KR101732563B1 - Power generating apparatus - Google Patents

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KR101732563B1 KR1020150060337A KR20150060337A KR101732563B1 KR 101732563 B1 KR101732563 B1 KR 101732563B1 KR 1020150060337 A KR1020150060337 A KR 1020150060337A KR 20150060337 A KR20150060337 A KR 20150060337A KR 101732563 B1 KR101732563 B1 KR 101732563B1
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Abstract

전력생산장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전력생산장치는 가스정 또는 유정으로부터 유입된 원유 혼합물을 액체 및 기체 성분으로 분리시키는 세퍼레이터의 전단에 설치되며, 원유 혼합물에 포함된 이물질을 제거하는 필터; 이물질이 제거된 원유 혼합물에 의해 구동되는 터빈; 및 터빈과 연결되어 전력을 생산하는 발전기;를 포함한다.A power generation apparatus is disclosed. A power generation apparatus according to an embodiment of the present invention includes a filter installed at a front end of a separator for separating a crude oil mixture introduced from a gas well or oil well into liquid and gas components and removing foreign matter contained in the crude oil mixture; A turbine driven by an oil-free crude mixture; And a generator connected to the turbine to produce electric power.

Description

전력생산장치{POWER GENERATING APPARATUS}[0001] POWER GENERATING APPARATUS [0002]

본 발명은 전력생산장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation apparatus.

가스정으로부터 원유 생산 설비로 유입되는 원유 혼합물은 다양한 성분들이 혼합된 상태이므로, 세퍼레이터(Separator)에 의해 액체 및 기체 성분으로 분리된다.The crude oil mixture flowing into the crude oil production facility from the gas well is separated into liquid and gaseous components by a separator since various components are mixed.

통상적으로 세퍼레이터는 중력을 이용하여 원유 혼합물을 가스, 원유, 및 물로 분리시킨다. 세퍼레이터에 의해 분리된 가스는 압축 장치 등을 거쳐 연료 가스로 사용될 수 있고, 원유는 잔류 가스 및 불순물 제거 설비 등을 거쳐 저장탱크로 이송될 수 있으며, 물은 주입 장치 등을 통해 유정 시설로 복귀될 수 있다.Typically, the separator uses gravity to separate the crude oil mixture into gas, crude oil, and water. The gas separated by the separator can be used as a fuel gas through a compression device or the like, and the crude oil can be transferred to the storage tank through the residual gas and impurity removal equipment, etc., and the water is returned to the well facility .

이와 같이 세퍼레이터를 거쳐 분리된 가스, 원유, 및 물은 여러 장치들을 통해 처리 및 이송되며, 이 과정에서 많은 에너지가 필요하게 된다. 이는 전체 원유 생산 설비의 경제성을 저감시키는 요인이 될 수 있다.The gas, crude oil and water thus separated through the separator are processed and transferred through various devices, and a large amount of energy is required in this process. This can be a factor to reduce the economic efficiency of the entire crude oil production facility.

이와 관련된 기술로서, 한국공개특허 제10-2013-0091135호(2013.08.16. 공개)를 참조하기 바란다.As a related art, refer to Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0091135 (published on Aug. 16, 2013).

한국공개특허 제10-2013-0091135호(2013.08.16. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2013-0091135 (published on Aug. 16, 2013)

본 발명의 실시 예는 가스정으로부터 유입된 원유 혼합물을 이용하여 전력을 생산할 수 있는 전력생산장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a power generation apparatus capable of producing electric power using an oil mixture introduced from a gas well.

본 발명의 일 측면에 따르면, 가스정 또는 유정으로부터 유입된 원유 혼합물을 액체 및 기체 성분으로 분리시키는 세퍼레이터의 전단에 설치되며, 상기 원유 혼합물에 포함된 이물질을 제거하는 필터; 상기 이물질이 제거된 원유 혼합물에 의해 구동되는 터빈; 및 상기 터빈과 연결되어 전력을 생산하는 발전기;를 포함하는 전력생산장치가 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a filter for removing foreign matter contained in a crude oil mixture, the filter being installed at a front end of a separator for separating a crude oil mixture introduced from a gas well or oil well into liquid and gas components; A turbine driven by the crude mixture from which the foreign matter has been removed; And a generator connected to the turbine to generate electric power.

상기 필터 전단 및 후단 간의 압력 차를 측정하는 측정기와, 상기 원유 혼합물의 유동 경로를 제어하는 분기부와, 상기 분기부, 필터, 터빈 및 세퍼레이터를 연결하는 제1공급관과, 상기 분기부와 상기 세퍼레이터를 연결하는 제2공급관을 더 포함하되, 상기 분기부는 상기 측정된 압력 차를 기초로 상기 제1공급관 또는 상기 제2공급관으로 상기 원유 혼합물을 이동시킬 수 있다.A first supply pipe for connecting the branch portion, the filter, the turbine and the separator, and a second supply pipe for connecting the branch portion and the separator, And the branching portion can move the crude mixture to the first supply pipe or the second supply pipe based on the measured pressure difference.

상기 분기부는 3-way 밸브를 포함할 수 있다.The bifurcation may include a 3-way valve.

본 발명의 실시 예에 따른 전력생산장치는 가스정으로부터 유입된 원유 혼합물을 이용하여 전력을 생산할 수 있다.The power generation apparatus according to the embodiment of the present invention can produce electric power using the crude oil mixture introduced from the gas well.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력생산장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전력생산장치에 필터 청소를 위한 구성이 추가된 것이다.1 is a cross-sectional view of a power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for adding a configuration for filter cleaning to the power generation apparatus shown in FIG.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided by way of example so that those skilled in the art will be able to fully understand the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력생산장치(100)는 각종 액화연료 운반선, 액화연료 RV(Regasification Vessel), 컨테이너선, 일반상선, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등 원유 생산 설비를 갖춘 각종 선박 및 구조물에 설치될 수 있다.1, a power generation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes various types of liquefied fuel carriers, a liquefied fuel RV (regasification vessel), a container ship, a general merchant vessel, an LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Off- loading, and LNG FSRU (floating storage and regasification unit).

이러한 전력생산장치(100)는 가스정으로부터 유입되며 가스를 주성분으로 하는 원유 혼합물을 액체 및 기체 성분으로 분리시키는 세퍼레이터(190) 전단에 설치되며, 원유 혼합물에 포함된 이물질을 제거하는 필터(120)와, 이물질이 제거된 원유 혼합물에 의해 구동되는 터빈(130), 및 터빈(130)과 연결되어 전력을 생산하는 발전기(140)를 포함한다. The power generation apparatus 100 includes a filter 120 installed upstream of a separator 190 for separating a crude oil mixture containing gas as a main component into liquid and gas components and removing impurities contained in the crude oil mixture, A turbine 130 driven by the crude oil mixture from which the debris is removed, and a generator 140 connected to the turbine 130 to produce electric power.

원유 혼합물은 가스정과 연결된 파이프라인(102)을 통해 고압(대략 10~100bar) 상태에서 유입된다. 전력생산장치(100)는 이와 같이 원유 혼합물이 고압 상태로 유입되는 특성을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 전력생산장치(100)에 의해 생산된 전력은 세퍼레이터를 거쳐 분리된 가스, 원유, 및 물이 다른 설비로 이송되어 처리될 때 해당 설비들의 동력으로 이용될 수 있다. 이를 통해, 원유 생산 설비의 경제성을 향상시킬 수 있다.The crude mixture is introduced at high pressure (approximately 10-100 bar) through a pipeline 102 connected to the gas well. The power generation apparatus 100 can produce electric power using the characteristic that the crude oil mixture flows into the high-pressure state. The power produced by the power generation apparatus 100 can be used as a power source for the separated gas, crude oil, and water when they are transferred to another facility and processed. This makes it possible to improve the economical efficiency of the crude oil production facility.

더구나, 본 발명의 실시 예에 따른 전력생산장치(100)는 세퍼레이터(190) 전단에 모듈 형태로 설치될 수 있어 간편하고 효과적인 구성이 가능하며, 다양한 원유 생산 설비에 적용 가능하다.In addition, the power generation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention can be installed in a module form on the front side of the separator 190, so that a simple and effective configuration is possible and applicable to various crude oil production facilities.

터빈(130)은 예컨대 트윈 스크루 타입(Twin Screw Type)을 포함할 수 있으며, 필터(120)는 파이프라인(102)을 통해 유입된 원유 혼합물에 포함된 이물질이 터빈(130)의 스크루(131)에 들어가지 않도록 원유 혼합물로부터 이물질을 제거한다.The turbine 130 may include, for example, a twin screw type, and the filter 120 may be configured such that the foreign matter contained in the crude oil mixture introduced through the pipeline 102 flows into the screw 131 of the turbine 130, The foreign matter is removed from the crude oil mixture.

발전기(140)는 터빈(130)의 축(133)과 연결되어 전력을 생산할 수 있으며, 생산된 전력을 원유 생산 설비 등의 동력으로 제공할 수 있다.The generator 140 may be connected to the shaft 133 of the turbine 130 to produce electric power, and the generated electric power may be supplied as power to a crude oil production facility or the like.

또, 본 발명의 실시 예에 따른 전력생산장치(100)는 필터(120) 전단 및 후단의 압력을 측정하는 측정기(150)와, 원유 혼합물의 유동 경로를 제어하는 분기부(160)와, 분기부(160), 필터(120), 터빈(130) 및 세퍼레이터(190)를 연결하는 제1공급관(P1)과, 분기부(160)와 세퍼레이터(190)를 연결하는 제2공급관(P2)을 포함한다. The power generation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes a measuring unit 150 for measuring the pressure at the front end and the rear end of the filter 120, a branching unit 160 for controlling the flow path of the crude mixture, A first supply pipe P1 for connecting the base 160, the filter 120, the turbine 130 and the separator 190 and a second supply pipe P2 for connecting the branch 160 and the separator 190 .

여기서, 필터(120)에 의해 필터링되는 이물질의 양이 일정량을 초과한 경우, 필터(120)가 막혀, 필터(120) 전단 및 후단 간의 압력 차가 커질 수 있다. Here, when the amount of the foreign matter to be filtered by the filter 120 exceeds a predetermined amount, the filter 120 may be clogged, and the pressure difference between the front end and the rear end of the filter 120 may be large.

분기부(160)는 측정기(150)에 의해 측정된 필터(120) 전단 및 후단 간의 압력 차를 기초로 제1공급관(P1) 또는 제2공급관(P2)으로 원유 혼합물을 이동시킨다. 즉, 측정기(150)에 의해 측정된 필터(120) 전단 및 후단 간의 압력 차가 설정값 미만일 경우, 분기부(160)는 파이프라인(102)을 통해 유입된 원유 혼합물이 제1공급관(P1)을 통해 필터(120) 및 터빈(130)을 거쳐 세퍼레이터(190)로 공급되도록 한다. 이는 도 1에서 A -> B 경로를 통한 흐름을 가리킨다.The branching section 160 moves the crude mixture to the first supply pipe P1 or the second supply pipe P2 based on the pressure difference between the front end and the rear end of the filter 120 measured by the measuring device 150. [ That is, when the pressure difference between the front end and the rear end of the filter 120 measured by the measuring device 150 is less than the set value, the branching section 160 divides the first supply pipe P1 To the separator 190 through the filter 120 and the turbine 130. [ This indicates the flow through the path A - > B in Fig.

측정기(150)에 의해 측정된 필터(120) 전단 및 후단 간의 압력 차가 설정값을 초과한 경우, 분기부(160)는 파이프라인(102)을 통해 유입된 원유 혼합물이 제2공급관(P2)을 통해 세퍼레이터(190)로 바로 유입되도록 한다. 이는 도 1에서 A -> C 경로를 통한 흐름을 가리킨다. 이는 필터(120)가 막힌 경우에도 세퍼레이터(190)에 의해 원유 혼합물에 대한 처리가 지속적으로 이루어지도록 하기 위함이다.When the pressure difference between the front end and the rear end of the filter 120 measured by the measuring device 150 exceeds the set value, the branching section 160 causes the crude oil mixture flowing through the pipeline 102 to flow into the second supply pipe P2 So that it flows directly into the separator 190. This indicates the flow through the path A - > C in Fig. This is so that even when the filter 120 is clogged, the treatment for the crude mixture is continuously performed by the separator 190.

이와 같이, 분기부(160)는 측정기(150)에 의해 측정된 필터(120) 전단 및 후단 간의 압력 차를 기초로 원유 혼합물의 흐름을 효과적으로 조절할 수 있다. 이러한 분기부(160)는 3-way 밸브를 포함할 수 있다.In this manner, the branching section 160 can effectively control the flow of the crude oil mixture based on the pressure difference between the front end and the rear end of the filter 120 measured by the measuring device 150. This branch 160 may include a 3-way valve.

제1공급관(P1) 또는 제2공급관(P2)을 통해 세퍼레이터(190) 내측으로 유입된 원유 혼합물은 세퍼레이터(190)의 입구 쪽에 설치된 다이버터(Diverter)(192)에 부딪히면서 운동에너지를 잃게 된다. 이는 가스정에서 고압 상태로 세퍼레이터(190) 내측으로 유입된 원유 혼합물을 가스, 원유 및 물 성분으로 효과적으로 분리시키기 위해 움직임이 적은 상태로 만들 필요가 있기 때문이다.The oil mixture flowing into the separator 190 through the first supply pipe P1 or the second supply pipe P2 collides with the diverter 192 installed at the inlet side of the separator 190 to lose kinetic energy. This is because the movement of the crude oil mixture introduced into the separator 190 from the gas well to the high pressure state needs to be made small in order to effectively separate it into gas, crude oil and water components.

세퍼레이터(190)에 의해 원유 혼합물은 가스, 원유, 및 물로 분리된다. 그리고, 분리된 가스(Gas)는 이물질제거부(194)를 거쳐 이송관(196)을 통해 유출되며, 원유(Oil)와 물(Water)은 각각 배출파이프(P3,P4)를 통해 종래의 다양한 처리 설비 등으로 이송될 수 있다.The separator 190 separates the crude mixture into gas, crude oil, and water. The separated gas flows out through the transfer pipe 196 through the foreign material removing unit 194 and the oil and water are discharged through the discharge pipes P3 and P4, Processing facilities and the like.

도 2을 참조하면, 전력생산장치(100)에 필터(120) 청소를 위한 구성이 더 포함될 수 있다. Referring to FIG. 2, the power generation apparatus 100 may further include a configuration for cleaning the filter 120.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 전력생산장치(100)는 필터(120)로 스트림을 공급하는 스트림공급장치(170)와, 필터(120)와 스트림공급장치(170)를 연결하는 스트림공급관(S1)과, 필터(120)를 통과한 스트림을 배출시키는 스트림배출관(S2)과, 측정기(150)에 의해 측정된 필터(120) 전단 및 후단 간의 압력 차를 기초로, 필터(120)를 청소하기 위해 스트림공급장치(170)를 동작시켜 필터(120)로 스트림이 공급되도록 하는 제어부(180)를 더 포함할 수 있다.That is, the power generation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes a stream supply apparatus 170 that supplies a stream to the filter 120, a stream supply pipe 170 that connects the filter 120 and the stream supply apparatus 170 The filter 120 is cleaned on the basis of the pressure difference between the front end and the rear end of the filter 120 measured by the measuring device 150, And a controller 180 for operating the stream feeder 170 to feed the stream to the filter 120. [

스트림공급장치(170)는 예컨대 7bar 이상의 압력을 가진 포화증기를 스트림으로 제공할 수 있으며, 보일러 등을 포함할 수 있다.Stream feeder 170 may provide a stream of saturated vapor having a pressure of, for example, 7 bar or more, and may include a boiler or the like.

제어부(180)는 측정기(150)에 의해 측정된 필터(120) 전단 및 후단 간의 압력 차가 설정값 미만일 경우, 스트림공급관(S1)에 마련된 개폐밸브(V1)를 폐쇄시킨 상태로 유지하여 필터(120) 청소 작업을 수행하지 않는다.The control unit 180 maintains the open / close valve V1 provided in the stream supply pipe S1 in a closed state when the pressure difference between the front end and the rear end of the filter 120 measured by the measuring unit 150 is less than the set value, ) Do not perform cleaning work.

그러나, 측정기(150)에 의해 측정된 필터(120) 전단 및 후단 간의 압력 차가 설정값을 초과한 경우, 필터(120)가 막혔다고 판단하고, 개폐밸브(V1)를 개방시킨 상태에서, 스트림공급장치(170)를 동작시켜 필터(120)로 스트림을 공급하여 필터(120) 청소 작업을 수행한다. 해당 스트림은 스트림배출관(S2)을 통해 배출될 수 있다. However, when the pressure difference between the front end and the rear end of the filter 120 measured by the measuring device 150 exceeds the set value, it is determined that the filter 120 is blocked. In a state in which the opening / closing valve V1 is opened, The apparatus 170 is operated to supply a stream to the filter 120 to perform the filter 120 cleaning operation. The stream can be discharged through the stream discharge pipe S2.

이때, 스트림배출관(S2)은 도 1에 도시한 세퍼레이터(190)에 의해 분리된 물을 배출시키는 배출파이프(P4)와 연결될 수 있다.At this time, the stream discharge pipe S2 may be connected to the discharge pipe P4 for discharging the water separated by the separator 190 shown in Fig.

120: 필터 130: 터빈
140: 발전기 150: 측정기
160: 분기부 170: 스트림공급장치
180: 제어부 190: 세퍼레이터
P1: 제1공급관 P2: 제2공급관
S1: 스트림공급관 S2: 스트림배출관120: filter 130: turbine
140: generator 150: measuring instrument
160: branch portion 170: stream feeder
180: control unit 190: separator
P1: first supply pipe P2: second supply pipe
S1: Stream supply pipe S2: Stream discharge pipe

Claims (3)

가스정으로부터 유입되며 가스를 주성분으로 하는 원유 혼합물을 액체 및 기체 성분으로 분리시키는 세퍼레이터의 전단에 설치되며,
상기 원유 혼합물에 포함된 이물질을 제거하는 필터;
상기 이물질이 제거된 원유 혼합물에 의해 구동되는 터빈; 및
상기 터빈과 연결되어 전력을 생산하는 발전기;
상기 필터 전단 및 후단 간의 압력 차를 측정하는 측정기;
상기 원유 혼합물의 유동 경로를 제어하는 분기부;
상기 분기부, 필터, 터빈 및 세퍼레이터를 연결하는 제1공급관; 및
상기 분기부와 상기 세퍼레이터를 연결하는 제2공급관;을 포함하되,
상기 분기부는 상기 측정된 압력 차를 기초로 상기 제1공급관 또는 상기 제2공급관으로 상기 원유 혼합물을 이동시키는 전력생산장치.Which is installed at the front end of a separator for separating the crude oil mixture flowing from the gas well and containing gas as a main component into liquid and gas components,
A filter for removing foreign matter contained in the crude oil mixture;
A turbine driven by the crude mixture from which the foreign matter has been removed; And
A generator connected to the turbine to generate electric power;
A measuring device for measuring a pressure difference between the front end and the rear end of the filter;
A branching section for controlling the flow path of the crude oil mixture;
A first supply pipe connecting the branch portion, the filter, the turbine, and the separator; And
And a second supply pipe connecting the branch portion and the separator,
And the branching portion moves the crude mixture to the first supply pipe or the second supply pipe based on the measured pressure difference. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분기부는 3-way 밸브를 포함하는 전력생산장치.The method according to claim 1,
Wherein the branching portion comprises a 3-way valve.
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