KR102135056B1 - Receiver for refrigerant storage using membrane and cooling system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매 저장탱크인 수액기에 U자형의 멤브레인 및 냉각시스템을 설치하여, 상부에는 냉매 입출구 및 밸브를 설치하고, 하부에는 압축공기 입출구 및 밸브를 설치하여 맴브레인 하단에 냉매 증기압 이상의 고압을 공급시키면 냉매는 해수온도차 발전시스템으로 주입되며, 냉각시스템을 설치하여 냉매 운반 시 탱크의 온도를 응축온도 이하로 떨어뜨리는, 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기에 관한 것이다.The present invention relates to a refrigerant storage type receiver using a built-in membrane and a cooling system, and more specifically, a U-shaped membrane and a cooling system are installed in a receiver, which is a refrigerant storage tank, to install a refrigerant inlet and a valve at the top, and a bottom. When the compressed air inlet and the valve are installed to supply high pressure above the refrigerant vapor pressure at the bottom of the membrane, the refrigerant is injected into the seawater temperature difference power generation system, and by installing a cooling system, the built-in membrane that drops the temperature of the tank below the condensation temperature during transportation of the refrigerant And a refrigerant storage type receiver using a cooling system.
Description
본 발명은 해수온도차발전의 냉매를 저장하기 위한 수액기로, 냉매 저장탱크를 겸한 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기에 관한 것이다. The present invention relates to a receiver for storing a refrigerant in a difference in seawater temperature, and a refrigerant storage type receiver using an internal membrane and a cooling system that also serves as a refrigerant storage tank.
해수온도차발전시스템의 경우, 해양표층수와 해양심층수의 온도차를 이용하여 발전하는 시스템이다.In the case of the seawater temperature difference power generation system, it is a system that generates power by using the temperature difference between the ocean surface water and the deep ocean water.
낮은 온도에서 쉽게 증발하는 R32 등의 냉매를 이용하여 증발기에서 해양표층수와 열교환 후, 기화된 냉매증기로 터빈을 가동시켜 전력을 생산하는 것이다.It is to produce electricity by using a refrigerant such as R32 that easily evaporates at low temperatures, and then heat-exchanging it with the surface water in the evaporator and then operating the turbine with vaporized refrigerant vapor.
이러한 냉매는 냉매 저장부에 보관되어 운반되고, 시스템 가동 전에 주입시키고, 시스템 점검 및 수리 시 다시 냉매 저장탱크로 회수시켜 저장하게 된다.These refrigerants are stored and transported in the refrigerant storage unit, injected prior to system operation, and recovered and stored in the refrigerant storage tank again during system inspection and repair.
냉매 저장탱크의 경우, 냉매를 보관시 냉매 저장탱크 내에서 일부 증발되는 냉매증기의 최고압력을 충분히 견뎌야 하고, 시스템 운전시의 최고압력 이상에 견딜 수 있는 내압 탱크가 필요하게 된다. In the case of the refrigerant storage tank, when storing the refrigerant, the maximum pressure of the refrigerant vapor that is partially evaporated in the refrigerant storage tank must be sufficiently endured, and an internal pressure tank capable of withstanding the maximum pressure during system operation is required.
이에, 이러한 조건을 만족할 수 있는 장치의 개발이 대두되고 있는 실정이다.Accordingly, the development of a device capable of satisfying these conditions is emerging.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 냉매 저장부 내부에 U자형 멤브레인을 설치하여, 냉매 저장부 상부에는 냉매가 순환되기 위한 입출구 밸브를 설치하고, 냉매 저장부 하부에 냉매 저장부 내부에서 증발되는 냉매 증기의 최고압력 이상의 고압을 주입시키게 되면 냉매는 해수온도차발전시스템 내로 주입될 수 하고, 해수온도차발전시스템 이동시, 냉매는 냉매 저장부에 대부분 회수하여 보관하고, 운반시 냉매 저장부의 상하단 밸브를 잠궈 냉매를 저장하도록 한다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to install a U-shaped membrane inside the refrigerant storage unit, to install an inlet and outlet valve for circulating the refrigerant in the upper refrigerant storage unit, and refrigerant When a high pressure above the maximum pressure of the refrigerant vapor evaporated inside the refrigerant storage unit is injected under the storage unit, the refrigerant can be injected into the seawater temperature difference power generation system, and when the seawater temperature difference generation system is moved, the refrigerant is mostly recovered and stored in the refrigerant storage unit And, when transporting, close the upper and lower valves of the refrigerant storage unit to store the refrigerant.
또한, 액상의 냉매가 회수되어 저장된 냉매탱크를 이동 시, 외부 온도의 영향을 받아 냉매 저장부 내 저장된 액상의 냉매 일부가 증발하게 되고, 이 냉매 증기는 냉매 저장부의 압력을 증가시키게 되므로 차가운 물 등으로 냉각시켜 냉매 저장부의 압력을 낮춰줘야 함으로, 이를 효과적으로 해결하기 위하여,In addition, when the refrigerant in the liquid phase is recovered and moves the stored refrigerant tank, part of the refrigerant in the liquid phase stored in the refrigerant storage part is evaporated under the influence of the external temperature, and this refrigerant vapor increases the pressure in the refrigerant storage part. Cooling with to lower the pressure in the refrigerant storage section, in order to effectively solve this,
냉매 저장부 외부에 냉각수 배관을 설치하고, 외부단열 처리하여 해수온도차발전시스템에서 열침으로 사용되는 해양심층수를 이용하거나 추가적으로 냉동기를 이용하여 차가운 유체를 냉매 저장부 외부에 설치된 냉각수 배관으로 공급시켜 냉매 저장부의 온도를 냉매 저장부 내 액상의 냉매의 응축 온도 이하로 낮춰줌으로서, 냉매 저장부의 압력을 효과적으로 감소시킬 수 있도록 한 것이다. Cooling water piping is installed outside the refrigerant storage unit, and external insulation is used to use deep ocean water used as a heat needle in the seawater temperature difference generation system or additionally, a cooler is supplied to the cooling water piping installed outside the refrigerant storage unit to store refrigerant. By lowering the negative temperature below the condensation temperature of the liquid refrigerant in the refrigerant storage unit, the pressure in the refrigerant storage unit can be effectively reduced.
따라서, 상기와 같은 냉매 주입 및 회수가 가능한 단열처리된 혹은 차가운 유체 공급에 따른 온도 조절형 냉매 저장부를 단일 혹은 다수의 수액기로 제작하여 분리 격막 상하단의 압력과 온도를 제어할 수 있게 함으로서, 냉매 저장탱크를 겸하는 수액기로 이용이 가능한, 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기를 제공하는데 있다.Therefore, by manufacturing the temperature-controlled refrigerant storage unit according to the adiabatic or cold fluid supply capable of injecting and recovering the refrigerant as described above, with a single or multiple receivers, the pressure and temperature of the upper and lower separation membranes can be controlled, thereby storing the refrigerant. It is to provide a refrigerant storage type receiver using an internal membrane and a cooling system, which can be used as a receiver serving as a tank.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention will be described below, and will be learned by embodiments of the present invention. In addition, the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations indicated in the claims.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, The present invention as a means for solving the above problems,
해수온도차 발전시스템에 사용되어, 증발기(120)와 응축기(140) 사이에 설치되어, 터빈(130)을 가동시키기 위한 냉매가 주입되는 수액기(100)에 있어서, 상기 수액기(100)는 냉매가 내부에 저장되되, 냉매의 주입 및 회수가 가능토록, 냉매 순환용 유출구 밸브(V1, V2)가 설치되어 있는 냉매 저장부(10); 상기 냉매 저장부(10)의 외주연에 형성되는 단열층(20); 상기 단열층(20)에 다수 형성되어, 상기 냉매 저장부(10)를 냉각시키기 위한 냉각수가 유동되도록 함으로써, 냉매 저장부(10)의 온도를 조절하는 냉각수 라인(30); 상기 냉매 저장부(10) 내주연에 팽창가능하게 내장설치되는 멤브레인(40); 상기 멤브레인(40)과 연결되어, 멤브레인(40)을 팽창하기 위한 가압유체를 주입 또는 배출시켜, 냉매 저장부(10) 내 압력을 조절하는 가압라인(50); 으로 구성되어, 상기 냉매 저장부(10) 내부에 냉매의 주입 및 회수가 가능하여, 냉매 저장탱크로 사용이 가능하고, 내부의 온도와 압력제어가 가능한 것을 특징으로 한다.Used in the seawater temperature difference power generation system, installed between the
또한, 상기 냉각수 라인(30)은 상기 응축기(140)에서 냉매증기의 냉각에 사용된 심층수 일부를 분기하여 냉각수로 사용되거나, 또는 응축기(140)를 거치지 않은 별도의 심층수를 냉각수로 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 내장 멤블레인을 설치하고, 해양심층수를 이용하거나 추가적으로 냉동기를 이용하여, 냉매 저장부의 압력을 효과적으로 감소시킴으로써, 냉매를 보관시 냉매 저장부 내에서 일부 증발되는 냉매증기의 최고압력 및 시스템 운전시의 최고압력 이상에 견딜 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is to install the internal membrane, by using deep ocean water or additionally using a freezer, by effectively reducing the pressure of the refrigerant storage unit, refrigerant vapor is partially evaporated in the refrigerant storage unit when storing the refrigerant It has the effect of being able to withstand the maximum pressure and the maximum pressure during system operation.
또한, 본 발명은 냉매 저장탱크를 겸하는 수액기로 이용할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has an effect that can be used as a receiver serving as a refrigerant storage tank.
도 1은 본 발명에 따른 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기를 나타낸 일실시예의 전체시스템 구성도.
도 2는 보조 냉각장치가 이용된 본 발명에 따른 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기를 나타낸 일실시예의 전체시스템 구성도.
도 3은 냉매 저장탱크 역할을 하는 수액기의 내부 모습을 나타낸 일실시예의 도면.
도 4는 냉각장치가 구비된 이동형 수액기를 나타낸 일실시예의 도면.1 is an overall system configuration diagram of an embodiment showing a refrigerant storage type receiver using an embedded membrane and a cooling system according to the present invention.
Figure 2 is an overall system configuration diagram of an embodiment showing a refrigerant storage type receiver using an internal membrane and a cooling system according to the present invention in which an auxiliary cooling device is used.
Figure 3 is a view of one embodiment showing the internal appearance of the receiver serving as a refrigerant storage tank.
Figure 4 is a view of an embodiment showing a mobile receiver equipped with a cooling device.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도하지 않는다.Before describing the various embodiments of the present invention in detail, it will be appreciated that its application is not limited to the details of the configurations and arrangements of components described in the following detailed description or illustrated in the drawings. The present invention can be implemented and implemented in other embodiments and can be performed in a variety of ways. In addition, the device or element orientation (eg "front", "back", "up", "down", "top", "bottom") The expressions and predicates used herein with respect to terms such as “, “left”, “right”, “lateral”, etc. are only used to simplify the description of the present invention, and related devices Or you will see that the element simply indicates or does not mean that it should have a specific direction. Also, terms such as “first” and “second” are used in the present application and the appended claims for explanation and are not intended to indicate or mean relative importance or purpose.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor appropriately explains the concept of terms to explain his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the embodiments and the drawings described in this specification are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, and thus can replace them at the time of application. It should be understood that there may be equivalents and variations.
본 발명에 따른 일실시예를 살펴보면, Looking at one embodiment according to the present invention,
해수온도차 발전시스템에 사용되어, 증발기(120)와 응축기(140) 사이에 설치되어, 터빈(130)을 가동시키기 위한 냉매가 주입되는 수액기(100)에 있어서, 상기 수액기(100)는 냉매가 내부에 저장되되, 냉매의 주입 및 회수가 가능토록, 냉매 순환용 유출구 밸브(V1, V2)가 설치되어 있는 냉매 저장부(10); 상기 냉매 저장부(10)의 외주연에 형성되는 단열층(20); 상기 단열층(20)에 다수 형성되어, 상기 냉매 저장부(10)를 냉각시키기 위한 냉각수가 유동되도록 함으로써, 냉매 저장부(10)의 온도를 조절하는 냉각수 라인(30); 상기 냉매 저장부(10) 내주연에 팽창가능하게 내장설치되는 멤브레인(40); 상기 멤브레인(40)과 연결되어, 멤브레인(40)을 팽창하기 위한 가압유체를 주입 또는 배출시켜, 냉매 저장부(10) 내 압력을 조절하는 가압라인(50); 으로 구성되어, 상기 냉매 저장부(10) 내부에 냉매의 주입 및 회수가 가능하여, 냉매 저장탱크로 사용이 가능하고, 내부의 온도와 압력제어가 가능한 것을 특징으로 한다.Used in the seawater temperature difference power generation system, installed between the
또한, 상기 냉각수 라인(30)은 상기 응축기(140)에서 냉매증기의 냉각에 사용된 심층수 일부를 분기하여 냉각수로 사용되거나, 또는 응축기(140)를 거치지 않은 별도의 심층수를 냉각수로 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 냉각수 라인(30)은 냉각수를 공급하는 냉각장치(60)가 연결되어 사용되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 수액기(100)는 냉매를 주입시, 상기 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 후단 배관(A)의 압력이 수액기(100) 내부 압력보다 높아, 냉매펌프(110)만으로 주입이 불가능한 경우, 상기 가압라인(50)을 통해 수액기(100) 내부 압력보다 고압으로 가압유체를 주입하여 멤브레인(40)의 부피를 증가시킴으로써, 상기 수액기(100) 내부에 냉매가 차지하고 있는 체적을 감소시켜 압력을 상승시켜, 상대적으로 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 후단 배관(A)의 압력보다 수액기(100) 내부의 압력이 상승하여, 해수온도차 발전시스템으로의 냉매 주입이 가능토록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the
또한, 상기 수액기(100)는 냉매 회수 시, 상기 수액기(100) 내부의 압력이 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 전단 배관(B)의 압력보다 높아 냉매의 회수가 불가능한 경우, 상기 냉각수 라인(30)을 통해 냉각장치(60)의 냉각수 또는 심층수를 순환시켜, 수액기(100) 내부의 온도 및 압력을 감소시켜 냉매를 회수하도록 하거나 또는, 상기 멤브레인(40) 내 가압유체를 외부로 배출시켜, 멤브레인(40)의 내부 체적을 확보하여 내부 압력을 낮춰 냉매의 회수가 가능토록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the
또한, 상기 수액기(100)를 냉매 저장탱크로 이용하여 냉매를 이송할 경우, 외부영향에 의해 상기 수액기(100) 내부 냉매가 증발하여 내부 압력 상승 시, 상기 수액기(100) 외부를 감싸는 냉각수 라인(30)을 통해 냉각수를 순환시켜, 수액기(100) 내부의 압력을 감소시켜 안정적인 운송이 가능토록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the refrigerant is transported using the
또한, 상기 해수온도차 발전시스템은 상기 수액기(100) 후단에 설치되어, 작동유체인 냉매를 순환시키는 냉매펌프(110); 상기 냉매펌프(110)로부터 공급받은 냉매를, 해양 표층수와 열교환시켜 냉매증기로 기화시키는 증발기(120); 상기 냉매증기가 공급되어 회전됨으로써, 운동에너지가 전기로 전환되는 터빈(130); 상기 터빈(130)을 통과한 냉매를, 해양 심층수와 열교환시켜 응축하여 액화시켜, 상기 수액기(100) 내부로 순환시키는 응축기(140); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the seawater temperature difference power generation system is installed at the rear end of the
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a refrigerant storage type receiver using an embedded membrane and a cooling system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
본 발명의 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기(100)는 냉매 저장부(10), 단열층(20), 냉각수 라인(30), 멤브레인(40), 가압라인(50)을 포함한다.The refrigerant
우선 본 발명의 냉매 저장형 수액기(100)가 사용되는 해수온도차 발전시스템의 구성을 살펴보면 하기와 같다.First, the configuration of the seawater temperature difference power generation system in which the refrigerant
도 1에서와 같이, 해수온도차 발전시스템의 경우, 수액기(100) 내부에 저장된 냉매(액체 작동유체(R32 등))를 냉매펌프(110)를 이용하여 증발기(120)로 공급하고, 기화된 냉매가 터빈(130)을 회전시켜 운동에너지가 전기로 전환되어 사용된다. 터빈(130)을 통과한 냉매는 응축기(140)에서 다시 액화되어 수액기(100)로 순환하며 반복한다. As shown in Figure 1, in the case of a seawater temperature difference power generation system, the refrigerant (liquid working fluid (R32, etc.)) stored inside the
이를 위한 해수온도차 발전시스템은 수액기(100), 냉매펌프(110), 증발기(120), 터빈(130), 응축기(140)로 구성된다. The seawater temperature difference power generation system for this is composed of a
상기 해수온도차 발전시스템의 초기 가동을 위해서는, 수액기(100)에 충전된 냉매를 해수온도차 발전시스템에 주입해야 하며, 이를 위해 냉매펌프(110)를 가동하여 수액기(100)에서 냉매를 흡입하여 해수온도차 발전시스템의 각 기기로 냉매를 이송 및 주입한다.For the initial operation of the seawater temperature difference power generation system, the refrigerant charged in the
본 발명에서는In the present invention
상기 수액기(100)에서 해수온도차 발전시스템으로 냉매 주입 시, 해수온도차 발전시스템의 배관에서 냉매의 증발 등의 이유로, 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 후단 배관(A)의 압력이 수액기(100)의 압력보다 높아져, 냉매펌프(110) 구동만으로 냉매의 주입이 불가능해질 경우, 후술될 수액기(100) 내부의 U자형 멤브레인(40) 내부의 가압라인(50) 및 가압장치(53)를 통해 공기, 담수 등의 유체를 고압으로 주입하여, 멤브레인(40)의 부피를 증가시켜 수액기(100) 내부의 압력을 상승시킴으로서, 수액기(100)에서 해수온도차 발전시스템으로의 냉매 주입이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.When the refrigerant is injected from the
또한, 플랜트의 분해 및 이송시, 냉매의 회수를 위해 수액기(100) 후단(냉매 펌프 입구측) 밸브를 닫은 상태에서 냉매펌프(110) 또는 압축기를 가동하여, 해수온도차 발전시스템에 남은 액 또는 기체상의 냉매를 수액기(100)로 회수한다.In addition, when disassembling and transporting the plant, the
이때 냉매는 응축기(140)에서 저온 해수(심층수)와 열교환하여 응축 후에 수액기(100)로 저장된다. 사용자의 실시예에 따라, 심층수를 공급하도록 응축기와 연결된 공급배관에 다수의 공급제어밸브(V5, V6)를 제어하여, 상기 응축기(140)에서 냉매증기의 냉각에 사용된 심층수 일부를 분기하여 냉각수로 사용되거나, 또는 응축기(140)를 거치지 않은 별도의 심층수를 냉각수로 사용하도록 할 수 있음이다.At this time, the refrigerant is heat exchanged with low-temperature seawater (deep water) in the
더불어, 상황에 따라 응축기(140)에서 저온해수를 사용하지 않는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 수액기(100) 외부에 설치된 별도의 냉각장치(냉각기)(60) 및 냉각수 라인(30)을 통해, 수액기(100)를 냉각하여 내부 압력을 낮춰 저온 저압으로 냉매를 응축 및 저장한다.In addition, when the low temperature seawater is not used in the
이러한 냉매 회수시 수액기(100) 내부의 압력이 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 전단 배관(B)의 압력보다 높아 냉매의 회수가 이루어지지 않는 경우, 멤브레인(40) 내부의 유체를 배출하여 수액기(100) 내부 부피를 줄임으로 압력을 감소시켜 시스템에서 수액기(100)로 냉매의 회수가 이루어질 수 있도록 한다.When the refrigerant is recovered, the pressure inside the
또한, 수액기(100)에 저장된 액상태 냉매의 경우, 수액기(100) 입구측 밸브(V1)와 출구측 밸브(V2)를 닫은 상태에서 해수온도차 발전시스템과 분리되며, 해수온도차 발전시스템의 이송을 위한 냉매 저장탱크로 사용이 가능하다.In addition, in the case of the liquid refrigerant stored in the
이송시 외부 환경 등에 의해 수액기(100) 내부의 액상태 냉매가 증발하여 내부 압력이 높아질 경우, 수액기(100) 외부의 냉각장치(60) 및 냉각수 라인(30)을 통해, 수액기(100)를 냉각하여 내부 압력을 낮춰 안정적인 운반이 가능하도록 한다.When the liquid state refrigerant inside the
상기 냉매의 회수, 저장 과정에서 공급되는 냉각수 또는 저온 해수는, 배관에 설치된 전환밸브(V)를 통해 응축기(140)와 수액기(100)의 냉각수 배관으로 각각 선택적, 또는 동시에 공급되도록 하며, 수액기(100)를 냉각한 후에 외부로 배출되도록 한다.The coolant or cold seawater supplied in the process of recovering and storing the refrigerant is selectively or simultaneously supplied to the cooling water piping of the
상기 수액기(100)를 냉매 저장탱크로 활용하여 냉매를 이송 할때 수액기(100)에 공급되는 냉각수는, 냉각장치(60)를 활용한 저온 냉매 등으로 대체 가능하며, 별도의 냉각 사이클에서 냉매를 응축하기 위한 열원으로 사용된 저온 해수의 활용도 가능할 것이다.When the refrigerant is transported by using the
하기에서는 상기에서 설명된 바와 같이, 냉매 저장탱크로 사용되어지는 본 발명의 수액기(100)의 구조를 상세히 설명하도록 한다.In the following, as described above, the structure of the
이러한 상기 수액기(100)는 냉매 저장부(10), 단열층(20), 냉각수 라인(30), 멤브레인(40), 압축공기 입구(51)와 압축공기 출구(52)가 구비된 가압라인(50)을 포함한다.The
상기 냉매 저장부(10)는 내부가 비어있는 원형 단면의 하우징이며, 냉매 저장부(10) 상부에는 냉매가 순환되기 위한 2개의 냉매순환배관(P)이 전, 후단에 연통연결되어 있고, 각각에는 입/출구 밸브(V1, V2)가 설치되어 있도록 한다.The
상기 단열층(20)은 냉매 저장부(10)의 외주연에 형성되는 것이며, 이러한 단열층(20)에는 상기 냉매 저장부(10)를 냉각시키기 위한 냉각수가 유동되도록 함으로써, 냉매 저장부(10)의 온도를 조절하는 냉각수 라인(30)이, 냉매 저장부(10)의 둘레에 상호간 이격되며 다수 형성되어 있도록 한다.The
상기 멤브레인(40)은 냉매 저장부(10) 내주연에 U자 단면형태로 팽창가능하게 내장설치되는 것이며, 이러한 멤브레인(40)에는 멤브레인(40)과 연결되어, 멤브레인(40)을 팽창하기 위한 가압유체(공기 또는 담수 등)를 가압장치(53)를 이용하여 주입 또는 배출시켜, 냉매 저장부(10) 내 압력을 조절하는 압축공기 입구(51)와 압축공기 출구(52)가 구비된 가압라인(50)이 형성되어 있도록 한다. 물론, 가압라인 입출구 배관에도 각각 가압제어밸브(V3, V4)이 설치되어 있어야 함은 당연하다.The
상기와 같은 구성을 가지는 수액기(100)의 사용형태를 살펴보면 하기와 같다.Looking at the use form of the
1. 냉매 주입시, 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 후단 배관(A)의 압력이 수액기(100)(더욱 자세히는 냉매 저장부(10)) 내부 압력보다 높아 냉매펌프(110)만으로 주입이 불가능할 경우,1. When the refrigerant is injected, the pressure of the piping (A) at the rear end of the receiver (100) of the seawater temperature difference power generation system is higher than the internal pressure of the receiver (100, more specifically, the refrigerant storage unit (10)), and only the refrigerant pump (110) If injection is not possible,
압축공기 입구(51)로 공기, 물 등 유체를 수액기(100) 내부 압력보다 고압으로 주입하여 멤브레인(40)의 부피를 증가시킴으로, 수액기(100) 내부에 냉매가 차지하고 있는 체적을 감소시켜 압력을 상승시키며, 이때, 상대적으로 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 후단 배관(A)의 압력보다 수액기(100) 내부의 압력이 상승하여 해수온도차 발전시스템으로의 냉매 주입이 가능토록 한다.By injecting a fluid such as air or water into the
2. 수액기(100) 내 냉매 회수시, 외기 온도 등 외부 환경으로 인해, 수액기(100) 내부의 압력이 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 전단 배관(B)의 압력보다 높아 냉매의 회수가 불가능한 경우, 수액기(100) 외부를 감싸는 냉각수 라인(30)을 통해 냉각장치(60)에서 생산된 냉각수 또는 심층수 배출수 등을 순환시켜, 수액기(100) 내부의 온도 및 압력을 감소시켜 냉매를 회수할 수 있으며, 멤브레인(40) 유체 출구를 통해 멤브레인(40) 내부의 유체를 배출시켜 내부 체적을 확보하여 내부 압력을 낮춰 냉매의 회수가 가능토록 한다.2. When the refrigerant in the
3. 수액기(100)를 저장탱크로 활용하여 냉매를 이송할 때, 외기 등 외부 환경에 의해 수액기(100) 내부 냉매가 증발하여 내부 압력 상승 시, 수액기(100) 외부를 감싸는 냉각수 라인(30)을 통해 냉각장치(60)에서 생산된 냉각수를 순환시켜 수액기(100) 내부의 압력을 감소시켜 안정적인 운송이 가능토록 한다.3. When transferring the refrigerant using the receiver (100) as a storage tank, the refrigerant inside the receiver (100) evaporates due to external environment such as outside air, and when the internal pressure rises, the cooling water line surrounding the receiver (100) outside The cooling water produced by the cooling
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by a limited number of embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following will be described by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and changes are possible within the equal scope of the claims to be described.
10: 냉매 저장부 20: 단열층
30: 냉각수 라인 40: 멤브레인
50: 가압라인 51: 압축공기 입구
52: 압축공기 출구 53: 가압장치
60: 냉각장치 100: 수액기
110: 냉매펌프 120: 증발기
130: 터빈 140: 응축기
P: 냉매순환배관 V: 전환밸브
V1: 입구측 밸브 V2: 출구측 밸브
V3, V4: 가압제어밸브 V5, V6: 공급제어밸브10: refrigerant storage unit 20: insulating layer
30: coolant line 40: membrane
50: pressurized line 51: compressed air inlet
52: compressed air outlet 53: pressurization device
60: cooling device 100: receiver
110: refrigerant pump 120: evaporator
130: turbine 140: condenser
P: Refrigerant circulation piping V: Switching valve
V1: inlet valve V2: outlet valve
V3, V4: Pressure control valve V5, V6: Supply control valve
Claims (7)
상기 수액기(100)는
냉매가 내부에 저장되되, 냉매의 주입 및 회수가 가능토록, 냉매 순환용 유출구 밸브(V1, V2)가 설치되어 있는 냉매 저장부(10);
상기 냉매 저장부(10)의 외주연에 형성되는 단열층(20);
상기 단열층(20)에 다수 형성되어, 상기 냉매 저장부(10)를 냉각시키기 위한 냉각수가 유동되도록 함으로써, 냉매 저장부(10)의 온도를 조절하는 냉각수 라인(30);
상기 냉매 저장부(10) 내주연에 팽창가능하게 내장설치되는 멤브레인(40);
상기 멤브레인(40)과 연결되어, 멤브레인(40)을 팽창하기 위한 가압유체를 주입 또는 배출시켜, 냉매 저장부(10) 내 압력을 조절하는 가압라인(50); 으로 구성되어,
상기 냉매 저장부(10) 내부에 냉매의 주입 및 회수가 가능하여, 냉매 저장탱크로 사용이 가능하고, 내부의 온도와 압력제어가 가능한 것을 특징으로 하는 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기.
It is used in the seawater temperature difference power generation system, is installed between the evaporator 120 and the condenser 140, in the receiver 100 is injected with a refrigerant for operating the turbine 130,
The receiver 100 is
A refrigerant storage unit 10 in which refrigerant is stored therein, and through which outlet valves V1 and V2 for refrigerant circulation are installed to enable injection and recovery of refrigerant;
An insulating layer 20 formed on the outer periphery of the refrigerant storage unit 10;
A cooling water line 30 formed in a plurality of the heat insulating layers 20 so as to flow cooling water for cooling the refrigerant storage unit 10 to control the temperature of the refrigerant storage unit 10;
The refrigerant storage unit 10, the membrane 40 is installed to be installed expandably on the inner periphery;
A pressure line 50 which is connected to the membrane 40 and injects or discharges a pressurized fluid for expanding the membrane 40 to regulate the pressure in the refrigerant storage unit 10; It consists of,
It is possible to inject and recover the refrigerant inside the refrigerant storage unit (10), so it can be used as a refrigerant storage tank, and the refrigerant storage type fluid using the built-in membrane and cooling system characterized in that the temperature and pressure can be controlled inside. group.
상기 냉각수 라인(30)은
상기 응축기(140)에서 냉매증기의 냉각에 사용된 심층수 일부를 분기하여 냉각수로 사용되거나, 또는 응축기(140)를 거치지 않은 별도의 심층수를 냉각수로 사용하는 것을 특징으로 하는 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기.
According to claim 1,
The coolant line 30 is
In the condenser 140, a portion of the deep water used for cooling the refrigerant vapor is branched and used as cooling water, or a separate deep water that does not pass through the condenser 140 is used as cooling water. Refrigerant storage type receiver.
상기 냉각수 라인(30)은
냉각수를 공급하는 냉각장치(60)가 연결되어 사용되는 것을 특징으로 하는 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기.
According to claim 1,
The coolant line 30 is
Refrigerant storage type receiver using the built-in membrane and cooling system, characterized in that the cooling device 60 for supplying cooling water is connected and used.
상기 수액기(100)는 냉매를 주입시,
상기 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 후단 배관(A)의 압력이 수액기(100) 내부 압력보다 높아, 냉매펌프(110)만으로 주입이 불가능한 경우,
상기 가압라인(50)을 통해 수액기(100) 내부 압력보다 고압으로 가압유체를 주입하여 멤브레인(40)의 부피를 증가시킴으로써, 상기 수액기(100) 내부에 냉매가 차지하고 있는 체적을 감소시켜 압력을 상승시켜, 상대적으로 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 후단 배관(A)의 압력보다 수액기(100) 내부의 압력이 상승하여, 해수온도차 발전시스템으로의 냉매 주입이 가능토록 하는 것을 특징으로 하는 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기.
According to claim 1,
When the refrigerant is injected into the receiver 100,
When the pressure of the pipe (A) at the rear end of the receiver (100) of the seawater temperature difference power generation system is higher than the internal pressure of the receiver (100), and it is impossible to inject only with the refrigerant pump (110),
By injecting a pressurized fluid at a higher pressure than the pressure inside the receiver 100 through the pressurizing line 50 to increase the volume of the membrane 40, the volume occupied by the refrigerant in the receiver 100 is reduced to increase the pressure. By increasing the pressure, the pressure inside the receiver 100 rises rather than the pressure of the piping (A) at the rear end of the receiver 100 of the seawater temperature difference generation system, so that refrigerant injection into the seawater temperature difference generation system is possible. Refrigerant storage type receiver using built-in membrane and cooling system.
상기 수액기(100)는 냉매 회수 시,
상기 수액기(100) 내부의 압력이 해수온도차 발전시스템의 수액기(100) 전단 배관(B)의 압력보다 높아 냉매의 회수가 불가능한 경우,
상기 냉각수 라인(30)을 통해 냉각장치(60)의 냉각수 또는 심층수를 순환시켜, 수액기(100) 내부의 온도 및 압력을 감소시켜 냉매를 회수하도록 하거나 또는,
상기 멤브레인(40) 내 가압유체를 외부로 배출시켜, 멤브레인(40)의 내부 체적을 확보하여 내부 압력을 낮춰 냉매의 회수가 가능토록 하는 것을 특징으로 하는 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기.
According to claim 1,
The receiver 100 when the refrigerant is recovered,
When the pressure inside the receiver 100 is higher than the pressure of the front pipe (B) of the receiver 100 of the seawater temperature difference power generation system, recovery of the refrigerant is impossible.
Circulating the cooling water or deep water of the cooling device 60 through the cooling water line 30 to reduce the temperature and pressure inside the receiver 100 to recover the refrigerant, or
Refrigerant storage type fluid using built-in membrane and cooling system, characterized in that the pressurized fluid in the membrane (40) is discharged to the outside to secure the internal volume of the membrane (40), thereby reducing the internal pressure to recover the refrigerant. group.
상기 수액기(100)를 냉매 저장탱크로 이용하여 냉매를 이송할 경우,
외부영향에 의해 상기 수액기(100) 내부 냉매가 증발하여 내부 압력 상승 시,
상기 수액기(100) 외부를 감싸는 냉각수 라인(30)을 통해 냉각수를 순환시켜, 수액기(100) 내부의 압력을 감소시켜 안정적인 운송이 가능토록 하는 것을 특징으로 하는 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기.
According to claim 1,
When transferring the refrigerant using the receiver 100 as a refrigerant storage tank,
When the internal pressure rises due to the evaporation of the refrigerant inside the receiver (100) due to external influences,
Refrigerant using the built-in membrane and cooling system characterized in that circulating the cooling water through the cooling water line (30) surrounding the receiver (100), reducing the pressure inside the receiver (100) to enable stable transportation. Storage type receiver.
상기 해수온도차 발전시스템은
상기 수액기(100) 후단에 설치되어, 작동유체인 냉매를 순환시키는 냉매펌프(110);
상기 냉매펌프(110)로부터 공급받은 냉매를, 해양 표층수와 열교환시켜 냉매증기로 기화시키는 증발기(120);
상기 냉매증기가 공급되어 회전됨으로써, 운동에너지가 전기로 전환되는 터빈(130);
상기 터빈(130)을 통과한 냉매를, 해양 심층수와 열교환시켜 응축하여 액화시켜, 상기 수액기(100) 내부로 순환시키는 응축기(140);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 내장 멤브레인 및 냉각 시스템을 이용한 냉매 저장형 수액기.
According to claim 1,
The seawater temperature difference power generation system
A refrigerant pump 110 installed at the rear end of the receiver 100 to circulate the refrigerant as the working fluid;
An evaporator (120) for vaporizing the refrigerant supplied from the refrigerant pump (110) by heat exchange with the surface water of the ocean to vaporize the refrigerant;
A turbine 130 in which kinetic energy is converted into electricity by supplying and rotating the refrigerant vapor;
A condenser 140 circulating the refrigerant passing through the turbine 130 to heat and exchange with deep ocean water to condense to liquefy, and circulating inside the receiver 100;
Refrigerant storage type receiver using the built-in membrane and cooling system, characterized in that it comprises a.
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