KR101417634B1 - Apparatus for Converting Thermal Energy - Google Patents

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KR101417634B1 KR1020130044846A KR20130044846A KR101417634B1 KR 101417634 B1 KR101417634 B1 KR 101417634B1 KR 1020130044846 A KR1020130044846 A KR 1020130044846A KR 20130044846 A KR20130044846 A KR 20130044846A KR 101417634 B1 KR101417634 B1 KR 101417634B1
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KR1020130044846A
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조한창
오혁진
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재단법인 포항산업과학연구원
주식회사 포스코
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for converting thermal energy which enables high concentration by using a heating source of hot liquid discharged from a gas and liquid separator as a heating source required for concentrating fluid, allows an evaporator, an energy converting means, a condenser, and a first pumping means to be connected, and uses working fluid in which two or more types of fluids having different boiling points are mixed. The apparatus for converting the thermal energy comprises a first separator which receives an evaporation working fluid between the evaporator and the energy converting means to separate the fluid into a first thick flow and a first rare flow; a joining unit for joining the first thick flow and the first rare flow which pass through the energy converting means; a throttle valve which is arranged between the joining unit and the first separator to lower the pressure of the first rare flow to be the same pressure of the first thick flow passed through the energy converting means; a first heat exchanger which is located at a front end of the evaporator and allows the first rare flow and the working fluid passed through the first pumping means to be heat-exchanged; a second separator which is located between the first heat exchanger and the evaporator and receives the heat-exchanged working fluid to separate the fluid into a second thick flow and a second rare flow; a second heat exchanger which allows the second rare flow to be branched to be joined with the first rare flow or to be joined with the second thick flow and condenses the working fluid in which the second rare flow and the second thick flow are joined; and a second pumping means which pumps the working fluid between the second heat exchanger and the evaporator with high pressure, wherein the second heat exchanger allows the working fluid in which the second rare flow and the second thick flow are joined to be heat-exchanged with the working fluid before flowing into the first heat exchanger.

Description

열에너지를 전환하는 장치{Apparatus for Converting Thermal Energy}[0001] Apparatus for Converting Thermal Energy [

본 발명은 팽창되어 재생되는 작동 유체를 사용하여 열원으로부터의 열에너지를 전환하는 장치에 대한 것으로, 구체적으로는, 2 이상의 혼합 작동 유체를 사용하여 저온의 열에너지를 전환하는 열역학 사이클로서 터빈 후단 측에서 저암모니아 농도를 가지게 함으로써, 발전 효율을 상승시키는 것이 가능한 열에너지를 전환하는 장치에 대한 것이다.
The present invention relates to a device for converting heat energy from a heat source by using a working fluid expanded and regenerated, and more specifically, a thermodynamic cycle for switching low temperature heat energy using two or more mixed working fluids, To an apparatus for converting thermal energy capable of raising power generation efficiency by having ammonia concentration.

석탄, 오일 또는 가스를 연료로 하는 화력발전은 통상적으로 물을 작동 유체로 이용한다. LNG 복합발전의 경우에도 가스터빈에서 나온 배가스가 500~600℃로 상당히 높기 때문에 그 열로 물을 스팀으로 상전환시켜 스팀 터빈을 구동시켜 발전을 하게 된다. Thermal power plants using coal, oil or gas as fuel typically use water as the working fluid. In the case of LNG combined-cycle power generation, since the exhaust gas from the gas turbine is high at 500 to 600 ° C., the steam is converted into steam and the steam turbine is driven to generate electricity.

100~500℃로 기존의 스팀발전보다 낮은 온도의 배열원을 이용하여 발전하기 위한 중저온 배열발전기술이 점차 개발, 확대되고 있다. 낮은 온도에서 발전하기 위해서는 낮은 온도에서 끓는 점(boiling point)을 갖는 작동 유체, 즉 냉매 또는 탄화수소계 연료가 이용된다. 작동 유체의 특성 또는 시스템 구성에 따라 유기랭킨사이클 시스템(organic rankine cycle system), 카리나 사이클시스템(kalina cycle), 그리고 우에하라 사이클 시스템(uehara cycle system) 등으로 크게 구별된다. 유기랭킨사이클은 하나의 작동 유체를 이용하고 카리나와 우에하라 사이클시스템은 암모니아와 물을 혼합한 혼합물을 이용한다.A low-temperature and low-temperature array power generation technology is being developed and expanded at a temperature of 100 to 500 ° C for generating electricity using an array source having a temperature lower than that of a conventional steam generator. To develop at low temperatures, a working fluid with a boiling point at a low temperature, i.e. a refrigerant or a hydrocarbon-based fuel, is used. The organic rankine cycle system, the kalina cycle, and the uehara cycle system, depending on the characteristics of the working fluid or the system configuration. The organic Rankine cycle utilizes a single working fluid, while the Carina and Uehara cycle systems use a mixture of ammonia and water.

통상의 랭킨사이클인 유기랭킨사이클은 도 1 과 같이 증발기(40), 터빈(50), 응축기(20), 펌프(30)의 기본 요소로 구성되어 있으며, 상기 터빈(50)에는 발전기(50)가 연결되어 터빈(50)에서 변환된 기계적 에너지를 전기 에너지로 전환한다. 증발기(40)는 작동 유체가 열을 받아 기체로 상변화되는 곳이고 터빈(50)은 증발기(40)와 응축기(20) 간의 압력차이를 일로 바꾸어 주는 역할을 하며, 응축기(20)는 터빈(50)에서 나온 저온 저압의 작동 유체를 액체로 상변화해주는 역할을 한다. 펌프(30)는 응축기 내 저압의 작동 유체를 증발기로 공급하기 위한 역할을 한다. The organic Rankine cycle, which is a normal Rankine cycle, is composed of basic elements of an evaporator 40, a turbine 50, a condenser 20 and a pump 30 as shown in FIG. 1, and the generator 50 is connected to the turbine 50, And converts the mechanical energy converted by the turbine 50 into electric energy. The evaporator 40 is a place where the working fluid is phase-changed to a gas by heat and the turbine 50 serves to change the pressure difference between the evaporator 40 and the condenser 20 to a work. The condenser 20 is a turbine 50) from the low-temperature low-pressure working fluid to the liquid. The pump 30 serves to supply the low-pressure working fluid in the condenser to the evaporator.

이 랭킨 사이클에서 저온 저압의 작동 유체(1)는 펌프(30)를 통과하며 저온 고압의 작동 유체(2)가 되며, 증발기(40)를 통과하면서 고온고압의 작동 유체(3)가 되었다가, 터빈(50)을 통과한 후 저압의 작동 유체(4)가 된 후, 응축기(20)를 거치면서 다시 저온 저압의 작동 유체(1)가 되며, 이러한 사이클을 작동 유체가 순환함으로써 유용한 에너지를 생성한다. In this Rankine cycle, the low-temperature and low-pressure working fluid 1 passes through the pump 30 and becomes the working fluid 2 of low temperature and high pressure, becomes the working fluid 3 of high temperature and high pressure while passing through the evaporator 40, After passing through the turbine 50, the working fluid 4 becomes a low-pressure working fluid 4, and then through the condenser 20, the working fluid 1 becomes a low-temperature low-pressure working fluid again. do.

유기랭킨사이클이 랭킨사이클과 다른 것은 물보다 끓는 점이 낮은 유기물질을 이용하여 저온에서 증발되는 작동 유체에 있다. 유기랭킨 사이클은 작동 유체가 하나의 성분으로 구성된 유기물질이 이용된다. The organic Rankine cycle differs from the Rankine cycle in that it is a working fluid that evaporates at low temperatures using organic materials with a lower boiling point than water. Organic Rankine cycle is an organic material in which the working fluid consists of one component.

한편, 카리나 사이클은 순수물질을 작동 유체로 사용하는 유기랭킨사이클과 달리 물과 암모니아가 혼합된 암모니아수를 작동 유체로 사용한다. 구체적으로는 도 2 와 같이 저온 저압의 작동 유체(1)는 펌프(30)를 통해 고압의 작동 유체(2)로 토출되며, 예열기 혹은 재생기(45)에서 예열되어 중온의 작동 유체(5)가 된다. 이후 증발기(40)를 통해 증기화되어 고온고압의 작동 유체(3)가 되며, 이 작동 유체(3)는 기액분리기(60)에 유입된다. 이곳에서 물이 많이 포함된 포화액으로 암모니아가 적은 희박류(7)와 암모니아가 주성분인 포화증기인 농후류(6)로 분리되며, 농후류(6)는 터빈(50)으로 공급되어 소모된 농후류(11)로 변환되는데, 터빈(50)은 화학에너지를 기계적 에너지로 전환하고 그 기계적 에너지는 발전기(미도시)를 통해 전기를 생산한 후 농후류(6)는 소모된 농후류(11)가 된다. On the other hand, the Carina cycle uses ammonia water mixed with water and ammonia as a working fluid, unlike the organic Rankine cycle which uses a pure substance as a working fluid. 2, the low-temperature and low-pressure working fluid 1 is discharged to the high-pressure working fluid 2 through the pump 30 and is preheated in the preheater or regenerator 45, do. Thereafter, the gas is vaporized through the evaporator 40 to become a high-temperature high-pressure working fluid 3, and the working fluid 3 flows into the gas-liquid separator 60. Here, the saturated liquid containing a large amount of water is separated into a lean stream (7) containing little ammonia and a concentrated stream (6), which is a saturated steam which is mainly composed of ammonia. The concentrated stream (6) is supplied to the turbine The turbine 50 converts the chemical energy into mechanical energy and the mechanical energy produces electricity through the generator (not shown), and then the enrichment 6 is converted into the consumed enrichment 11 ).

고온상태인 희박류(7)는 예열기 혹은 재생기(45)로 보내져 작동 유체(2)를 예열하면서 열을 회수하여 열교환된 희박류(8)가 되며, 이 열교환된 희박류(8)는 스로틀 밸브와 같은 압력 제어기(70)를 통과하면서 압력이 터빈(50) 후단의 압력까지 낮아져 저압의 희박류(9)가 된다. 저압의 희박류(9)와 소모된 농후류(11)는 흡수기(80)에서 혼합되어 작동 유체(10)가 된다. 작동 유체(10)는 응축기(11)로 공급되고 여기에 저온의 냉각수에 의해 작동 유체(10)가 응축된 상태로 작동 유체(1)가 된다.The lean stream 7 in a high temperature state is sent to a preheater or regenerator 45 to recover the heat while preheating the working fluid 2 to become a heat exchanged lean flow 8. The reheated lean stream 8 is supplied to a throttle valve The pressure is lowered to the pressure at the rear end of the turbine 50 and becomes the lean stream 9 of low pressure. The low-pressure diluent 9 and the spent rich stream 11 are mixed in the absorber 80 to become the working fluid 10. The working fluid 10 is supplied to the condenser 11 and becomes the working fluid 1 in a state where the working fluid 10 is condensed by the cooling water of low temperature.

증발기(40)에는 고온의 열원을 갖는 가열 유체가 공급 및 배출되고, 응축기 (20)에는 냉각수가 공급 및 배출된다. 카리나 사이클은 기액분리기(60)의 레벨을 조절하면서 압력제어기(70)의 개도를 조절할 수 있다.The heating fluid having a high temperature heat source is supplied to and discharged from the evaporator 40, and the cooling water is supplied to and discharged from the condenser 20. The carina cycle can regulate the opening of the pressure controller 70 while adjusting the level of the gas-liquid separator 60.

이러한 카리나 사이클 설계에 있어 터빈(50)에서 발전량을 늘리기 위하여는 터빈(50) 전단과 후단에서 압력차가 커야 한다. 그런데 물과 암모니아로 이루어진 작동 유체에서 암모니아는 증발온도가 낮아서, 암모니아의 농도가 높아지면 높아질수록 터빈 후단에서 압력이 높아지며, 터빈 후단에서 압력을 낮추기 위하여 낮은 암모니아 농도의 작동 유체를 사용하는 경우에는 증발기(40)에서 작동 유체의 증발량이 적어서 발전량이 적어진다는 문제가 있다.
In order to increase the amount of power generated by the turbine 50 in the design of the carina cycle, the pressure difference between the front end and the rear end of the turbine 50 must be large. However, in a working fluid consisting of water and ammonia, the ammonia has a low evaporation temperature, the higher the ammonia concentration, the higher the pressure at the downstream end of the turbine, and the lower the ammonia concentration at the downstream end of the turbine, There is a problem in that the amount of evaporation of the working fluid is small and the power generation amount is small.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터빈 전단에서는 고압을 달성하면서도, 터빈 후단에서 저압의 달성이 가능한 열에너지를 전환하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide an apparatus for switching thermal energy capable of achieving a low pressure at the rear end of a turbine while achieving a high pressure at the front end of the turbine.

본 발명은 유체의 농도를 농축하는데 필요한 열원으로 기액분리기에서 배출된 고온 액체의 열원을 활용하여, 고농도 농축을 달성하는 것을 목적으로 한다.
The present invention aims at achieving high concentration by utilizing a heat source of a hot liquid discharged from a gas-liquid separator as a heat source necessary for concentrating a concentration of a fluid.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다음과 같은 열에너지를 전환하는 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for converting heat energy as follows.

본 발명은 고온 유체와 열교환하여 작동 유체를 증발시키는 증발기, 상기 증발기를 통과하여 기화된 작동 유체의 화학적 에너지를 기계적 에너지로 전환하는 에너지 전환 수단, 상기 에너지 전환 수단을 통과한 작동 유체를 액체로 응축시키는 응축기 및 응축된 작동 유체를 가압하는 제 1 펌핑 수단이 연결되며, 상기 작동 유체는 2 이상의 비등점이 다른 두 유체가 혼합되는 것인 열에너지를 전환하는 장치로서, 상기 증발기와 에너지 전환 수단 사이에서 증발 작동 유체를 받아서 제 1 농후류와 제 1 희박류로 분리하는 제 1 분리기; 상기 에너지 전환 수단을 통과한 제 1 농후류와 상기 제 1 희박류가 합류하는 합류부; 상기 제 1 희박류를 상기 에너지 전환 수단을 통과한 제 1 농후류와 동일한 압력으로 낮추도록 상기 합류부와 상기 제 1 분리기 사이에 배치되는 스로틀 밸브; 상기 증발기 전단에 위치하며, 상기 증발기를 통과한 상기 고온 유체와 제 1 펌핑 수단을 통과한 작동 유체가 열교환하는 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기와 상기 증발기 사이에 위치되어 열교환 작동 유체를 받아서 제 2 농후류와 제 2 희박류로 분리하는 제 2 분리기; 상기 제 2 희박류는 제 1 희박류와 합류되거나, 상기 제 2 농후류와 합류하도록 분기되며,상기 제 2 희박류와 제 2 농후류가 합류된 작동 유체를 응축시키는 제 2 열교환기; 및 상기 제 2 열교환기와 상기 증발기 사이에서 작동 유체를 고압으로 펌핑 시키는 제 2 펌핑 수단을 포함하며, 상기 제 2 열교환기에서는 상기 제 2 희박류와 제 2 농후류가 합류된 작동 유체가 상기 제 1 열교환기 유입되기 전의 작동 유체와 열교환하는 열에너지를 전환하는 장치. The present invention relates to an evaporation apparatus for evaporating a working fluid by heat exchange with a high temperature fluid, an energy conversion means for converting the chemical energy of the working fluid vaporized through the evaporator into mechanical energy, Wherein the working fluid is a mixture of two fluids with different boiling points of at least two, and wherein the working fluid is evaporated between the evaporator and the energy conversion means A first separator for receiving the working fluid and separating the working fluid into a first enriched stream and a first diluent; A merging portion in which the first rich stream having passed through the energy conversion means and the first lean mixture join together; A throttle valve disposed between the merging portion and the first separator to lower the first lean flow to the same pressure as the first rich flow that has passed through the energy conversion means; A first heat exchanger located at a front end of the evaporator and performing heat exchange between the hot fluid passing through the evaporator and a working fluid passing through the first pumping means; A second separator positioned between the first heat exchanger and the evaporator and receiving a heat exchange working fluid to separate into a second rich stream and a second diluted vapor; A second heat exchanger for condensing a working fluid in which the second diluent and the second rich stream are combined, the second diluent being either merged with the first diluent or branched to merge with the second rich stream; And a second pumping means for pumping the working fluid between the second heat exchanger and the evaporator at a high pressure, wherein in the second heat exchanger, a working fluid, in which the second diluent and the second rich stream are combined, A device that converts heat energy to heat exchange with the working fluid before it enters the heat exchanger.

이때, 상기 제 2 펌핑 수단을 통과한 작동 유체와 상기 응축기 이전의 작동 유체 혹은 상기 제 1 희박류가 열교환하는 추가 열교환기를 더 포함할 수도 있다. In this case, the working fluid passing through the second pumping means may be further exchanged with the working fluid before the condenser or the first dilution.

또한, 상기 스로틀 밸브는 상기 제 1 열교환기를 통과한 희박류를 상기 제 1 펌핑 수단에 의해서 가압되는 압력으로 낮추는 제 1 스로틀 밸브; 및 상기 합류부와 상기 제 1 스로틀 밸브 사이에 배치되는 제 2 스로틀 밸브;를 포함할 수 있다. The throttle valve may further include: a first throttle valve for lowering the lean flow passing through the first heat exchanger to a pressure that is pressurized by the first pumping means; And a second throttle valve disposed between the merging portion and the first throttle valve.

상기 추가 열교환기는 상기 제 1 희박류와 상기 제 2 펌핑 수단을 통과한 작동 유체가 열교환하며, 상기 제 1 분리기에 연속적으로 배치된 제 3 열교환기, 상기 제 1 스로틀 밸브와 제 2 스로틀 밸브 사이에서 상기 제 1 희박류에 상기 제 2 희박류가 합류된 후의 합류 희박류와 상기 제 2 펌핑 수단을 통과한 작동 유체가 열교환하는 제 4 열교환기, 및 상기 합류부를 통과한 후의 작동 유체와 상기 제 2 펌핑 수단을 통과한 작동 유체가 열교환하는 제 5 열교환기 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다. Wherein the additional heat exchanger further comprises a third heat exchanger that is heat exchanged between the first diluent and the working fluid that has passed through the second pumping means and is continuously disposed in the first separator, a second heat exchanger disposed between the first throttle valve and the second throttle valve A fourth heat exchanger in which a combined lean flow after the second lean flow is joined to the first lean flow and a working fluid which has passed through the second pumping means heat-exchange; and a fourth heat exchanger, And a fifth heat exchanger through which the working fluid passed through the pumping means undergoes heat exchange.

본 발명은 상기 제 2 열교환기와 제 1 펌핑 수단 사이에 배치되어 통과하는 작동 유체를 상기 제 2 열교환기로 혹은 상기 제 2 분리기 및 상기 제 2 열교환기를 통과한 작동 유체로 공급하는 분기부를 포함할 수 있다.The present invention may include a branch portion that is disposed between the second heat exchanger and the first pumping means and supplies the working fluid passing through the second heat exchanger or the working fluid that has passed through the second separator and the second heat exchanger .

또한, 본 발명에서 상기 작동 유체는 암모니아와 물을 포함할 수 있다.
Further, in the present invention, the working fluid may include ammonia and water.

본 발명은 위와 같은 열에너지 전환 수단을 통하여 터빈 전단에서는 고압을 달성하면서도, 터빈 후단에서 저압의 달성이 가능한 열에너지를 전환하는 장치를 제공할 수 있다. The present invention can provide an apparatus for converting heat energy capable of achieving a low pressure at the rear end of a turbine while achieving high pressure at the front end of the turbine through the heat energy switching means.

또한, 본 발명은 유체의 농도를 농축하는데 필요한 열원으로 기액분리기에서 배출된 고온 액체의 열원을 활용하여, 고농도 농축을 달성할 수 있다.
Further, the present invention can achieve high concentration by utilizing the heat source of the hot liquid discharged from the gas-liquid separator as a heat source necessary for concentrating the concentration of the fluid.

도 1 은 종래의 랭킨사이클의 구성도이다.
도 2 는 종래의 카리나사이클의 구성도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 열에너지를 전환하는 장치의 개략도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 열에너지를 전환하는 장치의 다른 개략도이다.
1 is a block diagram of a conventional Rankine cycle.
2 is a configuration diagram of a conventional Carina cycle.
3 is a schematic diagram of an apparatus for converting heat energy according to the present invention.
4 is another schematic diagram of an apparatus for converting heat energy according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에서는 물과 암모니아의 혼합물을 작동 유체로 사용하였으나, 본 발명은 비등점이 상이한 2 종 이상의 유체를 혼합하여 사용한다면, 본 발명의 작동 유체에 해당된다. In the embodiment of the present invention, a mixture of water and ammonia is used as a working fluid. However, the present invention corresponds to the working fluid of the present invention when two or more fluids having different boiling points are mixed and used.

열에너지를 전환하는 사이클에서, 터빈과 같은 에너지 전환 수단에 연결된 발전기에서 전력이 생산되게 되는데, 터빈에서는 입력 측의 압력, 출력 측의 압력의 차이에 의해서 발생하는 에너지량이 정해지게 되므로, 동일 열원에서 입력 측의 압력을 높이거나, 출력 측의 압력을 낮출 수 있다면, 사이클의 효율은 향상될 수 있다. In the cycle of switching the thermal energy, electric power is generated from a generator connected to an energy conversion means such as a turbine. In the turbine, the amount of energy generated by the difference between the pressure on the input side and the pressure on the output side is determined. The efficiency of the cycle can be improved if the pressure on the output side can be increased or the pressure on the output side can be lowered.

일반적으로, 입력 측의 압력은 펌프에 의해서 펌핑되는 압력으로 정해지는데, 이 압력은 증발되는 온도에 연결되어 있으므로, 중저온을 열원으로 사용하는 물과 암모니아를 작동 유체를 사용하는 사이클에서 압력을 상승시키는데 한계가 있다. 하지만, 물과 암모니아의 혼합물을 작동 유체로 사용하는 경우 암모니아의 농도가 낮아지면 동일 온도에서 더 낮은 압력에서 응축이 가능하며, 이는 터빈 후단, 출력측의 압력을 더 낮출 수 있다.Generally, the input side pressure is determined by the pressure pumped by the pump, which is connected to the temperature at which it is evaporated, so that water and ammonia, which use the medium-low temperature as the heat source, There is a limit to doing. However, when a mixture of water and ammonia is used as the working fluid, the lower the ammonia concentration, the lower the condensation at the same temperature, the lower the pressure at the downstream and the output side of the turbine.

이렇게 터빈 후단의 압력이 낮아지더라도 터빈 전단의 압력이 변화되는 것은 아니므로, 터빈 전단과 후단의 압력 차가 커져, 터빈이 전환할 수 있는 에너지량이 증대되며, 따라서, 효율이 증대된다.
Since the pressure at the front end of the turbine does not change even if the pressure at the rear end of the turbine is lowered, the pressure difference between the front end and the rear end of the turbine increases, and the amount of energy that the turbine can convert increases.

본 발명은 통상적인 카리나 사이클인 도 2 의 구성을 모두 포함하나, 터빈 후단부에서 저압화를 달성할 수 있도록, 저농도의 작동 유체를 중농도로 한번 농축하고, 이를 가열, 분리하여 고농도화 된 암모니아 증기를 터빈에 공급한다. 그에 따라서, 터빈 후단부는 저농도의 암모니아 조건이기 때문에 좀 더 저압화가 가능하여 높은 터빈 출력을 얻을 수 있는 장점을 갖는 작동구조를 갖는다.
2, which is a typical carina cycle. However, in order to achieve a low pressure at the rear end of the turbine, a low concentration working fluid is concentrated once at a medium concentration, heated and separated to obtain a high concentration ammonia vapor To the turbine. Accordingly, since the downstream portion of the turbine has a low concentration of ammonia, it is possible to lower the pressure to a lower level and thus has an operation structure that has an advantage of obtaining a high turbine output.

특히, 중압에서 암모니아의 농도를 올리기 위하여, 증발기를 통과한 기액 분리기에서 바로 나온 고온의 희박류를 사용하여 중압의 작동 유체를 가열한 후 기액 분리기를 통과시켜, 원하는 농도의 암모니아를 가지는 작동 유체를 증발기로 제공한다.
In particular, in order to increase the ammonia concentration at the intermediate pressure, a working fluid of a medium pressure is heated by using a high-temperature lean stream immediately out of the gas-liquid separator passed through the evaporator, and then passed through a gas-liquid separator to produce a working fluid having a desired concentration of ammonia Provided as an evaporator.

도 3 에는 본 발명의 일실시예의 개략도가 도시되어 있다. Figure 3 is a schematic diagram of one embodiment of the present invention.

냉각수가 유입(23) 및 유출(24)되는 응축기(20)를 통과한 작동 유체(P1)는 제 1 펌핑 수단(30)을 통과하여 중압 작동 유체(P2)로 승압된다. 이렇게 승압된 중압 작동 유체(P2)는 유량 조절 밸브(31)를 통과하며, 이 유량 조절 밸브(31)는 중압 작동 유체(P2)의 유량을 조절하며, 이는 전체 사이클을 순환하는 작동 유체의 양을 조절하게 된다. The working fluid P1 having passed through the condenser 20 into which the cooling water flows 23 and flows out 24 passes through the first pumping means 30 and is pressurized to the medium pressure working fluid P2. The pressurized medium-pressure working fluid P2 passes through a flow control valve 31 which regulates the flow rate of the medium-pressure working fluid P2, which regulates the amount of working fluid circulating the whole cycle .

유량 조절 밸브(31)를 통과한 중압 작동 유체(P3)는 분기부(P4)에서 분기되며, 이 분기부(P4)는 일부는 제 2 기액 분리기(60)와 제 2 열교환기(91)를 순차적으로 통과한 작동 유체(P11)과 합류하고, 나머지는 제 2 열교환기(91)로 보내져서 상기 작동 유체(P11)와 열교환하면서 승온되어 승온 중압 작동 유체(P5)가 된다. The intermediate pressure working fluid P3 that has passed through the flow rate control valve 31 is branched at the branching section P4 and part of the branching section P4 is connected to the second gas-liquid separator 60 and the second heat exchanger 91 And the remaining part thereof is sent to the second heat exchanger 91 and heat-exchanged with the working fluid P11 to become the temperature-rising intermediate working fluid P5.

승온 중압 작동 유체(P5)는 증발기(40)를 통과한 고온 유체와 열교환할 수 있도록 상기 증발기(40)에 연이어 배치된 제 1 열교환기(95)로 보내지며, 제 1 열교환기(95)에서 가열되어 일부는 기화된 가열 중압 작동 유체(P6)가 된다.The working fluid P5 is sent to the first heat exchanger 95 connected to the evaporator 40 so as to be able to exchange heat with the high temperature fluid passing through the evaporator 40. In the first heat exchanger 95, And is heated to become a vaporized working medium pressure working fluid P6.

가열 중압 작동 유체(P6)는 제 2 기액 분리기(60)에서 암모니아의 농도가 상대적으로 높으며 기체 상태의 제 2 농후류(P7)와 암모니아의 농도가 상대적으로 낮으며 액체 상태의 제 2 희박류(P8)로 분리된다. 제 2 농후류(P7)는 제 2 희박류(P8)의 일부와 합류한 후 제 2 열교환기(91) 및 제 2 펌핑 수단(35)으로 공급된다. The heating medium pressure working fluid P6 has a relatively high concentration of ammonia in the second gas-liquid separator 60, a relatively low concentration of the second rich stream P7 and ammonia in the gaseous state, and a second dilute liquid P8). The second rich stream P7 merges with a portion of the second diluent P8 and is then supplied to the second heat exchanger 91 and the second pumping means 35.

한편, 제 2 희박류(P8)는 분기부(P9)에서 일부는 제 2 농후류(P7)와 합류하도록 나머지는 중압의 제 1 희박류(P22)와 합류하도록 분기된다. 이때, 분기부(P9)에서 제 2 농후류(P7)와 합류하는 제 2 희박류(P8)의 양을 조절함으로써, 후속 작동 유체에서 암모니아의 농도를 조절할 수 있다. On the other hand, the second diluent P8 is branched so as to merge with the second rich stream P7 at the branching section P9 and to merge with the first diluent P22 at the other middle pressure. At this time, the concentration of ammonia in the subsequent working fluid can be adjusted by adjusting the amount of the second diluent P8 joining the second rich stream P7 at the branching section P9.

제 2 희박류(P8)와 제 2 농후류(P7)가 합류한 작동 유체(P10)는 제 2 열교환기(91)를 통과하면서, 중압 작동 유체(P3)와 열교환하면서 모두 액화된 작동 유체(P11)가 되며, 이는 분기부(P4)에서 분기된 중압 작동 유체(P3)와 합류부(75)에서 만나서 작동 유체(P12)가 되며, 이 작동 유체(P12)가 제 2 펌핑 수단(35)으로 공급된다.
The working fluid P10 in which the second dilute fluid P8 and the second rich fluid P7 are combined flows through the second heat exchanger 91 while being heat exchanged with the intermediate pressure working fluid P3, The working fluid P12 is supplied to the second pumping means 35 and the working fluid P12 is supplied to the second pumping means 35. [ .

제 2 펌핑 수단(35)은 작동 유체(P12)를 고압으로 승압시켜, 고압 작동 유체(P13)로 만든다. 고압 작동 유체(P13)는 저압 희박류(P25)와 소모된 농후류(P26)가 합류하는 합류부(80)를 통과한 작동 유체(P27)와 열교환하도록 제 5 열교환기(92)로 보내지며 승온되어 작동 유체(P14)가 된다. 제 5 열교환기(92)에서는 작동 유체(P27)의 열을 고압 작동 유체(P13)로 전달한다. The second pumping means 35 pressurizes the working fluid P12 to a high pressure to produce a high-pressure working fluid P13. The high pressure working fluid P13 is sent to the fifth heat exchanger 92 so as to heat exchange with the working fluid P27 that has passed through the merging portion 80 where the low pressure lean P25 and the consumed rich flow P26 are merged And is heated to become the working fluid P14. In the fifth heat exchanger (92), the heat of the working fluid (P27) is transferred to the high-pressure working fluid (P13).

제 5 열교환기(92)를 통과한 작동 유체(P14)는 상기 제 1 스로틀 밸브(96)와 제 2 스로틀 밸브(97) 사이에서 상기 제 1 희박류(P21)에 상기 제 2 희박류(P8)가 합류된 후의 합류 희박류(P23)와 상기 제 5 열교환기(92)를 통과한 작동 유체(P14)가 열교환하는 제 4 열교환기(93)로 공급되며, 제 4 열교환기(93)를 통과하면서 승온되어 승온된 작동 유체(P15)가 된다. 제 4 열교환기(93)에서는 합류 희박류(P29)의 열을 작동 유체(P14)로 전달한다. The working fluid P14 that has passed through the fifth heat exchanger 92 is supplied to the first diluent P21 between the first throttle valve 96 and the second throttle valve 97 and the second diluent P8 And the working fluid P14 passed through the fifth heat exchanger 92 is supplied to the fourth heat exchanger 93 for heat exchange and the fourth heat exchanger 93 is supplied to the fourth heat exchanger 93. [ And becomes a working fluid P15 that has been heated while being heated while passing through it. In the fourth heat exchanger (93), the heat of the joining diluent (P29) is transferred to the working fluid (P14).

또한, 제 4 열교환기(93)를 통과한 작동 유체(P15)는 상기 제 1 열교환기(95)를 통과한 제 1 희박류(P20)와 열교환하도록 제 3 열교환기(94)로 공급된다. 제 3 열교환기(94)는 제 1 기액 분리기(65)에 연이어 배치되어, 제 1 희박류(P19)의 열을 작동 유체(P15)에 각각 전달한다. 제 4 열교환기(93)를 통과한 작동 유체(P16)는 증발기(40)로 공급된다. The working fluid P15 having passed through the fourth heat exchanger 93 is supplied to the third heat exchanger 94 so as to perform heat exchange with the first rare gas P20 that has passed through the first heat exchanger 95. [ The third heat exchanger 94 is connected to the first gas-liquid separator 65 to transfer the heat of the first rare gas P19 to the working fluid P15. The working fluid P16 that has passed through the fourth heat exchanger 93 is supplied to the evaporator 40. [

증발기(40)에서 상기 작동 유체(P16)는 고온 유체와 열교환하며, 다량의 작동 유체가 기화된 고온 작동 유체(P17)가 된다. 증발기(40)에는 고온 유체가 유입(25), 유출(26)되며, 이 고온 유체는 100~500℃ 사이의 배열원에 해당하는 유체가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 증발기(40)를 통과한 고온 유체는 제 1 열교환기(95)로 공급되어, 앞서 말한 바와 같이, 승온 중압 작동 유체(P5)를 가열한다.
In the evaporator 40, the working fluid P16 undergoes heat exchange with the high-temperature fluid, and a large amount of the working fluid becomes vaporized high-temperature working fluid P17. The high temperature fluid flows into the evaporator 40 through the inlet 25 and the outlet 26 and the fluid corresponding to the array source between 100 and 500 DEG C may be used. The high-temperature fluid that has passed through the evaporator 40 is supplied to the first heat exchanger 95 to heat the temperature-rising medium-pressure working fluid P5 as described above.

증발기(40)를 통과한 고온 작동 유체(P17)는 제 1 기액 분리기(65)로 공급되며, 제 1 기액 분리기(65)에서 제 1 농후류(P18)와 제 1 희박류(P19)로 분리된다. 제 1 농후류(P18)는 에너지 전환 수단에 해당하는 터빈(50)으로 공급되며, 터빈(50)을 통과하면서 압력 및 온도가 떨어지면서 가지고 있던 화학적 에너지를 기계적 에너지로 전환하게 된다. 일반적으로, 터빈(50)에 의해 전환된 기계적 에너지는 발전기(미도시)를 통하여 전기적 에너지로 재차 전환되게 된다.
The high temperature working fluid P17 that has passed through the evaporator 40 is supplied to the first gas-liquid separator 65 and is separated into the first rich stream P18 and the first rare gas P19 in the first gas- do. The first rich stream P18 is supplied to the turbine 50 corresponding to the energy conversion means and converts the chemical energy it has to the mechanical energy as the pressure and the temperature decrease while passing through the turbine 50. [ Generally, the mechanical energy converted by the turbine 50 is converted back to electrical energy through a generator (not shown).

한편, 제 1 기액 분리기(65)에서 암모니아의 농도가 낮은 제 1 희박류(P19)는 고온, 고압의 상태에서 제 3 열교환기(94)를 통과하면서, 가지고 있던 열에너지를 작동 유체(P15)에 전달한 후 온도가 낮아진 제 1 희박류(P20)가 된다. 제 3 열교환기(94)를 통과한 제 1 희박류(P20)는 제 1 스로틀 밸브(96)를 통과하면서, 제 1 펌핑 수단(30)에 의한 압력으로 낮아져 중압 제 1 희박류(P21)가 된다. 중압 제 1 희박류(P21)는 제 2 희박류(P8)와 합류부(P22)에서 만나서 합류 희박류(P23)가 된다. On the other hand, in the first gas-liquid separator 65, the first rare gas P19 having a low ammonia concentration passes through the third heat exchanger 94 in a state of high temperature and high pressure, (P20), which is lowered in temperature after delivery. The first rare gas P20 that has passed through the third heat exchanger 94 passes through the first throttle valve 96 and is lowered by the pressure of the first pumping means 30 so that the first rare gas P21 do. The intermediate pressure first lean pump P21 is brought into contact with the second lean pump P8 and the merging portion P22 to become the merging lean flow P23.

합류 희박류(P23)는 제 4 열교환기(93)로 공급되며, 제 4 열교환기(93)를 통과하면서 가지고 있던 열에너지를 작동 유체(P14)에 전달한다. 그 후 제 2 스로틀 밸브(97)를 통과하면서 터빈(50) 후단의 압력과 동일한 저압 희박류(P25)가 되며, 저압 희박류(P25)는 터빈(50)을 통과한 소모된 농후류(P26)와 합류부(80)에서 합류하여, 작동 유체(P27)가 된다. The combined lean sparge P23 is supplied to the fourth heat exchanger 93 and transfers the heat energy that has been flowing through the fourth heat exchanger 93 to the working fluid P14. Pressure lean flow P25 which is the same as the pressure at the downstream end of the turbine 50 while passing through the second throttle valve 97 and the low pressure lean flow P25 is the consumed rich flow P26 And the merging portion 80, and becomes the working fluid P27.

작동 유체(P27)는 제 5 열교환기(92)로 공급되어 가지고 있던 열을 작동 유체(P13)에 전달하며, 그 후에 응축기(20)로 공급되어 모두 액체로 응축되게 된다. The working fluid P27 is supplied to the fifth heat exchanger 92 to transfer the heat to the working fluid P13 and then to the condenser 20 so that the working fluid P27 is condensed into the liquid.

본 발명에서는 터빈(50)의 전단의 고압부와 터빈(50) 후단의 저압부의 암모니아 농도차가 커서 등엔트로피적 운동을 하는 터빈(50)에서 높은 낙차를 얻을 수 있다는 장점을 활용할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 고농도를 위하여 중농도의 작동 유체를 충분히 기체화하는 에너지를 확보하기 위하여, 제 1 기액 분리기(65)에서 분리된 제 1 희박류(P19)의 열원을 활용한다.In the present invention, the difference in ammonia concentration between the high-pressure portion at the front end of the turbine 50 and the low-pressure portion at the downstream end of the turbine 50 is large, so that it is possible to utilize the advantage that the turbine 50 performing the isentropic movement can obtain a high dropout. Particularly, in the present invention, the heat source of the first leachate P19 separated from the first gas-liquid separator 65 is utilized in order to ensure sufficient energy for vaporizing the medium-concentration working fluid for high concentration.

이렇게 중농도의 작동 유체를 기체화하는 에너지가 확보됨으로써, 응축된 작동 유체가 저농도 구성이 가능하여, 저농도의 작동 유체를 가압하는데 적은 동력이 사용되고, 중농도의 작동 유체는 유량이 감소되기 때문에, 고압으로 가압 동력이 감소된다. 즉, 하나의 농도로 작동 유체를 구성하는 경우에 비하여 펌프 동력이 적게 사용될 수 있다.
Since the energy for vaporizing the medium working fluid is secured, the condensed working fluid can be configured at a low concentration, a small amount of power is used to pressurize the low working fluid, and the flow rate of the medium working fluid is reduced, The pressurizing power is reduced at a high pressure. That is, the pump power can be reduced as compared with the case of constructing the working fluid at one concentration.

한편, 도 4 에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. On the other hand, Fig. 4 shows another embodiment of the present invention.

도 4 에서 보이듯이, 도 3 의 실시예와 제 3 내지 제 5 열교환기(92, 93, 94)의 구비 여부만이 상이하며, 나머지 구성은 동일하다. As shown in FIG. 4, only the embodiment of FIG. 3 and the third to fifth heat exchangers 92, 93 and 94 are different, and the rest of the configuration is the same.

도 4 의 경우에 제 3 및 제 5 열교환기(92, 94)는 구비하지 않고, 제 4 열교환기(93)만을 구비하고 있으나, 필요에 따라서, 제 3 혹은 제 5 열교환기(92, 94)만을 구비할 수 있다. 즉, 제 3 내지 제 5 열교환기(92, 93, 94) 중 하나 이상이 선택적으로 본 발명의 열에너지 전환 장치에 적용될 수 있다.
4, the third and fifth heat exchangers 92 and 94 are not provided and only the fourth heat exchanger 93 is provided. However, if necessary, the third or fifth heat exchangers 92 and 94 may be omitted, . That is, at least one of the third to fifth heat exchangers 92, 93, 94 may be selectively applied to the heat energy conversion apparatus of the present invention.

실시예Example

응축기(20) 후단의 작동 유체(P1)로 암모니아 농도 55%, 온도 32℃의 작동 유체를 사용하였으며, 중압으로 13bara, 고압으로 36bara 를 적용하였으며, 터빈(50) 전단에서 온도 142℃, 압력 36bara 으로 제 1 농후류(P18)를 제공하였다. 중압으로의 가압하는 제 1 펌핑 수단(30)에서 6.22㎾가, 고압으로 가압하는 제 2 펌핑 수단(35)에서 18.1㎾이 동력으로 사용되었으며, 발전기 출력 600㎾를 얻기 위하여 4239㎾의 열에너지가 증발기(40)에서 필요하였다. 이러한 실시예에서, 열효율은 13.5%가 얻어졌으며, 펌핑 수단(30, 35)의 실제 효율이 50% 수준임을 감안하면 12.9%의 실질 열효율이 얻어졌다.
A working fluid having an ammonia concentration of 55% and a temperature of 32 ° C was used as the working fluid P1 at the rear stage of the condenser 20 and 13bara and 36bara were applied as a medium pressure and a high pressure. To provide the first enrichment stream (P18). 6.22 kW in the first pumping means 30 which pressurizes to medium pressure and 18.1 kW in the second pumping means 35 which pressurizes with high pressure were used as power and 4239 kW of thermal energy was supplied to the evaporator (40). In this embodiment, a thermal efficiency of 13.5% was obtained, and an actual thermal efficiency of 12.9% was obtained considering that the actual efficiency of the pumping means 30, 35 was 50%.

주요 지점에서의 농도, 온도, 압력의 수치는 [표 1]과 같다. The concentration, temperature and pressure values at the main points are shown in [Table 1].

지점Point 농도(%)density(%) 온도(℃)Temperature (℃) 압력pressure P1P1 5555 3232 4.8bara4.8bara P7P7 97.1497.14 -- 13bara13bara P11P11 -- 3535 13bara13bara P13P13 6262 3535 36bara36bara P15P15 6262 7878 36bara36bara P16P16 6262 95.595.5 36bara36bara P17P17 6262 142142 36bara36bara P18P18 92.8192.81 142142 36bara36bara P20P20 42.2742.27 8080 36bara36bara P26P26 92.8192.81 62.262.2 4.8bara4.8bara

한편, 카리나 사이클(도 2 참고)에서 동일한 응축기 후단의 조건 및 터빈 전단 조건을 가지는 경우에, 펌프 이론 동력 36.45㎾이며, 발전기 출력 600kW를 얻기 위하여 증발기에 필요한 열에너지는 4189㎾가 되어서, 열효율은 13.48%가 나오며, 펌프의 실제 효율을 고려하면, 12.6% 의 실질 열효율을 얻을 수 있다. On the other hand, in the case of the carina cycle (see FIG. 2) having the same condition of the downstream end of the condenser and the turbine shear condition, the pump theoretical power is 36.45 kW, and the thermal energy required for the evaporator is 4189 kW to obtain the generator output of 600 kW, %, And when considering the actual efficiency of the pump, an actual thermal efficiency of 12.6% can be obtained.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 열에너지 전환 장치의 경우 종래의 열에너지 전환 장치보다 효율 상승이 가능하다. 특히, 중압에서 고온의 제 1 희박류와 열교환시킴으로써, 암모니아 농도 조절이 용이할 뿐만 아니라 펌프 동력 감소 및 응축기 부하 감소가 가능하다.
Therefore, in the case of the thermal energy conversion device according to the embodiment of the present invention, the efficiency can be increased more than the conventional thermal energy conversion device. Particularly, by exchanging heat with the first dilute gas at a high pressure from a medium pressure, ammonia concentration can be easily controlled, pump power can be reduced, and condenser load can be reduced.

이상에서는 첨부된 실시예를 중심으로 본 발명에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 위에서 설명한 실시예로 제한되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 범위내에서 다양하게 변형되어 실시될 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, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

20: 응축기 30: 제 1 펌핑 수단
35: 제 2 펌핑 수단 40: 증발기
50: 터빈 60: 제 2 기액 분리기
65: 제 1 기액 분리기 80: 합류부
91: 제 2 열교환기 92: 제 5 열교환기
93: 제 4 열교환기 94: 제 3 열교환기
95: 제 1 열교환기
20: condenser 30: first pumping means
35: second pumping means 40: evaporator
50: turbine 60: second gas-liquid separator
65: first gas-liquid separator 80:
91: second heat exchanger 92: fifth heat exchanger
93: fourth heat exchanger 94: third heat exchanger
95: first heat exchanger

Claims (8)

고온 유체와 열교환하여 작동 유체를 증발시키는 증발기, 상기 증발기를 통과하여 기화된 작동 유체의 화학적 에너지를 기계적 에너지로 전환하는 에너지 전환 수단, 상기 에너지 전환 수단을 통과한 작동 유체를 액체로 응축시키는 응축기 및 응축된 작동 유체를 가압하는 제 1 펌핑 수단이 연결되며, 상기 작동 유체는 2 이상의 비등점이 다른 두 유체가 혼합되는 것인 열에너지를 전환하는 장치로서,
상기 증발기와 에너지 전환 수단 사이에서 증발 작동 유체를 받아서 제 1 농후류와 제 1 희박류로 분리하는 제 1 분리기;
상기 에너지 전환 수단을 통과한 제 1 농후류와 상기 제 1 희박류가 합류하는 합류부;
상기 제 1 희박류를 상기 에너지 전환 수단을 통과한 제 1 농후류와 동일한 압력으로 낮추도록 상기 합류부와 상기 제 1 분리기 사이에 배치되는 스로틀 밸브;
상기 증발기 전단에 위치하며, 상기 증발기를 통과한 상기 고온 유체와 제 1 펌핑 수단을 통과한 작동 유체가 열교환하는 제 1 열교환기;
상기 제 1 열교환기와 상기 증발기 사이에 위치되어 열교환된 작동 유체를 받아서 제 2 농후류와 제 2 희박류로 분리하는 제 2 분리기; 상기 제 2 희박류는 제 1 희박류와 합류되거나, 상기 제 2 농후류와 합류하도록 분기되며,
상기 제 2 희박류와 제 2 농후류가 합류된 작동 유체를 응축시키는 제 2 열교환기; 및
상기 제 2 열교환기와 상기 증발기 사이에서 작동 유체를 고압으로 펌핑 시키는 제 2 펌핑 수단을 포함하며,
상기 제 2 열교환기에서는 상기 제 2 희박류와 제 2 농후류가 합류된 작동 유체가 상기 제 1 열교환기에 유입되기 전의 작동 유체와 열교환하는 열에너지를 전환하는 장치.
An evaporator for evaporating the working fluid by heat exchange with the high temperature fluid, an energy converting means for converting the chemical energy of the working fluid vaporized through the evaporator into the mechanical energy, a condenser for condensing the working fluid having passed through the energy converting means to the liquid, A first pumping means is connected to pressurize the condensed working fluid and the working fluid is a mixture of two fluids having different boiling points of at least two,
A first separator for receiving an evaporative working fluid between the evaporator and the energy conversion means and separating the evaporated working fluid into a first enriched stream and a first diluent;
A merging portion in which the first rich stream having passed through the energy conversion means and the first lean mixture join together;
A throttle valve disposed between the merging portion and the first separator to lower the first lean flow to the same pressure as the first rich flow that has passed through the energy conversion means;
A first heat exchanger located at a front end of the evaporator and performing heat exchange between the hot fluid passing through the evaporator and a working fluid passing through the first pumping means;
A second separator positioned between the first heat exchanger and the evaporator to receive the heat-exchanged working fluid and separate the second working fluid and the second lean fluid; The second diluent joins with the first diluent or branches to join with the second rich stream,
A second heat exchanger for condensing the working fluid in which the second diluent and the second rich stream are combined; And
And second pumping means for pumping the working fluid to a high pressure between the second heat exchanger and the evaporator,
Wherein the second heat exchanger converts the heat energy to be heat-exchanged with the working fluid before the working fluid in which the second diluent and the second rich stream are combined flows into the first heat exchanger.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 펌핑 수단을 통과한 작동 유체와 상기 응축기 이전의 작동 유체 혹은 상기 제 1 희박류가 열교환하는 추가 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지를 전환하는 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an additional heat exchanger for exchanging heat between the working fluid passing through the second pumping means and the working fluid or the first diluent before the condenser.
제 2 항에 있어서,
상기 추가 열교환기는 상기 제 1 희박류와 상기 제 2 펌핑 수단을 통과한 작동 유체가 열교환하며, 상기 제 1 분리기에 연속적으로 배치된 제 3 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지를 전환하는 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the additional heat exchanger includes a third heat exchanger that is heat exchanged between the first diluent and the working fluid passing through the second pumping means and is continuously disposed in the first separator.
제 2 항에 있어서,
상기 스로틀 밸브는
상기 제 1 열교환기를 통과한 희박류를 상기 제 1 펌핑 수단에 의해서 가압되는 압력으로 낮추는 제 1 스로틀 밸브; 및
상기 합류부와 상기 제 1 스로틀 밸브 사이에 배치되는 제 2 스로틀 밸브;를 포함하며,
상기 추가 열교환기는 상기 제 1 스로틀 밸브와 제 2 스로틀 밸브 사이에서 상기 제 1 희박류에 상기 제 2 희박류가 합류된 후의 합류 희박류와 상기 제 2 펌핑 수단을 통과한 작동 유체가 열교환하는 제 4 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지를 전환하는 장치.
3. The method of claim 2,
The throttle valve
A first throttle valve for lowering the lean flow passing through the first heat exchanger to a pressure which is pressurized by the first pumping means; And
And a second throttle valve disposed between the merging portion and the first throttle valve,
Wherein the additional heat exchanger is a fourth throttle valve having a fourth throttle valve and a fourth throttle valve, wherein the additional heat exchanger is a fourth throttle valve and the fourth throttle valve is a fourth throttle valve, And a heat exchanger.
제 2 항에 있어서,
상기 추가 열교환기는 상기 합류부를 통과한 후의 작동 유체와 상기 제 2 펌핑 수단을 통과한 작동 유체가 열교환하는 제 5 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지를 전환하는 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the additional heat exchanger comprises a fifth heat exchanger for exchanging heat between the working fluid passing through the merging section and the working fluid passing through the second pumping means.
제 3 항에 있어서,
상기 스로틀 밸브는
상기 제 1 열교환기를 통과한 희박류를 상기 제 1 펌핑 수단에 의해서 가압되는 압력으로 낮추는 제 1 스로틀 밸브; 및
상기 에너지 전환 수단을 통과한 소모 농후류와 제 1 희박류가 합류하는 합류부와 상기 제 1 스로틀 밸브 사이에 배치되는 제 2 스로틀 밸브;를 더 포함하며,
상기 추가 열교환기는
상기 제 1 스로틀 밸브와 제 2 스로틀 밸브 사이에서 상기 제 1 희박류에 상기 제 2 희박류가 합류된 후의 합류 희박류와 상기 제 2 펌핑 수단을 통과한 작동 유체가 열교환하는 제 4 열교환기; 및
상기 추가 열교환기는 상기 에너지 전환 수단을 통과한 소모 농후류와 제 1 희박류가 합류하는 합류부를 통과한 후의 작동 유체와 상기 제 2 펌핑 수단을 통과한 작동 유체가 열교환하는 제 5 열교환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지를 전환하는 장치.
The method of claim 3,
The throttle valve
A first throttle valve for lowering the lean flow passing through the first heat exchanger to a pressure which is pressurized by the first pumping means; And
And a second throttle valve disposed between the first throttle valve and a merging portion where the consumed rich stream and the first lean flow are merged,
The additional heat exchanger
A fourth heat exchanger in which a combined lean flow between the first throttle valve and the second throttle valve after the second lean flow merges into the first lean flow and a working fluid that has passed through the second pumping means; And
And a fifth heat exchanger in which the working fluid having passed through the merging section where the consumed rich stream having passed through the energy switching means and the first dilute fluid have passed through the additional heat exchanger and the working fluid having passed through the second pumping means undergoes heat exchange And the heat energy is converted into heat energy.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 열교환기와 제 1 펌핑 수단 사이에 배치되며, 통과하는 작동 유체를, 상기 제 2 열교환기를 통과한 작동 유체와 합류하게 하거나 제 2 열교환기로 향하도록 분기시키는 분기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지를 전환하는 장치.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
And a branching portion which is disposed between the second heat exchanger and the first pumping means and which divides the working fluid passing therethrough so as to join the working fluid passing through the second heat exchanger or toward the second heat exchanger, / RTI >
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작동 유체는 암모니아와 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지를 전환하는 장치.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Characterized in that the working fluid comprises ammonia and water.
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