KR20100044738A - The cooling system using rankine cycle for the exhaust gas in the chimney - Google Patents

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KR20100044738A
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임재현
최상진
박성규
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(주)이노씨엔이
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Abstract

PURPOSE: A chimney inside exhaust gas cooling system utilizing the rankine cycle is provided to enhance energy availability by vaporizing refrigerants with waste heat without extra energy and circulating liquid refrigerants by gravitation. CONSTITUTION: A chimney inside exhaust gas cooling system utilizing the rankine cycle comprises a heat absorber(21), a condenser(22), a refrigerant inflow pipe(23), a refrigerant outflow pipe(24), a liquid refrigerant inlet(231), a gaseous refrigerant outlet(241) and refrigerants. The heat absorber is installed at the inside of a chimney(11). One end of the refrigerant inflow pipe is connected to one side of the lower part of the heat absorber and the other end of the refrigerant inflow pipe is connected to the outflow pipe of the lower part of the condenser. One end of the refrigerant outflow pipe is connected to one side of the upper part of the heat absorber and the other end of the refrigerant outflow pipe is connected to the outflow pipe of the upper part of the condenser. A liquid refrigerant injecting valve is installed at the liquid refrigerant inlet. The valve of the gaseous refrigerant outlet discharges the gaseous refrigerant to increase inner vacuum degree of a pipe. The refrigerant boil by exhaust gas heat.

Description

랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템{The cooling system using Rankine cycle for the exhaust gas in the chimney}The cooling system using Rankine cycle for the exhaust gas in the chimney}

굴뚝 냉각분야Chimney Cooling Area

공장/보일러 등에는 다양한 방식으로 굴뚝을 세우고 배기가스를 배출하고 있다. 그러나 배기가스에는 폐열이 내포되어 있는데 이 열은 배기가스에 포함된 냄새나는 물질의 확산을 촉진시켜 대기를 오염시키는 주범이며 재생되지 않고 외부로 배출되면 에너지 효율이 떨어지는 원인이기도 하다. 배기가스는 굴뚝에 도달하기 전에 냉각장치를 통하여 냉각하든지 아니면 냉각을 하지 않고 외부로 배출시키든지 한다. 굴뚝에 도달하기 전에 냉각을 시키는 것은 별도의 냉각장치가 배기가스 흐름 회로 중간에 삽입하는 형태이므로 공간을 매우 많이 차지하고 비용도 높다. 굴뚝은 반드시 설치될 것이라면 이것을 이용하는 것이 냉각에는 매우 효과적이고 굴뚝 내부의 공간을 이용한다면 필요한 공간도 줄일 수 있을 것이다. 지금까지 굴뚝 내부 배기가스를 냉각시키는 발명은 개발되지 않고 있다.Plants and boilers are erecting chimneys and emitting exhaust gases in various ways. However, the waste gas contains waste heat, which promotes the diffusion of odorous substances contained in the exhaust gas and contaminates the atmosphere, and also causes energy efficiency to decrease when discharged to the outside without being recycled. Exhaust gases may be cooled through a chiller before reaching the chimney or discharged to the outside without cooling. Cooling before reaching the chimney takes up a lot of space and costs since a separate chiller is inserted in the middle of the exhaust flow circuit. If the chimney must be installed, using it is very effective for cooling, and using the space inside the chimney will reduce the required space. Until now, the invention for cooling the exhaust gas inside the chimney has not been developed.

본 발명에서는 공장/보일러 등에 설치되는 굴뚝 내부공간을 배기가스를 냉각하는 공간으로 활용하도록 한다. 그리고 냉각에 추가적인 에너지 사용 없이 배기가스에 내포되어 있는 폐열로 냉매를 기화시키고 중력의 힘으로 액화된 액체냉매를 순환시켜 에너지 활용도를 대폭 높이도록 한다. 그리고 배기가스 내부에 내포된 폐열을 응축과정에서 열의 형태로 재생시키거나 기화된 냉매의 힘을 이용하여 터빈을 돌려 역학에너지 또는 전기에너지를 회수할 수 있도록 한다. In the present invention, the chimney internal space installed in a factory / boiler is utilized as a space for cooling the exhaust gas. In addition, the refrigerant is vaporized with waste heat contained in the exhaust gas without additional energy for cooling, and the liquefied liquid refrigerant is circulated by the force of gravity to significantly increase energy utilization. In addition, the waste heat contained in the exhaust gas is regenerated in the form of heat during the condensation process, or by using a force of vaporized refrigerant to turn the turbine to recover the dynamic energy or electrical energy.

굴뚝 내부에 열흡수기를 설치하고 외부에 응축기를 설치한 다음 배관으로 연결하고 흡수한 열로 비등이 가능한 냉매를 배관회로에 채워 굴뚝 내부 배기가스를 냉각시킴 Install a heat absorber inside the chimney, install a condenser outside, connect with pipes, and cool the exhaust gas inside the chimney by filling the piping circuit with refrigerant that can be boiled by the absorbed heat.

공장/보일러 등에는 다양한 방식으로 굴뚝을 세우고 배기가스를 배출하고 있다. 그러나 배기가스에는 폐열이 내포되어 있는데 이 열은 배기가스에 포함된 냄새나는 물질의 확산을 촉진시켜 대기를 오염시키는 주범이며 재생되지 않고 외부로 배출되면 에너지 효율이 떨어지는 원인이기도 하였다. 본 발명에 의하면 굴뚝(11) 내부에 설치되는 열흡수기(21) 내부에 열흡수기(21)에서 흡수한 열로 비등이 가능한 냉매가 채워지므로 배기가스 폐열에 의해 냉매가 기화할 수 있고 이 기체냉매는 굴뚝(11) 외부에 설치된 응축기(22)에서 열을 버림으로써 굴뚝 내부의 배기가스를 추가적 에너지 사용 없이 효율적 냉각시킬 수 있다. 또한 냉매유출관(24) 관로에 터빈/터빈실(61)을 추가로 설치하여 기체냉매 압력으로 터빈을 돌려 역학에너지 또는 전기에너지를 회수할 수 있도록 하였고 응축기(22) 대신 재생열교환기(722)를 설치하여 배기가스 폐열을 재생시킬 수 있도록 하여 에너지 효율을 매우 높게 만들었다. 그리고 굴뚝(11) 내부의 배기가스(13)를 냉각시킴으로 인하여 배기가스(13)에 내포된 습기를 제거시켜 백연현상을 대폭 줄이는 효과도 더불어 얻도록 하였다.Plants and boilers are erecting chimneys and emitting exhaust gases in various ways. However, the waste gas contains waste heat, which promotes the diffusion of odorous substances contained in the exhaust gas and contaminates the atmosphere, and also causes energy efficiency to decrease when discharged to the outside without being regenerated. According to the present invention, since the refrigerant capable of boiling by the heat absorbed by the heat absorber 21 is filled in the heat absorber 21 installed inside the chimney 11, the refrigerant can be vaporized by the waste gas waste heat and the gas refrigerant is By dissipating heat from the condenser 22 installed outside the chimney 11, the exhaust gas inside the chimney can be efficiently cooled without using additional energy. In addition, a turbine / turbine chamber 61 is additionally installed in the refrigerant outlet pipe 24 so that the turbine can be recovered by the gas refrigerant pressure to recover mechanical energy or electrical energy, and instead of the condenser 22, a regenerative heat exchanger 722. The energy efficiency is very high by installing the exhaust gas to regenerate waste heat. In addition, by cooling the exhaust gas 13 inside the chimney 11, the moisture contained in the exhaust gas 13 is removed to obtain an effect of significantly reducing white smoke.

도 1은 기존의 굴뚝 설명도이다.
도 2는 본 발명의 랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템 설명도이다.
도 3은 굴뚝 측면으로 냉매유출관이 인출된 사례 설명도이다.
도 4는 굴뚝 내부에 냉매유출관이 설치된 사례 설명도이다.
도 5는 응축기가 굴뚝 외벽 일측에 설치된 사례 설명도이다.
도 6은 터빈/터빈실과 냉매저장탱크가 추가로 설치된 사례 설명도이다.
도 7은 응축기가 재생열교환기인 사례 설명도이다.
도 8은 열흡수기 사례 설명도이다.1 is a diagram illustrating a conventional chimney.
2 is an explanatory diagram of an exhaust gas cooling system in a chimney utilizing the Rankine cycle of the present invention.
3 is an explanatory diagram illustrating a case where a coolant outlet pipe is drawn out to a side of a chimney.
4 is a diagram illustrating a case where a coolant outlet pipe is installed in a chimney.
5 is a diagram illustrating a case where a condenser is installed on one side of a chimney outer wall.
6 is a diagram illustrating an example in which a turbine / turbine chamber and a refrigerant storage tank are additionally installed.
7 is a diagram illustrating a case where the condenser is a regenerative heat exchanger.
8 is an explanatory diagram of a heat absorber.

공장/보일러 등에 설치되는 굴뚝을 통하여 배기가스가 배출되는데 이 배기가스는 대체로 온도가 높아서 냄새가 많이 나며 폐열을 포함하고 있어서 이를 회수하여 재생할 수 있는 방법이 필요하다. 그리고 굴뚝 내부의 배기가스를 냉각시키면 배기가스에 포함된 수분이 굴뚝(11) 내부의 열흡수기(21)에 부착되어 외부로 배출되는 량이 줄어들어서 백연현상이 현격히 줄어들 수 있다.     Exhaust gas is discharged through the chimneys installed in factories / boilers, etc. This exhaust gas generally has a high temperature and smells a lot, and includes waste heat, so a method of recovering and regenerating it is required. In addition, when the exhaust gas is cooled inside the chimney, the moisture contained in the exhaust gas is attached to the heat absorber 21 inside the chimney 11 to reduce the amount discharged to the outside, thereby significantly reducing white smoke.

도 1은 기존의 공업로 냉각시스템 설명도이다. 굴뚝(11) 하부 일측에 연결된 배기가스유입관(12)을 통하여 배기가스(13)가 유입되고 배기가스(13)는 굴뚝(11)을 통하여 외부로 배출된다.    1 is an explanatory diagram of a conventional industrial furnace cooling system. The exhaust gas 13 is introduced through the exhaust gas inlet pipe 12 connected to the lower side of the chimney 11 and the exhaust gas 13 is discharged to the outside through the chimney 11.

도 2는 본 발명의 랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템 설명도이다. 굴뚝 내부 일측에 열흡수기(21)를 설치하고 굴뚝(11) 외부에 응축기(22)를 설치한다. 열흡수기(21) 하부 일측에는 내부에 설치된 냉매배관과 관통하도록 냉매유입관(23) 한 쪽 끝이 연결되며 굴뚝(11) 측면 일측을 빠져나온 냉매유입관(23)의 다른 한 쪽 끝은 응축기(22)의 하부 유출배관에 연결되도록 설치된다. 열흡수기(21) 상부 일측에는 내부에 설치된 냉매배관과 관통하도록 냉매유출관(24) 한 쪽 끝이 연결되며 굴뚝 꼭대기를 빠져나온 냉매유출관(24)의 다른 한 쪽 끝은 응축기(22) 상부 유입배관에 연결되도록 설치된다. 냉매유입관(23) 하부 일측에는 액체냉매를 주입할 수 있도록 밸브가 설치된 액체냉매유입구(231)를 설치하며 냉매유출관(24) 일측에는 기체냉매를 배출시켜 배관내부 진공도를 높일 수 있는 밸브가 설치된 기체냉매유출구(241)를 설치한다. 열흡수기(21) 및 배관 내부에 채워지는 냉매는 열흡수기(21)에서 배기가스로부터 얻은 열에 의해 끓을 수 있는 것으로 한다. 물, AK225, HCFC-141b 중의 하나를 냉매로 사용되는 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 작동원리는 다음과 같다. 배기가스유입관(12)으로부터 배기가스(13)가 굴뚝(11)으로 유입되면 열흡수기(21)에 설치된 냉매배관 내부의 냉매와 열교환하고 온도가 낮아진 다음 외부로 버려진다. 열흡수기(21) 내부에 수용된 냉매는 배기가스(13)로부터 얻은 열에 의해 증발하면서 기화열로 열흡수기(21) 배관을 냉각시킨다. 기화된 기체냉매는 냉매유출관(24)을 통하여 응축기(22)에 유입되어 열을 버리고 액체가 되어 냉매유입관(23)을 타고 중력에 의해 다시 열흡수기(21)로 유입됨으로써 냉각의 한 주기를 완료한다. 이 방법에 의하면 기체냉매의 상승흐름은 배기가스에서 얻은 폐열에 의해 이루어지고 액체냉매의 하강흐름은 중력에 의해 이루어지므로 자연순환의 방식을 택함을 알 수 있다.    2 is an explanatory diagram of an exhaust gas cooling system in a chimney utilizing the Rankine cycle of the present invention. The heat absorber 21 is installed on one side of the chimney and the condenser 22 is installed outside the chimney 11. One end of the heat absorber 21 is connected to one end of the refrigerant inlet pipe 23 so as to penetrate with the refrigerant pipe installed therein, and the other end of the refrigerant inlet pipe 23 exiting one side of the chimney 11 is a condenser. It is installed to be connected to the lower outflow pipe of (22). One end of the heat absorber 21 is connected to one end of the refrigerant outlet pipe 24 so as to penetrate the refrigerant pipe installed therein, and the other end of the refrigerant outlet pipe 24 exiting the chimney top is the upper part of the condenser 22. It is installed to be connected to the inlet pipe. One side of the refrigerant inlet pipe 23 is provided with a liquid refrigerant inlet 231 having a valve installed therein for injecting liquid refrigerant, and one side of the refrigerant outlet tube 24 has a valve for discharging gas refrigerant to increase the degree of vacuum inside the pipe. The installed gas refrigerant outlet 241 is installed. The refrigerant absorbed in the heat absorber 21 and the inside of the pipe may be boiled by the heat obtained from the exhaust gas in the heat absorber 21. The use of water, AK225 or HCFC-141b as a refrigerant is also included in the scope of the present invention. The principle of operation is as follows. When the exhaust gas 13 flows into the chimney 11 from the exhaust gas inlet pipe 12, it exchanges heat with the refrigerant inside the refrigerant pipe installed in the heat absorber 21 and the temperature is lowered and then discarded to the outside. The refrigerant contained in the heat absorber 21 cools the pipe of the heat absorber 21 with vaporization heat while evaporating by the heat obtained from the exhaust gas 13. The vaporized gas refrigerant flows into the condenser 22 through the coolant outlet pipe 24, discards heat, becomes a liquid, and enters the heat absorber 21 by gravity through the coolant inlet pipe 23, thereby allowing one cycle of cooling. To complete. According to this method, it can be seen that the upflow of the gas refrigerant is made by waste heat obtained from the exhaust gas and the descending flow of the liquid refrigerant is made by gravity, so the natural circulation method is adopted.

도 3은 굴뚝 측면으로 냉매유출관이 인출된 사례 설명도이다. 도2와 냉각시스템 구성요소는 동일하지만 냉매유출관(24) 배관이 굴뚝 꼭대기가 아닌 측면의 일측으로 유출된다는 것이 다르다. 나머지 원리는 도2와 같다.    3 is an explanatory diagram illustrating a case where a coolant outlet pipe is drawn out to a side of a chimney. The cooling system components are the same as in Fig. 2, except that the refrigerant outlet pipe 24 flows out to one side of the side rather than the top of the chimney. The remaining principle is shown in FIG.

도 4는 굴뚝 내부에 냉매유출관이 설치된 사례 설명도이다. 도2와 냉각시스템 구성요소는 동일하지만 냉매유출관(24) 배관이 굴뚝 내부 일측을 통하여 내려와서 측면의 일측으로 유출된다는 것이 다르다. 나머지 원리는 도2와 같다.    4 is a diagram illustrating a case where a coolant outlet pipe is installed in a chimney. The cooling system components are the same as in Fig. 2, but the refrigerant outlet pipe 24 is different from that the pipe descends through one side of the chimney and flows out to one side of the side. The remaining principle is shown in FIG.

도 5는 응축기가 굴뚝 외벽 일측에 설치된 사례 설명도이다. 도2와 냉각시스템 구성요소는 동일하지만 응축기(22)가 굴뚝(11) 외벽 일측에 설치된다는 것이 다르다. 나머지 원리는 도2와 같다. 이 때 응축기(22)는 굴뚝(11) 외벽 둘레를 감싸는 형태로 만드는 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 이렇게 되면 높은 위치의 강한 바람으로 자연응축의 효과를 얻을 수 있다.    5 is a diagram illustrating a case where a condenser is installed on one side of a chimney outer wall. 2 and the cooling system components are the same but the condenser 22 is installed on one side of the chimney 11 outer wall. The remaining principle is shown in FIG. At this time, the condenser 22 is also included in the scope of the present invention to form a form surrounding the outer wall of the chimney (11). In this way, the effect of natural condensation can be achieved by strong winds at high positions.

도 6은 터빈/터빈실과 냉매저장탱크가 추가로 설치된 사례 설명도이다. 도2에서 열흡수기(21)와 응축기(22) 사이에 설치된 냉매유출관(24) 관로에 터빈/터빈실(61)이 추가로 설치되고 열흡수기(21)와 응축기(22) 사이에 설치된 냉매유입관(23) 관로에 냉매저장탱크(62)가 추가로 설치된 것이 다르다. 열흡수기(21)에서 기화한 기체냉매는 상당한 압력을 가지고 있으므로 응축기(22)에 유입되기 전에 그 힘으로 터빈실 내부의 터빈을 돌리도록 한 것으로 그 터빈축에 역학기기(미도시) 또는 발전기(미도시)를 설치하여 역학에너지 또는 전기에너지를 생산하도록 하여 배기가스에 포함된 폐열을 재생시키는 방법이 추가된 것으로 에너지 절감에 많은 기여를 한다. 냉매저장탱크(62)는 열흡수기(21)에 액체냉매 공급을 원활히 하는 역할을 한다.       6 is a diagram illustrating an example in which a turbine / turbine chamber and a refrigerant storage tank are additionally installed. In FIG. 2, a turbine / turbine chamber 61 is additionally installed in the refrigerant discharge pipe 24 pipeline installed between the heat absorber 21 and the condenser 22, and the refrigerant installed between the heat absorber 21 and the condenser 22. The refrigerant storage tank 62 is additionally installed in the inlet pipe 23. The gas refrigerant evaporated in the heat absorber 21 has a considerable pressure, so that the turbine inside the turbine chamber is turned by the force before being introduced into the condenser 22, and a mechanical device (not shown) or a generator ( By installing a mechanical energy or electric energy to install the waste heat contained in the exhaust gas by the installation (not shown) contributes to the energy saving. The refrigerant storage tank 62 serves to smoothly supply the liquid refrigerant to the heat absorber 21.

도 7은 응축기가 재생열교환기인 사례 설명도이다. 도2에서 응축기(22) 역할을 하도록 응축기(22) 대신 2차측에 유체유입구(71)와 유체유출구(72)가 형성가 형성된 재생열교환기(722) 설치한 것이 다르다. 굴뚝(11) 내부에 설치된 열흡수기(21) 내부의 냉매가 기화하여 가져온 열을 재생시킬 수 있도록 새롭게 열을 받아갈 유체를 재생열교환기(722)의 유체유입구(71)로 유입시킨 후 유체유출구(72)로 유출시켜 열을 사용하는 장소에 옮겨 재생시킨다. 유체는 물, 냉매, 공기, 기름 등의 유체가 될 수 있다.      7 is a diagram illustrating a case where the condenser is a regenerative heat exchanger. In FIG. 2, the regenerative heat exchanger 722 is formed in which the fluid inlet 71 and the fluid outlet 72 are formed on the secondary side instead of the condenser 22 so as to serve as the condenser 22. The fluid to be introduced into the fluid inlet 71 of the regenerative heat exchanger 722 to receive the new heat so that the refrigerant inside the heat absorber (21) installed in the chimney (11) evaporated to recover the heat obtained It flows to 72 and transfers to a place where heat is used for regeneration. The fluid may be a fluid such as water, refrigerant, air, oil, or the like.

도 8은 열흡수기 사례 설명도이다. 열흡수기(21)는 다양한 형태로 제작할 수 있으나 굴뚝모양과 유사한 사례를 제시한다, 도너츠형 배관 형태의 하부헤더(81)와 같은 도너츠형 배관 형태이면서 하부헤더(81) 상부에 규모가 작은 상부헤더(82)를 설치하고 둘 사이에 다수의 열교환관(83)을 관통되도록 설치하여 굴뚝 내부에 수용되도록 한다. 하부헤더(81) 일측에는 하부인출배관(84)을 설치하고 상부헤더(82) 일측에는 상부인출배관(85)을 설치한다. 이 것은 열흡수기(21)의 사례이지만 도5에서 도시한 굴뚝 외벽에 설치하는 응축기(22)로도 사용할 수 있으며 이것도 본 발명의 범위에 포함된다. 8 is an explanatory diagram of a heat absorber. The heat absorber 21 can be manufactured in various forms, but it presents a case similar to the chimney shape. 82 is installed and installed so as to pass through a plurality of heat exchange tubes 83 between the two to be accommodated in the chimney. One side of the lower header 81 is provided with a lower outlet pipe 84 and one side of the upper header 82 is provided with an upper outlet pipe 85. This is an example of the heat absorber 21, but can also be used as a condenser 22 installed on the chimney outer wall shown in FIG. 5, which is also included in the scope of the present invention.

11 : 굴뚝 12 : 배기가스유입관
13 : 배기가스 21 : 열흡수기
22 : 응축기 23 : 냉매유입관
231 : 액체냉매유입구 24 : 냉매유출관
241 : 기체냉매유출구 61 : 터빈/터빈실
62 : 냉매저장탱크 71 : 유체유입구
72 : 유체유출구 722 : 재생열교환기
81 : 하부헤더 82 : 상부헤더
83 : 열교환관 84 : 하부인출배관
85 : 상부인출배관11: chimney 12: exhaust gas inlet pipe
13 exhaust gas 21 heat absorber
22: condenser 23: refrigerant inlet pipe
231: liquid refrigerant inlet 24: refrigerant outlet
241 gas refrigerant outlet 61 turbine / turbine room
62: refrigerant storage tank 71: fluid inlet
72 fluid outlet 722 regenerative heat exchanger
81: lower header 82: upper header
83: heat exchanger tube 84: lower drawing pipe
85: upper drawing pipe

Claims (8)

굴뚝 내부 일측에 설치되는 열흡수기(21)와; 굴뚝(11) 외부에 설치되는 응축기(22)와; 한 쪽 끝은 열흡수기(21) 하부 일측에 내부에 설치된 냉매배관과 관통하도록 연결되며 굴뚝(11) 측면 일측을 빠져나온 다른 한 쪽 끝은 응축기(22)의 하부 유출배관에 연결되도록 설치되는 냉매유입관(23)과; 한 쪽 끝은 열흡수기(21) 상부 일측에 내부에 설치된 냉매배관과 관통하도록 연결되며 굴뚝 꼭대기를 빠져나온 다른 한 쪽 끝은 응축기(22)의 상부 유출배관에 연결되도록 설치되는 냉매유출관(24)과; 냉매유입관(23) 하부 일측에 액체냉매를 주입할 수 있도록 설치되는 밸브가 설치된 액체냉매유입구(231)와; 냉매유출관(24) 일측에 기체냉매를 배출시켜 배관내부 진공도를 높일 수 있도록 설치되는 밸브가 설치된 기체냉매유출구(241)와; 열흡수기(21) 및 배관 내부에 채워지며 열흡수기(21)에서 배기가스로부터 얻은 열에 의해 끓을 수 있는 냉매로 구성되는 것을 특징으로 하는 랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템.        A heat absorber 21 installed at one side of the chimney; A condenser 22 installed outside the chimney 11; One end is connected to penetrate the refrigerant pipe installed inside the lower side of the heat absorber 21 and the other end exiting one side of the chimney 11 is a refrigerant installed to be connected to the lower outlet pipe of the condenser 22 An inlet pipe 23; One end is connected to pass through the refrigerant pipe installed inside the upper side of the heat absorber 21, and the other end exiting the chimney top is a refrigerant outlet pipe 24 is installed to be connected to the upper outlet pipe of the condenser 22 )and; A liquid refrigerant inlet 231 having a valve installed to inject a liquid refrigerant into a lower portion of the refrigerant inlet pipe 23; A gas coolant outlet 241 provided with a valve installed at one side of the coolant outlet pipe 24 to discharge the gas coolant to increase the degree of vacuum inside the pipe; A chimney exhaust gas cooling system utilizing a Rankine cycle, characterized in that the heat absorber (21) and the inside of the pipe is filled with a refrigerant that can be boiled by the heat obtained from the exhaust gas from the heat absorber (21). 제1항에 있어서, 냉매가 물, AK225, HCFC-141b 중의 하나인 것을 특징으로 하는 랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템.         The exhaust gas cooling system in a chimney utilizing a Rankine cycle according to claim 1, wherein the refrigerant is water, AK225 or HCFC-141b. 제1항에 있어서, 냉매유출관(24) 배관이 굴뚝 꼭대기가 아닌 측면의 일측으로 유출되는 것을 특징으로 하는 랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템.         The exhaust gas cooling system of the chimney using a Rankine cycle according to claim 1, wherein the refrigerant outlet pipe (24) is discharged to one side of the side of the chimney instead of the top of the chimney. 제1항에 있어서, 냉매유출관(24) 배관이 굴뚝 내부 일측을 통하여 내려와서 측면의 일측으로 유출되는 것을 특징으로 하는 랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템.         The chimney exhaust gas cooling system using a Rankine cycle according to claim 1, wherein the refrigerant discharge pipe (24) pipe descends through one side of the chimney and flows to one side of the side. 제1항에 있어서, 응축기(22)가 굴뚝(11) 외벽 일측에 설치되거나 굴뚝(11) 외벽 둘레를 감싸는 형태인 것을 특징으로 하는 랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템.         According to claim 1, wherein the condenser 22 is installed on one side of the chimney (11) outer wall or the form of surrounding the chimney (11) outer wall surrounding the chimney internal exhaust gas cooling system using a Rankine cycle. 제1항에 있어서, 열흡수기(21)와 응축기(22) 사이에 설치된 냉매유출관(24) 관로에 터빈/터빈실(61)이 추가로 설치되고 열흡수기(21)와 응축기(22) 사이에 설치된 냉매유입관(23) 관로에 냉매저장탱크(62)가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템.         The turbine / turbine chamber 61 is additionally installed in the coolant outlet pipe 24 line installed between the heat absorber 21 and the condenser 22, and the heat absorber 21 and the condenser 22 are installed in the pipeline. The exhaust gas cooling system inside the chimney utilizing a Rankine cycle, characterized in that the refrigerant storage tank 62 is additionally installed in the refrigerant inlet pipe 23 installed in the pipeline. 제1항에 있어서, 응축기(22) 대신 2차측에 유체유입구(71)와 유체유출구(72)가 형성된 재생열교환기(722)를 설치하는 것을 특징으로 하는 랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템.         The chimney exhaust gas cooling using a Rankine cycle according to claim 1, wherein a regenerative heat exchanger 722 having a fluid inlet 71 and a fluid outlet 72 is provided on the secondary side instead of the condenser 22. system. 제1항에 있어서, 도너츠형 배관 형태의 하부헤더(81)와; 같은 도너츠형 배관 형태이면서 하부헤더(81) 상부에 설치되는 규모가 작은 상부헤더(82)와; 하부헤더(81)와 상부헤더(82) 사이에 관통되도록 설치되는 다수의 열교환관(83)과; 하부헤더(81) 일측에 설치되는 하부인출배관(84)과; 상부헤더(82) 일측에 설치되는 상부인출배관(85)으로 형성되는 열흡수기(21)를 설치하는 것을 특징으로 하는 랭킨사이클을 활용한 굴뚝 내부 배기가스 냉각시스템.
A lower header (81) in the form of a donut pipe; A small upper header 82 having the same donut type pipe shape and installed on an upper portion of the lower header 81; A plurality of heat exchange tubes 83 installed to penetrate between the lower header 81 and the upper header 82; A lower drawer pipe 84 installed at one side of the lower header 81; Chimney internal exhaust gas cooling system using a Rankine cycle, characterized in that to install a heat absorber (21) formed of the upper withdrawal pipe (85) installed on one side of the upper header (82).
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KR102155840B1 (en) 2019-06-04 2020-09-15 한국기계연구원 Steam cycle-based system and method for condensate water recovery from flue gas

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