KR101684791B1 - Hydrogen supply system and method of submarine - Google Patents

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변윤철
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Abstract

A hydrogen supply system and method for a submarine are disclosed. According to an embodiment of the present invention, the hydrogen supply system for a submarine comprises: a reforming system which receives fuel in a submarine to generate hydrogen; and a dehydrating system which is formed in the submarine together with the reforming system to generate hydrogen using an organic compound, thereby enabling the supply of hydrogen from one or more from the reforming system and the dehydrating system.

Description

잠수함의 수소 공급 시스템 및 방법{HYDROGEN SUPPLY SYSTEM AND METHOD OF SUBMARINE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen supply system for a submarine,

본 발명의 실시예들은 잠수함의 수소 공급 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잠수함 내의 수소공급장치로서 개질시스템과 탈수소화시스템을 동시에 구비하여 잠수함의 작전 능력을 향상시킬 수 있는 잠수함 수소 시스템 및 수소 관리방법에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a submarine hydrogen supply system and method, and more particularly, to a submarine hydrogen system capable of improving a submarine's operational capability by simultaneously providing a reforming system and a dehydrogenation system as a hydrogen supply device in a submarine, And a method for managing hydrogen.

잠수함은 수중을 잠항할 수 있으며, 이를 위해 함내의 전원을 공급받아 동작하는 추진모터 등에 의해 회전력이 발생되고, 이 회전력이 프로펠러까지 전달되어 추진력을 발생시킨다. The submarine is submerged in water, and a torque is generated by a propulsion motor that operates with power supplied from the cabin, and this torque is transmitted to the propeller to generate propulsion.

기존의 수소를 연료로 하는 잠수함은 고압 수소저장용기에 수소를 저장하여 수소를 공급한다. 이러한 수소저장용기 저장방식은 질량대비 수소 저장률(예: 수소저장합금의 경우 약2wt%)이 낮아 잠수함은 잠항능력에 제한이 있다. Conventional hydrogen - powered submarines store hydrogen in high - pressure hydrogen storage vessels to supply hydrogen. Such a hydrogen storage vessel storage system has a low hydrogen storage rate (eg, about 2 wt% in the case of a hydrogen storage alloy) in terms of mass, which limits the submersible capacity of the submarine.

한편, 유기화합물에 수소를 저장하여 발생시키는 방식은 탈수소화반응(흡열반응)을 통해 수소를 생성하는 방식으로 유기화합물에 열원을 공급하면 쉽게 수소가 발생하고, 보통 잠수함의 적용시, 열원은 버너의 연소 반응에 의해 전달되며, 잠수함 내에 구비된 산소탱크에서 산소를 공급한다. 단일 반응으로 부반응으로 인한 부산물이 없어 Gas Purification 과정이 필요 없이 순수 수소만 발생하는 장점이 있다. On the other hand, a method of generating hydrogen by storing hydrogen in an organic compound generates hydrogen through a dehydrogenation reaction (endothermic reaction). When a heat source is supplied to an organic compound, hydrogen is easily generated. , And supplies oxygen in the oxygen tank provided in the submarine. As a single reaction, there is no byproducts due to side reaction, so there is an advantage that only pure hydrogen is generated without a gas purifying process.

그런데, 이와 같은 탈수소반응에 필요한 열원을 공급해 주기 위해서는 버너 연료를 구비해야 하는데, 유기화합물 특성상 연소반응에 분리하여 탄화수소계열의 연료를 연소하는 것보다 많은 연료가 소비되는 문제가 있다. However, in order to supply the heat source necessary for such a dehydrogenation reaction, a burner fuel must be provided. However, there is a problem that more fuel is consumed than burning a hydrocarbon-based fuel by separating the combustion reaction.

한편, 탄화수소계열 혹은 에탄올계열의 연료를 개질하여 수소를 생성하여 공급하면 수소저장용기에 수소를 저장하여 공급하는 방식은 수소저장밀도가 높아 잠수함의 정해진 공간에서 더 많은 수소를 공급할 수 있는 장점이 있다. On the other hand, when hydrogen is produced and supplied by reforming hydrocarbons or ethanol-based fuels, a method of storing hydrogen in a hydrogen storage vessel is advantageous in that it can supply more hydrogen in a predetermined space of a submarine due to its high hydrogen storage density .

하지만, 연료에서 수소를 발생시킬 때 수소 외 가스가 발생하게 되어 제거하기 위한 Gas Purification 시스템 작동이 추가로 필요한 단점이 있다. However, there is a disadvantage in that it is necessary to further operate the gas purifying system in order to generate hydrogen other than hydrogen when generating hydrogen from the fuel.

또한, 연료를 촉매에서 개질하기 위하여 열량 공급이 필요한데, 보통의 개질기 시스템의 경우 열량 공급을 위하여 버너에서 개질 대상의 연료를 연소하여 공급하며, 산소는 잠수함 내에 구비된 산소탱크에서 산소를 공급한다. 개질 연료마다 다르지만, 유기화합물의 탈수소반응보다 높은 열량을 요구하는 단점이 있다. In addition, in the case of an ordinary reformer system, a fuel to be reformed is supplied to the burner for supplying heat, and oxygen supplies oxygen in the oxygen tank provided in the submarine. It has a disadvantage in that it requires a higher amount of heat than the dehydrogenation reaction of the organic compound although it varies depending on the reforming fuel.

따라서, 개질시스템과 탈수소화시스템을 동시에 구비하여 잠수함의 작전 상황에 따라 유리하게 운용할 수 있는 기술적 개발이 필요한 실정이다.
Therefore, it is necessary to develop a technology capable of operating the reforming system and the dehydrogenation system at the same time according to the operational situation of the submarine.

수소발생장치가 구비된 연료전지 시스템(대한민국 공개특허공보 제10-2009-0093044호)A fuel cell system equipped with a hydrogen generator (Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0093044)

본 발명은 연료를 촉매 존재 하에 반응시켜 수소를 생성하는 개질시스템과, 유기화합물을 통해 수소를 공급하는 탈수소화시스템을 동시에 구비할 수 있는 잠수함의 수소 공급 시스템을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a hydrogen supply system for a submarine capable of simultaneously providing a reforming system for generating hydrogen by reacting a fuel in the presence of a catalyst and a dehydrogenating system for supplying hydrogen through an organic compound.

또한, 본 발명은 잠수함의 작전 상황에 따라 개질시스템과 탈수소화시스템을 적절히 운용하여 잠항능력과 은닉성을 동시에 향상시킬 수 있는 잠수함의 수소 공급 방법을 제공하고자 한다. The present invention also provides a method of supplying hydrogen for a submarine, which can improve both the submersible and concealment functions by suitably operating the reforming system and the dehydrogenation system according to the operation status of the submarine.

또한, 본 발명은 기존에 비해 수소 저장 및 공급이 안전한 잠수함의 수소 공급 방법을 제공하고자 한다.
In addition, the present invention provides a method for supplying hydrogen to a submarine which is safe and safe to store and supply hydrogen.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned here will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 잠수함 내에서 연료를 공급받아 수소를 발생시키는 개질시스템과, 상기 개질시스템과 함께 잠수함 내에 구비되어, 유기화합물을 이용하여 수소를 발생시키는 탈수소화시스템을 포함하며, 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템 중 하나 이상으로부터 수소 공급이 가능한 잠수함의 수소 공급 시스템을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a submarine including a reforming system for generating hydrogen by receiving fuel in a submarine, and a dehydrogenation system provided in the submarine together with the reforming system for generating hydrogen using an organic compound, A hydrogen supply system for a submarine capable of supplying hydrogen from at least one of a reforming system and the dehydrogenation system.

또한, 상기 개질시스템에 탄화수소계열 또는 알코올계열의 연료를 공급하도록 저장하는 제1연료탱크; 및 상기 탈수소화시스템에 유기화합물을 공급하도록 저장하는 제2연료탱크를 포함한다. A first fuel tank for storing the hydrocarbon-based or alcohol-based fuel in the reforming system; And a second fuel tank for storing the organic compound to supply the dehydrogenation system.

또한, 상기 제1연료탱크와 상기 개질시스템 사이에 구비되는 제1펌프; 및 상기 제2연료탱크와 상기 탈수소화시스템 사이에 구비되는 제2펌프를 포함한다. A first pump disposed between the first fuel tank and the reforming system; And a second pump disposed between the second fuel tank and the dehydrogenation system.

또한, 상기 제1연료탱크에 저장된 연료를 버너연소에 공급하는 분기배관에 구비되는 제3펌프를 포함하며, 상기 제3펌프는, 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에 필요한 열원을 생성하도록 상기 제1연료탱크의 연료를 버너연소에 공급할 수 있다. And a third pump provided in a branch pipe for supplying the fuel stored in the first fuel tank to the burner burning, and the third pump is connected to the reforming system and the dehydrogenation system, 1 Fuel in the fuel tank can be supplied to the burner burner.

또한, 상기 개질시스템에 공급되는 탄화수소계열 또는 알코올계열의 연료를 저장하는 제1연료탱크; 상기 탈수소화시스템에 공급되는 유기화합물을 저장하는 제2연료탱크; 및 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에 필요한 열원을 생성하도록 버너연소에 공급되는 연소연료를 저장하는 제3연료탱크를 포함한다. A first fuel tank for storing a hydrocarbon-based or alcohol-based fuel supplied to the reforming system; A second fuel tank for storing an organic compound supplied to the dehydrogenation system; And a third fuel tank for storing the combustion fuel supplied to the burner combustion to generate the reforming system and the heat source necessary for the dehydrogenation system.

또한, 상기 제1연료탱크와 상기 개질시스템 사이에 구비되는 제1펌프; 상기 제2연료탱크와 상기 탈수소화시스템 사이에 구비되는 제2펌프; 및 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에 필요한 열원을 생성하도록 상기 제3연료탱크에 저장된 연소연료를 버너연소에 공급하는 제3펌프를 포함한다. A first pump disposed between the first fuel tank and the reforming system; A second pump disposed between the second fuel tank and the dehydrogenation system; And a third pump for supplying combustion fuel stored in the third fuel tank to burner combustion to generate a heat source necessary for the reforming system and the dehydrogenation system.

또한, 상기 제3연료탱크로부터 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템 각각으로 연소연료를 공급하는 연소연료공급라인에는 적어도 하나의 밸브가 구비되며, 상기 밸브는, 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템의 운전 상태에 따라 개폐 조절될 수 있다. In addition, at least one valve is provided in the combustion fuel supply line for supplying the combustion fuel from the third fuel tank to the reforming system and the dehydrogenation system, respectively, and the valve is operated by the operation of the reforming system and the dehydrogenation system It can be opened and closed according to the state.

또한, 상기 탈수소화시스템에서 수소가 발생되고 남은 반응물을 회수하여 저장하는 회수탱크를 포함한다. In addition, the dehydrogenation system includes a recovery tank for recovering and storing the remaining reactants after hydrogen is generated.

또한, 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템 각각으로부터 수소가 공급되는 수소공급라인에는 적어도 하나의 밸브가 구비되며, 상기 밸브는, 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에서 생성된 수소의 압력에 따라 개폐 조절될 수 있다. The reforming system and the dehydrogenation system each include at least one valve in a hydrogen supply line to which hydrogen is supplied from each of the reforming system and the dehydrogenation system, .

또한, 상기 탈수소화시스템에서 수소가 발생되고 남은 반응물을 회수하여 저장하는 회수탱크를 포함한다. In addition, the dehydrogenation system includes a recovery tank for recovering and storing the remaining reactants after hydrogen is generated.

또한, 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템은 상기 잠수함의 압력선체 내부 또는 외부에 구비될 수 있다.
In addition, the reforming system and the dehydrogenation system may be provided inside or outside the pressure hull of the submarine.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기의 잠수함의 수소 공급 시스템을 이용하는 잠수함의 수소 공급 방법으로서, 잠수함의 작전상황에 따라 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템 중 하나 이상을 운용하여 수소를 공급하며, 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에서 필요한 열원은 상기 개질시스템의 연료를 이용하거나 또는 별도의 연소연료를 이용하는 잠수함의 수소 공급 방법을 제공할 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for supplying hydrogen to a submarine using a hydrogen supply system of a submarine, the method comprising: operating at least one of the reforming system and the dehydrogenation system to supply hydrogen, The reforming system and the heat source necessary for the dehydrogenation system may provide a method of supplying hydrogen to the submarine using the fuel of the reforming system or using a separate combustion fuel.

본 발명인 잠수함의 수소 공급 시스템에 의하면, 연료를 촉매 존재 하에 반응시켜 수소를 생성하는 개질시스템과, 유기화합물을 통해 수소를 공급하는 탈수소화시스템을 동시에 구비할 수 있다. According to the hydrogen supply system of the submarine of the present invention, a reforming system for generating hydrogen by reacting the fuel in the presence of a catalyst and a dehydrogenation system for supplying hydrogen through the organic compound can be provided at the same time.

또한, 잠수함의 작전 상황에 따라 개질시스템과 탈수소화시스템을 적절히 운용하여 잠항능력과 은닉성을 동시에 향상시킬 수 있다. In addition, depending on the operation status of the submarine, the modifying system and the dehydrogenation system can be appropriately operated to enhance the tugging ability and the hiding ability simultaneously.

또한, 기존에 비해 수소 저장 및 공급이 안전한 장점이 있다.
In addition, there is an advantage that the storage and supply of hydrogen is safer than the conventional one.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템을 간략히 도시한 개념도들.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템의 구성도들.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템에서, 개질시스템과 탈수소화시스템으로부터 연결된 수소 공급 라인에 밸브가 추가된 모습을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템에서, 탈수소화시스템과 개질시스템의 운전 상태에 따라 연소연료 공급이 조절되는 밸브가 추가된 모습을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 잠수함의 수소 공급 방법을 간략히 도시한 순서도.1 and 2 are conceptual diagrams schematically illustrating a submarine hydrogen supply system according to embodiments of the present invention.
3 to 5 are block diagrams of a hydrogen supply system for a submarine according to embodiments of the present invention.
6 is a view showing a state where a valve is added to a hydrogen supply line connected from a reforming system and a dehydrogenation system in a hydrogen supply system of a submarine according to the embodiments of the present invention.
7 is a view showing the addition of a valve in which the supply of combustion fuel is controlled according to the operation state of the dehydrogenation system and the reforming system in the hydrogen supply system of the submarine according to the embodiments of the present invention.
8 is a flowchart schematically illustrating a method of supplying hydrogen to a submarine according to embodiments of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 잠수함 수소 공급 시스템 및 방법에 관하여 구체적으로 살펴보기로 한다. Hereinafter, a submarine hydrogen supply system and method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템을 간략히 도시한 개념도들이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템의 구성도들이다.FIG. 1 and FIG. 2 are schematic diagrams showing a hydrogen supply system of a submarine according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 5 are block diagrams of a hydrogen supply system of a submarine according to embodiments of the present invention.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 도시된 잠수함의 수소 공급 시스템(100)은, 개질시스템(110), 탈수소화시스템(130), 수소소비장치(150), 제1, 2, 3연료탱크(101, 103, 105), 그리고 제1, 2, 3 펌프(171, 173, 175)를 포함한다. 1 to 5, the illustrated submarine hydrogen supply system 100 includes a reforming system 110, a dehydrogenation system 130, a hydrogen consumption device 150, first, second, and third fuel tanks (not shown) 101, 103, and 105, and first, second, and third pumps 171, 173, and 175.

이와 같이 구성된 잠수함의 수소 공급 시스템(100)은 연료를 촉매 존재 하에 반응시켜 수소를 생성하는 개질시스템(110)과, 유기화합물을 통해 수소를 공급하는 탈수소화시스템(130)을 동시에 구비한다. 그리고 잠수함(1)의 작전 상황에 따라 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130)을 적절히 선택적으로 운용할 수 있어 작전 수행 능력, 예컨대 잠항능력과 은닉성을 동시에 향상시킬 수 있다. The submerged hydrogen supply system 100 configured as described above includes the reforming system 110 for generating hydrogen by reacting the fuel in the presence of the catalyst and the dehydrogenation system 130 for supplying hydrogen through the organic compound. The reforming system 110 and the dehydrogenation system 130 can be appropriately selectively operated according to the operational status of the submarine 1, thereby improving operational performance, for example, tugging ability and concealment.

그리고 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130)은 잠수함(1)의 압력선체(10) 내부 또는 외부에 구비될 수 있으며, 어느 하나의 형태로 제한되지 않는다. The reforming system 110 and the dehydrogenation system 130 may be installed inside or outside the pressure vessel 10 of the submarine 1 and are not limited to any one type.

상기 개질시스템(110)은 잠수함 내에서 탄화수소계열 또는 알코올계열의 연료를 공급받아 수소를 발생시킨다. 구체적인 예로서, 상기 개질시스템(110)은 버너(111), 개질 반응을 하는 반응기(113)를 포함하며 이 외에도 다른 구성을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. The reforming system 110 receives hydrocarbons or alcohols in the submarine and generates hydrogen. As a specific example, the reforming system 110 includes a burner 111, a reactor 113 performing a reforming reaction, and may include other configurations, but is not limited thereto.

상기 탈수소화시스템(130)은 유기화합물을 이용하여 수소를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 탈수소화반응(흡열반응)을 통해 수소를 생성하는 방식으로 열원을 공급하면 쉽게 수소가 발생하고, 단일 반응으로 부반응으로 인한 부산물이 없어 Gas Purification 과정 없이 순수 수소만을 생성해 낼 수 있는 장점이 있다. 그리고 상기 탈수소화시스템(130)에서 수소가 발생된 이후 남은 반응물(예: 톨루엔 등)은 회수 탱크(140)로 보내져 보관될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 구체적인 예로서, 상기 탈수소화시스템(130)은 유기화합물을 이용하여 수소를 발생시키는 반응기(131)와, 버너(133)를 포함하여, 이외에도 다른 구성을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The dehydrogenation system 130 may generate hydrogen using an organic compound. For example, when a heat source is supplied through a dehydrogenation reaction (endothermic reaction), hydrogen is easily generated, and there is no by-product due to a side reaction in a single reaction, and pure hydrogen can be generated without a gas purification process have. The reactant remaining after the hydrogen is generated in the dehydrogenation system 130 (e.g., toluene) may be sent to the recovery tank 140 for storage and is not limited thereto. As a specific example, the dehydrogenation system 130 may include a reactor 131 that generates hydrogen using an organic compound, and a burner 133, and may include other configurations. Do not.

한편, 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130) 각각에 구비된 버너(113)(131)는 잠수함 내에 저장된 산소를 공급받아 연소에 사용할 수 있다. Meanwhile, the burners 113 and 131 provided in the reforming system 110 and the dehydrogenation system 130 may be used for combustion by receiving oxygen stored in the submarine.

상기 수소소비장치(150)는 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템 중 하나 이상으로부터 수소를 공급받아 소비한다. 여기서, 상기 수소소비장치(150)는 잠수함 내에서 수소를 소비하는 장치의 대표적인 예로서, 연료전지 또는 수소스테이션 등이 이에 해당될 수 있다. The hydrogen consuming apparatus 150 consumes hydrogen from at least one of the reforming system 110 and the dehydrogenation system. Here, the hydrogen consuming device 150 may be a fuel cell, a hydrogen station or the like as a representative example of a device that consumes hydrogen in a submarine.

상기 제1연료탱크(101)는 상기 개질시스템(100)에 탄화수소계열 또는 알코올계열의 연료를 공급하도록 저장한다. 그리고 상기 제1연료탱크(101)와 상기 개질시스템(110) 사이에는 제1펌프(171, 도 3 참조)가 구비될 수 있다. The first fuel tank 101 stores the hydrocarbon-based or alcohol-based fuel to the reforming system 100. A first pump 171 (see FIG. 3) may be provided between the first fuel tank 101 and the reforming system 110.

또한, 상기 제2연료탱크(103)는 상기 탈수소화시스템(130)에 유기화합물을 공급하도록 저장한다. 그리고 상기 제2연료탱크(103)와 상기 탈수소화시스템(130) 사이에는 제2펌프(173, 도 3 참조)가 구비될 수 있다. Also, the second fuel tank 103 stores the dehydrogenation system 130 to supply the organic compound. A second pump 173 (see FIG. 3) may be provided between the second fuel tank 103 and the dehydrogenation system 130.

한편, 상기 제1연료탱크(101)에 저장된 탄화수소계열 또는 알코올계열의 연료를 버너연소에 공급하는 제3펌프(175, 도 3 참조)가 더 구비될 수 있는데, 이는 제1연료탱크(101)로부터 분기된 분기배관에 구비될 수 있다. The first fuel tank 101 may further include a third pump 175 (see FIG. 3) for supplying the hydrocarbon-based or alcohol-based fuel stored in the first fuel tank 101 to the burner. The branch piping may be branched.

상기 제3펌프(175, 도 3 참조)는 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130)에 필요한 열원을 생성하도록 상기 제1연료탱크(101)의 연료를 버너연소에 공급하도록 동작될 수 있다. The third pump 175 (see FIG. 3) is operated to supply the fuel of the first fuel tank 101 to the burner combustion to generate the heat source necessary for the reforming system 110 and the dehydrogenation system 130 .

이와 달리, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예는 연소에 사용되는 연료, 즉 연소연료를 별도로 저장하는 제3연료탱크(105)를 별도로 더 구비할 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 2, the embodiment of the present invention may further include a third fuel tank 105 for separately storing fuel used for combustion, that is, combustion fuel.

도 2를 참조하면, 전술한 제1, 2연료탱크(101, 103)과 함께 버너연소용 연료를 저장하는 제3연료탱크(105)가 포함된다. Referring to FIG. 2, a third fuel tank 105 for storing fuel for burning a burner together with the above-described first and second fuel tanks 101 and 103 is included.

즉, 제1연료탱크(101)는 상기 개질시스템(110)에 공급되는 탄화수소계열 또는 알코올계열의 연료를 저장하며, 제2연료탱크(103)는 상기 탈수소화시스템(130)에 공급되는 유기화합물을 저장하며, 제3연료탱크(105)는 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130)에 필요한 열원을 생성하도록 버너연소에 공급되는 연소연료를 저장한다. That is, the first fuel tank 101 stores the hydrocarbon-based or alcohol-based fuel supplied to the reforming system 110, and the second fuel tank 103 stores the organic compound supplied to the dehydrogenation system 130 And the third fuel tank 105 stores the combustion fuel supplied to the burner burner to generate the heat source necessary for the reforming system 110 and the dehydrogenation system 130.

그리고 도 5를 참조하면, 상기의 제1, 2, 3연료탱크(101, 103, 105)로부터 연결된 배관을 통해 제1, 2, 3펌프(171, 173, 175)가 설치된다. Referring to FIG. 5, first, second, and third pumps 171, 173, and 175 are installed through pipes connected to the first, second, and third fuel tanks 101, 103, and 105.

특히, 상기 제3펌프(175)는 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130)에 필요한 열원을 생성하도록 상기 제3연료탱크(105)에 저장된 연소연료를 버너연소에 공급하는 역할을 담당할 수 있다. Particularly, the third pump 175 serves to supply the combustion fuel stored in the third fuel tank 105 to the burner burner to generate the heat source necessary for the reforming system 110 and the dehydrogenation system 130 I can take charge.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 잠수함의 수소 공급 시스템에서 개질시스템과 탈수소화시스템으로부터 연결된 수소 공급 라인에 밸브가 추가된 실시예의 모습을 도 6을 통해 확인할 수 있다. Meanwhile, as another embodiment of the present invention, an embodiment in which a valve is added to the hydrogen supply line connected from the reforming system and the dehydrogenation system in the hydrogen supply system of the submarine can be confirmed from FIG.

도 6을 참조하면, 상기 개질시스템(110), 더 구체적으로는 상기 개질시스템(110)의 반응기(113)로부터 수소소비장치(150)까지 연결되어 수소를 공급하는 수소공급라인에는 하나의 밸브(181)가 구비되어 있다. Referring to FIG. 6, a hydrogen supply line connected to the reforming system 110, more specifically, from the reactor 113 of the reforming system 110 to the hydrogen consuming device 150, 181 are provided.

또한, 상기 탈수소화시스템(130), 더 구체적으로는 상기 탈수소화시스템(130)의 반응기(131)로부터 수소소비장치(150)까지 연결되어 수소를 공급하는 수소공급라인에는 또 하나의 밸브(183)가 구비되어 있다. The hydrogen supply line connected to the dehydrogenation system 130 and more specifically from the reactor 131 of the dehydrogenation system 130 to the hydrogen consuming apparatus 150 is connected to another valve 183 .

이들 밸브(181, 183)는 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130)에서 생성된 수소의 압력에 따라 개폐 조절될 수 있는데, 구체적으로는 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130)에서 생성된 수소의 압력이 다를 경우, 이를 적정 압력으로 조절하기 위해 개폐 조절될 수 있다. The valves 181 and 183 can be opened and closed according to the pressure of hydrogen generated in the reforming system 110 and the dehydrogenation system 130. Specifically, When the pressure of the hydrogen generated in the hydrogen generator 130 is different, it can be adjusted to open and close to control the pressure.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 잠수함의 수소 공급 시스템에서 탈수소화시스템과 개질시스템의 운전 상태에 따라 연소연료 공급이 조절되는 밸브가 추가된 실시예의 모습은 도 7을 통해 확인할 수 있다. As another embodiment of the present invention, in the hydrogen supply system of a submarine, a valve in which combustion fuel supply is controlled according to the operation state of the dehydrogenation system and the reforming system is shown in FIG.

도 7을 참조하면, 상기 제3연료탱크(105)로부터 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130) 각각으로 연소연료를 공급하는 연소연료공급라인에는 적어도 하나의 밸브(191, 193)가 구비될 수 있다. 7, at least one valve 191, 193 is connected to the combustion fuel supply line for supplying the combustion fuel from the third fuel tank 105 to the reforming system 110 and the dehydrogenation system 130, respectively. May be provided.

이들 밸브(191, 193)는 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130)의 운전 상태에 따라 개폐 조절될 수 있는데, 구체적으로는 상기 개질시스템(110)과 상기 탈수소화시스템(130)에서 각각 제어신호를 전달하여 상기 밸브(191, 193)의 개폐율을 조절하여 버너의 연소량을 조절할 수 있다. The valves 191 and 193 can be opened or closed according to the operation states of the reforming system 110 and the dehydrogenation system 130. Specifically, the valves 191 and 193 can be controlled by the reforming system 110 and the dehydrogenation system 130, The amount of combustion of the burner can be adjusted by controlling the opening and closing rates of the valves 191 and 193 by transmitting control signals to the burners.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 수소 공급 방법을 간략히 도시한 순서도이다. 8 is a flowchart briefly showing a method of supplying hydrogen for a submarine according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 잠수함의 내부에 탄화수소계열 또는 알코올계열의 연료를 촉매 존재 하에 반응시켜 수소를 생성하는 개질시스템과, 유기화합물을 통해 수소를 공급하는 탈수소화시스템을 구비시킬 수 있다(S100). Referring to FIG. 8, a reforming system for generating hydrogen by reacting hydrocarbon-based or alcohol-based fuel in the interior of a submarine in the presence of a catalyst, and a dehydrogenation system for supplying hydrogen through an organic compound may be provided (S100) .

그리고, 상기 잠수함의 작전 상황에 따라 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템을 적절히 선택적으로 운용하여 수소소비장치에 수소를 안정적으로 공급하여, 작전 수행 능력, 예컨대 잠항능력과 은닉성을 향상시킬 수 있다(S200). In addition, the reforming system and the dehydrogenation system can be selectively operated according to the operational status of the submarine, thereby stably supplying hydrogen to the hydrogen consuming device, thereby improving the operational performance, for example, the tilling ability and the concealment ability S200).

여기서, 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에서 필요한 열원은 개질시스템의 연료를 이용하거나 또는 별도의 버너연소용 연료를 저장하여 공급하는 방식에 따를 수 있다.Here, the heat source necessary for the reforming system and the dehydrogenation system may be a method of using the fuel of the reforming system or storing and supplying the fuel for burner burning separately.

구체적인 예로서, 잠수함의 은닉성이 강조되는 상황에서는, 탈수소화시스템을 통해 수소를 생성하고 공급할 수 있으며, 얕은 바다에서 작전을 수행하는 경우에는 개질시스템에 의해 수소를 생성하고 공급할 수 있는데, 이에 제한되지 않는다.
As a concrete example, hydrogen can be generated and supplied through a dehydrogenation system in a situation where the submergence of the submarine is emphasized. In the case of operation in a shallow sea, hydrogen can be generated and supplied by a reforming system. It does not.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 연료를 촉매 존재 하에 반응시켜 수소를 생성하는 개질시스템과, 유기화합물을 통해 수소를 공급하는 탈수소화시스템을 동시에 구비할 수 있다. As described above, according to the structure and function of the present invention, it is possible to simultaneously provide a reforming system for generating hydrogen by reacting the fuel in the presence of a catalyst and a dehydrogenating system for supplying hydrogen through the organic compound.

또한, 잠수함의 작전 상황에 따라 개질시스템과 탈수소화시스템을 적절히 운용하여 잠항능력과 은닉성을 동시에 향상시킬 수 있다. In addition, depending on the operation status of the submarine, the modifying system and the dehydrogenation system can be appropriately operated to enhance the tugging ability and the hiding ability simultaneously.

또한, 기존에 비해 수소 저장 및 공급이 안전한 장점이 있다.
In addition, there is an advantage that the storage and supply of hydrogen is safer than the conventional one.

지금까지 본 발명인 잠수함 수소 시스템 및 방법에 관한 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였다. Up to now, the submarine hydrogen system and method of the present invention has been described with reference to preferred embodiments.

전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The foregoing embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description. It is intended that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

1: 잠수함
10: 압력선체
100: 잠수함의 수소 공급 시스템
101: 제1 연료탱크
103: 제2 연료탱크
105: 제3 연료탱크
110: 개질시스템
111: 버너
113: 반응기
130: 탈수소화시스템
131: 반응기
133: 버너
140: 회수탱크
150: 수소소비장치
171: 제1펌프
173: 제2펌프
175: 제3펌프
181, 183: 밸브(또는 수소공급 조절밸브)
191, 193: 밸브(또는 연소 조절밸브)1: Submarine
10: Pressure hull
100: Submarine hydrogen supply system
101: first fuel tank
103: Second fuel tank
105: Third fuel tank
110: reforming system
111: Burner
113: reactor
130: Dehydrogenation system
131: reactor
133: Burner
140: Recovery tank
150: hydrogen consumption device
171: First pump
173: Second pump
175: Third pump
181, 183: valve (or hydrogen supply control valve)
191, 193: Valve (or combustion control valve)

Claims (11)

잠수함 내에서 연료를 공급받아 수소를 발생시키는 개질시스템과,
상기 개질시스템과 함께 잠수함 내에 구비되어, 유기화합물을 이용하여 수소를 발생시키는 탈수소화시스템을 포함하며,
상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템 중 하나 이상으로부터 수소 공급이 가능한 잠수함의 수소 공급 시스템으로서,
상기 개질시스템에 공급되는 탄화수소계열 또는 알코올계열의 연료를 저장하는 제1연료탱크;
상기 탈수소화시스템에 공급되는 유기화합물을 저장하는 제2연료탱크; 및
상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에 필요한 열원을 생성하도록 버너연소에 공급되는 연소연료를 저장하는 제3연료탱크를 포함하는 잠수함의 수소 공급 시스템.
A reforming system for generating hydrogen by receiving fuel in a submarine,
And a dehydrogenation system provided in the submarine together with the reforming system for generating hydrogen using an organic compound,
A hydrogen supply system for a submarine capable of supplying hydrogen from at least one of the reforming system and the dehydrogenation system,
A first fuel tank for storing hydrocarbon-based or alcohol-based fuel supplied to the reforming system;
A second fuel tank for storing an organic compound supplied to the dehydrogenation system; And
And a third fuel tank for storing the combustion fuel supplied to the burner combustion to generate the heat source necessary for the reforming system and the dehydrogenation system.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1연료탱크와 상기 개질시스템 사이에 구비되는 제1펌프; 및
상기 제2연료탱크와 상기 탈수소화시스템 사이에 구비되는 제2펌프를 포함하는 잠수함의 수소 공급 시스템.
The method according to claim 1,
A first pump disposed between the first fuel tank and the reforming system; And
And a second pump provided between the second fuel tank and the dehydrogenation system.
제3항에 있어서,
상기 제1연료탱크에 저장된 연료를 버너연소에 공급하는 분기배관에 구비되는 제3펌프를 포함하며,
상기 제3펌프는,
상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에 필요한 열원을 생성하도록 상기 제1연료탱크의 연료를 버너연소에 공급하는 잠수함의 수소 공급 시스템.
The method of claim 3,
And a third pump provided in a branch pipe for supplying the fuel stored in the first fuel tank to the burner burner,
The third pump includes:
And supplies the fuel of the first fuel tank to the burner burner to generate a heat source necessary for the reforming system and the dehydrogenation system.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1연료탱크와 상기 개질시스템 사이에 구비되는 제1펌프;
상기 제2연료탱크와 상기 탈수소화시스템 사이에 구비되는 제2펌프; 및
상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에 필요한 열원을 생성하도록 상기 제3연료탱크에 저장된 연소연료를 버너연소에 공급하는 제3펌프를 포함하는 잠수함의 수소 공급 시스템.
The method according to claim 1,
A first pump disposed between the first fuel tank and the reforming system;
A second pump disposed between the second fuel tank and the dehydrogenation system; And
And a third pump for supplying combustion fuel stored in the third fuel tank to burner combustion to generate a heat source necessary for the reforming system and the dehydrogenation system.
제1항에 있어서,
상기 제3연료탱크로부터 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템 각각으로 연소연료를 공급하는 연소연료공급라인에는 적어도 하나의 밸브가 구비되며,
상기 밸브는, 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템의 운전 상태에 따라 개폐 조절되는 잠수함의 수소 공급 시스템.
The method according to claim 1,
At least one valve is provided in the combustion fuel supply line for supplying the combustion fuel from the third fuel tank to each of the reforming system and the dehydrogenation system,
Wherein the valve is regulated in accordance with an operation state of the reforming system and the dehydrogenation system.
제1항에 있어서,
상기 탈수소화시스템에서 수소가 발생되고 남은 반응물을 회수하여 저장하는 회수탱크를 포함하는 잠수함의 수소 공급 시스템.
The method according to claim 1,
And a recovery tank for recovering and storing the remaining reactants after hydrogen is generated in the dehydrogenation system.
제1항에 있어서,
상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템 각각으로부터 수소가 공급되는 수소공급라인에는 적어도 하나의 밸브가 구비되며,
상기 밸브는, 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에서 생성된 수소의 압력에 따라 개폐 조절되는 잠수함의 수소 공급 시스템.
The method according to claim 1,
At least one valve is provided in the hydrogen supply line through which hydrogen is supplied from each of the reforming system and the dehydrogenation system,
Wherein the valve is regulated in response to a pressure of hydrogen generated in the reforming system and the dehydrogenation system.
제1항에 있어서,
상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템은 상기 잠수함의 압력선체 내부 또는 외부에 구비되는 잠수함의 수소 공급 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the reforming system and the dehydrogenation system are provided inside or outside the pressure hull of the submarine.
제1항, 제3항, 제4항, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 잠수함의 수소 공급 시스템을 이용하는 잠수함의 수소 공급 방법으로서,
잠수함의 작전상황에 따라 상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템 중 하나 이상을 운용하여 수소를 공급하며,
상기 개질시스템과 상기 탈수소화시스템에서 필요한 열원은 상기 개질시스템의 연료를 이용하거나 또는 별도의 연소연료를 이용하는 잠수함의 수소 공급 방법. 11. A method of supplying hydrogen for a submarine using a hydrogen supply system of a submarine according to any one of claims 1, 3, 4, 6 to 10,
Wherein the reforming system and the dehydrogenation system operate at least one of the reforming system and the dehydrogenation system according to the operational status of the submarine,
Wherein the reforming system and the heat source necessary for the dehydrogenation system use the fuel of the reforming system or use a separate combustion fuel.
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