KR102016320B1 - Sea water desalination apparatus for gas turbine generator - Google Patents

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Abstract

본 발명의 가스터빈 발전용 담수화 장치는 가스터빈, 상기 가스터빈의 배기가스 및 해수가 열교환되면서 상기 배기가스의 열원을 회수하는 배기가스열교환유닛, 상기 배기가스열교환유닛에서 배출되는 해수가 유입되어 스팀과 고염도해수로 상분리되는 상분리기 및 상기 상분리기에서 생성된 스팀을 이용하여 상기 가스터빈으로 유입되는 액화연료를 가열하고, 청수를 생산하는 기화열교환기유닛을 포함할 수 있다. Desalination apparatus for gas turbine power generation of the present invention is a gas turbine, an exhaust gas heat exchange unit for recovering the heat source of the exhaust gas while the exhaust gas and sea water of the gas turbine, the sea water discharged from the exhaust gas heat exchange unit is introduced into the steam And a vaporizer heat exchanger unit for heating the liquefied fuel introduced into the gas turbine by using a phase separator separated from the high salt seawater and steam generated in the phase separator, and producing fresh water.

Description

가스터빈 발전용 해수 담수화 장치{SEA WATER DESALINATION APPARATUS FOR GAS TURBINE GENERATOR}Seawater desalination unit for gas turbine power generation {SEA WATER DESALINATION APPARATUS FOR GAS TURBINE GENERATOR}

본 발명은 폐열을 회수하면서 가열된 해수를 상분리기를 통하여 스팀 및 고염도 해수로 상 분리하고, 상 분리된 스팀 및 고염도 해수를 가스터빈 기화기의 열원으로 사용하면서 담수를 확보하는 가스터빈 발전용 해수 담수화 장치에 관한 것이다. The present invention is to separate the heated seawater into a steam and high salt seawater through a phase separator while recovering waste heat, and to use the phase separated steam and high salt seawater as a heat source of the gas turbine vaporizer to ensure fresh water gas turbine power generation It relates to a desalination device.

선박을 포함하는 해상구조물에는 해상구조물 운영을 위하여 필요한 전력의 생산하기 위한 다양한 발전장치가 구비된다.Offshore structures, including ships, are equipped with a variety of power generation devices to produce the power required for offshore structure operations.

또한 최근에는 발전시스템 자체가 해상구조물 위에 구비되는 경우가 있고, 이에 따라 재난 등에 의하여 해당 지역의 전력공급이 안되는 경우, 또는 충분한 발전설비가 구비되는 않는 지역의 근해에 배치되어 전력을 공급하는 다양한 형태의 전력선들에 대한 개념이 제안되고 있다. In recent years, the power generation system itself is sometimes provided on the offshore structure, and thus, various types of power supply are provided in the vicinity of an area where power is not provided due to a disaster or in an area where sufficient power generation facilities are not provided. The concept of power lines is proposed.

이러한 선박에는 다양한 형태의 발전설비를 구비할 수 있으나, 최근에 액화천연가스를 주연료로 하는 가스터빈발전 및 가스터빈발전에서 발생하는 폐열을 회수하여 에너지 효율을 증가시킬 수 있도록 구성된 가스터빈발전장치가 많이 사용되고 있다. These vessels may be equipped with various types of power generation facilities, but gas turbine power generation equipment configured to recover energy from gas turbine power generation and gas turbine power generation using liquefied natural gas as the main fuel and increase energy efficiency. Is used a lot.

그리고 전체 시스템의 구동에 필요한 열원으로 해상구조물임에 따라 확보가 용이한 해수를 이용하는 것이 일반적이다. In addition, it is common to use seawater that is easily secured as it is a marine structure as a heat source required for driving the entire system.

그러나 종래에는 담수화 목적의 해수를 선박의 냉각열원으로 사용하기 위한 다양한 시도는 있었지만, 담수화 과정에서 발생하는 고농축 해수의 활용방안에 대한 시도는 없었다. However, in the past, various attempts have been made to use seawater for the purpose of desalination as a cooling heat source for ships, but no attempt has been made to utilize the highly concentrated seawater generated in the desalination process.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0131641호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0131641

본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 선박의 냉각열원으로 사용된 후 가열된 해수를 상 분리하고, 상 분리된 고염도 해수 및 스팀을 활용하여 기화 및 담수를 추출하기 위한 내용의 발명이다. The technical problem of the present invention is to solve the problems mentioned in the background art, phase separation of the heated seawater after being used as a cooling heat source of the vessel, by utilizing the high-sea salt and steam separated from the phase vaporization and fresh water The invention of the content to extract.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명의 가스터빈발전용 담수화 장치는 가스터빈, 상기 가스터빈의 배기가스 및 해수가 열교환되면서 상기 배기가스의 열원을 회수하는 배기가스열교환유닛, 상기 배기가스열교환유닛에서 배출되는 해수가 유입되어 스팀과 고염도 해수로 상 분리되는 상분리기 및 상기 상분리기에서 생성된 스팀을 이용하여 상기 가스터빈으로 유입되는 액화연료를 가열하고, 청수를 생산하는 기화열교환기유닛을 포함한다. In order to solve the technical problem, the gas turbine desalination apparatus of the present invention is a gas turbine, an exhaust gas heat exchange unit for recovering the heat source of the exhaust gas while the exhaust gas and sea water of the gas turbine, the exhaust gas heat exchange unit The water separator discharged from the phase is separated into steam and high salt seawater phase separation, and the vaporized heat exchanger unit for heating the liquefied fuel flowing into the gas turbine by using the steam generated in the phase separator, producing fresh water do.

여기서 상기 기화열교환기유닛은 유입되는 액화연료를 기화시키는 기화기 및 상기 기화기를 통과한 기상연료를 가열하는 가열기를 포함하고, 상기 스팀은 기화기로 유동할 수 있다. Here, the vaporization heat exchanger unit includes a vaporizer for vaporizing the liquefied fuel flows and a heater for heating the gaseous fuel passed through the vaporizer, the steam may flow to the vaporizer.

또한, 상기 배기가스열교환유닛은 가스터빈에서 배출되는 배기가스를 이용하여 스팀터빈을 구동하기 위한 스팀을 발생시키는 스팀발생기 및 상기 스팀발생기를 통과한 배기가스를 이용하여 해수를 가열할 수 있다. In addition, the exhaust gas heat exchange unit may heat the seawater using a steam generator for generating steam for driving the steam turbine using the exhaust gas discharged from the gas turbine and the exhaust gas passed through the steam generator.

그리고 상기 배기가스열교환유닛은 해수를 가열하는 해수가열기 및 상기 기화열교환기유닛에서 배출되는 청수를 가열하는 청수가열기를 포함할 수 있다. 여기서 상기 상분리기는 상기 해수가열기에서 배출되는 해수를 상분리하는 해수상분리기 및 상기 청수가열기에서 배출되는 청수를 상분리하는 청수상분리기를 더 포함할 수 있다. The exhaust gas heat exchange unit may include a seawater heater for heating seawater and a freshwater heater for heating fresh water discharged from the vaporization heat exchanger unit. Here, the phase separator may further include a seawater phase separator for separating the seawater discharged from the sea water heater and a fresh water phase separator for phase separating the fresh water discharged from the fresh water heater.

그리고 상기 기화열교환기유닛은 유입되는 액화연료를 기화시키는 기화기 및 상기 기화기를 통과한 기상연료를 가열하는 가열기를 포함하고, 상기 상분리기에서 배출되는 스팀은 상기 가열기로 유동하고, 상기 상분리기에서 배출되는 고염도해수는 상기 기화기로 유동할 수 있다. The vaporization heat exchanger unit includes a vaporizer for vaporizing the liquefied fuel flowing in and a heater for heating the gaseous fuel passed through the vaporizer, and the steam discharged from the phase separator flows to the heater and is discharged from the phase separator. High salt water may flow into the vaporizer.

본 발명의 가스터빈 발전장치 및 스타트업 구동방법은 아래와 같은 효과가 있다. The gas turbine power generator and the startup driving method of the present invention have the following effects.

첫째, 해수를 열원으로 활용하여 별도의 담수화 열원 필요 없이 담수를 얻을 수 있다는 장점이 있다. First, using seawater as a heat source has the advantage that fresh water can be obtained without the need for a separate desalination heat source.

둘째, 고염도 해수를 활용하여 액화가스를 기화한다. 이에 따라 어는점 내림 현상에 따라 기화기의 아이싱 현상을 저감시킬 수 있다는 장점이 있다. Second, liquefied gas is vaporized using high salt seawater. Accordingly, there is an advantage that the icing phenomenon of the vaporizer can be reduced according to the freezing point falling phenomenon.

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

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스터빈 발전용 담수화장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 가스터빈 발전용 담수화장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면;
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스터빈 발전용 담수화장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면;1 is a view showing a schematic configuration of a desalination apparatus for generating a gas turbine according to a first embodiment of the present invention;
2 is a view showing a schematic configuration of a desalination apparatus for gas turbine power generation according to a second embodiment of the present invention;
3 is a view showing a schematic configuration of a desalination apparatus for gas turbine power generation according to a third embodiment of the present invention;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

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제1실시예First embodiment

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스터빈 발전용 담수화 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a schematic configuration of a desalination apparatus for gas turbine power generation according to the first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 가스터빈 발전용 담수화 장치는 가스터빈(10), 배기가스열교환유닛(20), 상분리기(30) 및 기화열교환기유닛(40)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the desalination apparatus for gas turbine power generation of the present invention includes a gas turbine 10, an exhaust gas heat exchange unit 20, a phase separator 30, and a vaporization heat exchanger unit 40.

가스터빈(10)은 공급되는 연료에 의하여 구동되어 발전을 하고, 구동에 필요한 연료는 기화열교환기유닛(40)을 통하여 기화된 다음 가스터빈(10)으로 공급된다. The gas turbine 10 is driven by the supplied fuel to generate power, and the fuel required for driving is vaporized through the vaporization heat exchanger unit 40 and then supplied to the gas turbine 10.

그리고 가스터빈(10)에서 연소된 연료에 의한 배기가스의 열은 후술하는 배기가스열교환유닛(20)를 통과하면서 유입되는 유체를 통하여 회수되게 된다.And the heat of the exhaust gas by the fuel burned in the gas turbine 10 is recovered through the fluid flowing while passing through the exhaust gas heat exchange unit 20 to be described later.

한편, 가스터빈(10)에는 흡입되는 공기를 냉각하기 위한 냉각기(미도시)가 구비될 수 있다. On the other hand, the gas turbine 10 may be provided with a cooler (not shown) for cooling the air sucked.

배기가스열교환유닛(20)은 가스터빈(10)의 배기가스 및 해수가 열교환되면서 상기 배기가스의 열원을 회수한다. 배기가스열교환유닛(20)은 해수와 배기가스가 직접 열교환할 수도 있으나, 본 실시예에서는 스팀발생기(22) 및 해수가열기(21)를 포함한다. The exhaust gas heat exchange unit 20 recovers the heat source of the exhaust gas while the exhaust gas and sea water of the gas turbine 10 are heat-exchanged. The exhaust gas heat exchange unit 20 may directly exchange heat with the seawater and the exhaust gas. However, in the present embodiment, the exhaust gas heat exchange unit 20 includes a steam generator 22 and a seawater heater 21.

스팀발생기(22)는 배기가스와 유체(일반적으로 청수)가 열교환되고, 배기가스의 열을 회수하여 유체가 증발하여 스팀을 생성한다. 그리고 본 실시예에서는 발생하는 스팀을 이용하여 스팀터빈(61)를 구동하고, 스팀터빈에서 배출되는 스팀을 응축하는 응축기(62)를 포함하는 스팀발전시스템(60)을 포함한다. The steam generator 22 exchanges heat with the exhaust gas (generally fresh water), recovers heat of the exhaust gas, and evaporates the fluid to generate steam. In addition, the present embodiment includes a steam power generation system 60 including a condenser 62 for driving the steam turbine 61 using the generated steam and condensing the steam discharged from the steam turbine.

응축기(62)에서 스팀을 응축하기 위한 열원으로는 선박의 다양한 열원이 사용될 수 있고, 응축기(62)에서 응축된 스팀은 다시 스팀발생기(22)로 유동하면서 폐사이클을 형성하게 된다. Various heat sources of the ship may be used as a heat source for condensing steam in the condenser 62, and the steam condensed in the condenser 62 flows back to the steam generator 22 to form a closed cycle.

해수가열기(21)는 스팀발생기(22)를 통과한 배기가스를 이용하여 해수를 가열한다. 한편, 해수가열기(21)를 통과하면서 가열된 해수는 후술하는 상분리기(30)로 유입되고, 해수가열기(21) 및 이로 유입되는 해수의 용량은 상분리기(30)에서 해수가 스팀 및 고염도해수로 상분리되는데 필요한 열량에 따라 설정될 수 있을 것이다. The seawater heater 21 heats seawater using exhaust gas that has passed through the steam generator 22. On the other hand, the seawater heated while passing through the seawater heater 21 is introduced into the phase separator 30, which will be described later, the capacity of the seawater heater 21 and the seawater introduced therethrough is the seawater steam and phase in the phase separator 30. It may be set according to the amount of heat required to phase separate into high salt water.

상분리기(30)는 배기가스열교환기(20)에서 가열된 해수가 유입되고, 스팀 및 고염도해수로 상분리가 된다. 상분리기(30)로는 유체가 액상 및 기상으로 분리될 수 있는 공지되어 있는 다양한 구조의 상분리기가 채택될 수 있을 것이다. The phase separator 30 introduces seawater heated in the exhaust gas heat exchanger 20 and phase-separates steam and high salt water. As the phase separator 30, a phase separator of various structures may be adopted, in which a fluid may be separated into a liquid phase and a gas phase.

기화열교환기유닛(40)은 상분리기(30)에서 생성된 스팀을 이용하여 가스터빈(10)으로 유입되는 액화연료를 가열하고, 청수를 생산하게 된다. 기화열교환기유닛(40)으로는 공지되어 있는 액화연료 기화를 위한 다양한 구성이 채택될 수 있고, 스팀이 응축되면서 청수가 생산될 수 있도록 열교환기의 용량이 설정될 수 있을 것이다. The vaporization heat exchanger unit 40 uses the steam generated in the phase separator 30 to heat the liquefied fuel introduced into the gas turbine 10 and produce fresh water. As the vaporization heat exchanger unit 40, various configurations for known liquefied fuel vaporization may be adopted, and the capacity of the heat exchanger may be set so that fresh water may be produced as the steam is condensed.

구체적으로 본 실시예에서의 기화열교환기유닛(40)은 유입되는 액화연료를 기화시키기 위한 기화기(41) 및 기화기(41)를 통과한 기상연료를 가열하기 위한 가열기(42)를 포함한다. Specifically, the vaporization heat exchanger unit 40 in the present embodiment includes a vaporizer 41 for vaporizing the liquefied fuel flowing in and a heater 42 for heating the gaseous fuel passed through the vaporizer 41.

그리고 상분리기(30)에서 생성된 스팀은 기화기(41)로 유동하면서 액화연료와 열교환을 한다. 이러한 열교환에 의하여 액화가스는 스팀에서 제공되는 열에 의하여 기화되고, 스팀은 액화가스에 열을 빼앗기면서 응축되어 청수로 상변화 되게 된다. The steam generated in the phase separator 30 exchanges heat with the liquefied fuel while flowing to the vaporizer 41. By such heat exchange, the liquefied gas is vaporized by the heat provided from the steam, and the steam is condensed while losing heat to the liquefied gas, and the phase is changed into fresh water.

한편, 기화기(41)로 유입되는 연료는 다양한 방식으로 공급될 수 있고, 본 실시예에서는 LNG화물창에 연결된 액상라인(51) 및 BOG라인(52)를 포함한다. 그리고 BOG라인(52)에는 유동하는 BOG를 가압하기 위한 압축기(53)이 설치될 수 있고, 액상라인(51) 및 BOG라인(52)은 재응축기(Re-condensor: 54)로 연결된다. On the other hand, the fuel flowing into the vaporizer 41 can be supplied in a variety of ways, in this embodiment includes a liquid line 51 and the BOG line 52 connected to the LNG cargo hold. And the BOG line 52 may be provided with a compressor 53 for pressurizing the flowing BOG, the liquid line 51 and the BOG line 52 is connected to a re-condensor (54).

그리고 재응축기(54)에서 응축된 액화연료는 고압펌프(55)를 통하여 가압되어 기화기(10)로 유입되게 된다. 한편, 본 실시예에서는 고압펌프(55)에서 가압된 액화연료의 일부가 회수라인(56)을 통하여 재응축기(54)로 유입될 수 있도록 설계될 수 있다. The liquefied fuel condensed in the recondenser 54 is pressurized through the high pressure pump 55 to be introduced into the vaporizer 10. Meanwhile, in the present embodiment, a part of the liquefied fuel pressurized by the high pressure pump 55 may be designed to be introduced into the recondenser 54 through the recovery line 56.

즉, 본 실시예에서는 가스터빈(10) 및 스팀터빈(61)을 구비한 시스템에 있어서, 해수는 스팀터빈발전시스템(60)에 열을 공급하고, 버려지는 배기가스의 폐열원을 활용하여 상분리가 되고, 가스터빈(10)에 공급되는 액화가스를 기화시키기 위한 기화열교환기유닛(40)에서 제공되는 냉열원에 의하여 응축되면서 청수를 생산하게 된다.  That is, in the present embodiment, in the system having the gas turbine 10 and the steam turbine 61, the sea water supplies heat to the steam turbine power generation system 60, and phase separation by utilizing the waste heat source of the waste gas discarded And, it is condensed by the cold heat source provided in the vaporization heat exchanger unit 40 for vaporizing the liquefied gas supplied to the gas turbine 10 to produce fresh water.

제2실시예Second embodiment

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 가스터빈 발전용 담수화 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 2 is a view showing a schematic configuration of a desalination apparatus for gas turbine power generation according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 배기가스 열교환유닛(120)은 청수가열기(123)을 더 포함한다. 그리고 상분리기(130)는 해수상분리기(131) 및 청수상분리기(132)를 더 포함한다. 2, the exhaust gas heat exchange unit 120 of the present embodiment further includes a fresh water heater 123. The phase separator 130 further includes a sea phase separator 131 and a fresh water phase separator 132.

본 실시예는 상기 청수가열기(123)가 추가로 구비되는 구성 및 상분리기(130)가 해수상분리기(131) 및 청수상분리기(132)를 포함하는 구성 이외에 다른 구성은 상기 제1실시예와 동일한 바 이하 설명을 생략하고, 상기 제1실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다. The present embodiment is a configuration in which the fresh water heater 123 is additionally provided, and in addition to the configuration in which the phase separator 130 includes the sea phase separator 131 and the fresh water phase separator 132, the first embodiment is the first embodiment. The same description as in the following description will be omitted and the description will be mainly given based on differences from the first embodiment.

청수가열기(123)는 기화열교환기(40)에서 배출되는 청수를 가열한다. The fresh water heater 123 heats the fresh water discharged from the vaporization heat exchanger 40.

해수의 담수화 과정에서 가열 해수의 상 분리가 된다고 하더라도, 기화열교환기(40)에서 배출되는 청수의 경우 염분이 완전하게 제거되지 않는 것이 일반적이다. Even in the case of the phase separation of the heated seawater during the desalination of seawater, in the case of the fresh water discharged from the vaporization heat exchanger 40, the salinity is generally not completely removed.

이에 따라 미량의 염분이 포함된 청수의 염분함량을 줄여서 순수 순도를 높이기 위하여 버려지는 배기가스를 재활용하여 청수를 다시 가열하게 된다.Accordingly, to reduce the salt content of the fresh water containing a small amount of salt to recycle the waste gas to increase the purity of the pure water to re-heat the fresh water.

한편, 청수가열기(123) 및 이로 공급되는 청수의 양 역시 상기 해수가열기와 동일하게 청수가 청수 상분리기(132)를 통하여 상 분리될 수 있을 정도의 열량을 확보할 수 있도록 설계될 수 있을 것이다. On the other hand, the fresh water heater 123 and the amount of fresh water supplied thereto may also be designed to secure enough heat to be phase-separated through the fresh water phase separator 132 in the same way as the sea water heater. will be.

상분리기(130)는 해수상분리기(131) 및 청수상분리기(132)를 포함한다. 청수상분리기(132)는 청수가열기(123)에서 가열된 청수를 다시 스팀 및 청수(염도가 있음)로 분리한다. The phase separator 130 includes a sea phase separator 131 and a fresh water phase separator 132. The fresh water phase separator 132 separates the fresh water heated in the fresh water heater 123 back into steam and fresh water (with salinity).

그리고 염도가 있는 청수는 해수상분리기(131)에서 기화기(41)로 유동하는 스팀라인(130a)과 혼합되어 해수상분리기(131)에서 기화기(41)로 유동하는 스팀과 함께 액화되게 된다.The fresh water with salinity is mixed with the steam line 130a flowing from the seawater separator 131 to the vaporizer 41 and liquefied together with the steam flowing from the seawater separator 131 to the vaporizer 41.

그리고 기화기(41)를 통과한 청수는 다시 청수가열기(123)으로 유동하면서 청수의 순도를 높일 수 있게 된다. Then, the fresh water passing through the vaporizer 41 may flow to the fresh water heater 123 to increase the purity of the fresh water.

한편, 청수가열기(123)에서 생성되는 스팀은 별도의 저장장소로 공급되어 액화된 다음 청수공급처로 제공될 수 있다. 그리고 본 실시예에서는 가열기(42)로 유입되어 기화된 액화가스의 가열을 위한 열원으로 사용될 수 있다. 그리고 가열기(42)를 통과하면서 액화되어 청수 공급처로 제공되게 된다.On the other hand, the steam generated in the fresh water heater 123 may be supplied to a separate storage place to be liquefied and then provided to the fresh water supply destination. In the present embodiment, the heater 42 may be used as a heat source for heating the vaporized liquefied gas. The liquid is liquefied while passing through the heater 42 to be provided to the fresh water supply source.

또한, 청수가열기(123)에서 배출된 스팀이 기화기(41)로 유동을 하면서 해수상분리기(131)에서 배출되는 스팀과 같이 기화기(41)로 유입될 수도 있을 것이다. In addition, the steam discharged from the fresh water heater 123 may flow into the vaporizer 41 and may be introduced into the vaporizer 41 such as steam discharged from the sea phase separator 131.

즉 본 실시예에서는 배출되는 배기가스의 폐열을 추가로 회수하는 청수가열기(123) 및 청수상분리기(132)를 통하여 1차 생성된 청수를 순환시켜면서 순도가 높은 청수의 생산이 가능하다는 장점이 있다. That is, in this embodiment, the fresh water is circulated through the fresh water heater 123 and the fresh water phase separator 132, which further recovers the waste heat of the discharged exhaust gas, and thus, high purity fresh water can be produced. There is this.

제3실시예Third embodiment

도 3는 본 발명의 제3실시예에 따른 가스터빈 발전용 담수화 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 3 is a view showing a schematic configuration of a desalination apparatus for gas turbine power generation according to a third embodiment of the present invention.

도 3를 참조하면, 본 실시예에서는 상분리기(230)에서 상분리된 해수는 기화기(141)를 유동하면서 액화가스를 기화시킨다. 그리고 상분리된 스팀은 가열기(142)를 유동하면서 기화된 액화가스를 가열하게 된다. Referring to FIG. 3, in the present embodiment, the seawater separated from the phase separator 230 vaporizes the liquefied gas while flowing through the vaporizer 141. In addition, the phase separated steam heats the vaporized liquefied gas while flowing the heater 142.

일반적으로 기화기를 유동하는 액화가스의 경우 극저온이므로 기화기를 통과하는 열매체의 아이싱이 발생하는 문제가 발생한다. In general, in the case of liquefied gas flowing in the carburetor, the cryogenic temperature causes a problem of icing of the heat medium passing through the carburetor.

한편, 본 실시예에서의 상분리기(230)에서 스팀과 분리된 해수는 선체로 유입되는 해수에 비하여 상대적으로 높은 염도를 가지게 된다. 이에 따라 해수의 어는점은 일반해수에 비하여 낮게 되고, 이러한 해수를 이용하여 열교환을 하는 경우 일반해수를 통하여 열교환을 하는 경우와 비교하여 상대적으로 기화기에 아이싱이 발생하는 효과를 저감시킬 수 있게 된다. On the other hand, the seawater separated from the steam in the phase separator 230 in the present embodiment has a relatively high salinity compared to the seawater flowing into the hull. Accordingly, the freezing point of seawater is lower than that of general seawater, and when the heat exchange is performed using such seawater, the effect of icing on the vaporizer can be relatively reduced compared to the case of heat exchange through general seawater.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, a preferred embodiment according to the present invention has been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the above-described embodiments without departing from the spirit or scope thereof has ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

10: 가스터빈 20, 120: 배기가스열교환유닛
21: 스팀발생기 22: 해수가열기
123: 청수가열기 30, 130: 상분리기
131: 해수상분리기 132: 청수상분리기
40: 기화열교환유닛 41: 기화기
42: 가열기 60: 스팀발전시스템
10: gas turbine 20, 120: exhaust gas heat exchange unit
21: steam generator 22: sea water heater
123: fresh water heater 30, 130: phase separator
131: sea phase separator 132: fresh water phase separator
40: vaporization heat exchange unit 41: vaporizer
42: heater 60: steam generation system

Claims (5)

가스터빈;
상기 가스터빈의 배기가스 및 해수가 열교환되면서 상기 배기가스의 열원을 회수하는 해수가열기;
상기 해수가열기에서 배출되는 해수가 유입되어 스팀과 고염도해수로 상분리되는 해수 상분리기; 및
상기 해수 상분리기에서 생성된 스팀을 이용하여 상기 가스터빈으로 유입되는 액화연료를 가열하고, 상기 액화연료를 가열한 스팀이 응축되어 청수를 생산하는 기화기;
상기 기화기에서 응축된 청수가 상기 해수가열기를 거친 후의 상기 가스터빈의 배기가스와 열교환되면서 배기가스의 열에 의해 재가열되는 청수가열기;
상기 청수가열기에서 재 가열된 청수가 스팀 및 청수로 상분리되며, 분리된 청수는 상기 해수 상분리기에서 기화기로 유동하는 스팀라인과 혼합되어 상기 기화기로 유동하는 청수 상분리기;
상기 청수 상분리기에서 분리된 스팀이 유동되어 상기 기화기에서 기화된 기상연료와 열교환되어 상기 기상연료를 가열하며, 연료와 열교환된 스팀이 액화되어 청수가 생산되는 가열기를 포함하는 가스터빈발전용 해수 담수화장치.

Gas turbines;
Seawater heaters for recovering the heat source of the exhaust gas while the exhaust gas and sea water of the gas turbine heat exchange;
A seawater phase separator in which the seawater discharged from the seawater heater is introduced and phase-separated into steam and high salt water; And
A vaporizer for heating the liquefied fuel introduced into the gas turbine using steam generated in the seawater phase separator and condensing the steam heated to the liquefied fuel to produce fresh water;
A fresh water heater in which the fresh water condensed in the vaporizer is reheated by heat of the exhaust gas while heat-exchanging with the exhaust gas of the gas turbine after passing through the sea water heater;
The fresh water re-heated in the fresh water heater is separated into steam and fresh water, and the separated fresh water is mixed with a steam line flowing from the seawater phase separator to the vaporizer and flows into the vaporizer;
Steam separated from the fresh water phase separator flows and heat exchanges with gaseous fuel evaporated in the vaporizer to heat the gaseous fuel, and steam heat exchanged with the fuel liquefied for gas turbine desalination including a heater for producing fresh water Device.

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11502323B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof
US11502322B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11855324B1 (en) 2022-11-15 2023-12-26 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump
US12040517B2 (en) 2023-05-09 2024-07-16 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell and methods of use thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100726294B1 (en) * 2005-10-06 2007-06-11 삼성중공업 주식회사 LNG regasification method and apparatus in LNG regasification vessel
KR100937447B1 (en) * 2007-12-21 2010-01-19 두산중공업 주식회사 An long tube evaporator for a multiple stage flashing facility
KR200461538Y1 (en) * 2010-08-06 2012-07-19 박상락 Vessel generating freshwater and salt
KR20130131641A (en) 2012-05-24 2013-12-04 대우조선해양 주식회사 Seawater desalination and electricity generation system using waste heat of combustion gas
KR20150088452A (en) * 2014-01-24 2015-08-03 대우조선해양 주식회사 Floating Type Complex Plant And Operating Method Of The Same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11502323B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof
US11502322B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11563229B1 (en) 2022-05-09 2023-01-24 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11611099B1 (en) 2022-05-09 2023-03-21 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof
US11699803B1 (en) 2022-05-09 2023-07-11 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11855324B1 (en) 2022-11-15 2023-12-26 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump
US12040517B2 (en) 2023-05-09 2024-07-16 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell and methods of use thereof

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