KR101875379B1 - Power generation apparatus and method using steam - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a power generation apparatus and a power generation method using steam, generated from a boiler so as to rotate a steam turbine, operating a sterling engine by using discharged hot temperature steam under high pressure, and pressing and supplying the hot temperature steam under high pressure boiler-generated when a fan is rotated by the operated sterling engine. Accordingly, rotating frequency of the steam turbine can be increased to improve power generation efficiency. Moreover, fuel consumption can be reduced to increase cost efficiency.

Description

증기를 이용한 발전 장치 및 방법{Power generation apparatus and method using steam}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power generation apparatus and method using steam,

본 발명은 증기를 이용한 발전 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 보일러에서 생성되어 증기 터빈을 회전시킨 후, 배출되는 고온·고압의 증기로 스털링 엔진를 작동시키고, 작동되는 스털링 엔진에 의해 팬이 회전하면서 보일러 생성되는 고온·고압의 증기를 증기 터빈으로 가압하여 공급할 수 있도록 하는 증기를 이용한 발전 장치 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an apparatus and a method for generating steam using a steam, and more particularly, to a steam generating apparatus and method using a steam, The present invention relates to an apparatus and method for generating electricity using steam, which is capable of pressurizing and supplying high-temperature and high-pressure steam generated by a boiler to a steam turbine.

일반적으로 화력 발전은 연료 에너지를 연소시켜 얻어낸 기계적 에너지로 증기 터빈을 회전시킴으로써 전기적 에너지를 얻어내는 발전으로 열원 및 원동기에 따라서 크게 기력발전, 내연력발전, 특수화력발전으로 나누어진다.Generally, a thermal power generation is a power generation which obtains electric energy by rotating a steam turbine with mechanical energy obtained by burning fuel energy, and it is divided into a steam power generation, an inner generation power generation and a special thermal power generation depending on a heat source and a prime mover.

상기 기력발전은 석탄·석유 등의 화석 연료를 연소시킬 때 발생하는 열에너지로 증기를 만들고 이것을 열기관에 보내어 기계적 에너지를 얻고 이 기계적 에너지로 증기 터빈을 회전시킴으로써 전기적 에너지를 얻는 방식이다. 원자력 발전은 연료가 원자력에 의한 열이라는 점을 제외하면 석탄이나 중유에 의한 발전과 같으며, 기력발전에 포함된다.The above-mentioned power generation is a method in which steam is generated by the heat energy generated when fossil fuels such as coal and oil are burned and sent to a heat engine to obtain mechanical energy, and the mechanical energy is used to rotate the steam turbine to obtain electrical energy. Nuclear power generation is the same as coal and heavy fuel oil, except that the fuel is heat by nuclear power, and is included in the power generation.

상기 기력발전은 연료를 연소시켜 발생한 열로 물을 가열하여 얻는 증기의 온도는 500℃ 이상이고, 압력은 100~200 atm 이상인 고온·고압 증기를 발생시키고, 이 증기를 증기 터빈에 보내어 증기 터빈을 회전시킨다.The steam power is generated by heating the water to heat the steam, and the steam is heated to a temperature of at least 500 ° C. and a pressure of 100 to 200 atm or higher. The steam is sent to the steam turbine to rotate the steam turbine .

상기 증기 터빈의 회전에 따라 증기 터빈에서 얻어지는 동력이 대규모인 것은 10만 kW가 되고, 소용량인 자가용 발전에서도 대개 1만 kW 이상이 되며, 상기 증기 터빈을 통과한 증기는 복수기(復水器)에서 복수된다. 이렇게 하기 위해서는 많은 냉수가 필요하게 되고, 복수기에서 배출된 물은 다시 가열기에서 가열되어 보일러로 보내진다.The steam generated by the steam turbine is 100,000 kW, and the power generated by the steam turbine is usually 10,000 kW or more even in the case of a small-capacity steam generator. The steam passing through the steam turbine is condensed in the condenser It becomes plural. In order to do this, a lot of cold water is required, and the water discharged from the condenser is heated again in the heater and sent to the boiler.

상기 증기 터빈은 발전기를 구동하여 터빈 내에서 고온·고압의 증기가 보유하고 있는 에너지를 기계적 에너지로 바꾸고 다시 발전기에서 전기적 에너지로 바꾼다. 터빈과 발전기의 축을 직결시키고 있으며 발전기의 회전속도는 매분 1,800 또는 3,600 회전하여 60Hz의 주파수를 가진 전압을 발생시키게 된다.The steam turbine drives the generator to convert the energy held by the high-temperature and high-pressure steam in the turbine into mechanical energy, and then to the electrical energy from the generator. The shaft of the turbine and the generator is connected directly, and the rotational speed of the generator is 1,800 or 3,600 revolutions per minute to generate a voltage having a frequency of 60 Hz.

상기 증기 터빈을 회전시킨 고온·고압의 증기가 통상의 배출부를 통해 외부로 배출됨으로써 열손실이 많은 문제점이 있었다.There is a problem that the steam of high temperature and high pressure rotating the steam turbine is discharged to the outside through the normal discharge portion, thereby causing a large heat loss.

상기의 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 제10-1028634호에 발전소의 출력증강으로 발생한 잉여증기를 이용한 보조발전시스템이 등록된 바 있다.In order to solve the above problems, the auxiliary power generation system using the surplus steam generated due to the power enhancement of the power plant has been registered in Korean Patent Registration No. 10-1028634.

선 등록된 특허는 원자력 발전소의 원자로 설비나 화력 발전소의 보일러 설비의 출력증강으로 발생한 잉여증기를 이용해 보조발전 장치를 가동하고 이를 통해 전기를 생성함으로써 종래의 문제점을 해결할 수 있었다.The registered patent can solve the conventional problems by operating the auxiliary power generation system using the surplus steam generated by the reactor power of the nuclear power plant or the boiler power of the thermal power plant and generating electricity through the steam.

그러나 선 등록된 특허는 원자로 설비나 보일러 설비의 출력을 증강하려면 더 많은 연료를 연소시켜야 하므로 연료의 소비가 증가하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.However, there is a problem in that the registered patent increases the power of the nuclear reactor or the boiler facility and burns more fuel, so that the fuel consumption is increased and the economical efficiency is lowered.

대한민국 등록특허공보 제10-1028634호Korean Patent Registration No. 10-1028634

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보일러에서 생성되어 증기 터빈을 회전시킨 후, 배출되는 고온·고압의 증기로 스털링 엔진를 작동시키고, 작동되는 스털링 엔진에 의해 팬이 회전하면서 보일러 생성되는 고온·고압의 증기를 증기 터빈으로 가압하여 공급함으로써 증기 터빈의 회전수를 보다 높일 수 있는 증기를 이용한 발전 장치 및 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a steam engine which is operated by a high temperature and high pressure steam generated in a boiler, The present invention also provides a power generation apparatus and method using steam that can increase the number of revolutions of a steam turbine by supplying generated high-temperature and high-pressure steam to a steam turbine.

또한, 본 발명은 증기 터빈의 발전효율을 높이기 위해 더 많은 연료를 연소하지 않아도 되므로 연료의 소비를 줄일 수 있는 증기를 이용한 발전 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a power generation apparatus and method using steam that can reduce the consumption of fuel because it is not necessary to burn more fuel in order to increase the power generation efficiency of the steam turbine.

본 발명 증기를 이용한 발전 장치는,According to the present invention,

고온·고압의 증기가 발생하도록 물을 가열하는 보일러와;A boiler for heating the water to generate high-temperature and high-pressure steam;

상기 보일러에서 발생한 증기의 가압으로 회전하면서 전기를 생성하는 증기 터빈과;A steam turbine generating electricity by rotating with the pressure of the steam generated in the boiler;

상기 증기 터빈을 회전시키고 배출되는 고온·고압의 증기로 가열되면서 작동되는 스털링 엔진과;A Stirling engine which is operated while being heated by high-temperature and high-pressure steam discharged from the steam turbine;

상기 보일러와 증기 터빈 사이에 장착되어 상기 스털링 엔진의 작동으로 회전되면서 상기 보일러에서 발생한 고온·고압의 증기의 이동속도가 높아지도록 가압하여 상기 증기터빈에 상기 증기를 공급하는 팬을 포함한다.And a fan mounted between the boiler and the steam turbine to pressurize the high temperature and high pressure steam generated from the boiler while rotating by the operation of the Stirling engine to supply the steam to the steam turbine.

상기 스털링 엔진을 작동시킨 고온·고압의 증기를 배출하는 배출관을 더 포함한다.And a discharge pipe for discharging high-temperature and high-pressure steam that operates the Stirling engine.

본 발명 증기를 이용한 발전 방법은,According to the present invention,

본체에 공급되어 저장된 물을 가열하여 고온·고압의 증기를 발생하는 제1 단계와;A first step of heating the water supplied and stored in the main body to generate high-temperature and high-pressure steam;

상기 제1 단계에서 발생한 고온·고압의 증기로 증기 터빈을 회전시키면서 전기를 생성하는 제2 단계와;A second step of generating electricity by rotating the steam turbine with high temperature and high pressure steam generated in the first step;

상기 제2 단계에서 증기 터빈을 회전시킨 후, 배출되는 고온·고압의 증기로 가열하여 스털링 엔진을 작동시키는 제3 단계와;A third step of rotating the steam turbine in the second step and then operating the Stirling engine by heating the steam with the discharged high-temperature and high-pressure steam;

상기 제3 단계에서 작동되는 스털링 엔진의 작동으로 팬이 회전하면서 제1 단계에서 발생한 고온·고압의 증기의 이동속도가 높아지도록 가압하여 상기 증기 터빈에 상기 증기를 공급하는 제4 단계를 포함한다.And a fourth step of supplying the steam to the steam turbine by pressurizing the high-temperature and high-pressure steam generated in the first stage by the operation of the Stirling engine operated in the third step to increase the moving speed of the steam generated in the first stage.

상기 제3 단계에서 스털링 엔진을 작동시킨 고온·고압의 증기를 배출하는 제5 단계를 더 포함한다.And a fifth step of discharging high-temperature and high-pressure steam in which the Stirling engine is operated in the third step.

본 발명에 의하면, 보일러에서 생성되어 증기 터빈을 회전시킨 후, 배출되는 고온·고압의 증기로 스털링 엔진를 작동시키고, 작동되는 스털링 엔진에 의해 팬이 회전하면서 보일러 생성되는 고온·고압의 증기를 증기 터빈으로 가압하여 공급함으로써 증기 터빈의 회전수를 보다 높일 수 있으므로 발전효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a high-temperature and high-pressure steam generated in a boiler is rotated to rotate a steam turbine, and then a Stirling engine is operated with discharged high-temperature and high-pressure steam. So that the number of revolutions of the steam turbine can be further increased, so that the power generation efficiency can be improved.

또한, 본 발명은 증기 터빈의 발전효율을 높이기 위해 더 많은 연료를 연소하지 않아도 되므로 연료의 소비를 줄일 수 있으므로 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Further, since the present invention does not require burning more fuel in order to increase the power generation efficiency of the steam turbine, the consumption of fuel can be reduced, thereby improving the economical efficiency.

도 1은 본 발명이 적용된 증기를 이용한 발전 장치의 개념도
도 2는 본 발명에 적용된 스털링 엔진의 구성도
도 3은 본 발명에 적용된 스털링 엔진의 작동 과정도
도 4는 본 발명이 적용된 증기를 이용한 발전 장치의 작동 상태도
1 is a conceptual diagram of a power generation apparatus using steam in which the present invention is applied
2 is a schematic diagram of a Stirling engine applied to the present invention
Fig. 3 is a flowchart showing the operation of the Stirling engine applied to the present invention.
4 is a graph showing the operating state of the power generation apparatus using the steam to which the present invention is applied

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1은 본 발명이 적용된 증기를 이용한 발전 장치의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a power generation apparatus using steam in which the present invention is applied.

본 발명 증기를 이용한 발전 장치(100)는, 증기 터빈(120)를 회전시키고 배출되는 고온·고압의 증기로 스털링 엔진(130)을 작동시킴과 동시에 스털링 엔진(130)에 의해 팬(140)이 회전하면서 보일러(110)에서 생성되는 고온·고압의 증기를 증기 터빈(120)으로 가압하여 공급하는 구성으로, 보일러(110), 증기 터빈(120), 스털링 엔진(130), 팬(140)을 포함한다.The power generating apparatus 100 using the steam of the present invention is configured to operate the Stirling engine 130 with high temperature and high pressure steam that is rotated and discharged from the steam turbine 120 and the fan 140 is operated by the Stirling engine 130 The steam turbine 120, the Stirling engine 130, and the fan 140 are connected to the steam turbine 120, and the high-temperature and high-pressure steam generated in the boiler 110 is supplied to the steam turbine 120 while being rotated. .

상기 보일러(110)는 온도는 500℃ 이상이고, 압력은 100~200 atm 이상인 고온·고압의 증기가 발생하도록 물을 가열하는 구성으로, 본체(111), 가열부재(112), 포집안내부재(113)를 포함한다.The boiler 110 is configured to heat water to generate high-temperature and high-pressure steam having a temperature of 500 ° C or more and a pressure of 100 to 200 atm or more. The main body 111, the heating member 112, 113).

상기 본체(111)는 제어부의 제어에 따라 공급되는 물을 저장하는 구성으로, 함체상으로 형성된다.The main body 111 is configured to store water to be supplied under the control of the control unit, and is formed as a housing.

상기 가열부재(112)는 상기 본체(111)의 하단부에 설치되어 본체(111)에 저장된 물을 가열하는 구성으로, 히트 파이프, 히트 플레이트 및 열선을 포함한다.The heating member 112 is installed at a lower end of the main body 111 to heat water stored in the main body 111 and includes a heat pipe, a heat plate, and a heat wire.

상기 포집안내부재(113)는 상기 본체(111)의 상단부에 설치되어 가열부재(112)의 가열에 따라 본체(111)에서 발생한 증기를 포집하여 증기 터빈(120)으로 안내하는 구성으로, 하부는 넓고 상부가 좁은 형태로 형성된다.The collecting guide member 113 is installed at the upper end of the main body 111 and collects the steam generated in the main body 111 according to the heating of the heating member 112 and guides the collected steam to the steam turbine 120, And is formed in a narrow shape.

상기 증기 터빈(120)은 상기 보일러(110)에서 발생한 고온·고압의 증기로 회전하면서 전기를 생성하는 구성으로, 통상의 증기 터빈이다.The steam turbine 120 is a conventional steam turbine configured to generate electricity by rotating with high-temperature and high-pressure steam generated in the boiler 110.

상기 스털링 엔진(sterling engine)(130)은 도 2와 같이, 고온·고압의 증기로 가열부를 가열하면, 실린더(131) 속의 기체가 팽창하면서 발생되는 압력으로 피스톤을 밀어 운동시킨 다음, 냉각부에서 기체가 냉각되어 수축되면서 압력이 감소하여 피스톤을 끌어당겨 되돌아오게 하는 방법으로 피스톤을 운동시키는 통상의 구성이다.As shown in FIG. 2, when the heating unit is heated by high-temperature and high-pressure steam, the sterling engine 130 pushes the piston with a pressure generated by expanding the gas in the cylinder 131, And the piston is moved in such a manner that the piston is moved in such a manner that the piston is pulled back by reducing the pressure while the gas is cooled and contracted.

즉, 상기 가열부의 기체는 팽창해서 압력이 높아지고 피스톤B(133)의 주위를 통과해서 피스톤A(132)를 밀어내고, 피스톤B(133)는 실린더(131)의 내부로 끌어당겨지며, 피스톤B(133)와 피스톤A(132) 사이의 기체는 냉각부에 의해 냉각되어 수축된다.That is, the base of the heating unit expands and the pressure rises and pushes the piston A 132 through the periphery of the piston B 133, the piston B 133 is pulled into the cylinder 131, and the piston B The gas between the piston 133 and the piston A 132 is cooled and contracted by the cooling section.

상기 냉각부의 기체는 냉각되어 수축되면서 압력이 낮아지므로 피스톤A(132)는 실린더(131) 속으로 끌어당겨지고, 피스톤A(132)가 가열부에 근접하면, 피스톤B(133)가 움직여 냉각된 기체를 가열부로 이동시킨다.The piston of the cooling section is cooled and contracted to lower the pressure so that the piston A 132 is pulled into the cylinder 131. When the piston A 132 comes close to the heating section, The gas is transferred to the heating section.

상기의 과정으로 피스톤A(132)는 왕복 운동을 하며 동력을 전달하고, 피스톤B(133)는 피스톤A(132)의 운동으로 얻어진 동력으로 회전체(134)에 부착한 엑센트릭(eccentric)을 움직이게 된다.The piston B 132 reciprocates and transmits power and the piston B 133 receives the eccentric attached to the rotating body 134 by the power obtained by the motion of the piston A 132 It moves.

상기 팬(140)은 상기 스털링 엔진(130)에 연결되면서 보일러(110)와 증기 터빈(120) 사이에 장착되어 스털링 엔진(130)의 작동으로 회전하는 구성으로. 상기 보일러(110)에서 발생한 고온·고압의 증기의 이동속도가 높아지도록 가압하여 상기 증기를 증기 터빈(120)에 공급한다.The fan 140 is installed between the boiler 110 and the steam turbine 120 while being connected to the Stirling engine 130 and rotated by the operation of the Stirling engine 130. The steam is supplied to the steam turbine 120 by pressurizing the high-temperature steam and the high-pressure steam generated by the boiler 110 to a high speed.

또한, 상기 스털링 엔진(130)을 작동시킨 고온·고압의 증기를 배출하는 배출부(150)를 더 포함한다.Further, it further includes a discharge unit 150 for discharging high-temperature and high-pressure steam that operates the Stirling engine 130.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명 증기를 이용한 발전장치(100)의 작동과정을 설명한다.The operation of the power generation apparatus 100 using the steam according to the present invention will now be described.

먼저, 제어부의 제어에 따라 보일러(110)의 본체(111) 내부로 일정량의 물이 공급되어 저장되면, 상기 본체(111)의 하단부에 설치된 가열부재(112)의 가열에 따라 본체(111) 내부의 물을 끓이면서 고온·고압의 증기를 발생시킨다.When a predetermined amount of water is supplied and stored into the main body 111 of the boiler 110 under the control of the control unit, the heating member 112 installed at the lower end of the main body 111 heats the inside of the main body 111 Of boiling water to generate high-temperature, high-pressure steam.

상기 가열부재(112)는 석유나 석탄과 같은 연료를 연소시켜 발생한 열로 물을 가열하는 구성 또는 히트 파이프, 히트 플레이트 및 열선으로 물을 가열하는 구성 중 어느 하나이다.The heating member 112 is any one of a structure for heating water by heat generated by burning a fuel such as petroleum or coal, or a structure for heating water by a heat pipe, a heat plate, and a hot wire.

상기 가열부재(112)의 가열로 발생한 고온·고압의 증기는 온도 500℃ 이상이고, 압력 100~200 atm 이상을 유지하여 증기 터빈(120)을 회전시킬 수 있어야 한다.The high-temperature and high-pressure steam generated by the heating of the heating member 112 should be at least 500 ° C. and the steam turbine 120 should be maintained at a pressure of 100 to 200 atm or more.

상기의 과정으로 발생한 고온·고압의 증기는 본체(111)의 상단부에 설치된 포집안내부재(113)의 안내에 따라 증기 터빈(120)으로 이동되고, 상기 증기 터빈(120)은 고온·고압의 증기에 의해 회전되면서 전기를 생성하며, 생성된 전기는 발전기에 저장되어 변전소와 같은 기관으로 공급된다.The high-temperature and high-pressure steam generated in the above process is transferred to the steam turbine 120 in accordance with the guide of the collecting guide member 113 provided at the upper end of the main body 111. The steam turbine 120 is supplied with high- And the generated electricity is stored in the generator and supplied to an engine such as a substation.

여기서, 상기 포집안내부재(113)는 하부가 넓고 상부가 좁게 형성되어 있으므로 고온·고압의 증기를 용이하게 포집하여 증기 터빈(120)으로 이동될 수 있도록 안내할 수 있는 것이다.Since the collecting guide member 113 has a wide bottom and a narrow top, it can easily collect the high-temperature and high-pressure steam and guide the collected steam to the steam turbine 120.

또한, 도 3과 같이, 상기 증기 터빈(120)을 회전시킨 고온·고압의 증기는 스털링 엔진(130)으로 공급되어 스털링 엔진(130)의 가열부를 가열하는데, 상기 가열부가 고온·고압의 증기로 가열되면, 상기 가열부의 기체는 팽창해서 압력이 높아지면서 피스톤B(133)의 주위를 경유하여 냉각부로 이동되면서 피스톤A(132)를 밀어냄과 동시에 피스톤B(133)를 실린더(131) 내측으로 이동시킨다.3, the high-temperature and high-pressure steam generated by rotating the steam turbine 120 is supplied to the Stirling engine 130 to heat the heating section of the Stirling engine 130. The heating section may be a high- The gas in the heating section expands and the pressure increases to move to the cooling section via the periphery of the piston B 133 and push the piston A 132 while pushing the piston B 133 toward the inside of the cylinder 131 .

상기 냉각부로 이동된 기체가 냉각부에서 냉각되어 수축해서 압력이 낮아지면, 피스톤A(132)는 실린더(131) 속으로 끌어당겨지고, 피스톤A(132)가 가열부에 근접하면 피스톤B(133)가 움직여 냉각된 기체를 가열부로 이동시키는 과정을 반복하면서 피스톤A(132)는 왕복 운동을 하며 동력을 전달하고, 피스톤B(133)는 피스톤A(132)의 운동으로 얻어진 동력으로 회전체(134)에 부착한 엑센트릭(eccentric)을 움직이게 된다.The piston A 132 is pulled into the cylinder 131. When the piston A 132 comes close to the heating part, the piston B 132 The piston A 132 reciprocates and transmits power while the piston B 133 is rotated by the power obtained by the movement of the piston A 132 134 to the eccentric attached thereto.

여기서, 상기 냉각부는 상온에서 자연냉각시킬 수도 있고, 물을 이용하여 수냉식으로 냉각시킬 수도 있다.Here, the cooling section may be naturally cooled at room temperature or may be cooled by water-cooling using water.

또한, 도 4와 같이, 상기 회전체(134)에 연결된 팬(140)은 상기 보일러(110)와 증기 터빈(120) 사이에 설치되어 상기 스털링 엔진(130)의 작동으로 회전됨과 동시에 상기 팬(140)의 회전으로 보일러(110)에서 발생하여 이동되는 고온·고압의 증기의 이동속도가 높아지도록 가압하여 상기 증기를 증기 터빈(120)으로 공급함과 동시에 상기 증기 터빈(120)은 보다 높은 회전수로 회전할 수 있으므로 발전효율을 높일 수 있으며, 상기 스털링 엔진(130)을 작동시킨 증기는 배출부(150)를 통해 외부로 배출된다.4, the fan 140 connected to the rotating body 134 is installed between the boiler 110 and the steam turbine 120 and is rotated by the operation of the Stirling engine 130, The steam is supplied to the steam turbine 120 while the steam is supplied to the steam turbine 120 at a higher rotation speed, The steam generated by operating the Stirling engine 130 is discharged to the outside through the discharge unit 150. [

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments and drawings, 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. I will do it.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

100: 발전장치
110: 보일러 120: 증기 터빈
130: 스털링 엔진 140: 팬
150: 배출부
100: generator
110: boiler 120: steam turbine
130: Stirling engine 140: Fan
150:

Claims (3)

고온·고압의 증기가 발생하도록 물을 가열하는 보일러와;
상기 보일러에서 발생한 증기의 가압으로 회전하면서 전기를 생성하는 증기 터빈과;
상기 증기 터빈을 회전시키고 배출되는 고온·고압의 증기로 가열되면서 작동되는 스털링 엔진과;
상기 보일러와 증기 터빈 사이에 장착되어 상기 스털링 엔진의 작동으로 회전되면서 상기 보일러에서 발생한 고온·고압의 증기의 이동속도가 높아지도록 가압하여 상기 증기터빈에 상기 증기를 공급하는 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 발전 장치.
A boiler for heating the water to generate high-temperature and high-pressure steam;
A steam turbine generating electricity by rotating with the pressure of the steam generated in the boiler;
A Stirling engine which is operated while being heated by high-temperature and high-pressure steam discharged from the steam turbine;
And a fan mounted between the boiler and the steam turbine and rotated by the operation of the Stirling engine to supply the steam to the steam turbine by increasing the moving speed of the high temperature and high pressure steam generated in the boiler. Generating apparatus using steam.
청구항 1에 있어서,
상기 스털링 엔진을 작동시킨 고온·고압의 증기를 배출하는 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 발전 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a discharge pipe for discharging high-temperature and high-pressure steam through which the Stirling engine is operated.
본체에 공급되어 저장된 물을 가열하여 고온·고압의 증기를 발생하는 제1 단계와;
상기 제1 단계에서 발생한 고온·고압의 증기로 증기 터빈을 회전시키면서 전기를 생성하는 제2 단계와;
상기 제2 단계에서 증기 터빈을 회전시킨 후, 배출되는 고온·고압의 증기로 가열하여 스털링 엔진을 작동시키는 제3 단계와;
상기 제3 단계에서 작동되는 스털링 엔진의 작동으로 팬이 회전하면서 제1 단계에서 발생한 고온·고압의 증기의 이동속도가 높아지도록 가압하여 상기 증기 터빈에 상기 증기를 공급하는 제4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 발전 방법.
A first step of heating the water supplied and stored in the main body to generate high-temperature and high-pressure steam;
A second step of generating electricity by rotating the steam turbine with high temperature and high pressure steam generated in the first step;
A third step of rotating the steam turbine in the second step and then operating the Stirling engine by heating the steam with the discharged high-temperature and high-pressure steam;
And a fourth step of supplying the steam to the steam turbine by pressurizing the high-temperature and high-pressure steam generated in the first stage so that the moving speed of the steam generated in the first stage is increased by the operation of the Stirling engine operated in the third step Wherein the steam is supplied to the steam generator.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220133033A (en) * 2021-03-24 2022-10-04 유선상 Livestock manure gas generating device and power generating device using the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200329122Y1 (en) * 2003-05-27 2003-10-08 최병철 a boiler mounted with a generator
KR101019869B1 (en) * 2010-08-05 2011-03-04 고중식 An engine using waste heat and power generating method therewith
KR101028634B1 (en) * 2010-07-21 2011-04-11 정희균 Auxiliary generation system by surplus steam of power station
JP2012198014A (en) * 2011-03-22 2012-10-18 Boeing Co:The Heat exchanger using stirling engine and method related thereto
KR20130076508A (en) * 2011-12-28 2013-07-08 한밭대학교 산학협력단 Steam power generation system using centrifugal compressor and method for steam power generation using the same
WO2016010015A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-21 株式会社Ihi Boiler system incorporating generator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200329122Y1 (en) * 2003-05-27 2003-10-08 최병철 a boiler mounted with a generator
KR101028634B1 (en) * 2010-07-21 2011-04-11 정희균 Auxiliary generation system by surplus steam of power station
KR101019869B1 (en) * 2010-08-05 2011-03-04 고중식 An engine using waste heat and power generating method therewith
JP2012198014A (en) * 2011-03-22 2012-10-18 Boeing Co:The Heat exchanger using stirling engine and method related thereto
KR20130076508A (en) * 2011-12-28 2013-07-08 한밭대학교 산학협력단 Steam power generation system using centrifugal compressor and method for steam power generation using the same
WO2016010015A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-21 株式会社Ihi Boiler system incorporating generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220133033A (en) * 2021-03-24 2022-10-04 유선상 Livestock manure gas generating device and power generating device using the same
KR102634758B1 (en) 2021-03-24 2024-02-06 유선상 Livestock manure gas generating device and power generating device using the same

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