KR102121288B1 - Ship - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선체에 설치되고 물을 공급하기 위한 물공급부, 상기 물공급부와 이격되게 설치되고 전기를 생산하기 위한 복수개의 보조엔진, 상기 보조엔진들로부터 배출되는 보조엔진배기가스를 열원으로 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열하여 수요처가 요구하는 스팀(H2O)을 생성하기 위한 복수개의 이코노마이저, 상기 이코노마이저들에 연결되게 설치되고 전기를 이용하여 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열하여 스팀(H2O)을 생성하기 위한 전기히터, 연료를 저장하는 연료저장탱크에서 상기 보조엔진으로 공급되는 연료를 분기시키는 분기부, 및 상기 분기부에서 공급되는 연료 및 상기 이코노마이저에서 공급되는 스팀을 이용하여 전기를 생산하는 연료전지시스템을 포함하고, 상기 연료전지시스템은 상기 분기부에서 공급되는 연료와 상기 이코노마이저에서 공급되는 스팀을 개질반응시키는 개질기 및 연소기를 포함하는 수소생성부, 및 연료극(Anode), 공기극(Cathode), 및 상기 연료극(Anode)과 공기극(Cathode) 사이에 형성되는 전해질을 포함하여 전기를 생산하는 연료전지를 포함하며, 상기 전기히터에서 생성된 스팀(H2O)은 상기 복수개의 이코노마이저 중 적어도 하나에 공급되고, 상기 연료전지에서 배출되는 연료전지배기가스는 상기 복수개의 이코노마이저 중 적어도 하나에 공급되는 배기가스의 양이 증가하도록 상기 보조엔진에서 상기 이코노마이저로 공급되는 보조엔진배기가스와 합류되어 상기 이코노마이저에 공급되는 것을 특징으로 하는 선박에 관한 것이다.The present invention is installed on the hull, a water supply unit for supplying water, a plurality of auxiliary engines installed to be spaced apart from the water supply unit to produce electricity, and the auxiliary engine exhaust gas discharged from the auxiliary engines as the heat source A plurality of economizers for generating steam (H 2 O) required by the customer by heating the water supplied from the heater, installed to be connected to the economizers and using electricity to heat the water supplied from the water supply unit to steam (H 2 O), an electric heater for generating fuel, a branch part for branching the fuel supplied to the auxiliary engine from a fuel storage tank for storing fuel, and electricity using the fuel supplied from the branch part and steam supplied from the economizer It includes a fuel cell system for producing, the fuel cell system is a hydrogen generator including a reformer and a combustor for reforming the fuel supplied from the branch and the steam supplied from the economizer, and the anode (Anode), the cathode (Cathode), and includes a fuel cell for producing electricity, including an electrolyte formed between the anode (Anode) and the cathode (Cathode), the steam (H 2 O) generated in the electric heater is the plurality of economizers The fuel cell exhaust gas supplied to at least one of the fuel cells and discharged from the fuel cell joins the auxiliary engine exhaust gas supplied from the auxiliary engine to the economizer to increase the amount of exhaust gas supplied to at least one of the plurality of economizers. It relates to a vessel characterized in that it is supplied to the economizer.

Description

선박{Ship}Ship{Ship}

본 발명은 강, 바다와 같은 물에서 사람, 화물 등을 목적지까지 이송하기 위한 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a ship for transporting people, cargo, and the like from water such as rivers and seas to a destination.

일반적으로 선박은 동력수단을 이용하여 물에서 이동할 수 있는 수단으로, 승객, 화물 등을 목적지까지 운송하기 위한 운송선, 어패류를 포획하기 위한 어선, 군사 목적으로 만들어진 군함 등 다양한 분야에서 이용된다. 이러한 선박에는 프로펠러와 같은 추진장치를 회전시키기 위한 메인엔진, 선박에 설치된 전기장치들이 사용하는 전기를 생산하기 위한 보조엔진, 메인엔진과 보조엔진에서 각각 배출되는 배기가스를 이용하여 스팀(H2O)을 생산하기 위한 이코노마이저(Economizer), 및 이코노마이저에서 배출되는 스팀으로 전기를 생산하기 위한 메인터빈이 설치된다. 상기 보조엔진은 메인엔진에 비해 용량이 작으므로 복수개가 설치된다. 상기 이코노마이저는 복수개가 상기 엔진들에 각각 연결되도록 설치되어, 각각의 엔진에서 배출되는 배기가스를 열원으로 물을 가열하여 스팀(H2O)으로 변화시킨다. 상기 이코노마이저를 통해 생산된 스팀(H2O)은 난방용, 연료유 가열, 전기 생산 등 다양하게 사용된다.2. Description of the Related Art In general, a ship is a means that can be moved in water using a power means, and is used in various fields such as a transport ship for transporting passengers, cargo, etc. to a destination, a fishing boat for catching fishery products, and a warship made for military purposes. In such ships, the main engine for rotating a propulsion device such as a propeller, an auxiliary engine for producing electricity used by electric devices installed on the ship, and steam using the exhaust gas discharged from the main engine and the auxiliary engine, respectively (H 2 O ), an economizer for producing, and a main turbine for producing electricity with steam discharged from the economizer are installed. Since the auxiliary engine has a smaller capacity than the main engine, a plurality of auxiliary engines are installed. The economizer is installed so that a plurality of them are connected to the engines, respectively, and the exhaust gas discharged from each engine is heated with water as a heat source to change to steam (H 2 O). Steam (H 2 O) produced through the economizer is used for heating, fuel oil heating, electricity production, and the like.

한편, 선박은 메인엔진이 가동하지 않을 경우, 보조엔진을 이용하여 스팀(H2O) 및 전기를 생산한다. 예컨대, 선박이 항해하지 않고 항구에 정박 중인 경우, 복수개의 보조엔진 중 일부의 보조엔진을 이용하여 스팀(H2O) 및 전기를 생산한다. 그러나, 일부의 보조엔진만으로는 스팀(H2O) 및 전기의 수요량을 충족시키지 못하는 문제가 있다.On the other hand, when the main engine is not running, the ship produces steam (H 2 O) and electricity using the auxiliary engine. For example, when the ship is not sailing and is moored in a port, some of the auxiliary engines are used to produce steam (H 2 O) and electricity. However, there is a problem that some auxiliary engines do not satisfy the demand for steam (H 2 O) and electricity.

종래 기술에 따른 선박은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 보조보일러를 선체에 추가로 설치한다. 상기 보조보일러는 연료를 연소시킬 때 발생하는 열로 물을 가열하여 스팀(H2O)을 생산한 후 생산한 스팀(H2O)을 수요처에 추가로 공급하거나 상기 보조엔진에 연결되는 이코노마이저에 스팀(H2O)을 공급하여 전기 생산량을 증대시킨다. 그러나, 종래 기술에 따른 선박은 다음과 같은 문제가 있다.The ship according to the prior art additionally installs an auxiliary boiler on the hull to solve the above problems. The auxiliary boiler heats water with heat generated when combusting fuel to produce steam (H 2 O), and then additionally supplies the produced steam (H 2 O) to the consumer or steams the economizer connected to the auxiliary engine. Supply (H 2 O) to increase electricity production. However, the ship according to the prior art has the following problems.

첫째, 종래 기술에 따른 선박은 보조보일러가 연료저장부로부터 연료를 공급받아 연소시켜야 하므로 보조보일러의 크기가 크다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 선박은 공간이 제한되는 선체에서 상기 보조보일러가 차지하는 비중이 높아지게 되므로, 상기 보조보일러로 인해 선체 공간에 대한 손실이 증가하여 선체에 대한 공간 활용도를 저하시키는 문제가 있다.First, the ship according to the prior art has a large size of the auxiliary boiler since the auxiliary boiler must be supplied with fuel and burned. Accordingly, the ship according to the prior art has a problem that the space occupied by the auxiliary boiler is increased in the hull where space is limited, and thus the loss of space for the hull is increased due to the auxiliary boiler, thereby deteriorating space utilization for the hull.

둘째, 종래 기술에 따른 선박은 상기 보조보일러의 크기가 크므로, 주변에 설치된 장치들과 이격된 간격이 좁다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 선박은 상기 보조보일러와 상기 주변 장치 사이로 작업자가 진입하기 어려우므로, 상기 보조보일러 및 주변 장치들에 대한 유지보수 작업 및 교체 작업을 수행하기 어려운 문제가 있다.Second, since the ship according to the prior art has a large size of the auxiliary boiler, the spaced apart from the devices installed around it is narrow. Accordingly, since the ship according to the prior art is difficult to enter the operator between the auxiliary boiler and the peripheral device, there is a problem that it is difficult to perform maintenance and replacement work for the auxiliary boiler and peripheral devices.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 선체에 대한 공간 활용도를 저하시키지 않으면서 정박 시에도 충분한 양의 스팀(H2O) 및 전기를 공급할 수 있는 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been devised to solve the problems as described above, and is to provide a vessel capable of supplying a sufficient amount of steam (H 2 O) and electricity even during anchoring without deteriorating space utilization for the hull.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.In order to solve the problems as described above, the present invention may include the following configuration.

본 발명에 따른 선박은 선체에 설치되고 물을 공급하기 위한 물공급부; 상기 물공급부와 이격되게 설치되고, 전기를 생산하기 위한 복수개의 보조엔진; 상기 보조엔진들로부터 배출되는 보조엔진배기가스를 열원으로 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열하여 수요처가 요구하는 스팀(H2O)을 생성하기 위한 복수개의 이코노마이저; 상기 이코노마이저들에 연결되게 설치되고, 전기를 이용하여 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열하여 스팀(H2O)을 생성하기 위한 전기히터; 연료를 저장하는 연료저장탱크에서 상기 보조엔진으로 공급되는 연료를 분기시키는 분기부; 및 상기 분기부에서 공급되는 연료 및 상기 이코노마이저에서 공급되는 스팀을 이용하여 전기를 생산하는 연료전지시스템을 포함할 수 있다. 상기 연료전지시스템은 상기 분기부에서 공급되는 연료와 상기 이코노마이저에서 공급되는 스팀을 개질반응시키는 개질기 및 연소기를 포함하는 수소생성부; 및 연료극(Anode), 공기극(Cathode), 및 상기 연료극(Anode)과 공기극(Cathode) 사이에 형성되는 전해질을 포함하여 전기를 생산하는 연료전지를 포함할 수 있다. 상기 전기히터에서 생성된 스팀(H2O)은 상기 복수개의 이코노마이저 중 적어도 하나에 공급될 수 있다. 상기 연료전지에서 배출되는 연료전지배기가스는 상기 복수개의 이코노마이저 중 적어도 하나에 공급되는 배기가스의 양이 증가하도록 상기 보조엔진에서 상기 이코노마이저로 공급되는 보조엔진배기가스와 합류되어 상기 이코노마이저에 공급될 수 있다.The ship according to the present invention is installed on the hull and the water supply unit for supplying water; A plurality of auxiliary engines spaced apart from the water supply unit and for generating electricity; A plurality of economizers for generating steam (H 2 O) required by a customer by heating the water supplied from the water supply unit by using the auxiliary engine exhaust gas discharged from the auxiliary engines as a heat source; An electric heater installed to be connected to the economizers and generating steam (H 2 O) by heating water supplied from the water supply unit using electricity; A branching unit for branching fuel supplied from the fuel storage tank for storing fuel to the auxiliary engine; And a fuel cell system that generates electricity using fuel supplied from the branch and steam supplied from the economizer. The fuel cell system includes a hydrogen generator including a reformer and a combustor for reforming the fuel supplied from the branch and the steam supplied from the economizer; And an anode, an anode, and an electrolyte formed between the anode and the anode, to produce electricity. Steam (H 2 O) generated in the electric heater may be supplied to at least one of the plurality of economizers. The fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell is joined to the auxiliary engine exhaust gas supplied from the auxiliary engine to the economizer so that the amount of exhaust gas supplied to at least one of the plurality of economizers increases and may be supplied to the economizer. have.

본 발명에 따른 선박에 있어서, 상기 전기히터는 상기 복수개의 보조엔진 및 상기 연료전지 중 적어도 하나가 생산한 전기를 이용하여 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열할 수 있다.In the ship according to the present invention, the electric heater may heat water supplied from the water supply unit using electricity produced by at least one of the plurality of auxiliary engines and the fuel cell.

본 발명에 따른 선박은 상기 복수개의 보조엔진 및 상기 연료전지 중 적어도 하나가 생산한 전기를 저장하기 위한 전력저장부를 포함할 수 있다. 상기 전기히터는 상기 전력저장부에 연결되게 설치되되, 상기 수요처가 요구하는 스팀(H2O)의 양이 기설정된 기준스팀요구량을 초과하는 경우 상기 전력저장부에 저장된 전기를 이용하여 스팀(H2O)을 생성할 수 있다.The ship according to the present invention may include a power storage unit for storing electricity produced by at least one of the plurality of auxiliary engines and the fuel cell. The electric heater is installed to be connected to the electric power storage unit, but when the amount of steam (H 2 O) required by the customer exceeds a predetermined reference steam demand, steam (H) is used by using electricity stored in the electric power storage unit. 2 O).

본 발명에 따른 연료전지시스템은 연료를 저장하는 연료저장탱크에서 전기를 생산하기 위한 복수개의 보조엔진으로 공급되는 연료를 분기시키는 분기부에서 공급되는 연료와 상기 보조엔진들로부터 배출되는 보조엔진배기가스를 열원으로 물을 공급하기 위한 물공급부에서 공급되는 물을 가열하여 수요처가 요구하는 스팀(H2O)을 생성하기 위한 복수개의 이코노마이저에서 공급되는 스팀을 개질반응시키는 개질기 및 연소기를 포함하는 수소생성부; 및 연료극(Anode), 공기극(Cathode), 및 상기 연료극(Anode)과 공기극(Cathode) 사이에 형성되는 전해질을 포함하여 전기를 생산하는 연료전지를 포함할 수 있다. 상기 이코노마이저들에 연결되게 설치되고, 전기를 이용하여 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열하여 스팀(H2O)을 생성하기 위한 전기히터에서 생성된 스팀(H2O)은 상기 복수개의 이코노마이저 중 적어도 하나에 공급될 수 있다. 상기 연료전지에서 배출되는 연료전지배기가스는 상기 복수개의 이코노마이저 중 적어도 하나에 공급되는 배기가스의 양이 증가하도록 상기 보조엔진에서 상기 이코노마이저로 공급되는 보조엔진배기가스와 합류되어 상기 이코노마이저에 공급될 수 있다.The fuel cell system according to the present invention provides fuel supplied from a branch that branches off fuel supplied to a plurality of auxiliary engines for producing electricity in a fuel storage tank for storing fuel and auxiliary engine exhaust gas discharged from the auxiliary engines Hydrogen generation including a reformer and a combustor for reforming the steam supplied from a plurality of economizers to generate steam (H 2 O) required by a customer by heating water supplied from a water supply unit for supplying water to a heat source part; And an anode, an anode, and an electrolyte formed between the anode and the anode, to produce electricity. The steam (H 2 O) generated in an electric heater for generating steam (H 2 O) by heating water supplied from the water supply unit by using electricity is installed to be connected to the economizers, among the plurality of economizers It can be supplied to at least one. The fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell is joined to the auxiliary engine exhaust gas supplied from the auxiliary engine to the economizer so that the amount of exhaust gas supplied to at least one of the plurality of economizers increases and may be supplied to the economizer. have.

본 발명에 따른 연료전지시스템에 있어서, 상기 전기히터는 상기 복수개의 보조엔진 및 상기 연료전지 중 적어도 하나가 생산한 전기를 이용하여 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열할 수 있다.In the fuel cell system according to the present invention, the electric heater may heat water supplied from the water supply unit using electricity produced by at least one of the plurality of auxiliary engines and the fuel cell.

본 발명에 따른 연료전지시스템은 상기 복수개의 보조엔진 및 상기 연료전지 중 적어도 하나가 생산한 전기를 저장하기 위한 전력저장부를 포함할 수 있다. 상기 전기히터는 상기 전력저장부에 연결되게 설치되되, 상기 수요처가 요구하는 스팀(H2O)의 양이 기설정된 기준스팀요구량을 초과하는 경우 상기 전력저장부에 저장된 전기를 이용하여 스팀(H2O)을 생성할 수 있다.The fuel cell system according to the present invention may include a plurality of auxiliary engines and a power storage unit for storing electricity produced by at least one of the fuel cells. The electric heater is installed to be connected to the electric power storage unit, but when the amount of steam (H 2 O) required by the customer exceeds a predetermined reference steam demand, steam (H) is used by using electricity stored in the electric power storage unit. 2 O).

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the following effects can be obtained.

본 발명은 연료전지를 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써 전기 생산량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연료전지에서 배출되는 연료전지배기가스를 보조엔진에서 배출되는 보조엔진배기가스와 합류시켜 이코노마이저에 공급하도록 구현됨으로써 스팀(H2O) 생산량을 증대시킬 수 있다.The present invention is implemented to produce electricity using a fuel cell, and not only can increase the amount of electricity produced, but also combines the fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell with the auxiliary engine exhaust gas discharged from the auxiliary engine and supplies it to the economizer. By being implemented it is possible to increase the production of steam (H 2 O).

본 발명은 전기히터 및 연료전지를 이용하여 스팀(H2O)을 생산하도록 구현됨으로써, 정박시에도 충분한 양의 스팀(H2O)을 수요처에 공급할 수 있을 뿐만 아니라 보조보일러를 생략시킬 수 있으므로 선체에 대한 공간 활용도를 높여 탑승객 및 화물의 선적량을 증대시킬 수 있다.Since the present invention is implemented to produce steam (H 2 O) using an electric heater and a fuel cell, not only can a sufficient amount of steam (H 2 O) be supplied to the customer at the time of anchoring, but also the auxiliary boiler can be omitted. By increasing the space utilization for the hull, it is possible to increase the load of passengers and cargo.

본 발명은 전기히터가 보조보일러에 비해 크기가 작으므로 주변 장치들과 이격된 간격을 넓힐 수 있으므로, 전기히터 및 주변 장치들에 대한 유지보수 작업 및 교체 작업을 용이하게 수행하도록 할 수 있다.In the present invention, since the electric heater is smaller in size than the auxiliary boiler, the spaced apart from the peripheral devices can be widened, so that the maintenance work and replacement work for the electric heater and peripheral devices can be easily performed.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 개략적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 전체 시스템의 개념적인 구성도
도 3은 본 발명에 따른 연료전지시스템의 개념적인 구성도
도 4a, 도 4b는 본 발명에 사용되는 연료전지의 동작을 설명하기 위한 예시도로서, 도 4a는 고체산화물 연료전지(SOFC)의 개념적인 구성도
도 4b는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 개념적인 구성도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수소생성부를 설명하기 위한 예시도
도 6은 본 발명에 따른 선박의 개념적인 구성도
도 7은 본 발명에 따른 선박에서 연료전지시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 8은 본 발명에 따른 선박에서 복수개의 보조엔진 중 일부만 작동하는 경우를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 9는 본 발명에 따른 선박에서 전력저장부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
1 is a schematic block diagram of a ship according to the invention
2 is a conceptual configuration diagram of an entire system according to the present invention
3 is a conceptual configuration diagram of a fuel cell system according to the present invention
4A and 4B are exemplary views for explaining the operation of the fuel cell used in the present invention, and FIG. 4A is a conceptual configuration diagram of a solid oxide fuel cell (SOFC)
4B is a conceptual configuration diagram of a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC).
5 is an exemplary view for explaining a hydrogen generating unit according to an embodiment of the present invention
6 is a conceptual configuration diagram of a ship according to the present invention
7 is a schematic block diagram for explaining a fuel cell system in a ship according to the present invention
8 is a schematic block diagram illustrating a case in which only a part of a plurality of auxiliary engines is operated in a ship according to the present invention
9 is a schematic block diagram for explaining a power storage unit in a ship according to the present invention

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. It should be noted that in this specification, when adding reference numerals to components of each drawing, the same components have the same number as possible, even if they are displayed on different drawings.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. On the other hand, the meaning of the terms described in this specification should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.It should be understood that a singular expression includes a plurality of expressions unless the context clearly defines otherwise, and the terms "first", "second", etc. are intended to distinguish one component from another component, The scope of rights should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that terms such as “include” or “have” do not preclude the existence or addition possibility of one or more other features or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term “at least one” includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of “at least one of the first item, the second item, and the third item” means 2 of the first item, the second item, or the third item, as well as each of the first item, the second item, and the third item. Any combination of items that can be presented from more than one dog.

이하에서는 본 발명에 따른 선박에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a ship according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 개략적인 블록도, 도 2는 본 발명에 따른 전체 시스템의 개념적인 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 연료전지시스템의 개념적인 구성도, 도 4a, 도 4b는 본 발명에 사용되는 연료전지의 동작을 설명하기 위한 예시도로서, 도 4a는 고체산화물 연료전지(SOFC)의 개념적인 구성도, 도 4b는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 개념적인 구성도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수소생성부를 설명하기 위한 예시도이다.1 is a schematic block diagram of a ship according to the present invention, FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of an entire system according to the present invention, and FIG. 3 is a conceptual configuration diagram of a fuel cell system according to the present invention, FIGS. 4A and 4B Is an exemplary view for explaining the operation of the fuel cell used in the present invention, Figure 4a is a conceptual configuration diagram of a solid oxide fuel cell (SOFC), Figure 4b is a conceptual diagram of a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), 5 is an exemplary view for explaining a hydrogen generating unit according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 선박(1)은 선체에 설치되는 복수개의 보조엔진 중 일부만 작동하는 경우에도 스팀(H2O) 및 전기를 충분하게 공급하기 위한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 선박(1)은 연료전지를 이용함으로써 전기 생산량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연료전지에서 배출되는 연료전지배기가스를 보조엔진에서 배출되는 보조엔진배기가스와 합류시켜 이코노마이저에 공급하도록 구현됨으로써 스팀(H2O) 생산량을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선박(1)은 보조보일러에 비해 크기가 작은 전기히터를 이용함으로써 보조보일러를 이용하는 경우에 비해 선체의 공간 활용도를 증대시킬 수 있고 전기히터와 전기히터의 주변에 설치되는 주변장치들에 대한 유지보수 작업 및 교체 작업을 원활하게 수행하도록 할 수 있다.1 to 5, the ship 1 according to the present invention is for sufficiently supplying steam (H 2 O) and electricity even when only a part of a plurality of auxiliary engines installed on the hull is operated. In particular, the ship 1 according to the present invention can not only increase the amount of electricity produced by using a fuel cell, but also combine the fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell with the auxiliary engine exhaust gas discharged from the auxiliary engine to the economizer. By being implemented to supply it can increase the production of steam (H 2 O). In addition, the ship 1 according to the present invention can increase the space utilization of the hull compared to the case of using the auxiliary boiler by using an electric heater having a smaller size than the auxiliary boiler, and the surroundings installed around the electric heater and the electric heater It is possible to smoothly perform maintenance and replacement work for the devices.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 선박(1)은 선체(11)에 발전시스템(10)이 설치된다. 상기 선체(11)는 본 발명에 따른 선박(1)의 전체적인 외관을 이룬다. 상기 발전시스템(10)은 크게 엔진 배기시스템(100) 및 연료전지시스템(7)을 포함한다. 상기 엔진배기시스템(100)은 메인엔진(101), 메인이코노마이저(102), 스팀터빈(103), 보조엔진(3) 및 이코노마이저(4)를 포함할 수 있다. 상기 메인엔진(101)은 상기 메인이코노마이저(102)에 연결되게 설치되고, 상기 메인이코노마이저(102)는 상기 스팀터빈(103)에 연결되게 설치된다. 상기 보조엔진(3)은 상기 이코노마이저(4)에 연결되게 설치된다. 상기 보조엔진(3)과 상기 이코노마이저(4)는 각각 복수개가 상기 선체(11)에 설치될 수 있다. 여기서, 상기 메인엔진(101) 및 상기 보조엔진(3)은 디젤엔진 또는 가스엔진일 수 있다. 상기 연료전지시스템(7)은 크게 연료전지(71) 및 수소생성부(72)를 포함한다. 상기 연료전지시스템(7)은 상기 연료전지(71) 및 상기 수소생성부(72) 등을 포함한 모든 구성의 동작을 제어하는 제어부(73)를 포함하여 구현될 수도 있다.1 to 5, the ship 1 according to the present invention is a power generation system 10 is installed on the hull (11). The hull 11 forms the overall appearance of the vessel 1 according to the invention. The power generation system 10 largely includes an engine exhaust system 100 and a fuel cell system 7. The engine exhaust system 100 may include a main engine 101, a main economizer 102, a steam turbine 103, an auxiliary engine 3 and an economizer 4. The main engine 101 is installed to be connected to the main economizer 102, and the main economizer 102 is installed to be connected to the steam turbine 103. The auxiliary engine 3 is installed to be connected to the economizer 4. A plurality of auxiliary engines 3 and the economizer 4 may be respectively installed on the hull 11. Here, the main engine 101 and the auxiliary engine 3 may be a diesel engine or a gas engine. The fuel cell system 7 largely includes a fuel cell 71 and a hydrogen generator 72. The fuel cell system 7 may be implemented by including a control unit 73 that controls the operation of all components including the fuel cell 71 and the hydrogen generating unit 72.

상기 발전시스템(10)은 엔진 배기시스템(100), 연료저장탱크(20), 공기공급부(30), 전력변환부(40), 물공급부(2), 전기히터(5), 및 분기부(6)를 더 포함한다.The power generation system 10 includes an engine exhaust system 100, a fuel storage tank 20, an air supply unit 30, a power conversion unit 40, a water supply unit 2, an electric heater 5, and a branch unit ( 6) is further included.

본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 상기 수소생성부(72)로부터 연료를 공급받고, 상기 수소생성부(72)는 연료를 저장하는 연료저장탱크(20)로부터 연료를 공급받도록 구현된다. 상기 수소생성부(72)는 엔진이 디젤엔진(101)일 경우, 연료저장탱크(20)에 저장된 디젤연료를 상기 분기부(6)를 통해 공급받을 수 있다. 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 엔진이 가스엔진일 경우, 연료저장탱크(20)에 저장된 가스연료를 상기 수소생성부(72)를 거치지 않고 상기 분기부(6)를 통해 직접 공급받을 수도 있다.The fuel cell system 7 according to the present invention is implemented to receive fuel from the hydrogen generating unit 72 and the hydrogen generating unit 72 to receive fuel from the fuel storage tank 20 storing fuel. When the engine is a diesel engine 101, the hydrogen generating unit 72 may receive diesel fuel stored in the fuel storage tank 20 through the branch unit 6. In the fuel cell system 7 according to the present invention, when the engine is a gas engine, gas fuel stored in the fuel storage tank 20 is directly supplied through the branch 6 without passing through the hydrogen generator 72. It might be.

상기 엔진 배기시스템(100)은 메인엔진(101), 메인이코노마이저(102), 스팀터빈(103), 복수개의 보조엔진(3) 및 복수개의 이코노마이저(4)를 포함한다.The engine exhaust system 100 includes a main engine 101, a main economizer 102, a steam turbine 103, a plurality of auxiliary engines 3 and a plurality of economizers 4.

상기 엔진 배기시스템(100)은 엔진을 사용하는 발전시스템에 포함되는 구성으로서, 엔진 연소실 내에서 발생하는 질소산화물(NOx) 등과 같은 환경오염물질을 포함하는 배기가스를 정화시키고 배기가스의 열을 회수하여 외부로 배출하는 장치이다. 상기 엔진 배기시스템(100)은 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx) 등을 줄이기 위해 선택적 환원촉매 반응기(Selective Catalytic Reduction, SCR)가 설치될 수 있다.The engine exhaust system 100 is a component included in a power generation system using an engine, and purifies exhaust gas containing environmental pollutants such as nitrogen oxides (NOx) generated in the engine combustion chamber and recovers heat of the exhaust gas. It is a device that discharges to the outside. The engine exhaust system 100 may be provided with a selective catalytic reduction (SCR) reactor to reduce nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas.

상기 메인엔진(101)은 연료와 공기가 혼합되어 연소됨에 따라 배기가스가 발생된다. 상기 메인이코노마이저(102)는 상기 메인엔진(101)에서 배출되는 메인엔진배기가스를 이용하여 상기 물공급부(2)에서 공급되는 물을 가열함으로써, 스팀(H2O)을 생성할 수 있다. 상기 메인엔진(101)에서 배출되는 메인엔진배기가스는 고온이므로, 물을 가열하는 열원이 될 수 있다. 상기 메인이코노마이저(102)에서 생성된 스팀(H2O)은 상기 스팀터빈(103)에 공급될 수 있다. 상기 스팀터빈(103)은 상기 메인이코노마이저(102)에서 공급되는 스팀(H2O)을 이용하여 메인발전기(미도시)를 구동시켜 전기를 생산할 수 있다. 상기 메인발전기가 생산한 전기는 상기 선체(11)에 설치되는 전기장치 및 상기 전기히터(5)에 공급될 수 있다. 상기 스팀터빈(103)에서 전기를 생산하고 배출되는 스팀(H2O)은 수요처(50, 도 7에 도시됨)로 공급될 수 있다. 상기 수요처(50)는 스팀(H2O)을 공급받아 다양하게 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 수요처(50)는 난방용, 연료유를 가열하는 열원 등으로 스팀(H2O)을 사용할 수 있다.The main engine 101 generates exhaust gas as fuel and air are mixed and burned. The main economizer 102 may generate steam (H 2 O) by heating the water supplied from the water supply unit 2 using the main engine exhaust gas discharged from the main engine 101. Since the main engine exhaust gas discharged from the main engine 101 is high temperature, it may be a heat source for heating water. Steam (H 2 O) generated in the main economizer 102 may be supplied to the steam turbine 103. The steam turbine 103 may generate electricity by driving a main generator (not shown) using steam (H 2 O) supplied from the main economizer 102. The electricity produced by the main generator may be supplied to the electric device installed in the hull 11 and the electric heater 5. The steam (H 2 O) that produces and discharges electricity from the steam turbine 103 may be supplied to a customer (50, shown in FIG. 7). The consumer 50 may receive steam (H 2 O) and use variously. For example, the consumer 50 may use steam (H 2 O) as a heat source for heating, heating fuel oil, and the like.

상기 메인엔진(101)은 선박(1)이 항해 중인 경우에 가동되고, 선박(1)이 항구에 정박 중인 경우에는 가동되지 않는다. 선박(1)이 항구에 정박 중인 경우에는 추진장치를 가동시킬 필요가 없기 때문이다. 이에 따라, 선박(1)이 항구에 정박 중인 경우에는 상기 메인엔진(101)으로부터 배기가스가 배출되지 않으므로, 상기 메인이코노마이저(102)가 스팀(H2O)을 생성할 수 없다. 따라서, 이 경우에는 전기 생산을 위한 복수개의 보조엔진(3) 중 일부를 가동시켜 상기 보조엔진(3)에서 배출되는 보조엔진배기가스를 열원으로 물을 가열하여 스팀(H2O)을 생성할 수 있다. 그러나, 이 경우 상기 수요처(50)에서 요구하는 스팀(H2O)의 양이 많으면, 상기 보조엔진(3)만으로는 수요를 감당하지 못할 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 선박(1)은 전기히터(5)로 물을 가열하여 스팀(H2O)을 추가로 공급할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선박(1)은 연료전지(71)에서 배출되는 연료전지배기가스를 상기 보조엔진배기가스와 합류시켜 상기 이코노마이저(4)에 공급하도록 구현됨으로써, 상기 이코노마이저(4)가 공급받는 배기가스의 유량을 증가시켜 스팀(H2O) 생산량을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(1)은 상기 수요처(50)에 충분한 양의 스팀(H2O)을 공급할 수 있으므로, 상기 수요처(50)의 요구를 만족시킬 수 있다. 여기서, 스팀(H2O)을 생성한다는 것은 물이 열원에 의해 가열되어 스팀(H2O)으로 상변화되는 것을 의미한다.The main engine 101 is operated when the ship 1 is sailing, and is not operated when the ship 1 is anchored in the port. This is because it is not necessary to operate the propulsion device when the ship 1 is moored at the port. Accordingly, when the ship 1 is moored at the port, since the exhaust gas is not discharged from the main engine 101, the main economizer 102 cannot generate steam (H 2 O). Accordingly, in this case, some of the plurality of auxiliary engines 3 for generating electricity are operated to heat the water from the auxiliary engine exhaust gas discharged from the auxiliary engine 3 as a heat source to generate steam (H 2 O). Can be. However, in this case, if the amount of steam (H 2 O) required by the demand source 50 is large, the auxiliary engine 3 alone may not be able to meet the demand. In order to solve this problem, the ship 1 according to the present invention may additionally supply steam (H 2 O) by heating water with the electric heater 5. In addition, the ship 1 according to the present invention is implemented by supplying the fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell 71 with the auxiliary engine exhaust gas and supplying it to the economizer 4, so that the economizer 4 is supplied. Steam (H 2 O) production can be increased by increasing the flow rate of the exhaust gas. Accordingly, the ship 1 according to the present invention can supply a sufficient amount of steam (H 2 O) to the demand destination 50, so it can satisfy the demand of the demand destination 50. Here, generating steam (H 2 O) means that water is heated by a heat source to phase change to steam (H 2 O).

상기 메인엔진(101), 상기 보조엔진(3) 및 상기 연료전지시스템(7)은 연료를 저장하는 연료저장탱크(20)로부터 연료를 공급받을 수 있다. 엔진이 디젤엔진(101)일 경우, 상기 디젤엔진(101)은 상기 연료저장탱크(20)로부터 디젤연료를 공급받을 수 있다. 상기 디젤연료는 해상 가스유(Marine Gas Oil, MGO), 해상 디젤유(Marine Diesel Oil, MDO), 일반 중유(Heavy Fuel Oil, HFO), 메탄올, 디메틸에테르(DME), 및 액화석유가스(LPG) 등이 될 수 있다. 상기 연료저장탱크(20)와 상기 보조엔진(3) 사이에는 상기 연료전지시스템(7)에 연료를 공급하기 위한 분기부(6)가 설치될 수 있다.The main engine 101, the auxiliary engine 3 and the fuel cell system 7 may be supplied with fuel from a fuel storage tank 20 for storing fuel. When the engine is a diesel engine 101, the diesel engine 101 may be supplied with diesel fuel from the fuel storage tank 20. The diesel fuel is marine gas oil (MGO), marine diesel oil (MDO), heavy fuel oil (HFO), methanol, dimethyl ether (DME), and liquefied petroleum gas (LPG) ). A branch 6 for supplying fuel to the fuel cell system 7 may be installed between the fuel storage tank 20 and the auxiliary engine 3.

상기 공기공급부(30)는 상기 메인엔진(101), 상기 보조엔진(3) 및 상기 연료전지시스템(7)에 공기를 공급한다. 통상적으로 공기는 질소, 산소, 이산화탄소 등을 포함하는 기체를 의미하지만, 본 명세서에서는 공기에서 질소 또는 이산화탄소, 또는 두 기체 등 산소 이외의 모든 기체를 제거한 경우도 포함한다. 상기 공기공급부(30)는 외부공기를 공급받아 압축한 후 압축된 고압의 공기를 공급하거나 상압으로 공급하도록 구현될 수 있다. 상기 공기공급부(30)는 공기(Air)가 이동하기 위한 관로 및 공기를 이동시키기 위한 이송력을 발생시키는 압축기, 임펠러와 같은 이송장치를 포함할 수 있다.The air supply unit 30 supplies air to the main engine 101, the auxiliary engine 3 and the fuel cell system 7. Normally, air means a gas containing nitrogen, oxygen, carbon dioxide, etc., but also includes the case where all gases other than oxygen such as nitrogen or carbon dioxide or two gases are removed from the air. The air supply unit 30 may be implemented to supply compressed air under high pressure or to normal pressure after being compressed by receiving external air. The air supply unit 30 may include a conduit through which air moves, and a conveying device such as a compressor or an impeller that generates a conveying force for moving air.

상기 전력변환부(40)는 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에서 나오는 직류전류(DC)를 교류전류(AC)로 변환한다. 상기 전력변환부(40)는 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에서 나오는 출력전압을 승압 또는 감압하기 위한 DC-DC 컨버터 및 직류전류(DC)를 교류전류(AC)로 변환하는 DC-AC 인버터 등으로 구성될 수 있다. 상기 전력변환부(40)는 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)으로부터 공급된 전기를 수요처(50)로 배출한다. 도시하지 않았지만, 상기 전력변환부(40)는 에너지 저장장치, 예를 들어 배터리로 전기를 전송하여 저장하도록 구현될 수도 있다.The power conversion unit 40 converts the direct current (DC) from the fuel cell system 7 according to the present invention into an alternating current (AC). The power conversion unit 40 is a DC-AC converter for converting a DC-DC converter and a DC current (DC) into AC current (AC) for boosting or reducing the output voltage from the fuel cell system 7 according to the present invention. It may be composed of an inverter or the like. The power conversion unit 40 discharges the electricity supplied from the fuel cell system 7 according to the present invention to the demand destination 50. Although not illustrated, the power conversion unit 40 may be implemented to transmit and store electricity with an energy storage device, for example, a battery.

상기 수요처(50)는 스팀(H2O) 및 전기를 공급받아 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 수요처(50)는 상기 메인이코노마이저(102), 상기 이코노마이저(4) 및 상기 전기히터(5)로부터 스팀(H2O)을 공급받을 수 있다. 이에 따라, 상기 수요처(50)는 난방용, 연료유를 가열하는 열원 등으로 스팀(H2O)을 사용할 수 있다. 상기 수요처(50)는 상기 스팀터빈(103), 상기 보조엔진(3) 및 상기 연료전지시스템(7)이 생산한 전기를 공급받을 수 있다. 상기 수요처(50)는 공급받은 전기를 선박의 기본 전기설비 및 화물계통 전기설비 등과 같은 선박 내 전기설비에 사용할 수 있다.The demand source 50 can be used by receiving steam (H 2 O) and electricity. For example, the demand source 50 may be supplied with steam (H 2 O) from the main economizer 102, the economizer 4, and the electric heater 5. Accordingly, the demand source 50 can use steam (H 2 O) as a heat source for heating, heating fuel oil, and the like. The demand source 50 may be supplied with electricity produced by the steam turbine 103, the auxiliary engine 3, and the fuel cell system 7. The demand source 50 can use the electricity supplied to the ship's electrical equipment, such as the ship's basic electrical equipment and cargo system electrical equipment.

상기 물공급부(2)는 물(Water)을 공급하기 위한 것이다. 예컨대, 상기 물공급부(2)는 메인이코노마이저(102), 이코노마이저(4) 및 전기히터(5)에 물을 공급할 수 있다. 상기 물공급부(2)는 선체에 설치된다. 상기 물공급부(2)는 선체의 외부에 위치하는 물을 흡입하여 상기 메인이코노마이저(102), 상기 이코노마이저(4) 및 상기 전기히터(5)에 물을 공급할 수 있다. 상기 물공급부(2)는 선체의 내부에 물을 저장하는 물저장탱크가 설치되어 있을 경우, 상기 물저장탱크에 저장된 물을 흡입하여 상기 메인이코노마이저(102), 상기 이코노마이저(4) 및 전기히터(5)에 물을 공급할 수도 있다. 상기 물공급부(2)는 물을 이동시키기 위한 관로, 및 상기 관로를 따라 물이 이동하도록 이송력을 발생시키는 펌프를 포함할 수 있다. 상기 물공급부(2)는 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 상기 메인이코노마이저(102), 상기 이코노마이저(4) 및 상기 전기히터(5)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 물공급부(2)는 상기 메인이코노마이저(102), 상기 이코노마이저(4) 및 상기 전기히터(5)에 각각 물을 공급할 수 있다. 상기 물공급부(2)는 상기 선박(1)이 항구에 정박 중인 경우에는 상기 메인이코노마이저(102)에 물을 공급하지 않고, 상기 이코노마이저(4) 및 상기 전기히터(5)에만 물을 공급할 수 있다.The water supply part 2 is for supplying water. For example, the water supply unit 2 may supply water to the main economizer 102, the economizer 4, and the electric heater 5. The water supply unit 2 is installed on the hull. The water supply unit 2 may supply water to the main economizer 102, the economizer 4, and the electric heater 5 by sucking water located outside the hull. The water supply unit 2, when a water storage tank for storing water is installed inside the hull, sucks the water stored in the water storage tank, the main economizer 102, the economizer 4, and an electric heater ( 5) may be supplied with water. The water supply unit 2 may include a conduit for moving water, and a pump that generates a transport force to move water along the conduit. The water supply unit 2 may be connected to the main economizer 102, the economizer 4, and the electric heater 5 through a pipe or a pipe. Accordingly, the water supply unit 2 may supply water to the main economizer 102, the economizer 4, and the electric heater 5, respectively. The water supply unit 2 does not supply water to the main economizer 102 when the ship 1 is moored at the port, and can supply water only to the economizer 4 and the electric heater 5. .

상기 보조엔진(3)은 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 보조엔진(3)은 상기 물공급부(2)와 이격되게 위치하도록 상기 선체에 설치될 수 있다. 상기 보조엔진(3)은 전기를 생산하기 위한 발전용 엔진이므로, 추진용 엔진인 메인엔진(101)에 비해 용량이 작다. 이에 따라, 상기 보조엔진(3)은 복수개가 선체에 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 보조엔진(3)은 제1보조엔진(31) 및 제2보조엔진(32)을 포함할 수 있다. 상기 보조엔진(3)은 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32) 이외에 제3보조엔진, 제4보조엔진 등 복수개의 보조엔진을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 상기 보조엔진(3)이 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32)을 포함하는 것을 예로 들어 설명한다. 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32)은 각각 제1발전기 및 제2발전기를 포함하여 구성됨으로써, 가동 시 상기 발전기들이 각각 전기를 생산하도록 할 수 있다. 상기 보조엔진(3)이 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32)을 포함함으로써, 상기 이코노마이저(4)는 상기 제1보조엔진(31)에 연결되게 설치되는 제1이코노마이저(41), 및 상기 제2보조엔진(32)에 연결되게 설치되는 제2이코노마이저(42)를 포함할 수 있다.The auxiliary engine 3 is for producing electricity. The auxiliary engine 3 may be installed on the hull so as to be spaced apart from the water supply unit 2. Since the auxiliary engine 3 is a power generation engine for producing electricity, it has a smaller capacity than the main engine 101 which is a propulsion engine. Accordingly, a plurality of auxiliary engines 3 may be installed on the hull. For example, the auxiliary engine 3 may include a first auxiliary engine 31 and a second auxiliary engine 32. The auxiliary engine 3 may further include a plurality of auxiliary engines such as a third auxiliary engine and a fourth auxiliary engine in addition to the first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32. In this specification, it will be described as an example that the auxiliary engine 3 includes the first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32. The first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32 are configured to include a first generator and a second generator, respectively, so that the generators can generate electricity when activated. Since the auxiliary engine 3 includes the first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32, the economizer 4 is a first economizer installed to be connected to the first auxiliary engine 31. (41), and a second economizer 42 installed to be connected to the second auxiliary engine 32.

상기 제1보조엔진(31)은 연료와 공기를 공급받아 혼합하여 연소시켜 구동력을 발생시킴으로써, 제1발전기가 전기를 생산하도록 할 수 있다. 상기 제1보조엔진(31)은 상기 연료저장탱크(20)로부터 연료를 공급받고, 상기 공기공급부(30)로부터 공기를 공급받을 수 있다. 상기 제1보조엔진(31)은 선박(1)이 정박 중인 경우에 가동될 수 있지만, 이에 한정되지 않으며 상기 선박(1)이 항해 중인 경우에도 가동될 수 있다. 상기 제1발전기에 의해 생산된 전기는 상기 전기히터(5) 및 수요처(50) 중 적어도 한 곳에 공급될 수 있다. 상기 제1보조엔진(31)이 가동하면 상기 제1보조엔진(31)으로부터 보조엔진배기가스가 배출될 수 있다. 상기 제1보조엔진(31)에서 배출되는 고온의 보조엔진배기가스는 관로를 통해 상기 제1이코노마이저(41)에 공급될 수 있다.The first auxiliary engine 31 is supplied with fuel and air, is mixed and burned to generate driving force, so that the first generator can generate electricity. The first auxiliary engine 31 may receive fuel from the fuel storage tank 20 and receive air from the air supply unit 30. The first auxiliary engine 31 may be operated when the ship 1 is moored, but is not limited thereto, and may be operated even when the ship 1 is sailing. Electricity produced by the first generator may be supplied to at least one of the electric heater 5 and the customer 50. When the first auxiliary engine 31 is operated, auxiliary engine exhaust gas may be discharged from the first auxiliary engine 31. The high-temperature auxiliary engine exhaust gas discharged from the first auxiliary engine 31 may be supplied to the first economizer 41 through a pipeline.

상기 제2보조엔진(32)은 연료와 공기를 공급받아 혼합하여 연소시켜 구동력을 발생시킴으로써, 제2발전기가 전기를 생산하도록 할 수 있다. 상기 제2보조엔진(33)은 상기 연료저장탱크(20)로부터 연료를 공급받고, 상기 공기공급부(30)로부터 공기를 공급받을 수 있다. 상기 제2보조엔진(32)은 선박(1)이 정박 중인 경우에 가동될 수 있지만, 이에 한정되지 않으며 상기 선박(1)이 항해 중인 경우에도 가동될 수 있다. 상기 제2발전기에 의해 생산된 전기는 상기 전기히터(5) 및 수요처(50) 중 적어도 한 곳에 공급될 수 있다. 상기 제2보조엔진(32)이 가동하면 상기 제2보조엔진(32)으로부터 보조엔진배기가스가 배출될 수 있다. 상기 제2보조엔진(32)에서 배출되는 고온의 보조엔진배기가스는 관로를 통해 상기 제2이코노마이저(42)에 공급될 수 있다. 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32)은 선체에 저장되는 연료의 양에 따라 모두 가동되거나 어느 하나만 가동될 수 있다. 예컨대, 저장된 연료의 양이 많으면 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32)은 모두 가동될 수 있다. 또한, 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32)은 상기 수요처(50)에서 요구하는 스팀(H2O)의 양이 많을 경우에도 모두 가동될 수 있다. 그러나, 선박(1)이 항구에 정박하는 경우에는 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)과 같은 유해물질의 배출량을 최소화시키기 위해 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32) 중 어느 하나만 가동될 수 있다. 항구는 환경오염에 대한 규제가 엄격한 구역에 포함되기 때문이다. 예컨대, 항구는 오염물질의 배출이 제한되는 배출제한구역(ECA)에 포함될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(1)은 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32) 중 어느 하나만 가동하더라도 전기를 이용하여 물을 가열시키는 전기히터(5)를 사용하여 스팀(H2O)을 추가로 공급함으로써, 상기 수요처(50)의 요구를 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 환경오염에 대한 규제도 만족시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선박(1)은 상기 연료전지(7)에서 배출되는 연료전지배기가스를 상기 보조엔진배기가스에 합류시켜 상기 이코노마이저(4)에 공급되도록 함으로써, 상기 이코노마이저(4)가 생산하는 스팀(H2O)의 양을 증가시킬 수 있다.The second auxiliary engine 32 is supplied with fuel and air, is mixed and burned to generate driving force, so that the second generator can generate electricity. The second auxiliary engine 33 may receive fuel from the fuel storage tank 20 and receive air from the air supply unit 30. The second auxiliary engine 32 may be operated when the ship 1 is moored, but is not limited thereto, and may be operated even when the ship 1 is sailing. The electricity produced by the second generator may be supplied to at least one of the electric heater 5 and the customer 50. When the second auxiliary engine 32 is operated, auxiliary engine exhaust gas may be discharged from the second auxiliary engine 32. A high temperature auxiliary engine exhaust gas discharged from the second auxiliary engine 32 may be supplied to the second economizer 42 through a pipeline. The first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32 may all be operated or only one may be operated depending on the amount of fuel stored in the hull. For example, if the amount of stored fuel is large, both the first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32 may be operated. In addition, both the first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32 may be operated even when the amount of steam (H 2 O) required by the demand source 50 is large. However, when the ship 1 is moored at the port, the first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32 to minimize the emission of harmful substances such as nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) ) Can be operated. This is because the port is included in a strict zone with restrictions on environmental pollution. For example, the port may be included in an Emission Restriction Area (ECA) where emissions of pollutants are restricted. Accordingly, the ship 1 according to the present invention uses an electric heater 5 that heats water using electricity even if only one of the first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32 is operated. By additionally supplying steam (H 2 O), not only can the demand 50 be satisfied, but also the regulation of environmental pollution can be satisfied. In addition, the ship 1 according to the present invention, by combining the fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell 7 to the auxiliary engine exhaust gas to be supplied to the economizer 4, the economizer 4 is produced The amount of steam (H 2 O) can be increased.

상기 이코노마이저(4)는 스팀(H2O)을 생성하기 위한 것이다. 상기 이코노마이저(4)는 상기 보조엔진(3) 및 상기 물공급부(2)에 관로를 통해 각각 연결되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 이코노마이저(4)는 상기 보조엔진(3)으로부터 고온의 보조엔진배기가스를 공급받을 수 있고, 상기 물공급부(2)로부터 물을 공급받을 수 있다. 상기 이코노마이저(4)는 상기 보조엔진(3)으로부터 배출되는 보조엔진배기가스가 배출되는 관로의 내부에 상기 물공급부(2)로부터 공급되는 물이 유동하는 관로를 설치함으로써, 물을 가열할 수 있다. 따라서, 상기 이코노마이저(4)는 상기 보조엔진(3)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 상기 물공급부(2)에서 공급되는 물을 가열하여 스팀(H2O)을 생성할 수 있다. 상기 이코노마이저(4)는 복수개가 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 이코노마이저(4)는 제1이코노마이저(41) 및 제2이코노마이저(42)를 포함할 수 있다.The economizer 4 is for generating steam (H 2 O). The economizer 4 may be installed to be connected to the auxiliary engine 3 and the water supply part 2 through a pipeline. Accordingly, the economizer 4 may be supplied with high-temperature auxiliary engine exhaust gas from the auxiliary engine 3 and may be supplied with water from the water supply unit 2. The economizer 4 can heat water by installing a pipeline through which water supplied from the water supply unit 2 flows inside a pipeline from which the auxiliary engine exhaust gas discharged from the auxiliary engine 3 is discharged. . Therefore, the economizer 4 may generate steam (H 2 O) by heating the water supplied from the water supply unit 2 with the exhaust gas discharged from the auxiliary engine 3 as a heat source. A plurality of the economizers 4 may be installed. For example, the economizer 4 may include a first economizer 41 and a second economizer 42.

상기 제1이코노마이저(41)는 관로를 통해 상기 물공급부(2), 상기 제1보조엔진(31), 및 상기 수요처(50)에 각각 연결되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1이코노마이저(41)는 상기 물공급부(2)로부터 물을 공급받고, 상기 제1보조엔진(31)으로부터 보조엔진배기가스를 공급받을 수 있다. 상기 제1이코노마이저(41)는 상기 제1보조엔진(31)에서 배출되는 보조엔진배기가스를 열원으로 상기 물공급부(2)에서 공급되는 물을 가열할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1이코노마이저(41)는 스팀(H2O)을 생성할 수 있다. 상기 제1이코노마이저(41)에서 생성된 스팀(H2O)은 관로를 통해 상기 수요처(50)에 공급될 수 있다. 상기 제1이코노마이저(41)에서 물을 가열한 보조엔진배기가스는 선체의 외부로 배출될 수 있다. 상기 제1이코노마이저(41)에서 물을 가열하고 배출되는 보조엔진배기가스는 플루가스(Flue Gas)일 수 있다.The first economizer 41 may be installed to be connected to the water supply unit 2, the first auxiliary engine 31, and the demand source 50 through a pipeline. Accordingly, the first economizer 41 may receive water from the water supply unit 2 and receive auxiliary engine exhaust gas from the first auxiliary engine 31. The first economizer 41 may heat the water supplied from the water supply unit 2 using the auxiliary engine exhaust gas discharged from the first auxiliary engine 31 as a heat source. Accordingly, the first economizer 41 may generate steam (H 2 O). Steam (H 2 O) generated in the first economizer 41 may be supplied to the customer 50 through a pipeline. The auxiliary engine exhaust gas that heats water in the first economizer 41 may be discharged to the outside of the hull. The auxiliary engine exhaust gas that heats and discharges water from the first economizer 41 may be flue gas.

상기 제2이코노마이저(42)는 관로를 통해 상기 물공급부(2), 상기 제2보조엔진(32), 및 상기 수요처(50)에 각각 연결되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2이코노마이저(42)는 상기 물공급부(2)로부터 물을 공급받고, 상기 제2보조엔진(32)으로부터 보조엔진배기가스를 공급받을 수 있다. 상기 제2이코노마이저(42)는 상기 제2보조엔진(32)에서 배출되는 보조엔진배기가스를 열원으로 상기 물공급부(2)에서 공급되는 물을 가열할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2이코노마이저(42)는 스팀(H2O)을 생성할 수 있다. 상기 제2이코노마이저(42)에서 생성된 스팀(H2O)은 관로를 통해 상기 스팀저장부(6)에 공급될 수 있다. 상기 제2이코노마이저(42)에서 물을 가열한 보조엔진배기가스는 선체의 외부로 배출될 수 있다. 상기 제2이코노마이저(42)에서 물을 가열하고 배출되는 보조엔진배기가스는 플루가스(Flue Gas)일 수 있다.The second economizer 42 may be installed to be connected to the water supply unit 2, the second auxiliary engine 32, and the customer 50 through a pipeline. Accordingly, the second economizer 42 may receive water from the water supply unit 2 and receive auxiliary engine exhaust gas from the second auxiliary engine 32. The second economizer 42 may heat the water supplied from the water supply unit 2 using the auxiliary engine exhaust gas discharged from the second auxiliary engine 32 as a heat source. Accordingly, the second economizer 42 may generate steam (H 2 O). Steam (H 2 O) generated in the second economizer 42 may be supplied to the steam storage unit 6 through a pipeline. The auxiliary engine exhaust gas that heats water in the second economizer 42 may be discharged to the outside of the hull. The auxiliary engine exhaust gas that heats and discharges water from the second economizer 42 may be a flue gas.

상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)는 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32)이 가동함에 따라 가동될 수 있다. 즉, 상기 제1보조엔진(31)이 가동하면, 상기 제1이코노마이저(41)가 가동될 수 있다. 상기 제2보조엔진(32)이 가동하면, 상기 제2이코노마이저(42)가 가동될 수 있다. 상기 선박(1)이 항구에 정박하는 경우에는 상기 제1보조엔진(31) 및 상기 제2보조엔진(32) 중 어느 하나만 가동을 하므로, 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42) 중 어느 하나만 가동될 수 있다. 이 경우, 상기 물공급부(2)는 가동되는 이코노마이저에만 물을 공급할 수 있다. 따라서, 가동되는 이코노마이저에 공급된 물은 스팀(H2O)으로 생성되어 상기 수요처(50)에 공급될 수 있다. 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)는 상기 물공급부(2)에 연결된 관로에 상기 전기히터(5)가 관로를 통해 연결됨으로써, 상기 전기히터(5)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42) 중 적어도 하나는 상기 전기히터(5)가 생산한 스팀(H2O)을 공급받을 수 있다.The first economizer 41 and the second economizer 42 may be operated as the first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32 are operated. That is, when the first auxiliary engine 31 is operated, the first economizer 41 may be operated. When the second auxiliary engine 32 is operated, the second economizer 42 may be operated. When the ship 1 is moored at the port, only one of the first auxiliary engine 31 and the second auxiliary engine 32 operates, so the first economizer 41 and the second economizer 42 ) Can be operated. In this case, the water supply unit 2 can supply water only to an economizer in operation. Accordingly, the water supplied to the economizer that is operated may be generated as steam (H 2 O) and supplied to the customer 50. The first economizer 41 and the second economizer 42 may be connected to the electric heater 5 by connecting the electric heater 5 to a pipe connected to the water supply unit 2 through the pipe. Accordingly, at least one of the first economizer 41 and the second economizer 42 may be supplied with steam (H 2 O) produced by the electric heater 5.

상기 전기히터(5)는 전기를 이용하여 스팀(H2O)을 생성하기 위한 것이다. 상기 전기히터(5)는 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)에 각각 연결되게 설치될 수 있다. 또한, 상기 전기히터(5)는 관로를 통해 상기 물공급부(2)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 전기히터(5)는 전기를 이용하여 상기 물공급부(2)에서 공급되는 물을 가열함으로써, 스팀(H2O)을 생성할 수 있다. 상기 전기히터(5)는 전기를 이용하여 열선과 같은 전열부재의 온도를 높여 전열부재와 물을 접촉시킴으로써, 물을 가열할 수 있다. 상기 전기히터(5)에서 생성된 스팀(H2O)은 관로를 통해 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42) 중 적어도 하나에 공급될 수 있다. 이 경우, 상기 전기히터(5)에서 생성된 스팀(H2O)은 상기 물공급부(2)와, 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)를 연결하는 관로를 통해 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42) 중 적어도 하나에 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 물공급부(2)에서 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)로 공급되는 물은 상기 전기히터(5)에서 생성된 스팀(H2O)과 합류됨으로써, 합류되기 전보다 온도가 높아질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(1)은 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)에 공급되는 물의 온도를 미리 높임으로써, 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)가 생성하는 스팀(H2O)의 양을 증가시킬 수 있다. 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)에서 생성된 스팀(H2O)은 상기 수요처(50)로 공급될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선박(1)은 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)에 공급되는 물의 온도를 미리 높임으로써, 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)가 스팀(H2O)을 생성하는데 필요한 부하를 감소시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 선박(1)은 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)에 대한 사용수명을 연장시킬 수 있으므로, 상기 제1이코노마이저(41) 및 상기 제2이코노마이저(42)에 대한 유지보수 비용 및 교체 비용을 절감할 수 있다. 상기 전기히터(5)는 한 개만 설치될 수 있으나, 스팀(H2O) 생성량을 증가시키기 위해 복수개가 설치될 수도 있다.The electric heater 5 is for generating steam (H 2 O) using electricity. The electric heater 5 may be installed to be connected to the first economizer 41 and the second economizer 42, respectively. In addition, the electric heater 5 may be connected to the water supply unit 2 through a pipeline. Accordingly, the electric heater 5 may generate steam (H 2 O) by heating water supplied from the water supply unit 2 using electricity. The electric heater 5 can heat the water by raising the temperature of the heating element such as a heating wire by using electricity to contact the heating element with water. Steam (H 2 O) generated in the electric heater 5 may be supplied to at least one of the first economizer 41 and the second economizer 42 through a pipeline. In this case, the steam (H 2 O) generated in the electric heater 5 is the water supply unit 2, the first economizer 41 and the second economizer 42 through a pipe line connecting the agent It may be supplied to at least one of the 1 economizer 41 and the second economizer 42. Accordingly, water supplied from the water supply unit 2 to the first economizer 41 and the second economizer 42 is joined by joining the steam (H 2 O) generated in the electric heater 5. The temperature may be higher than before. Therefore, the ship 1 according to the present invention by increasing the temperature of the water supplied to the first economizer 41 and the second economizer 42 in advance, the first economizer 41 and the second economizer 42 ) Can increase the amount of steam (H 2 O) produced. Steam (H 2 O) generated by the first economizer 41 and the second economizer 42 may be supplied to the customer 50. In addition, the ship 1 according to the present invention by raising the temperature of the water supplied to the first economizer 41 and the second economizer 42 in advance, the first economizer 41 and the second economizer 42 ) Can reduce the load required to generate steam (H 2 O). Therefore, since the ship 1 according to the present invention can extend the service life of the first economizer 41 and the second economizer 42, the first economizer 41 and the second economizer 42 ) Can reduce maintenance and replacement costs. Only one electric heater 5 may be installed, but a plurality of electric heaters 5 may be installed to increase the amount of steam (H 2 O).

상기 전기히터(5)는 상기 제1보조엔진(31), 상기 제2보조엔진(32) 및 상기 연료전지(71)에 각각 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 전기히터(5)는 상기 제1보조엔진(31)의 제1발전기, 상기 제2보조엔진(32)의 제2발전기 및 상기 연료전지(71)에 전선으로 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 전기히터(5)는 상기 제1보조엔진(31), 상기 제2보조엔진(32) 및 상기 연료전지(71) 중 적어도 하나가 생산한 전기를 공급받을 수 있다. 상기 전기히터(5)는 공급받은 전기를 이용하여 상기 물공급부(2)에서 공급되는 물을 가열할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(1)은 상기 전기히터(5)에 전기를 공급하기 위한 발전장치를 별도로 설치할 필요가 없으므로, 선체에 대한 공간 활용도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 상기 전기히터(5)에 전기를 공급하기 위한 설치비용을 절감할 수 있다.The electric heater 5 may be connected to the first auxiliary engine 31, the second auxiliary engine 32, and the fuel cell 71, respectively. Specifically, the electric heater 5 may be connected to the first generator of the first auxiliary engine 31, the second generator of the second auxiliary engine 32, and the fuel cell 71, respectively. Accordingly, the electric heater 5 may be supplied with electricity produced by at least one of the first auxiliary engine 31, the second auxiliary engine 32, and the fuel cell 71. The electric heater 5 may heat the water supplied from the water supply unit 2 using the supplied electricity. Therefore, since the ship 1 according to the present invention does not need to separately install a power generation device for supplying electricity to the electric heater 5, it is possible not only to increase space utilization for the hull, but also to the electric heater 5 The installation cost for supplying electricity can be reduced.

상기 전기히터(5)는 보조보일러처럼 연료와 공기가 혼합 연소되는 챔버가 필요하지 않으므로, 상기 보조보일러에 비해 크기가 작다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(1)은 상기 전기히터(5)가 상기 보조보일러에 비해 협소한 공간에도 용이하게 설치될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 보조보일러에 비해 상기 선체에서 차지하는 비중을 낮출 수 있으므로 선체의 공간 활용도를 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선박(1)은 보조보일러에 비해 전기히터(5)의 주변에 설치되는 주변장치들로부터 이격된 간격을 넓힐 수 있으므로, 상기 전기히터(5)와 상기 주변장치들 사이로 작업자가 용이하게 진입, 진출하도록 하여 전기히터(5) 및 주변장치들에 대한 유지보수 작업 및 교체 작업을 원활하게 수행하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(1)은 하여 전기히터(5) 및 주변장치들에 대한 유지보수 작업 시간 및 교체 작업 시간을 단축시켜 운항 시간이 지연되는 것을 방지할 수 있다.Since the electric heater 5 does not need a chamber in which fuel and air are mixed and burned like an auxiliary boiler, it is smaller in size than the auxiliary boiler. Accordingly, the ship 1 according to the present invention can not only be easily installed in the space where the electric heater 5 is smaller than the auxiliary boiler, but also can lower the specific gravity occupied by the hull compared to the auxiliary boiler. Therefore, the space utilization of the hull can be increased. In addition, since the ship 1 according to the present invention can widen the spaced apart from the peripheral devices installed around the electric heater 5 compared to the auxiliary boiler, the operator between the electric heater 5 and the peripheral devices Easy to enter and exit, it is possible to smoothly perform maintenance work and replacement work for the electric heater 5 and peripheral devices. Accordingly, the ship 1 according to the present invention can shorten the maintenance work time and the replacement work time for the electric heater 5 and peripheral devices, thereby preventing the operation time from being delayed.

상기 분기부(6)는 상기 연료저장탱크(20)와 상기 보조엔진(3) 사이에 위치하도록 설치된다. 상기 분기부(6)는 상기 연료저장탱크(20)에서 상기 보조엔진(3)으로 공급되는 연료를 분기시킬 수 있다. 상기 분기부(6)는 상기 보조엔진(3), 상기 연료전지시스템(7)의 개질기(721) 및 연소기(722)로 각각 공급되도록 상기 연료저장탱크(20)에서 상기 보조엔진(3)으로 공급되는 연료를 분기시킬 수 있다. 상기 분기부(6)는 상기 보조엔진(3), 상기 개질기(721) 및 상기 연소기(722)에 각각 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 연결될 수 있다. 상기 분기부(6)는 상기 관로들의 유로를 개방하거나 폐쇄함으로써, 상기 연료저장탱크(20)에 저장된 연료가 상기 보조엔진(3), 상기 개질기(721) 및 상기 연소기(722) 중 적어도 한 곳으로 공급되도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 분기부(6)는 삼방밸브(Three Way Valve)일 수 있다. 이에 따라, 상기 개질기(721)는 상기 연료저장탱크(20)에서 상기 보조엔진(3)으로 공급되는 연료 중 일부를 공급받을 수 있다. 상기 개질기(721)는 상기 보조엔진(3)에 공급되는 연료를 제외한 나머지 잔여 연료를 공급받을 수 있다. 상기 분기부(6)는 상기 보조엔진(3)으로 공급되는 연료를 차단하고, 상기 연료저장탱크(20)에서 상기 개질기(721)로 연료가 공급되도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 개질기(721)는 잔여 연료를 공급받는 경우보다 더 많은 양의 연료를 공급받음으로써, 상기 연료전지(71)의 연료극(Anode)(711b)에 더 많은 양의 수소가 포함된 연료를 공급할 수 있다. 따라서, 상기 연료전지(71)는 더 많은 양의 전기를 생산할 수 있다. 상기 분기부(6)는 상기 연료저장탱크(20)와 상기 메인엔진(101) 사이에 위치하도록 설치될 수도 있다.The branch part 6 is installed to be located between the fuel storage tank 20 and the auxiliary engine 3. The branch part 6 may branch the fuel supplied from the fuel storage tank 20 to the auxiliary engine 3. The branch 6 is supplied from the fuel storage tank 20 to the auxiliary engine 3 to be supplied to the auxiliary engine 3, the reformer 721 and the combustor 722 of the fuel cell system 7, respectively. The supplied fuel can be diverged. The branch part 6 may be connected to the auxiliary engine 3, the reformer 721, and the combustor 722 through pipes such as pipes or pipes, respectively. The branch part 6 opens or closes the flow paths of the pipelines, such that fuel stored in the fuel storage tank 20 is at least one of the auxiliary engine 3, the reformer 721, and the combustor 722. Can be supplied. For example, the branch part 6 may be a three way valve. Accordingly, the reformer 721 may receive some of the fuel supplied from the fuel storage tank 20 to the auxiliary engine 3. The reformer 721 may receive the remaining fuel except for the fuel supplied to the auxiliary engine 3. The branch part 6 may block fuel supplied to the auxiliary engine 3 and allow fuel to be supplied from the fuel storage tank 20 to the reformer 721. Accordingly, the reformer 721 is supplied with a larger amount of fuel than when the residual fuel is supplied, so that a larger amount of hydrogen is contained in the anode 711b of the fuel cell 71 Can supply. Therefore, the fuel cell 71 can produce a larger amount of electricity. The branch part 6 may be installed to be located between the fuel storage tank 20 and the main engine 101.

본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 연료, 스팀(H2O), 및 공기를 이용하여 전기를 생산한다. 본 발명에 따른 선박(1)은 상기 분기부(6)를 통해 상기 연료전지시스템(7)에 연료를 공급할 수 있고, 상기 이코노마이저(4)를 통해 상기 연료전지시스템(7)에 스팀(H2O)을 공급할 수 있으며, 상기 공기공급부(30)를 통해 상기 연료전지시스템(7)에 공기를 공급할 수 있다. 상기 공기공급부(30)는 연료전지시스템(7)의 연소기(722) 및 공기극(Cathode)(711a)에 공기를 공급할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 전기를 생산할 수 있다.The fuel cell system 7 according to the present invention produces electricity using fuel, steam (H 2 O), and air. The ship 1 according to the present invention can supply fuel to the fuel cell system 7 through the branch 6, and steam (H 2 ) to the fuel cell system 7 through the economizer 4. O) may be supplied, and air may be supplied to the fuel cell system 7 through the air supply unit 30. The air supply unit 30 may supply air to the combustor 722 and the cathode 711a of the fuel cell system 7. Accordingly, the fuel cell system 7 according to the present invention can produce electricity.

본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 연료전지(71)에서 배출되는 연료전지배기가스를 상기 보조엔진(3)에서 배출되어 상기 이코노마이저(4)로 공급되는 보조엔진배기가스에 합류시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 이코노마이저(4)는 공급받는 배기가스의 양이 증가됨으로써, 스팀(H2O) 생산량을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(1)은 스팀(H2O) 및 전기에 대한 수요처(50)의 요구량을 만족시킬 수 있다.The fuel cell system 7 according to the present invention can join the fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell 71 to the auxiliary engine exhaust gas discharged from the auxiliary engine 3 and supplied to the economizer 4. . Accordingly, the economizer 4 can increase the amount of steam (H 2 O) by increasing the amount of exhaust gas supplied. Therefore, the ship 1 according to the present invention can satisfy the demand of the demand source 50 for steam (H 2 O) and electricity.

본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 가정이나 자동차와 같은 소형 구조물에 사용될 수 있고, 선박 등과 같이 대형 구조물에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 연료의 연소 에너지를 이용하는 디젤엔진, 가스엔진, 증기터빈, 가스터빈, 또는 랭킨 사이클(Rankine Cycle) 시스템과 연동하도록 구현될 수도 있다.The fuel cell system 7 according to the present invention can be used for small structures such as homes or automobiles, and can be used for large structures such as ships. The fuel cell system 7 according to the present invention may be implemented to interwork with a diesel engine, gas engine, steam turbine, gas turbine, or Rankine Cycle system using combustion energy of fuel.

본 명세서에서,“선박”이라는 용어는 수상을 항해하는 구조물을 의미하는 것으로 한정되지 않으며, 수상을 항해하는 구조물뿐만 아니라, 수상에서 부유하며 작업을 수행하는 부유식 원유생산저장하역설비(FPSO) 등과 같은 해상 구조물을 포함한다.In this specification, the term “ship” is not limited to a structure that sails on the water, but also a structure that sails on the water, as well as floating oil production storage and unloading facilities (FPSO) that float and work on the water. It includes the same offshore structures.

이하에서는 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a fuel cell system 7 according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 연료전지(71), 및 수소생성부(72)를 포함한다. 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 상기 연료전지(71), 상기 수소생성부(72) 등을 포함한 모든 구성의 동작을 제어하는 제어부(73)를 포함하여 구현될 수도 있다. 본 명세서에서는 수소생성부(72)에 유입되는 것을 원료 및 원료수, 상기 수소생성부(72)에서 생성되어 연료전지(71)로 유입되는 것을 연료로 정의한다.2 to 5, the fuel cell system 7 according to the present invention includes a fuel cell 71 and a hydrogen generator 72. The fuel cell system 7 according to the present invention may be implemented by including a control unit 73 that controls the operation of all components including the fuel cell 71 and the hydrogen generating unit 72. In the present specification, what flows into the hydrogen generating unit 72 is defined as raw material and raw water, and what is generated by the hydrogen generating unit 72 and flows into the fuel cell 71 as fuel.

상기 연료전지(71)는 상기 수소생성부(72)로부터 수소가 포함된 연료를 공급받아 전기 화학적 반응을 통해 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 연료전지(71)는 개질기(721)로부터 수소가 포함된 연료를 공급받아 상기 공기공급부(30)에서 공급된 공기와의 전기 화학적 반응을 통해 전기를 생산할 수 있다. 상기 연료전지(71)는 연료전지 스택(stack)을 포함하여 구현된다. 상기 연료전지 스택은 공기극(cathode)(711a)과 연료극(anode)(711b) 사이에 전해질(electrolyte)층(711c)이 형성되고, 연료극(anode)(711b)과 공기극(cathode)(711a)에는 수소공급 및 공기공급, 열회수를 위한 분리판(separator)이 설치되어 있는 단위전지 모듈을 필요수량만큼 직렬 연결된 형태로 구성된다. 여기서, 상기 연료극(anode)(711b)은 상기 개질기(721)로부터 수소가 포함된 연료를 공급받을 수 있다. 상기 개질기(721)는 상기 분기부(6)에서 분기되어 공급되는 연료, 및 상기 이코노마이저(4)에서 공급되는 스팀(H2O)을 개질반응시킴으로써, 수소가 포함된 연료를 생산할 수 있다. 상기 연료극(anode)(711b)은 엔진이 가스엔진일 경우, 상기 개질기(721)를 거치지 않고 상기 분기부(6)로부터 직접 연료를 공급받을 수도 있다.The fuel cell 71 may be supplied with fuel containing hydrogen from the hydrogen generator 72 to produce electricity through an electrochemical reaction. For example, the fuel cell 71 may receive the fuel containing hydrogen from the reformer 721 and produce electricity through electrochemical reaction with air supplied from the air supply unit 30. The fuel cell 71 is implemented by including a fuel cell stack. In the fuel cell stack, an electrolyte layer 711c is formed between the cathode 711a and the anode 711b, and the anode 711b and the cathode 711a are formed in the fuel cell stack. The unit cell module, which is equipped with a separator for hydrogen supply, air supply, and heat recovery, is configured in a series-connected amount. Here, the anode 711b may be supplied with fuel containing hydrogen from the reformer 721. The reformer 721 may produce fuel containing hydrogen by reforming and reacting fuel supplied by branching from the branch 6 and steam (H 2 O) supplied from the economizer 4. When the engine is a gas engine, the anode 711b may be directly supplied with fuel from the branch 6 without going through the reformer 721.

상기 연료전지(71)는 온도센서와 온도 유지용 기기. 즉 히터나 공기극 팬과 연료극 팬, 냉각판 등을 포함할 수 있다. 상기 온도센서는 연료전지 스택의 온도, 공기극(cathode)(711a)의 온도, 연료극(anode)(711b)의 온도를 센싱한다. 상기 히터에 의해 연료전지를 가열하여 운전에 필요한 온도를 유지하도록 할 수 있다. 상기 공기극 팬은 연료전지 스택의 공기극(cathode)(711a)에서 발열한 열을 방열시킨다. 상기 연료극 팬은 연료전지 스택의 연료극(anode)(711b)에서 발열한 열을 방열시킨다. 상기 공기극 팬 및 연료극 팬은 연료전지 스택에 사용되는 열교환기의 일부 구성으로 구현될 수 있다.The fuel cell 71 is a temperature sensor and a device for maintaining temperature. That is, a heater, an anode fan, an anode fan, and a cooling plate may be included. The temperature sensor senses the temperature of the fuel cell stack, the temperature of the cathode 711a, and the temperature of the anode 711b. The fuel cell may be heated by the heater to maintain a temperature required for operation. The cathode fan dissipates heat generated by the cathode (711a) of the fuel cell stack. The anode fan dissipates heat generated by the anode 711b of the fuel cell stack. The cathode fan and the anode fan may be implemented as a part of a heat exchanger used in the fuel cell stack.

본 발명에 따른 연료전지시스템(7)이 제어부(73)를 포함하는 경우, 상기 제어부(73)는 온도센서에서 출력되는 신호를 이용하여 히터나 공기극 팬과 연료극 팬을 제어하여 상기 연료전지(71)의 운전온도를 적절하게 유지한다. 예를 들어, 제어부(73)는 인산형 연료전지(PAFC)의 경우 운전온도를 190∼210℃로 유지하며, 용융탄산염 연료전지(MCFC)의 경우 운전온도를 550∼650℃로 유지하며, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 경우 운전온도를 650∼1000℃로 유지하며, 고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 경우 운전온도를 30∼80℃로 유지하도록 한다. When the fuel cell system 7 according to the present invention includes a control unit 73, the control unit 73 controls the heater or the cathode fan and the anode fan by using a signal output from the temperature sensor, and the fuel cell 71 ) To maintain the proper operating temperature. For example, the control unit 73 maintains an operating temperature of 190 to 210°C for a phosphoric acid fuel cell (PAFC), and maintains an operating temperature of 550 to 650°C for a molten carbonate fuel cell (MCFC), and a solid For the oxide fuel cell (SOFC), the operating temperature is maintained at 650 to 1000°C, and for the polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), the operating temperature is maintained at 30 to 80°C.

이하, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에 구비되는 연료전지(71)의 동작을 도 4a, 도 4b를 참조하여 설명하기로 한다. 도 4a는 고체산화물 연료전지(SOFC)의 개념적인 구성도이고, 도 4b는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 개념적인 구성도이다.Hereinafter, the operation of the fuel cell 71 provided in the fuel cell system 7 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. 4A is a conceptual configuration diagram of a solid oxide fuel cell (SOFC), and FIG. 4B is a conceptual configuration diagram of a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC).

먼저, 도 4a를 참조하면 고체산화물 연료전지(SOFC)(711)는 공기극(cathode)(711a)에서 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소이온이 전해질(711c)을 통해 연료극(anode)(711b)으로 이동한다. 연료극(anode)(711b)에서는 수소(H2)를 포함하는 연료가 유입되는데, 전해질(711c)을 통해 연료극(anode)(711b)으로 이동한 산소이온(O2-)과 수소(H2)가 전기화학적으로 반응하여 물(H20)과 전자(e-)가 생성된다. 공기극(cathode)(711a)에서는 전자가 소모되므로 공기극(cathode)(711a)과 연료극(anode)(711b)을 서로 연결하면 전기가 흐르게 된다.First, referring to FIG. 4A, the solid oxide fuel cell (SOFC) 711 is an anode 711b through which the oxygen ion generated by the reduction reaction of oxygen in the cathode 711a passes through the electrolyte 711c. Go to. A fuel including hydrogen (H 2 ) is introduced from the anode 711b, and oxygen ions (O 2- ) and hydrogen (H 2 ) moved to the anode (711b) through the electrolyte 711c. reacts electrochemically with water (H 2 0) and the electron (e -) is generated. Since electrons are consumed in the cathode 711a, electricity flows when the cathode 711a and the anode 711b are connected to each other.

고체산화물 연료전지(SOFC)(711)는 연료극(anode)(711b)에 공급된 연료 중 포함될 수 있는 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2)와 같은 전기화학 미반응물질과 미반응 수소(H2)와 같은 잔여물질과 반응생성물인 물(액체 혹은 기체상태로서의 H20)을 배출한다. 또한, 고체산화물 연료전지(SOFC)(611)의 공기극(cathode)(711a)에서는 미반응 산소 및 질소 등을 배출한다.The solid oxide fuel cell (SOFC) 711 is an electrochemical unreacted material such as carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) and unreacted hydrogen (H 2 ), which may be included in the fuel supplied to the anode 711b. ) And the reaction product water (H 2 0 in liquid or gaseous state) is discharged. In addition, unreacted oxygen and nitrogen are discharged from the cathode 711a of the solid oxide fuel cell (SOFC) 611.

도 4b를 참조하면 고분자전해질 연료전지(PEMFC)(712)는 연료극(anode)(712a)에 형성된 촉매층(712b)에서 수소(H2)가 수소이온(H+)과 전자(e-)로 생성된다. 수소이온(H+)은 고분자 전해질막(Polymer Membrane)(712c)을 통해 공기극(cathode)(712d)으로 이동한다. 고분자전해질 연료전지(PEMFC)(712)는 공기극(cathode)(712d)에 형성된 촉매층(712e)에서 수소이온(H+)과 산소(O2)가 반응하여 물(H20)을 생산한다. 연료극(anode)(712a)에 형성된 촉매층(712b)과 공기극(cathode)(712d)에 형성된 촉매층(712e)을 서로 연결하면 전기가 흐르게 된다. Referring to FIG. 4B, the polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) 712 generates hydrogen (H 2 ) as hydrogen ions (H + ) and electrons (e ) in the catalyst layer 712b formed at the anode 712a. do. Hydrogen ions (H + ) move to a cathode 712d through a polymer electrolyte membrane 712c. The polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) 712 reacts with hydrogen ions (H + ) and oxygen (O 2 ) in the catalyst layer 712e formed in the cathode 712d to produce water (H 2 0). When the catalyst layer 712b formed on the anode 712a and the catalyst layer 712e formed on the cathode 712d are connected to each other, electricity flows.

고분자전해질 연료전지(PEMFC)(712)는 연료극(anode)(712a)의 촉매층(712b)에서 미반응 수소(H2)와 같은 잔여물질을 배출한다. 또한, 고분자전해질 연료전지(PEMFC)(712)는 공기극(cathode)(712d)에서 미반응 산소와 물(H20)을 배출한다.The polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) 712 discharges residual substances such as unreacted hydrogen (H 2 ) from the catalyst layer 712b of the anode 712a. In addition, the polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) 712 discharges unreacted oxygen and water (H 2 0) from the cathode 712d.

그 외에 용융탄산염 연료전지(MCFC)는 연료극(anode)에서 수소(H2)와 탄산이온(CO3 2-)이 반응하여 물(H2O)과 이산화탄소(CO2), 전자(e-)가 생성된다. 생성된 이산화탄소(CO2)는 공기극(cathode)으로 보내지게 되고, 공기극(cathode)에서 이산화탄소(CO2)와 산소(O2)가 반응하여 탄산이온(C03 -2)을 생산한다. 탄산이온(C03 -2)은 전해질을 통해 연료극(anode)으로 이동한다. 용융탄산염 연료전지(MCFC)에서는 전기를 생성하는 과정에서 발생하는 이산화탄소(CO2)를 외부로 배출하지 않고 연료전지 내부에서 순환되도록 구현될 수 있다.Other molten carbonate fuel cell (MCFC) is a fuel electrode (anode) of hydrogen (H 2) and carbonate ions (CO 3 2-) in the reaction water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2), electron (e -) in the Is created. The produced carbon dioxide (CO 2 ) is sent to the cathode, and carbon dioxide (CO 2 ) and oxygen (O 2 ) react at the cathode to produce carbonate ions (C0 3 -2 ). Carbonate ions (C0 3 -2 ) move to the anode through the electrolyte. In the molten carbonate fuel cell (MCFC), carbon dioxide (CO 2 ) generated in the process of generating electricity may be circulated inside the fuel cell without being discharged to the outside.

도 2 내지 도 5를 참고하면, 상기 수소생성부(72)는 원료를 이용하여 연료전지(71)의 연료극(anode)(711b)에 필요한 연료, 즉 수소(H2) 가스를 생성하는 장치를 포함한다. 본 명세서에서는 상기 수소생성부(72)에 유입되는 것을 원료 및 원료수, 상기 수소생성부(72)에서 생성되어 상기 연료전지(71)로 유입되는 것을 연료로 정의한다.2 to 5, the hydrogen generating unit 72 uses a raw material to generate a fuel required for the anode 711b of the fuel cell 71, that is, a device for generating hydrogen (H 2 ) gas. Includes. In this specification, what is introduced into the hydrogen generator 72 is defined as raw material and raw water, and what is generated by the hydrogen generator 72 and introduced into the fuel cell 71 as fuel.

수소생성부(72)는 연료전지(71)의 종류에 따라 또는 전기 생성 효율 향상을 위해 그 구조가 다양하게 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 연료전지(71)가 인산형 연료전지(PAFC) 또는 고체산화물 연료전지(SOFC)인 경우, 상기 수소생성부(72)는 개질기(Reformer)와 연소기를 포함하여 구현될 수 있다. 다른 예로, 상기 연료전지(71)가 용융탄산염 연료전지(MCFC) 또는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)인 경우 상기 수소생성부(72)는 개질기(Reformer)와 연소기 외에도 수성가스화반응기(Water Gas Shift reactor, WGS)를 더 포함하여 구현될 수 있다.The hydrogen generating unit 72 may be variously designed in accordance with the type of the fuel cell 71 or for improving electricity generation efficiency. For example, when the fuel cell 71 is a phosphoric acid fuel cell (PAFC) or a solid oxide fuel cell (SOFC), the hydrogen generator 72 may be implemented by including a reformer and a combustor. . As another example, in the case where the fuel cell 71 is a molten carbonate fuel cell (MCFC) or a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), the hydrogen generating unit 72 is a water gas shift reactor in addition to a reformer and a combustor. , WGS).

상기 수성가스화반응기(WGS)는 고온 수성가스화반응기(HTS, High-Temperature Shift Reactor), 중온 수성가스화반응기(MTS, Mid-Temperature Shift Reactor), 저온 수성가스화반응기(LTS, Low-Temperature Shift Reactor), 또는 일산화탄소 제거기를 포함할 수 있다. 상기 일산화탄소 제거기는 일산화탄소(CO)만을 연소시켜 제거하는 선택적산화반응기(Preferential Oxidation, PROX), 또는 일산화탄소(CO)를 수소(H2)와 반응시켜 그 농도를 저감시키는 메탄화반응기를 포함할 수 있다.The water gasification reactor (WGS) is a high temperature water gasification reactor (HTS, High-Temperature Shift Reactor), a medium temperature water gasification reactor (MTS, Mid-Temperature Shift Reactor), a low temperature water gasification reactor (LTS, Low-Temperature Shift Reactor), Or a carbon monoxide remover. The carbon monoxide eliminator may include a selective oxidation reactor (PROX) that burns and removes only carbon monoxide (CO) or a methanation reactor that reacts carbon monoxide (CO) with hydrogen (H 2 ) to reduce its concentration. .

도 5를 참고하여 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에 있어서, 상기 수소생성부(72)의 일례를 살펴보면, 다음과 같다.Referring to FIG. 5, in the fuel cell system 7 according to the present invention, an example of the hydrogen generating unit 72 will be described as follows.

상기 수소생성부(72)는 개질기(Reformer)(721) 및 연소기(722)를 포함하여 구현될 수 있다.The hydrogen generator 72 may include a reformer (721) and a combustor (722).

상기 개질기(Reformer)(721)는 상기 분기부(6)에서 분기되어 공급되는 연료 및 상기 이코노마이저(4)로부터 공급되는 스팀(H20)의 개질반응을 진행하여 수소(H2)를 포함하는 개질가스를 발생시킨다. 이러한 개질반응을 진행함에 있어서, 상기 개질기(721)는 상기 연소기(722)에서 제공되는 열 에너지를 이용할 수 있다. 이하 본 명세서에서는 상기 개질기(721)에서 나오는 개질가스를 연료로 정의한다.The reformer 721 includes hydrogen (H 2 ) by undergoing a reforming reaction of fuel supplied from the branching section 6 and steam (H 2 0) supplied from the economizer 4. Regenerate gas is generated. In performing the reforming reaction, the reformer 721 may use thermal energy provided by the combustor 722. Hereinafter, in this specification, reforming gas coming out of the reformer 721 is defined as fuel.

상기 개질기(Reformer)(721)는 개질반응을 촉발시키는 개질촉매층을 포함하여 구현된다. 개질촉매층은 개질촉매가 담체에 담지된 촉매를 충전한 구조로 이루어진다. 개질촉매는 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 백금(Pt) 등으로 이루어지며, 촉매를 담지하는 담체의 형상은, 예컨대 입상, 펠릿형상 및 허니컴형상 등이 될 수 있고, 담체를 구성하는 재료는 세라믹, 내열성금속 등, 예컨대 알루미나(Al2O3)나 티타니아(TiO2) 등이 될 수 있다.The reformer 721 is implemented to include a reforming catalyst layer that triggers a reforming reaction. The reforming catalyst layer has a structure in which the reforming catalyst is filled with a catalyst supported on a carrier. The reforming catalyst is made of nickel (Ni), ruthenium (Ru), platinum (Pt), and the like, and the shape of the carrier supporting the catalyst may be, for example, granular, pellet shape, honeycomb shape, etc., and the material constituting the carrier May be a ceramic, heat-resistant metal, for example, alumina (Al 2 O 3 ) or titania (TiO 2 ).

본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에 있어서, 상기 개질기(721)는 상기 연료전지(71)의 외부에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 연료전지(71)는 외부 개질형으로 구현된다. 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에 있어서, 상기 개질기(721)는 상기 연료전지(71)의 내부에 개질촉매층의 형태로 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 연료전지(71)는 내부 개질형으로 구현된다.In the fuel cell system 7 according to the present invention, the reformer 721 may be installed outside the fuel cell 71. In this case, the fuel cell 71 is implemented with an external reforming type. In the fuel cell system 7 according to the present invention, the reformer 721 may be installed in the form of a reforming catalyst layer inside the fuel cell 71. In this case, the fuel cell 71 is implemented in an internal reforming type.

상기 연소기(722)는 상기 개질기(Reformer)(721)에서 개질반응이 원활하게 진행되도록 열을 제공한다. 상기 연소기(722)에 의한 개질기 가열온도가 낮은 경우, 상기 개질기(Reformer)(721)의 흡열반응에 의한 개질반응이 잘 진행되지 않으며 수분(물방울)이 상기 개질기(Reformer)(721) 내에 발생한다. 상기 연소기(722)의 가열온도가 높은 경우 상기 개질기(Reformer)(721)의 개질촉매층의 촉매활성이 저하될 수 있다.The combustor 722 provides heat so that the reforming reaction proceeds smoothly in the reformer 721. When the heating temperature of the reformer by the combustor 722 is low, the reforming reaction due to the endothermic reaction of the reformer 721 does not proceed well, and moisture (water droplets) is generated in the reformer 721. . When the heating temperature of the combustor 722 is high, catalytic activity of the reforming catalyst layer of the reformer 721 may be lowered.

상기 연소기(722)는 시스템 전체의 효율을 향상시키기 위해, 상기 연료저장탱크(20)에서 공급되는 원료, 상기 연료전지(71)의 연료전지 스택의 연료극(anode)(711b)에서 배출되는 배기가스, 또는 그 둘을 혼합한 것을 연료로 사용할 수 있다. 상기 연소기(722)는 상기 공기공급부(30)로부터 공급되는 공기를 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에 있어서, 상기 연소기(722)는 추가로 상기 연료전지(71)의 연료전지 스택의 공기극(cathode)(711a)에서 배출되는 공기를 사용할 수 있다.The combustor 722 is a raw material supplied from the fuel storage tank 20 and exhaust gas discharged from an anode 711b of the fuel cell stack of the fuel cell 71 to improve the efficiency of the entire system. , Or a mixture of the two can be used as fuel. The combustor 722 may use air supplied from the air supply unit 30. In the fuel cell system 7 according to the present invention, the combustor 722 may additionally use air discharged from a cathode 711a of the fuel cell stack of the fuel cell 71.

도시하지 않았지만, 상기 수소생성부(72)는 하나 이상의 온도센서를 더 포함할 수 있으며, 상기 온도센서는 개질기(Reformer)(721)의 온도를 검출한다. 상기 개질기(Reformer)(721)의 온도는 상기 개질기(Reformer)(721)의 구성 및 상기 분기부(6)에서 공급되는 연료와 스팀(H2O)과의 혼합비율 등의 조건에 의해서 최적 온도 범위가 변화한다. 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지시스템(7)이 상기 제어부(73, 도 3에 도시됨)를 포함하는 경우, 상기 제어부(73)는 온도센서에서 출력되는 신호를 이용하여 상기 연소기(722)의 원료 연소량을 증감시켜 상기 개질기(Reformer)(721)의 온도를 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(73)는 최적 온도 범위에 대하여 ±20℃ 정도의 범위 내로 제어하도록 구현될 수 있다.Although not shown, the hydrogen generator 72 may further include one or more temperature sensors, and the temperature sensors detect the temperature of the reformer 721. The temperature of the reformer (721) is the optimum temperature by conditions such as the composition of the reformer (Reformer) 721 and the mixing ratio of fuel and steam (H 2 O) supplied from the branch 6 The range changes. When the fuel cell system 7 according to an embodiment of the present invention includes the control unit 73 (shown in FIG. 3), the control unit 73 uses the signal output from the temperature sensor to generate the combustion unit 722 ) Increases or decreases the amount of raw material combustion to control the temperature of the reformer (721). For example, the control unit 73 may be implemented to control within a range of about ±20°C for an optimal temperature range.

여기서, 상기 개질기(Reformer)(721)에서 개질반응을 통해 발생하는 가스에는 수소(H2)뿐 아니라 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 등이 포함된다. 상기 연료전지(71)가 고분자전해질 연료전지(PEMFC)인 경우 일산화탄소(CO)는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 연료전지 스택의 전극 촉매를 피독하여 연료전지(71)의 수명을 단축시킨다. 이에 일산화탄소(CO)의 농도를 10 ∼ 20 ppm 이하로 줄이기 위해, 상기 수소생성부(72)는 수성가스화반응기(WGS)(723)를 더 포함할 수 있다.Here, the gas generated through the reforming reaction in the reformer 721 includes not only hydrogen (H 2 ), but also carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), and the like. When the fuel cell 71 is a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), carbon monoxide (CO) shortens the life of the fuel cell 71 by poisoning the electrode catalyst of the fuel cell stack of the polymer electrolyte fuel cell (PEMFC). Accordingly, in order to reduce the concentration of carbon monoxide (CO) to 10 to 20 ppm or less, the hydrogen generating unit 72 may further include an aqueous gasification reactor (WGS) 723.

상기 수성가스화반응기(WGS)(723)는 일산화탄소(CO)와 스팀(H20)을 반응시켜 이산화탄소(CO2)와 수소(H2)를 생산한다. 상기 수성가스화반응기(WGS)(723)는 도 5에 도시한 바와 같이 고온 수성가스화반응기(HTS)와 저온 수성가스화반응기(LTS)를 포함하여 구현될 수 있다.The water gasification reactor (WGS) 723 reacts carbon monoxide (CO) with steam (H 2 0) to produce carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ). The water gasification reactor (WGS) 723 may be implemented by including a high temperature water gasification reactor (HTS) and a low temperature water gasification reactor (LTS) as shown in FIG. 5.

상기 고온 수성가스화반응기(HTS)와 상기 저온 수성가스화반응기(LTS)의 최적 온도는 사용하는 촉매의 종류에 따라 다르고, 제어온도의 평형에 의해서 배출되는 가스의 조성이 결정된다. 도 5에 도시하지 않았지만, 상기 고온 수성가스화반응기(HTS)와 상기 저온 수성가스화반응기(LTS)에는 각각 냉각기와 온도센서가 설치될 수 있다. 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)이 제어부(73, 도 3에 도시됨)를 포함하는 경우, 상기 제어부(73)는 온도센서에서 출력되는 신호를 이용하여 냉각기를 제어함으로써 상기 고온 수성가스화반응기(HTS)와 상기 저온 수성가스화반응기(LTS)의 온도를 제어한다. 예를 들어, 상기 고온 수성가스화반응기(HTS)는 300∼430℃ 범위 내에서 제어되고, 상기 저온 수성가스화반응기(LTS)는 200∼250℃ 범위 내에서 제어된다.The optimum temperature of the high-temperature water gasification reactor (HTS) and the low-temperature water gasification reactor (LTS) varies depending on the type of catalyst used, and the composition of the gas discharged by the balance of the control temperature is determined. Although not illustrated in FIG. 5, a cooler and a temperature sensor may be installed in the high-temperature water gasification reactor (HTS) and the low-temperature water gasification reactor (LTS). When the fuel cell system 7 according to the present invention includes a control unit 73 (shown in FIG. 3), the control unit 73 controls the cooler using a signal output from a temperature sensor to control the high temperature water gasification reactor. (HTS) and the temperature of the low-temperature water gasification reactor (LTS) are controlled. For example, the high temperature water gasification reactor (HTS) is controlled within a range of 300 to 430°C, and the low temperature water gasification reactor (LTS) is controlled within a range of 200 to 250°C.

도시되지 않았지만, 상기 수성가스화반응기(WGS)(723)는 일산화탄소 제거기를 포함할 수 있다. 일산화탄소 제거기는 저온 수성가스화반응기(LTS) 후단에 저온 수성가스화반응기(LTS)에서 완전히 처리되지 않고 남은 극소량의 일산화탄소(CO)를 제거한다. 상기 일산화탄소 제거기는 공기공급부로부터 공기를 공급받아 저온 수성가스화반응기(LTS)에서 배출되는 가스 중 일산화탄소(CO)만을 연소시켜 제거하는 선택적산화반응기(Preferential Oxidation, PROX), 또는 일산화탄소(CO)를 수소(H2)와 반응시켜 그 농도를 저감시키는 메탄화반응기를 포함할 수 있다. Although not shown, the water gasification reactor (WGS) 723 may include a carbon monoxide remover. The carbon monoxide remover removes the smallest amount of carbon monoxide (CO) remaining untreated in the low temperature water gasification reactor (LTS) after the low temperature water gasification reactor (LTS). The carbon monoxide eliminator is a selective oxidation reactor (Preferential Oxidation, PROX) that removes by burning only carbon monoxide (CO) among gases discharged from a low-temperature water gasification reactor (LTS) by receiving air from an air supply unit, or hydrogen (CO) H 2 ) It may include a methanation reactor to reduce its concentration by reacting.

상기 선택적산화반응기(PROX)는 냉각기와 온도센서가 설치된다. 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지시스템(7)이 상기 제어부(73, 도 3에 도시됨)를 포함하는 경우, 상기 제어부(73)는 온도센서에서 출력되는 신호를 이용하여 냉각기를 제어함으로써 선택적산화반응기(PROX)의 온도를 제어한다. 예를 들어, 상기 선택적산화반응기(PROX)는 120∼160℃ 범위 내에서 제어된다. 그러나, 상기 선택적산화반응기(PROX)의 최적 온도는 사용하는 촉매의 종류 및 사용방법 등의 조건에 따라 다르게 설정된다.The selective oxidation reactor (PROX) is equipped with a cooler and a temperature sensor. When the fuel cell system 7 according to an embodiment of the present invention includes the control unit 73 (shown in FIG. 3), the control unit 73 controls the cooler by using a signal output from the temperature sensor. The temperature of the selective oxidation reactor (PROX) is controlled. For example, the selective oxidation reactor (PROX) is controlled within a range of 120 to 160°C. However, the optimum temperature of the selective oxidation reactor (PROX) is set differently depending on conditions such as the type of catalyst used and the method of use.

상기 선택적산화반응기(PROX)의 촉매층은 선택적산화촉매를 담지하는 담체가 충전된 구조로 이루어진다. 선택적산화촉매는 백금(Pt) 등으로 이루어지며, 촉매를 담지하는 담체의 형상은, 예컨대 입상, 펠릿형상 및 허니컴형상 등이 될 수 있고, 담체를 구성하는 재료는 예컨대 알루미나(Al2O3), 산화마그네슘(MgO) 등이 될 수 있다.The catalyst layer of the selective oxidation reactor (PROX) has a structure in which a carrier carrying a selective oxidation catalyst is filled. The selective oxidation catalyst is made of platinum (Pt) or the like, and the shape of the carrier supporting the catalyst may be, for example, a granular shape, a pellet shape, or a honeycomb shape, and the material constituting the carrier is, for example, alumina (Al 2 O 3 ). , Magnesium oxide (MgO) and the like.

이하에서는 본 발명에 따른 선박(1)을 실시예에 따라 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 본 발명에 따른 선박(1)에 포함되므로, 본 발명에 따른 선박(1)을 설명하면서 함께 설명하기로 한다.Hereinafter, a ship 1 according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the fuel cell system 7 according to the present invention is included in the ship 1 according to the present invention, it will be described together while explaining the ship 1 according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 선박의 개념적인 구성도, 도 7은 본 발명에 따른 선박에서 연료전지시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도, 도 8은 본 발명에 따른 선박에서 복수개의 보조엔진 중 일부만 작동하는 경우를 설명하기 위한 개략적인 블록도, 도 9는 본 발명에 따른 선박에서 전력저장부를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다. 여기서, 도 1 내지 도 5와 동일한 구성은 동일한 도면부호를 사용한다.6 is a conceptual block diagram of a ship according to the present invention, FIG. 7 is a schematic block diagram for explaining a fuel cell system in a ship according to the present invention, and FIG. 8 is a part of a plurality of auxiliary engines in a ship according to the present invention Schematic block diagram for explaining the case of operation, Figure 9 is a schematic block diagram for explaining the power storage unit in the ship according to the present invention. Here, the same configuration as in FIGS. 1 to 5 uses the same reference numerals.

도 6 내지 도 8을 참고하면, 본 발명에 따른 선박(1)은 엔진 배기시스템(100), 연료저장탱크(20), 물공급부(2), 전기히터(5), 분기부(6) 및 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)을 포함한다. 본 발명에 따른 선박(1)은 공기공급부(30), 전력변환부(40) 및 수요처(50)를 더 포함할 수 있다. 상기 엔진 배기시스템(100)은 메인엔진(101), 메인이코노마이저(102), 스팀터빈(103), 보조엔진(3) 및 이코노마이저(4)를 포함할 수 있다. 상기 연료전지시스템(7)은 연료전지(71), 수소생성부(72) 및 제어부(73)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 수소생성부(72)는 개질기(721) 및 연소기(722)를 포함할 수 있다. 상기 연료전지(71)는 연료를 공급받는 연료극(anode)(711b)과 공기를 공급받는 공기극(cathode)(711a)을 포함할 수 있다.6 to 8, the ship 1 according to the present invention includes an engine exhaust system 100, a fuel storage tank 20, a water supply unit 2, an electric heater 5, a branch unit 6, and It comprises a fuel cell system (7) according to the present invention. The ship 1 according to the present invention may further include an air supply unit 30, a power conversion unit 40, and a demand destination 50. The engine exhaust system 100 may include a main engine 101, a main economizer 102, a steam turbine 103, an auxiliary engine 3 and an economizer 4. The fuel cell system 7 may include a fuel cell 71, a hydrogen generator 72, and a controller 73. Here, the hydrogen generator 72 may include a reformer 721 and a combustor 722. The fuel cell 71 may include an anode 711b that receives fuel and a cathode 711a that receives air.

본 발명에 따른 선박(1)에 있어서, 상기 엔진 배기시스템(100), 상기 공기공급부(30), 상기 전력변환부(40), 상기 수요처(50), 상기 연료저장탱크(20), 상기 물공급부(2), 상기 전기히터(5), 상기 분기부(6) 및 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 같으므로 이하에서는 실시예에 따른 구성 및 효과에 대해 설명하기로 한다.In the ship 1 according to the present invention, the engine exhaust system 100, the air supply unit 30, the power conversion unit 40, the demand destination 50, the fuel storage tank 20, the water The detailed description of the supply unit 2, the electric heater 5, the branch unit 6, and the fuel cell system 7 according to the present invention is as described above, so that the configuration and effect according to the embodiment will be described below. I will explain.

본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에 있어서, 상기 개질기(721)는 관로를 통해 상기 분기부(6)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 개질기(721)는 상기 분기부(6)에 의해 분기된 연료를 공급받을 수 있다. 이 경우, 상기 개질기(721)는 상기 연료저장탱크(20)에서 상기 보조엔진(3)으로 공급되는 연료 중 일부를 공급받을 수 있다. 상기 개질기(721)는 관로를 통해 상기 이코노마이저(4)에 연결될 수 있다. 상기 개질기(721)는 상기 분기부(6)에서 공급된 연료 및 상기 이코노마이저(4)에서 공급된 스팀(H20)을 개질반응시킴으로써, 상기 연료극(anode)(711b)에 공급하기 위한 수소를 포함한 연료를 생산할 수 있다. 상기 개질기(721)는 상기 이코노마이저(4)로부터 공급받는 스팀(H20)의 양에 따라 상기 연료극(anode)(711b)에 공급하는 연료의 양이 달라질 수 있다. 예컨대, 상기 이코노마이저(4)에서 공급되는 스팀(H20)의 양이 많으면 수소의 양이 증가되므로, 상기 연료극(anode)(711b)에 공급하는 연료의 양이 많아질 수 있다. 상기 수요처(50)가 스팀(H20)을 사용하지 않을 경우, 상기 개질기(721)는 상기 이코노마이저(4)로부터 스팀(H20)을 전부 공급받을 수 있으므로, 상기 연료극(anode)(711b)에 공급하는 연료의 양을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 전기 생산량을 증가시킬 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 이코노마이저(4)와 상기 수요처(50) 사이에는 스팀(H20)을 저장하기 위한 스팀저장부가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 수요처(50)는 스팀(H20)이 필요할 경우에 상기 스팀저장부에 저장된 스팀(H20)을 사용할 수 있다. 상기 연료극(anode)(711b)은 엔진(101)이 가스엔진일 경우 상기 개질기(721)를 거치지 않고 상기 분기부(6)로부터 직접 연료를 공급받을 수도 있다.In the fuel cell system 7 according to the present invention, the reformer 721 may be connected to the branch 6 through a pipeline. Accordingly, the reformer 721 may be supplied with fuel branched by the branch 6. In this case, the reformer 721 may be supplied with some of the fuel supplied from the fuel storage tank 20 to the auxiliary engine 3. The reformer 721 may be connected to the economizer 4 through a pipeline. The reformer 721 reforms the fuel supplied from the branch 6 and the steam H 2 0 supplied from the economizer 4 to supply hydrogen for supply to the anode 711b. It can produce fuel. The reformer 721 may vary in the amount of fuel supplied to the anode 711b according to the amount of steam (H 2 0) supplied from the economizer 4. For example, if the amount of steam (H 2 0) supplied from the economizer 4 is large, the amount of hydrogen is increased, so the amount of fuel supplied to the anode 711b may be increased. When the demand source 50 does not use steam (H 2 0), the reformer 721 can receive all the steam (H 2 0) from the economizer 4, so the anode (711b) ) To increase the amount of fuel supplied. Accordingly, the fuel cell system 7 according to the present invention can increase the amount of electricity produced. Although not shown, a steam storage unit for storing steam H 2 0 may be installed between the economizer 4 and the customer 50. Accordingly, the consumer 50 may be a steam steam (H 2 0) stored in the steam storage portion, if necessary, the (H 2 0). When the engine 101 is a gas engine, the anode 711b may be directly supplied with fuel from the branch 6 without going through the reformer 721.

따라서, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.Therefore, the fuel cell system 7 according to the present invention can achieve the following operational effects.

첫째, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 선체(11)에 설치된 연료저장탱크(20) 및 상기 이코노마이저(4)로부터 연료 및 스팀(H20)을 각각 공급받을 수 있으므로, 연료를 공급받기 위한 연료공급장치 및 스팀(H20)을 공급받기 스팀생성장치를 생략할 수 있으므로 전기를 생산하기 위한 구축비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공간 활용도를 증대시킬 수 있다.First, the fuel cell system 7 according to the present invention can supply fuel and steam (H 2 0) from the fuel storage tank 20 and the economizer 4 installed in the hull 11, respectively, and supplies fuel. The fuel supply device for receiving and the steam generating device for receiving steam (H 2 0) can be omitted, so that the construction cost for producing electricity can be reduced, and space utilization can be increased.

둘째, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 상기 이코노마이저(4)로부터 스팀(H2O)을 공급받고, 상기 연료저장탱크(20)로부터 연료를 공급받을 수 있으므로, 상기 보조엔진(3)과 별도로 상기 연료전지(71)가 전기를 추가로 생산할 수 있어 전기 생산량을 증대시킬 수 있다.Second, since the fuel cell system 7 according to the present invention is supplied with steam (H 2 O) from the economizer 4 and can be supplied with fuel from the fuel storage tank 20, the auxiliary engine 3 Separately, the fuel cell 71 may additionally produce electricity, thereby increasing the amount of electricity produced.

셋째, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 상기 보조엔진(3) 및 상기 이코노마이저(4)가 손상 내지 파손되더라도 상기 전기히터(5)를 통해 스팀(H20)을 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 상기 보조엔진(3) 및 상기 이코노마이저(4) 중 적어도 하나가 손상 내지 파손되더라도 전기를 계속하여 생산할 수 있으므로 전기 생산이 중단되는 것을 방지할 수 있다.Third, the fuel cell system 7 according to the present invention can be supplied with steam (H 2 0) through the electric heater 5 even if the auxiliary engine 3 and the economizer 4 are damaged or damaged. Accordingly, the fuel cell system 7 according to the present invention can continue to produce electricity even if at least one of the auxiliary engine 3 and the economizer 4 is damaged or damaged, thereby preventing electricity production from being interrupted. have.

본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에 있어서, 상기 연료전지(71)는 전선을 통해 상기 전기히터(5)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 연료전지(71)는 생산한 전기를 상기 전기히터(5)에 공급할 수 있다. 상기 전기히터(5)는 전선을 통해 복수개의 보조엔진(3)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 전기히터(5)는 상기 복수개의 보조엔진(3) 및 상기 연료전지(71) 중 적어도 하나가 생산한 전기를 이용하여 상기 물공급부(2)에서 공급되는 물을 가열하여 스팀(H20)을 생산할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 상기 보조엔진(3)이 손상 내지 파손되더라도 상기 전기히터(5)에 계속하여 전기를 공급할 수 있으므로, 스팀(H20) 생산이 중단되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 선박(1)은 복수개의 보조엔진(3) 중 일부만 작동하는 경우. 즉, 항구에 정박하는 경우에도 상기 전기히터(5)를 이용하여 스팀(H20)을 추가로 생산할 수 있으므로, 스팀(H20) 생산량을 증가시켜 수요처(50)가 요구하는 스팀요구량을 만족시킬 수 있다.In the fuel cell system 7 according to the present invention, the fuel cell 71 may be connected to the electric heater 5 through a wire. Accordingly, the fuel cell 71 can supply the produced electricity to the electric heater 5. The electric heater 5 may be connected to a plurality of auxiliary engines 3 through wires, respectively. Accordingly, the electric heater 5 heats the water supplied from the water supply unit 2 using electricity produced by at least one of the plurality of auxiliary engines 3 and the fuel cell 71 to steam ( H 2 0). Therefore, since the fuel cell system 7 according to the present invention can continuously supply electricity to the electric heater 5 even if the auxiliary engine 3 is damaged or damaged, the production of steam (H 2 0) is stopped. Can be prevented. When the ship 1 according to the present invention operates only a part of the plurality of auxiliary engines (3). That is, even when moored at a port, steam (H 2 0) can be additionally produced using the electric heater (5), thereby increasing the amount of steam (H 2 0) to increase the amount of steam (H 2 0), thereby increasing the amount of steam required by the customer (50). Can be satisfied.

본 발명에 따른 연료전지시스템(7)에 있어서, 상기 연료전지(71)는 관로를 통해 복수개의 이코노마이저(4)에 각각 연결되도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 연료전지(71)는 연료전지배기가스를 복수개의 이코노마이저(4) 중 적어도 하나에 공급할 수 있다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이 복수개의 보조엔진(3) 중 제1보조엔진(31)만 작동될 경우, 상기 연료전지(71)는 상기 제1보조엔진(31)에서 상기 제1이코노마이저(41)로 공급되는 보조엔진배기가스에 연료전지배기가스를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 연료전지(71)에서 배출되는 연료전지배기가스는 상기 제1보조엔진(31)에서 상기 제1이코노마이저(41)로 공급되는 보조엔진배기가스에 합류될 수 있다. 상기 연료전지배기가스는 상기 공기극(Cathode)(711a) 및 상기 연료극(anode)(711b) 중 적어도 하나로부터 배출되는 것일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 상기 이코노마이저(4)에 공급하는 배기가스의 유량을 증가시켜 상기 이코노마이저(4)가 상기 연료전지배기가스를 공급받기 전에 비해 더 많은 양의 스팀(H20)을 생산하도록 함으로써, 상기 수요처(50)가 요구하는 스팀(H20)의 요구량을 더욱 만족시킬 수 있다.In the fuel cell system 7 according to the present invention, the fuel cell 71 may be installed to be connected to a plurality of economizers 4 through a pipeline. Accordingly, the fuel cell 71 may supply fuel cell exhaust gas to at least one of the plurality of economizers 4. For example, as illustrated in FIG. 8, when only the first auxiliary engine 31 among the plurality of auxiliary engines 3 is operated, the fuel cell 71 may include the first economizer in the first auxiliary engine 31 ( 41) can supply fuel cell exhaust gas to the auxiliary engine exhaust gas. Accordingly, the fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell 71 may be joined to the auxiliary engine exhaust gas supplied from the first auxiliary engine 31 to the first economizer 41. The fuel cell exhaust gas may be discharged from at least one of the cathode 711a and the anode 711b. Therefore, the fuel cell system 7 according to the present invention increases the flow rate of the exhaust gas supplied to the economizer 4, so that the economizer 4 receives a larger amount of steam than before the fuel cell exhaust gas is supplied. by to produce H 2 0), the required amount of steam (H 2 0) to the consumer (50) the request can be further satisfied.

도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 선박(1)은 전력저장부(8)를 더 포함할 수 있다.9, the ship 1 according to the present invention may further include a power storage unit (8).

상기 전력저장부(8)는 전기를 저장하기 위한 것이다. 상기 전력저장부(8)는 전선을 통해 일측이 복수개의 보조엔진(3) 및 연료전지(71)에 각각 연결되게 설치될 수 있다. 상기 전력저장부(8)는 전기를 저장할 수 있는 전기저장장치(Energy Storage System)일 수 있다. 이에 따라, 상기 전력저장부(8)는 상기 복수개의 보조엔진(3) 및 상기 연료전지(71) 중 적어도 하나가 생산한 전기를 공급받아 저장할 수 있다. 도시되지 않았으나, 상기 전력저장부(8)는 상기 메인발전기에 연결되게 설치됨으로써, 상기 메인엔진(101)이 가동될 경우 상기 메인발전기가 생산한 전기를 저장할 수도 있다. 상기 전력저장부(8)는 대용량의 전기저장장치 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 전기를 저장할 수 있으면 저용량의 전기저장장치가 복수개 연결된 것일 수도 있다. 이 경우, 상기 저용량의 전기저장장치는 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 상기 전력저장부(8)는 타측이 전선을 통해 상기 전기히터(5)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 전력저장부(8)는 상기 전기히터(5)가 가동될 경우, 상기 전기히터(5)에 전기를 공급할 수 있다. 상기 전기히터(5)는 상기 수요처(50)가 요구하는 스팀(H2O)의 양이 기설정된 기준스팀요구량을 초과하는 경우에 가동될 수 있다. 이 경우, 상기 전기히터(5)는 상기 전력저장부(8)에 저장된 전기를 이용하여 스팀(H2O)을 생성할 수 있다. 상기 기준스팀요구량은 상기 수요처(50)가 평균적으로 사용하는 스팀(H2O)의 양을 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 전기히터(5)는 기설정된 기준스팀요구량에 따라 가동되거나 가동되지 않을 수 있다.The power storage unit 8 is for storing electricity. The power storage unit 8 may be installed such that one side is connected to a plurality of auxiliary engines 3 and a fuel cell 71 through wires, respectively. The power storage unit 8 may be an energy storage system capable of storing electricity. Accordingly, the power storage unit 8 may receive and store electricity produced by at least one of the plurality of auxiliary engines 3 and the fuel cell 71. Although not shown, the power storage unit 8 is installed to be connected to the main generator, so that when the main engine 101 is operated, electricity generated by the main generator may be stored. The power storage unit 8 may be a large-capacity electric storage device, but is not limited thereto, and if electricity can be stored, a plurality of low-capacity electric storage devices may be connected. In this case, the low-capacity electric storage device may be connected in series or parallel. The other side of the power storage unit 8 may be connected to the electric heater 5 through a wire. Accordingly, when the electric heater 5 is operated, the power storage unit 8 may supply electricity to the electric heater 5. The electric heater 5 may be operated when the amount of steam (H 2 O) required by the demand source 50 exceeds a predetermined reference steam demand. In this case, the electric heater 5 may generate steam (H 2 O) using electricity stored in the power storage unit 8. The reference steam demand amount means the amount of steam (H 2 O) used by the demand source 50 on average, and may be preset by an operator. The electric heater 5 may or may not be operated according to a preset reference steam demand.

예컨대, 상기 전기히터(5)는 상기 수요처(50)가 요구하는 스팀(H2O)의 양이 기설정된 기준스팀요구량을 초과하면 가동될 수 있다. 이 경우, 상기 전기히터(5)는 상기 전력저장부(8)에 저장된 전기를 이용하여 가동될 수 있다. 이에 따라, 상기 전기히터(5)는 상기 물공급부(2)에서 상기 이코노마이저(4)로 공급되는 물이 예열되도록 상기 물공급부(2)에서 공급되는 물을 가열할 수 있다.For example, the electric heater 5 may be operated when the amount of steam (H 2 O) required by the demand source 50 exceeds a predetermined reference steam demand. In this case, the electric heater 5 may be operated using electricity stored in the power storage unit 8. Accordingly, the electric heater 5 may heat the water supplied from the water supply unit 2 so that the water supplied from the water supply unit 2 to the economizer 4 is preheated.

예컨대, 상기 전기히터(5)는 상기 수요처(50)가 요구하는 스팀(H2O)의 양이 기설정된 기준스팀요구량 이하이면 가동되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 이코노마이저(4)가 생산하는 스팀(H2O)의 양으로 상기 수요처(50)가 요구하는 스팀(H2O)의 양을 만족시킬 수 있기 때문이다.For example, the electric heater 5 may not be operated if the amount of steam (H 2 O) required by the demand source 50 is less than or equal to a predetermined reference steam demand. In this case, it is because the amount of steam (H 2 O) required by the consumer 50 can be satisfied by the amount of steam (H 2 O) produced by the economizer 4.

따라서, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.Therefore, the fuel cell system 7 according to the present invention can achieve the following operational effects.

첫째, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은상기 전기히터(5)가 가동되는 경우에만 상기 전력저장부(8)에 저장된 전기를 이용하여 스팀(H2O)을 추가로 생산하므로, 상기 전력저장부(8)에 저장된 전기가 낭비되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 전기히터(5)의 사용수명을 증대시킬 수 있다.First, since the fuel cell system 7 according to the present invention additionally produces steam (H 2 O) using electricity stored in the power storage unit 8 only when the electric heater 5 is operated, the power In addition to preventing waste of electricity stored in the storage unit 8, it is possible to increase the service life of the electric heater 5.

둘째, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 상기 전력저장부(8)가 항해 중인 경우에는 상기 메인발전기로부터 전기를 공급받아 저장하고, 정박 중인 경우에는 상기 제1발전기, 상기 제2발전기, 및 상기 연료전지(71) 중 적어도 하나로부터 생산된 전기를 공급받아 저장할 수 있으므로, 상기 전기히터(5)를 가동시키기 위한 전기가 부족해지는 것을 방지할 수 있다.Second, the fuel cell system 7 according to the present invention receives and stores electricity from the main generator when the power storage unit 8 is sailing, and when anchored, the first generator, the second generator, And since it is possible to receive and store electricity produced from at least one of the fuel cells 71, it is possible to prevent electricity shortage for operating the electric heater 5 from running out.

셋째, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 상기 전기히터(5)가 가동될 경우를 대비하여 상기 전력저장부(8)가 상시 전기를 저장하고 있으므로, 상기 제1보조엔진(31), 상기 제2보조엔진(32), 및 상기 연료전지(71) 중 적어도 하나가 손상 내지 파손되어 가동되지 못하는 경우에도 상기 전기히터(5)가 상기 전력저장부(8)에 저장된 전기를 이용하여 스팀(H2O)을 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연료전지시스템(7)은 상기 수요처(50)가 요구하는 스팀(H2O)의 양이 많을 경우, 상기 전력저장부(8)에 저장된 전기를 이용하여 상기 전기히터(5)를 신속하게 가동시켜 상기 수요처(50)가 요구하는 스팀(H2O)의 양만큼 스팀(H2O)을 신속하게 공급할 수 있다.Third, in the fuel cell system 7 according to the present invention, since the electric power storage unit 8 always stores electricity in case the electric heater 5 is operated, the first auxiliary engine 31, Even if at least one of the second auxiliary engine 32 and the fuel cell 71 is damaged or damaged and cannot be operated, the electric heater 5 uses steam stored in the power storage unit 8 to steam. (H 2 O) can be supplied. Accordingly, the fuel cell system 7 according to the present invention uses the electricity stored in the power storage unit 8 when the amount of steam (H 2 O) required by the demand source 50 is large, using the electric heater ( 5) By activating quickly, steam (H 2 O) can be rapidly supplied by the amount of steam (H 2 O) required by the customer (50).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the spirit of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of

1 : 선박
2 : 물공급부 3 : 보조엔진
4 : 이코노마이저 5 : 전기히터
6 : 분기부 7 : 연료전지시스템
8 : 전력저장부 31 : 제1보조엔진
31 : 제2보조엔진 41 : 제1이코노마이저
42 : 제2이코노마이저 71 : 연료전지
72 : 수소생성부 73 : 제어부
1: Ship
2: Water supply unit 3: Auxiliary engine
4: economizer 5: electric heater
6: branch part 7: fuel cell system
8: Power storage unit 31: 1st auxiliary engine
31: 2nd auxiliary engine 41: 1st economizer
42: second economizer 71: fuel cell
72: hydrogen generating unit 73: control unit

Claims (6)

선체에 설치되고 물을 공급하기 위한 물공급부;
상기 물공급부와 이격되게 설치되고, 전기를 생산하기 위한 복수개의 보조엔진;
상기 보조엔진들로부터 배출되는 보조엔진배기가스를 열원으로 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열하여 수요처가 요구하는 스팀(H2O)을 생성하기 위한 복수개의 이코노마이저;
상기 이코노마이저들에 연결되게 설치되고, 전기를 이용하여 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열하여 스팀(H2O)을 생성하기 위한 전기히터;
연료를 저장하는 연료저장탱크에서 상기 보조엔진으로 공급되는 연료를 분기시키는 분기부;
상기 분기부에서 공급되는 연료 및 상기 이코노마이저에서 공급되는 스팀을 이용하여 전기를 생산하는 연료전지시스템; 및
상기 복수개의 보조엔진 및 상기 연료전지 중 적어도 하나가 생산한 전기를 저장하는 전력저장부를 포함하고,
상기 연료전지시스템은,
상기 분기부에서 공급되는 연료와 상기 이코노마이저에서 공급되는 스팀을 개질반응시키는 개질기 및 연소기를 포함하는 수소생성부; 및
연료극(Anode), 공기극(Cathode), 및 상기 연료극(Anode)과 공기극(Cathode) 사이에 형성되는 전해질을 포함하여 전기를 생산하는 연료전지를 포함하며,
상기 전기히터는 상기 복수개의 보조엔진, 상기 연료전지 및 상기 전력저장부 중 적어도 하나로부터 전기를 공급받아 스팀을 생성하여 상기 복수개의 이코노마이저 중 적어도 하나에 공급하고,
상기 연료전지에서 배출되는 연료전지배기가스는 상기 복수개의 이코노마이저 중 적어도 하나에 공급되는 배기가스의 양이 증가하도록 상기 보조엔진에서 상기 이코노마이저로 공급되는 보조엔진배기가스와 합류되어 상기 이코노마이저에 공급되는 것을 특징으로 하는 선박.
A water supply unit installed on the hull and supplying water;
A plurality of auxiliary engines spaced apart from the water supply unit and for generating electricity;
A plurality of economizers for generating steam (H 2 O) required by a customer by heating the water supplied from the water supply unit by using the auxiliary engine exhaust gas discharged from the auxiliary engines as a heat source;
An electric heater installed to be connected to the economizers and generating steam (H 2 O) by heating water supplied from the water supply unit using electricity;
A branching unit for branching fuel supplied from the fuel storage tank for storing fuel to the auxiliary engine;
A fuel cell system for producing electricity using fuel supplied from the branch and steam supplied from the economizer; And
And a power storage unit for storing electricity produced by at least one of the plurality of auxiliary engines and the fuel cell,
The fuel cell system,
A hydrogen generator including a reformer and a combustor for reforming the fuel supplied from the branch and the steam supplied from the economizer; And
It includes a fuel cell for producing electricity, including an anode, an anode, and an electrolyte formed between the anode and the cathode,
The electric heater generates electricity by receiving electricity from at least one of the plurality of auxiliary engines, the fuel cell, and the power storage unit, and supplies steam to at least one of the plurality of economizers,
The fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell is joined to the auxiliary engine exhaust gas supplied from the auxiliary engine to the economizer so that the amount of exhaust gas supplied to at least one of the plurality of economizers increases and is supplied to the economizer. Ship characterized by.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전기히터는 상기 전력저장부에 연결되게 설치되되, 상기 수요처가 요구하는 스팀(H2O)의 양이 기설정된 기준스팀요구량을 초과하는 경우 상기 전력저장부에 저장된 전기를 이용하여 스팀(H2O)을 생성하는 것을 특징으로 하는 선박.
According to claim 1,
The electric heater is installed to be connected to the electric power storage unit, but when the amount of steam (H 2 O) required by the customer exceeds a predetermined reference steam demand, steam (H) is used by using electricity stored in the electric power storage unit. 2 O) ship characterized in that it generates.
연료를 저장하는 연료저장탱크에서 전기를 생산하기 위한 복수개의 보조엔진으로 공급되는 연료를 분기시키는 분기부에서 공급되는 연료와 상기 보조엔진들로부터 배출되는 보조엔진배기가스를 열원으로 물을 공급하기 위한 물공급부에서 공급되는 물을 가열하여 수요처가 요구하는 스팀(H2O)을 생성하기 위한 복수개의 이코노마이저에서 공급되는 스팀을 개질반응시키는 개질기 및 연소기를 포함하는 수소생성부;
연료극(Anode), 공기극(Cathode), 및 상기 연료극(Anode)과 공기극(Cathode) 사이에 형성되는 전해질을 포함하여 전기를 생산하는 연료전지; 및
상기 복수개의 보조엔진 및 상기 연료전지 중 적어도 하나가 생산한 전기를 저장하는 전력저장부를 포함하고,
상기 이코노마이저들에 연결되게 설치되고, 상기 복수개의 보조엔진, 상기 연료전지 및 상기 전력저장부 중 적어도 하나로부터 공급받는 전기를 이용하여 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열하여 스팀(H2O)을 생성하기 위한 전기히터에서 생성된 스팀(H2O)은 상기 복수개의 이코노마이저 중 적어도 하나에 공급되며,
상기 연료전지에서 배출되는 연료전지배기가스는 상기 복수개의 이코노마이저 중 적어도 하나에 공급되는 배기가스의 양이 증가하도록 상기 보조엔진에서 상기 이코노마이저로 공급되는 보조엔진배기가스와 합류되어 상기 이코노마이저에 공급되는 것을 특징으로 하는 연료전지시스템.
For supplying water as a heat source to the fuel supplied from a branch that branches the fuel supplied to a plurality of auxiliary engines for producing electricity in a fuel storage tank for storing fuel and auxiliary engine exhaust gas discharged from the auxiliary engines A hydrogen generator including a reformer and a combustor for reforming the steam supplied from a plurality of economizers to generate steam (H 2 O) required by a customer by heating the water supplied from the water supply unit;
A fuel cell for producing electricity, including an anode, an anode, and an electrolyte formed between the anode and the cathode; And
And a power storage unit for storing electricity produced by at least one of the plurality of auxiliary engines and the fuel cell,
It is installed to be connected to the economizers, and heats water supplied from the water supply unit using electricity supplied from at least one of the plurality of auxiliary engines, the fuel cell, and the power storage unit to generate steam (H 2 O). Steam (H 2 O) generated in the electric heater for generating is supplied to at least one of the plurality of economizers,
The fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell is joined to the auxiliary engine exhaust gas supplied from the auxiliary engine to the economizer so that the amount of exhaust gas supplied to at least one of the plurality of economizers increases and is supplied to the economizer. Fuel cell system characterized by.
삭제delete 제4항에 있어서,
상기 전기히터는 상기 전력저장부에 연결되게 설치되되, 상기 수요처가 요구하는 스팀(H2O)의 양이 기설정된 기준스팀요구량을 초과하는 경우 상기 전력저장부에 저장된 전기를 이용하여 스팀(H2O)을 생성하는 것을 특징으로 하는 연료전지시스템.
The method of claim 4,
The electric heater is installed to be connected to the electric power storage unit, but when the amount of steam (H 2 O) required by the customer exceeds a predetermined reference steam demand, steam (H) is used by using electricity stored in the electric power storage unit. 2 O) fuel cell system characterized in that it generates.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20220362736A1 (en) * 2019-10-01 2022-11-17 Haldor Topsøe A/S Offshore reforming installation or vessel

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101572982B1 (en) * 2014-03-27 2015-11-30 대우조선해양 주식회사 Waste heat recycling system for ship mounted with fuel cell
KR101599396B1 (en) * 2014-08-12 2016-03-03 대우조선해양 주식회사 Electric Heating System And Method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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