KR102220071B1 - Boiler system - Google Patents
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Abstract
보일러 시스템에서는, 액상의 보일러수를 저장하고 원동기의 배기로를 흐르는 배기를 열원으로 하여 보일러수를 가열하는 보일러부와, 보일러부로부터 액상의 보일러수를 송출하여 제2순환로를 통하여 보일러부에 순환시키는 제2펌프와, 소기로상에 배치되어 소기로를 흐르는 소기를 열원으로 하여 제2순환로를 흐르는 보일러수를 가열하는 압축공기 열교환기가 설치된다. 이와 같이 보일러 시스템에서는, 선내의 증기 시스템으로 증기를 공급하는 보일러부에, 상기의 압축공기 열교환기, 제2펌프 및 제2순환로를 추가함으로써 원동기에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성할 수 있다.In the boiler system, a boiler unit that stores liquid boiler water and heats the boiler water using exhaust flowing through the exhaust path of the prime mover as a heat source, and a boiler unit that delivers liquid boiler water from the boiler unit and circulates it through the second circulation path A second pump is installed on the scavenging furnace, and a compressed air heat exchanger is installed that heats the boiler water flowing through the second circulation path using the scavenging air flowing through the scavenging furnace as a heat source. In this way, in the boiler system, the compressed air heat exchanger, the second pump, and the second circulation path are added to the boiler unit that supplies steam to the steam system in the ship. As the boiler water can be heated, steam of the boiler water can be efficiently generated.
Description
본 발명은 보일러 시스템(boiler system)에 관한 것이다.
The present invention relates to a boiler system.
종래로부터 대형 선박에서는, 주기관(主機關)으로부터 배출된 배기폐열(排氣廢熱)에 의하여 보일러수(boiler水)를 가열하여 증기(蒸氣)를 생성하는 배기가스 이코노마이저(排氣gas economizer)가 굴뚝내에 설치된다. 예를 들면 일본국 공개특허 특개2011-196646호 공보(문헌1)에 나타내는 배기가스 이코노마이저 시스템에서는, 보조 보일러(補助 boiler)에 저장되는 보일러수가 보일러수 순환펌프에 의하여 배기가스 이코노마이저로 송출되고, 배기가스 이코노마이저에 의하여 가열된 후에 보조 보일러로 되돌려진다.Conventionally, in large ships, an exhaust gas economizer that generates steam by heating boiler water using exhaust waste heat discharged from a main engine has been used. It is installed in the chimney. For example, in the exhaust gas economizer system shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2011-196646 (Document 1), boiler water stored in an auxiliary boiler is sent to the exhaust gas economizer by a boiler water circulation pump, and exhaust After being heated by the gas economizer, it is returned to the auxiliary boiler.
한편 일본국 등록실용신안 제3044386호 공보(문헌2)에서는, 디젤 발전기(diesel 發電機)의 배기를 이용하여 발전을 하는 발전장치가 개시되어 있다. 당해 발전장치에서는, 디젤 발전기 등의 배기에 의하여 가열된 물 또는 수증기에 의하여, 순환로(循環路)를 순환하는 유기유체(有機流體)가 열교환기(熱交換器)를 통하여 가열되고, 당해 유기유체에 의하여 터빈(turbine)이 구동되어 발전기에 의하여 발전이 이루어진다. 당해 발전장치는 즉 유기매체(有機媒體)를 작동유체(作動流體)로서 유기 랜킨 사이클(ORC:Organic Rankine Cycle)을 실시하는 폐열회수장치(廢熱回收裝置)이다.On the other hand, Japanese Utility Model Registration No. 3044386 (Document 2) discloses a power generation device that generates power by using the exhaust of a diesel generator. In the power generation device, an organic fluid circulating in a circulation path is heated through a heat exchanger by means of water or steam heated by exhaust from a diesel generator or the like, and the organic fluid. The turbine (turbine) is driven by the power generation is made by the generator. The power generation device is, that is, a waste heat recovery device that performs an organic rankine cycle (ORC) using an organic medium as a working fluid.
일본국 공개특허 특개2011-149332호 공보(문헌3)의 발전장치에서는, 선박의 주기관의 배기폐열 및 과급기(過給器)로부터 주기관에 공급되는 압축공기의 폐열이 물보다 비등점(沸騰點)이 높은 열매(熱媒)에 의하여 회수(回收)되고, 열교환기에 있어서 당해 열매에 의하여 유기유체가 가열되어 증발한다. 그리고 증발된 유기유체에 의하여 터빈이 구동되고, 터빈에 접속된 발전기에 의하여 발전이 이루어진다. 또한 일본국 공개특허 특개2011-231636호 공보(문헌4)의 발전장치에서는, 선박의 주기관 본체를 냉각하는 재킷 냉각수(jacket 冷却水)의 폐열 및 과급기로부터 주기관에 공급되는 압축공기의 폐열이 열매수(熱媒水)에 의하여 회수되고, 열교환기에 있어서 당해 열매수에 의하여 유기유체가 가열되어 증발한다. 그리고 증발된 유기유체에 의하여 터빈이 구동되고, 터빈에 접속된 발전기에 의하여 발전이 이루어진다.In the power generation system of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-149332 (Document 3), the exhaust waste heat of the main engine of the ship and the waste heat of the compressed air supplied to the main engine from the supercharger are at a boiling point than water. ) Is recovered by a high heat medium, and the organic fluid is heated and evaporated by the heat medium in a heat exchanger. In addition, the turbine is driven by the evaporated organic fluid, and electricity is generated by a generator connected to the turbine. In addition, in the power generation apparatus of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-231636 (Document 4), waste heat of jacket cooling water cooling the main engine body of a ship and waste heat of compressed air supplied from the supercharger to the main engine It is recovered by heat medium water, and the organic fluid is heated and evaporated by the heat medium water in a heat exchanger. In addition, the turbine is driven by the evaporated organic fluid, and electricity is generated by a generator connected to the turbine.
일본국 공개특허 특개2012-215124호 공보(문헌5)의 발전장치에서는, 선박의 주기관의 배기폐열, 과급기로부터 주기관에 공급되는 압축공기의 폐열 및 주기관 본체를 냉각하는 재킷 냉각수의 폐열을, 각각 개별적으로 회수하는 3개의 유기매체 경로가 병행하여(즉 서로 독립하여) 설치된다. 이들 3개의 유기매체 경로에서 기화(氣化)된 유기매체는, 1개의 레이디얼 터빈(radial turbine)에 대하여 축선방향(軸線方向)에 있어서의 3개의 서로 다른 위치로부터 유입된다. 또한 당해 발전장치에서는, 증기 드럼(蒸氣 drum)내의 물이 배기가스 이코노마이저로 송출되어서 기화하여 선내(船內)의 보조장치로 공급된다. 보조장치로 공급된 증기는, 70℃ 정도의 물로서 대기압 드레인 탱크(大氣壓 drain tank)로 되돌려진다. 대기압 드레인 탱크내의 물은, 압축공기와의 열교환을 하는 열교환기 및 배기와의 열교환을 하는 열교환기를 경유하여 대기압 드레인 탱크로 순환한다.In the power generation apparatus of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-215124 (Document 5), waste heat of exhaust heat from the main engine of the ship, waste heat of compressed air supplied from the supercharger to the main engine, and waste heat of jacket cooling water to cool the main engine , Three paths of organic media, each individually recovered, are installed in parallel (ie independently of each other). The organic medium vaporized in these three organic medium paths flows in from three different positions in the axial direction for one radial turbine. Further, in the power generation device, water in a steam drum is sent to an exhaust gas economizer, vaporized, and supplied to an auxiliary device in the ship. The steam supplied to the auxiliary device is returned to the atmospheric drain tank as water of about 70°C. The water in the atmospheric pressure drain tank circulates to the atmospheric pressure drain tank via a heat exchanger for heat exchange with compressed air and a heat exchanger for heat exchange with exhaust air.
그런데 문헌1의 배기가스 이코노마이저 시스템에서는, 선박의 주기관으로부터의 배기폐열만을 이용하여 증기를 생성하고 있어, 주기관의 폐열의 이용효율이 별로 높지 않다. 또한 문헌2의 발전장치도 마찬가지로 디젤 발전기의 배기폐열만을 이용하여 ORC를 실시하고 있기 때문에, 디젤 발전기의 폐열의 이용효율이 별로 높지 않다.However, in the exhaust gas economizer system of
문헌3 내지 5에서는, 선박의 주기관에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 발전이 이루어진다. 그러나 문헌5에서는, 상기한 바와 같이 여러 종류의 폐열을 개별적으로 회수하는 복수의 유기매체 경로가 설치되고 또한 이들의 유기매체 경로와는 별도로 배기가스 이코노마이저에 의하여 증기 드럼내의 물을 기화시켜서 선내에 공급하는 시스템이 설치되기 때문에, 폐열회수에 관한 기구가 복잡화되어 제조비용이 증대해 버린다. 또한 문헌3 및 문헌4에 있어서도 발전장치와는 별도로 선내에 증기를 공급하는 시스템이 설치될 필요가 있기 때문에, 문헌5와 마찬가지로 폐열회수에 관한 기구가 복잡화되어 제조비용이 증대해 버릴 우려가 있다.
In
본 발명은, 보일러 시스템에 대한 것으로서 원동기(原動機)의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 매체를 가열하는 것을 목적으로 하고 있다.
The present invention relates to a boiler system, and an object of the present invention is to efficiently heat a medium with a simple structure by using waste heat from a prime mover.
본 발명에 관한 보일러 시스템은, 액상의 매체를 저장하고, 원동기의 배기로를 흐르는 배기를 열원으로 하여 매체를 가열하는 보일러부와, 상기 보일러부로부터 액상의 매체를 송출하고, 순환로를 통하여 상기 보일러부로 순환시키는 펌프와, 가압된 흡기인 압축공기를 상기 원동기로 유도하는 가압흡기로상에 배치되어, 상기 가압흡기로를 흐르는 압축공기를 열원으로 하여 상기 순환로를 흐르는 매체를 가열하는 압축공기 열교환기를 구비한다.The boiler system according to the present invention comprises a boiler unit that stores a liquid medium and heats the medium using exhaust flowing through an exhaust path of a prime mover as a heat source, and a boiler unit that delivers a liquid medium from the boiler unit, and the boiler A pump that circulates to the negative and a compressed air heat exchanger that is disposed on a pressurized intake path that guides compressed air, which is pressurized intake air, to the prime mover, and heats the medium flowing through the circulation path using compressed air flowing through the pressurized intake path as a heat source. Equipped.
당해 보일러 시스템에 의하면, 원동기의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 매체를 가열할 수 있다.According to the boiler system, it is possible to efficiently heat a medium with a simple structure using waste heat from a prime mover.
본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에서는, 상기 보일러부가, 액상의 매체를 저장하는 보일러 본체와, 상기 보일러 본체로부터 액상의 매체를 송출하고, 다른 순환로를 통하여 상기 보일러 본체로 순환시키는 다른 펌프와, 상기 배기로상에 배치되어, 상기 배기로를 흐르는 상기 원동기의 배기를 열원으로 하여 상기 다른 순환로를 흐르는 매체를 가열하는 배기 열교환기를 구비한다.In one preferred embodiment of the present invention, the boiler unit includes a boiler body for storing a liquid medium, another pump for delivering the liquid medium from the boiler body and circulating to the boiler body through another circulation path, and the An exhaust heat exchanger is provided on the exhaust path and heats the medium flowing through the other circulation path by using the exhaust of the prime mover flowing through the exhaust path as a heat source.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 보일러부가, 액상의 매체를 저장함과 아울러 상기 배기로가 관통되는 보일러 본체를 구비하고, 상기 배기로를 흐르는 배기에 의하여 상기 보일러 본체내의 매체가 가열된다.In another preferred embodiment of the present invention, the boiler unit stores a liquid medium and includes a boiler body through which the exhaust path passes, and the medium in the boiler body is heated by the exhaust flowing through the exhaust path.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 보일러 시스템이, 상기 보일러부에 있어서의 매체의 압력 또는 온도를 측정하여 측정치를 출력하는 측정부와, 상기 측정치에 의거하여 상기 압축공기 열교환기로부터 상기 보일러부로 유도되는 매체의 유량을 제어하는 유량제어부를 더 구비하고, 상기 측정치가 작아짐에 따라 상기 유량제어부에 의하여 상기 유량이 감소한다.In another preferred embodiment of the present invention, the boiler system includes a measuring unit that measures the pressure or temperature of the medium in the boiler unit and outputs a measured value, and guides the compressed air heat exchanger to the boiler unit based on the measured value. A flow rate control unit for controlling the flow rate of the medium to be used is further provided, and the flow rate decreases by the flow rate control unit as the measured value decreases.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 보일러 시스템이 상기 순환로상에 배치되어, 상기 보일러부로부터 송출된 매체로부터 에너지를 회수하는 회수장치를 더 구비하고, 상기 회수장치가, 상기 순환로에 있어서 상기 보일러부로부터 상기 압축공기 열교환기로 매체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 순환로를 흐르는 매체를 열원으로 하여 유기매체인 작동유체를 가열하여 기화시키는 ORC열교환기와, 상기 ORC열교환기에서 기화된 작동유체를 팽창시켜서 기계적 에너지를 회수하는 팽창기와, 상기 팽창기에서 팽창시킨 작동유체를 응축하여 액화시키는 응축기와, 상기 응축기에서 액화된 작동유체를 상기 ORC열교환기로 송출하는 ORC펌프를 구비한다.In another preferred embodiment of the present invention, a boiler system is disposed on the circulation path, further comprising a recovery device for recovering energy from the medium sent out from the boiler part, wherein the recovery device comprises the boiler part in the circulation path. The ORC heat exchanger is arranged on a pipe that guides the medium from the compressed air heat exchanger to the heat source and heats and vaporizes the working fluid, which is an organic medium, and expands the working fluid vaporized in the ORC heat exchanger. And an expander for recovering mechanical energy by condensing and liquefying the working fluid expanded by the expander, and an ORC pump for sending the working fluid liquefied in the condenser to the ORC heat exchanger.
더 바람직하게는 상기 회수장치가, 상기 응축기로부터 상기 ORC열교환기로 작동유체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 원동기의 재킷 냉각수를 열원으로 하여 작동유체를 가열하는 재킷 열교환기를 더 구비한다.More preferably, the recovery device further includes a jacketed heat exchanger disposed on a pipe leading the working fluid from the condenser to the ORC heat exchanger, and heating the working fluid using jacket cooling water of the prime mover as a heat source.
혹은 보일러 시스템이, 상기 순환로에 있어서 상기 ORC열교환기로부터 상기 압축공기 열교환기로 매체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 원동기의 재킷 냉각수를 열원으로 하여 매체를 가열하는 재킷 열교환기를 더 구비한다.Alternatively, the boiler system further includes a jacketed heat exchanger disposed on a pipe leading the medium from the ORC heat exchanger to the compressed air heat exchanger in the circulation path, and heating the medium using jacket cooling water of the prime mover as a heat source.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 회수장치가, 상기 응축기로부터 송출된 작동유체의 일부가 분기되어서 유도되어, 상기 순환로에 있어서 상기 ORC열교환기로부터 상기 압축공기 열교환기로 유도되는 매체를 열원으로 하여, 작동유체의 상기 일부를 가열하여 기화시키는 다른 ORC열교환기와, 상기 ORC열교환기로 유도되는 작동유체의 압력을, 상기 다른 ORC열교환기로 유도되는 작동유체의 압력보다 높게 하는 압력조정부를 더 구비하고, 상기 다른 ORC열교환기에서 기화된 작동유체도 상기 팽창기로 유도된다.In another preferred embodiment of the present invention, the recovery device uses a medium that is guided by branching off a part of the working fluid sent from the condenser, and is guided from the ORC heat exchanger to the compressed air heat exchanger in the circulation path as a heat source. , Another ORC heat exchanger that heats and vaporizes the part of the working fluid, and a pressure regulating unit that makes the pressure of the working fluid guided to the ORC heat exchanger higher than the pressure of the working fluid guided to the other ORC heat exchanger, the The working fluid vaporized in other ORC heat exchangers is also directed to the expander.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 매체가 보일러수이며, 상기 보일러부에 있어서 상기 보일러수의 증기가 생성된다.In another preferred embodiment of the present invention, the medium is boiler water, and steam of the boiler water is generated in the boiler section.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 원동기가 선박의 주기관이며, 상기 보일러부가 상기 선박의 보조 보일러이다.In another preferred embodiment of the present invention, the prime mover is a main engine of a ship, and the boiler part is an auxiliary boiler of the ship.
상기의 목적 및 다른 목적, 특징, 태양 및 이점은, 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명하는 본 발명에 대한 상세한 설명에 의하여 밝혀진다.
The above objects and other objects, features, aspects, and advantages will be revealed by the detailed description of the present invention described below with reference to the accompanying drawings.
도1은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도2는, 본 발명의 제2실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도3은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도4는, 본 발명의 제4실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도5는, 본 발명의 제5실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a boiler system according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a diagram showing the configuration of a boiler system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the configuration of a boiler system according to a third embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the configuration of a boiler system according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing the configuration of a boiler system according to a fifth embodiment of the present invention.
도1은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 보일러 시스템(boiler system)(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1)은 예를 들면 비교적 대형 선박의 보조 보일러 시스템으로서 이용된다. 도1에서는, 선박의 주기관(主機關)으로서 이용되는 과급기 부착 원동기(過給器 付着 原動機)(2)도 함께 나타낸다. 보일러 시스템(1)에서는, 과급기 부착 원동기(2)의 폐열(廢熱)을 이용하여 매체(媒體)인 보일러수(boiler水)를 가열한다. 가열된 보일러수로부터 발생된 증기(蒸氣)는, 선내(船內)의 연료유, 윤활유, 생활용수 등의 가열원(加熱源) 등으로서 이용된다.1 is a diagram showing the configuration of a
과급기 부착 원동기(2)는, 내연기관(內燃機關)인 선박용 원동기(3)(이하 간단하게 「원동기(3)」라고 한다)와, 터보챠져(turbocharger)인 과급기(4)를 구비한다. 원동기(3)는, 선박의 주기관으로서 예를 들면 2사이클·디젤엔진(two-cycle·diesel engine)이다. 과급기(4)는, 터빈(turbine)(41)과, 터빈(41)에 기계적으로 접속되는 컴프레서(compressor)(42)를 구비한다. 원동기(3)와 과급기(4)는, 소기로(掃氣路)(31) 및 배기로(排氣路)(32)에 의하여 접속된다. 배기로(32)는, 원동기(3)로부터의 배기를 터빈(41)으로 유도한다.The
터빈(41)은, 원동기(3)로부터 배기로(32)를 통하여 공급된 배기에 의하여 회전한다. 터빈(41)의 회전에 이용된 배기는 배기로(32)를 통하여 과급기 부착 원동기(2)의 외부로 배출된다. 컴프레서(42)는, 터빈(41)에서 발생하는 회전력을 이용하여(즉 터빈(41)의 회전을 동력(動力)으로 하여), 과급기 부착 원동기(2)의 외부로부터 흡기로(吸氣路)(43)를 통하여 과급기(4)로 유도된 흡기(공기)를 가압하여 압축한다. 컴프레서(42)에 의하여 가압된 흡기인 압축공기(이하 「소기」라고 한다)는, 소기로(31)상에 설치된 압축공기 열교환기(壓縮空氣 熱交換器)(56)(후술)에서 냉각된 후에 원동기(3)로 공급된다. 이와 같이 과급기(4)에서는, 배기를 이용하여 흡기를 가압하여 소기가 생성된다. 소기로(31)는, 가압된 흡기를 과급기(4)로부터 원동기(3)로 유도하는 유로(流路) 즉 가압흡기로(加壓吸氣路)이다. 또 보일러 시스템(1)에서는, 소기로(31)의 압축공기 열교환기(56)보다 하류측에 배치됨과 아울러 압축공기 열교환기(56)로부터 송출된 소기를 더 냉각시키는 소기냉각기(掃氣冷却器)가 설치되더라도 좋다(다른 실시형태에 있어서도 같음).The
보일러 시스템(1)은, 보일러 장치(5)와, 회수장치(回收裝置)(6)를 구비한다. 보일러 장치(5)는, 보일러부(50)와, 펌프(pump)(55)와, 압축공기 열교환기(56)와, 유량제어부(流量制御部)(57)와, 측정부(測定部)(581)를 구비한다. 보일러부(50)는, 보일러 본체(51)와, 다른 펌프(53)와, 배기 열교환기(54)를 구비한다. 이하의 설명에서는 펌프(53, 55)를 구별하기 위해서 각각 「제1펌프(53)」 「제2펌프(55)」라고 부른다.The
보일러 본체(51)는, 선박의 굴뚝(이른바 펀넬(funnel))으로부터 벗어난 위치에 배치되고, 액상(液狀)의 매체(즉 액상의 보일러수)를 저장한다. 보일러 본체(51)에는 상기의 측정부(581)가 설치된다. 측정부(581)에 의하여 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 측정된다. 보일러 본체(51)에는 또한 도면에 나타내는 것을 생략한 버너(burner)나 급수부(給水部)가 설치된다. 당해 버너는, 보일러 본체(51)내의 보일러수를 필요에 따라 가열한다. 당해 급수부는, 보일러 본체(51)내의 보일러수가 감소하였을 경우 등 필요에 따라 보일러 본체(51)내에 보일러수를 공급한다.The boiler
보일러 본체(51), 제2펌프(55), 압축공기 열교환기(56) 및 유량제어부(57)는, 보일러수가 순환하는 순환로(循環路)(522)에 의하여 당해 순서로 접속된다. 보일러부(50)에서는, 보일러 본체(51), 제1펌프(53) 및 배기 열교환기(54)가, 보일러수가 순환하는 다른 순환로(521)에 의하여 당해 순서로 접속된다. 이하의 설명에서는 순환로(521, 522)를 구별하기 위해서 각각 「제1순환로(521)」 「제2순환로(522)」라고 부른다. 제1순환로(521) 및 제2순환로(522)는, 보일러 본체(51)와 분기부(分岐部)(52a) 사이에 있어서 공통 유로로 되어 있고, 분기부(52a)에 있어서 분기된다. 또 제1순환로(521) 및 제2순환로(522)는 각각 개별적으로 보일러 본체(51)에 접속되더라도 좋다.The boiler
보일러부(50)에서는, 제1펌프(53)가 구동됨으로써 액상의 보일러수가 보일러 본체(51)로부터 제1순환로(521)로 송출된다. 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수는, 도1중에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 제1순환로(521)를 통하여 제1펌프(53)를 통과하고, 배기 열교환기(54)를 더 통과하여 보일러 본체(51)로 순환한다.In the
배기 열교환기(54)는, 선박의 굴뚝내에 배치되고, 과급기 부착 원동기(2)의 배기로(32)상에 있어서 터빈(41)보다 하류측에 배치된다. 배기 열교환기(54)에서는, 제1순환로(521)를 흐르는 액상의 보일러수가 배기로(32)를 흐르는 터빈(41)으로부터의 배기(즉 터빈(41)을 통과한 후의 원동기(3)로부터의 배기)를 열원으로 하여 가열된다. 바꾸어 말하면 배기 열교환기(54)에서는, 배기에 포함되는 과급기 부착 원동기(2)의 폐열을 열원으로 하여 보일러수가 가열된다. 배기 열교환기(54)를 통과하는 배기의 온도는, 원동기(3)의 출력이나 주위의 온도 등에 의하여 변화된다. 원동기(3)의 출력이 최대출력(100% 출력)인 경우의 당해 배기온도는 예를 들면 약 230℃(섭씨온도)이다. 배기 열교환기(54)에서는, 배기 열교환기(54)에 유입되는 보일러수의 일부가 기화(氣化)(증발)한다. 그리고 가스상(gas狀)의 보일러수와 액상의 보일러수와의 혼합유체(混合流體)가, 배기 열교환기(54)로부터 보일러 본체(51)로 송출된다.The
즉 보일러부(50)는, 액상의 보일러수를 저장하고, 원동기(3)의 배기로(32)를 흐르는 배기를 열원으로 하여 보일러수를 가열하여 보일러수의 증기를 생성하는 장치(이른바 배기가스 이코노마이저(排氣gas economizer))이며, 선박의 보조 보일러로서 이용된다. 보일러 본체(51)내에 있어서의 보일러수의 온도·압력은 예를 들면 약 135℃·약 0.25MPa(메가 파스칼)∼약 165℃·약 0.6MPa이다. 보일러 본체(51)내의 보일러수의 증기는, 보일러 본체(51)의 상부(上部)에 접속된 증기배관(524)을 통하여 선내의 증기 시스템으로 공급된다.That is, the
보일러 장치(5)에서는, 제2펌프(55)가 구동됨으로써 액상의 보일러수가 보일러 본체(51)로부터 제2순환로(522)로 송출된다. 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수는, 도1중에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 제2순환로(522)를 통하여 제2펌프(55), ORC열교환기(62)(후술), 압축공기 열교환기(56) 및 유량제어부(57)를 당해 순서로 통과하여 보일러 본체(51)로 순환한다.In the
제2순환로(522)를 흐르는 보일러수는, ORC열교환기(62)에서 냉각된 후에 압축공기 열교환기(56)로 유입된다. ORC열교환기(62)로부터 압축공기 열교환기(56)로 향하는 보일러수의 온도는 예를 들면 약 100∼130℃이다.The boiler water flowing through the
압축공기 열교환기(56)는, 제2순환로(522)상에 있어서 ORC열교환기(62)와 유량제어부(57) 사이에 배치되고 또한 컴프레서(42)와 원동기(3) 사이에 있어서 소기로(31)상에 배치된다. 압축공기 열교환기(56)에서는, 소기로(31)를 흐르는 컴프레서(42)로부터의 소기를 열원으로 하여 제2순환로(522)를 흐르는 액상의 보일러수가 가열된다. 바꾸어 말하면 압축공기 열교환기(56)에서는, 소기에 포함되는 과급기 부착 원동기(2)의 폐열을 열원으로 하여 보일러수가 가열된다. 압축공기 열교환기(56)를 통과하는 소기의 온도는, 원동기(3)의 출력이나 주위의 온도 등에 의하여 변화된다. 원동기(3)의 출력이 최대출력(100% 출력)인 경우의 당해 소기온도는 예를 들면 약 220℃이다. 원동기(3)의 출력이 저하하면 소기온도도 저하한다.The compressed
압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 온도는, 압축공기 열교환기(56)에 유입되는 보일러수의 온도나 압축공기 열교환기(56)를 통과하는 소기의 온도 등에 의하여 변화된다. 압축공기 열교환기(56)로부터 유량제어부(57)로 향하는 보일러수의 온도는 예를 들면 약 135∼165℃이다. 압축공기 열교환기(56)와 유량제어부(57) 사이에는 측정부(582)가 설치되어, 압축공기 열교환기(56)로부터 유량제어부(57)로 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수의 온도가 측정된다.The temperature of the boiler water sent out from the compressed
압축공기 열교환기(56)로부터는, 액상의 보일러수 또는 가스상의 보일러수와 액상의 보일러수와의 혼합유체가 송출된다. 압축공기 열교환기(56)에 있어서 가열된 보일러수는, 유량제어부(57)를 통과하여 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 유량제어부(57)에서는, 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러부(50)의 보일러 본체(51)로 유도되는 보일러수의 유량이 제어된다. 원동기(3)의 출력이 예를 들면 상용출력(常用出力)(CSO:Continuous Service Output) 이상인 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출된 보일러수의 전량(全量)이 보일러 본체(51)로 되돌려진다.From the compressed
유량제어부(57)는 예를 들면 제2순환로(522)상에 설치된 3방향밸브(3方向valve)이다. 유량제어부(57)에 있어서 도1중에 파선으로 나타내는 분기배관(523)이 제2순환로(522)로부터 분기되어, 보일러 본체(51)와 제2펌프(55) 사이의 합류부(合流部)(52b)에 있어서 제2순환로(522)에 합류한다.The
보일러 장치(5)에서는, 측정부(581, 582)에 의하여 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도 및 압축공기 열교환기(56)로부터 유량제어부(57)로 송출되는 보일러수의 온도가 측정되어 측정치로서 출력된다. 이하의 설명에서는 측정부(581, 582)를 구별하기 위해서 각각 「제1측정부(581)」 「제2측정부(582)」라고 부른다. 그리고 제1측정부(581) 및 제2측정부(582)의 각각의 측정치에 의거하여, 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러부(50)의 보일러 본체(51)로 유도되는 보일러수의 유량이 유량제어부(57)에 의하여 제어된다.In the
구체적으로는 제1측정부(581)의 측정치인 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가, 제2측정부(582)의 측정치인 압축공기 열교환기(56)로부터 유량제어부(57)로 송출되는 보일러수의 온도 이하인 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출된 보일러수의 전량이 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 이와 같이 압축공기 열교환기(56)에 있어서 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도 이상의 온도까지 가열된 보일러수의 전량을 보일러 본체(51)로 되돌림으로써, 압축공기 열교환기(56)에 있어서 회수된 소기의 폐열을 보일러 본체(51)내의 보일러수의 가열(또는 온도유지)에 효율적으로 이용할 수 있다.Specifically, the temperature of the boiler water in the boiler
한편 원동기(3)의 출력이 저하되었을 경우 등 압축공기 열교환기(56)에 의하여 가열된 보일러수의 온도가, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도보다 낮아지는 경우가 있다. 이와 같이 제2측정부(582)의 측정치가 제1측정부(581)의 측정치보다 낮을 경우에, 유량제어부(57)에 의하여 압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 일부만이 보일러 본체(51)로 되돌려지고, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 다른 부분은 분기배관(523)을 통하여 제2펌프(55)로 유도된다. 혹은 압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 전량이, 분기배관(523)을 통하여 제2펌프(55)로 유도된다. 보일러 장치(5)에서는, 제1측정부(581)의 측정치로부터 제2측정부(582)의 측정치를 감산한 값이 커짐에 따라, 유량제어부(57)에 의하여 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌려지는 보일러수의 유량이 점차 감소한다.On the other hand, when the output of the
이와 같이 압축공기 열교환기(56)로부터의 보일러수의 온도가 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도보다 낮을 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량을 감소시킴으로써, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 온도보다 낮아지는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 그 결과, 선내의 증기 시스템에 원하는 온도의 보일러수의 증기를 공급할 수 있다. 또한 압축공기 열교환기(56)로부터의 보일러수의 온도가 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도로부터 저온측으로 떨어짐에 따라, 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량을 점차 감소시킴으로써, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 온도보다 낮아지는 것을 더한층 억제 또는 방지할 수 있다. 즉 유량제어부(57)는, 보일러부(50)의 보일러 본체(51)에 있어서의 보일러수의 온도를 제어하는 온도제어부이다.In this way, when the temperature of the boiler water from the compressed
보일러 장치(5)에서는, 제2측정부(582)가 생략되어서 제1측정부(581)로부터 출력되는 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도에 의거하여 유량제어부(57)에 의한 유량제어가 이루어지더라도 좋다. 예를 들면 제1측정부(581)에 의하여 측정된 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 임계온도(臨界溫度)보다 높은 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출된 보일러수의 전량이 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 한편 제1측정부(581)에 의하여 측정된 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 임계온도 이하로 저하하였을 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 온도가 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도보다 낮다고 판단되어, 유량제어부(57)가 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량을 감소시킨다. 그리고 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 낮아짐에 따라, 유량제어부(57)에 의한 제어에 의하여 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량이 점차 감소한다.In the
또한 보일러 장치(5)에서는, 제1측정부(581)에 의하여 보일러 본체(51)내의 보일러수의 압력이 측정되어 측정치가 출력되고, 당해 측정치에 의거하여 유량제어부(57)에 의한 유량제어가 이루어지더라도 좋다. 예를 들면 제1측정부(581)에 의하여 측정된 보일러 본체(51)내의 보일러수의 압력이 소정의 임계압력보다 높은 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출된 보일러수의 전량이 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 한편 제1측정부(581)에 의하여 측정된 보일러 본체(51)내의 보일러수의 압력이 소정의 임계압력 이하로 저하되었을 경우에, 유량제어부(57)가 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량을 감소시킨다.In addition, in the
또한 보일러 장치(5)에서는, 보일러부(50)에 있어서의 보일러 본체(51) 이외의 부위의 보일러수의 온도 또는 압력이 제1측정부(581)에 의하여 측정되고, 제1측정부(581)로부터 출력되는 측정치에 의거하여 유량제어부(57)에 의한 유량제어가 이루어지더라도 좋다. 바꾸어 말하면 제1측정부(581)에 의하여 보일러부(50)에 있어서의 보일러수의 온도 또는 압력이 측정되어 측정치가 출력되고, 유량제어부(57)에 의하여 당해 측정치에 의거하여 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러부(50)로 유도되는 보일러수의 유량이 제어된다. 그리고 제1측정부(581)에 의한 측정치가 작아짐에 따라 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량이 점차 감소한다. 이에 따라 상기한 바와 마찬가지로 압축공기 열교환기(56)에 있어서 회수된 소기의 폐열을 보일러 본체(51)내의 보일러수의 가열(또는 온도유지)에 효율적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 온도보다 낮아지는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.In addition, in the
회수장치(6)는, 제2순환로(522)상에 배치되고, 보일러부(50)로부터 제2순환로(522)로 송출된 보일러수로부터 에너지를 회수하는 장치이다. 회수장치(6)는 예를 들면 물보다 비등점(沸騰點)이 낮은 작동유체(作動流體)(바람직하게는 대체 프레온(代替 freon) R245fa 등의 유기매체(有機媒體))를 이용한 유기 랜킨 사이클(ORC:Organic Rankine Cycle)에 의하여 열에너지를 동력으로서 회수하는 것이다. 회수장치(6)는, ORC순환로(61)와, ORC열교환기(62)와, 팽창기(膨脹機)(63)와, 응축기(凝縮器)(64)와, ORC펌프(65)를 구비한다. ORC열교환기(62), 팽창기(63), 응축기(64) 및 ORC펌프(65)는, 작동유체가 순환하는 ORC순환로(61)에 의하여 상기 순서로 접속된다.The recovery device 6 is disposed on the
회수장치(6)에서는, ORC펌프(65)에 의하여 작동유체가 가압되어 ORC열교환기(62)로 송출된다. ORC열교환기(62)는, 상기의 보일러 장치(5)의 제2순환로(522)에 있어서 보일러부(50)로부터 압축공기 열교환기(56)로 보일러수를 유도하는 배관(配管)상에 배치된다. 구체적으로는 ORC열교환기(62)는, 제2순환로(522)중에서 제2펌프(55)로부터 압축공기 열교환기(56)로 보일러수가 유도되는 배관상에 배치된다. 당해 배관을 흐르는 보일러수의 온도는, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도와 거의 같고 예를 들면 약 135∼165℃이다. ORC열교환기(62)에서는, 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수를 열원으로 하여 ORC펌프(65)로부터 송출된 작동유체가 가열되어 기화한다. 또한 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수는, ORC열교환기(62)에 있어서 회수장치(6)의 작동유체에 의하여 냉각되어, 보일러수의 온도는 상기한 바와 같이 예를 들면 약 100∼130℃까지 저하한다.In the recovery device 6, the working fluid is pressurized by the
ORC열교환기(62)에 의하여 가열되어 기화된 작동유체는, ORC순환로(61)를 통하여 팽창기(63)로 유도된다. 팽창기(63)는, ORC열교환기(62)에서 기화된 가스상의 작동유체를 팽창시켜서 기계적 에너지를 회수한다. 팽창기(63)로서는 예를 들면 작동유체에 의하여 회전하는 터빈이 이용된다. 당해 터빈의 축(軸)은 발전기(8)에 접속되어 있어, ORC열교환기(62)로부터 반송되는 작동유체에 의하여 터빈이 구동됨으로써 발전기(8)에 있어서 발전이 이루어진다.The working fluid heated and vaporized by the
팽창기(63)를 통과한 가스상의 작동유체는 응축기(64)로 유도된다. 응축기(64)는, 팽창기(63)에서 팽창시킨 작동유체를 응축하여 액화(液化)한다. 응축기(64)에서 액화된 작동유체는, ORC펌프(65)에 의하여 상기한 바와 같이 가압되어 ORC열교환기(62)로 송출된다.The gaseous working fluid that has passed through the
이상에서 설명한 바와 같이 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)에서는, 액상의 보일러수를 저장하고 원동기(3)의 배기로(32)를 흐르는 배기를 열원으로 하여 보일러수를 가열하는 보일러부(50)와, 보일러부(50)로부터 액상의 보일러수를 송출하여 제2순환로(522)를 통하여 보일러부(50)로 순환시키는 제2펌프(55)와, 소기로(31)상에 배치되어 소기로(31)를 흐르는 소기를 열원으로 하여 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수를 가열하는 압축공기 열교환기(56)가 설치된다.As described above, in the
이와 같이 보일러 시스템(1)에서는 선내의 증기 시스템으로 증기를 공급하는 보일러부(50)에 상기의 압축공기 열교환기(56), 제2펌프(55) 및 제2순환로(522)를 추가함으로써, 보일러부(50)의 보일러수의 가열에 원동기(3)로 공급되는 소기의 폐열도 이용할 수 있다. 즉 보일러 시스템(1)에서는, 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성시킬 수 있다. 이러한 보일러 시스템(1)의 구성은, 연료소비량의 감소가 요구됨과 아울러 장치의 배치공간에 제한이 있는 선박의 보조 보일러 시스템에 특히 적합하다.In this way, in the
보일러 시스템(1)에서는, 보일러부(50)가 선박의 굴뚝으로부터 벗어난 위치에 배치되는 보일러 본체(51)와, 보일러 본체(51)로부터 액상의 보일러수를 송출하여 제1순환로(521)를 통하여 보일러 본체(51)로 순환시키는 제1펌프(53)와, 배기로(32)상에 배치되어 제1순환로(521)를 흐르는 보일러수를 가열하는 배기 열교환기(54)를 구비한다. 이에 따라 보일러 시스템(1)중에서, 배기로(32)상에 설치되는 구조(즉 굴뚝내에 설치되는 구조)를 소형화 및 간소화할 수 있다.In the
또한 보일러 시스템(1)에서는, ORC열교환기(62), 팽창기(63), 응축기(64) 및 ORC펌프(65)를 구비하는 회수장치(6)에 의하여 보일러부(50)로부터 압축공기 열교환기(56)로 송출된 보일러수로부터 기계적 에너지를 회수할 수 있다. 이에 따라 보일러수에 의하여 회수된 원동기(3)의 폐열을 효율적으로 이용할 수 있다. 또한 제2순환로(522)를 순환하는 보일러수를 회수장치(6)의 ORC열교환기(62)에 있어서 냉각시킨 후에, 압축공기 열교환기(56)에 있어서 소기에 의하여 가열함으로써 소기의 폐열을 보일러수에 효율적으로 회수시킬 수 있다.In addition, in the
도2는, 본 발명의 제2실시형태에 관한 보일러 시스템(1a)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1a)은, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 비교적 대형 선박의 보조 보일러 시스템으로서 이용되고, 과급기 부착 원동기(2)의 폐열을 이용하여 매체인 보일러수를 가열한다. 도2에 나타내는 보일러 시스템(1a)에서는, 도1에 나타내는 보일러부(50)를 대신하여 보일러부(50)와는 구조가 다른 보일러부(50a)가 설치된다. 보일러 시스템(1a) 이외의 구성은 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 같으며, 이하의 설명에서는 대응되는 구성에 같은 부호를 붙인다.2 is a diagram showing a configuration of a boiler system 1a according to a second embodiment of the present invention. Like the
도2에 나타내는 보일러부(50a)는, 액상의 보일러수를 저장하는 보일러 본체(51)를 구비한다. 보일러 본체(51)는, 선박의 굴뚝내에 있어서 원동기(3)의 배기로(32)상에 설치되고, 배기로(32)가 보일러 본체(51)를 관통한다. 바꾸어 말하면 보일러부(50a)는 선박의 굴뚝내에 설치되는 이른바 「콤퍼짓 보일러(composite boiler)」이다. 보일러부(50a)는, 연관식(煙管式) 또는 수관식(水管式)의 보일러이며, 도2에서는 연관식의 보일러부(50a)가 설치되는 것으로서 설명한다. 보일러부(50a)에서는 배기로(32)가 복수의 세관(細管)(321)으로 분기되고, 당해 복수의 세관(321)이 보일러 본체(51)의 바닥부로부터 상부를 향해서 관통된다. 복수의 세관(321)은 보일러 본체(51)에 저장되는 액상의 보일러수와 직접적으로 접촉한다. 보일러부(50a)에서는 배기로(32)의 복수의 세관(321)을 흐르는 원동기(3)의 배기에 의하여 보일러 본체(51)내의 보일러수가 가열된다.The
보일러 시스템(1a)에서는, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한 보일러 시스템(1a)에서는, 보일러부(50a)에 있어서 보일러 본체(51)를 배기로(32)가 관통하는 위치(즉 선박의 굴뚝내)에 배치함으로써 보일러부(50a)의 구조를 소형화할 수 있다. 이에 따라 보일러 시스템(1a)을 소형화할 수 있다.In the boiler system 1a, as in the
도3은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 보일러 시스템(1b)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1b)에서는, 도1에 나타내는 회수장치(6)를 대신하여 회수장치(6)와는 부분적으로 구조가 다른 회수장치(6a)가 설치된다. 회수장치(6a)는, 회수장치(6)의 각 구성에 더하여 재킷 열교환기(jacket 熱交換器)(66)를 더 구비한다. 보일러 시스템(1b) 이외의 구성은 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 같으며, 이하의 설명에서는 대응되는 구성에 같은 부호를 붙인다.3 is a diagram showing the configuration of a
재킷 열교환기(66)는, ORC순환로(61)에 있어서 응축기(64)로부터 ORC열교환기(62)로 작동유체를 유도하는 배관상에, 더 구체적으로는 ORC펌프(65)와 ORC열교환기(62) 사이의 배관상에 배치된다. 재킷 열교환기(66)는 또한 원동기(3) 본체의 냉각에 이용된 재킷 냉각수(jacket 冷却水)(즉 원동기(3) 본체의 폐열을 흡수한 재킷 냉각수)가 흐르는 재킷 냉각수배관(35)상에 배치된다. 재킷 열교환기(66)에서는, 원동기(3)의 재킷 냉각수를 열원으로 하여 ORC펌프(65)로부터 ORC열교환기(62)로 흐르는 작동유체가 예비적으로 가열된다. ORC펌프(65)로부터 송출되는 작동유체의 온도는 예를 들면 약 40℃이며, 원동기(3)의 배기나 소기에 비하여 저온의 재킷 냉각수에 의해서도 작동유체를 효율적으로 가열할 수 있다.The jacketed heat exchanger 66 is on a pipe leading a working fluid from the
도3에 나타내는 보일러 시스템(1b)에서는, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한 보일러 시스템(1b)에서는, 회수장치(6a)에 있어서의 에너지의 회수에 있어서 원동기(3)의 재킷 냉각수도 이용함으로써 원동기(3)의 폐열을 더 효율적으로 이용할 수 있다.In the
도4는, 본 발명의 제4실시형태에 관한 보일러 시스템(1c)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1c)에서는, 도1에 나타내는 보일러 장치(5)를 대신하여 보일러 장치(5)와는 부분적으로 구조가 다른 보일러 장치(5a)가 설치된다. 보일러 장치(5a)는, 보일러 장치(5)의 각 구성에 더하여 재킷 열교환기(66a)를 더 구비한다. 보일러 시스템(1c) 이외의 구성은 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 같으며, 이하의 설명에서는 대응되는 구성에 같은 부호를 붙인다.4 is a diagram showing the configuration of a boiler system 1c according to a fourth embodiment of the present invention. In the boiler system 1c, instead of the
재킷 열교환기(66a)는, 제2순환로(522)에 있어서 ORC열교환기(62)로부터 압축공기 열교환기(56)로 보일러수를 유도하는 배관상에 배치된다. 재킷 열교환기(66a)는 또한 원동기(3) 본체의 냉각에 이용된 재킷 냉각수(즉 원동기(3) 본체의 폐열을 흡수한 재킷 냉각수)가 흐르는 재킷 냉각수배관(35)상에 배치된다. 재킷 열교환기(66a)에서는, 원동기(3)의 재킷 냉각수를 열원으로 하여 ORC열교환기(62)로부터 압축공기 열교환기(56)로 흐르는 보일러수가 예비적으로 가열된다.The
도4에 나타내는 보일러 시스템(1c)에서는, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한 보일러 시스템(1c)에서는, 보일러 장치(5a)에 있어서의 보일러수의 가열에 원동기(3)의 재킷 냉각수도 이용함으로써, 원동기(3)의 폐열을 더 효율적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 압축공기 열교환기(56)를 소형화할 수도 있다.In the boiler system 1c shown in Fig. 4, like the
도5는, 본 발명의 제5실시형태에 관한 보일러 시스템(1d)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1d)에서는, 도1에 나타내는 회수장치(6)를 대신하여 회수장치(6)와는 부분적으로 구조가 다른 회수장치(6b)가 설치된다. 보일러 시스템(1d) 이외의 구성은 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 같으며, 이하의 설명에서는 대응되는 구성에 같은 부호를 붙인다.5 is a diagram showing the configuration of a
회수장치(6b)에서는, 도1에 나타내는 팽창기(63)를 대신하여 2단 터빈(2段 turbine)인 팽창기(63a)가 설치된다. 팽창기(63a)는, 고압 터빈인 제1팽창기(631)와 저압 터빈인 제2팽창기(632)를 구비한다. 또한 회수장치(6b)는, 도1에 나타내는 회수장치(6)의 각 구성에 더하여 다른 ORC열교환기(62a) 및 다른 ORC펌프(65a)를 구비한다. 이하의 설명에서는 ORC열교환기(62, 62a)를 구별하기 위해서 각각 「제1 ORC열교환기(62)」 및 「제2 ORC열교환기(62a)」라고 부른다. 또한 ORC펌프(65, 65a)를 구별하기 위해서 각각 「제1 ORC펌프(65)」 및 「제2 ORC펌프(65a)」라고 부른다.In the
제2 ORC펌프(65a)는, ORC순환로(61)에 있어서 제1 ORC펌프(65)와 제1 ORC열교환기(62) 사이의 배관상에 배치된다. ORC순환로(61)에는, 제1 ORC펌프(65)와 제2 ORC펌프(65a) 사이에 분기부(61a)가 설치되고, 분기부(61a)에 있어서 ORC순환로(61)로부터 분기유로(分岐流路)(611)가 분기된다. 분기부(61a)로부터 팽창기(63a)로 향하는 분기유로(611)상에는, 제2 ORC열교환기(62a)가 배치된다. 제2 ORC열교환기(62a)는, 보일러 장치(5)의 제2순환로(522)상에 있어서 제1 ORC열교환기(62)와 압축공기 열교환기(56) 사이에 배치된다.The
회수장치(6b)에서는, 응축기(64)로부터의 작동유체가 제1 ORC펌프(65)에 의하여 가압되어 분기부(61a)로 송출된다. 응축기(64)로부터 송출된 작동유체의 일부는, 분기부(61a)에서 분기유로(611)로 분기되어 제2 ORC열교환기(62a)로 유도된다. 또한 작동유체의 나머지 부분은, 분기부(61a)에서 ORC순환로(61)로 분기되고, 제2 ORC펌프(65a)에 의하여 더 가압되어 제1 ORC열교환기(62)로 유도된다. 제2 ORC펌프(65a)는, 제1 ORC열교환기(62)로 유도되는 작동유체의 압력을 제2 ORC열교환기(62a)로 유도되는 작동유체의 압력보다 높게 하는 압력조정부이다.In the
제1 ORC열교환기(62)에서는, 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수를 열원으로 하여 제2 ORC펌프(65a)로부터 송출된 작동유체가 가열되어 기화한다. 제1 ORC열교환기(62)에서 기화된 작동유체는, 팽창기(63a)로 유도되어 제1팽창기(631)에 공급된다. 한편 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수는, 제1 ORC열교환기(62)에 있어서 회수장치(6b)의 작동유체에 의하여 냉각되어, 보일러수의 온도는 예를 들면 약 100℃까지 저하한다. 제1 ORC열교환기(62)로부터 송출된 보일러수는 제2 ORC열교환기(62a)로 유도된다.In the first
제2 ORC열교환기(62a)에서는, 제1 ORC열교환기(62)로부터 송출된 보일러수(즉 제1 ORC열교환기(62)로부터 압축공기 열교환기(56)로 유도되는 보일러수)를 열원으로 하여 제1 ORC펌프(65)로부터 송출된 작동유체가 가열되어 기화한다. 상기한 바와 같이 제2 ORC열교환기(62a)로 유도되는 작동유체의 압력은 제1 ORC열교환기(62)로 유도되는 작동유체의 압력보다 낮기 때문에, 제2 ORC열교환기(62a)에 있어서의 작동유체의 증발온도는 제1 ORC열교환기(62)에 있어서의 작동유체의 증발온도보다 낮다. 제2 ORC열교환기(62a)에서 기화된 작동유체는, 팽창기(63a)로 유도되어 제2팽창기(632)에 공급된다.In the second
한편 보일러수는, 제2 ORC열교환기(62a)에 있어서 회수장치(6b)의 작동유체에 의하여 냉각되어, 보일러수의 온도는 예를 들면 약 70℃까지 저하한다. 제2 ORC열교환기(62a)로부터 송출된 보일러수는, 압축공기 열교환기(56)로 유도되어 원동기(3)의 소기를 열원으로 하여 가열된 후에 보일러 본체(51)로 되돌려진다.On the other hand, the boiler water is cooled by the working fluid of the
회수장치(6b)의 팽창기(63a)에서는, 제1 ORC열교환기(62)에서 기화된 작동유체가 제1팽창기(631)에 있어서 팽창하고, 팽창후의 당해 작동유체 및 제2 ORC열교환기(62a)에서 기화된 작동유체가 제2팽창기(632)에 있어서 합류하여 팽창한다. 그리고 팽창기(63a)에 있어서 작동유체의 팽창에 의하여 회수된 기계적 에너지에 의하여 발전기(8)에 있어서의 발전이 이루어진다.In the expander 63a of the
도5에 나타내는 보일러 시스템(1d)에서는, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성할 수 있다.In the
보일러 시스템(1d)에서는, 회수장치(6b)에 있어서 제1 ORC열교환기(62)에 있어서의 작동유체의 증발온도 및 압력을 높게 함으로써 팽창기(63a)에 있어서의 열낙차(熱落差)를 크게 할 수 있어, 팽창기(63a)에 의한 에너지의 회수효율을 향상시킬 수 있다. 또한 제2 ORC열교환기(62a)에 있어서의 작동유체의 증발온도를 제1 ORC열교환기(62)에 있어서의 작동유체의 증발온도보다 낮게 함으로써, 제1 ORC열교환기(62)에 있어서 온도가 저하된 보일러수로부터 효율적으로 열을 회수할 수 있다. 보일러 장치(5)에서는, 제1 ORC열교환기(62)에서 냉각된 보일러수를 제2 ORC열교환기(62a)에 있어서 더 냉각함으로써, 압축공기 열교환기(56)에 있어서의 소기온도와 보일러수의 온도와의 차이를 더한층 크게 할 수 있다. 그 결과, 압축공기 열교환기(56)에 있어서의 소기의 폐열의 회수효율을 향상시킬 수 있다.In the
상기의 보일러 시스템(1, 1a∼1d)에서는 다양한 변경이 가능하다.Various modifications are possible in the
유량제어부(57)는 3방향밸브에 한정되지 않고 예를 들면 순환펌프가 유량제어부(57)로서 이용되더라도 좋다. 혹은 제2펌프(55)로서 유량을 제어 가능한 인버터 펌프(inverter pump)가 이용되어, 제1측정부(581)로부터 출력되는 측정치 등에 의거하여 제2순환로(522)를 흘러 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량이 제어되더라도 좋다. 이 경우에 당해 인버터 펌프의 유량제어 부분이 유량제어부(57)가 된다.The
팽창기(63, 63a)는, 반드시 터빈에 한정되지 않고 예를 들면 스크루 팽창기(screw 膨脹機)이더라도 좋다. 도5에 나타내는 보일러 시스템(1d)에서는, 제2 ORC펌프(65a)를 대신하여 감압밸브(減壓valve)가 분기유로(611)상에 압력조정부로서 설치되더라도 좋다.The
보일러 시스템(1, 1a∼1d)에서는, 보일러수를 대신하여 열매유(熱媒油) 등의 다양한 매체가 이용되더라도 좋다. 보일러 시스템(1, 1a∼1d)의 보일러 장치(5, 5a)에 있어서의 매체로서 열매유가 이용되는 경우에, 보일러 장치(5, 5a)에서는 매체의 증기는 생성되지 않아, 보일러 장치(5, 5a)에 의하여 가열된 액상의 열매유가 선내의 연료유, 윤활유, 생활용수 등의 가열원 등으로서 이용된다. 보일러 시스템(1b∼1d)에서는, 보일러부(50)를 대신하여 도2에 나타내는 보일러부(50a)가 설치되더라도 좋다.In the
원동기(3)는 예를 들면 4사이클·디젤엔진이더라도 좋다. 이 경우에 컴프레서(42)에 의하여 가압된 흡기인 압축공기는 「급기(給氣)」라고 불리고, 소기로(31)는 급기로(給氣路)라고 불린다. 또한 원동기(3)는, 디젤엔진 이외의 내연기관이더라도 좋고, 내연기관 이외의 원동기이더라도 좋다. 원동기(3)는 선박의 주기관 이외의 다양한 용도에 이용되어서 좋고, 보일러 시스템(1, 1a∼1d)도 선박의 보조 보일러 시스템 이외의 다른 용도에 이용되어서 좋다. The
상기의 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절하게 조합되어서 좋다.The configurations in the above-described embodiment and each modification may be appropriately combined as long as they do not contradict each other.
발명을 상세하게 묘사하여 설명했지만 상기한 설명은 예시적으로서 한정적인 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한 다수의 변형이나 태양이 가능하다고 할 수 있다.
Although the invention was described and described in detail, the above description is illustrative and not restrictive. Therefore, it can be said that a number of modifications and aspects are possible without deviating from the scope of the present invention.
1, 1a∼1d ; 보일러 시스템
3 ; 원동기
6, 6a, 6b ; 회수장치
31 ; 소기로
32 ; 배기로
50, 50a ; 보일러부
51 ; 보일러 본체
53 ; 제1펌프
54 ; 배기 열교환기
55 ; 제2펌프
56 ; 압축공기 열교환기
57 ; 유량제어부
62 ; (제1) ORC열교환기
62a ; 제2 ORC열교환기
63, 63a ; 팽창기
64 ; 응축기
65 ; (제1) ORC펌프
65a ; 제2 ORC펌프
66, 66a ; 재킷 열교환기
521 ; 제1순환로
522 ; 제2순환로
581 ; 제1측정부1, 1a to 1d; Boiler system
3; Prime mover
6, 6a, 6b; Recovery device
31; As expected
32; Exhaust furnace
50, 50a; Boiler part
51; Boiler body
53; 1st pump
54; Exhaust heat exchanger
55; 2nd pump
56; Compressed air heat exchanger
57; Flow control part
62; (1) ORC heat exchanger
62a; 2nd ORC heat exchanger
63, 63a; Inflator
64; Condenser
65; (1) ORC pump
65a; 2nd ORC pump
66, 66a; Jacketed heat exchanger
521; First circuit
522; 2nd circulation route
581; 1st measurement unit
Claims (10)
액상(液狀)의 매체(媒體)를 저장하고, 원동기(原動機)의 배기로(排氣路)를 흐르는 배기(排氣)를 열원(熱源)으로 하여 매체를 가열하는 보일러부(boiler部)와,
상기 보일러부로부터 액상의 매체를 송출하고, 순환로(循環路)를 통하여 상기 보일러부로 순환시키는 펌프(pump)와,
가압(加壓)된 흡기(吸氣)인 압축공기를 상기 원동기로 유도하는 가압흡기로(加壓吸氣路)상에 배치되어, 상기 가압흡기로를 흐르는 압축공기를 열원으로 하여 상기 순환로를 흐르는 매체를 가열하는 압축공기 열교환기(壓縮空氣 熱交換器)와,
상기 순환로상에 배치되어, 상기 보일러부로부터 송출된 매체로부터 에너지를 회수하는 회수장치(回收裝置)를
구비하고,
상기 회수장치가,
상기 순환로에 있어서 상기 보일러부로부터 상기 압축공기 열교환기로 매체를 유도하는 배관(配管)상에 배치되어, 상기 순환로를 흐르는 매체를 열원으로 하여 유기매체(有機媒體)인 작동유체(作動流體)를 가열하여 기화(氣化)시키는 ORC열교환기와,
상기 ORC열교환기에서 기화된 작동유체를 팽창시켜서 기계적 에너지를 회수하는 팽창기(膨脹機)와,
상기 팽창기에서 팽창시킨 작동유체를 응축하여 액화(液化)시키는 응축기(凝縮器)와,
상기 응축기에서 액화된 작동유체를 상기 ORC열교환기로 송출하는 ORC펌프를
구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
As a boiler system,
A boiler section that stores a liquid medium and heats the medium by using the exhaust flowing through the exhaust path of the prime mover as a heat source. Wow,
A pump for delivering a liquid medium from the boiler unit and circulating it to the boiler unit through a circulation path;
It is disposed on a pressurized intake path that guides compressed air, which is pressurized intake air, to the prime mover, and uses compressed air flowing through the pressurized intake as a heat source to establish the circulation path. A compressed air heat exchanger that heats the flowing medium, and
A recovery device disposed on the circulation path and recovering energy from the medium delivered from the boiler unit is provided.
Equipped,
The recovery device,
In the circulation path, it is disposed on a pipe that guides the medium from the boiler part to the compressed air heat exchanger, and heats the working fluid, which is an organic medium, using the medium flowing through the circulation path as a heat source. ORC heat exchanger that vaporizes
An expander for recovering mechanical energy by expanding the working fluid vaporized in the ORC heat exchanger,
A condenser for condensing and liquefying the working fluid expanded in the expander; and
An ORC pump that delivers the working fluid liquefied in the condenser to the ORC heat exchanger
A boiler system comprising:
상기 보일러부가,
액상의 매체를 저장하는 보일러 본체(boiler 本體)와,
상기 보일러 본체로부터 액상의 매체를 송출하고, 다른 순환로를 통하여 상기 보일러 본체로 순환시키는 다른 펌프와,
상기 배기로상에 배치되어, 상기 배기로를 흐르는 상기 원동기의 배기를 열원으로 하여 상기 다른 순환로를 흐르는 매체를 가열하는 배기 열교환기(排氣 熱交換器)를
구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method of claim 1,
The boiler part,
A boiler body that stores a liquid medium, and
Another pump for delivering a liquid medium from the boiler body and circulating to the boiler body through another circulation path,
An exhaust heat exchanger that is disposed on the exhaust path and uses the exhaust of the prime mover flowing through the exhaust path as a heat source to heat the medium flowing through the other circulation path.
A boiler system comprising:
상기 보일러부가, 액상의 매체를 저장함과 아울러 상기 배기로가 관통되는 보일러 본체를 구비하고,
상기 배기로를 흐르는 배기에 의하여 상기 보일러 본체내의 매체가 가열되는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method of claim 1,
The boiler unit stores a liquid medium and includes a boiler body through which the exhaust path passes,
The boiler system, characterized in that the medium in the boiler body is heated by the exhaust flowing through the exhaust path.
상기 보일러부에 있어서의 매체의 압력 또는 온도를 측정하여 측정치를 출력하는 측정부(測定部)와,
상기 측정치에 의거하여 상기 압축공기 열교환기로부터 상기 보일러부로 유도되는 매체의 유량을 제어하는 유량제어부(流量制御部)를
더 구비하고,
상기 측정치가 작아짐에 따라 상기 유량제어부에 의하여 상기 유량이 감소하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method of claim 1,
A measuring unit that measures the pressure or temperature of the medium in the boiler unit and outputs a measured value;
Based on the measured value, a flow rate control unit for controlling the flow rate of the medium guided from the compressed air heat exchanger to the boiler unit is provided.
More equipped,
The boiler system, characterized in that the flow rate decreases by the flow rate control unit as the measured value decreases.
상기 회수장치가,
상기 응축기로부터 상기 ORC열교환기로 작동유체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 원동기의 재킷 냉각수(jacket 冷却水)를 열원으로 하여 작동유체를 가열하는 재킷 열교환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method of claim 1,
The recovery device,
And a jacketed heat exchanger disposed on a pipe that guides the working fluid from the condenser to the ORC heat exchanger and heating the working fluid using jacket cooling water of the prime mover as a heat source.
상기 순환로에 있어서 상기 ORC열교환기로부터 상기 압축공기 열교환기로 매체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 원동기의 재킷 냉각수를 열원으로 하여 매체를 가열하는 재킷 열교환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method of claim 1,
And a jacketed heat exchanger disposed on a pipe leading the medium from the ORC heat exchanger to the compressed air heat exchanger in the circulation path, and heating the medium using jacket cooling water of the prime mover as a heat source.
상기 회수장치가,
상기 응축기로부터 송출된 작동유체의 일부가 분기되어서 유도되어, 상기 순환로에 있어서 상기 ORC열교환기로부터 상기 압축공기 열교환기로 유도되는 매체를 열원으로 하여 작동유체의 상기 일부를 가열하여 기화시키는 다른 ORC열교환기와,
상기 ORC열교환기로 유도되는 작동유체의 압력을, 상기 다른 ORC열교환기로 유도되는 작동유체의 압력보다 높게 하는 압력조정부(壓力調整部)를
더 구비하고,
상기 다른 ORC열교환기에서 기화된 작동유체도 상기 팽창기로 유도되는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method of claim 1,
The recovery device,
Another ORC heat exchanger in which a part of the working fluid delivered from the condenser is branched and guided, and in the circulation path, a medium guided from the ORC heat exchanger to the compressed air heat exchanger is used as a heat source to heat and vaporize the part of the working fluid. ,
A pressure regulating unit that makes the pressure of the working fluid guided to the ORC heat exchanger higher than the pressure of the working fluid guided to the other ORC heat exchangers is provided.
More equipped,
A boiler system, characterized in that the working fluid vaporized in the other ORC heat exchanger is also guided to the expander.
상기 매체가 보일러수이며,
상기 보일러부에 있어서, 상기 보일러수의 증기(蒸氣)가 생성되는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 8,
The medium is boiler water,
In the boiler unit, the boiler system, characterized in that the steam (蒸氣) of the boiler water is generated.
상기 원동기가 선박(船舶)의 주기관(主機關)이며,
상기 보일러부가 상기 선박의 보조 보일러(補助 boiler)인 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.The method according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 8,
The prime mover is the main engine of the ship,
The boiler system, characterized in that the boiler part is an auxiliary boiler of the ship.
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JP6761380B2 (en) * | 2017-06-22 | 2020-09-23 | 株式会社神戸製鋼所 | Thermal energy recovery system and ships equipped with it |
JP7009227B2 (en) * | 2018-01-18 | 2022-01-25 | 株式会社神戸製鋼所 | Thermal energy recovery device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011196646A (en) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Shin Kurushima Dockyard Co Ltd | Exhaust gas economizer circulating water system |
Family Cites Families (20)
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---|---|---|---|---|
JPS52125902A (en) * | 1976-04-15 | 1977-10-22 | Hitachi Zosen Corp | Water feeding and preheating system for low pressure turbo generation plant for ships |
JPS53149116U (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-24 | ||
JPS59192808A (en) * | 1983-04-15 | 1984-11-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Waste heat recovery system of diesel engine |
JPS59191001U (en) * | 1983-06-06 | 1984-12-18 | トヨタ自動車株式会社 | Waste heat recovery equipment |
JPS59225203A (en) * | 1983-06-07 | 1984-12-18 | 三菱重工業株式会社 | Device for recovering waste heat |
JP3044386U (en) * | 1997-06-13 | 1997-12-22 | ネプコ・インコーポレーテッド | Power generator |
EP1902198A2 (en) * | 2005-06-16 | 2008-03-26 | UTC Power Corporation | Organic rankine cycle mechanically and thermally coupled to an engine driving a common load |
JP2008096087A (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Ebara Corp | Steam boiler device |
JP2008202474A (en) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Toyota Motor Corp | Exhaust heat recovery device and engine |
JP2010116847A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Energy storage system for marine vessel |
JP2011149332A (en) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Exhaust heat recovery power generating device and ship with the same |
WO2011120942A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Alstom Technology Ltd | Method for increasing the efficiency of a power plant equipped with a gas turbine, and power plant for carrying out the method |
JP2011231636A (en) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Exhaust heat recovery power generator and ship provided with exhaust heat recovery power generator |
DE102010035333A1 (en) * | 2010-08-24 | 2012-03-01 | Rwe Power Ag | Method for operating a power plant |
EP2503111B1 (en) * | 2011-03-25 | 2016-03-02 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Modular heat rejection system, direct organic rankine cycle system, and biomass combined cycle power generating system |
JP5683359B2 (en) * | 2011-03-31 | 2015-03-11 | 三菱重工業株式会社 | Waste heat recovery generator |
EP2551477A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and fossil fuel powered power plant for recovering a condensate |
CN102506588B (en) * | 2011-10-10 | 2013-10-09 | 西安陕鼓工程技术有限公司 | Cement kiln waste heat comprehensive utilization power generation system and method |
CN102606237B (en) * | 2012-03-06 | 2014-07-30 | 广东电网公司电力科学研究院 | Open forward and inverse cycle coupling triple supply system of electricity, heat and cold based on combustion gas turbine |
JP6214253B2 (en) * | 2013-07-12 | 2017-10-18 | 日立造船株式会社 | Boiler system |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011196646A (en) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Shin Kurushima Dockyard Co Ltd | Exhaust gas economizer circulating water system |
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