KR101496716B1 - Waste heat recoverable power plant for ship - Google Patents

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이정수
박창권
신정규
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두산엔진주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

본 발명의 실시예는 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치에 관한 것으로, 선박용 동력 장치는 주동력원으로 선박에 추진력을 제공하는 메인 엔진과, 상기 메인 엔진에서 배출된 배기 가스의 불균일한 압력 분포를 완화시키는 배기 리시버와, 상기 배기 리시버를 거친 상기 메인 엔진의 배기 가스가 갖는 압력을 이용하여 상기 메인 엔진에 새로운 외기를 공급하는 과급기와, 상기 과급기를 거친 상기 메인 엔진의 배기 가스가 통과하면서 순차로 열교환하는 과열기 및 증발기를 포함하는 이코노마이저와, 선박에 필요한 전기를 생산하는 메인 발전기와, 상기 메인 발전기를 구동하는 증기 터빈, 그리고 상기 이코노마이저를 통과한 작동 유체를 상기 배기 리시버를 거쳐 상기 증기 터빈에 공급하는 증기 공급 라인을 포함한다.An embodiment of the present invention relates to a power unit for a ship capable of recovering waste heat, the ship power unit comprising: a main engine that provides a propulsion force to a ship as a main power source; an exhaust gas A supercharger for supplying new external air to the main engine by using a pressure of the exhaust gas of the main engine through the exhaust receiver and a superheater for successively exchanging heat with the exhaust gas of the main engine passing through the supercharger, And an evaporator, a main generator for producing electricity required for the ship, a steam turbine for driving the main generator, and a steam supply for supplying the working fluid passing through the economizer to the steam turbine via the exhaust receiver Line.

Description

폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치{WASTE HEAT RECOVERABLE POWER PLANT FOR SHIP}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power unit for a ship capable of recovering waste heat,

본 발명의 실시예는 선박용 동력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐열 회수가 가능한 선박용 동력 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power unit for a ship, and more particularly to a power unit for a ship capable of recovering waste heat.

일반적으로 선박용 동력 장치는 저속 디젤 엔진과 과급기(turbocharger) 등을 포함한다. 엔진에서 발생하는 배기 가스는 과급기로 보내져 과급기를 구동하고, 과급기는 압축된 공기를 엔진으로 주입시켜 엔진에서의 연소 효율을 높인다.Generally, marine power units include low speed diesel engines and turbochargers. Exhaust gas from the engine is sent to the supercharger to drive the supercharger, and the supercharger injects the compressed air into the engine to increase the combustion efficiency in the engine.

또한, 선박용 동력 장치는 선박에 소모되는 전기를 생산하기 위한 발전기와, 발전기를 구동하기 위한 증기 터빈을 더 포함하고 있다.The marine power unit further includes a generator for producing electricity consumed by the ship, and a steam turbine for driving the generator.

그리고 선박용 동력 장치는 배기 가스가 갖는 폐열을 회수하기 위한 이코노마이저와 같은 부속 장치도 더 포함하고 있다. 이코노마이저는 엔진에서 발생된 배기 가스가 갖는 폐열을 회수하여 증기 터빈을 작동시키기 위한 작동 유체에 열에너지를 공급한다.The marine power unit further includes an accessory device such as an economizer for recovering the waste heat of the exhaust gas. The economizer recovers the waste heat of the exhaust gas generated by the engine and supplies thermal energy to the working fluid for operating the steam turbine.

그런데 이코노마이저가 공급한 과열 증기 상태의 작동 유체가 배관을 따라 이동하면서 온도가 떨어져 일부가 액체로 상변화된 후 증기 터빈에 유입되어 증기 터빈의 수명을 저하시키는 원인이 되고 있다.However, as the working fluid in the superheated steam state supplied by the economizer moves along the pipe, the temperature is lowered, and a part of the working fluid is phase-changed into the liquid and then flows into the steam turbine.

또한, 증기 터빈에 공급되는 작동 유체가 액체 상태로 상변화되지 않도록 충분히 과열시키기 위해서는 이코노마이저의 크기를 과다하게 키워야하는 문제점이 있다.Further, there is a problem that the size of the economizer must be increased excessively to sufficiently overheat the working fluid supplied to the steam turbine so that the working fluid is not phase-changed into the liquid state.

또한, 폐열 회수를 이코노마이저에만 의존할 경우, 작동 유체가 이코노마이저로부터 충분한 열에너지를 공급받지 못할 경우 증기 터빈을 포함한 전체적인 시스템의 효율이 저하되는 문제점이 있다.Further, when the waste heat recovery depends only on the economizer, if the working fluid does not receive sufficient heat energy from the economizer, the efficiency of the entire system including the steam turbine is deteriorated.

본 발명의 실시예는 작동 유체를 과열 증기 상태로 안정적으로 유지하여 증기 터빈에 공급할 수 있을 뿐만 아니라 작동 유체가 충분한 열에너지를 공급받아 전체적인 열에너지의 회수 및 이용 효율을 향상시킨 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치를 제공한다.The embodiment of the present invention can provide a power device for a ship capable of recovering waste heat that can maintain the working fluid in a superheated steam state and supply it to the steam turbine as well as to improve the recovery and utilization efficiency of the overall heat energy by receiving sufficient heat energy from the working fluid to provide.

본 발명의 실시예에 따르면, 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치는 주동력원으로 선박에 추진력을 제공하는 메인 엔진과, 상기 메인 엔진에서 배출된 배기 가스의 불균일한 압력 분포를 완화시키는 배기 리시버와, 상기 배기 리시버를 거친 상기 메인 엔진의 배기 가스가 갖는 압력을 이용하여 상기 메인 엔진에 새로운 외기를 공급하는 과급기와, 상기 과급기를 거친 상기 메인 엔진의 배기 가스가 통과하면서 순차로 열교환하는 과열기 및 증발기를 포함하는 이코노마이저와, 선박에 필요한 전기를 생산하는 메인 발전기와, 상기 메인 발전기를 구동하는 증기 터빈, 그리고 상기 이코노마이저를 통과한 작동 유체를 상기 배기 리시버를 거쳐 상기 증기 터빈에 공급하는 증기 공급 라인을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a power unit for a ship capable of recovering waste heat is provided with a main engine for providing a propulsion force to a ship as a main power source, an exhaust receiver for relieving uneven pressure distribution of the exhaust gas discharged from the main engine, A supercharger that supplies fresh air to the main engine by using the pressure of the exhaust gas of the main engine through the receiver; and a superheater and an evaporator that sequentially heat-exchange the exhaust gas of the main engine through the supercharger An economizer, a main generator for producing electricity required for the ship, a steam turbine for driving the main generator, and a steam supply line for supplying the working fluid passing through the economizer to the steam turbine via the exhaust receiver.

상기한 선박용 동력 장치는 상기 증기 터빈을 거친 상기 작동 유체를 상기 이코노마이저로 전달하는 회수 라인을 더 포함할 수 있다.The marine power unit may further include a recovery line for delivering the working fluid through the steam turbine to the economizer.

또한, 상기한 선박용 동력 장치는 상기 회수 라인 상에 설치된 기수 분리기와, 상기 기수 분리기에서 분리된 액체 상태의 상기 작동 유체를 상기 기수 분리기와 상기 이코노마이저의 상기 증발기 사이에서 순환시키는 순환 라인를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 기수 분리기에서 분리된 기체 상태의 상기 작동 유체는 상기 증기 공급 라인을 통해 상기 이코노마이저의 상기 과열기와 상기 배기 리시버를 차례로 거쳐 상기 증기 터빈에 공급될 수 있다.The ship power device may further include a water separator provided on the recovery line and a circulation line circulating the working fluid in the liquid state separated from the water separator between the water separator and the evaporator of the economizer have. And the working fluid in the gaseous state separated from the water separator can be supplied to the steam turbine through the steam supply line, in turn, through the superheater of the economizer and the exhaust receiver.

또한, 상기한 선박용 동력 장치는 상기 순환 라인 상에 설치된 순환 펌프를 더 포함할 수 있다.In addition, the marine power unit may further include a circulation pump installed on the circulation line.

상기 회수 라인은 병렬적으로 분기된 제1 회수 라인과 제2 회수 라인을 포함하며, 상기 이코노마이저의 상기 증발기는 제1 증발기와 상기 제1 증발기보다 상기 배기 가스가 먼저 통과하는 제2 증발기를 포함할 수 있다.Wherein the recovery line includes a first recovery line and a second recovery line that are branched in parallel and wherein the evaporator of the economizer includes a first evaporator and a second evaporator through which the exhaust gas passes first than the first evaporator .

상기한 선박용 동력 장치는 상기 제1 회수 라인 상에 설치된 제1 기수 분리기와, 상기 제2 회수 라인 상에 설치된 제2 기수 분리기와, 상기 제1 기수 분리기에서 분리된 액체 상태의 상기 작동 유체를 상기 제1 기수 분리기와 상기 이코노마이저의 상기 제1 증발기 사이에서 순환시키는 제1 순환 라인과, 상기 제1 기수 분리기에서 분리된 상기 기체 상태의 상기 작동 유체를 상기 증기 터빈에 공급하는 보조 증기 공급 라인, 그리고 상기 제2 기수 분리기에서 분리된 액체 상태의 상기 작동 유체를 상기 제2 기수 분리기와 상기 이코노마이저의 상기 제2 증발기 사이에서 순환시키는 제2 순환 라인을 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제2 기수 분리기에서 분리된 기체 상태의 상기 작동 유체는 상기 증기 공급 라인을 통해 상기 이코노마이저의 상기 과열기와 상기 배기 리시버를 차례로 거쳐 상기 증기 터빈에 공급될 수 있다.The ship power unit includes a first water separator provided on the first collection line, a second water separator provided on the second collection line, and a second water separator provided on the first water collection line, A first circulation line circulating between the first water separator and the first evaporator of the economizer, an auxiliary steam supply line supplying the working fluid in the gaseous state separated from the first water separator to the steam turbine, and And a second circulation line circulating the working fluid in the liquid state separated from the second water separator between the second water separator and the second evaporator of the economizer. And the working fluid in the gaseous state separated from the second water separator may be supplied to the steam turbine through the steam supply line, in turn, the superheater of the economizer and the exhaust receiver.

또한, 상기한 선박용 동력 장치는 상기 제1 회수 라인 상에 설치된 제1 기수 분리기와, 상기 제2 회수 라인 상에 설치된 제2 기수 분리기와, 상기 제1 기수 분리기에서 분리된 액체 상태의 상기 작동 유체를 상기 제1 기수 분리기와 상기 이코노마이저의 상기 제1 증발기 사이에서 순환시키는 제1 순환 라인과, 상기 제2 기수 분리기에서 분리된 액체 상태의 상기 작동 유체를 상기 제2 기수 분리기와 상기 이코노마이저의 상기 제2 증발기 사이에서 순환시키는 제2 순환 라인, 그리고 상기 제2 기수 분리기에서 분리된 상기 기체 상태의 상기 작동 유체를 상기 이코노마이저의 상기 과열기를 거쳐 상기 증기 터빈에 공급하는 보조 증기 공급 라인을 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 기수 분리기에서 분리된 기체 상태의 상기 작동 유체는 상기 증기 공급 라인을 통해 상기 배기 리시버를 거쳐 상기 증기 터빈에 공급될 수 있다.In addition, the marine power unit may include a first water separator provided on the first collecting line, a second water separator provided on the second collecting line, and a second water separator disposed on the first collecting line, A second circulation line for circulating the working fluid between the first water separator and the first evaporator of the economizer and a second circulation line for circulating the working fluid in the liquid state separated from the second water separator to the second water separator and the first evaporator of the economizer, 2 evaporator and an auxiliary steam supply line for supplying the working fluid separated from the second water separator to the steam turbine via the superheater of the economizer have. And the gaseous working fluid separated from the first water separator may be supplied to the steam turbine via the steam supply line and the exhaust receiver.

또한, 상기 회수 라인은 병렬적으로 분기된 제1 회수 라인과 제2 회수 라인을 포함하며, 상기 이코노마이저의 상기 증발기는 제1 증발기와 상기 제1 증발기보다 상기 배기 가스가 먼저 통과하는 제2 증발기를 포함하고, 상기 증기 공급 라인은 제1 증기 공급 라인과 제2 증기 공급 라인을 포함할 수 있다.The evaporator of the economizer may include a first evaporator and a second evaporator through which the exhaust gas passes first than the first evaporator, and the second evaporator may include a first evaporator and a second evaporator, And the steam supply line may include a first steam supply line and a second steam supply line.

그리고 상기한 선박용 동력 장치는 상기 제1 회수 라인 상에 설치된 제1 기수 분리기와, 상기 제2 회수 라인 상에 설치된 제2 기수 분리기와, 상기 제1 기수 분리기에서 분리된 액체 상태의 상기 작동 유체를 상기 제1 기수 분리기와 상기 이코노마이저의 상기 제1 증발기 사이에서 순환시키는 제1 순환 라인, 및 상기 제2 기수 분리기에서 분리된 액체 상태의 상기 작동 유체를 상기 제2 기수 분리기와 상기 이코노마이저의 상기 제2 증발기 사이에서 순환시키는 제2 순환 라인을 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 기수 분리기에서 분리된 기체 상태의 상기 작동 유체는 상기 제1 증기 공급 라인을 통해 상기 배기 리시버를 거쳐 상기 증기 터빈에 공급되고, 상기 제2 기수 분리기에서 분리된 기체 상태의 상기 작동 유체는 상기 제2 증기 공급 라인을 통해 상기 이코노마이저의 상기 과열기와 상기 배기 리시버를 차례로 거쳐 상기 증기 터빈에 공급될 수 있다.The ship power unit includes a first water separator provided on the first collection line, a second water separator provided on the second collection line, and a second water separator provided on the first water collection line, A first circulation line for circulating the first water separator between the first water separator and the first evaporator of the economizer and a second circulation line for circulating the working fluid in the liquid state separated from the second water separator to the second water separator and the second evaporator of the economizer, And a second circulation line circulating between the evaporators. And the working fluid in the gaseous state separated from the first water separator is supplied to the steam turbine via the first steam supply line and the exhaust receiver, and the working fluid in the gaseous state separated from the second water separator May be supplied to the steam turbine in turn through the second superheater of the economizer and the exhaust receiver through the second steam supply line.

상기한 선박용 동력 장치는 상기 회수 라인에 설치된 회수 펌프를 더 포함할 수 있다.The marine power unit may further include a recovery pump installed in the recovery line.

상기한 선박용 동력 장치는 상기 회수 라인 상에 설치되어 상기 증기 터빈을 거친 상기 작동 유체를 액체 상태로 만드는 복수기와, 상기 복수기를 통과한 상기 작동 유체를 저장하는 온수 탱크를 더 포함할 수 있다.The marine power unit may further include a condenser installed on the recovery line for converting the working fluid passing through the steam turbine into a liquid state, and a hot water tank for storing the working fluid passing through the condenser.

상기한 선박용 동력 장치는 발전용으로 사용되는 보조 엔진과, 상기 회수 라인 상에 설치되어 상기 보조 엔진의 배기 가스와 상기 회수 라인을 통과하는 상기 작동 유체 사이에서 열에너지를 교환하는 보조 열교환기를 더 포함할 수 있다.The marine power unit may further include an auxiliary engine used for power generation and an auxiliary heat exchanger installed on the recovery line for exchanging thermal energy between the exhaust gas of the auxiliary engine and the working fluid passing through the recovery line .

상기한 선박용 동력 장치는 상기 회수 라인 상에 설치되며 상기 온수 탱크에서 상기 이코노마이저로 향하는 상기 작동 유체에 열에너지를 전달하는 보조 열원 공급부를 더 포함할 수 있다.The marine power unit may further include an auxiliary heat source supply unit installed on the recovery line and transmitting heat energy to the working fluid flowing from the hot water tank to the economizer.

본 발명의 실시예에 따르면, 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치는 작동 유체를 과열 증기 상태로 안정적으로 유지하여 증기 터빈에 공급할 수 있을 뿐만 아니라 작동 유체가 충분한 열에너지를 공급받아 전체적인 열에너지의 회수 및 이용 효율을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the power unit for a ship capable of recovering waste heat can stably maintain the working fluid in a superheated steam state and supply it to the steam turbine. In addition, the sufficient working fluid is supplied to the steam turbine, Can be improved.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a power unit for a ship capable of recovering waste heat according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a ship power system according to a second embodiment of the present invention. FIG.
3 is a configuration diagram of a power unit for a ship capable of recovering waste heat according to a third embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a configuration diagram of a power unit for a ship capable of recovering waste heat according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in the various embodiments, components having the same configuration are represented by the same reference symbols in the first embodiment, and in the other embodiments, only the configurations different from those of the first embodiment will be described do.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.The drawings are schematic and illustrate that they are not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures, and any dimensions are merely illustrative and not restrictive. And to the same structure, element or component appearing in more than one drawing, the same reference numerals are used to denote similar features.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically illustrate ideal embodiments of the present invention. As a result, various variations of the illustration are expected. Thus, the embodiment is not limited to any particular form of the depicted area, but includes modifications of the form, for example, by manufacture.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치를 설명한다.Hereinafter, a power unit for a ship capable of recovering waste heat according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 동력 장치는 메인 엔진(10), 배기 리시버(15), 과급기(30), 이코노마이저(50), 메인 발전기(25), 증기 터빈(20), 및 증기 공급 라인(40)을 포함한다.1, a power unit for a ship according to a first embodiment of the present invention includes a main engine 10, an exhaust receiver 15, a supercharger 30, an economizer 50, a main generator 25, A turbine 20, and a steam supply line 40.

또한, 선박용 동력 장치는 회수 라인(47), 기수 분리기(60), 순환 라인(48), 순환 펌프(88), 회수 펌프(81), 복수기(82), 및 온수 탱크(85)를 더 포함할 수 있다.The marine power unit further includes a recovery line 47, a water separator 60, a circulation line 48, a circulation pump 88, a recovery pump 81, a condenser 82, and a hot water tank 85 can do.

또한, 선박용 동력 장치는 보조 엔진(70), 보조 발전기(75), 보조 열교환기(79), 및 보조 열원 공급부(90)를 더 포함할 수 있다.The marine power unit may further include an auxiliary engine 70, an auxiliary generator 75, an auxiliary heat exchanger 79, and an auxiliary heat source supply unit 90.

메인 엔진(10)은 선박의 주동력원으로 사용되며, 선박에 추진력을 주로 제공한다. 메인 엔진(10)은 통상적으로 선박에 사용되는 저속 디젤 엔진일 수 있으며, 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 엔진이 사용될 수 있다.The main engine 10 is used as a main power source of the ship and mainly supplies propulsion to the ship. The main engine 10 may be a low speed diesel engine, typically used in ships, and various engines known to those skilled in the art may be used.

배기 리시버(exhaust gas receiver, 15)는 메인 엔진(10)의 배기구에 장착되며, 메인 엔진(10)의 실린더 왕복 운동으로 불균형한 압력을 가지고 메인 엔진(10)에서 배출된 배기 가스의 압력 분포를 고르게 완화시킨다.An exhaust gas receiver 15 is installed in an exhaust port of the main engine 10 and detects the pressure distribution of the exhaust gas discharged from the main engine 10 with an unbalanced pressure in the cylinder reciprocating motion of the main engine 10 Relax evenly.

과급기(turbo charger, 30)는 배기 리시버(15)를 거친 메인 엔진(10)의 배기 가스가 갖는 압력으로 터빈을 돌려 메인 엔진(10)에 새로운 외기를 공급한다. 따라서, 배기 가스는 과급기(30)를 거치면서 압력과 온도가 낮아진다.A turbocharger 30 rotates the turbine with the pressure of the exhaust gas of the main engine 10 via the exhaust receiver 15 to supply fresh air to the main engine 10. Therefore, the exhaust gas passes through the turbocharger 30 to lower the pressure and the temperature.

이코노마이저(economizer, 50)는 과급기(30)를 거친 메인 엔진(10)의 배기 가스 갖는 폐열을 회수한다.The economizer 50 recovers the waste heat having the exhaust gas of the main engine 10 through the supercharger 30.

본 발명의 제1 실시예에서, 이코노마이저(50)는 과열기(51)와 증발기(52)를 포함한다. 과열기(51)는 증발기(52)보다 배기 가스가 먼저 통과한다. 즉, 과급기(30)를 거친 메인 엔진(10)의 배기 가스는 과열기(51)와 증발기(52)를 순차로 통과하면서 열교환을 하게 된다.In the first embodiment of the present invention, the economizer 50 includes a superheater 51 and an evaporator 52. The superheater (51) passes the exhaust gas first than the evaporator (52). That is, the exhaust gas of the main engine 10 through the supercharger 30 passes through the superheater 51 and the evaporator 52 in order to perform heat exchange.

증발기(52)는 액체 상태의 작동 유체를 기체 상태로 상변화시키며, 과열기(51)는 작동 유체를 과열 증기로 만든다.The evaporator 52 changes the liquid working fluid into a gaseous state, and the superheater 51 turns the working fluid into superheated steam.

메인 발전기(25)는 선박에 필요한 전기를 생산한다. 그리고 증기 터빈(20)은 메인 발전기(25)를 구동한다.The main generator 25 produces electricity necessary for the ship. The steam turbine 20 drives the main generator 25.

증기 공급 라인(40)은 증기 터빈(20)에 작동 유체를 공급한다. 구체적으로, 증기 공급 라인(40)은 이코노마이저(50)에서 열에너지를 전달받아 과열된 증기 상태의 작동 유체를 증기 터빈(20)에 공급한다.The steam supply line (40) supplies the working fluid to the steam turbine (20). Specifically, the steam supply line 40 receives heat energy from the economizer 50 and supplies the superheated steam-state working fluid to the steam turbine 20.

특히, 본 발명의 제1 실시예에서, 증기 공급 라인(40)은 이코노마이저(50)를 통과한 작동 유체를 다시 배기 리시버(15)를 거쳐 증기 터빈(20)에 공급한다. 즉, 증기 공급 라인(40)은 증기 터빈(20)과 연결되기 전에 배기 리시버(15)를 통과한다. 증기 공급 라인(40)은 배기 리시버(15)를 통과하면서 작동 유체와 배기 가스 간의 열교환이 충분이 이루어지도록 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 구조를 가질 수 있다.Specifically, in the first embodiment of the present invention, the steam supply line 40 supplies the working fluid, which has passed through the economizer 50, to the steam turbine 20 via the exhaust receiver 15 again. That is, the steam supply line 40 passes through the exhaust receiver 15 before being connected to the steam turbine 20. The steam supply line 40 may have a variety of structures known to those skilled in the art such that heat exchange between the working fluid and the exhaust gas is sufficient to pass through the exhaust receiver 15.

회수 라인(47)은 증기 터빈(20)을 거친 작동 유체를 이코노마이저(50)로 재순환시킨다. 회수 라인(47)에 의해 다시 이코노마이저(50)로 향한 작동 유체는 이코노마이저(50)로부터 열에너지를 전달받아 증기 터빈(20)을 다시 동작시킨다.The recovery line 47 recirculates the working fluid through the steam turbine 20 to the economizer 50. The working fluid again directed to the economizer 50 by the recovery line 47 receives thermal energy from the economizer 50 and operates the steam turbine 20 again.

기수 분리기(60)는 회수 라인(47) 상에 설치되며, 순환 라인(48)은 이코노마이저(50)의 증발기(42)와 기수 분리기(60) 사이에 형성된다.The water separator 60 is installed on the recovery line 47 and the circulation line 48 is formed between the evaporator 42 and the water separator 60 of the economizer 50.

회수 라인(47)을 따라 기수 분리기(60)에 유입된 작동 유체 중 기수 분리기(60)에서 분리된 액체 상태의 작동 유체는 순환 라인(48)을 통해 이코노마이저(50)의 증발기(52)와 기수 분리기(60)를 사이를 작동 유체가 증발기(52)에서 열에너지를 받아 기체 상태로 상변화될 때까지 순환한다. 이때, 순환 펌프(88)가 액체 상태의 작동 유체를 기수 분리기(60)와 이코노마이저(50)의 증발기(52) 사이를 순환시킨다.The working fluid in the liquid state separated from the water separator 60 of the working fluid flowing into the water separator 60 along the recovery line 47 flows through the circulation line 48 to the evaporator 52 of the economizer 50, Circulates the separator (60) until the operating fluid receives heat energy from the evaporator (52) and is phase-changed into the gaseous state. At this time, the circulation pump 88 circulates the liquid working fluid between the water separator 60 and the evaporator 52 of the economizer 50.

한편, 기수 분리기(60)에서 분리된 기체 상태의 작동 유체는 증기 공급 라인(40)을 통해 이코노마이저(50)의 과열기(51)와 배기 리시버(15)를 차례로 거친 후 증기 터빈(20)에 공급된다.The gaseous working fluid separated from the water separator 60 passes through the superheater 51 of the economizer 50 and the exhaust receiver 15 through the steam supply line 40 and then supplied to the steam turbine 20 do.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 기체 상태의 작동 유체가 이코노마이저(50)의 과열기(51)에서 과열된 후 증기 공급 라인(40)을 따라 이동하는 과정에서 손실된 열에너지를 배기 리시버(15)를 거치면서 보충 받을 수 있다.As described above, according to the first embodiment of the present invention, the working fluid in the gaseous state is overheated in the superheater 51 of the economizer 50, and then the lost heat energy is transferred to the exhaust receiver (15).

즉, 증기 공급 라인(40)을 따라 이동하는 작동 유체는 증기 터빈(20)에 유입되기 직전에 과급기(30)를 거친 배기 가스의 폐열을 활용하는 이코노마이저(50)의 과열기(51)보다 상대적으로 고온 고압 상태인 배기 리시버(15) 내의 배기 가스가 갖는 열에너지를 전달받으므로, 손실된 열에너지를 효과적으로 보충 받을 수 있다.That is, the working fluid moving along the steam supply line 40 is relatively higher than the superheater 51 of the economizer 50 utilizing the waste heat of the exhaust gas passing through the supercharger 30 immediately before entering the steam turbine 20 Since the thermal energy possessed by the exhaust gas in the exhaust receiver 15 at high temperature and high pressure is received, the lost heat energy can be replenished effectively.

따라서, 이코노마이저(50)의 과열기(51)를 거친 기체 상태의 작동 유체 중 일부가 증기 공급 라인(40)을 따라 이동하면서 열에너지를 손실하여 액체 상태로 상변화된 체 증기 터빈(20)에 유입되어 증기 터빈(20)의 수명을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, some of the working fluid in the gaseous state passing through the superheater 51 of the economizer 50 moves along the steam supply line 40 and flows into the phase-changed sieve steam turbine 20, It is possible to prevent the life of the turbine 20 from being lowered.

또한, 작동 유체가 충분한 열에너지를 공급받으므로, 전체적인 열에너지의 회수 및 이용 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the working fluid is supplied with sufficient heat energy, the overall heat energy recovery and utilization efficiency can be improved.

복수기(82)는 증기 터빈(20)을 거친 작동 유체를 냉각시켜 액체 상태로 상변화시킨다. 그리고 복수기(82)를 거친 작동 유체는 온수 탱크(85)에 저장된다.The condenser 82 converts the working fluid passing through the steam turbine 20 into a liquid state by cooling it. The working fluid passing through the condenser (82) is stored in the hot water tank (85).

회수 펌프(81)는 회수 라인(47) 상에 설치되어 작동 유체를 회수 라인(47)을 따라 이동 시킨다. 온수 탱크(85)에 저장된 작동 유체는 회수 펌프(81)에 의해 보조 열교환기(79) 및 보조 열원 공급부(90)를 거쳐 기수 분리기(60)로 향한다.The recovery pump 81 is installed on the recovery line 47 to move the working fluid along the recovery line 47. The working fluid stored in the hot water tank 85 is directed to the water separator 60 via the auxiliary heat exchanger 79 and the auxiliary heat source supply 90 by the recovery pump 81. [

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 동력 장치는 급수 펌프(89)를 더 포함할 수 있다. 급수 펌프(89)는 유실된 작동 유체를 보충할 수 있다.In addition, the marine power unit according to the first embodiment of the present invention may further include a water supply pump 89. The water supply pump 89 can replenish the lost working fluid.

보조 엔진(70)는 발전용으로 사용되며, 보조 발전기(75)를 구동한다. 보조 발전기(75)는 특정한 용도로 사용될 전기를 생산하거나, 메인 발전기(25)를 보조할 수 있다.The auxiliary engine 70 is used for power generation and drives the auxiliary generator 75. The auxiliary generator 75 may produce electricity to be used for a specific purpose, or may assist the main generator 25.

또한, 보조 엔진(70)은 일반적으로 메인 엔진(10)으로 사용되는 저속 디젤 엔진보다 상대적으로 빠른 구동 속도를 갖는 중속 디젤 엔진일 수 있다.Further, the auxiliary engine 70 may be a medium speed diesel engine having a driving speed relatively faster than that of the low speed diesel engine used in the main engine 10 in general.

보조 열교환기(79)는 보조 엔진(70)의 배기 가스가 갖는 열에너지를 회수 라인(47)을 통과하는 작동 유체에 전달한다.The auxiliary heat exchanger (79) transfers the heat energy of the exhaust gas of the auxiliary engine (70) to the working fluid passing through the recovery line (47).

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에서는, 일반적으로 버려지는 보조 엔진(70)의 배기 가스가 갖는 열에너지도 회수하여 활용할 수 있다.As described above, in the first embodiment of the present invention, the thermal energy of the exhaust gas of the auxiliary engine 70, which is generally discarded, can also be recovered and utilized.

보조 열원 공급부(90)는, 일례로, 메인 발전기(25)의 냉각수 또는 메인 엔진(10)의 에어 리시버 등 일 수 있으며, 선박에서 버려지는 열에너지를 발생하는 어떠한 구성이라도 보조 열원 공급부(90)에 포함될 수 있다.The auxiliary heat source supply unit 90 may be any one of the cooling water of the main generator 25 or the air receiver of the main engine 10 and may be configured to supply heat to the auxiliary heat source supply unit 90 .

따라서, 온수 탱크(85)에 저장된 액체 상태의 작동 유체는 회수 라인(47)을 따라 기수 분리기(60)로 향하면서 보조 열교환기(79) 및 보조 열원 공급부(90)로부터 열에너지를 전달받아 승온되거나 일부가 기체로 상변화될 수 있다.Accordingly, the working fluid in the liquid state stored in the hot water tank 85 is directed to the water separator 60 along the recovery line 47 to receive thermal energy from the auxiliary heat exchanger 79 and the auxiliary heat source supply unit 90, Some can be phase-changed to gas.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치는 작동 유체를 과열 증기 상태로 안정적으로 유지하여 증기 터빈(20)에 공급할 수 있을 뿐만 아니라 작동 유체가 충분한 열에너지를 공급받아 전체적인 열에너지의 회수 및 이용 효율을 향상시킬 수 있다.With this configuration, the power unit for a ship capable of recovering waste heat according to the first embodiment of the present invention can stably maintain the working fluid in a superheated steam state and supply it to the steam turbine 20, The overall heat energy recovery and utilization efficiency can be improved.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치를 설명한다.Hereinafter, a power unit for a ship capable of recovering waste heat according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 동력 장치는 회수 라인(47)이 병렬적으로 분기된 제1 회수 라인(471)과 제2 회수 라인(472)을 포함한다.2, the marine power unit according to the second embodiment of the present invention includes a first collection line 471 and a second collection line 472 in which a collection line 47 is branched in parallel .

또한, 이코노마이저(50)의 증발기(52)도 제1 증발기(521)와 제2 증발기(522)를 포함한다. 제2 증발기(522)는 제1 증발기(521)보다 배기 가스가 먼저 통과한다.The evaporator 52 of the economizer 50 also includes a first evaporator 521 and a second evaporator 522. The second evaporator 522 passes the exhaust gas first than the first evaporator 521.

또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 선박용 동력 장치는 제1 회수 라인(471) 상에 설치된 제1 기수 분리기(61)와, 제2 회수 라인(472) 상에 설치된 제2 기수 분리기(62)를 포함한다.In the second embodiment of the present invention, the marine power unit includes a first water separator 61 installed on the first collection line 471, a second water separator 62 installed on the second collection line 472, ).

그리고 선박용 동력 장치는 제1 기수 분리기(61)와 제1 증발기(521) 사이를 순환 연결하는 제1 순환 라인(481)과, 제2 기수 분리기(62)와 제2 증발기(522) 사이를 순환 연결하는 제2 순환 라인(482)과, 제1 순환 라인(481) 상에 설치된 제1 순환 펌프(881), 그리고 제2 순환 라인(482) 상에 설치된 제2 순환 펌프(882)를 포함한다.The marine power unit includes a first circulation line 481 circulatingly connecting the first water separator 61 and the first evaporator 521 and a second circulation line 481 circulating the second water separator 62 and the second evaporator 522, A first circulation pump 881 provided on the first circulation line 481 and a second circulation pump 882 installed on the second circulation line 482 .

제1 순환 라인(481)은 제1 기수 분리기(61)에서 분리된 액체 상태의 작동 유체를 제1 기수 분리기(61)와 이코노마이저(50)의 제1 증발기(521) 사이에서 순환시킨다.The first circulation line 481 circulates the liquid state working fluid separated from the first water separator 61 between the first water separator 61 and the first evaporator 521 of the economizer 50.

제2 순환 라인(482)은 제2 기수 분리기(62)에서 분리된 액체 상태의 작동 유체를 제2 기수 분리기(62)와 이코노마이저(50)의 제2 증발기(522) 사이에서 순환시킨다.The second circulation line 482 circulates the liquid working fluid separated in the second water separator 62 between the second water separator 62 and the second evaporator 522 of the economizer 50.

그리고 제2 기수 분리기(62)에서 분리된 기체 상태의 작동 유체는 증기 공급 라인(40)을 통해 이코노마이저(50)의 과열기(51)와 배기 리시버(15)를 차례로 거친 후 증기 터빈(20)에 공급된다.The gaseous working fluid separated from the second water separator 62 passes through the superheater 51 and the exhaust receiver 15 of the economizer 50 in order through the steam supply line 40 and then flows into the steam turbine 20 .

이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 기체 상태의 작동 유체가 이코노마이저(50)에서 과열된 후 증기 공급 라인(40)을 따라 이동하는 과정에서 손실된 열에너지를 배기 리시버(15)를 거치면서 보충 받을 수 있다.As described above, according to the second embodiment of the present invention, when the gaseous working fluid is overheated in the economizer 50 and then moved along the steam supply line 40, the lost heat energy is transferred to the exhaust receiver 15 It can be supplemented.

즉, 증기 공급 라인(40)을 따라 이동하는 작동 유체는 증기 터빈(20)에 유입되기 직전에 과급기(30)를 거친 배기 가스의 폐열을 활용하는 이코노마이저(50)의 과열기(51)보다 상대적으로 고온 고압 상태인 배기 리시버(15) 내의 배기 가스가 갖는 열에너지를 전달받으므로, 손실된 열에너지를 효과적으로 보충 받을 수 있다.That is, the working fluid moving along the steam supply line 40 is relatively higher than the superheater 51 of the economizer 50 utilizing the waste heat of the exhaust gas passing through the supercharger 30 immediately before entering the steam turbine 20 Since the thermal energy possessed by the exhaust gas in the exhaust receiver 15 at high temperature and high pressure is received, the lost heat energy can be replenished effectively.

따라서, 이코노마이저(50)의 과열기(51)를 거친 기체 상태의 작동 유체 중 일부가 증기 공급 라인(40)을 따라 이동하면서 열에너지를 손실하여 액체 상태로 상변화된 체 증기 터빈(20)에 유입되어 증기 터빈(20)의 수명을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, some of the working fluid in the gaseous state passing through the superheater 51 of the economizer 50 moves along the steam supply line 40 and flows into the phase-changed sieve steam turbine 20, It is possible to prevent the life of the turbine 20 from being lowered.

또한, 작동 유체가 충분한 열에너지를 공급받으므로, 전체적인 열에너지의 회수 및 이용 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the working fluid is supplied with sufficient heat energy, the overall heat energy recovery and utilization efficiency can be improved.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 동력 장치는 제1 기수 분리기(61)에서 분리된 기체 상태의 작동 유체를 증기 터빈(20)에 바로 공급하는 보조 증기 공급 라인(45)을 더 포함할 수 있다.The power unit for a ship according to the second embodiment of the present invention further includes an auxiliary steam supply line 45 for directly supplying the gaseous working fluid separated from the first water separator 61 to the steam turbine 20 can do.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치는 작동 유체를 과열 증기 상태로 안정적으로 유지하여 증기 터빈(20)에 공급할 수 있을 뿐만 아니라 작동 유체가 충분한 열에너지를 공급받아 전체적인 열에너지의 회수 및 이용 효율을 향상시킬 수 있다.According to the second aspect of the present invention, the power unit for a ship capable of recovering waste heat according to the second embodiment of the present invention can stably maintain the operating fluid in a superheated steam state and supply the operating fluid to the steam turbine 20, The overall heat energy recovery and utilization efficiency can be improved.

또한, 작동 유체를 다양한 라인을 통해 증기 터빈(20)에 공급함으로써 메인 엔진(10) 또는 이코노마이저(50)에 이상이 발생한 경우에도 증기 터빈(20)에 기체 상태의 작동 유체를 보조적으로 공급할 수 있다.It is also possible to supplement the working fluid in the gaseous state to the steam turbine 20 even when an abnormality occurs in the main engine 10 or the economizer 50 by supplying the working fluid to the steam turbine 20 through various lines .

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치를 설명한다.Hereinafter, a power unit for a ship capable of recovering waste heat according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 동력 장치는 회수 라인(47)이 병렬적으로 분기된 제1 회수 라인(471)과 제2 회수 라인(472)을 포함한다.3, the marine power unit according to the third embodiment of the present invention includes a first collection line 471 and a second collection line 472 in which a collection line 47 is branched in parallel .

또한, 이코노마이저(50)의 증발기(52)도 제1 증발기(521)와 제2 증발기(522)를 포함한다. 제2 증발기(522)는 제1 증발기(521)보다 배기 가스가 먼저 통과한다.The evaporator 52 of the economizer 50 also includes a first evaporator 521 and a second evaporator 522. The second evaporator 522 passes the exhaust gas first than the first evaporator 521.

또한, 본 발명의 제3 실시예에서, 선박용 동력 장치는 제1 회수 라인(471) 상에 설치된 제1 기수 분리기(61)와, 제2 회수 라인(472) 상에 설치된 제2 기수 분리기(62)를 포함한다.In the third embodiment of the present invention, the marine power unit includes a first water separator 61 installed on the first collection line 471, a second water separator 62 installed on the second collection line 472, ).

그리고 선박용 동력 장치는 제1 기수 분리기(61)와 제1 증발기(521) 사이를 순환 연결하는 제1 순환 라인(481)과, 제2 기수 분리기(62)와 제2 증발기(522) 사이를 순환 연결하는 제2 순환 라인(482)과, 제1 순환 라인(481) 상에 설치된 제1 순환 펌프(881), 그리고 제2 순환 라인(482) 상에 설치된 제2 순환 펌프(882)를 포함한다.The marine power unit includes a first circulation line 481 circulatingly connecting the first water separator 61 and the first evaporator 521 and a second circulation line 481 circulating the second water separator 62 and the second evaporator 522, A first circulation pump 881 provided on the first circulation line 481 and a second circulation pump 882 installed on the second circulation line 482 .

제1 순환 라인(481)은 제1 기수 분리기(61)에서 분리된 액체 상태의 작동 유체를 제1 기수 분리기(61)와 이코노마이저(50)의 제1 증발기(521) 사이에서 순환시킨다.The first circulation line 481 circulates the liquid state working fluid separated from the first water separator 61 between the first water separator 61 and the first evaporator 521 of the economizer 50.

제2 순환 라인(482)은 제2 기수 분리기(62)에서 분리된 액체 상태의 작동 유체를 제2 기수 분리기(62)와 이코노마이저(50)의 제2 증발기(522) 사이에서 순환시킨다.The second circulation line 482 circulates the liquid working fluid separated in the second water separator 62 between the second water separator 62 and the second evaporator 522 of the economizer 50.

그리고 제1 기수 분리기(61)에서 분리된 기체 상태의 작동 유체는 증기 공급 라인(40)을 통해 배기 리시버(15)를 거친 후 증기 터빈(20)에 공급된다.The gaseous working fluid separated from the first water separator (61) is supplied to the steam turbine (20) after passing through the exhaust receiver (15) through the steam supply line (40).

이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 기체 상태의 작동 유체가 증기 공급 라인(40)을 따라 이동하는 과정에서 손실된 열에너지를 배기 리시버(15)를 거치면서 보충 받을 수 있다.As described above, according to the third embodiment of the present invention, lost heat energy can be supplied through the exhaust receiver 15 while the gaseous working fluid moves along the steam supply line 40.

즉, 증기 공급 라인(40)을 따라 이동하는 작동 유체는 증기 터빈(20)에 유입되기 직전에 과급기(30)를 거친 배기 가스의 폐열을 활용하는 이코노마이저(50)의 과열기(51)보다 상대적으로 고온 고압 상태인 배기 리시버(15) 내의 배기 가스가 갖는 열에너지를 전달받으므로, 손실된 열에너지를 효과적으로 보충 받을 수 있다.That is, the working fluid moving along the steam supply line 40 is relatively higher than the superheater 51 of the economizer 50 utilizing the waste heat of the exhaust gas passing through the supercharger 30 immediately before entering the steam turbine 20 Since the thermal energy possessed by the exhaust gas in the exhaust receiver 15 at high temperature and high pressure is received, the lost heat energy can be replenished effectively.

따라서, 기체 상태의 작동 유체 중 일부가 증기 공급 라인(40)을 따라 이동하면서 열에너지를 손실하여 액체 상태로 상변화된 체 증기 터빈(20)에 유입되어 증기 터빈(20)의 수명을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent a part of the working fluid in the gaseous state from moving along the steam supply line 40 and to lose the heat energy and to flow into the phase-changed sieve steam turbine 20 in the liquid state to reduce the service life of the steam turbine 20 can do.

또한, 작동 유체가 충분한 열에너지를 공급받으므로, 전체적인 열에너지의 회수 및 이용 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the working fluid is supplied with sufficient heat energy, the overall heat energy recovery and utilization efficiency can be improved.

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 동력 장치는 제2 기수 분리기(62)에서 분리된 기체 상태의 작동 유체를 이코노마이저(50)의 과열기(51)를 거친 후 증기 터빈(20)에 공급하는 보조 증기 공급 라인(45)을 더 포함할 수 있다.The power unit for a ship according to the third embodiment of the present invention supplies the gaseous working fluid separated from the second water separator 62 to the steam turbine 20 after passing through the superheater 51 of the economizer 50 The auxiliary steam supply line (45).

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치는 작동 유체를 과열 증기 상태로 안정적으로 유지하여 증기 터빈(20)에 공급할 수 있을 뿐만 아니라 작동 유체가 충분한 열에너지를 공급받아 전체적인 열에너지의 회수 및 이용 효율을 향상시킬 수 있다.According to the third aspect of the present invention, in the power unit for a ship capable of recovering waste heat according to the third embodiment of the present invention, the working fluid can be stably maintained in the superheated steam state and supplied to the steam turbine 20, The overall heat energy recovery and utilization efficiency can be improved.

또한, 작동 유체를 다양한 라인을 통해 증기 터빈(20)에 공급함으로써 메인 엔진(10) 또는 이코노마이저(50)에 이상이 발생한 경우에도 증기 터빈(20)에 기체 상태의 작동 유체를 보조적으로 공급할 수 있다.It is also possible to supplement the working fluid in the gaseous state to the steam turbine 20 even when an abnormality occurs in the main engine 10 or the economizer 50 by supplying the working fluid to the steam turbine 20 through various lines .

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치를 설명한다.Hereinafter, a power unit for a ship capable of recovering waste heat according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박용 동력 장치는 회수 라인(47)이 병렬적으로 분기된 제1 회수 라인(471)과 제2 회수 라(472)인을 포함한다.4, the marine power unit according to the fourth embodiment of the present invention includes a first recovery line 471 and a second recovery line 472 in which a recovery line 47 is branched in parallel do.

또한, 이코노마이저(50)의 증발기(52)도 제1 증발기(521)와 제2 증발기(522)를 포함한다. 제2 증발기(522)는 제1 증발기(521)보다 배기 가스가 먼저 통과한다.The evaporator 52 of the economizer 50 also includes a first evaporator 521 and a second evaporator 522. The second evaporator 522 passes the exhaust gas first than the first evaporator 521.

또한, 증기 공급 라인(40)도 제1 증기 공급 라인(41)과 제2 증기 공급 라인(42)을 포함한다.The steam supply line 40 also includes a first steam supply line 41 and a second steam supply line 42.

또한, 본 발명의 제4 실시예에서, 선박용 동력 장치는 제1 회수 라인(471) 상에 설치된 제1 기수 분리기(61)와, 제2 회수 라인(472) 상에 설치된 제2 기수 분리기(62)를 포함한다.In the fourth embodiment of the present invention, the marine power unit includes a first water separator 61 provided on the first collecting line 471, a second water separator 62 provided on the second collecting line 472, ).

그리고 선박용 동력 장치는 제1 기수 분리기(61)와 제1 증발기(521) 사이를 순환 연결하는 제1 순환 라인(481)과, 제2 기수 분리기(62)와 제2 증발기(522) 사이를 순환 연결하는 제2 순환 라인(482)과, 제1 순환 라인(481) 상에 설치된 제1 순환 펌프(881), 그리고 제2 순환 라인(482) 상에 설치된 제2 순환 펌프(882)를 포함한다.The marine power unit includes a first circulation line 481 circulatingly connecting the first water separator 61 and the first evaporator 521 and a second circulation line 481 circulating the second water separator 62 and the second evaporator 522, A first circulation pump 881 provided on the first circulation line 481 and a second circulation pump 882 installed on the second circulation line 482 .

제1 순환 라인(481)은 제1 기수 분리기(61)에서 분리된 액체 상태의 작동 유체를 제1 기수 분리기(61)와 이코노마이저(50)의 제1 증발기(521) 사이에서 순환시킨다.The first circulation line 481 circulates the liquid state working fluid separated from the first water separator 61 between the first water separator 61 and the first evaporator 521 of the economizer 50.

제2 순환 라인(482)은 제2 기수 분리기(62)에서 분리된 액체 상태의 작동 유체를 제2 기수 분리기(62)와 이코노마이저(50)의 제2 증발기(522) 사이에서 순환시킨다.The second circulation line 482 circulates the liquid working fluid separated in the second water separator 62 between the second water separator 62 and the second evaporator 522 of the economizer 50.

그리고 제1 기수 분리기(61)에서 분리된 기체 상태의 작동 유체는 제1 증기 공급 라인(41)을 통해 배기 리시버(15)를 거친 후 증기 터빈(20)에 공급되고, 제2 기수 분리기(62)에서 분리된 기체 상태의 작동 유체는 제2 증기 공급 라인(42)을 통해 이코노마이저(50)의 과열기(51)와 배기 리시버(15)를 차례로 거친 후 증기 터빈(20)에 공급된다.The gaseous working fluid separated in the first water separator 61 is supplied to the steam turbine 20 after passing through the exhaust receiver 15 through the first steam supply line 41 and is supplied to the second water separator 62 Is supplied to the steam turbine 20 after passing through the superheater 51 of the economizer 50 and the exhaust receiver 15 through the second steam supply line 42 in order.

이와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 기체 상태의 작동 유체가 제1 증기 공급 라인(41) 및 제2 증기 공급 라인(420을 따라 이동하는 과정에서 손실된 열에너지를 배기 리시버(15)를 거치면서 보충 받을 수 있다.As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the working fluid in the gaseous state flows heat energy lost in the process of moving along the first steam supply line 41 and the second steam supply line 420 to the exhaust receiver 15, You can get a supplement.

즉, 제1 증기 공급 라인(41) 및 제2 증기 공급 라인(42)을 따라 이동하는 작동 유체는 증기 터빈(20)에 유입되기 직전에 과급기(30)를 거친 배기 가스의 폐열을 활용하는 이코노마이저(50)의 과열기(51)보다 상대적으로 고온 고압 상태인 배기 리시버(15) 내의 배기 가스가 갖는 열에너지를 전달받으므로, 손실된 열에너지를 효과적으로 보충 받을 수 있다.The working fluid moving along the first steam supply line 41 and the second steam supply line 42 is supplied to the economizer The heat energy of the exhaust gas in the exhaust receiver 15, which is in a state of high temperature and pressure relatively higher than that of the superheater 51 of the superheater 51, can be effectively replenished.

따라서, 기체 상태의 작동 유체 중 일부가 제1 증기 공급 라인(41) 및 제2 증기 공급 라인(42)을 따라 이동하면서 열에너지를 손실하여 액체 상태로 상변화된 체 증기 터빈(20)에 유입되어 증기 터빈(20)의 수명을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, some of the working fluid in the gaseous state moves along the first steam supply line 41 and the second steam supply line 42 and flows into the phase-changed sieve steam turbine 20, It is possible to prevent the life of the turbine 20 from being lowered.

또한, 작동 유체가 충분한 열에너지를 공급받으므로, 전체적인 열에너지의 회수 및 이용 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the working fluid is supplied with sufficient heat energy, the overall heat energy recovery and utilization efficiency can be improved.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치는 작동 유체를 과열 증기 상태로 안정적으로 유지하여 증기 터빈(20)에 공급할 수 있을 뿐만 아니라 작동 유체가 충분한 열에너지를 공급받아 전체적인 열에너지의 회수 및 이용 효율을 향상시킬 수 있다.According to the fourth aspect of the present invention, the power unit for a ship capable of recovering waste heat according to the fourth embodiment of the present invention can stably maintain the working fluid in a superheated steam state and supply it to the steam turbine 20, The overall heat energy recovery and utilization efficiency can be improved.

또한, 작동 유체를 다양한 라인을 통해 증기 터빈(20)에 공급함으로써 이코노마이저(50)에 이상이 발생한 경우에도 증기 터빈(20)에 기체 상태의 작동 유체를 보조적으로 공급할 수 있다.Further, by supplying the working fluid to the steam turbine 20 through various lines, it is possible to additionally supply the working fluid in the gaseous state to the steam turbine 20 even when an abnormality occurs in the economizer 50. [

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

10: 메인 엔진 15: 배기 리시버
20: 증기 터빈 25: 메인 발전기
30: 과급기 40: 증기 공급 라인
41: 제1 증기 공급 라인 42: 제2 증기 공급 라인
47: 회수 라인 48: 순환 라인
50: 이코노마이저 51: 과열기
52: 증발기 60: 기수 분리기
61: 제1 기수 분리기 62: 제2 기수 분리기
81: 회수 펌프 82: 복수기
85: 온수 탱크 88: 순환 펌프
89: 급수 펌프 90: 보조 열원 공급부10: main engine 15: exhaust receiver
20: steam turbine 25: main generator
30: supercharger 40: steam supply line
41: first steam supply line 42: second steam supply line
47: collection line 48: circulation line
50: Economizer 51: Superheater
52: evaporator 60: water separator
61: first water separator 62: second water separator
81: Return pump 82:
85: hot water tank 88: circulation pump
89: Feed water pump 90: Auxiliary heat source supply part

Claims (13)

주동력원으로 선박에 추진력을 제공하는 메인 엔진;
상기 메인 엔진에서 배출된 배기 가스의 불균일한 압력 분포를 완화시키는 배기 리시버;
상기 배기 리시버를 거친 상기 메인 엔진의 배기 가스가 갖는 압력을 이용하여 상기 메인 엔진에 새로운 외기를 공급하는 과급기;
상기 과급기를 거친 상기 메인 엔진의 배기 가스가 통과하면서 순차로 열교환하는 과열기 및 증발기를 포함하는 이코노마이저;
선박에 필요한 전기를 생산하는 메인 발전기;
상기 메인 발전기를 구동하는 증기 터빈;
상기 이코노마이저를 통과한 작동 유체를 상기 배기 리시버를 거쳐 상기 증기 터빈에 공급하는 증기 공급 라인; 및
상기 증기 터빈을 거친 상기 작동 유체를 상기 이코노마이저로 전달하는 회수 라인
을 포함하며,
상기 회수 라인은 병렬적으로 분기된 제1 회수 라인과 제2 회수 라인을 포함하고,
상기 이코노마이저의 상기 증발기는 제1 증발기와 상기 제1 증발기보다 상기 배기 가스가 먼저 통과하는 제2 증발기를 포함하며,
상기 증기 공급 라인은 상기 제1 증발기를 통과한 작동 유체를 상기 배기 리시버를 거쳐 상기 증기 터빈에 공급하는 제1 증기 공급 라인과 상기 제2 증발기를 통과한 작동 유체를 상기 이코노마이저의 상기 과열기와 상기 배기 리시버를 차례로 거쳐 상기 증기 터빈에 공급하는 제2 증기 공급 라인을 포함하는 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치.A main engine for providing a propulsion force to the ship as a main power source;
An exhaust receiver for relieving uneven pressure distribution of the exhaust gas discharged from the main engine;
A supercharger for supplying fresh air to the main engine using the pressure of the exhaust gas of the main engine through the exhaust receiver;
An economizer including a superheater and an evaporator for sequentially performing heat exchange while exhaust gas of the main engine passes through the supercharger;
A main generator for producing electricity necessary for the ship;
A steam turbine for driving the main generator;
A steam supply line for supplying a working fluid passed through the economizer to the steam turbine via the exhaust receiver; And
A return line for delivering the working fluid through the steam turbine to the economizer;
/ RTI >
Wherein the recovery line includes a first recovery line and a second recovery line that are branched in parallel,
Wherein the evaporator of the economizer comprises a first evaporator and a second evaporator through which the exhaust gas passes first than the first evaporator,
Wherein the steam supply line includes a first steam supply line for supplying a working fluid passed through the first evaporator to the steam turbine via the exhaust receiver and a working fluid passing through the second evaporator, And a second steam supply line that in turn feeds the steam turbine via a receiver. 제1항에서,
상기 제1 회수 라인 상에 설치된 제1 기수 분리기와;
상기 제2 회수 라인 상에 설치된 제2 기수 분리기와;
상기 제1 기수 분리기에서 분리된 액체 상태의 상기 작동 유체를 상기 제1 기수 분리기와 상기 이코노마이저의 상기 제1 증발기 사이에서 순환시키는 제1 순환 라인; 그리고
상기 제2 기수 분리기에서 분리된 액체 상태의 상기 작동 유체를 상기 제2 기수 분리기와 상기 이코노마이저의 상기 제2 증발기 사이에서 순환시키는 제2 순환 라인
을 더 포함하며,
상기 제1 기수 분리기에서 분리된 기체 상태의 상기 작동 유체는 상기 제1 증기 공급 라인을 통해 상기 배기 리시버를 거쳐 상기 증기 터빈에 공급되고,
상기 제2 기수 분리기에서 분리된 기체 상태의 상기 작동 유체는 상기 제2 증기 공급 라인을 통해 상기 이코노마이저의 상기 과열기와 상기 배기 리시버를 차례로 거쳐 상기 증기 터빈에 공급되는 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치.The method of claim 1,
A first water separator provided on the first recovery line;
A second water separator installed on the second recovery line;
A first circulation line for circulating the working fluid in the liquid state separated from the first water separator, between the first water separator and the first evaporator of the economizer; And
A second circulation line for circulating the working fluid in the liquid state separated from the second water separator between the second water separator and the second evaporator of the economizer,
Further comprising:
The working fluid in the gaseous state separated from the first water separator is supplied to the steam turbine via the first steam supply line and the exhaust receiver,
Wherein the working fluid in the gaseous state separated from the second water separator is supplied to the steam turbine through the second superheater and the exhaust receiver of the economizer sequentially through the second steam supply line. 제2항에서,
상기 제1 순환 라인 및 상기 제2 순환 라인 상에 각각 설치된 순환 펌프를 더 포함하는 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치.3. The method of claim 2,
Further comprising a circulation pump installed on the first circulation line and the second circulation line, respectively. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
상기 회수 라인에 설치된 회수 펌프를 더 포함하는 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a recovery pump installed in the recovery line. 제4항에서,
상기 회수 라인 상에 설치되어 상기 증기 터빈을 거친 상기 작동 유체를 액체 상태로 만드는 복수기와, 상기 복수기를 통과한 상기 작동 유체를 저장하는 온수 탱크를 더 포함하는 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치.5. The method of claim 4,
A condenser installed on the recovery line for converting the working fluid passing through the steam turbine into a liquid state; and a hot water tank for storing the working fluid that has passed through the condenser. 제4항에서,
발전용으로 사용되는 보조 엔진과, 상기 회수 라인 상에 설치되어 상기 보조 엔진의 배기 가스와 상기 회수 라인을 통과하는 상기 작동 유체 사이에서 열에너지를 교환하는 보조 열교환기를 더 포함하는 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치.5. The method of claim 4,
Further comprising an auxiliary engine used for power generation and an auxiliary heat exchanger installed on the recovery line for exchanging thermal energy between the exhaust gas of the auxiliary engine and the working fluid passing through the recovery line. . 제5항에서,
상기 회수 라인 상에 설치되며 상기 온수 탱크에서 상기 이코노마이저로 향하는 상기 작동 유체에 열에너지를 전달하는 보조 열원 공급부를 더 포함하는 폐열 회수 가능한 선박용 동력 장치.
The method of claim 5,
Further comprising an auxiliary heat source supply unit installed on the recovery line for transferring heat energy to the working fluid flowing from the hot water tank to the economizer.
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