KR102016525B1

KR102016525B1 - 용융염 발전 장치

Info

Publication number: KR102016525B1
Application number: KR1020170163506A
Authority: KR
Inventors: 김재관; 정승재; 박건일
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2019-08-30
Also published as: KR20190064156A

Abstract

각종 열원으로부터 발생된 폐열이 가지고 있는 고온의 열을 용융염으로 흡수 및 저장하여 연속적인 전력 생산이 가능한 용융염 발전 장치가 제공된다. 용융염 발전 장치는, 내부에 수용공간이 형성된 저장용기와, 수용공간에 수용되며, 상온에서 고체상태를 유지하며 열을 흡수하여 용융되며 열을 저장하는 용융염과, 고온부가 저장용기에 접하고 저온부가 저장용기 외측으로 노출되어, 고온부와 저온부 사이의 온도차에 의해 전기를 생산하는 열전소자를 포함한다.

Description

용융염 발전 장치{Molten salt power generation device}

본 발명은 용융염 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 각종 열원으로부터 발생된 폐열이 가지고 있는 고온의 열을 용융염으로 흡수 및 저장하여 연속적인 전력 생산이 가능한 용융염 발전 장치에 관한 것이다.

선박에서 주기적으로 발생하는 고온의 폐열(연소가스(exhaust gas), 흡입공기(scavenge air), 재킷워터(jacket water), 폐기증기(dumping steam) 등의 열량)은 회수되어 발전 장치 등으로 재사용하고 있다. 다시 말해, 선박 내에서 발생하는 폐열은 회수되고, 회수된 폐열의 열에너지는 전기에너지로 변환하여 발전장치로 사용하고 있다.

그러나, 선박에서 비주기적으로 발생하는 폐열은 회수 방안 없이 냉각되어 대기 중에 버려지고 있다. 다시 말해, 선박에서 주기적으로 발생하는 폐열의 대략 54% 정도만 회수되고, 나머지는 회수되지 못하고 모두 버려지는 문제가 있었다. 예를 들어, 폐기증기의 경우 필요량과 공급량 사이에 차이가 발생하여 남는 열에너지는 선외로 배출되고 있으며, 이로 인해, 시간에 따라 발전장치가 비주기적으로 작동하는 문제가 발생하였다. 또한, 연소가스는 통상 기체상태를 유지하고 있으나, 기체상태 고온의 열은 열용량이 낮을 뿐만 아니라, 접촉을 통한 열회수율이 상당히 낮은 문제가 있었다.

따라서, 폐열이 가지고 있는 고온의 유체를 높은 열용량을 갖는 물질을 통해 저장하고, 저장된 열에너지를 통해 전기를 주기적으로 생산하여 사용할 수 있는 발전장치를 필요로 하였다.

대한민국 등록특허 제10-1285061호, (2013.07.04)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 각종 열원으로부터 발생된 폐열이 가지고 있는 고온의 열을 용융염으로 흡수 및 저장하여 연속적인 전력 생산이 가능한 용융염 발전 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 기술적 과제에 의한 용융염 발전 장치는, 내부에 수용공간이 형성된 저장용기와, 상기 수용공간에 수용되며, 상온에서 고체상태를 유지하며 열을 흡수하여 용융되며 열을 저장하는 용융염과, 고온부가 상기 저장용기에 접하고 저온부가 상기 저장용기 외측으로 노출되어, 상기 고온부와 상기 저온부 사이의 온도차에 의해 전기를 생산하는 열전소자를 포함한다.

상기 수용공간 내부에 삽입되고 일측단부가 상기 고온부와 접하는 상기 저장용기 내측면에 접하여, 상기 용융염의 열을 상기 고온부로 전달하는 열전달소자를 더 포함할 수 있다.

상기 열전달소자는 증발부가 상기 용융염에 접하고 응축부가 상기 고온부에 접하는 적어도 하나의 히트파이프를 포함할 수 있다.

상기 히트파이프는 상기 응축부에서 상기 증발부를 향하여 하향 경사지게 배치될 수 있다.

상기 열전소자는 복수 개가 상기 용융염을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되며, 상기 히트파이프는 상기 용융염을 가로질러 양단부가 상기 열전소자에 각각 접할 수 있다.

상기 히트파이프는 상기 열전소자와 접하는 양단부가 중앙부보다 높도록 굴절형성될 수 있다.

상기 열전달소자는, 일측단부가 상기 고온부와 접하는 상기 저장용기 내측에 접하고 타측단부는 상기 용융염과 접하는 복수 개의 열전달핀이 형성될 수 있다.

상기 저장용기는 외벽이 평면으로 형성된 다면체로 이루어지며, 상기 열전소자는 상기 외벽 마다 설치될 수 있다.

상기 저장용기 내부로 삽입되어 상기 용융염과 접하며, 상기 용융염에 열을 제공하는 가열유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 열전소자의 상기 저온부에 접하여 상기 저온부를 냉각시키는 냉각모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 용융염 발전 장치는, 주기적으로 발생하는 폐열 뿐만 아니라, 비주기적으로 발생하는 폐열의 열에너지를 고온의 열용량을 가지고 있는 물질을 통해 저장하고, 저장된 열에너지를 이용하여 연속적으로 전기를 생산하여 발전장치로 사용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 용융염 발전 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 용융염 발전장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 용융염 발전 장치의 열전달소자의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 작동과정을 도시한 작동도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 용융염 발전 장치에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 용융염 발전 장치(1)는 비주기적으로 발생하는 폐열이 함유하고 있는 고온의 유체를 높은 열용량을 가지고 있는 용융염(20)에 열에너지로 저장하여 연속적으로 전기를 생산하는 발전장치이다. 용융염 발전 장치(1)는 폐열에 함유된 고온의 유체가 저장용기(10) 내부에 배치된 가열유닛(50)을 따라 유동하면서, 저장용기(10)에 저장된 용융염(20)이 고온의 유체로부터 열에너지로 흡수 및 저장하여 연속적으로 전기를 발생시킬 수 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 용융염 발전 장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 용융염 발전 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 용융염 발전 장치의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 용융염 발전 장치(1)는 내부에 수용공간(11)이 형성된 저장용기(10)와, 수용공간(11)에 수용되며, 상온에서 고체상태를 유지하며 열을 흡수하여 용융되며 열을 저장하는 용융염(20)과, 고온부(30a)가 저장용기(10)에 접하고 저온부(30b)가 저장용기(10) 외측으로 노출되어, 고온부(30a)와 저온부(30b) 사이의 온도차에 의해 전기를 생산하는 열전소자(30)를 포함한다.

저장용기(10)는 용융염(20)을 저장하는 본체로, 외벽이 평면으로 형성된 다면체로 이루어질 수 있다. 저장용기(10)는 네 측면과 상하면으로 이루어진 육면체 형상의 박스(box) 형태로 이루어질 수 있으며, 내부에 후술할 용융염(20)을 저장할 수 있는 수용공간(11)을 형성한다. 저장용기(10)는 내부와 외부에 열전소자(30), 열전달소자(40), 가열유닛(50), 냉각모듈(60) 등을 배치하고 있으며, 폐열이 함유하고 있는 고온의 유체가 유동하고 단순 발전장치로 사용하기 위한 본체가 아닌, 내부에 수용공간(11)을 형성하여 고온의 열용량을 가지고 있는 용융염(20)을 수용하기 위한 본체로 이루어진다. 이와 같은 저장용기(10)는 수용공간(11)에 용융염(20)을 저장하기 위해 온도가 높으며 부식성이 강한 용융염(20)을 저장 할 수 있는 재질로 이루어진다. 예를 들어, 저장용기(10)는 알루미나, 탄화규소(SiC), 콘크리트(Concrete) 등의 재질로 이루어질 수 있다. 저장용기(10)의 수용공간(11)에는 용융염(20)과 열전달소자(40)가 배치되며, 저장용기(10)의 외측면에는 열전소자(30)가 배치된다. 또한, 수용공간(11)에는 용융염(20)에 열을 제공할 수 있는 가열유닛(50)이 배치될 수도 있으며 이에 대해서는 구체적으로 후술하도록 한다. 저장용기(10)는 외벽이 평면으로 형성되어, 외측면에 열전소자(30)를 배치하기에 용이하며, 외벽과 열전소자(30)의 접촉면적이 넓어 열전달효율이 증대될 수 있다. 다만, 저장용기(10)는 열전소자(30)를 용이하게 배치할 수 있도록 평면으로 이루어진 다면체로 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고 내부에 용융염(20)을 수용하고 외측에 열전소자(30)를 배치할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.

용융염(20)은 열을 저장하는데 사용되는 일종의 열저장물질로 저장용기(10) 내부 수용공간(11)에 저장된다. 용융염(20)은 열 발전 효율을 높이면서 에너지를 저장하여 필요 시 사용 가능한 열저장물질로 염(salt) 혼합체와 유리(glass) 물질을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 용융염(20)은 질산나트륨(Sodium nitrate)과 질산칼륨(Potassium nitrate)이 일정 비율로 혼합된 혼합물일 수도 있다. 이와 같은 용융염(20)은 상온에서 고체상태를 유지하고, 고체의 염이 열을 흡수하여 용융되어 고온의 열을 저장할 수 있다. 본 명세서 상에서의 용융염(20)은 후술할 가열유닛(50)을 통해 고온의 유체 등이 유입되었을 경우, 가열유닛(50)으로부터의 열에너지를 흡수하여 고온의 열을 저장할 수 있다. 용융염(20)은 물보다 끓는 점이 높아 100℃ 이상의 열을 저장할 수 있으며, 대략 300~1000℃의 고온의 열을 저장할 수 있는 등 높은 열효율을 가지고 있다. 용융염은 발생된 열을 열 자체로 저장하기 쉽고 에너지를 대략 3배정도 더 저장할 수 있다. 또한, 용융염은 녹는점이 높아, 용융염 상태로 열을 흡수하게 되므로, 보다 고온에서 효율적인 작동이 가능하며, 용융염(20)은 고온의 열을 장시간 보존 가능하여, 특정 시간에 관계 없이 발전장치로 사용 가능한 장점이 있다. 이와 같은 용융염(20)은 수용공간(11)에 저장되어 있으며, 가열유닛(50) 따라 유동하는 유체의 열을 흡수하여 고온의 열에너지를 저장 할 수 있다.

한편, 저장용기(10) 에는 용융염(20)에 열을 제공하는 가열유닛(50)이 배치될 수 있다.

가열유닛(50)은 고온의 유체가 유동하는 유로로 형성되어 적어도 일부가 저장용기(10) 내부로 삽입 배치되며, 용융염(20)과 접하여 고온의 열을 배출하는 장치이다. 가열유닛(50)은 융융염(20)과 충분한 열교환이 가능한 코일 형상의 파이프와, 파이프를 따라 유동하는 고온의 유체로 이루어질 수 있다. 본 명세서 상에서의 고온의 유체라 함은, 연소가스(exhaust gas), 흡입공기(scavenge air), 재킷워터(jacket water), 폐기증기(dumping steam) 등의 비주기적으로 발생하는 폐열에 함유되어회수되지 못하고 배출되는 고온의 열을 의미하며, 일종의 열전달매체일 수 있다. 계속해서, 가열유닛(50)은 적어도 일부가 저장용기(10)를 관통하여 수용공간(11) 내측에 배치될 수 있다. 가열유닛(50)의 파이프 내부에는 고온의 유체가 유동하고, 고온의 유체는 수용공간(11)을 지나면서 방열할 수 있다. 즉, 가열유닛(50)은 내부에 수용된 유체가 수용공간(11) 내부의 위치를 지날 때 용융염(20)과 열교환하여 고온의 열을 전달할 수 있다. 이때, 용융염(20)은 가열유닛(50)과 접촉하여 가열유닛(50)으로부터 열을 흡수하고 상변이하여 용융되면서 열을 저장할 수 있으며, 열이 전달되는 작동 과정은 도 4에서 구체적으로 후술하도록 한다.

가열유닛(50)을 통해 용융염(20)에 축열된 고온의 열은 열전달소자(40)를 통해 열전소자(30)로 전달될 수 있다.

열전달소자(40)는 용융염(20)의 열을 열전소자(30)로 효율적으로 전달하기 위한 열전달매체로, 수용공간(11)에 용융염(20)과 접하도록 배치될 수 있다. 열전달소자(40)는 일측단부가 열전소자(30)와 접하는 저장용기(10)의 내측면에 접하도록 수용공간(11) 내부에 삽입 배치된다. 열전달소자(40)는 히트파이프 또는 방열판 등의 열전달매체를 포함할 수 있으며, 열전도율이 높고 접촉 면적이 넓어 열전달 효과를 증대시킬 수 있는 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 본 명세서 상에서의 열전달소자(40)는 파이프 속에 증발성 액체를 봉해 넣고, 파이프 한 끝을 가열하면 관속에서 증발이 일어나고 다른 끝에서 응축하여 방열하는 일종의 히트파이프로 이루어지는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.

열전달소자(40)는 증발부가 용융염(20)에 접하고 응축부가 저장용기(10) 내측면인 고온부(30a)에 접하는 적어도 하나의 히트파이프를 포함할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이 열전달소자(40)는 일단부가 저장용기(10)의 내측면에 고정되고, 고정된 일단부로부터 저장용기(10)의 중심부를 향하여 연장 형성될 수 있다. 열전달소자(40)는 저장용기(10)의 내측면과 상면에 복수 개가 이격 배치되며, 필요에 따라 히트파이프의 내측면에 다양하게 배치될 수 있다. 열전달소자(40)는 수용공간(11)에 경사지게 배치될 수 있으며, 수용공간(11)의 측면부에 배치된 복수 개는 응측부로부터 증발부를 향하여 하향 경사지게 배치될 수 있다. 다시 말해, 열전달소자(40)는 저장용기(10)의 각 내측면에 일단부가 고정 배치되어, 일단부로부터 저장용기(10)의 중심부를 향하여 아래로 경사지게 배치될 수 있다. 열전달소자(40)는 응축부에서 증발부를 향하여 경사지게 배치되어 반복적인 열 전달이 용이하게 이루어질 수 있으며,, 복수 개가 상면과 측면에 배치되어 열 전달면적이 증대되며, 열 전달효과가 효율적으로 이루어질 수 있는 장점이 있다. 열전달소자(40)는 용융염(20)에 의해 증발부가 가열되고 액체가 증기로 되어 증발부로 이동하고, 증발부에서 방열하여 액체가 되면 다시 가열부로 되돌아오는 현상이 반복적으로 이루어질 수 있는 있다. 열전달소자(40)는 위와 같이 배치되는 경우 이외에도 다른 형상으로 형성되고, 다양한 방법으로 배치될 수 있으며, 이에 대해서는 도 3에서 구체적으로 후술하도록 한다.

열전소자(30)는 일측면의 고온부(30a)와 타측면의 저온부(30b) 사이의 온도차에 의해 전기를 생산하는 것으로, 저장용기(10)의 외측면에 복수 개가 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 열전소자(30)는 열전달소자(40)가 배치되는 저장용기(10)의 내측면과 마주하는 외측면에 배치되거나, 용융염(20)을 사이에 두고 복수 개가 서로 대향되도록 배치될 수 있다. 저장용기(10)의 외측면으로부터 열전소자(30)와, 저장용기(10)의 네개의 측면 중 하나의 면과, 열전달소자(40)가 연결되어 순차적으로 배치되어, 저장용기(10)의 내부로부터 용융염(20)의 열을 순차적으로 열을 전달할 수 있다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 열전소자(30)는 저장용기(10) 내부의 저장된 용융염(20)으로부터 고온의 열을 열전달소자(40)를 통해 효율적으로 전달받는다. 열전달소자(40)는 전달받은 열을 열전도도가 높은 재질로 형성된 저장용기(10)로 전달한다. 계속해서, 열전소자(30)는 저장용기(10)의 외측면과 접하여 저장용기(10)로부터 열을 전달받아 저장용기(10)와 접하는 일측면은 고온부(30a)가 형성된다. 또한, 열전소자(30)는 저장용기(10)의 외측으로 노출되는 타측면에 저온부(30b)가 형성된다. 열전소자(30)는 고온부(30a)가 저장용기(10)에 접하고 저온부(30b)가 저장용기(10)의 외측으로 노출되도록 배치되어 냉각모듈(60)과 접하도록 배치될 수 있다. 고온부(30a)는 용융염(20)으로부터 고온의 열을 전달받아 고온을 유지하며, 저온부(30b)는 냉각모듈(60)로부터 냉각되어 저온을 유지할 수 있다. 본 발명에서의 열전소자(30)는 도면에 도시된 바와 같이, 복수 개가 저장용기(10)의 외벽마다 설치되며, 저장용기(10) 측면을 둘러싸도록 배치되는 것을 예로 들어 설명한다. 열전소자(30)는 저장용기(10)의 외벽마다 설치되어 발전효율이 증대될 수 있으며,이에 한정되지 않고, 저장용기(10)의 상/하/측면에 선택적으로 배치될 수도 있다. 열전소자(30)는 고온부(30a)와 저온부(30b)의 온도차가 클수록 발전효율의 증가하므로, 고온부(30a)와 저온부(30b) 사이의 온도차를 증가시키기 위해 저장용기(10)의 내측과 외측에는 열전달소자(40)와 냉각모듈(60)이 각각 배치될 수 있다.

냉각모듈(60)은 열전소자(30)의 저온부(30b)를 냉각시키는 모듈로, 복수 개의 열전소자(30)의 저온부(30b)와 접하도록 배치된다. 본 발명의 도면에서는 하나의 열전소자(30)의 저온부(30b)와 접하도록 도시되어 있지만, 복수 개의 열전소자(30)의 저온부(30b)에 각각 접하도록 배치될 수 있다. 냉각모듈(60)은 열전소자(30) 저온부(30b)의 온도를 낮출 수 있는 냉각수, 냉각팬 등을 포함할 수 있으며, 본 명세서 상에서는 열전소자(30)의 저온부(30b)에 냉각유로(61)가 배치되어 저온부(30b)를 냉각시키는 것을 예로 들어 설명하도록 한다. 냉각유로(61)을 따라 이동하는 냉각수는 저온부(30b)를 냉각시킴에 따라, 열전소자(30)는 고온부(30a)와 저온부(30b)의 온도차에 의해 전기를 생산할 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 열전달소자의 다른 실시예에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 용융염 발전 장의 열전달소자의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

도 3은 도 2의 용융염 발전 장치의 열전달소자의 형상 및 배치구조만 제외하면 이미 설명한 도 2의 열전달소자와 사실상 동일하다. 따라서, 이미 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 3을 참조하면, 열전달소자(40-1)는 내부에 열전달유체를 수용하고 있는 히트파이프의 일종으로 형성되어 저장용기(10)의 각 내측면에 고정되어 일단부로부터 타단부로 하향 배치되는 구조가 아닌, 마주하는 내측면에 일단부와 타단부가 각각 고정 배치된다. 다시 말해, 열전달소자(40-1)는 복수 개가 서로 대향되도록 배치된 열전소자(30)와 접하는 저장용기(10)의 내측면에 각각 배치되며, 저장용기(10) 내부의 용융염(20)을 가로질러 배치된다. 즉, 저장용기(10)의 마주하고 있는 내측면에 양끝단부가 각각 고정 배치되고 중앙부가 저장용기(10)의 중심에 배치되는 구조로 이루어질 수 있다. 열전달소자(40-1)는 일단부가 일면에 고정되고, 타단부가 일면과 마주하는 다른 면에 고정되도록 연장 형성되어, 열전소자(30)와 접하는 양단부가 중앙부보다 높도록 굴절 형성되는 구조를 갖는다. 다시 말해, 열전달소자(40-1)는 양단부로부터 중앙부로 하향으로 경사지게 배치되는 구조, 즉 'v'자 형상으로 굴절 배치된다. 열전달소자(40-1)는 용융염(20)과 접하는 중앙부가 증발부가 되며, 저장용기(10)의 내측면과 접하는 양끝단부가 응측부가 될 수 있다. 열전달소자(40-1)는 중심부가 굴절 형성되어, 내부 중심부에 수용된 열전달유체가 증발하면서 양끝단부로 이동할 수 있으며, 응측부로부터 증발부로 하향으로 경사지게 배치됨으로써 증발 및 응축형상이 반복적으로 이루어질 수 있으며, 열전달효율이 증대될 수 있다. 도 3에서의 열전달소자(40-1)는 히트파이프의 형상에 따라 저장용기(10)의 중심부를 지나는 구조가 아닌, 하부에 배치되는 구조를 가질 수도 있다. 또한, 본 명세서 상에서의 열전달소자(40, 40-1)는 ‘v’, ‘＼’, ‘/’ 및 ‘|’와 같은 형상으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만 이외에 열 전달 효율이 증대될 수 있는 다양한 형상과 재질로 이루어질 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여 도 1의 용융염 발전 장치의 작동과정에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 4는 도 2의 용융염 발전 장치의 작동과정을 도시한 작동도이다.

도 4를 참조하면, 용융염 발전 장치(1)는 가열유닛(50)을 따라 유동하는 폐열이 함유하고 있는 고온의 유체가 수용공간(11) 내부를 지날 때 방열하며, 이때 수용공간(11)에 수용된 용융염(20)이 고온으로 이루어진 유체의 열에너지를 흡수하여 저장한다. 용융염(20)은 상온에서 고체상태를 유지하다가 고온의 열을 흡수하면서 용융되어 고온의 열에너지를 저장할 수 있다. 복수 개의 열전달소자(40)의 증발부는 용융염(20)의 열에너지로부터 열을 전달받아 열전소자(30) 즉, 저장용기(10)의 상면 및 측면과 접하도록 배치된 고온부(30a)로 전달하며, 열전달소자(40)가 다수 개가 배치되어 열전달효율을 높일 수 있다. 열전소자(30)의 고온부(30a)는 열전달소자(40)를 통해 고온의 용융염(20)의 열에너지를 전달받고, 열전달소자(40)의 저온부(30b)는 냉각모듈(60)로부터 냉각될 수 있다. 열전소자(30)는 양 측면의 고온부(30a)와 저온부(30b) 사이의 온도차에 의해 전기를 생산하여 발전 장치로 사용할 수 있다. 이때, 열 저장물질로 사용되는 용융염은 녹는점이 높아, 용융염 상태로 열을 흡수하게 되므로, 보다 고온에서 효율적인 작동이 가능하며, 용융염(20)은 고온의 열을 장시간 보존 가능하여, 특정 시간에 관계 없이 연속적으로 전기를 생산할 수 있다. 또한, 용융염(20)은 액화된 상태로 열을 필요로 할 때까지 저장할 수 있어 고온의 유체가 가열유닛(50)을 통해 유동하지 않더라도 이전에 저장된 열로 전기를 생산할 수 있어 전기를 필요로 할 때 전기를 생산하여 사용 수 있는 장점이 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 용융염 발전 장치 10: 저장용기
11: 수용공간 20: 용융염
30: 열전소자 30a: 고온부
30b: 저온부 40, 40-1: 열전달소자
50: 가열유닛 60: 냉각모듈
61: 냉각유로

Claims

내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 저장용기;
상기 수용공간에 수용되며, 상온에서 고체상태를 유지하며 열을 흡수하여 용융되며 열을 저장하는 용융염; 및
고온부가 상기 저장용기에 접하고 저온부가 상기 저장용기 외측으로 노출되어, 상기 고온부와 상기 저온부 사이의 온도차에 의해 전기를 생산하는 열전소자;
상기 수용공간 내부에 완전하게 삽입되고 일측단부가 상기 고온부와 접하는 상기 저장용기 내측면에 접하여, 상기 용융염의 열을 상기 고온부로 전달하는 열전달소자; 및
상기 저장용기 내부로 삽입되어 상기 용융염과 직접적으로 접촉하여 상기 용융염에 열을 제공하는 가열유닛을 포함하는 용융염 발전 장치.
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제1항에 있어서, 상기 열전달소자는 증발부가 상기 용융염에 접하고 응축부가 상기 고온부에 접하는 적어도 하나의 히트파이프를 포함하는 용융염 발전 장치.
제3항에 있어서, 상기 히트파이프는 상기 응축부에서 상기 증발부를 향하여 하향 경사지게 배치되는 용융염 발전 장치.
제3항에 있어서, 상기 열전소자는 복수 개가 상기 용융염을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되며,
상기 히트파이프는 상기 용융염을 가로질러 양단부가 상기 열전소자에 각각 접하는 용융염 발전 장치.
제5항에 있어서, 상기 히트파이프는 상기 열전소자와 접하는 양단부가 중앙부보다 높도록 굴절형성되는 용융염 발전 장치.
제1항에 있어서, 상기 열전달소자는, 일측단부가 상기 고온부와 접하는 상기 저장용기 내측에 접하고 타측단부는 상기 용융염과 접하는 복수 개의 열전달핀이 형성된 용융염 발전 장치
제1항에 있어서, 상기 저장용기는 외벽이 평면으로 형성된 다면체로 이루어지며, 상기 열전소자는 상기 외벽 마다 설치되는 용융염 발전 장치.
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제1항에 있어서, 상기 열전소자의 상기 저온부에 접하여 상기 저온부를 냉각시키는 냉각모듈을 더 포함하는 용융염 발전 장치.