 1 열흡수부 라인(111)을 통하여 상기 제 1 열흡수부(250)에서 열교환된 열매체가 공급되며, 청수 공급라인(112)을 통하여 청수가 공급된다.The heating medium is heat-exchanged in the first
상기 제 1 열흡수부(250)에서 열교환된 열매체의 온도는 예를 들어, 대략 100 ~ 180 ℃ 범위일 수 있다.The temperature of the heating medium heat-exchanged in the first
또한, 상기 청수 공급부(110)에서 공급되는 청수의 온도는 예를 들어, 대략 80 ℃ 일 수 있다. 즉, 제1 열흡수부(250)에서 열교환된 열매체의 온도가 청수 공급부(110)에서 공급되는 청수의 온도보다 높을 수 있다. 다만, 상기 또는 이하에서의 온도 또는 온도 범위 등은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치의 작동예를 설명하기 위해 기재된 수치일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 상기 또는 이하에서의 온도 또는 온도 범위 등에 구속되지 않는다.In addition, the temperature of fresh water supplied from the fresh
도시된 바와 같이, 상기 제 1 열흡수부 라인(111)은 상기 청수 공급라인(112)에 연결되어 상기 보일러(300)에 도달하기 전에 상기 열매체와 상기 청수가 혼합되면서 이송될 수 있다.As shown, the first
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 1 열흡수부 라인(111)은 상기 청수 공급라인(112)과 별도로 상기 보일러(300)에 각각 연결될 수 있다.3, the first
이에 따라, 상기 보일러(300)는 일차적으로 상기 엔진(10)의 구동에 따라 발생된 열을 회수할 수 있다.Accordingly, the
제 2 열흡수부(210)는 상기 보일러(300)의 열매체가 공급되며, 상기 엔진(10)의 구동에 따라 발생된 열과 상기 열매체를 열교환하고, 상기 열교환된 열매체를 상기 보일러(300)로 전달할 수 있다. The second
상기 제 2 열흡수부(210)는 제 1 공급라인(212)을 통하여 상기 보일러(300)의 열매체가 공급된다.The second
그리고, 상기 제 2 열흡수부(210)에서 상기 엔진의 배기가스와 열교환된 열매체는 제 2 공급라인(214)을 통하여 상기 보일러(300)에 공급된다.The heating medium, which is heat-exchanged with the exhaust gas of the engine, is supplied to the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(103)는 상기 제 2 열흡수부(210)와 상기 보일러(300) 사이에 순환펌프(230)를 더 포함할 수 있다. The waste
또한, 상기 순환펌프(230)는 상기 보일러(300)에서 상기 제 2 열흡수부(210)로 열매체를 순환시키도록 상기 제 1 공급라인(212)에 설치될 수 있다.The
한편, 상기 보일러(300)는 상기 제 2 열흡수부(210)로부터 공급된 기상 상태의 열매체, 즉 스팀을 스팀사용처(20)에 공급할 수 있다. Meanwhile, the
또한, 상기 기상 상태의 열매체는 상기 보일러(300)의 상부와 연결된 스팀 공급라인(302)를 통하여 스팀사용처(20)로 이송될 수 있다. The heating medium in the gaseous state may be transferred to the
즉, 상기 보일러(300)는 상기 엔진(10)의 구동에 따라 발생되는 다양한 열을 이용하여 해상구조물에서 사용되는 스팀을 생산할 수 있게 된다.That is, the
제 3 열흡수부(220)는 상기 보일러(300)의 열매체가 공급되며, 상기 엔진(10)의 구동에 따라 발생된 열로부터 열을 회수할 수 있다.The third
또한, 전술한 바와 같이, 상기 제 3 열흡수부(220)는 상기 엔진(10)에 공급되는 소기 가스를 냉각시키기 위한 에어 쿨러일 수 있다.Also, as described above, the third
이와 같이, 본 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(103)는 제 2 열흡수부(210)을 통과한 배기가스에 남아있는 열을 추가로 회수할 수 있는 제 3 열흡수부(220)를 포함함으로써, 해상구조물의 에너지 효율을 높일 수 있다.As described above, the waste
제 1 밸브(400)는 상기 보일러(300)와 상기 제 3 열흡수부(220) 사이에 설치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 밸브(400)는 상기 보일러(300) 와 상기 제 3 열흡수부(220)를 연결하는 제 3 공급라인(401)에 설치될 수 있다.The first valve (400) may be installed between the boiler (300) and the third heat absorbing part (220). That is, the
그리고, 상기 제 1 밸브(400)는 상기 제 1 열흡수부 라인(111)에서 분기된 제 1 열흡수부 분기라인(114)에 연결된다.The
이에 따라, 상기 제 1 밸브(400)는 상기 제 1 열흡수부(250)로부터 상기 제 3 열흡수부(220)로 열매체가 공급될 수 있다.Accordingly, the first valve (400) may be supplied with the heating medium from the first heat absorbing part (250) to the third heat absorbing part (220).
그리고, 상기 제 1 밸브(400)는 상기 제 1 열흡수부(250)로부터 상기 제 3 열흡수부(220)에 공급되는 열매체의 유량 또는 상기 보일러(300)에서 상기 제 3 열흡수부(220)에 공급되는 열매체의 유량을 제어할 수 있다.The
이에 따라, 상기 제 1 밸브(400)는 상기 제 3 열흡수부(220)에 공급되는 열매체의 온도를 조절하게 되어, 상기 제 3 열흡수부(220)에 공급되는 열매체의 저온으로 인한 상기 제 3 열흡수부(220)의 부식을 방지할 수 있다. Accordingly, the
여기서, 저온은 열교환기에 공급되는 열매체에 의해 부식이 발생되는 온도를 의미한다.Here, the low temperature means a temperature at which corrosion occurs due to the heating medium supplied to the heat exchanger.
상기 제 3 열흡수부(220)에 공급되는 열매체의 온도는 예를 들어, 대략 120℃일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 3 열흡수부(220)의 재질 또는 크기에 따라 발생되는 부식을 방지할 수 있는 온도일 수 있다.The temperature of the heating medium supplied to the
또한, 상기 제 1 밸브(400)를 경유하는 열매체의 온도를 측정하기 위하여 온도센서(403)를 포함할 수 있다.In addition, a
그리고, 상기 제 3 공급라인(401)의 열매체의 온도가 예를 들어, 120 ℃ 가 아닐 경우 상기 온도센서(403)는 상기 제 1 밸브(400)에 신호를 전달하여 상기 제 1 밸브(400)를 작동시킬 수도 있다. 즉, 제3 열흡수부(220)에 열매체가 제공될 때, 제3 열흡수부(220)의 부식을 방지하기 위하여, 제1 밸브(400)의 작동을 제어하여 열매체의 온도를 조절할 수 있다.When the temperature of the heating medium in the
한편, 상기 보일러(300)에서 배출되어 상기 청수 공급라인(112)에 연결되는 청수 분기라인(302)을 더 포함할 수 있다.The clean
이에 따라, 상기 보일러(300)에서 배출되는 열매체의 온도가 급격히 떨어지는 경우 상기 청수 분기라인(302)을 통하여 상기 보일러(300)에 재공급될 수 있다.Accordingly, if the temperature of the heat medium discharged from the
이와 같이, 본 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(103)는 상기 제 3 열흡수부(220)에 열을 회수하기 위한 열매체의 온도를 조절할 수 있게 되어, 상기 제 3 열흡수부(220)에 오작동 또는 고장을 방지할 수 있다.As described above, the waste
폐열공급부(500)는 상기 제 3 열흡수부(220)로부터 열매체가 공급될 수 있다.The waste
상기 폐열공급부(500)는 유기랭킨싸이클(ORC) 장치일 수 있다. The waste
또한, 상기 폐열공급부(500)는 공급받은 열매체를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.Also, the waste
또한, 상기 폐열공급부(500)에 공급되는 열매체의 온도는 예를 들어, 160 ℃ 일 수 있다. 이에 따라즉, 상기 폐열공급부(500)에 공급되는 열매체의 온도는 상기 폐열공급부(500)가 작동되어 전력 생산량이 최대로 발생할 수 있는 온도일 수 있다.The temperature of the heating medium supplied to the waste
또한, 일정한 온도의 열매체가 상기 폐열공급부(500)에 전달되어 안정적으로 전력을 생산할 수 있다.In addition, the heating medium having a predetermined temperature is transferred to the waste
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(100)는 상기 제 제 1 밸브(400)와 상기 제 3 열흡수부(220) 사이에 설치되며, 상기 열매체를 가압하는 가압펌프(312)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the apparatus for recovering waste heat of a marine structure 100 according to an embodiment of the present invention includes a
상기 가압펌프(312)는 상기 보일러(300)의 하부에 연결된 제 3공급라인(401)을 통하여 상기 제 3 열흡수부(2202)에 이송되는 열매체를 가압할 수 있다.The pressurizing
이에 따라, 상기 가압펌프(312)는 상기 열매체의 압력을 증가시켜, 상기 열매체를 원활히 이송시킬 수 있다.Accordingly, the
또한, 상기 가압펌프(312)는 이송되는 열매체에 캐비테이션(Cavitaion)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In addition, the pressurizing
또한, 본 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(103)는 상기 제 3 열흡수부(220)와 상기 폐열공급부(500) 사이에 설치되며, 상기 열매체의 캐비테이션 발생을 방지하도록 열매체를 공급하는 확장탱크부(224)를 더 포함할 수 있다.The waste
이에 따라, 상기 확장탱크부(224)는 상기 가압펌프(312)와 함께 상기 열매체의 캐비테이션을 방지하게 되어, 이송되는 열매체의 압력 변화를 줄일 수 있게 된다.Accordingly, the
또한, 본 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(103)는 상기 제 3 열흡수부(220)와 상기 폐열공급부(500) 사이에서 분기되며, 상기 제 1 열흡수부(250)에 연결되는 바이패스 라인(502) 및 상기 바이패스 라인(502)에 설치된 바이패스 밸브(504)를 더 포함할 수 있다. The waste
상기 바이패스 라인(502)는 상기 제 1 폐열공급부 라인(222)에서 분기되어 상기 제 1 열흡수부(250)에 연결된다.The
그리고, 상기 바이패스 밸브(504)는 상기 제 1 폐열공급부 라인(222)과 상기 바이패스 라인(502)의 연결점에 설치된다.The
또한, 상기 바이패스 밸브(504)는 상기 열매체를 상기 제 3 열흡수부(220)로부터 상기 폐열공급부(500)로 이송시키거나, 선택적으로 상기 제 1 열흡수부(250)로 이송시킬 수 있다.The
이에 따라, 상기 폐열공급부(500)가 고장이 난 경우, 상기 바이패스 라인(502)을 통하여 열매체를 이송시키게 되어 상기 폐열공급부(500)에 열이 전달되는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, when the waste
또한, 본 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(103)는 상기 바이패스 라인(502)에 설치되는 감압기(506)를 더 포함할 수 있다. In addition, the waste
상기 감압기(506)는 상기 바이패스 라인(502)를 경유하는 열매체의 압력을 낮출 수 있다.The
이에 따라, 상기 감압기(506)는 상기 가압펌프(224)에 의해 가압된 열매체의 압력을 낮출 수 있게 됨으로써, 상기 열매체를 냉각시키는 역할을 수행할 수 있다.Accordingly, the
즉, 상기 폐열공급부(500)가 고장 난 경우, 상기 바이패스 라인(502)에 설치된 감압기(506)를 이용함으로써, 상기 열매체의 온도를 떨어뜨려, 폐열 회수 장치 전체의 온도가 증가되는 것을 방지할 수 있다.That is, when the waste
도 4는 도 2에 도시된 해상구조물의 폐열 회수 장치에 따른 폐열 회수 방법을 설명하기 위한 도이다.4 is a view for explaining a waste heat recovery method according to the waste heat recovery apparatus of the marine structure shown in FIG.
도 4을 참조하면, 청수는 청수 공급부(110)에서 배출되어 청수 공급라인(112)을 통하여 보일러(300)로 이송된다. - ①4, the fresh water is discharged from the fresh
또한, 엔진의 열을 회수한 열매체는 제 1 열흡수부(250)에서 배출되어 제 1 열흡수부 라인(111)을 통하여 보일러(300)로 이송된다. - ②The heat medium from which the heat of the engine is recovered is discharged from the first
한편, 제 1 열흡수부 라인(111)은 상기 청수 공급라인(112)에 연결됨으로써, 상기 청수와 열매체는 혼합되어 이송된다. -③On the other hand, the first heat absorbing
상기 보일러(300)로 이송된 열매체는 제 1 공급라인(212)를 통하여 제 2 열흡수부(210)로 이송된다. 이때, 상기 제 1 공급라인(212)에 설치된 순환펌프(230)는 상기 열매체를 상기 제 1 공급라인(212)에서 상기 제 2 열흡수부(210)로 이송시키는 역할을 수행한다. 상기 제 2 열흡수부(210)에서 엔진의 배기가스와 열교환된 열매체는 액체와 기체가 혼합된 상태로 제 2 공급라인(214)을 통하여 상기 보일러(300)로 공급된다. - ④The heating medium transferred to the
상기 보일러(300)의 열매체는 제 3 공급 라인(401)을 설치된 제 1 밸브(400)로 이송된다. - ⑤The heating medium of the
그리고, 상기 제 1 열흡수부(250)에서 열교환된 열매체는 상기 제 1 밸브(400)로 이송된다. - ⑥The heating medium, which is heat-exchanged in the first
상기 제 1 밸브(400)는 상기 보일러(300)의 열매체와 상기 제 1 열흡수부(250)의 열매체를 혼합하여, 혼합된 열매체의 온도가 예를 들어, 120 ℃ 가 될 수 있도록 각각의 유량을 제어할 수 있다.The
상기 열매체는 상기 제 1 밸브(400)로부터 상기 제 3 열흡수부(220)로 이송된다. - ⑦The heating medium is transferred from the first valve (400) to the third heat absorbing part (220). - ⑦
즉, 상기 보일러(300)에 공급된 열매체는 제 3 열흡수부(220)에서 열교환된 후, 제 1 폐열공급부 라인(222)을 통하여 폐열공급부(500)로 공급된다. -⑧That is, the heating medium supplied to the
한편, 상기 보일러(300)에 기체 상태로 공급된 열매체는 스팀 공급라인(302)을 통하여 스팀사용처(20)로 이송된다. -⑨Meanwhile, the heating medium supplied to the
그리고, 상기 폐열공급부(500)에서 열교환된 열매체는 제 2 폐열공급부 라인(310)을 통하여 상기 제 1 열흡수부(250)로 이송된다. -⑩The heat-exchanged heat medium in the waste
이와 같이, 본 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(103)는 상기 보일러(300)를 통하여 상기 엔진(10)에서 발생되는 다양한 열원을 수용하게 되어 에너지 효율을 높일 수 있다.As described above, the waste
또한, 상기 보일러(300)를 통하여 다양한 열원을 수용하고 배출되게 함으로써, 상기 폐열공급부(500)에 공급되는 열매체의 온도 변화를 줄일 수 있게 되어 장치 전체의 안정성을 높일 수 있다.Further, by receiving and discharging various heat sources through the
한편, 상기 폐열공급부(500)가 오작동 또는 고장이 나는 경우, 상기 바이패스 밸브(504)를 조작하여 상기 열매체는 상기 폐열공급부(500)에 공급되지 않고 상기 바이패스 라인(502)을 경유하여 상기 제 1 열흡수부(250)로 이송된다. -⑪When the waste
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치를 나타내는 개략도이다.5 is a schematic view showing an apparatus for recovering waste heat of a marine structure according to another embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(104)는 이미 설명한 도 2의 해상구조물의 폐열 회수 장치(103)와 유사함으로, 이에 따른 동일한 기능을 갖는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.As shown, the waste
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(104)에 적용되는 상기 제 1 열흡수부(250)는 상기 열매체가 순환되도록 상기 폐열공급부(500)와 연결된다.5, the first
또한, 본 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(104)는 상기 제 1 열흡수부 라인(111)에서 분기되어 상기 제 1 폐열공급부 라인(222)에 연결되는 폐열 순환라인(115)을 더 포함할 수 있다.The waste
그리고, 상기 제 1 열흡수부 라인(111)과 폐열 순환라인(115)의 분기점에는 제 2 밸브(116)가 설치된다.A
상기 제 2 밸브(116)는 상기 제 1 열흡수부(250)에서 열교환된 열매체가 상기 보일러(300), 상기 제 1 밸브(400) 또는 상기 폐열공급부(500)에 공급되도록 제어할 수 있다. The
이와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해상구조물의 폐열 회수 장치(104)는 상기 제 1 열흡수부(250)와 상기 폐열공급부(500)가 순환되도록 연결됨으로써, 상기 제 1 열흡수부(250)에서 열교환된 열매체의 온도가 대략 160 ℃에 해당할 경우 상기 제 2 밸브(116)의 제어를 통하여 상기 열교환된 열매체를 상기 폐열공급부(500)로 이송시킬 수 있다.As described above, in the waste
본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims, It is obvious.
110: 청수 공급부
210: 제 2 열흡수부
220: 제 3 열흡수부
250: 제 1 열흡수부
300: 보일러
400: 제 1 밸브
500: 폐열공급부110: fresh water supply part
210: second heat absorbing portion
220: third heat absorbing portion
250: first heat absorbing portion
300: Boiler
400: first valve
500: waste heat supply part
Claims (10)
상기 제 1 열흡수부에서 열교환된 열매체와 청수 공급부로부터 공급되는 청수가 혼합되는 보일러;
상기 보일러의 열매체가 공급되며, 상기 엔진의 구동에 따라 발생된 열과 상기 열매체를 열교환하고, 상기 열교환된 열매체를 상기 보일러로 전달하는 제 2 열흡수부;
상기 보일러의 열매체가 공급되며, 상기 엔진의 구동에 따라 발생된 열과 상기 열매체를 열교환하는 제 3 열흡수부;
상기 보일러와 상기 제 3 열흡수부 사이에 설치되며, 상기 제 1 열흡수부로부터 상기 제 3 열흡수부에 공급되는 열매체의 유량 또는 상기 보일러로부터 상기 제 3 열흡수부에 공급되는 열매체의 유량을 제어하는 제 1 밸브; 및
상기 제 3 열흡수부에서 열교환된 열매체가 공급되는 폐열공급부
를 포함하는 해상구조물의 폐열 회수 장치.A first heat absorber for absorbing heat generated by driving the engine;
A boiler in which a heat medium that has been heat-exchanged in the first heat absorbing portion and fresh water supplied from the fresh water supplying portion are mixed;
A second heat absorber supplied with the heat medium of the boiler and performing heat exchange between heat generated by driving the engine and the heat medium and transferring the heat exchanged heat medium to the boiler;
A third heat absorber supplied with the heat medium of the boiler and performing heat exchange between the heat generated by the driving of the engine and the heat medium;
A flow rate of the heat medium supplied from the first heat absorbing portion to the third heat absorbing portion or a flow rate of the heat medium supplied from the boiler to the third heat absorbing portion, A first valve for controlling the first valve; And
The heat-absorbing material is supplied to the heat-
And a waste heat recovery device for recovering waste heat of the marine structure.
상기 보일러와 상기 제 3 열흡수부 사이에 열매체를 가압하는 가압펌프를 더 포함하는 해상구조물의 폐열 회수 장치.The method according to claim 1,
And a pressurizing pump for pressurizing the heating medium between the boiler and the third heat absorbing unit.
상기 제 1 열흡수부, 상기 제 2 열흡수부 또는 상기 제 3 열흡수부는
이코노마이저, 에어 쿨러, 자켓 쿨러 또는 오일 쿨러 중 어느 하나인 해상구조물의 폐열 회수 장치.The method according to claim 1,
The first heat absorbing part, the second heat absorbing part or the third heat absorbing part
An air cooler, a jacket cooler, or an oil cooler.
상기 보일러는
상기 제 2 열흡수부로부터 공급된 기상 상태의 열매체를 스팀사용처에 공급하는 해상구조물의 폐열 회수 장치.The method according to claim 1,
The boiler
And supplies the gaseous heat medium supplied from the second heat absorber to the steam use place.
상기 제 1 밸브는
상기 제 3 열흡수부가 저온으로 인한 부식을 방지하도록 유량을 제어하는 해상구조물의 폐열 회수 장치.The method according to claim 1,
The first valve
And the flow rate of the third heat absorbing part is controlled so as to prevent corrosion due to low temperature.
상기 제 2 열흡수부와 상기 보일러 사이에 순환펌프를 더 포함하는 해상구조물의 폐열 회수 장치.The method according to claim 1,
And a circulation pump between the second heat absorbing part and the boiler.
상기 제 3 열흡수부와 상기 폐열공급부 사이에서 분기되며, 상기 제 1 열흡수부에 연결되는 바이패스 라인; 및
상기 바이패스 라인에 설치된 바이패스 밸브를 더 포함하는 해상구조물의 폐열 회수 장치.The method according to claim 1,
A bypass line branched between the third heat absorbing portion and the waste heat supplying portion and connected to the first heat absorbing portion; And
And a bypass valve installed in the bypass line.
상기 바이패스 라인에 설치되는 감압기를 더 포함하는 해상구조물의 폐열 회수 장치.8. The method of claim 7,
And a decompressor installed in the bypass line.
상기 제 1 열흡수부는 상기 열매체가 순환되도록 상기 폐열공급부와 연결되는 해상구조물의 폐열 회수 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first heat absorbing portion is connected to the waste heat supplying portion so that the heat medium is circulated.
상기 제 3 열흡수부와 상기 폐열공급부 사이에 설치되며, 상기 열매체의 캐비테이션 발생을 방지하도록 열매체를 공급하는 확장탱크부를 더 포함하는 해상구조물의 폐열 회수 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an expansion tank portion provided between the third heat absorbing portion and the waste heat supplying portion and supplying a heating medium to prevent cavitation of the heating medium.
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