KR101838435B1 - Supercritical CO2 generation system and control method thereof - Google Patents

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차송훈
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두산중공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a supercritical carbon dioxide power generation system, which is provided to prevent low-temperature corrosion occurrence when a plurality of fuels are used. The supercritical carbon dioxide power generation system comprises: a compressor for compressing a working fluid; first and second heat exchangers for heating the working fluid fed from the compressor; a third heat exchanger disposed between the compressor and the second heat exchanger and heating the working fluid fed from the compressor; a working fluid supply line through which the working fluid is transferred from the compressor to the first heat exchanger; a first transfer line branched from the working fluid supply line and having one end connected to the first heat exchanger; a first valve formed in the first transfer line and controlling the flow of the working fluid transferred to the first transfer line; a second transfer line having one end connected with the second heat exchanger and the other end connected with the third heat exchanger; a second valve formed in the second transfer line and controlling the flow of the working fluid transferred to the second transfer line; a third transfer line having one end connected with the first heat exchanger and the other end connected with the second transfer line to supply the working fluid, which has passed through the first heat exchanger, to the second transfer line; a turbine for generating power by using the working fluid which has passed through the second heat exchanger; a return line one end of which is connected with the turbine and the other end of which is connected with the compressor such that the return line penetrates the third heat exchanger; and a cooler formed in the return line and cooling the working fluid fed to the compressor.

Description

초임계 이산화탄소 발전 시스템 및 그 제어방법. {Supercritical CO2 generation system and control method thereof}Supercritical carbon dioxide power generation system and its control method. {Supercritical CO2 generation system and control method thereof}

본 발명은 초임계 이산화 탄소 발전시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 복수의 연료를 사용하는 경우 발생할 수 있는 저온부식 발생을 방지하는 초임계 이산화탄소 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a supercritical carbon dioxide power generation system and a control method thereof, and more particularly, to a supercritical carbon dioxide power generation system and a control method thereof for preventing generation of low temperature corrosion that may occur when a plurality of fuels are used.

국제적으로 효율적인 전력 생산에 대한 필요성이 점차 커지고 있고, 공해물질 발생을 줄이기 위한 움직임이 점차 활발해짐에 따라 공해물질의 발생을 줄이면서 전력 생산량을 높이기 위해 여러 가지 노력을 기울이고 있으며, 그 중 하나로 일본특허공개 제2012-145092호에 개시된 바와 같이 초임계 이산화탄소를 작동 유체로 사용하는 초임계 이산화탄소 발전 시스템(Power generation system using Supercritical CO2)에 대한 연구 개발이 활성화되고 있다.Internationally, there is a growing need for efficient power generation. As the movement to reduce pollutant emissions becomes more active, various efforts are being made to increase the production of electricity while reducing the generation of pollutants. Research and development of a supercritical carbon dioxide power generation system using supercritical carbon dioxide as a working fluid has been promoted as disclosed in JP-A-2012-145092.

초임계 상태의 이산화탄소는 액체 상태와 유사한 밀도에 기체와 비슷한 점성을 동시에 가지므로 기기의 소형화와 더불어, 유체의 압축 및 순환에 필요한 전력소모를 최소화할 수 있다. 동시에 임계점이 섭씨 31.4도, 72.8기압으로, 임계점이 섭씨 373.95도, 217.7기압인 물보다 매우 낮아서 다루기가 용이한 장점이 있다. 이러한 초임계 이산화탄소 발전 시스템은 섭씨 550도에서 운전할 경우 약 45% 수준의 순발전효율을 보이며, 기존 스팀 사이클의 발전효율 대비 20% 이상의 발전효율 향상과 함께 터보기기를 수십 분의 1 수준으로 축소가 가능한 장점이 있다.Since supercritical carbon dioxide has a gas-like viscosity at a density similar to that of a liquid state, it can minimize the power consumption required for compression and circulation of the fluid as well as miniaturization of the apparatus. At the same time, the critical point is 31.4 degrees Celsius, 72.8 atmospheres, and the critical point is much lower than the water at 373.95 degrees Celsius and 217.7 atmospheres, which is easy to handle. This supercritical carbon dioxide power generation system shows a net generation efficiency of about 45% when operating at 550 ° C, and it improves the power generation efficiency by more than 20% compared to the existing steam cycle power generation efficiency and reduces the turbo device to one- There are advantages.

이러한 초임계 이산화탄소를 이용하는 발전시스템은 연료의 특성에 따라 운전 방법이 달라져야 한다. 2가지 이상의 복수의 연료가 사용되는 경우, 상기 발전시스템의 외부열교환기에서 흡수가능한 온도는 달라지게 되므로, 연료의 특성에 따라 상기 초임계 이산화탄소를 이용하는 발전시스템의 운전은 달라져야 한다. Such a power generation system using supercritical carbon dioxide should be changed in accordance with the characteristics of the fuel. When two or more kinds of fuels are used, the temperature that can be absorbed by the external heat exchanger of the power generation system is changed. Therefore, the operation of the power generation system using the supercritical carbon dioxide should be changed according to the characteristics of the fuel.

예컨데, 황이 포함되지 않은 연료(천연가스 등)의 경우에는, 이슬점 이상의 온도의 이산화탄소가 외부열교환기로 공급되어야 하는 한편, 황이 포함된 연료(디젤오일 등)의 경우, 황노점 이상의 온도가 외부열교환기로 공급되어야 한다. 일반적으로 황노점 온도는 100℃ 이상(100~180℃)이다. 황이 포함된 연료를 사용하는 경우에 상기 황노점 이하의 온도의 이산화탄소가 외부열교환기로 공급되면, 상기 외부열교환기에서는 저온 부식 현상이 발생하는 문제점이 발생한다. For example, in the case of a fuel not containing sulfur (such as natural gas), carbon dioxide at a temperature higher than the dew point must be supplied to the external heat exchanger while in the case of fuel containing sulfur (such as diesel oil) Should be supplied. Generally, the sulfur dew point temperature is 100 ° C or higher (100-180 ° C). Sulfur dioxide is supplied to the external heat exchanger at a temperature lower than the sulfur dew point, low temperature corrosion phenomenon occurs in the external heat exchanger.

본 발명은 복수의 연료가스를 이용하는 초임계 이산화탄소 발전시스템에서 발생할 수 있는 저온 부식의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부 열교환기에 공급되는 이산화탄소의 공급구조를 개선하여 외부열교환기의 저온 부식을 미연에 방지할 수 있는 초임계 이산화탄소 발전시스템을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to solve the problem of low-temperature corrosion that can occur in a supercritical carbon dioxide power generation system using a plurality of fuel gases, and it is an object of the present invention to improve the supply structure of carbon dioxide supplied to the external heat exchanger, thereby preventing low temperature corrosion of the external heat exchanger The present invention provides a supercritical carbon dioxide power generation system.

본 발명은, 작동유체를 압축시키는 압축기; 상기 압축기로부터 공급되는 작동유체를 가열시키는 제1열교환기; 상기 압축기로부터 공급되는 작동유체를 가열시키는 제2열교환기; 상기 압축기와 상기 제2열교환기 사이에 배치되어 상기 압축기로부터 공급되는 작동유체를 가열시키는 제3열교환기; 일단은 상기 압축기와 연결되고, 타단은 상기 제3열교환기와 연결되어 상기 압축기로부터 상기 제1열교환기로 작동유체가 이송되는 작동유체공급라인; 상기 작동유체공급라인으로부터 분기되며, 일단이 상기 제1열교환기와 연결되는 제1이송라인; 상기 제1이송라인에 형성되어 상기 제1이송라인으로 이송되는 작동유체의 흐름을 제어하는 제1밸브; 일단이 상기 제2열교환기와 연결되고, 타단은 상기 제3열교환기와 연결되는 제2이송라인; 상기 제2이송라인에 형성되어 상기 제2이송라인으로 이송되는 작동유체의 흐름을 제어하는 제2밸브; 일단은 상기 제1열교환기와 연결되고, 타단은 상기 제2이송라인과 연결되어 상기 제1열교환기를 통과한 작동유체를 상기 제2이송라인으로 공급하는 제3이송라인; 상기 제2열교환기를 통과한 작동유체를 이용하여 전력을 생산하는 터빈; 일단은 상기 터빈과 연결되며, 상기 제3열교환기를 관통하며, 타단은 상기 압축기와 연결되는 리턴라인; 및 상기 리턴라인에 형성되어, 상기 압축기로 공급되는 작동유체를 냉각시키는 쿨러 및 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기에 제공되는 연료가스의 황 포함여부에 기초하여 상기 제1,2밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 초임계 이산화탄소 발전시스템을 제공한다. The present invention relates to a compressor for compressing a working fluid; A first heat exchanger for heating a working fluid supplied from the compressor; A second heat exchanger for heating a working fluid supplied from the compressor; A third heat exchanger disposed between the compressor and the second heat exchanger to heat a working fluid supplied from the compressor; A working fluid supply line having one end connected to the compressor and the other end connected to the third heat exchanger to transfer a working fluid from the compressor to the first heat exchanger; A first transfer line branching from the working fluid supply line and having one end connected to the first heat exchanger; A first valve formed in the first transfer line for controlling the flow of the working fluid transferred to the first transfer line; A second conveyance line having one end connected to the second heat exchanger and the other end connected to the third heat exchanger; A second valve formed in the second transfer line for controlling the flow of the working fluid to be transferred to the second transfer line; A third conveyance line connected to the first heat exchanger at one end and connected to the second conveyance line to supply a working fluid passed through the first heat exchanger to the second conveyance line; A turbine for generating electric power using a working fluid that has passed through the second heat exchanger; A return line connected at one end to the turbine, through the third heat exchanger and at the other end to the compressor; And a cooler formed in the return line for cooling a working fluid supplied to the compressor, and a controller for controlling the first and second valves based on whether sulfur contained in the fuel gas is supplied to the first heat exchanger and the second heat exchanger. A supercritical carbon dioxide power generation system comprising:

그리고, 상기 제3열교환기는, 상기 작동유체를 복열하는 리큐퍼레이터일 수인 것있고, 일단은 상기 제3이송라인과 연통되고, 타단은 상기 제1이송라인과 연통되는 재순환라인; 및 상기 재순환라인에 설치되어 상기 제3이송라인의 작동유체의 일부를 상기 제1이송라인으로 이송시키는 재순환펌프를 포함할 수 있고, The third heat exchanger may include a recirculation line that is a number of recuperators for recovering the working fluid, one end communicates with the third transfer line, and the other end communicates with the first transfer line; And a recirculation pump installed in the recycle line for transferring a part of the working fluid of the third transfer line to the first transfer line,

그리고, 연료가스가 황을 포함하지 아니하는 가스인 경우, 상기 제어부는 상기 제 1,2 밸브를 개방시키고, 연료가스가 황을 포함하는 가스인 경우, 상기 제어부는 상기 제1밸브를 폐쇄하고, 상기 제2밸브를 개방시킬 수 있다. And, when the fuel gas is a gas not including sulfur, the control unit opens the first and second valves, and when the fuel gas is a gas containing sulfur, the control unit closes the first valve, The second valve can be opened.

또한, 일단은 상기 제2이송라인과 연결되고, 타단은 상기 제1이송라인과 연결되는 제4이송라인; 및 제4이송라인에 형성되어 상기 제4이송라인으로 이송되는 작동유체의 흐름을 제어하는 제4밸브를 더 포함할 수 있다. A fourth conveyance line having one end connected to the second conveyance line and the other end connected to the first conveyance line; And a fourth valve formed in the fourth transfer line and controlling the flow of the working fluid transferred to the fourth transfer line.

다른 한편으로, 본 발명은, 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기에 제공되는 연료가스에 기초하여 상기 제1,2, 4밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 연료가스가 황을 포함하지 아니하는 가스인 경우, 상기 제어부는 상기 제 1,2 밸브를 개방하고, 상기 제4밸브를 폐쇄하고, 연료가스가 황을 포함하는 가스인 경우, 상기 제어부는 상기 제1,2밸브를 폐쇄하고, 상기 제4밸브를 개방시킬 수 있다. On the other hand, the present invention further includes a control unit for controlling the first, second and fourth valves based on the fuel gas provided to the first heat exchanger and the second heat exchanger, wherein the fuel gas contains sulfur The control unit closes the first and second valves, closes the fourth valve, and when the fuel gas is a gas containing sulfur, the control unit closes the first and second valves , The fourth valve can be opened.

상기 제2밸브는 상기 제2이송라인과 상기 제3이송라인의 연결지점과 상기 제2이송라인과 상기 제4이송라인의 연결지점 사이에 배치될 수 있고, 일단이 상기 제2열교환기와 연결되고, 타단은 상기 터빈과 연결되어 상기 제2열교환기로부터 배출된 작동유체를 상기 터빈으로 이송하는 제5이송라인; 상기 제5이송라인으로부터 분기되며, 일단이 상기 리턴라인과 연결되는 제6이송라인; 및 상기 제6이송라인에 형성되며, 상기 제6이송라인을 통하여 이송되는 작동유체를 이용하여 구동력을 발생시키는 보조터빈을 포함할 수 있으며, 상기 보조터빈은, 상기 압축기에 동력을 제공하여 상기 압축기를 구동시킬 수 있다. The second valve may be disposed between a connection point of the second transfer line and the third transfer line and a connection point of the second transfer line and the fourth transfer line, one end of the second valve is connected to the second heat exchanger A fifth transfer line connected to the turbine at the other end for transferring the working fluid discharged from the second heat exchanger to the turbine; A sixth transfer line branching from the fifth transfer line and having one end connected to the return line; And an auxiliary turbine formed on the sixth transfer line and generating a driving force by using a working fluid transferred through the sixth transfer line, the auxiliary turbine being operable to supply power to the compressor, .

다른 한편으로, 본 발명은, 복수의 연료가스를 사용하는 청구항 1의 초임계 이산화탄소 발전시스템의 제어방법에 있어서, 연료가스가 황을 포함하지 아니하는 가스인 경우, 상기 제 1,2 밸브를 개방시키고, 연료가스가 황을 포함하는 가스인 경우, 상기 제1밸브를 폐쇄하고, 상기 제2밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템의 제어방법을 제공한다. On the other hand, the present invention is a control method of a supercritical carbon dioxide power generation system according to claim 1 using a plurality of fuel gases, wherein when the fuel gas is a gas not containing sulfur, And when the fuel gas is a gas containing sulfur, the first valve is closed and the second valve is opened.

또 다른 한편으로, 본 발명은, 복수의 연료가스를 사용하는 청구항 8의 초임계 이산화탄소 발전시스템의 제어방법에 있어서, 연료가스가 황을 포함하지 아니하는 가스인 경우, 상기 제 1,2 밸브를 개방하고, 상기 제4밸브를 폐쇄하고, 연료가스가 황을 포함하는 가스인 경우, 상기 제1,2밸브를 폐쇄하고, 상기 제4밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템의 제어방법을 제공한다. On the other hand, according to the present invention, there is provided a control method of a supercritical carbon dioxide power generation system according to claim 8 using a plurality of fuel gases, wherein when the fuel gas is a gas not containing sulfur, And the fourth valve is closed, and when the fuel gas is a gas containing sulfur, the first and second valves are closed, and the fourth valve is opened. ≪ / RTI >

본 발명의 이산화탄소 발전시스템의 제어방법 및 그 제어방법에 따르면, 복수의 연료가스를 이용하는 초임계 이산화탄소 발전시스템에 있어서, 저온부식현상을 방지할 수 있다. According to the control method of the carbon dioxide power generation system of the present invention and the control method thereof, low temperature corrosion phenomenon can be prevented in a supercritical carbon dioxide power generation system using a plurality of fuel gases.

도 1는 황을 포함하지 아니하는 연료가스를 사용하는 경우 본 발명의 제1실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 황을 포함하는 연료가스를 사용하는 경우 본 발명의 제1실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템을 도시한 개략도이다.
도 3은 황을 포함하지 아니하는 연료가스를 사용하는 경우 본 발명의 제2실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템을 도시한 개략도이다.
도 4는 황을 포함하는 연료가스를 사용하는 경우 본 발명의 제2실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템을 도시한 개략도이다.
도 5는 황을 포함하지 아니하는 연료가스를 사용하는 경우 본 발명의 제3실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템을 도시한 개략도이다.
도 6은 황을 포함하는 연료가스를 사용하는 경우 본 발명의 제3실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템을 도시한 개략도이다. 1 is a schematic view showing a supercritical carbon dioxide power generation system according to a first embodiment of the present invention when a fuel gas not containing sulfur is used.
2 is a schematic view showing a supercritical carbon dioxide power generation system according to a first embodiment of the present invention when a fuel gas containing sulfur is used.
3 is a schematic view showing a supercritical carbon dioxide power generation system according to a second embodiment of the present invention when a fuel gas not containing sulfur is used.
4 is a schematic view showing a supercritical carbon dioxide power generation system according to a second embodiment of the present invention when a fuel gas containing sulfur is used.
5 is a schematic view showing a supercritical carbon dioxide power generation system according to a third embodiment of the present invention when a fuel gas not containing sulfur is used.
6 is a schematic view showing a supercritical carbon dioxide power generation system according to a third embodiment of the present invention when a fuel gas containing sulfur is used.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

도 1,2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(100)은, 압축기(110), 제1열교환기(121), 제2열교환기(122), 제3열교환기(123), 작동유체공급라인(131), 제1내지 제3이송라인(132)(134)(136), 제1,2밸브(133)(135), 리턴라인(137), 쿨러(150) 및 제어부(160)를 포함한다. 1 and 2, a supercritical carbon dioxide power generation system 100 according to an embodiment of the present invention includes a compressor 110, a first heat exchanger 121, a second heat exchanger 122, a third heat exchange The first and third transfer lines 132 and 134 and the first and second valves 133 and 135 and the return line 137 and the coolant 150 and a control unit 160. [

상기 압축기(110)는, 작동유체를 압축시켜 이송시킨다. 상기 작동유체는 이산화탄소이다. The compressor (110) compresses and transports the working fluid. The working fluid is carbon dioxide.

상기 제1,2열교환기(121)(122)는 연소가스(G)를 이용하여 상기 작동유체를 가열시킨다. 도 1을 참조하면, 상기 연소가스는 천연가스를 연소시킨 가스와 같이 황을 포함하지 아니하는 연소가스이다. The first and second heat exchangers 121 and 122 heat the working fluid by using a combustion gas G. Referring to FIG. 1, the combustion gas is a sulfur-free combustion gas such as a natural gas-fired gas.

상기 연소가스는 상기 제1,2열교환기(121)(122)를 통과하며, 상기 제1,2열교환기(121)(122)를 통과하는 작동유체와 열교환하여 작동유체를 가열시킨다. The combustion gas passes through the first and second heat exchangers 121 and 122 and is heat-exchanged with the working fluid passing through the first and second heat exchangers 121 and 122 to heat the working fluid.

상기 제3열교환기(123)는 상기 압축기(110)와 상기 제2열교환기(122) 사이에 배치되며, 리턴라인(137)을 통하여 회수되는 작동유체와 상기 압축기(110)로부터 공급되는 작동유체를 열교환시켜 상기 압축기(110)로부터 공급되는 작동유체를 가열시킨다. 상기 제3열교환기(123)는 상기 작동유체를 가열시키는 리큐퍼레이터일 수 있다. The third heat exchanger 123 is disposed between the compressor 110 and the second heat exchanger 122 and includes a working fluid recovered through the return line 137 and a working fluid supplied from the compressor 110 And heats the working fluid supplied from the compressor 110. The third heat exchanger 123 may be a recuperator that heats the working fluid.

상기 작동유체공급라인(131)은, 일단이 상기 압축기(110)와 연결되고 타단이 상기 제3열교환기(123)와 연결된다. 상기 압축기(110)에서 압축된 작동유체는 상기 작동유체공급라인(131)을 통하여 제3열교환기(123)로 공급된다. The working fluid supply line 131 has one end connected to the compressor 110 and the other end connected to the third heat exchanger 123. The working fluid compressed in the compressor 110 is supplied to the third heat exchanger 123 through the working fluid supply line 131.

상기 제1이송라인(132)은 상기 작동유체라인(131)으로부터 분기되며, 일단이 상기 제1열교환기(121)와 연결된다. 상기 작동유체라인(131)으로 통하여 공급되는 작동유체의 일부는 상기 제1이송라인(132)을 통하여 상기 제1열교환기(121)로 이송된다. The first transfer line 132 is branched from the working fluid line 131 and has one end connected to the first heat exchanger 121. A part of the working fluid supplied through the working fluid line 131 is transferred to the first heat exchanger 121 through the first transfer line 132.

상기 제1밸브(133)는 상기 제1이송라인(132)에 설치되어, 상기 제1이송라인(132)을 통하여 유동하는 작동유체의 흐름을 제어한다. The first valve 133 is installed in the first transfer line 132 to control the flow of the working fluid flowing through the first transfer line 132.

상기 제2이송라인(134)은, 일단이 상기 제2열교환기(122)와 연결되고, 타단은 제3열교환기(123)와 연결된다. 상기 제3열교환기(123)를 통과한 작동유체는 상기 제2이송라인(134)을 통하여 상기 제2열교환기(122)로 이송된다. The second transfer line 134 has one end connected to the second heat exchanger 122 and the other end connected to the third heat exchanger 123. The working fluid having passed through the third heat exchanger 123 is transferred to the second heat exchanger 122 through the second transfer line 134.

상기 제2이송라인(134)에는 상기 제2이송라인(134)을 통하여 이동하는 작동유체의 흐름을 제어하는 제2밸브(135)가 설치된다. The second transfer line 134 is provided with a second valve 135 for controlling the flow of the working fluid moving through the second transfer line 134.

상기 제3이송라인(136)은, 일단이 상기 제1열교환기(121)와 연결되고, 타단은 상기 제2이송라인(134)과 연결된다. 상기 제1열교환기(121)를 통과한 작동유체는 상기 제3이송라인(136)을 통하여 상기 제2이송라인(134)으로 이송된다. The third transfer line 136 has one end connected to the first heat exchanger 121 and the other end connected to the second transfer line 134. The working fluid having passed through the first heat exchanger 121 is transferred to the second transfer line 134 through the third transfer line 136.

상기 터빈(140)은 상기 제2열교환기(122)를 통과한 작동유체를 공급받아, 회전동력을 발생시킨다. 상기 터빈(140)의 일측에는 발전기(141)가 장착되는데, 상기 발전기(141)는 상기 터빈(140)에서 발생되는 회전동력을 이용하여 전력을 생산한다. The turbine 140 receives the working fluid that has passed through the second heat exchanger 122 and generates rotational power. A generator 141 is installed on one side of the turbine 140. The generator 141 generates power using rotational power generated from the turbine 140. [

상기 리턴라인(137)은, 일단이 상기 터빈(140)과 연결되며 상기 제3열교환기(123)를 경유하여 타단이 상기 압축기(110)와 연결된다. 상기 터빈(140)에서 배출된 작동유체는 상기 제3열교환기(123)에서 상기 압축기(110)로부터 제3열교환기(123)로 공급된 작동유체와 열교환한 후, 상기 리턴라인(137)을 통하여 상기 압축기(110)로 복귀한다. One end of the return line 137 is connected to the turbine 140 and the other end is connected to the compressor 110 via the third heat exchanger 123. The working fluid discharged from the turbine 140 is heat-exchanged in the third heat exchanger 123 with the working fluid supplied from the compressor 110 to the third heat exchanger 123 and then returned to the return line 137 And returns to the compressor (110).

상기 쿨러(150)는 상기 리턴라인(137)에 설치되며, 상기 압축기(110) 전측에서 상기 압축기(110)로 공급되는 작동유체를 냉각시킨다.The cooler 150 is installed on the return line 137 and cools the working fluid supplied to the compressor 110 from the front side of the compressor 110.

상기 제어부(160)는, 상기 제1밸브(133) 및 상기 제2밸브(135)의 개폐를 제어한다. 상기 제어부(160)는 상기 제1열교환기(121) 및 상기 제2열교환기(122)에 제공되는 연소가스의 종류에 따라 상기 제1밸브(133) 및 상기 제2밸브(135)의 개폐를 제어한다. The controller 160 controls the opening and closing of the first valve 133 and the second valve 135. The control unit 160 controls the opening and closing of the first valve 133 and the second valve 135 according to the type of the combustion gas supplied to the first heat exchanger 121 and the second heat exchanger 122 .

도 1을 참조하면, 상기 연소가스가 천연가스를 연소시킨 가스와 같이 황을 포함하지 아니하는 연소가스인 경우, 상기 제어부(160)는 상기 제1밸브(133) 및 상기 제2밸브(135)를 개방시킨다. Referring to FIG. 1, when the combustion gas is a combustion gas containing no sulfur such as a natural gas-fired gas, the controller 160 controls the first valve 133 and the second valve 135, Lt; / RTI >

이 경우 압축기(110)로부터 토출된 작동유체의 일부는 상기 제1이송라인(132)을 통하여 상기 제1열교환기(121)로 공급되고, 나머지 작동유체는 상기 작동유체공급라인(131) 및 제2이송라인(136)을 통하여 제2열교환기(122)로 공급된다. A part of the working fluid discharged from the compressor 110 is supplied to the first heat exchanger 121 through the first transfer line 132 and the remaining working fluid is supplied to the working fluid supply line 131 and 2 transfer line 136 to the second heat exchanger 122.

상기 제1이송라인(132)을 통하여 공급되는 작동유체는 상기 압축기(110)에서 토출되는 온도인 0~50℃인 상태로 제1열교환기(121)로 공급된다. 상기 제1열교환기(121)로 공급되는 작동유체는 이슬점 온도 이상인 0~50℃로 공급되므로, 상기 제1열교환기(121)에서는 이슬점 관련 저온 부식이 발생하지 아니한다. The working fluid supplied through the first transfer line 132 is supplied to the first heat exchanger 121 at a temperature of 0 to 50 ° C which is the temperature discharged from the compressor 110. Since the working fluid supplied to the first heat exchanger 121 is supplied to a temperature of 0 to 50 ° C which is higher than the dew point temperature, the first heat exchanger 121 does not cause dew-point low temperature corrosion.

한편, 상기 압축기(110)로부터 토출된 작동유체의 일부는 제3열교환기(123)를 통하여 100~300℃로 승온된 상태로 상기 제2열교환기(122) 측으로 공급된다. 상기 제3열교환기(123)를 통과한 작동유체는 상기 제1열교환기(121)로부터 배출된 후 상기 제3이송라인(136)을 통하여 이송되는 작동유체와 혼합되어 대략 100~300℃ 정도의 온도로 상기 제2열교환기(122)로 공급된다. A part of the working fluid discharged from the compressor 110 is supplied to the second heat exchanger 122 in a state of being heated to 100 to 300 ° C. through the third heat exchanger 123. The working fluid that has passed through the third heat exchanger 123 is mixed with the working fluid that is discharged from the first heat exchanger 121 and then transferred through the third transfer line 136, Temperature to the second heat exchanger (122).

상기 제2열교환기(122)로 공급되는 작동유체 역시 이슬점 온도 이상인 100~300℃를 유지하므로 저온 부식 현상은 발생하지 아니한다. Since the working fluid supplied to the second heat exchanger 122 also maintains a temperature of 100 to 300 DEG C which is higher than the dew point temperature, the low temperature corrosion phenomenon does not occur.

도 2를 참조하면, 상기 연소가스가 디젤유를 연소시킨 가스와 같이 황이 포함된 연소가스인 경우, 상기 제어부(160)는 상기 제1밸브(133)를 폐쇄하고, 상기 제2밸브(135)를 개방시킨다. 2, when the combustion gas is a combustion gas containing sulfur such as diesel fuel, the control unit 160 closes the first valve 133 and the second valve 135, Lt; / RTI >

이 경우 압축기(110)로부터 토출된 작동유체는 제1이송라인(132)을 통하여 이송되지 아니하고, 상기 제3열교환기(123)에서 가열된 후 상기 제2열교환기(122)로 공급된다. In this case, the working fluid discharged from the compressor 110 is not transferred through the first transfer line 132 but is supplied to the second heat exchanger 122 after being heated by the third heat exchanger 123.

상기 작동유체는 상기 제3열교환기(123)에서 100~300℃ 정도로 가열된 후, 상기 제2열교환기(122)로 공급된다. 상기 제2열교환기(122)로 공급되는 작동유체는 황노점(100℃) 이상의 온도인 100~300℃로 공급되므로, 상기 제2열교환기(122)에서 저온 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다. The working fluid is heated to about 100 to 300 ° C in the third heat exchanger 123 and then supplied to the second heat exchanger 122. Since the working fluid supplied to the second heat exchanger 122 is supplied to 100 to 300 ° C which is a temperature higher than the sulfur dew point (100 ° C), it is possible to prevent the low temperature corrosion from occurring in the second heat exchanger 122 .

다시 도 1,2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(100)은 제5,6이송라인(173)(174) 및 보조터빈(175)을 포함할 수 있다. 1 and 2, the supercritical carbon dioxide power generation system 100 according to an embodiment of the present invention may include a fifth and sixth feed lines 173 and 174 and an auxiliary turbine 175.

상기 제5이송라인(173)은, 일단이 상기 제2열교환기(122)와 연결되고, 타단은 상기 터빈(140)과 연결된다. 상기 제2열교환기(122)로부터 배출된 작동유체는 상기 제5이송라인(173)을 통하여 상기 터빈(140)으로 이송된다. The fifth transfer line 173 has one end connected to the second heat exchanger 122 and the other end connected to the turbine 140. The working fluid discharged from the second heat exchanger 122 is transferred to the turbine 140 through the fifth transfer line 173.

상기 제6이송라인(174)은 상기 제5이송라인(173)으로부터 분기되어 형성되고, 일단이 상기 리턴라인(137)과 연결된다. 그리고, 상기 제6이송라인(174)에는 보조터빈(175)이 설치된다. The sixth transfer line 174 is branched from the fifth transfer line 173 and has one end connected to the return line 137. An auxiliary turbine 175 is installed in the sixth transfer line 174.

상기 제5이송라인(173)을 통하여 이송되는 작동유체의 일부는 상기 제6이송라인(174)으로 이송되며, 상기 제6이송라인(174)을 통하여 이송되는 작동유체는 상기 보조터빈(175)을 회전시켜 회전구동력을 발생시킨다. 상기 보조터빈(175)은 상기 압축기(110)와 연결된다. 상기 압축기(110)는 상기 보조터빈(175)에서 발생하는 회전구동력을 전달받아 구동된다. A portion of the working fluid being transferred through the fifth transfer line 173 is transferred to the sixth transfer line 174 and the working fluid transferred through the sixth transfer line 174 is transferred to the auxiliary turbine 175, Thereby generating a rotational driving force. The auxiliary turbine 175 is connected to the compressor 110. The compressor (110) is driven by receiving rotational driving force generated from the auxiliary turbine (175).

도 3,4는 본 발명의 제2실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템의 개략도이다. 3 and 4 are schematic views of a supercritical carbon dioxide power generation system according to a second embodiment of the present invention.

도 3,4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(200)은, 압축기(210), 제1열교환기(221), 제2열교환기(222), 제3열교환기(223), 작동유체공급라인(231), 제1내지 제3이송라인(232)(234)(236), 제1,2밸브(233)(235), 리턴라인(237), 쿨러(250) 및 제어부(260)를 포함한다. 3 and 4, a supercritical carbon dioxide power generation system 200 according to a second embodiment of the present invention includes a compressor 210, a first heat exchanger 221, a second heat exchanger 222, The first and second transfer lines 232 and 234 and 236, the first and second valves 233 and 235, the return line 237, the coolant line 236, (250) and a control unit (260).

본 발명의 제2실시예의 구성 중 상술한 제1실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 하며, 제1실시예와 상이한 구성인 재순환라인(238) 및 재순환펌프(239)를 설명하기로 한다. The description of the same constitution as the first embodiment described above in the second embodiment of the present invention will be omitted, and the recirculation line 238 and the recirculation pump 239, which are different from the first embodiment, will be described do.

상기 재순환라인(238)은, 일단이 상기 제3이송라인(236)과 연결되고, 타단은 상기 제1이송라인(232)과 연결된다. 상기 제1열교환기(221)를 통과한 작동유체 중 일부는 상기 재순환라인(238)을 통하여 상기 제1이송라인(232)으로 공급되어 상기 제1열교환기(221)로 공급되는 작동유체의 온도를 상승시킨다. 이에 따라 상기 제1열교환기(231)로 공급되는 작동유체의 온도는 50~60℃로 유지되므로, 상기 제1열교환기(231)의 이슬점 관련 저온 부식 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. One end of the recycling line 238 is connected to the third transfer line 236 and the other end is connected to the first transfer line 232. A part of the working fluid that has passed through the first heat exchanger 221 is supplied to the first transfer line 232 through the recirculation line 238 and the temperature of the working fluid supplied to the first heat exchanger 221 . Accordingly, since the temperature of the working fluid supplied to the first heat exchanger 231 is maintained at 50 to 60 ° C, the low temperature corrosion phenomenon related to the dew point of the first heat exchanger 231 can be effectively prevented.

상기 재순환라인(238)에는 상기 재순환라인(238)을 통하여 작동유체가 순환할 수 있도록 상기 작동유체를 가압하여 이송하는 재순환펌프(239)가 설치된다. The recirculation line 238 is provided with a recirculation pump 239 for pressurizing and transporting the working fluid so that the working fluid can circulate through the recirculation line 238.

또한, 상기 재순환펌프(239)의 전측에는 상기 재순환라인(238)을 선택적으로 개폐시키는 제1재순환밸브(280) 및 제2재순환밸브(281)가 설치될 수 있다. A first recirculation valve 280 and a second recirculation valve 281 may be provided on the front side of the recirculation pump 239 to selectively open and close the recirculation line 238.

상기 제1재순환밸브(280)는, 재순환 동작이 요구되지 않을 때 상기 재순환라인을 폐쇄시켜 재순환라인(238)으로 작동유체가 유입되는 것을 방지한다. The first recirculation valve 280 closes the recirculation line when a recirculation operation is not required to prevent a working fluid from entering the recirculation line 238.

또한, 상기 제2재순환밸브(281)는, 상기 재순환펌프(239)의 후단에 설치되어, 재순환 동작이 필요하지 않을 때 상기 재순환라인(238)을 폐쇄함으로써 상기 제1이송라인(232)으로부터 상기 재순환라인(238)으로 작동유체가 역류되는 것을 방지한다. The second recirculation valve 281 may be provided at the rear end of the recirculation pump 239 so that the recirculation line 238 is closed when the recirculation operation is not required, Thereby preventing the working fluid from flowing back to the recirculation line 238.

본 발명의 제2실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(200)은, 재순환라인(238) 및 재순환펌프(239)를 형성하여 상기 제1열교환기(221)로 공급되는 작동유체를 이슬점 온도 이상으로 안정되게 유지시킴으로써 상기 제1열교환기(221)에서 이슬점 온도 관련 저온부식현상이 발생하는 것을 방지한다. The supercritical carbon dioxide power generation system 200 according to the second embodiment of the present invention includes a recirculation line 238 and a recirculation pump 239 to regulate a working fluid supplied to the first heat exchanger 221 to a dew point temperature Thereby preventing the low temperature corrosion phenomenon related to the dew point temperature in the first heat exchanger 221 from occurring.

한편, 도 3을 참조하면, 상기 연소가스가 천연가스를 연소시킨 가스와 같이 황을 포함하지 아니하는 연소가스인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 제1밸브(233) 및 상기 제2밸브(235)를 개방시킨다. 3, when the combustion gas is a combustion gas containing no sulfur such as a natural gas-fired gas, the control unit 260 controls the first valve 233 and the second valve 235 are opened.

이 경우 압축기(110)로부터 토출된 작동유체의 일부는 상기 제1이송라인(232)을 통하여 상기 제1열교환기(221)로 공급되고, 나머지 작동유체는 상기 작동유체공급라인(131) 및 제2이송라인(136)을 통하여 제2열교환기(122)로 공급된다. In this case, a part of the working fluid discharged from the compressor 110 is supplied to the first heat exchanger 221 through the first transfer line 232, and the remaining working fluid is supplied to the working fluid supply line 131 and 2 transfer line 136 to the second heat exchanger 122.

상기 제1이송라인(132)을 통하여 공급되는 작동유체는 상기 재순환라인(238)을 통하여 상기 제1이송라인(232)으로 공급된 작동유체와 혼합되어 50~60℃로 승온된 상태로 제1열교환기(221)로 공급된다. 상기 제1열교환기(221)로 공급되는 작동유체는 이슬점 온도 이상인 50~60℃로 공급되므로, 상기 제1열교환기(221)에서는 이슬점 관련 저온 부식이 발생하지 아니한다. The working fluid supplied through the first transfer line 132 is mixed with the working fluid supplied to the first transfer line 232 through the recirculation line 238, And is supplied to the heat exchanger 221. Since the working fluid supplied to the first heat exchanger 221 is supplied at a temperature of 50 to 60 ° C which is higher than the dew point temperature, the first heat exchanger 221 does not cause dew-point low temperature corrosion.

한편, 상기 압축기(110)로부터 토출된 작동유체의 일부는 제3열교환기(223)를 통하여 100~300℃로 승온된 상태로 상기 제2열교환기(222) 측으로 공급된다. 상기 제3열교환기(223)를 통과한 작동유체는 상기 제1열교환기(221)로부터 배출된 후 상기 제3이송라인(236)을 통하여 이송되는 작동유체와 혼합되어 대략 100~300℃ 정도의 온도로 상기 제2열교환기(222)로 공급된다. Meanwhile, a part of the working fluid discharged from the compressor 110 is supplied to the second heat exchanger 222 in a state of being heated to 100 to 300 ° C through the third heat exchanger 223. The working fluid that has passed through the third heat exchanger 223 is mixed with the working fluid that is discharged from the first heat exchanger 221 and then transferred through the third transfer line 236, And is supplied to the second heat exchanger 222 at a predetermined temperature.

상기 제2열교환기(222)로 공급되는 작동유체 역시 이슬점 온도 이상인 100~300℃를 유지하므로 저온 부식 현상은 발생하지 아니한다. The operating fluid supplied to the second heat exchanger 222 also maintains a temperature of 100 to 300 ° C which is higher than the dew point temperature, so that the low temperature corrosion phenomenon does not occur.

도 4를 참조하면, 상기 연소가스가 디젤유를 연소시킨 가스와 같이 황이 포함된 연소가스인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 제1밸브(233)를 폐쇄하고, 상기 제2밸브(235)를 개방시킨다. 4, when the combustion gas is a combustion gas containing sulfur such as diesel fuel, the control unit 260 closes the first valve 233 and the second valve 235, Lt; / RTI >

이 경우 압축기(210)로부터 토출된 작동유체는 제1이송라인(232)을 통하여 이송되지 아니하고, 상기 제3열교환기(223)에서 가열된 후 상기 제2열교환기(222)로 공급된다. In this case, the working fluid discharged from the compressor 210 is not transferred through the first transfer line 232 but is supplied to the second heat exchanger 222 after being heated by the third heat exchanger 223.

상기 작동유체는 상기 제3열교환기(223)에서 100~300℃ 정도로 가열된 후, 상기 제2열교환기(222)로 공급된다. 상기 제2열교환기(122)로 공급되는 작동유체는 황노점(100℃) 이상의 온도인 100~300℃로 공급되므로, 상기 제2열교환기(222)에서 저온 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다. The working fluid is heated to about 100 to 300 ° C in the third heat exchanger 223 and then supplied to the second heat exchanger 222. Since the working fluid supplied to the second heat exchanger 122 is supplied to 100 to 300 ° C which is a temperature higher than the sulfur dew point (100 ° C), it is possible to prevent the low temperature corrosion from occurring in the second heat exchanger (222) .

도 5,6은, 본 발명의 제3실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(300)의 개략도이다. 5 and 6 are schematic views of a supercritical carbon dioxide power generation system 300 according to a third embodiment of the present invention.

도 5,6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(300)은, 압축기(310), 제1열교환기(321), 제2열교환기(322), 제3열교환기(323), 작동유체공급라인(331), 제1내지 제4이송라인(332)(334)(336)(371), 제1,2, 4밸브(333)(335)(372), 리턴라인(337), 쿨러(350) 및 제어부(360)를 포함한다. 5 and 6, a supercritical carbon dioxide power generation system 300 according to a third embodiment of the present invention includes a compressor 310, a first heat exchanger 321, a second heat exchanger 322, a third The first to fourth transfer lines 332, 334, 336 and 371, the first, second and fourth valves 333, 335 and 372, A return line 337, a cooler 350, and a control unit 360.

본 발명의 제3실시예의 구성 중 상술한 제1실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 하며, 제1실시예와 상이한 구성인 제4이송라인(371) 및 제4밸브(372) 관련 구성에 대하여 설명하기로 한다. The description of the same constitution as that of the first embodiment described above in the third embodiment of the present invention will be omitted and a description will be given of the relationship between the fourth transfer line 371 and the fourth valve 372 which are different from those of the first embodiment The configuration will be described.

상기 제4이송라인(371)은, 일단이 상기 제2이송라인(334)과 연결되고, 타단은 상기 제1이송라인(332)과 연결된다. 상기 제4밸브(372)는, 상기 제4이송라인(371)에 설치되어 상기 제4이송라인(371)을 통하여 이송되는 작동유체의 이동을 제어한다. The fourth transfer line 371 has one end connected to the second transfer line 334 and the other end connected to the first transfer line 332. The fourth valve 372 controls the movement of the working fluid that is installed in the fourth transfer line 371 and is transferred through the fourth transfer line 371.

그리고, 상기 제2밸브(335)는, 상기 제2이송라인(334)과 상기 제3이송라인(336)의 연결지점과 상기 제2이송라인(334)과 상기 제4이송라인(371)의 연결지점 사이에 배치된다. The second valve 335 is connected to the connection point between the second transfer line 334 and the third transfer line 336 and the connection point between the second transfer line 334 and the fourth transfer line 371 Lt; / RTI >

또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(300)은, 상기 제1,2,4 밸브(333)(335)(372)를 제어하는 제어부(360)를 구비한다. The supercritical carbon dioxide power generation system 300 according to the third embodiment of the present invention includes a control unit 360 for controlling the first, second and third valves 333, 335, and 372.

상기 제어부(360)는 상기 제1열교환기(321) 및 상기 제2열교환기(322)에 공급되는 연소가스(G)의 종류에 기초하여 상기 제1,2,4밸브(333)(335)(372)의 개폐를 제어한다. The control unit 360 controls the first and second valves 333 and 335 based on the types of the combustion gas G supplied to the first heat exchanger 321 and the second heat exchanger 322, And controls the opening and closing of the door 372.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전 시스템의 제어부(360)는, 상기 연소가스가 천연가스를 연소시킨 가스와 같이 황을 포함하지 아니하는 연소가스인 경우, 상기 제 1,2 밸브(333)(335)를 개방하고, 상기 제4밸브(372)를 폐쇄시킨다. 5, the control unit 360 of the supercritical carbon dioxide power generation system according to the third embodiment of the present invention, when the combustion gas is a combustion gas that does not contain sulfur such as a natural gas- The first and second valves 333 and 335 are opened and the fourth valve 372 is closed.

이 경우 압축기(310)로부터 토출된 작동유체의 일부는 상기 제1이송라인(332)을 통하여 상기 제1열교환기(321)로 공급되고, 나머지 작동유체는 상기 작동유체공급라인(331) 및 제2이송라인(334)을 통하여 제2열교환기(322)로 공급된다. A part of the working fluid discharged from the compressor 310 is supplied to the first heat exchanger 321 through the first transfer line 332 and the remaining working fluid is supplied to the working fluid supply line 331 and 2 transfer line 334 to the second heat exchanger 322.

상기 제1이송라인(332)을 통하여 공급되는 작동유체는 상기 압축기(310)에서 토출되는 온도인 0~50℃인 상태로 제1열교환기(321)로 공급된다. 상기 제1열교환기(321)로 공급되는 작동유체는 이슬점 온도 이상인 0~50℃로 공급되므로, 상기 제1열교환기(321)에서는 저온 부식이 발생하지 아니한다. The working fluid supplied through the first transfer line 332 is supplied to the first heat exchanger 321 at a temperature of 0 to 50 ° C which is the temperature discharged from the compressor 310. Since the working fluid supplied to the first heat exchanger 321 is supplied to the dew point temperature of 0 to 50 캜, low temperature corrosion does not occur in the first heat exchanger 321.

한편, 상기 압축기(310)로부터 토출된 작동유체의 일부는 제3열교환기(323)를 통하여 100~300℃로 승온된 상태로 상기 제2열교환기(322) 측으로 공급된다. 상기 제3열교환기(323)를 통과한 작동유체는 상기 제1열교환기(321)로부터 배출된 후 상기 제3이송라인(336)을 통하여 이송되는 작동유체와 혼합되어 대략 100~300℃ 정도의 온도로 상기 제2열교환기(322)로 공급된다. 이에 따라 상기 제2열교환기(322)로 공급되는 작동유체 역시 이슬점 온도 이상인 100~300℃를 유지하므로 저온 부식 현상은 발생하지 아니한다. A part of the working fluid discharged from the compressor 310 is supplied to the second heat exchanger 322 through the third heat exchanger 323 while being heated to 100 to 300 ° C. The working fluid that has passed through the third heat exchanger 323 is mixed with the working fluid that is discharged from the first heat exchanger 321 and then transferred through the third transfer line 336, And is supplied to the second heat exchanger 322 at a predetermined temperature. Accordingly, the working fluid supplied to the second heat exchanger 322 also maintains a temperature of 100 to 300 DEG C which is higher than the dew point temperature, so that the low temperature corrosion phenomenon does not occur.

도 6을 참조하면, 상기 연소가스가 디젤유를 연소시킨 가스와 같이 황이 포함된 연소가스인 경우, 상기 제어부(360)는 상기 제1,2밸브(333)(335)를 폐쇄하고, 상기 제4밸브(372)를 개방시킨다. Referring to FIG. 6, when the combustion gas is a combustion gas containing sulfur such as diesel fuel, the controller 360 closes the first and second valves 333 and 335, 4 valve 372 is opened.

이 경우 압축기(310)로부터 토출된 작동유체는 제1이송라인(332)을 통하여 직접 이송되지 아니하고, 상기 제3열교환기(323)에서 가열된 후 상기 제4이송라인(371) 및 상기 제1이송라인(332)을 통하여 상기 제1열교환기(321)로 이송된다. In this case, the working fluid discharged from the compressor 310 is not directly conveyed through the first conveyance line 332, but is heated by the third heat exchanger 323 and then flows through the fourth conveyance line 371 and the first Is transferred to the first heat exchanger (321) through the transfer line (332).

상기 작동유체는 상기 제3열교환기(323)에서 100~300℃ 정도로 가열된 후, 상기 제1열교환기(321)로 공급된다. 상기 제1열교환기(321)로 공급되는 작동유체는 황노점(100℃) 이상의 온도인 100~300℃로 공급되므로, 상기 제1열교환기(321)에서 저온 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다. The working fluid is heated to about 100 to 300 ° C in the third heat exchanger 323 and then supplied to the first heat exchanger 321. Since the working fluid supplied to the first heat exchanger 321 is supplied at 100 to 300 ° C which is a temperature higher than the sulfur dew point (100 ° C), it is possible to prevent the low temperature corrosion in the first heat exchanger 321 .

상기 제1열교환기(321)에서 가열된 작동유체는 제3이송라인(336)을 통하여 상기 제2열교환기(322)로 이송된다. 작동유체는 상기 제1열교환기(321)를 통과하며 200~400℃로 가열된 상태로 상기 제2열교환기(322)로 이송된다. 상기 제2열교환기(322)로 공급되는 작동유체는 황노점(100℃) 이상의 온도인 200~400℃로 공급되므로, 상기 제2열교환기(322)에서 저온 부식이 발생하는 것을 또한 방지할 수 있다. The working fluid heated in the first heat exchanger 321 is transferred to the second heat exchanger 322 through the third transfer line 336. The working fluid passes through the first heat exchanger 321 and is transferred to the second heat exchanger 322 while being heated to 200 to 400 ° C. Since the working fluid supplied to the second heat exchanger 322 is supplied to 200-400 ° C which is a temperature higher than the sulfur dew point (100 ° C), it is possible to prevent the low temperature corrosion in the second heat exchanger 322 have.

본 발명의 제3실실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전 시스템(300)은, 황이 포함된 연료가스의 경우에도 작동유체가 상기 제1,2열교환기(321)(322)를 모두 통과하게 함으로써 넓은 전열면적을 확보함으로써 성능을 향상시킬 수 있다. The supercritical carbon dioxide power generation system 300 according to the third embodiment of the present invention allows the working fluid to pass all through the first and second heat exchangers 321 and 322 even in the case of the fuel gas containing sulfur, The performance can be improved by securing the heat transfer area.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

110 : 압축기 121 : 제1열교환기
122 : 제2열교환기 123: 제3열교환기
131 : 작동유체공급라인 132 : 제1이송라인
133 : 제1밸브 134 : 제2이송라인
136 : 제2이송라인 140 : 터빈
150 : 쿨러 160 : 제어부110: compressor 121: first heat exchanger
122: second heat exchanger 123: third heat exchanger
131: working fluid supply line 132: first transfer line
133: first valve 134: second transfer line
136: Second conveying line 140: Turbine
150: cooler 160:

Claims (15)

작동유체를 압축시키는 압축기;
상기 압축기로부터 공급되는 작동유체를 가열시키는 제1열교환기;
상기 압축기로부터 공급되는 작동유체를 가열시키는 제2열교환기;
상기 압축기와 상기 제2열교환기 사이에 배치되어 상기 압축기로부터 공급되는 작동유체를 가열시키는 제3열교환기;
일단은 상기 압축기와 연결되고, 타단은 상기 제3열교환기와 연결되어 상기 압축기로부터 상기 제1열교환기로 작동유체가 이송되는 작동유체공급라인;
상기 작동유체공급라인으로부터 분기되며, 일단이 상기 제1열교환기와 연결되는 제1이송라인;
상기 제1이송라인에 형성되어 상기 제1이송라인으로 이송되는 작동유체의 흐름을 제어하는 제1밸브;
일단이 상기 제2열교환기와 연결되고, 타단은 상기 제3열교환기와 연결되는 제2이송라인;
상기 제2이송라인에 형성되어 상기 제2이송라인으로 이송되는 작동유체의 흐름을 제어하는 제2밸브;
일단은 상기 제1열교환기와 연결되고, 타단은 상기 제2이송라인과 연결되어 상기 제1열교환기를 통과한 작동유체를 상기 제2이송라인으로 공급하는 제3이송라인;
상기 제2열교환기를 통과한 작동유체를 이용하여 전력을 생산하는 터빈;
일단은 상기 터빈과 연결되며, 상기 제3열교환기를 관통하며, 타단은 상기 압축기와 연결되는 리턴라인;
상기 리턴라인에 형성되어, 상기 압축기로 공급되는 작동유체를 냉각시키는 쿨러; 및
상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기에 제공되는 연료가스의 황 포함여부에 기초하여 상기 제1,2밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
A compressor for compressing the working fluid;
A first heat exchanger for heating a working fluid supplied from the compressor;
A second heat exchanger for heating a working fluid supplied from the compressor;
A third heat exchanger disposed between the compressor and the second heat exchanger to heat a working fluid supplied from the compressor;
A working fluid supply line having one end connected to the compressor and the other end connected to the third heat exchanger to transfer a working fluid from the compressor to the first heat exchanger;
A first transfer line branching from the working fluid supply line and having one end connected to the first heat exchanger;
A first valve formed in the first transfer line for controlling the flow of the working fluid transferred to the first transfer line;
A second conveyance line having one end connected to the second heat exchanger and the other end connected to the third heat exchanger;
A second valve formed in the second transfer line for controlling the flow of the working fluid to be transferred to the second transfer line;
A third conveyance line connected to the first heat exchanger at one end and connected to the second conveyance line to supply a working fluid passed through the first heat exchanger to the second conveyance line;
A turbine for generating electric power using a working fluid that has passed through the second heat exchanger;
A return line connected at one end to the turbine, through the third heat exchanger and at the other end to the compressor;
A cooler formed on the return line for cooling a working fluid supplied to the compressor; And
And a controller for controlling the first and second valves based on whether sulfur contained in the fuel gas is supplied to the first heat exchanger and the second heat exchanger.
청구항 1에 있어서,
상기 제3열교환기는, 상기 작동유체를 복열하는 리큐퍼레이터인 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the third heat exchanger is a recuperator that recovers the working fluid.
청구항 1에 있어서,
일단은 상기 제3이송라인과 연통되고, 타단은 상기 제1이송라인과 연통되는 재순환라인; 및
상기 재순환라인에 설치되어 상기 제3이송라인의 작동유체의 일부를 상기 제1이송라인으로 이송시키는 재순환펌프를 더 포함하는 초임계 이산화탄소 발전 시스템.

The method according to claim 1,
A recirculation line having one end communicating with the third transfer line and the other end communicating with the first transfer line; And
Further comprising a recirculation pump installed in the recycle line for transferring a portion of the working fluid of the third transfer line to the first transfer line.

삭제delete 청구항 1에 있어서,
연료가스가 황을 포함하지 아니하는 가스인 경우,
상기 제어부는 상기 제 1,2 밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
The method according to claim 1,
If the fuel gas is a gas that does not contain sulfur,
Wherein the controller opens the first and second valves.
청구항 1에 있어서,
연료가스가 황을 포함하는 가스인 경우,
상기 제어부는 상기 제1밸브를 폐쇄하고, 상기 제2밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
The method according to claim 1,
When the fuel gas is a gas containing sulfur,
Wherein the control unit closes the first valve and opens the second valve.
청구항 1에 있어서,
일단은 상기 제2이송라인과 연결되고, 타단은 상기 제1이송라인과 연결되는 제4이송라인; 및
제4이송라인에 형성되어 상기 제4이송라인으로 이송되는 작동유체의 흐름을 제어하는 제4밸브를 더 포함하는 초임계 이산화탄소 발전 시스템.
The method according to claim 1,
A fourth transfer line having one end connected to the second transfer line and the other end connected to the first transfer line; And
And a fourth valve formed in the fourth transfer line for controlling the flow of the working fluid conveyed to the fourth transfer line.
청구항 7에 있어서,
상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기에 제공되는 연료가스에 기초하여 상기 제1,2, 4밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
The method of claim 7,
And a control unit for controlling the first, second, and fourth valves based on the fuel gas provided to the first heat exchanger and the second heat exchanger.
청구항 8에 있어서,
연료가스가 황을 포함하지 아니하는 가스인 경우,
상기 제어부는 상기 제 1,2 밸브를 개방하고, 상기 제4밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
The method of claim 8,
If the fuel gas is a gas that does not contain sulfur,
Wherein the control unit opens the first and second valves and closes the fourth valve.
청구항 8에 있어서,
연료가스가 황을 포함하는 가스인 경우,
상기 제어부는 상기 제1,2밸브를 폐쇄하고, 상기 제4밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
The method of claim 8,
When the fuel gas is a gas containing sulfur,
Wherein the control unit closes the first and second valves and opens the fourth valve.
청구항 7에 있어서,
상기 제2밸브는, 상기 제2이송라인과 상기 제3이송라인의 연결지점과 상기 제2이송라인과 상기 제4이송라인의 연결지점 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전 시스템.
The method of claim 7,
Wherein the second valve is disposed between a connection point of the second transfer line and the third transfer line and a connection point of the second transfer line and the fourth transfer line.
청구항 1에 있어서,
일단이 상기 제2열교환기와 연결되고, 타단은 상기 터빈과 연결되어 상기 제2열교환기로부터 배출된 작동유체를 상기 터빈으로 이송하는 제5이송라인;
상기 제5이송라인으로부터 분기되며, 일단이 상기 리턴라인과 연결되는 제6이송라인; 및
상기 제6이송라인에 형성되며, 상기 제6이송라인을 통하여 이송되는 작동유체를 이용하여 구동력을 발생시키는 보조터빈을 포함하는 초임계 이산화탄소 발전 시스템.
The method according to claim 1,
A fifth transfer line connected to the second heat exchanger at one end and connected to the turbine to transfer the working fluid discharged from the second heat exchanger to the turbine;
A sixth transfer line branching from the fifth transfer line and having one end connected to the return line; And
And an auxiliary turbine formed on the sixth conveyance line for generating a driving force using a working fluid conveyed through the sixth conveyance line.
청구항 12에 있어서,
상기 보조터빈은, 상기 압축기에 동력을 제공하여 상기 압축기를 구동시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
The method of claim 12,
Wherein the auxiliary turbine provides power to the compressor to drive the compressor.
복수의 연료가스를 사용하는 청구항 1의 초임계 이산화탄소 발전시스템의 제어방법에 있어서,
연료가스가 황을 포함하지 아니하는 가스인 경우, 상기 제 1,2 밸브를 개방시키고,
연료가스가 황을 포함하는 가스인 경우,
상기 제1밸브를 폐쇄하고, 상기 제2밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템의 제어방법.
The control method of a supercritical carbon dioxide power generation system according to claim 1, wherein a plurality of fuel gases are used,
When the fuel gas is a gas not containing sulfur, the first and second valves are opened,
When the fuel gas is a gas containing sulfur,
Wherein the first valve is closed and the second valve is opened.
복수의 연료가스를 사용하는 청구항 8의 초임계 이산화탄소 발전시스템의 제어방법에 있어서,
연료가스가 황을 포함하지 아니하는 가스인 경우, 상기 제 1,2 밸브를 개방하고, 상기 제4밸브를 폐쇄하고,
연료가스가 황을 포함하는 가스인 경우, 상기 제1,2밸브를 폐쇄하고, 상기 제4밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템의 제어방법. The control method of a supercritical carbon dioxide power generation system according to claim 8, wherein a plurality of fuel gases are used,
When the fuel gas is a gas not containing sulfur, opening the first and second valves, closing the fourth valve,
Wherein when the fuel gas is a gas containing sulfur, the first and second valves are closed and the fourth valve is opened.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110779951A (en) * 2019-11-12 2020-02-11 南京理工大学 Experimental system for supercritical water and carbon dioxide mixed working medium heat transfer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160017283A (en) * 2014-08-01 2016-02-16 현대중공업 주식회사 Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System
JP2016507688A (en) * 2012-12-19 2016-03-10 マック トラックス インコーポレイテッド Series parallel waste heat recovery system
KR101644942B1 (en) * 2016-05-09 2016-08-02 고등기술연구원연구조합 Power generation system for waste heat recovery and ship having the same
KR20160120471A (en) * 2015-04-08 2016-10-18 두산중공업 주식회사 Supercritical CO2 generation system
KR20170045021A (en) * 2015-10-16 2017-04-26 두산중공업 주식회사 Supercritical CO2 generation system applying plural heat sources

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016507688A (en) * 2012-12-19 2016-03-10 マック トラックス インコーポレイテッド Series parallel waste heat recovery system
KR20160017283A (en) * 2014-08-01 2016-02-16 현대중공업 주식회사 Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System
KR20160120471A (en) * 2015-04-08 2016-10-18 두산중공업 주식회사 Supercritical CO2 generation system
KR20170045021A (en) * 2015-10-16 2017-04-26 두산중공업 주식회사 Supercritical CO2 generation system applying plural heat sources
KR101644942B1 (en) * 2016-05-09 2016-08-02 고등기술연구원연구조합 Power generation system for waste heat recovery and ship having the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110779951A (en) * 2019-11-12 2020-02-11 南京理工大学 Experimental system for supercritical water and carbon dioxide mixed working medium heat transfer
CN110779951B (en) * 2019-11-12 2022-04-22 南京理工大学 Experimental system for supercritical water and carbon dioxide mixed working medium heat transfer

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