KR102035891B1 - 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초임계 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 초임계 이산화탄소 발전사이클부, 및 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 이용하여 열원으로부터 열을 흡수하는 열교환사이클부를 포함하되, 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부는 상기 열교환사이클부에서 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 초임계 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부를 포함하는 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.

Description

초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박{Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same}
본 발명은 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
연소로, 보일러 등은 소정의 연료를 연소시키면서 이산화탄소(Carbon Dioxide)가 포함된 배가스를 배출한다. 이산화탄소는 지구온난화 등과 같이 환경오염을 초래하는 물질로 알려져 있다. 이에 따라, 이산화탄소로 인한 환경오염을 줄이기 위한 방안으로, 이산화탄소에 대한 배출 규제를 강화하는 방안, 태양력, 풍력 등과 같은 친환경 에너지원으로 대체하는 방안 등이 시도되고 있다.
그러나, 이산화탄소에 대한 배출 규제를 강화하는 방안은 이산화탄소가 포함된 배가스를 정화하기 위한 설비를 필요로 하기 때문에 각 국가의 산업발전, 경제적 사정 등을 이유로 제대로 시행되지 못하고 있는 실정이다. 태양력, 풍력 등과 같은 친환경 에너지원으로 대체하는 방안은, 기존에 이산화탄소 배출을 통해 생산하는 에너지량을 대체하기에 개발이 부족한 상태이다.
최근에는 배가스로부터 이산화탄소를 포집하여 저장하는 CCS(Carbong Capture and Storage) 기술에 대한 개발이 활발하게 진행되면서, 포집한 이산화탄소를 에너지로 변환하는 기술에 대한 개발로 이어지고 있다.
예를 들어, 포집한 이산화탄소를 드라이아이스로 제조하여 기존의 냉각물질인 얼음을 대체하는 기술, 포집한 이산화탄소를 탄산가스로 제조하여 맥주, 탄산음료, 조선용접, 산화방지제 등으로 이용하는 기술 등에 대한 개발로 이어지고 있다.
이와 같이 이산화탄소를 다른 용도로 이용하는 기술이 활발하게 개발되면서, 환경오염물질인 이산화탄소에 대한 처리 기술이 새로운 전환점을 맞고 있다. 따라서, 발전시스템에 있어서도 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 공개특허공보 제10-2014-0085003호(2014.07.07.), 일본 공개특허공보 특개2012-225228호(2012.11.15.), 및 국제공개공보 WO2013/108867(2013.07.25.)에 개시되어 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 요구를 해소하고자 안출된 것으로, 열교환매체 및 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템은 열원으로부터 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부; 상기 제1순환부에 설치되고, 열교환매체가 가열되도록 열원 및 열교환매체를 열교환시키는 매체열교환부; 열교환매체로부터 열을 흡수하기 위한 이산화탄소가 순환 이동하는 제2순환부; 상기 제2순환부에 설치되고, 이산화탄소가 가열됨과 동시에 열교환매체가 냉각되도록 상기 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부; 및 상기 제2순환부에 설치되고, 발전기가 전기를 생산하도록 상기 주열교환부를 통과한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템은 초임계 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 초임계 이산화탄소 발전사이클부; 및 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 이용하여 열원으로부터 열을 흡수하는 열교환사이클부를 포함할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부는 상기 열교환사이클부에서 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 초임계 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 선박은 선체를 이동시키기 위한 추진력을 발생시키는 엔진; 상기 엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaus Gas)를 이용하여 상기 엔진에 공급하기 위한 소기(Scavenge Air)를 압축하는 과급기; 상기 선체에 설치되는 발전기; 상기 엔진으로부터 배출되는 배기로부터 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부; 열교환매체로부터 열을 흡수하기 위한 이산화탄소가 순환 이동하는 제2순환부; 상기 제1순환부에 설치되고, 열교환매체가 가열되도록 엔진으로부터 배출되는 배기 및 열교환매체를 열교환시키는 매체열교환부; 상기 제2순환부에 설치되고, 이산화탄소가 가열됨과 동시에 열교환매체가 냉각되도록 상기 매체열교환부를 통과한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부; 및 상기 제2순환부에 설치되고, 발전기가 전기를 생산하도록 상기 주열교환부를 통과한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 통해 이산화탄소가 간접 방식으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현됨으로써, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이를 줄일 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.
본 발명은 초임계 이산화탄소를 작동유체로 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써 전체적인 크기를 소형화할 수 있으므로, 선박 등과 같이 설치공간이 협소한 곳에 용이하게 설치되어 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 환경오염물질인 이산화탄소를 이용하여 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키므로, 환경오염물질인 이산화탄소를 정화하는데 필요한 설비 및 운영비용을 줄이는데 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템의 개략적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템에 있어서 열교환사이클부에 대한 개략적인 블록도
도 3은 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템이 엔진의 폐열을 열원으로 이용하는 실시예에 대한 개략적인 블록도
도 4는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템의 개략적인 블록도
도 5는 본 발명에 따른 선박의 일례를 나타낸 개략도
이하에서는 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소(Supercritical Carbon Dioxide)를 작동유체로 이용하여 전기를 생산하는 발전기(300)를 동작시키기 위한 것이다. 이산화탄소는 임계 온도 및 임계 압력 이상의 조건에서 초임계 이산화탄소로 된다. 초임계 이산화탄소는 밀도가 높은 특성을 가짐과 동시에 점도가 낮은 특성을 갖는다. 즉, 초임계 이산화탄소는 밀도가 높은 기체 특성을 갖는다.
본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 열교환매체를 이용하여 열원으로부터 열을 흡수하는 열교환사이클부(2), 및 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)를 포함한다. 열교환매체는 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 것이다. 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 상기 열교환사이클부(2)에서 상기 열원로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 초임계 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부(31)를 포함한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 열원으로부터 직접적으로 열을 흡수하지 않고, 이산화탄소가 열교환매체를 통해 열원으로부터 간접적으로 열을 흡수하도록 구현된다.
즉, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 간접(Indirect) 방식으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현된다.
따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
우선, 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 이산화탄소의 유동을 위한 배관을 상당한 고가의 고압관으로 구성해야 한다. 이산화탄소가 초임계 상태에서 상당한 고압으로 유동하기 때문이다. 따라서, 이산화탄소가 직접적으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현되는 직접 방식은, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관이 열원을 지나도록 설치하여야 하므로, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이가 길어짐에 따라 구축비용이 증가하게 된다.
이와 달리, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 통해 이산화탄소가 간접 방식으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현되므로, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관이 열원을 지나도록 설치하지 않아도 된다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이를 줄일 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.
한편, 열원이 엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaust Gas)인 경우, 열교환기를 엔진에 가깝게 설치하면, 열교환기로 인해 배기의 유동성이 저하됨에 따라 엔진의 성능이 저하된다. 이를 방지하기 위해, 열교환기는 엔진으로부터 소정 거리 이상으로 이격된 위치에 설치되어야 한다.
따라서, 이산화탄소가 직접적으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현되는 직접 방식은, 열교환기로 인해 엔진이 성능이 저하되는 것을 방지하기 위해 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이가 더 길어짐에 따라 구축비용이 더 증가하게 된다.
반면, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 열교환매체를 통해 이산화탄소가 간접 방식으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현되므로, 열교환기가 엔진으로부터 소정 거리 이상으로 이격되게 설치되더라도, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이를 증가시킬 필요가 없다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은, 열원이 엔진으로부터 배출되는 배기인 경우, 열교환기로 인해 엔진의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이를 줄임으로써 구축비용을 줄일 수 있다.
이하에서는 상기 열교환사이클부(2) 및 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참고하면, 상기 열교환사이클부(2)는 열교환매체를 이용하여 열원으로부터 열을 흡수한다. 열교환매체는 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 것이다. 예컨대, 열교환매체는 물(Water) 또는 합성 열교환유체(Thermal Oil)일 수 있다. 합성 열전달유체는 상압에서 약 240℃의 높은 비등점을 갖고, 낮은 압력에서도 열을 전달할 수 있는 매체이다.
상기 열교환사이클부(2)는 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부(21), 및 열원 및 열교환매체를 열교환시키는 매체열교환부(22)를 포함한다.
상기 제1순환부(21)는 열교환매체가 유동하기 위한 유로를 제공한다. 열교환매체는 상기 제1순환부(21)를 따라 순환 이동하면서, 상기 열원으로부터 열을 흡수하고, 흡수한 열을 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)의 이산화탄소에 전달한다. 상기 제1순환부(21)는 열교환매체가 유동하기 위한 유로를 제공하는 파이프 등과 같은 배관을 포함한다. 상기 제1순환부(21)가 갖는 배관은 폐루프(Closed Loop)를 형성할 수 있다.
상기 제1순환부(21)는 열교환매체가 상기 매체열교환부(22) 및 상기 주열교환부(31) 간을 순환 이동하도록 상기 매체열교환부(22) 및 상기 주열교환부(31)에 연결되게 설치된다. 열교환매체는 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하여 상기 매체열교환부(22)를 통과하면서 열원으로부터 열을 흡수하여 가열된다. 그 후, 열교환매체는 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하여 상기 주열교환부(31)를 통과하면서 이산화탄소에 열을 제공한다. 이에 따라, 열교환매체는 냉각된다. 그 후, 열교환매체는 다시 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하여 상기 매체열교환부(22)로 공급된다. 이와 같이, 열교환매체는 상기 제1순환부(21)를 따라 순환 이동하면서, 열원으로부터 흡수한 열을 이산화탄소에 제공한다.
상기 매체열교환부(22)는 열원 및 열교환매체를 열교환시킨다. 이에 따라, 열교환매체는 열원으로부터 열을 흡수하여 가열된다. 상기 매체열교환부(22)는 상기 제1순환부(21)에 설치된다. 열원이 엔진의 배기인 경우, 상기 매체열교환부(22)는 배기의 흐름을 저해하지 않도록 상기 엔진으로부터 소정 거리 이상 이격된 위치에 설치된다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 매체열교환부(22)로 인해 엔진의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이를 줄임으로써 구축비용을 줄일 수 있다. 상기 매체열교환부(22)는 상기 엔진으로부터 소정 거리 이상 이격된 위치에서 배기가 유동하는 연돌에 설치될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 열교환사이클부(2)는 압축기구(23)를 포함할 수 있다.
상기 압축기구(23)는 상기 제1순환부(21)에 설치된다. 상기 압축기구(23)는 열교환매체가 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)의 이산화탄소에 열을 전달하면, 열교환매체를 압축한다. 이에 따라, 상기 압축기구(23)는 열교환매체가 상기 제1순환부(21)를 따라 순환 이동하는 과정에서 상변화하는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 열교환매체가 상변화함에 따라 열원으로부터 흡수한 열이 손실되는 것을 방지함으로써, 이산화탄소가 열교환매체를 통해 열원으로부터 열을 흡수하는 열 회수율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 발전효율을 향상시킬 수 있다.
예컨대, 열교환매체가 물인 경우, 물은 70 bar 이하로 압력이 낮아진 상태에서 열원으로부터 열을 흡수하여 가열되면 증기(Steam)으로 상변화하게 된다. 이를 방지하기 위해, 상기 압축기구(23)는 열교환매체가 물인 경우, 열교환매체가 상기 제1순환부(21)를 따라 유동하면서 압력이 70 bar 미만으로 낮아지지 않도록 열교환매체를 압축할 수 있다. 상기 압축기구(23)는 펌프(Pump)일 수 있다.
도시되지 않았지만, 상기 열교환사이클부(2)는 상기 제1순환부(21)의 내부 압력을 측정하기 위한 압력센서를 포함할 수 있다. 상기 압축기구(23)는 압력센서가 측정한 압력값에 따라 열교환매체에 대한 압축률을 조절할 수 있다. 상기 압력센서 및 상기 압축기구(23)는 상기 제1순환부(21)에서 상기 매체열교환부(22)의 입구 측에 설치될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 열교환사이클부(2)는 유량조절기구(24)를 포함할 수 있다.
상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)에 설치된다. 상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하는 열교환매체의 유량을 조절한다. 이에 따라, 상기 유량조절기구(24)는 열교환매체가 상기 제1순환부(21)를 따라 순환 이동하는 과정에서 상변화하는 것을 차단할 수 있다.
예컨대, 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하는 열교환매체의 압력이 기설정된 제1기준압력 미만이면, 상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)에 열교환매체를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하는 열교환매체의 압력을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 유량조절기구(24)는 열교환매체가 상변화하는 것을 차단할 수 있다. 제1기준압력은 열교환매체의 종류에 따라 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 열교환매체가 물인 경우, 제1기준압력은 70 bar로 설정될 수 있다.
예컨대, 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하는 열교환매체의 압력이 기설정된 제2기준압력을 초과하면, 상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)로부터 열교환매체를 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 유량조절기구(24)는 열교환매체의 압력이 과다하게 증가함에 따라 상기 제1순환부(21)가 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다. 제2기준압력은 상기 제1순환부(21)의 내구성에 따라 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
도시되지 않았지만, 상기 유량조절기구(24)는 열교환매체를 저장하는 저장탱크, 및 저장탱크와 제1순환부(21) 간에 열교환매체를 이동시키는 펌프 등과 같은 이송수단을 포함할 수 있다. 상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)에 설치된 압력센서가 측정한 압력값에 따라 상기 제1순환부(21)를 따라 순환 이동하는 열교환매체의 유량을 조절할 수 있다.
상기 열교환사이클부(2)는 상기 압축기구(23) 및 상기 유량조절기구(24) 중에서 어느 하나만을 포함할 수 있다. 상기 열교환사이클부(2)는 상기 압축기구(23) 및 상기 유량조절기구(24)를 모두 포함할 수도 있다.
도 1을 참고하면, 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소를 작동유체로 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써, 물과 같은 다른 유체를 초임계 상태의 작동유체로 이용하는 것과 비교할 때, 전체적인 크기를 소형화할 수 있다. 초임계 이산화탄소는 물과 같은 다른 유체가 초임계 상태일 때와 비교할 때, 밀도가 더 높은 특성을 갖기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 전체적인 크기가 감소될 수 있으므로, 선박 등과 같이 설치공간이 협소한 곳에도 용이하게 설치될 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 환경오염물질인 이산화탄소를 이용하여 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 환경오염물질인 이산화탄소를 무해한 물질로 정화하지 않으면서 이산화탄소를 전기를 생산하기 위한 용도로 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 환경오염물질인 이산화탄소를 정화하는데 필요한 설비 및 운영비용을 줄이는데 기여할 수 있다.
상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 상기 주열교환부(31)를 포함한다. 상기 주열교환부(31)는 상기 매체열교환부(22)를 통과한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 주열교환부(31)를 통과하면서 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체에 의해 가열된다. 즉, 이산화탄소는 간접 방식으로 열원으로부터 열을 흡수한다. 열교환매체는 이산화탄소를 가열하면서 냉각된 후에, 다시 상기 매체열교환부(22)로 공급된다.
상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 제2순환부(32)를 포함할 수 있다. 상기 제2순환부(32)는 이산화탄소가 유동하기 위한 유로를 제공한다. 이산화탄소는 상기 제2순환부(32)를 따라 순환 이동하면서, 열교환매체로부터 열을 흡수한다. 상기 제2순환부(32)는 이산화탄소가 유동하기 위한 유로를 제공하는 파이프 등과 같은 배관을 포함한다. 상기 제2순환부(32)가 갖는 배관은 폐루프를 형성할 수 있다.
상기 제2순환부(32)는 상기 열교환사이클부(2)의 제1순환부(31)에 비해 고압을 견딜 수 있는 재질로 형성된다. 즉, 상기 제1순환부(31)는 상기 제2순환부(32)에 비해 저압을 견딜 수 있는 재질로 형성된다. 이에 따라, 상기 제1순환부(31)는 상기 제2순환부(32)에 비해 저가의 배관을 이용하여 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 통해 이산화탄소가 간접 방식으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현됨으로써, 상기 제2순환부(32)의 길이를 줄일 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.
상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 터빈부(33)를 포함할 수 있다.
상기 터빈부(33)는 상기 발전기(300)에 연결된다. 상기 터빈부(33)는 상기 주열교환부(31)로부터 배출되는 이산화탄소를 이용하여 동력을 발생시킨다. 상기 주열교환부(31)로부터 배출되는 이산화탄소는, 상기 터빈부(33)를 통과하면서 상기 터빈부(33)가 갖는 임펠러를 회전시킴으로써 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 발전기(300)는 상기 터빈부(33)로부터 제공되는 동력을 이용하여 전기를 생산한다. 상기 발전기(300)는 샤프트 등을 통해 상기 터빈부(33)에 연결될 수 있다.
상기 터빈부(33)는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다. 상기 주열교환부(31)로부터 배출되는 이산화탄소는 초임계 상태로 상기 터빈부(33)를 통과하면서 동력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 터빈부(33)가 동력을 발생시키도록 구현됨으로써, 상기 터빈부(33)를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 상기 터빈부(33) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산되는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있다.
도 1을 참고하면, 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 이산화탄소를 냉각하기 위한 냉각부(34), 및 이산화탄소를 압축하기 위한 압축부(35)를 포함한다.
상기 냉각부(34)는 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각함으로써, 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도를 낮춘다. 상기 냉각부(34)는 전기 등에 의해 동작하는 쿨러(Cooler)를 이용하여 이산화탄소를 냉각할 수 있다. 상기 냉각부(34)는 이산화탄소를 냉각할 수 있는 냉각매체 및 이산화탄소를 열교환시킴으로써, 이산화탄소를 냉각할 수도 있다.
상기 압축부(35)는 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소를 압축함으로써, 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소의 압력을 높인다. 상기 압축부(35)는 상기 냉각부(34) 및 상기 주열교환부(31) 사이에 위치되게 설치된다. 이 경우, 상기 압축부(35)는 상기 냉각부(34)에 의해 냉각된 이산화탄소를 압축한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각한 후에 압축함으로써, 상기 압축부(35)가 이산화탄소를 압축하는 압축률을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 상기 주열교환부(31)에서 열을 흡수하는 열 회수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이산화탄소를 이용하여 상기 터빈부(33) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있다.
상기 압축부(35)는 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소가 액체 상태인 경우, 펌프를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3) 내에서 미임계 상태와 초임계 상태 간에 변화하는 트랜스 크리티컬 사이클(Transcritical Cycle)로 구현될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(33)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(35)에서 초임계 상태로 변화될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(33)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(35)를 통과하면서 초임계 상태로 변화될 수도 있다.
상기 압축부(35)는 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소가 초임계 상태인 경우, 컴프레서(Compressor)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3) 내에서 항상 초임계 상태로 유지되는 슈퍼 크리티컬 사이클(Supercritical Cycle)로 구현될 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 엔진(100)의 폐열을 열원으로 이용하도록 구현될 수 있다.
이 경우, 상기 매체열교환부(22)는 상기 엔진(100)으로부터 배출되는 배기 및 열교환매체를 열교환시킨다. 상기 주열교환부(31)는 배기로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라 상기 열교환사이클부(2) 및 초임계 이산화탄소 사이클부(3)에 있어서, 상기 엔진(100)으로부터 배출되는 배기가 열원으로 기능한다.
따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 엔진(100)의 폐열로 가열되도록 구현됨으로써, 이산화탄소를 가열하기 위한 열원을 마련하기 위해 추가로 연소로 등을 이용하여 연료를 연소시킬 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 연소로 등을 통해 추가로 이산화탄소를 발생시키지 않으면서 전기를 생산할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 친환경 발전시스템을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 엔진(100)의 폐열을 열원으로 이용함으로써 운영비용을 절감할 수 있다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)에 있어서, 상기 초임계 이산화탄소 사이클부(3)는 소기열교환부(36)를 포함할 수 있다.
상기 소기열교환부(36)는 상기 과급기(200)로부터 배출되어 상기 엔진(100)으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 소기열교환부(36)를 통과하면서 상기 엔진(100)의 폐열 중에서 소기에 의해 가열된다. 이 경우, 상기 엔진(100)의 폐열 중에서 소기가 열원으로 기능한다. 상기 소기열교환부(36)를 통과한 소기는, 상기 이산화탄소가 가열되도록 열을 방출한 후에, 상기 엔진(100)으로 공급된다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
우선, 소기는 상기 엔진(100)에 공급되는 연소용 공기로, 상기 엔진(100)의 효율을 향상시키기 위해 상기 과급기(200)를 통과하면서 압축되어 상기 엔진(100)으로 공급된다. 그러나, 소기는 상기 과급기(200)를 통과하면서 온도가 함께 상승한다. 이와 같이 온도가 상승된 소기가 상기 엔진(100)에 공급되면, 상기 엔진(100)의 효율이 저하될 수 있고, 상기 엔진(100)의 수명이 단축될 수 있다.
다음, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 소기로부터 열을 흡수하므로, 상기 과급기(200)를 통과하여 상기 엔진(100)으로 공급되는 소기의 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 소기를 이용하여 이산화탄소를 가열함으로써 상기 터빈부(33) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있음과 동시에, 상기 엔진(100)에 공급되는 소기의 온도를 낮춤으로써 상기 엔진(100)의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 엔진(100)의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 과급기(200)를 통과한 소기의 온도를 낮추기 위한 별도의 냉각 설비를 생략할 수 있으므로, 구축비용 및 운영비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 배기 및 소기 모두를 이용함으로써, 하나의 엔진(100)에 대해 이산화탄소가 열을 흡수하는 폐열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(33) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 소기열교환부(36)는 상기 압축부(35) 및 상기 터빈부(33) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 상기 냉각부(34) 및 상기 압축부(35)는 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소가 상기 소기열교환부(36)로 재공급되어 소기로부터 열을 흡수하도록 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도 및 압력을 조절하여 순환시킬 수 있다.
상기 소기열교환부(36) 및 상기 주열교환부(31)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 압축부(35)로부터 배출되는 이산화탄소는 분기된 후에, 일부가 상기 주열교환부(31)로 공급되고, 나머지 일부가 상기 소기열교환부(36)로 공급된다. 상기 터빈부(33)는 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각으로부터 배출되어 합류한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다.
이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(33), 상기 냉각부(34), 및 상기 압축부(35)를 통과하는 이산화탄소의 유량에 비해 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각을 통과하는 이산화탄소의 유량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36)가 서로 직렬로 연결된 것과 비교할 때, 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각의 용량을 줄일 수 있으므로, 설치비용 및 운영비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36)가 서로 직렬로 연결된 것과 비교할 때, 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각에서 이산화탄소가 열을 흡수하는 열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(33) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.
도 4를 참고하면, 상기 초임계 이산화탄소 사이클부(3)는 분기부(37) 및 합류부(38)를 포함할 수 있다.
상기 분기부(37)는 상기 압축부(35)로부터 배출되는 이산화탄소를 분기시킨다. 이에 따라, 상기 압축부(35)로부터 배출되는 이산화탄소는 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각으로 공급된다. 상기 분기부(37)에는 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각으로 공급되는 이산화탄소의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브가 설치될 수도 있다. 상기 분기부(37)는 일측이 상기 압축부(35)에 연결되고, 타측이 상기 주열교환부(31)와 상기 소기열교환부(36) 각각에 연결되게 설치된다.
상기 합류부(38)는 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각으로부터 배출되는 이산화탄소를 합류시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각에서 열을 흡수하여 가열된 후에, 상기 합류부(38)에서 합류하여 상기 터빈부(33)로 공급될 수 있다. 상기 합류부(38)는 일측이 상기 터빈부(33)에 연결되고, 타측이 상기 주열교환부(31)와 상기 소기열교환부(36) 각각에 연결되게 설치된다.
이하에서는 본 발명에 따른 선박의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 선박의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 선박(10)은 선체(11)에 설치되는 엔진(100), 상기 엔진(100)에 설치되는 과급기(200), 및 상기 선체(11)에 설치되는 발전기(300)를 포함한다. 본 발명에 따른 선박(10)은 상술한 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)을 더 포함한다. 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상술한 바와 같으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명에 따른 선박(10)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 선박(10)은 초임계 이산화탄소를 작동유체로 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써, 물과 같은 다른 유체를 초임계 상태의 작동유체로 이용하는 것과 비교할 때, 상기 주열교환부(31), 상기 냉각부(34), 상기 압축부(35) 등을 소형화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 선체(11) 내부에 대한 공간활용도를 향상시킬 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 선박(10)은 이산화탄소가 상기 선체(11)에 설치된 엔진(100)의 폐열로 가열되도록 구현됨으로써, 이산화탄소를 가열하기 위한 열원을 마련하기 위해 추가로 연소로 등을 이용하여 연료를 연소시킬 필요 없이 전기를 생산할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 종래에 선체(11) 내부에 설치된 발전기의 대수를 줄일 수 있으므로, 건조비용 및 운영비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 친환경 선박을 구현할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 선박(10)은 환경오염물질인 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써, 환경오염물질인 이산화탄소를 상기 선체(11) 내부에서 전기를 이용하여 동작하는 기기들에 전기를 공급하기 위한 용도로 활용할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 선체(11)는 본 발명에 따른 선박(10)의 전체적인 외관을 이룬다. 상기 선체(11)에는 상기 엔진(100), 상기 과급기(200), 상기 발전기(300), 및 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)이 설치된다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 엔진(100)은 상기 선체(11)를 이동시키기 위한 추진력을 발생시킨다. 상기 엔진(100)은 상기 선체(11)의 외부에 설치된 추진장치(12, 도 5에 도시됨)를 회전시킴으로써, 추진력을 발생시킬 수 있다. 상기 엔진(100)은 경유 또는 중유를 연료로 사용하는 디젤엔진(Diesel Engine), 경유와 LNG를 연료로 사용하는 혼소엔진(Dual Feul Engine), 및 가스엔진(Gas Engine) 중 어느 하나일 수 있다. 상기 디젤엔진은 경유 또는 중유를 연료로 사용하는 것이다. 상기 혼소엔진은 경유와 액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하는 것이다. 상기 가스엔진은 액화석유가스(LPG), 석탄가스, 목탄가스, 천연가스 등의 가스를 연료로 사용하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 다양한 연료를 사용하는 엔진(100)의 폐열을 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 과급기(200)는 상기 엔진(100)에 설치된다. 상기 과급기(200)는 상기 엔진(100)으로부터 배출되는 배기를 이용하여 상기 엔진(100)에 공급하기 위한 소기를 압축한다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 발전기(300)는 상기 터빈부(33)가 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산한다. 상기 발전기(300)는 상기 선체(11)에 설치된다. 상기 발전기(300)는 생산한 전기를 저장하거나, 생산한 전기를 상기 선체(11)에서 전기를 이용하여 동작하는 기기들에 공급할 수 있다.
2 : 열교환사이클부 3 : 초임계 이산화탄소 발전사이클부
21 : 제1순환부 22 : 매체열교환부
31 : 주열교환부 10 : 선박

Claims (10)

  1. 열원으로부터 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부;
    상기 제1순환부에 설치되고, 물 또는 합성 열전달유체로 구성된 열교환매체가 가열되도록 열원 및 열교환매체를 열교환시키는 매체열교환부;
    열교환매체로부터 열을 흡수하기 위한 이산화탄소가 순환 이동하는 제2순환부;
    상기 제2순환부에 설치되고, 이산화탄소가 가열됨과 동시에 열교환매체가 냉각되도록 상기 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부;
    상기 제2순환부에 설치되고, 발전기가 전기를 생산하도록 상기 주열교환부를 통과한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부;
    상기 제1순환부에 설치되고, 열교환매체가 상변화하는 것을 차단하기 위해 상기 주열교환부를 통과한 열교환매체를 압축하는 압축기구;
    상기 제1순환부의 내부 압력을 측정하기 위한 압력센서; 및
    상기 제1순환부에 연결되게 설치되어서 상기 압력센서가 측정한 압력값에 따라 상기 제1순환부를 따라 순환 이동하는 열교환매체의 유량을 조절하는 유량조절기구를 포함하고,
    상기 압축기구는 상기 압력센서가 측정한 압력값에 따라 열교환매체가 상변화하는 것을 차단하기 위해 상기 주열교환부를 통과한 열교환매체를 압축하며,
    상기 유량조절기구는 열교환매체를 저장하는 저장탱크 및 상기 저장탱크와 상기 제1순환부 간에 열교환매체를 이동시키는 펌프를 포함하되, 상기 제1순환부를 따라 이동하는 열교환매체의 압력이 기설정된 제1기준압력 미만이면 상기 저장탱크에 저장된 열교환매체를 상기 제1순환부에 공급함과 아울러 상기 제1순환부를 따라 이동하는 열교환매체의 압력이 기설정된 제2기준압력을 초과하면 상기 제1순환부로부터 열교환매체를 배출시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유량조절기구는 상기 제1순환부를 따라 순환 이동하는 열교환매체가 상변화하는 것을 차단하기 위해 열교환매체의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2순환부에 설치되고, 엔진에 설치된 과급기로부터 배출되어 상기 엔진으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시키는 소기열교환부를 포함하고,
    상기 매체열교환부는 상기 엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaust Gas)를 열원으로 하여, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기 및 열교환매체를 열교환시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 터빈부는 상기 주열교환부 및 상기 소기열교환부 각각으로부터 배출되어 합류한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키며,
    상기 주열교환부 및 상기 소기열교환부는 상기 제2순환부에 서로 병렬로 연결되게 설치되는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
  6. 초임계 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 초임계 이산화탄소 발전사이클부; 및
    초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 이용하여 열원으로부터 열을 흡수하는 열교환사이클부를 포함하고,
    상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부는 상기 열교환사이클부에서 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 초임계 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부를 포함하며,
    상기 열교환사이클부는 열교환매체가 상변화하는 것을 차단하기 위해 상기 주열교환부를 통과한 열교환매체를 압축하는 압축기구, 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부, 상기 제1순환부의 내부 압력을 측정하기 위한 압력센서, 및 상기 제1순환부에 연결되게 설치되어서 상기 압력센서가 측정한 압력값에 따라 상기 제1순환부를 따라 순환 이동하는 열교환매체의 유량을 조절하는 유량조절기구를 포함하고,
    상기 압축기구는 상기 압력센서가 측정한 압력값에 따라 열교환매체가 상변화하는 것을 차단하기 위해 상기 주열교환부를 통과한 열교환매체를 압축하며,
    상기 유량조절기구는 열교환매체를 저장하는 저장탱크 및 상기 저장탱크와 상기 제1순환부 간에 열교환매체를 이동시키는 펌프를 포함하되, 상기 제1순환부를 따라 이동하는 열교환매체의 압력이 기설정된 제1기준압력 미만이면 상기 저장탱크에 저장된 열교환매체를 상기 제1순환부에 공급함과 아울러 상기 제1순환부를 따라 이동하는 열교환매체의 압력이 기설정된 제2기준압력을 초과하면 상기 제1순환부로부터 열교환매체를 배출시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.
  7. 삭제
  8. 선체를 이동시키기 위한 추진력을 발생시키는 엔진;
    상기 엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaus Gas)를 이용하여 상기 엔진에 공급하기 위한 소기(Scavenge Air)를 압축하는 과급기;
    상기 선체에 설치되는 발전기;
    상기 엔진으로부터 배출되는 배기로부터 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부;
    열교환매체로부터 열을 흡수하기 위한 이산화탄소가 순환 이동하는 제2순환부;
    상기 제1순환부에 설치되고, 물 또는 합성 열전달유체로 구성된 열교환매체가 가열되도록 엔진으로부터 배출되는 배기 및 열교환매체를 열교환시키는 매체열교환부;
    상기 제2순환부에 설치되고, 이산화탄소가 가열됨과 동시에 열교환매체가 냉각되도록 상기 매체열교환부를 통과한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부;
    상기 제2순환부에 설치되고, 발전기가 전기를 생산하도록 상기 주열교환부를 통과한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부;
    상기 제1순환부에 설치되고, 열교환매체가 상변화하는 것을 차단하기 위해 상기 주열교환부를 통과한 열교환매체를 압축하는 압축기구;
    상기 제1순환부의 내부 압력을 측정하기 위한 압력센서; 및
    상기 제1순환부에 연결되게 설치되어서 상기 압력센서가 측정한 압력값에 따라 상기 제1순환부를 따라 순환 이동하는 열교환매체의 유량을 조절하는 유량조절기구를 포함하고,
    상기 압축기구는 상기 압력센서가 측정한 압력값에 따라 열교환매체가 상변화하는 것을 차단하기 위해 상기 주열교환부를 통과한 열교환매체를 압축하며,
    상기 유량조절기구는 열교환매체를 저장하는 저장탱크 및 상기 저장탱크와 상기 제1순환부 간에 열교환매체를 이동시키는 펌프를 포함하되, 상기 제1순환부를 따라 이동하는 열교환매체의 압력이 기설정된 제1기준압력 미만이면 상기 저장탱크에 저장된 열교환매체를 상기 제1순환부에 공급함과 아울러 상기 제1순환부를 따라 이동하는 열교환매체의 압력이 기설정된 제2기준압력을 초과하면 상기 제1순환부로부터 열교환매체를 배출시키는 것을 특징으로 하는 선박.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2순환부에 설치되고, 상기 엔진에 설치된 과급기로부터 배출되어 상기 엔진으로 공급되는 소기 및 이산화탄소를 열교환시키는 소기열교환부를 더 포함하고,
    상기 터빈부는 상기 주열교환부 및 상기 소기열교환부 각각으로부터 배출되어 합류한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키며,
    상기 주열교환부 및 상기 소기열교환부는 상기 제2순환부에 서로 병렬로 연결되게 설치되는 것을 특징으로 하는 선박.
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