KR101602654B1 - Circulation-type power generation system using sea water hot spring - Google Patents

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KR101602654B1 KR1020140058975A KR20140058975A KR101602654B1 KR 101602654 B1 KR101602654 B1 KR 101602654B1 KR 1020140058975 A KR1020140058975 A KR 1020140058975A KR 20140058975 A KR20140058975 A KR 20140058975A KR 101602654 B1 KR101602654 B1 KR 101602654B1
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Abstract

해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템이 개시된다.
해당 시스템은 지하의 해양 온천수를 저장하는 지하 관정에 저온수를 투입하여 저장된 해양 온천수를 감온하기 위한 순환라인; 감온된 해양 온천수를 이송라인을 통해 지상으로 양수하는 펌프; 펌프를 통해 양수된 해양 온천수를 저장하는 해수 탱크; 저장된 해양 온천수를 가열하여 증기압을 발생시키는 히터; 해수 탱크로부터 배기라인을 통해 배출되는 고온 고압의 증기로 터빈을 회전시켜 전력을 생산하는 터빈 발전기; 및 제어기를 포함한다. 제어기는 터빈 발전기에서 생산된 전력을 저장한 후 시스템 내부전원으로 재사용하여 펌프, 히터 및 터빈 발전기를 구동하되, 상용 계통과 연계되어 전력 부족분은 상용 계통 측으로부터 공급받아 사용하고, 터빈 발전기에서 생산되는 전력 잉여분은 상용 계통 측으로 공급한다.
이에 따르면, 바다에서 무한 순환되는 해양 온천을 에너지원으로 하여 안정적/효율적으로 전기를 생산할 수 있고, 쉽고 안전하게 발전을 위한 양수 작업을 수행할 수 있으며, 발전에 사용된 해양 온천수로부터 부수적으로 소금 및 담수를 얻어 경제성을 늘릴 수 있다.A circulating power generation system using a marine hot spring is disclosed.
The system includes a circulation line for introducing low-temperature water into an underground reservoir for storing underground marine thermal water to heat stored marine hot water; A pump for pumping the warmed oceanic spring water to the ground through a transfer line; A seawater tank for storing marine hot spring water pumped through the pump; A heater for heating the stored marine hot water to generate a vapor pressure; A turbine generator for generating electric power by rotating the turbine with high-temperature and high-pressure steam discharged from a seawater tank through an exhaust line; And a controller. The controller saves the power generated by the turbine generator and reuses it as internal power for the system to drive the pump, heater, and turbine generator. The controller is connected to the commercial grid and supplies the power shortage from the commercial grid. The surplus power is supplied to the commercial grid side.
According to this, it is possible to produce electricity stably / efficiently using an oceanic hot spring circulating in the sea as an energy source, and can easily and safely carry out a pumping operation for power generation. In addition, the marine hot spring water used for power generation, To increase economic efficiency.

Figure R1020140058975
Figure R1020140058975

Description

해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템{CIRCULATION-TYPE POWER GENERATION SYSTEM USING SEA WATER HOT SPRING}CIRCULATION-TYPE POWER GENERATION SYSTEM USING SEA WATER HOT SPRING

본 발명은 순환식 발전 시스템에 관한 것으로, 특히 바다에서 무한 순환되는 해양 온천을 에너지원으로 하여 안정적/효율적으로 전기를 생산할 수 있고, 쉽고 안전하게 발전을 위한 양수 작업을 수행할 수 있으며, 발전에 사용된 해양 온천수로부터 부수적으로 소금 및 담수를 얻어 경제성을 늘릴 수 있는 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a circulating power generation system. In particular, it is possible to produce electricity stably / efficiently using a marine hot spring, which is endlessly circulated in the sea, as an energy source and can easily and safely carry out a pumping operation for power generation, The present invention relates to a circulating power generation system using a marine hot spring capable of increasing the economic efficiency by additionally obtaining salt and fresh water from a marine hot spring water.

근래에 들어 지구 온난화 방지 및 환경 보호를 목적으로 화석 연료나 원자력 연료를 사용하는 전통적인 방식 이외에도 태양광, 수력, 풍력, 폐기물, 해양에너지 등 자연에서 얻을 수 있는 에너지를 발전시키는 신재생 에너지를 사용하고자 하는 시도가 늘고 있다.In recent years, in addition to traditional methods of using fossil fuels and nuclear fuels for the purpose of preventing global warming and protecting the environment, we are also using renewable energy to generate energy from natural sources such as solar power, hydro power, wind power, Is increasing.

이러한 시도의 일환으로 바다에서 무한 순환되는 해양 온천을 에너지원으로 하여 발전하는 시스템을 고려할 수 있다.As part of such efforts, we can consider a system that uses oceanic hot springs circulating in the sea as an energy source.

해안에 인접해 있는 해양 온천은 바다로부터 자연적으로 유입된 온천수가 지하 암반층을 지나며 고온으로 뿜어져 나오는 형태이다.The marine hot spring, which is adjacent to the coast, is a type of natural hot spring water flowing from the sea through the underground rock layer and coming out at a high temperature.

종래 이러한 해양 온천은 몸을 담그거나 씻는 온천수 본연의 용도로만 사용되고 있다. 온천수가 아닌 해수를 단순 이용하는 기술로는 해수에 함유된 염분을 추출하거나 해수를 담수화하여 물 자원으로 활용하는 방안 등이 제한적으로 제시되어 있을 뿐, 해양 온천을 발전 시스템에 적용하기 위한 시도는 이루어지지 않고 있다.Conventionally, these marine hot springs are used only for the main purpose of bathing or washing the body. As a technique for simply using seawater other than hot spring water, there have been limited suggestions such as extracting salinity contained in seawater or desalination of seawater to utilize it as a water resource, and attempts have been made to apply marine hot spring to power generation system It is not.

종래 온천의 개발, 원유나 천연가스 등의 지하자원 탐사나 지층의 구조/상태 조사를 위하여 지하 깊은 곳까지 구멍을 파는 시추공법이 도입되어 있는 데, 이를 이용하면 지하 깊은 곳(예컨대, 약 1200m 깊이)까지 파고 들어가 해양 온천수를 뽑아내는 것이 가능하다.Conventionally, a borehole method has been introduced to drill holes to deep underground for the development of hot springs, the exploration of underground resources such as crude oil and natural gas, and the investigation of structure / condition of strata. ) And it is possible to extract marine hot spring water.

그러나 지하 깊은 곳까지 시추하여 해양 온천수를 뽑아내고자 할 경우 너무 높은 온천수의 온도로 인해 물을 끌어올리는 양수(揚水) 작업이 어렵고 위험하며, 특히 해양 온천수의 온도가 100℃ 이상이 되면 온천수와 증기가 함께 존재하여 양수 작업이 극히 위험하거나 아예 불가능한 문제점이 있다.However, in order to extract marine hot water by drilling deep into the basement, it is difficult and dangerous to lift the water due to the temperature of the hot water. Especially when the temperature of the marine hot water exceeds 100 ℃, There is a problem that the pumping operation is extremely dangerous or impossible at all.

KR 10-0768334 B1, 공고일: 2007.10.18, 명칭: 자연에너지를 이용한 해수의 농축 및 담수화시스템KR 10-0768334 B1, Notice: 2007.10.18, Name: Concentration and desalination system of seawater using natural energy KR 10-0537288 B1, 공고일: 2005.12.16, 명칭: 지하염수를 이용한 기능성 염의 제조방법KR 10-0537288 B1, Notice: 2005.12.16, Name: Manufacturing method of functional salt using underground salt water

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 바다에서 무한 순환되는 해양 온천을 에너지원으로 하여 안정적/효율적으로 전기를 생산하는 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to provide a circulating power generation system using a marine hot spring that produces electricity stably / .

본 발명의 다른 목적은 지하 깊은 곳에 있는 해양 온천수에 저온수를 일정량 섞어 감온한 후 끌어올림으로써 쉽고 안전하게 발전을 위한 양수 작업을 수행할 수 있게 하는 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a circulation type power generation system using a marine hot spring capable of easily and safely performing a pumping operation for power generation by warming and then raising a certain amount of cold water to a marine hot spring water at a deep underground .

본 발명의 또 다른 목적은 발전에 사용된 해양 온천수로부터 부수적으로 소금 및 담수를 얻어 경제성을 늘릴 수 있는 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a circulating power generation system using a marine hot spring capable of increasing the economic efficiency by additionally obtaining salt and fresh water from marine hot spring water used for power generation.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not to be construed as limiting the invention as defined by the appended art. It will be possible.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템은 지하의 해양 온천수를 저장하는 지하 관정에 저온수를 투입하여 상기 저장된 해양 온천수를 끓는점 이하로 감온해 증기 발생을 억제하기 위한 순환라인; 상기 감온된 해양 온천수를 이송라인을 통해 지상으로 양수하는 펌프; 상기 펌프를 통해 양수된 해양 온천수를 저장하는 해수 탱크; 상기 저장된 해양 온천수를 가열하여 증기압을 발생시키는 히터; 상기 해수 탱크로부터 배기라인을 통해 배출되는 고온 고압의 증기로 터빈을 회전시켜 전력을 생산하는 터빈 발전기; 및 상기 터빈 발전기에서 생산된 전력을 저장한 후 시스템 내부전원으로 재사용하여 상기 펌프, 히터 및 터빈 발전기를 구동하되, 상용 계통과 연계되어 전력 부족분은 상용 계통 측으로부터 공급받아 사용하고, 상기 터빈 발전기에서 생산되는 전력 잉여분은 상용 계통 측으로 공급하는 제어기를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a circulating-type power generation system using a marine hot spring, wherein low-temperature water is supplied to an underground storage vessel for storing underground marine hot-spring water to reduce the stored marine hot spring water below a boiling point, Circulation line for; A pump for pumping the warmed marine hot spring water to the ground through a transfer line; A seawater tank for storing the marine hot spring water pumped through the pump; A heater for heating the stored marine hot spring water to generate a steam pressure; A turbine generator for generating electric power by rotating the turbine with high-temperature and high-pressure steam discharged from the seawater tank through an exhaust line; And the turbine generator is connected to the turbine generator, and the power generated by the turbine generator is stored and then reused as a system internal power source to drive the pump, the heater and the turbine generator, and the power shortage is supplied from the commercial system side in connection with the commercial system, The produced surplus power includes a controller for supplying to the commercial grid side.

상기 순환식 발전 시스템에서 상기 감온된 해양 온천수의 온도는 70℃ 이상 90℃ 이하일 수 있다.In the circulating power generation system, the temperature of the warmed marine hot spring water may be 70 ° C or higher and 90 ° C or lower.

상기 순환식 발전 시스템은 상기 제어기가 공급하는 시스템 내부전원으로 작동하고, 상기 해수 탱크에서 배출되어 상기 터빈 발전기를 통과하고 난 후의 증기를 흡기라인을 통해 수집하여 수집된 증기가 내부 표면에 결로되도록 냉각 응축하는 냉각실; 및 상기 냉각실을 통해 결로된 수분을 집수하여 담수를 얻는 담수 저장조를 더 포함할 수 있다.The circulation type power generation system operates as an internal power supply of the system supplied by the controller and collects the steam discharged from the seawater tank through the turbine generator through an intake line to cool the collected steam to condensation on the inner surface. A cooling chamber to condense; And a fresh water storage tank for collecting moisture condensed through the cooling chamber to obtain fresh water.

상기 순환식 발전 시스템은 상기 제어기가 공급하는 시스템 내부전원으로 작동하고, 상기 해수 탱크의 증기 배출 후 남는 농축 염수를 공급받아 소금을 생산하는 가마실을 더 포함할 수 있다.The circulating power generation system may further include a kiln chamber that operates as an internal power source supplied by the controller and supplies concentrated brine remaining after the steam of the seawater tank is discharged to produce salt.

상기 순환식 발전 시스템에서, 상기 담수 저장조에 저장되는 담수 일부가 상기 순환라인을 통해 제공되어 상기 지하 관정에 투입되는 저온수로 재사용될 수 있다.In the circulating power generation system, a part of the fresh water stored in the fresh water storage tank can be reused by the low temperature water supplied through the circulation line to the underground water well.

본 발명의 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템에 따르면, 바다에서 무한 순환되는 해양 온천을 에너지원으로 하여 안정적/효율적으로 전기를 생산할 수 있다.According to the circulating power generation system using the marine hot spring of the present invention, it is possible to produce electricity stably / efficiently using the marine hot spring circulating in the sea as an energy source.

또한, 지하 깊은 곳에 있는 해양 온천수에 저온수를 일정량 섞어 감온한 후 끌어올림으로써 쉽고 안전하게 발전을 위한 양수 작업을 수행할 수 있다.In addition, by adding a certain amount of low-temperature water to a marine hot spring water deep in the basement, it is possible to carry out the pumping work for the power generation easily and safely by raising the temperature.

또한, 발전에 사용된 해양 온천수로부터 부수적으로 소금 및 담수를 얻어 경제성을 늘릴 수 있다.It is also possible to increase the economic efficiency by obtaining salt and fresh water incidentally from marine hot spring water used for power generation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템의 설치 상태를 개략적으로 예시한 도면.
도 2는 도 1에 나타난 순환식 발전 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view illustrating an installation state of a circulating power generation system using a marine hot spring according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a schematic view showing a configuration of a circulating power generation system shown in Fig. 1; Fig.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a circulating power generation system using a marine hot spring according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템의 설치 상태를 개략적으로 예시한 도면이다.1 is a schematic view illustrating an installed state of a circulating power generation system using a marine hot spring according to an embodiment of the present invention.

도 1에서, 지하 관정(200)은 해안 부근에 위치하여 바다로부터 암반층 사이사이를 지나면서 유입되는 고온의 해양 온천수를 저장한다.In Figure 1, the underground well 200 is located near the coast and stores hot oceanic hot spring water flowing between sea and rock layers.

일 실시예에서, 해양 온천수의 온도는 끓는점 내외의 약 100℃로 가정한다. 이를 위한 지하 관정(200)의 깊이는 지하 700m ~ 1200m 정도일 수 있다.In one embodiment, the temperature of the marine hot spring water is assumed to be about 100 캜 at and around the boiling point. The depth of the underground well 200 for this purpose may be about 700 m to 1200 m underground.

순환식 발전 시스템(100)은 해양 온천수의 양수가 용이하도록 하기 위해, 먼저 순환라인(120)을 통해 지하 관정(200)에 저장되어 있는 고온의 해양 온천수에 저온수를 투입하여 저장된 해양 온천수를 끓는점 이하로 감온해 증기 발생을 억제시킨다.In order to facilitate the pumping of marine hot spring water, the circulatory power generation system 100 first supplies low-temperature water to the high-temperature marine hot spring water stored in the underground pipe 200 through the circulation line 120, Or less to suppress the generation of steam.

일 예로, 저온수의 온도는 상온(20±5℃) 또는 그보다 낮은 온도일 수 있다. 저온수는 지하 관정(200)에 있는 해양 온천수를 쉽고 안전하게 지상까지 끌어올릴 수 있도록 해양 온천수의 온도를 끓는점(예컨대 100℃) 이하인 적정 수준의 온도 범위로 낮추는 역할을 한다.As an example, the temperature of the low temperature water may be room temperature (20 +/- 5 DEG C) or lower. The low temperature water serves to lower the temperature of the marine hot spring water to a suitable temperature range below the boiling point (for example, 100 DEG C) so that the marine hot spring water in the underground well 200 can be easily and safely raised to the ground.

예컨대, 순환식 발전 시스템(100)은 단위 시간마다 일정량의 저온수를 투입함으로써 해당 깊이에서 100℃ 내외로 존재하는 지하의 해양 온천수를 지상으로 양수되기 전에 약 80℃ 내외, 70℃ 내지 90℃의 온도 범위로 감온시킬 수 있다.For example, the circulating-type power generation system 100 is operated by supplying a predetermined amount of low-temperature water per unit time to the underground marine hot spring water existing at about 100 ° C at a depth of about 80 ° C before being pumped to the ground, Temperature range.

전술한 해양 온천수의 상한 온도는 양수 작업의 편의를 위해 끓는점보다 약간 낮은 값인 90℃로 설정한 것이다. 하한 온도는 고온의 해양 온천수가 가진 본연의 열에너지를 가능한 유지하는 값인 70℃로 설정한 것으로, 이에 따르면 해당 온도의 해양 온천수를 지상으로 양수한 후 약간의 가열만으로 발전을 수행할 수 있어 효율적이다.The upper limit temperature of the above-mentioned marine hot spring water is set at 90 ° C which is slightly lower than the boiling point for the convenience of the pumping operation. The lower limit temperature is set at 70 ° C, which is the value that keeps the natural thermal energy of high temperature oceanic hot springs as much as possible. As a result, it is efficient to pump the marine hot water at the above temperature to the ground and to perform power generation with only slight heating.

이와 같이, 지하에 있던 고온의 해양 온천수는 적정한 온도 범위로 감온되어 순환식 발전 시스템(100)에 유입된다.As described above, the hot spring water of the high temperature in the basement is sent to the circulating power generation system 100 by being warmed to an appropriate temperature range.

순환식 발전 시스템(100)은 지하 관정(200)의 감온된 해양 온천수를 이송라인(110)을 통해 양수한 후 발전을 위해 일정 온도(예컨대, 120℃ 이상)까지 다시 가열함으로써 증기를 발생시키고 이 증기압을 이용해 터빈을 돌려 전력을 생산하게 된다.The circulating power generation system 100 pumps the hot marine hot water of the underground station 200 through the transfer line 110 and then generates steam by heating again to a predetermined temperature (for example, 120 ° C or higher) Steam pressure is used to rotate the turbine to produce power.

발전 사이클의 증발 팽창 과정에서 열에너지가 소비되어 내부 온도가 낮아지게 되므로, 지속적인 발전이 가능하기 위해서는 이송라인(110)을 통해 유입된 해양 온천수를 계속해서 가열하여야 한다.Since the thermal energy is consumed in the evaporation and expansion process of the power generation cycle to lower the internal temperature, the marine hot spring water flowing through the transfer line 110 must be continuously heated to enable continuous power generation.

해양 온천수를 발전이 가능한 온도까지 재가열하고 가열 상태를 지속하는 데에는 전력이 소모되는바, 순환식 발전 시스템(100)은 해양 온천수를 이용해 자가 생산한 전력을 내부 배터리(미도시)에 일부 충전하여 온천수 재가열을 위한 자체적인 시스템 내부전원으로 순환 사용할 수 있다.The power is consumed to reheat the marine hot spring water to a temperature at which the marine hot spring water can be generated and to maintain the heating state. Thus, the circulating water generating system 100 partially charges the internal battery (not shown) It can be circulated to its own internal system power supply for reheating.

순환식 발전 시스템(100)은 온천수를 이용한 단독 발전을 기본으로 하나, 내부 배터리의 충전용량이 부족한 경우에는 한국전력공사 등의 전력회사 공급라인인 상용 계통(300)으로부터 온천수 재가열을 위한 약간의 전력을 제공받을 수 있다.The circulating power generation system 100 is based on single power generation using hot spring water. However, when the internal battery capacity is insufficient, a small amount of electric power for reheating hot spring water is supplied from a commercial power supply line 300, .

내부적인 전력 사용량은 지속적으로 발전하는 순환식 발전 시스템(100)의 전력 생산량에 비해 매우 낮은 수준이며, 이외의 생산 전력은 모두 상용 계통(300) 방향으로 송전된다.The internal power consumption is very low compared to the power generation of the continuously developing circulating power generation system 100, and the other produced power is transmitted in the direction of the commercial power system 300.

즉, 순환식 발전 시스템(100)은 상용 계통(300)으로부터 약간의 전력(예컨대, 심야전기 등)을 끌어와 70℃ ~ 90℃ 정도의 온도 범위로 감온되어 있는 온천수를 재가열하여 증기를 발생하고, 증기압을 발전에 이용하여 많은 전력을 생산하는 것이다. 생산된 전력 일부는 다시 내부로 회귀하여 온천수의 가열을 유지하는데 쓰이고, 나머지 전력은 상용 계통(300)으로 제공되어 안정적인 전력 수급에 기여한다.That is, the circulating power generation system 100 draws a small amount of electric power (for example, night-time electricity) from the commercial system 300 and reheats the hot water heated to a temperature range of about 70 ° C to 90 ° C to generate steam , And the steam pressure is used for power generation to generate a large amount of electric power. Some of the generated power returns to the inside and is used to maintain the heating of the hot water, and the remaining power is supplied to the commercial system 300 to contribute to stable power supply and demand.

이와 같이, 순환식 발전 시스템(100)은 지하 관정(200)에 있는 고온의 해양 온천수를 쉽고 안전하게 지상까지 끌어올릴 수 있도록 해양 온천수에 상온 또는 그보다 낮은 온도의 저온수를 섞어 해양 온천수의 온도를 적정 수준으로 감온할 수 있다. 지상으로 양수된 해양 온천수는 이후 재가열되어 발전을 위한 증기를 발생시키는 데 사용된다.In this way, the circulating power generation system 100 mixes the marine hot spring water with the low temperature water at room temperature or lower so that the temperature of the marine hot spring water can be appropriately adjusted so that the marine hot spring water in the underground 200 can be easily and safely raised to the ground . The marine spring water pumped to the ground is then reheated and used to generate steam for power generation.

해양 온천수는 감온되었다고 하더라도 비교적 높은 온도(약 80℃ 내외)를 가지므로, 약간의 전력을 소비하여 재가열하는 것만으로 지상으로 양수된 해양 온천수를 쉽게 발전 가능한 온도까지 도달시킬 수 있다.Since marine hot springs have a relatively high temperature (around 80 ℃) even if they are warmed, it is possible to reach the temperature at which the marine hot spring water pumped to the ground can easily be generated by simply reheating by consuming a little power.

또한, 온천수로 자가 발전한 전력을 순환식으로 온천수 재가열에 투입할 수 있으므로 전력 효율성은 더욱 높아질 수 있다.In addition, the power efficiency can be further increased because the self-generated power of the hot spring water can be circulated for reheating the hot spring water.

나아가, 순환식 발전 시스템(100)은 이와 같은 발전 과정에서 사용된 해양 온천수를 폐기 처리하거나 방류하지 않고 최대한 담수화하여 물 자원으로 확보하고 함유된 염분은 추출하여 수집할 수 있다.Further, the circulatory power generation system 100 can maximize the desalination of the marine hot spring water used in the power generation process without discharging it or discharging it, thereby securing it as a water resource and extracting and collecting the contained salt.

담수 및 소금 생산 과정은 순환식 발전과 연계되어 진행되며 전술한 발전 과정에 의해 자가 발전된 전력 또는 상용 계통(300)으로부터 끌어온 약간의 전력을 사용하여 진행할 수 있다.The freshwater and salt production process is performed in conjunction with the circulation power generation and can be carried out using the power generated by the power generation process described above or a little power drawn from the commercial power system 300.

일 실시예에서, 해양 온천수는 전술한 일련의 발전 과정, 즉 지하 관정(200)에서 저온화 → 지상으로 양수 → 가열 및 증기 발생 → 발생된 증기를 이용한 발전 과정을 마치고 난 후에, 증기 및 증기 배출 후 남은 농축 염수 상태로 담수 및 소금 생산 과정에 각각 투입된다.In one embodiment, the marine spring water is used in a series of development processes as described above, such as lowering the temperature in the underground well 200, amending water to ground, heating and steam generation, The remaining concentrated saline is put into the fresh water and salt production process, respectively.

발전 과정을 제외한 담수 및 소금 생산 과정에서는 온천수 또는 해수를 이용하는 공지의 담수 및 소금 생산 기법을 준용할 수 있다.In the process of freshwater and salt production except for the development process, well-known freshwater and salt production techniques using hot spring or seawater can be applied mutatis mutandis.

또한, 일 실시예에서 지하 관정(200)에 투입되는 저온수는 순환식 발전 시스템(100)에서 생산한 담수 일부를 상온 상태 그대로 혹은 냉각하여 순환라인(120)을 통해 제공하여 재사용하는 것일 수 있다.Also, in one embodiment, the low-temperature water to be introduced into the underground station 200 may be a part of the fresh water produced in the circulating power generation system 100 by being cooled at a normal temperature or may be supplied through the circulation line 120 for reuse .

순환식 발전 시스템(100)이 제공하는 저온수나 순환식 발전 시스템(100)으로 유입되는 해양 온천수의 유량은 순환라인(120) 및 이송라인(110)에 설치된 밸브(V)를 통해 적정량으로 조절될 수 있다.The low temperature water provided by the circulating power generation system 100 or the flow rate of the marine hot spring water flowing into the circulation type power generation system 100 is adjusted to a proper amount through the circulation line 120 and the valve V provided on the transfer line 110 .

도 2는 도 1에 나타난 순환식 발전 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.FIG. 2 is a schematic view showing a configuration of a circulating power generation system shown in FIG. 1. FIG.

도 2를 참조하면, 순환식 발전 시스템(100)은 이송라인(110), 순환라인(120), 펌프(130), 해수 탱크(135), 히터(140), 터빈 발전기(160) 및 제어기(150)를 포함하며, 실시예에 따라 냉각실(170), 담수 저장조(180) 및 가마실(185)을 부가적으로 더 포함할 수 있다.2, the circulating power generation system 100 includes a transfer line 110, a circulation line 120, a pump 130, a seawater tank 135, a heater 140, a turbine generator 160, and a controller (not shown) 150, and may further include a cooling chamber 170, a fresh water storage tank 180, and a kiln chamber 185 according to an embodiment.

순환식 발전 시스템(100)은 먼저 순환라인(120)을 통해 지하의 해양 온천수를 저장하는 지하 관정(200)에 저온수를 투입하여 지하 관정(200)에 저장된 해양 온천수를 일정 정도 감온시킨다.The circulating power generation system 100 lowers the marine hot spring water stored in the underground station 200 by a certain degree by inputting the low temperature water into the underground station 200 storing the underground marine hot water through the circulation line 120 first.

펌프(130)는 지하 관정(200)에 있는 감온된 해양 온천수를 이송라인(110)을 통해 지상으로 양수한다. 펌프(130)를 통해 양수된 해양 온천수는 해수 탱크(135)로 저장된다.The pump 130 pumps the warmed marine hot springs in the underground well 200 through the transfer line 110 to the ground. The marine hot spring water pumped through the pump 130 is stored in the seawater tank 135.

히터(140)는 해수 탱크(135)에 저장된 해양 온천수를 발전이 가능한 온도(예컨대, 120℃ 이상)에 도달할 때까지 재가열하고 이러한 상태를 일정 시간 이상 유지함으로써 해수 탱크(135)의 물을 발전을 위한 증기로 바꾸고 증기압을 발생시킨다.The heater 140 reheats the marine hot spring water stored in the seawater tank 135 until the temperature reaches a power generationable temperature (for example, 120 ° C or higher) and maintains this state for a predetermined time or longer, To vapor for steam and to generate vapor pressure.

터빈 발전기(160)는 해수 탱크(135)로부터 배기라인(165)을 통해 배출되는 고온 고압의 증기로 내부의 터빈(미도시)을 회전시켜 전력을 생산한다. 전술한 터빈 발전기(160)는 터빈을 통해 증기압을 회전 원동력으로 전환한 후 그 회전력으로 전기를 발생하게 된다.The turbine generator 160 generates electric power by rotating a turbine (not shown) in the high-temperature and high-pressure steam discharged from the seawater tank 135 through the exhaust line 165. The turbine generator 160 converts the steam pressure into a rotational driving force through the turbine, and generates electric power based on the rotational force.

제어기(150)는 터빈 발전기(160)에서 생산된 전력을 내부 배터리(미도시)에 저장한 후 시스템 내부전원으로 재사용하여 펌프(130), 히터(140) 및 터빈 발전기(160)를 구동하되, 상용 계통(300)과 연계되어 전력 부족분은 상용 계통(300) 측으로부터 공급받아 사용하고, 터빈 발전기(160)에서 생산되는 전력 잉여분은 상용 계통(300) 측으로 공급한다.The controller 150 stores the power generated by the turbine generator 160 in an internal battery (not shown) and reuses it as a system internal power source to drive the pump 130, the heater 140, and the turbine generator 160, The power shortage connected to the commercial system 300 is supplied from the side of the commercial system 300 and supplied to the commercial system 300. The power surplus produced by the turbine generator 160 is supplied to the commercial system 300 side.

냉각실(170)은 제어기(150)가 공급하는 시스템 내부전원으로 작동하고, 증기를 물로 응축하여 담수화된 물을 얻을 수 있게 한다.The cooling chamber 170 operates with the system internal power supply supplied by the controller 150, and condenses the steam into water to obtain desalinated water.

해수 탱크(135)에서 배출되어 터빈 발전기(160)를 통과하고 난 후의 증기는 흡기라인(155)을 통해 냉각실(170)로 수집되며, 수집된 증기는 냉각실(170)의 내부 표면에 결로되도록 냉각된다.The steam after being discharged from the seawater tank 135 and passing through the turbine generator 160 is collected into the cooling chamber 170 through the intake line 155 and the collected steam is condensed on the inner surface of the cooling chamber 170 .

즉, 냉각실(170)은 발전 이후 남은 증기를 머금은 공기를 수집하여 차가운 내부 표면에 접촉시킴으로써 공기 중의 증기를 이슬점 이하 온도까지 냉각 응축하여 물로 변환시키는 것이다.That is, the cooling chamber 170 collects the air remaining after the power generation and makes contact with the cool inner surface, thereby cooling the vapor in the air to a temperature below the dew point, thereby condensing the water into water.

응축을 가속화하기 위해 냉각실(170)의 내부에 표면적이 넓은 냉각 핀이나 냉각 순환라인 등을 구비하여 증기가 그 외부 표면에 보다 빠르게 결로되도록 할 수도 있다.In order to accelerate the condensation, a cooling fin or a cooling circulation line or the like having a large surface area may be provided inside the cooling chamber 170 so that the steam is condensed on the outer surface more quickly.

담수 저장조(180)는 집수라인(175)을 통해 냉각실(170)의 하부에 결합되어 냉각실(170)을 통해 결로된 수분을 집수함으로써 담수를 얻어 저장할 수 있다.The fresh water storage tank 180 is connected to the lower part of the cooling chamber 170 through the water collecting line 175 and collects condensed water through the cooling chamber 170 to obtain and store fresh water.

가마실(185)은 제어기(150)가 공급하는 시스템 내부전원으로 작동하고, 해수 탱크(135)의 증기 배출 후 남는 농축 염수를 공급받아 소금을 생산하는 곳이다.The kiln chamber 185 is a place where the controller 150 operates to operate the system internal power source and supply the concentrated brine remaining after the steam of the seawater tank 135 is discharged to produce salt.

일 실시예에서, 순환식 발전 시스템(100)은 해양 온천수를 가열하여 발생시킨 증기로 발전을 수행하고 난 후 이를 다시 수집하여 전술한 담수 생산에 투입하고, 증기 배출 후 해수 탱크(135)에 남는 농축 염수로부터 소금을 추출해 낸다.In one embodiment, the circulating power generation system 100 performs the power generation by the steam generated by heating the marine hot spring water, collects it again, inputs it into the fresh water production described above, Extract salt from the concentrated brine.

해양 온천수에 함유된 염분은 지하 깊은 곳으로부터 조달된 오염되지 않은 상태의 것이다.The salt contained in marine hot springs is an uncontaminated state procured from deep underground.

일 예로, 해수 탱크(135)의 증기 배출 후 남는 농축 염수를 공급받아 가마실(185)에서 정제 여과 및 가열하여 수분을 제거하고 함유된 소금을 결정시켜 천일염 결정체를 얻은 후 고체 상태의 이 소금을 추가 가열 및 건조하면 오염되지 않은 상태의 깨끗한 고순도 소금을 얻을 수 있다.For example, the concentrated brine remaining after the steam discharge of the seawater tank 135 is supplied, and purified filtration and heating are performed in the kiln chamber 185 to remove moisture, and the salt contained therein is crystallized to obtain a crystalline salt of the salt. Additional heating and drying can result in clean, high purity salt in an uncontaminated state.

전술한 냉각실(170)의 냉각 과정, 가마실(185)의 가열 및 추가 가열을 위한 전원은 제어기(150)가 공급하는 시스템 내부전원으로 충당할 수 있다.The power for cooling the cooling chamber 170, heating the kiln chamber 185, and additional heating may be supplied from the internal power supply of the system that the controller 150 supplies.

전술한 제어기(150)는 해양 온천수로 자가 발전하여 생산한 전력을 상용 계통(300)으로 송전하되, 생산 전력의 일부는 내부 배터리에 충전한 후 내부 요소들, 펌프(130), 히터(140), 터빈 발전기(160), 냉각실(170), 가마실(185) 등을 구동하기 위한 시스템 내부전원으로 순환시켜 재사용할 수 있다.The controller 150 transmits the electric power generated by the self-generated water to the marine hot spring water to the commercial system 300. The electric power generated by the controller 150 is supplied to the internal elements, the pump 130, the heater 140, The turbine generator 160, the cooling chamber 170, the kiln chamber 185, and the like.

본 발명에 따른 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템의 구성은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The configuration of the circulation type power generation system using the marine hot spring according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention.

100: 순환식 발전 시스템, 110: 이송라인,
120: 순환라인, 130: 펌프,
135: 해수 탱크, 140: 히터,
150: 제어기, 155: 흡기라인,
160: 터빈 발전기, 165: 배기라인,
170: 냉각실, 175: 집수라인,
180: 담수 저장조, 185: 가마실,
200: 지하 관정, 300: 상용 계통100: circulating power generation system, 110: transfer line,
120: circulation line, 130: pump,
135: seawater tank, 140: heater,
150: controller, 155: intake line,
160: turbine generator, 165: exhaust line,
170: cooling chamber, 175: collecting line,
180: fresh water storage tank, 185: kiln room,
200: underground station, 300: commercial system

Claims (5)

지하의 해양 온천수를 저장하는 지하 관정에 저온수를 투입하여 상기 저장된 해양 온천수를 끓는점 이하로 감온해 증기 발생을 억제하기 위한 순환라인;
상기 감온된 해양 온천수를 이송라인을 통해 지상으로 양수하는 펌프;
상기 펌프를 통해 양수된 해양 온천수를 저장하는 해수 탱크;
상기 저장된 해양 온천수를 가열하여 증기압을 발생시키는 히터;
상기 해수 탱크로부터 배기라인을 통해 배출되는 고온 고압의 증기로 터빈을 회전시켜 전력을 생산하는 터빈 발전기;
상기 터빈 발전기에서 생산된 전력을 저장한 후 시스템 내부전원으로 재사용하여 상기 펌프, 히터 및 터빈 발전기를 구동하되, 상용 계통과 연계되어 전력 부족분은 상용 계통 측으로부터 공급받아 사용하고, 상기 터빈 발전기에서 생산되는 전력 잉여분은 상용 계통 측으로 공급하는 제어기;
상기 제어기가 공급하는 시스템 내부전원으로 작동하고, 상기 해수 탱크에서 배출되어 상기 터빈 발전기를 통과하고 난 후의 증기를 흡기라인을 통해 수집하여 수집된 증기가 내부 표면에 결로되도록 냉각 응축하는 냉각실; 및
상기 냉각실을 통해 결로된 수분을 집수하여 담수를 얻는 담수 저장조를 더 포함하는 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템.A circulation line for introducing low-temperature water into an underground tank storing underground marine thermal water to reduce the stored marine hot water to a boiling point or less to suppress steam generation;
A pump for pumping the warmed marine hot spring water to the ground through a transfer line;
A seawater tank for storing the marine hot spring water pumped through the pump;
A heater for heating the stored marine hot spring water to generate a steam pressure;
A turbine generator for generating electric power by rotating the turbine with high-temperature and high-pressure steam discharged from the seawater tank through an exhaust line;
The power generated by the turbine generator is stored and reused as a system internal power source to drive the pump, the heater, and the turbine generator. The power shortage is supplied from the commercial system side in connection with the commercial system. The power surplus being supplied to the commercial system side;
A cooling chamber which is operated by an internal power supply supplied from the controller and collects the steam discharged from the seawater tank through the turbine generator through an intake line and cools the collected steam to condensation on the inner surface; And
And a fresh water storage tank for collecting moisture condensed through the cooling chamber to obtain fresh water. 제1항에 있어서,
상기 감온된 해양 온천수의 온도는 70℃ 이상 90℃ 이하인 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the temperature of the warmed marine hot spring water is 70 ° C to 90 ° C. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어기가 공급하는 시스템 내부전원으로 작동하고, 상기 해수 탱크의 증기 배출 후 남는 농축 염수를 공급받아 소금을 생산하는 가마실을 더 포함하는 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a kiln room which is operated by an internal power source supplied by the controller and produces salt by supplying concentrated brine remaining after the steam of the seawater tank is discharged. 제1항에 있어서,
상기 담수 저장조에 저장되는 담수 일부가 상기 순환라인을 통해 제공되어 상기 지하 관정에 투입되는 저온수로 재사용되는 해양 온천을 이용한 순환식 발전 시스템.The method according to claim 1,
And a portion of the fresh water stored in the fresh water storage tank is provided through the circulation line and reused as low temperature water to be introduced into the underground tank.
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