KR20080022903A - Combined gas turbine and steam turbine electric propulsion system - Google Patents

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KR20080022903A
KR20080022903A KR1020060086722A KR20060086722A KR20080022903A KR 20080022903 A KR20080022903 A KR 20080022903A KR 1020060086722 A KR1020060086722 A KR 1020060086722A KR 20060086722 A KR20060086722 A KR 20060086722A KR 20080022903 A KR20080022903 A KR 20080022903A
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조인호
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Abstract

A marine electric propulsion system using a gas turbine and a steam turbine is provided to increase energy efficiency by generating power from a gas turbine and then from a steam turbine driven by steam being generated from heat of gas discharged from the gas turbine. A marine electric propulsion system using a gas turbine and a steam turbine comprises: a gas turbine(302), a first generator(304) generating power by means of the gas turbine, a heat recovery steam generator(306) generating steam using heat discharged from the gas turbine, a steam turbine(308) operated by steam generated from the steam generator, a second generator(310) generating power by means of the steam turbine, a condenser(312) condensing and supplying the steam discharged from the steam turbine to the steam generator, a motor generating torque, a shaft transmitting the torque and a propeller rotated by the shaft and generating propulsive force.

Description

가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치{Combined Gas turbine and steam turbine Electric propulsion System}Combined Gas Turbine and Steam Turbine Electric Propulsion System

도 1a는 종래의 선박 추진 시스템이 장착된 선박의 측면도이다.1A is a side view of a vessel equipped with a conventional vessel propulsion system.

도 1b는 종래의 전기 추진 시스템이 장착된 선박의 측면도이다.1B is a side view of a vessel equipped with a conventional electric propulsion system.

도 2는 본 발명에 따른 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치의 일 실시예가 장착된 선박의 측면도이다.Figure 2 is a side view of a ship equipped with an embodiment of the ship electric propulsion apparatus using a gas turbine and a steam turbine according to the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 실시예의 전력 생산 시스템을 도시한 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a power generation system of the embodiment shown in FIG. 2.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

302 : 가스터빈 304 : 제 1발전기302: gas turbine 304: first generator

306 : 열회수 증기 발생 장치 308 : 증기터빈306: heat recovery steam generator 308: steam turbine

310 : 제 2발전기 312 : 콘덴서310: second generator 312: capacitor

314 : 기포 분리 장치 316 : 댐퍼314: bubble separation device 316: damper

318 : 폐기가스 배출관 320 : 보조버너318: waste gas discharge pipe 320: auxiliary burner

322 : 팬 324 : 디젤엔진322 fan 324 diesel engine

326 : 제 3발전기 328 : 디수퍼히터326: third generator 328: desuper heater

본 발명은 가스터빈 및 증기터빈에 의해 발생된 전기로 선박을 추진시키기 위한 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 가스터빈이 제 1발전기를 구동시키고, 상기 가스터빈의 구동 후 배출되는 폐기가스의 열을 이용하여 상기 증기터빈을 구동시키며, 상기 증기터빈은 제 2발전기를 구동시킴으로써 발생되는 전기를 이용하여 선박을 추진시키는 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electric propulsion apparatus for a ship using a gas turbine and a steam turbine to propel a vessel with electricity generated by a gas turbine and a steam turbine, and more particularly, the gas turbine drives the first generator, The steam turbine is driven by the heat of the waste gas discharged after the gas turbine is driven, and the steam turbine uses the electricity generated by driving the second generator to propel the vessel using the turbine and the steam turbine. It relates to a propulsion device.

현재 자동차, 석유, 액화천연가스 등의 규모가 큰 화물을 운송할 경우 그 운송비용 및 운송시간 등의 운송효율을 고려하여 선박을 이용하는 것이 일반적이다. 이러한 선박이 유체에서 이동할 경우 상기 선박을 추진시키기 위한 추진 시스템은 필수적이다.Currently, when transporting large cargoes such as automobiles, petroleum, and liquefied natural gas, it is common to use a ship in consideration of transportation efficiency such as transportation cost and transportation time. If such a vessel is moving in fluid, a propulsion system for propelling the vessel is essential.

도 1a는 종래의 선박 추진 시스템이 장착된 선박의 측면도이다.1A is a side view of a vessel equipped with a conventional vessel propulsion system.

종래에는 엔진(102)과 프로펠러(106)를 샤프트(104)로 직접 연결하여 선박을 추진하였다. 상기 엔진(102)으로 증기터빈 또는 슬로우 디젤 엔진(slow diesel engine)이 사용되었다. 상기 엔진(102)으로 증기터빈을 사용하는 경우 진동이나 소음이 작아 외부 충격에 민감한 액화천연가스를 수송하는 선박에 적당하였으나, 최근 선박의 대형화가 이루어짐에 따라 증기터빈으로는 원하는 추진력을 발생시킬 수 없는 문제가 발생하였다.Conventionally, the engine 102 and the propeller 106 are directly connected to the shaft 104 to propel the ship. As the engine 102, a steam turbine or a slow diesel engine was used. When the steam turbine is used as the engine 102, the vibration or noise is small, so it is suitable for ships transporting liquefied natural gas sensitive to external shocks. However, as the ship is enlarged recently, the steam turbine can generate a desired propulsion force. There was no problem.

또한, 상기 엔진(102)으로 슬로우 디젤 엔진을 사용하는 경우, 디젤엔진 및 샤프트(104)로부터 발생하는 심한 진동 및 소음, 상대적으로 큰 디젤 엔진의 자중, 최근 디젤 엔진의 가격 및 유가의 급격한 상승, 폐기가스로 인한 환경오염 등의 문제가 발생하였다.In addition, when the slow diesel engine is used as the engine 102, the heavy vibration and noise generated from the diesel engine and the shaft 104, the weight of the relatively large diesel engine, the sharp rise in the price and oil price of the recent diesel engine, Problems such as environmental pollution caused by waste gas occurred.

상기와 같은 문제를 해결하고자 최근 전기 추진 시스템이 개발되고 있는데, 이는 과거에는 선박의 속도를 향상시키기 위해 프로펠러 효율에만 관심을 가졌으나, 오늘날에는 선박의 진동 및 소음, 환경오염 등의 문제가 중요해 짐에 따라 새로운 추진 시스템 개발이 필요해 졌기 때문이다.In order to solve the above problems, an electric propulsion system has been developed recently. In the past, only the propeller efficiency was concerned to improve the speed of the ship, but the problems of ship vibration, noise, and environmental pollution become important today. The development of new propulsion systems is needed.

도 1b는 종래의 전기 추진 시스템이 장착된 선박의 측면도이다.1B is a side view of a vessel equipped with a conventional electric propulsion system.

전기 추진 시스템에서는 엔진과 프로펠러를 샤프트로 직접 연결하는 종래의 추진 시스템과는 달리 엔진(110)이 구동하여 발전기(112)를 구동시키고, 상기 발전기(112)에 의해 생산되는 전기가 모터(114)를 구동시키며, 상기 모터(114)가 샤프트(116)를 통해 프로펠러(118)를 구동시킨다.In the electric propulsion system, unlike the conventional propulsion system which directly connects the engine and the propeller by the shaft, the engine 110 is driven to drive the generator 112, and the electricity produced by the generator 112 is the motor 114. The motor 114 drives the propeller 118 through the shaft 116.

선박에 상기와 같은 전기 추진 시스템을 적용하는 경우 선박의 공간활용도가 증대되고, 진동, 소음 및 연료소비량을 감소시킬 수 있으며, 배출가스의 감소로 환경오염을 줄일 수 있는 장점이 있어 현재 당업계는 상기 전기 추진 시스템의 개발에 박차를 가하고 있다.When the electric propulsion system as described above is applied to the vessel, the space utilization of the vessel can be increased, vibration, noise and fuel consumption can be reduced, and environmental pollution can be reduced by reducing the emission gas. The development of the electric propulsion system is being spurred.

종래에는 상기 발전기(112)를 구동시키기 위한 엔진(110)으로 이중 연료 엔진을 사용하였다. 상기 이중 연료 엔진이란 퓨얼 오일(fuel oil) 및 가스(gas) 중 어느 하나 이상을 연료로하여 구동되는 4행정 디젤 엔진을 말하는 것으로, 주로 액화 천연가스 운반선에 적용되며, 이 경우, 액화 천연가스 운반선의 저장탱크에서 자연적으로 기화된 가스를 연료의 일부로 사용하는 엔진을 말한다.In the related art, a dual fuel engine was used as the engine 110 for driving the generator 112. The dual fuel engine refers to a four-stroke diesel engine driven by any one or more of fuel oil and gas, and is mainly applied to a liquefied natural gas carrier. In this case, a liquefied natural gas carrier Refers to an engine that uses naturally evaporated gas as part of its fuel in its storage tank.

그러나, 상기와 같은 전기 추진 시스템을 선박에 적용할 경우 4행정 디젤 엔진의 실린더 수가 많아 선체 공간 활용도가 낮고, 운전자들의 실린더 보수 및 유지에 많은 어려움이 있다.However, when the electric propulsion system as described above is applied to a ship, the number of cylinders of a four-stroke diesel engine is large, the hull space utilization is low, and there are many difficulties in maintaining and maintaining the cylinders of drivers.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 선박의 진동 및 소음이 적고, 친환경적인 전기 추진 시스템을 선박의 추진 장치로 사용하면서도, 선체의 공간활용률을 높이고, 운전자들의 보수 및 유지가 종래에 비해 상대적으로 용이하며, 에너지 활용률이 종래에 비해 높은 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.The present invention is to solve the above problems, while using the environmentally friendly electric propulsion system of the ship with less vibration and noise of the ship, while increasing the space utilization of the hull, the maintenance and maintenance of the driver in the prior art It is a technical problem to provide a ship electric propulsion device using a gas turbine and a steam turbine, which are relatively easy and have a higher energy utilization rate than in the related art.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 가스터빈; 상기 가스터빈에 의해 전력을 생산하는 제 1발전기; 상기 가스터빈으로부터 배출되는 폐기가스의 열을 이용해 증기를 발생시키는 열회수 증기 발생 장치; 상기 열회수 증기 발생 장치에 의해 발생한 증기에 의해 작동하는 증기터빈; 상기 증기터빈에 의해 전력을 생산하는 제 2발전기; 상기 증기터빈으로부터 배출되는 증기를 응축시켜 상기 열회수 증기 발생 장치로 공급하는 콘덴서; 상기 제 1발전기 또는 제 2발전기로부터 전력을 인가 받아 회전력을 생성하는 모터; 상기 모터로부터 인가 받은 회전력을 전달하는 축; 및 상기 축에 의해 회전하여 추진력을 생성하는 프로펠러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치를 제공한다.The present invention is a gas turbine to solve the above technical problems; A first generator for producing electric power by the gas turbine; A heat recovery steam generator for generating steam by using heat of waste gas discharged from the gas turbine; A steam turbine operated by steam generated by the heat recovery steam generator; A second generator for generating electric power by the steam turbine; A condenser for condensing the steam discharged from the steam turbine and supplying the steam to the heat recovery steam generator; A motor generating rotational force by receiving electric power from the first generator or the second generator; A shaft for transmitting a rotational force applied from the motor; And a propeller rotating by the shaft to generate propulsion force. The ship provides an electric propulsion apparatus for a ship using a gas turbine and a steam turbine.

상기 가스터빈에 의해 일차적으로 전력을 발생시키고, 상기 가스터빈으로부터 배출되는 폐기가스의 열을 이용해 발생한 증기를 이용하여 구동하는 증기터빈을 이용하여 2차적으로 전력을 발생시키기 때문에 결과적으로는 증기터빈의 작동에 소요되는 에너지만으로 증기터빈까지 작동시키는 효과가 있어 에너지활용률이 높다. Since the power is generated primarily by the gas turbine, and secondly generated by using a steam turbine driven by using steam generated by using the heat of waste gas discharged from the gas turbine. The energy utilization rate is high because only the energy required for operation can operate the steam turbine.

바람직하게는 상기 가스터빈으로부터 상기 열회수 증기 발생 장치로 폐기가스를 공급하는 경로상에는, 상기 폐기가스를 상기 열회수 증기 발생 장치 또는 폐기가스 배출관으로 유입시키기 위한 댐퍼가 위치할 수 있다.Preferably, a damper for introducing the waste gas into the heat recovery steam generator or the waste gas discharge pipe may be disposed on a path for supplying the waste gas from the gas turbine to the heat recovery steam generator.

상기 댐퍼는 일종의 벨브 역할을 하는데, 상기 열회수 증기 발생 장치가 수리 등을 이유로 작동하지 않을 경우 상기 가스터빈으로부터 상기 열회수 증기 발생 장치로 유입되는 폐기가스를 상기 폐기가스 배출관을 통해 선체 외부로 배출시킨다.The damper acts as a kind of valve. When the heat recovery steam generator is not operated for repair or the like, the damper discharges waste gas introduced from the gas turbine into the heat recovery steam generator through the waste gas discharge pipe to the outside of the hull.

바람직하게는 상기 가스터빈 정지 시, 상기 열회수 증기 발생 장치에 열을 공급하는 보조버너 및 상기 보조버너가 열을 발생시키는데 필요한 연소공기를 공급하는 팬을 더 포함할 수 있다. Preferably, the gas turbine may further include an auxiliary burner for supplying heat to the heat recovery steam generator and a fan for supplying combustion air necessary for the auxiliary burner to generate heat.

상기 보조버너는 상기 가스터빈이 작동하지 않을 경우 상기 열회수 증기 발생 장치에 열을 공급하여 상기 열회수 증기 발생 장치가 계속적으로 증기를 발생시킬 수 있게 한다. 상기 가스터빈 및 증기터빈 전기 추진 시스템이 위치하고 있는 엔진룸 내부의 공기는 한정되어 있으므로 상기 팬은 상기 보조버너가 열을 발생시키는데 필요한 연소공기를 지속적으로 엔진룸 내부로 공급한다.The auxiliary burner supplies heat to the heat recovery steam generator when the gas turbine is not operated so that the heat recovery steam generator continuously generates steam. Since the air inside the engine room where the gas turbine and steam turbine electric propulsion system is located is limited, the fan continuously supplies the combustion air necessary for the auxiliary burner to generate heat.

바람직하게는 상기 열회수 증기 발생 장치로 유입되는 물에 포함된 기포를 분리하는 기포 분리 장치를 더 포함할 수 있다. Preferably, the apparatus may further include a bubble separation device for separating bubbles contained in water introduced into the heat recovery steam generator.

상기 콘덴서에서 유출된 물은 상기 열회수 증기 발생 장치로 다시 유입되는데, 상기 기포 분리 장치는 상기 콘덴서와 상기 열회수 증기 발생 장치 사이에서 물에 포함된 기포를 제거한다. 상기 기포를 제거하는 것은 상기 물이 기포를 포함한 상태에서 상기 열회수 증기 발생 장치로 유입되면 상기 기포와 상기 열회수 증기 발생 장치 간 산화반응이 일어나 상기 열회수 증기 발생 장치의 수명이 단축되기 때문이다.Water flowing out of the condenser is introduced into the heat recovery steam generator again, and the bubble separation device removes bubbles contained in water between the condenser and the heat recovery steam generator. The removal of the bubbles is because when the water enters the heat recovery steam generator in a state in which the air bubbles are included, an oxidation reaction occurs between the bubbles and the heat recovery steam generator to shorten the life of the heat recovery steam generator.

바람직하게는 상기 열회수 증기 발생 장치로부터 유출된 증기의 압력을 낮추기 위한 디수퍼히터와, 상기 디수퍼히터에 냉각수를 공급하기 위한 라인과, 상기 증기가 상기 디수퍼히터로 요입되는 경로를 개폐하기 위한 밸브를 더 포함할 수 있다.Preferably, a desuperheater for lowering the pressure of steam discharged from the heat recovery steam generator, a line for supplying cooling water to the desuperheater, and a path for opening and closing a path through which the steam is introduced into the desuperheater. The valve may further include.

선박 내부에 위치하는 장비의 가열 및 선박 내부 난방 등을 위한 증기의 압력은 6 내지 8바(bar)이나, 상기 열회수 증기 발생 장치로부터 유출되는 증기의 압력은 40바(bar)이므로, 상기 디수퍼히터를 이용하여 상기 열회수 증기 발생 장치로부터 유출되는 증기의 압력을 낮추어 선박 내부에 위치하는 장비의 가열 및 선박 내부 난방 등에 이용한다.The pressure of steam for heating equipment and heating inside the vessel is 6 to 8 bar, but the pressure of steam flowing out of the heat recovery steam generator is 40 bar, so the desuper By using a heater to lower the pressure of the steam flowing out from the heat recovery steam generating device is used for heating of the equipment located inside the vessel and heating in the vessel.

바람직하게는 상기 열회수 증기 발생 장치에는 폐기가스 배출관이 연결될 수 있다.Preferably, the waste gas discharge pipe may be connected to the heat recovery steam generator.

바람직하게는 디젤 엔진 및 상기 디젤 엔진에 의해 전력을 생산하는 제 3발전기를 더 포함할 수 있다. 선박이 항구에서 대기할 경우에는 많은 양의 전력이 필 요하지 않기 때문에 상기 가스터빈 및 증기터빈을 구동할 필요가 없다. 따라서, 이 경우에는 상기 디젤 엔진에 의해 상기 제 3발전기를 구동시켜 소량의 전력만을 생산하여 이용함으로써 불필요한 에너지 소비를 방지한다.Preferably it may further comprise a diesel engine and a third generator for producing power by the diesel engine. When the ship is waiting at the port, it is not necessary to drive the gas turbine and steam turbine because a large amount of power is not required. Therefore, in this case, the diesel generator is driven by the diesel engine to produce and use only a small amount of power, thereby preventing unnecessary energy consumption.

이하, 본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명에 따른 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치의 일 실시예가 장착된 선박의 측면도이다.Figure 2 is a side view of a ship equipped with an embodiment of the ship electric propulsion apparatus using a gas turbine and a steam turbine according to the present invention.

본 실시예는 전력을 발생시키는 전력 생산 시스템(200)과, 상기 전력 생산 시스템(200)에 의해 생산되는 전력에 의해 구동되는 모터(202)와, 상기 모터(202)의 구동에 의해 회전하는 축(204)과, 상기 축(204)과 결합되어, 상기 축(204)과 함께 회전하는 프로펠러(206)를 포함하고 있다.In the present embodiment, a power generation system 200 for generating electric power, a motor 202 driven by electric power produced by the power production system 200, and an axis rotating by driving the motor 202 is provided. 204 and a propeller 206 coupled with the shaft 204 to rotate with the shaft 204.

이하, 본 실시예가 액화 천연가스 수송선에 적용된 경우에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the case where the present embodiment is applied to the liquefied natural gas transport ship will be described in detail.

도 3은 도 2에 도시된 실시예의 전력 생산 시스템을 도시한 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a power generation system of the embodiment shown in FIG. 2.

상기 전력 생산 시스템(200)은 가스터빈(302)을 포함하고 있다. 상기 가스터빈(302)은 비행기에 주로 사용되는 동력수단으로 액화 천연가스 수송선의 저장탱크 내부에서 자연 기화된 가스와 마린 가스 오일(marine gas oil) 모두를 연료로 사용할 수 있다. 마린 가스 오일은 자동차의 연료인 경유보다는 질이 낮고, 종래의 선박의 엔진으로 사용되었던 슬로우 디젤 엔진의 연료보다는 질이 좋은 디젤 오일의 한 종류이다.The power generation system 200 includes a gas turbine 302. The gas turbine 302 is a power means mainly used in airplanes can use both natural gas and marine gas oil (marine gas oil) as fuel in the storage tank of the liquefied natural gas transport ship. Marine gas oil is a kind of diesel oil that is of lower quality than diesel, which is the fuel of automobiles, and is of higher quality than the fuel of a slow diesel engine used in the engine of a conventional vessel.

상기 전력 생산 시스템(200)은 제 1발전기(304)를 포함하고 있는데, 상기 제 1발전기(304)는 상기 가스터빈(302)에 의해 구동되어 전력을 생산한다.The power generation system 200 includes a first generator 304, which is driven by the gas turbine 302 to produce power.

상기 가스터빈(302)이 작동한 후 발생하는 폐기가스는 열회수 증기 발생 장치(306)에 열을 공급하고, 폐기가스 배출관(307)을 통해 선체 외부로 배출된다. 그리고, 상기 열회수 증기 발생 장치(306)로 유입되는 물은 상기 열에 의해 증기로 변하여 상기 열회수 증기 발생 장치(306)로부터 유출된다.The waste gas generated after the gas turbine 302 operates is supplied with heat to the heat recovery steam generator 306, and is discharged to the outside of the hull through the waste gas discharge pipe 307. The water flowing into the heat recovery steam generator 306 is converted into steam by the heat and flows out of the heat recovery steam generator 306.

상기 열회수 증기 발생 장치(306)로부터 유출된 증기는 증기터빈(308)의 동력원으로 작용하고, 상기 증기터빈(308)의 작동에 의해 구동되는 제 2발전기(310)는 상기 제 1발전기(304)와는 별도로 전력을 생산한다.The steam discharged from the heat recovery steam generator 306 serves as a power source of the steam turbine 308, and the second generator 310 driven by the operation of the steam turbine 308 is the first generator 304. To generate power separately.

상기 증기터빈(308)을 구동시킨 후, 상기 증기터빈(308)으로부터 유출되는 증기는 콘덴서(312)로 유입되는데, 상기 콘덴서(312)로 유입되는 증기는 상기 콘덴서(312) 내부에서 물로 변환되어 상기 콘덴서(312)로부터 유출된다.After driving the steam turbine 308, the steam flowing out of the steam turbine 308 flows into the condenser 312, the steam flowing into the condenser 312 is converted into water in the condenser 312 It flows out of the condenser 312.

상기 콘덴서(312)로부터 유출된 물은 기포 분리 장치(314)로 유입되고, 상기 기포 분리 장치(314)는 유입된 물로부터 기포를 분리한다. 기포가 분리된 상기 물은 상기 기포 분리 장치(314)로부터 유출된 후, 상기 열회수 증기 발생 장치(306)로 다시 유입된다. The water flowing out of the condenser 312 flows into the bubble separation device 314, and the bubble separation device 314 separates bubbles from the introduced water. The water from which the bubbles are separated flows out of the bubble separation device 314 and then flows back into the heat recovery steam generator 306.

상기 기포를 제거하는 것은 상기 물이 기포를 포함한 상태에서 상기 열회수 증기 발생 장치(306)로 유입되면 상기 기포와 상기 열회수 증기 발생 장치(306) 간 산화반응이 일어나 상기 열회수 증기 발생 장치(306)의 수명이 단축될 수 있기 때문이다.Removing the bubbles is that when the water flows into the heat recovery steam generator 306 in the state containing the bubbles, an oxidation reaction occurs between the bubble and the heat recovery steam generator 306 to cause the heat recovery steam generator 306 to This is because the life may be shortened.

상기 폐기가스가 상기 가스터빈(302)으로부터 상기 열회수 증기 발생 장치(306)로 이동하는 통로에는 댐퍼(damper)(316)가 위치하고 있는데, 상기 댐퍼(316)는 평상시에는 상기 폐기가스가 상기 열회수 증기 발생 장치(306)로 흐르도록 하지만, 상기 열회수 증기 발생 장치(306)가 수리 등을 이유로 작동하지 않을 경우 상기 폐기가스가 상기 열회수 증기 발생 장치(306)로 흐르는 통로를 차단하고 상기 댐퍼(316)의 일 측면에 부착되어 있는 폐기가스 배출관(318)을 열어 상기 폐기가스가 상기 폐기가스 배출관(318)을 통해 선체 외부로 배출하도록 한다.A damper 316 is positioned in a passage through which the waste gas moves from the gas turbine 302 to the heat recovery steam generator 306. The damper 316 is normally used for the waste gas to recover the heat recovery steam. When the heat recovery steam generator 306 is not operated due to repair or the like, the passage of the waste gas to the heat recovery steam generator 306 is blocked and the damper 316 flows to the generator 306. Open the waste gas discharge pipe 318 attached to one side of the waste gas to be discharged to the outside of the hull through the waste gas discharge pipe 318.

상기 전력 생산 시스템(200)은 상기 열회수 증기 발생 장치(306)에 열을 공급하는 보조버너(320) 및 상기 보조버너(320)가 열을 발생시키는데 필요한 연소공기를 공급하는 팬(322)을 포함하고 있다. 상기 보조버너(320)는 상기 가스터빈(302)이 작동하지 않을 경우 상기 열회수 증기 발생 장치(306)에 열을 공급하여 상기 열회수 증기 발생 장치(306)가 계속적으로 증기를 발생시킬 수 있게 한다. 상기 전력 생산 시스템(200)이 위치하고 있는 엔진룸 내부의 공기는 한정되어 있으므로 상기 팬(322)은 상기 보조버너(320)가 열을 발생시키는데 필요한 연소공기를 지속적으로 엔진룸 내부로 공급한다. The power generation system 200 includes an auxiliary burner 320 for supplying heat to the heat recovery steam generator 306 and a fan 322 for supplying combustion air necessary for the auxiliary burner 320 to generate heat. Doing. The auxiliary burner 320 supplies heat to the heat recovery steam generator 306 when the gas turbine 302 is not operated so that the heat recovery steam generator 306 continuously generates steam. Since the air inside the engine room where the power generation system 200 is located is limited, the fan 322 continuously supplies combustion air necessary for the auxiliary burner 320 to generate heat.

상기 보조버너(320)는 상기 열회수 증기 발생 장치(306)에 열을 공급하기 용이한 곳에 상기 팬(322)은 상기 보조버너(320)가 열을 발생시키는데 필요한 연소공기를 공급하기 용이한 곳에 위치할 수 있으며, 상기 보조버너(320)는 상기 가스터빈(302)과 마찬가지고 마린 가스 오일을 연료로 사용하는데, 이는 선박에 여러가지 연료를 실고 다니는 것이 번거롭기 때문이다. 따라서, 다른 실시예에서는 상기 보 조버너(320)의 연료로 다른 것을 사용할 수 있다.Wherein the auxiliary burner 320 is easy to supply heat to the heat recovery steam generator 306, the fan 322 is located where it is easy to supply the combustion air required for the auxiliary burner 320 to generate heat. In addition, the auxiliary burner 320 uses marine gas oil as fuel as the gas turbine 302, because it is cumbersome to carry various fuels on a ship. Therefore, in another embodiment, another fuel may be used as the auxiliary burner 320.

상기 전력 생산 시스템(200)은 디젤 엔진(324) 및 상기 디젤 엔진(324)에 의해 전력을 생산하는 제 3발전기(326)를 포함한다. 상기 1발전기(304)는 약 36메가와트의 전력을 상기 제 2발전기(310)는 약 11메가와트의 전력을 상기 제 3발전기(326)는 약 4메가와트의 전력을 생산하는데, 선박이 항구에서 대기할 경우에는 약 5메가와트 이하의 전력만이 소요되기 때문에 상기 가스터빈(302) 및 증기터빈(306)을 구동시키는 경우 많은 양의 전력이 불필요하게 소비된다. 따라서, 선박이 항구에서 대기할 경우에는 상기 디젤 엔진(324)에 의해 상기 제 3발전기(326)만을 구동시켜 소량의 전력을 생산하여 이용함으로써 불필요한 에너지 소비를 방지한다.The power generation system 200 includes a diesel engine 324 and a third generator 326 that generates power by the diesel engine 324. The first generator 304 generates about 36 megawatts of power, the second generator 310 generates about 11 megawatts of power, and the third generator 326 produces about 4 megawatts of power. Since only 5 megawatts or less of power is consumed when waiting at, the large amount of power is unnecessarily consumed when the gas turbine 302 and the steam turbine 306 are driven. Therefore, when the ship waits at the port, the diesel engine 324 drives only the third generator 326 to produce and use a small amount of power to prevent unnecessary energy consumption.

상기 전력 생산 시스템(200)은 상기 열회수 증기 발생 장치(306)로부터 유출된 증기의 압력을 낮추어 주는 디수퍼히터(desuperheater)(328)를 포함하고 있다. 상기 디수퍼히터(328)의 입구에 장착된 밸브(330)가 열리면 상기 열회수 증기 발생 장치(306)로부터 유출된 40바(bar)의 압력을 갖는 증기 중 일부는 상기 디수퍼히터(328)로 유입되고, 상기 디수퍼히터(328)로 공급되는 차가운 물과 혼합되어 6 내지 8바(bar)의 압력으로 낮추어져 상기 디수퍼히터(328)로부터 유출되어 선박 내부에 위치하는 장비의 가열, 선박 내부 난방 등에 사용된다.The power generation system 200 includes a desuperheater 328 to lower the pressure of the steam flowing out of the heat recovery steam generator 306. When the valve 330 mounted at the inlet of the desuperheater 328 is opened, some of the steam having a pressure of 40 bar discharged from the heat recovery steam generator 306 is transferred to the desuperheater 328. Inlet, mixed with cold water supplied to the desuperheater 328 is lowered to a pressure of 6 to 8 bar (flow) from the desuperheater 328 and heating the equipment located inside the vessel, vessel Used for internal heating.

선박 내부에 위치하는 장비의 가열 및 선박 내부 난방 등을 위해 요구되는 증기의 압력은 6 내지 8바(bar)이나, 상기 열회수 증기 발생 장치(306)로부터 유출되는 증기의 압력은 40바(bar)이므로, 상기 디수퍼히터(328)를 이용하여 상기 열회 수 증기 발생 장치(306)로부터 유출되는 증기의 압력을 낮추어 선박 내부에 위치하는 장비의 가열 및 선박 내부 난방 등에 이용한다. 이는 가스터빈(302)이 연소한 후 배출하는 폐기가스의 폐열을 이용하는 것이므로, 선박 내부에 위치하는 장비의 가열 및 선박 내부 난방 등에 사용되는 낮은 압력의 증기를 발생시키는 별도의 장치를 새로운 연료를 사용하여 구동시키는 경우보다 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있다.The pressure of steam required for heating of the equipment located inside the vessel and the heating of the vessel is 6 to 8 bar, but the pressure of the steam flowing out of the heat recovery steam generator 306 is 40 bar. Therefore, the desuperheater 328 is used to lower the pressure of the steam flowing out of the heat recovery steam generator 306 to be used for heating of the equipment located inside the vessel and heating of the vessel. Since the gas turbine 302 uses the waste heat of the waste gas discharged after combustion, a new fuel is used as a separate device for generating low pressure steam used for heating of the equipment located inside the vessel and heating of the vessel. There is an advantage to save energy than when driving.

본 실시예에 의하면 작은 크기이지만 고 출력을 만들어 내는 가스터빈을 이용함으로써 저장탱크의 용량을 극대화하여 종래에 비해 좀 더 많은 양의 화물을 운반할 수 있다. 또한, 가스터빈으로부터 배출되는 폐기가스의 열을 다시 회수하여 전력을 생산하고, 항구에 선박이 대기 시에는 필요한 최소한의 전력만을 생산할 수 있으며, 가스터빈과 증기터빈을 동시에 작동시키거나 따로 작동시키는 것이 가능하여 상황에 따라 필요한 전력만을 생산할 수 있기 때문에 에너지를 절약할 수 있다. 또한, 샤프트의 길이가 짧아 증기터빈이나 슬로우 디젤 엔진에 비해 진동 및 소음이 적다.According to this embodiment, by using a gas turbine that produces a small size but high output, it is possible to transport a larger amount of cargo than the conventional by maximizing the capacity of the storage tank. In addition, the waste gas discharged from the gas turbine can be recovered again to generate electric power, and when the vessel is waiting at the port, it can produce only the minimum electric power required, and the gas turbine and steam turbine can be operated simultaneously or separately. It is possible to save energy because it can produce only the required power according to the situation. In addition, the length of the shaft is less vibration and noise than the steam turbine or slow diesel engine.

이상 본 실시예가 액화 천연가스 수송선에 적용된 경우만을 설명하였으나 본 실시예는 다른 선박에도 적용이 가능하다.As described above, only the case where the present embodiment is applied to the liquefied natural gas transport ship, the present embodiment is applicable to other ships.

본 발명에 의하면 저장탱크의 용량이 극대화되어 많은 양의 화물을 운반할 수 있고, 상황에 따라 필요한 전력만을 생산할 수 있어 에너지 절약이 가능하며, 진동 및 소음이 적은 장점이 있다.According to the present invention, the capacity of the storage tank is maximized to carry a large amount of cargo, and according to the situation, it is possible to produce only the electric power required to save energy, and has advantages of low vibration and noise.

Claims (7)

가스터빈;Gas turbines; 상기 가스터빈에 의해 전력을 생산하는 제 1발전기;A first generator for producing electric power by the gas turbine; 상기 가스터빈으로부터 배출되는 폐기가스의 열을 이용해 증기를 발생시키는 열회수 증기 발생 장치;A heat recovery steam generator for generating steam by using heat of waste gas discharged from the gas turbine; 상기 열회수 증기 발생 장치에 의해 발생한 증기에 의해 작동하는 증기터빈;A steam turbine operated by steam generated by the heat recovery steam generator; 상기 증기터빈에 의해 전력을 생산하는 제 2발전기; A second generator for generating electric power by the steam turbine; 상기 증기터빈으로부터 배출되는 증기를 응축시켜 상기 열회수 증기 발생 장치로 공급하는 콘덴서;A condenser for condensing the steam discharged from the steam turbine and supplying the steam to the heat recovery steam generator; 상기 제 1발전기 또는 제 2발전기로부터 전력을 인가 받아 회전력을 생성하는 모터;A motor generating rotational force by receiving electric power from the first generator or the second generator; 상기 모터로부터 인가 받은 회전력을 전달하는 축; 및A shaft for transmitting a rotational force applied from the motor; And 상기 축에 의해 회전하여 추진력을 생성하는 프로펠러;A propeller rotating by the shaft to generate propulsion force; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치. Electric propulsion device for ships using a gas turbine and a steam turbine comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스터빈으로부터 상기 열회수 증기 발생 장치로 폐기가스를 공급하는 경로상에는, 상기 폐기가스를 상기 열회수 증기 발생 장치 또는 폐기가스 배출관으 로 유입시키기 위한 댐퍼가 위치하는 것을 특징으로 하는 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치. On the path for supplying the waste gas from the gas turbine to the heat recovery steam generator, a gas turbine and a steam turbine, characterized in that a damper for introducing the waste gas into the heat recovery steam generator or waste gas discharge pipe is located. Marine electric propulsion device used. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스터빈 정지 시, 상기 열회수 증기 발생 장치에 열을 공급하는 보조버너 및 상기 보조버너가 열을 발생시키는데 필요한 연소공기를 공급하는 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치.When the gas turbine is stopped, an auxiliary burner for supplying heat to the heat recovery steam generating device and a fan for supplying combustion air required for the auxiliary burner to generate heat for a ship using a gas turbine and steam turbine Electric propulsion unit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열회수 증기 발생 장치로 유입되는 물에 포함된 기포를 분리하는 기포 분리 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치.An electric propulsion device for a ship using a gas turbine and a steam turbine further comprising a bubble separation device for separating the bubbles contained in the water flowing into the heat recovery steam generator. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열회수 증기 발생 장치로부터 유출된 증기의 압력을 낮추기 위한 디수퍼히터와, 상기 디수퍼히터에 냉각수를 공급하기 위한 라인과, 상기 증기가 상기 디수퍼히터로 요입되는 경로를 개폐하기 위한 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치.A desuperheater for lowering the pressure of the steam flowing out of the heat recovery steam generator, a line for supplying cooling water to the desuperheater, and a valve for opening and closing a path through which the steam flows into the desuperheater Electric propulsion device for ships using a gas turbine and a steam turbine, characterized in that it comprises a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열회수 증기 발생 장치에는 폐기가스 배출관이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치.The heat recovery steam generating device is a marine electric propulsion device using a gas turbine and a steam turbine, characterized in that the waste gas discharge pipe is connected. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 디젤 엔진 및 상기 디젤 엔진에 의해 전력을 생산하는 제 3발전기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈과 증기터빈을 이용한 선박용 전기 추진 장치.A marine electric propulsion device using a gas turbine and a steam turbine further comprising a diesel engine and a third generator for generating electric power by the diesel engine.
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