KR20110061844A - Apparatus for ocean thermal power generation - Google Patents

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윤상국
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Abstract

PURPOSE: A device for ocean thermal energy conversion is provided to improve generation efficiency using thermal effluent as a heating source. CONSTITUTION: A device for ocean thermal energy conversion comprises an evaporator(120), a generator(140), a condenser(150), and a refrigerant circulation pump(160). The evaporator evaporates liquefied refrigerants by heat-exchanging with thermal effluent. The generator generates electric energy by rotating a turbine using the pressure of the evaporated refrigerants. The condenser liquefies the evaporated refrigerants by heat-exchanging with seawater. The refrigerant circulation pump circulates the refrigerants inside a refrigerant circulation tube.

Description

해수 온도차 발전 장치{apparatus for ocean thermal power generation}Apparatus for ocean thermal power generation

본 발명은 해수 온도차 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매 순환관을 순환하는 냉매를 해수의 온도차에 의해 기화 또는 액화시켜 전기 에너지를 발생시키는 해수 온도차 발전 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a seawater temperature difference generator, and more particularly to a seawater temperature difference generator for generating electrical energy by vaporizing or liquefying the refrigerant circulating through the refrigerant circulation pipe by the temperature difference of the sea water.

최근, 해수 온도차 에너지를 전기 에너지로 변환하는 해수 온도차 발전 방법(OTEC, Ocean Thermal Energy Conversion)이 대체 에너지의 한 분야로서 활발히 연구되고 있다. 해수 온도차 발전은 심해의 차가운 바닷물과 표층의 더운 바닷물의 온도차를 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 것으로, 통상 1000m 깊이의 심층수의 온도가 4~5℃이며, 열대지방의 표층수의 온도가 25℃ 정도로 약 20℃의 온도차를 이용하고 있다.Recently, Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), which converts seawater temperature difference energy into electrical energy, has been actively studied as one of alternative energy fields. Seawater temperature difference generation is the generation of electrical energy by using the temperature difference between the cold sea water of the deep sea and the hot sea water of the surface layer, the temperature of deep water of 1000m depth is 4 ~ 5 ℃, and the surface water of the tropics is about 25 ℃. The temperature difference of 20 degreeC is used.

도 1은 종래의 해수 온도차 발전 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional seawater temperature difference generator.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 해수 온도차 발전 장치는, 작동 유체인 냉매가 순환하는 냉매 순환관(10)과, 냉매 순환관(10)에 각각 연결된 증발기(20), 터빈(30), 응축기(50) 및 냉매 순환 펌프(60)를 구비하고 있다. 또한, 터빈(30)에는 발전기(40)가 연결되어 있다. As shown in FIG. 1, the conventional seawater temperature difference generator includes a refrigerant circulation tube 10 through which a refrigerant, which is a working fluid, circulates, an evaporator 20, a turbine 30, respectively connected to the refrigerant circulation tube 10. The condenser 50 and the refrigerant circulation pump 60 are provided. In addition, a generator 40 is connected to the turbine 30.

이와 같이 구성되는 종래의 해수 온도차 발전 장치의 작동원리에 대해 살펴보면, 먼저 냉매는 열원인 고온의 표층수 부근에 위치하는 증발기(10)를 통과하며 가열되어 기화되고, 기화된 냉매가 터빈(30)을 회전시켜 터빈(30)과 연결된 발전기(40)에서 전기 에너지를 발생시키고, 터빈(30)에서 배출된 기체 상태의 냉매는 냉각원인 저온의 심층수 부근에 위치하는 응축기(50)를 통과하며 액화된 후, 냉매 순환 펌프(60)를 통해서 다시 증발기(20)로 순환하는 랜킨 사이클(rankine cycle)을 이룬다. 이때, 냉매는 냉매 순환관(10)을 순환하며 기화와 액화를 반복한다.Referring to the operation principle of the conventional seawater temperature difference generator device configured as described above, the refrigerant is first heated and vaporized by passing through the evaporator 10 located near the surface water of the high temperature as a heat source, the vaporized refrigerant to the turbine 30 Rotating to generate electrical energy in the generator 40 connected to the turbine 30, the gaseous refrigerant discharged from the turbine 30 is liquefied through the condenser 50 located near the deep water of the low temperature as a cooling source In order to achieve a Rankine cycle, the refrigerant is circulated back to the evaporator 20 through the circulation pump 60. At this time, the refrigerant circulates through the refrigerant circulation pipe 10 and repeats vaporization and liquefaction.

해수 온도차 발전의 장점을 보면, 방대한 해수량으로 주야 구별 없이 전력 생산이 가능한 안정적 에너지원을 이용할 수 있고, 특별한 저장 시설이 필요 없으며, 계절적인 변동을 사전에 감안하여 계획적인 발전이 가능한 우수한 에너지원을 이용할 수 있는 점 등이 있다.The advantages of seawater temperature difference generation are that it is possible to use a stable energy source capable of generating electricity day and night with a huge amount of seawater, no special storage facilities are needed, and an excellent energy source that can be planned in advance considering seasonal fluctuations. This can be used.

하지만, 종래의 해수 온도차 발전 장치는 발전 효율이 2~3%로 매우 낮으며, 국내 연안 표층수의 온도가 열대 지역과는 달리 계절에 따라 3~26℃로 변화되므로 동절기에는 표층수의 온도와 심층수의 온도가 거의 동일하기 때문에 전기 에너지를 거의 생산하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 저온의 냉각원을 얻기 위해서는 심해 1000m 정도까지의 응축 설비 가설이 필요한 문제점을 가지고 있어, 국내에는 적용 사례가 전무한 실정이다.However, the conventional seawater temperature generator is very low power generation efficiency of 2 to 3%, and the temperature of surface water in Korea coastal is changed to 3 ~ 26 ℃ according to the season, unlike in the tropical region. Since the temperature is almost the same, there is a problem that hardly produces electrical energy. In addition, in order to obtain a low-temperature cooling source, there is a problem that condensation equipment construction up to about 1000m deep sea, there is no application case in the country.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로, 본 발명은 해수 온도차 에너지의 이용량을 향상시켜, 발전 효율을 증대시킬 수 있는 해수 온도차 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a seawater temperature difference generator that can improve the utilization of seawater temperature difference energy and increase power generation efficiency.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another problem to be solved by the present invention not mentioned here is those skilled in the art from the following description. Will be clearly understood.

본 발명에 따른 냉매 순환관을 순환하는 냉매를 해수의 온도차에 의해 기화 또는 액화시켜 전기 에너지를 발생시키는 해수 온도차 발전 장치는, 외부 발전소의 복수기로부터 배출되는 온배수와 열교환하여 액체 상태의 냉매를 기화시키는 증발기와, 기화된 냉매의 압력에 의해 터빈을 회전시켜 전기 에너지를 발생시키는 발전기와, 해중(海中)에 설치되며, 해중의 해수와 열교환하여 기체 상태의 냉매를 액화시키는 응축기와, 액화된 냉매를 증발기로 송출하여 냉매를 냉매 순환관 내에서 순환시키는 냉매 순환 펌프를 포함한다.The seawater temperature difference generator for generating electrical energy by evaporating or liquefying a refrigerant circulating through a refrigerant circulation pipe according to a temperature difference of seawater, heat exchanges with a hot water discharged from a condenser of an external power plant to vaporize a liquid refrigerant. An evaporator, a generator that rotates a turbine by the pressure of a vaporized refrigerant to generate electrical energy, a condenser installed in the sea, and liquefied a gaseous refrigerant by heat exchange with seawater in the sea, and a liquefied refrigerant It includes a refrigerant circulation pump that is sent to the evaporator to circulate the refrigerant in the refrigerant circulation pipe.

본 발명의 냉매는 암모니아, 프레온, 프로판 또는 부탄 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The refrigerant of the present invention is characterized by consisting of at least one of ammonia, freon, propane or butane.

본 발명의 외부 발전소는 화력 발전소 또는 원자력 발전소 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.External power plant of the present invention is characterized in that any one of the thermal power plant or nuclear power plant.

본 발명의 응축기는 표층수 또는 심층수 부근으로 해중 설치 깊이가 조절되는 것을 특징으로 한다.The condenser of the present invention is characterized in that the depth of installation in the sea near the surface or deep water is adjusted.

상기 과제 해결 수단에 의해, 본 발명의 해수 온도차 발전 장치는 외부 발전소의 온배수를 해수 온도차 발전 장치의 열원으로 이용함으로써, 종래의 해수 온도차 발전 장치와 비교하여 이용할 수 있는 온도차가 커진다. 이에 따라, 발전량을 증대시킬 수 있어 종래의 2~3%의 평균 발전 효율을 하절기는 30%, 동절기에는 800% 상승시킬 수 있는 효과가 있다.By the said problem solving means, the temperature difference which can be utilized compared with the conventional seawater temperature difference generation apparatus becomes large by the seawater temperature difference generation apparatus of this invention using the warm-water discharge of an external power plant as a heat source of a seawater temperature difference generation apparatus. Accordingly, the amount of power generation can be increased, so that the average power generation efficiency of the conventional 2 ~ 3% can be increased by 30% in summer and 800% in winter.

또한, 동일한 온도차를 이용하는 해수 온도차 발전 장치를 기준으로 하면, 해수를 이용하는 응축기의 설치 깊이를 매우 얕게 할 수 있으며, 동절기에는 응축기를 표층수 부근에 설치하여도 7℃ 이상의 온도차에 해당하는 매우 효과적인 해수 온도차 발전을 얻을 수 있어, 국내 해수 온도차 발전 장치의 보급에 기여할 수 있는 효과가 있다.In addition, if the seawater temperature difference generator using the same temperature difference as a reference, the installation depth of the condenser using the sea water can be made very shallow, very effective seawater temperature difference corresponding to the temperature difference of 7 ℃ or more even in winter, even if the condenser is installed near the surface water Power generation can be obtained, which can contribute to the spread of domestic seawater temperature difference generator.

또한, 외부 발전소의 고온 온배수의 방출로 어촌 지역 생태 환경에 악영향을 미치는 문제도 해결할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can solve the problem that adversely affects the ecological environment of the fishing village by the discharge of high temperature hot water of the external power plant.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해수 온도차 발전 장치를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a seawater temperature difference generator according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 해수 온도차 발전 장치는 냉매 순환관(110), 증발기(120), 터빈(130), 발전기(140), 응축기(150) 및 냉매 순환 펌프(160)를 포함한다.As shown in Figure 2, the seawater temperature difference generator according to an embodiment of the present invention is a refrigerant circulation pipe 110, evaporator 120, turbine 130, generator 140, condenser 150 and refrigerant circulation Pump 160.

냉매 순환관(110)은 증발기(120), 터빈(130), 응축기(150) 및 냉매 순환 펌프(160)에 연결되어, 내부의 냉매가 증발기(120), 터빈(130), 응축기(150) 및 냉매 순환 펌프(160)를 순환하는 순환로를 형성한다. 여기서, 냉매는 냉매 순환관(110)을 순환하며, 해수와 열교환하여 기화와 액화를 반복한다. 냉매는 최소 7~8℃의 온도차에서 기화 또는 액화가 이루어지는 냉매가 효과적이다. 바람직하게는 암모니아, 프레온, 프로판, 부탄이나 이들의 혼합체를 냉매로 사용하도록 한다.The refrigerant circulation pipe 110 is connected to the evaporator 120, the turbine 130, the condenser 150, and the refrigerant circulation pump 160, so that the refrigerant therein is evaporator 120, the turbine 130, and the condenser 150. And a circulation path circulating through the refrigerant circulation pump 160. Here, the refrigerant circulates through the refrigerant circulation pipe 110 and exchanges heat with seawater to repeat vaporization and liquefaction. Refrigerant is an effective refrigerant that is vaporized or liquefied at a temperature difference of at least 7 ~ 8 ℃. Preferably, ammonia, freon, propane, butane or a mixture thereof is used as the refrigerant.

증발기(120)는 외부 발전소의 복수기로부터 배출되는 온배수와 열교환하여 액체 상태의 냉매를 기화시킨다. 외부 발전소는 화력 발전소 또는 원자력 발전소와 같이, 복수기의 냉각 매체로 사용된 해수를 온배수로 배출하는 발전소를 일컫는다. The evaporator 120 vaporizes heat with the hot water discharged from the condenser of the external power plant to vaporize the refrigerant in the liquid state. The external power plant refers to a power plant that discharges seawater used as a cooling medium of the condenser to the hot water, such as a thermal power plant or a nuclear power plant.

이와 같은 외부 발전소는 랜킨 사이클을 적용하여 전기 에너지를 생산하며, 랜킨 사이클의 작동유체로 물을 사용하고 있다. 동작원리를 보면 물이 고열원인 보일러에서 가열되어 스팀이 되고, 스팀이 터빈을 회전시켜 터빈과 연결된 발전기에서 전기 에너지를 발생시키고, 터빈에서 방출된 스팀은 복수기에서 응축되어 액체 상태의 물이 된 후, 순환 펌프를 통하여 보일러로 순환된다. 외부 발전소의 발전 효율은 대략 35~37%가 된다. 이때, 복수기에서 스팀을 냉각시키는 냉각 매체는 대량의 해수가 사용되고 있어, 국내 모든 화력 발전소 및 원자력 발전소는 연안에 위치하고 있다. Such external power plants generate electric energy by applying the Rankine cycle, and use water as a working fluid of the Rankine cycle. The principle of operation is that water is heated in a high-heat boiler to become steam, steam rotates the turbine to generate electrical energy from the generator connected to the turbine, and steam emitted from the turbine condenses in the condenser to become liquid water. The water is circulated to the boiler through a circulation pump. The generation efficiency of external power plants is approximately 35-37%. At this time, a large amount of seawater is used as the cooling medium for cooling the steam in the condenser, and all domestic thermal power plants and nuclear power plants are located offshore.

국내 700MW급 발전소를 기준하면 복수기에서 바다로 배출하는 해수량, 즉 온배수량은 하루 약 130만톤(5.5만톤/h)이며, 복수기 유입 해수와 유출 해수의 온도차는 약 7~8℃가 된다. 이에 의한 에너지량은 시간당 11O4Gcal의 막대한 양으로, 본 발명의 일실시예에서는 이 에너지를 사용하기 위하여 외부 발전소의 복수기로부터 온배수가 배출되는 곳에 증발기(120)를 위치시키고, 증발기(120)를 통해 냉매와 온배수 간에 열교환을 행한다.Based on the domestic 700MW power plant, the amount of seawater discharged from the condenser to the sea, that is, the hot water discharge, is about 1.3 million tons (5.50,000 tons / h) per day, and the temperature difference between the condenser inflow seawater and the outflow seawater is about 7-8 ° C. The amount of energy by this is an enormous amount of 11O 4 Gcal per hour, in one embodiment of the present invention in order to use this energy to place the evaporator 120 where the hot water is discharged from the condenser of the external power plant, the evaporator 120 The heat exchange is performed between the refrigerant and the warm water drainage.

이때, 해수 온도차 발전 장치의 열원으로 외부 발전소의 배출 온배수를 이용하기 위해서는, 외부 발전소의 온배수와 해수 온도차 발전 장치의 냉매와의 충분한 열교환이 이루어져야 한다. 외부 발전소의 온배수는 통상 5m 폭에 20~30m 길이로 구축되는 대형 배수 채널을 통하여 배출되므로, 본 발명의 일실시예에 따른 증발기(120)의 설계 및 냉매 순환관(110)의 가설을 위한 열교환 공간을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 온배수의 온도는 아래의 표 2와 같이 동절기에는 약 12℃, 하절기에는 약 33℃가 되므로, 해수 온도차 발전 장치의 충분한 열원으로 제공될 수 있다. 한편, 우리나라 인근 해양의 해수 평균 온도 및 외부 발전소의 온배수 평균 온도는 아래의 표 1 및 표 2와 같다.In this case, in order to use the discharged warm water of the external power plant as a heat source of the seawater temperature generator, sufficient heat exchange between the warm water of the external power plant and the refrigerant of the seawater temperature generator is required. Since the heat drainage of the external power plant is discharged through a large drainage channel that is usually constructed in a length of 20-30 m in a 5 m width, the heat exchange for the design of the evaporator 120 and the hypothesis of the refrigerant circulation pipe 110 according to an embodiment of the present invention. Enough space can be secured. In addition, since the temperature of the warm water is about 12 ° C. in winter and about 33 ° C. in summer, as shown in Table 2 below, it may be provided as a sufficient heat source of the seawater temperature difference generator. On the other hand, the average temperature of the sea water and the average temperature of the warm water drainage of the external power plant in the nearby oceans of Korea are shown in Table 1 and Table 2 below.

구분division 표층수Surface water 심층수Deep water 온도차Temperature difference 하절기Summer season 26℃26 ℃ 4℃4 ℃ 22℃22 ℃ 동절기Winter season 5℃5 ℃ 4℃4 ℃ 1℃1 ℃

구분division 온배수Drainage 심층수Deep water 온도차Temperature difference 하절기Summer season 33℃33 ℃ 4℃4 ℃ 29℃29 ℃ 동절기Winter season 12℃12 ℃ 4℃4 ℃ 8℃8 ℃

터빈(130)은 증발기(120)에 의해 기화된 냉매가 냉매 순환관(110)을 통해 유입되어 팽창될 때의 압력에 회전한다.The turbine 130 rotates at a pressure when the refrigerant evaporated by the evaporator 120 is introduced through the refrigerant circulation pipe 110 and expanded.

발전기(140)는 기화된 냉매의 압력에 의해 터빈(130)이 회전할 때, 이에 연동하여 회전함에 따라 전기 에너지를 발생시킨다.When the turbine 130 rotates by the pressure of the vaporized refrigerant, the generator 140 rotates in conjunction with this to generate electrical energy.

응축기(150)는 해중(海中)에 설치되며, 해중의 해수와 열교환하여 기체 상태의 냉매를 액화시킨다. 본 발명의 일실시예에서는 냉매를 기화하는 열원으로 외부 발전소에서 배출되는 해수인 온배수를 이용하고, 해수를 액화하는 냉각원으로 해중의 해수를 이용함으로써, 충분한 해수 온도차를 확보할 수 있다. The condenser 150 is installed in the sea, and heat-exchanges with seawater in the sea to liquefy the gaseous refrigerant. In an embodiment of the present invention, a sufficient seawater temperature difference can be secured by using warm water, which is seawater discharged from an external power plant, as a heat source for vaporizing a refrigerant, and using seawater in seawater as a cooling source for liquefying seawater.

이때, 표 1 및 표 2에 나타내어지는 바와 같이, 동일한 온도차를 이용하는 해수 온도차 발전 장치를 기준으로 하면, 해수를 이용하는 응축기(150)의 설치 깊이를 매우 얕게 할 수 있다. 또한, 동절기에는 응축기(150)를 표층수 부근에 설치하여도 7℃ 이상의 온도차에 해당하는 매우 효과적인 해수 온도차 발전을 얻을 수 있다. At this time, as shown in Table 1 and Table 2, when the seawater temperature difference generator using the same temperature difference is used as a reference, the installation depth of the condenser 150 using the seawater can be made very shallow. In addition, even in the winter season, even if the condenser 150 is installed near the surface water, very effective seawater temperature difference generation corresponding to the temperature difference of 7 ° C or more can be obtained.

이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 응축기(150)는, 종래의 응축기와 달리, 표층수 또는 심층수 부근으로 해중 설치 깊이가 조절되도록 설치하는 것이 가능하다. 해중의 해수 온도에 따라 설치 깊이를 조절함으로써, 열원과의 동일한 해수 온도차를 유지하여 동일한 발전량을 얻을 수 있으며, 필요에 따라서 설치 깊이를 깊게 하여 해수 온도차를 높임으로써 발전량을 늘릴 수 있다. 즉, 응축기(150)의 설치 깊이 조절에 따라 발전량을 조절하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 동절기에는 표층수 부근에도 응축기(150)를 위치시킬 수 있기 때문에, 냉매가 순환하는 순환로가 짧아지므로, 발전 효율을 향상시킬 수 있는 한편, 냉매 순환 펌프(160)를 동작시키기 위한 에너지 소비량을 절감할 수 있다. 또한, 응축기(150)의 유지 보수를 심해에서 하지 않아도 되기 때문에 유지 보수를 용이할 수 있다.Accordingly, the condenser 150 according to an embodiment of the present invention, unlike the conventional condenser, it is possible to install so that the depth of installation in the sea near the surface or deep water is adjusted. By adjusting the installation depth according to the seawater temperature in the sea, it is possible to obtain the same amount of power generation by maintaining the same seawater temperature difference with the heat source, and increase the amount of power generation by increasing the seawater temperature difference by deepening the installation depth as necessary. That is, it is possible to adjust the amount of power generated by adjusting the installation depth of the condenser 150. In addition, as described above, since the condenser 150 can be positioned near the surface water in winter, the circulation path through which the refrigerant circulates is shortened, so that the power generation efficiency can be improved and the refrigerant circulating pump 160 is operated. To reduce the energy consumption. In addition, maintenance of the condenser 150 may be easy because maintenance is not required in the deep sea.

이때, 응축기(150)의 설치 깊이 조절 방법은 일례로 냉매 순환관(110)의 길이를 조절하는 방법이 있으며, 다른 예로 해중 설치 깊이가 서로 다른 응축기(150)를 둘 이상 구비하고, 냉매 순환관(110)을 이들 각각에 분기하여, 필요에 따라 냉매 순환관(110)의 순환로를 달리하여 설치 깊이가 다른 응축기(150)를 선택적으로 사용하는 방법이 있다. 응축기의 설치 깊이 조절 방법은 상술한 방법에 한정되지 않으며, 응축기의 설치 깊이 조절이라는 기술적 사상 및 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 방법을 사용하여도 무방하다.At this time, the method for adjusting the installation depth of the condenser 150, for example, there is a method for adjusting the length of the refrigerant circulation pipe 110, another example is provided with two or more condenser 150 having different installation depth in the sea, refrigerant refrigerant pipe There is a method of branching 110 to each of them, and optionally using condenser 150 having different installation depths by varying the circulation path of the refrigerant circulation pipe 110 as necessary. The method of adjusting the installation depth of the condenser is not limited to the above-described method, and other specific methods may be used without changing the technical idea and essential features of the adjustment of the installation depth of the condenser.

냉매 순환 펌프(160)는 액화된 냉매를 증발기로 송출하여 냉매를 냉매 순환관 내에서 순환시킨다. 이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 해수 온도차 발전 장치는 랜킨 사이클을 이룬다.The refrigerant circulation pump 160 sends the liquefied refrigerant to the evaporator to circulate the refrigerant in the refrigerant circulation pipe. Accordingly, the seawater temperature difference generator according to an embodiment of the present invention forms a Rankine cycle.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 해수 온도차 발전 장치는 외부 발전소의 온배수를 해수 온도차 발전 장치의 열원으로 이용함으로써, 종래의 해수 온도차 발전 장치와 비교하여 이용할 수 있는 온도차가 항상 7'C 이상을 가지도록 커진다. 이에 따라, 발전량을 증대시킬 수 있어 종래의 2~3%의 평균 발전 효율을 하절기는 30%, 동절기에는 800% 상승시킬 수 있다.Thus, in the seawater temperature difference generator according to an embodiment of the present invention by using the hot water of the external power plant as the heat source of the seawater temperature difference generator, the temperature difference that can be used compared to the conventional seawater temperature generator is always 7'C or more It grows to have. Accordingly, the amount of power generation can be increased, so that the average power generation efficiency of the conventional 2 ~ 3% can be increased by 30% in summer and 800% in winter.

또한, 해수를 이용하는 응축기의 설치 깊이를 매우 얕게 할 수 있으며, 동절기에도 매우 효과적인 해수 온도차 발전을 얻을 수 있어, 국내 해수 온도차 발전 장치의 보급에 기여할 수 있다. 또한, 외부 발전소의 고온 온배수의 방출로 어촌 지역 생태 환경에 악영향을 미치는 문제도 해결할 수 있다.In addition, the installation depth of the condenser using sea water can be made very shallow, and very effective seawater temperature difference generation can be obtained even in winter, and it can contribute to the spread of domestic seawater temperature difference generation apparatus. In addition, the problem of adversely affecting the ecological environment of the fishing village can be solved by the discharge of high temperature warm water from an external power plant.

<다른 실시예><Other Embodiments>

(A) 본 발명의 다른 실시예에서는 외부 발전소의 온배수를 열원으로 사용하는 해수 온도차 발전을 적용함에 있어서, 열 이용률 및 열 추출률을 향상시키기 위하여, 상술한 랜킨 사이클 이외에 다단 냉매 사이클, 혼합 냉매 사이클 등 변형된 냉매 순환 사이클을 이루는 것이 가능하다.(A) In another embodiment of the present invention, in order to improve the thermal utilization rate and heat extraction rate in applying seawater temperature difference generation using the hot water of an external power plant as a heat source, in addition to the above-mentioned Rankine cycle, a multistage refrigerant cycle, a mixed refrigerant cycle, and the like. It is possible to achieve a modified refrigerant circulation cycle.

(B) 본 발명의 다른 실시예에 따른 외부 발전소는, 지역 냉난방 발전소, 열병합 발전소 등과 같이, 온배수를 배출하며 충분한 온도차와 충분한 에너지량을 얻을 수 있다면 어떠한 발전소라도 무방하다. (B) The external power plant according to another embodiment of the present invention may be any power plant as long as it obtains a sufficient temperature difference and a sufficient amount of energy while discharging warm water, such as a district cooling / heating plant or a cogeneration plant.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, the technical configuration of the present invention described above can be understood by those skilled in the art that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from an equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.

도 1은 종래의 해수 온도차 발전 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional seawater temperature difference generator.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해수 온도차 발전 장치를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a seawater temperature difference generator according to an embodiment of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10, 110 : 냉매 순환관10, 110: refrigerant circulation pipe

20, 120 : 증발기20, 120: evaporator

30, 130 : 터빈30, 130: turbine

40, 140 : 발전기40, 140: generator

50, 150 : 응축기50, 150: condenser

60, 160 : 냉매 순환 펌프60, 160: refrigerant circulation pump

Claims (4)

냉매 순환관을 순환하는 냉매를 해수의 온도차에 의해 기화 또는 액화시켜 전기 에너지를 발생시키는 해수 온도차 발전 장치에 있어서,In the seawater temperature difference generator for generating electrical energy by evaporating or liquefying the refrigerant circulating through the refrigerant circulation pipe by the temperature difference of the seawater, 외부 발전소의 복수기로부터 배출되는 온배수와 열교환하여 액체 상태의 상기 냉매를 기화시키는 증발기;An evaporator heat-exchanging with the hot water discharged from the condenser of an external power plant to vaporize the refrigerant in a liquid state; 기화된 상기 냉매의 압력에 의해 터빈을 회전시켜 전기 에너지를 발생시키는 발전기;A generator for generating electrical energy by rotating the turbine by the pressure of the vaporized refrigerant; 해중(海中)에 설치되며, 해중의 해수와 열교환하여 기체 상태의 상기 냉매를 액화시키는 응축기; 및A condenser installed in the sea and liquefying the refrigerant in gaseous state by heat exchange with seawater in the sea; And 액화된 상기 냉매를 상기 증발기로 송출하여 상기 냉매를 상기 냉매 순환관 내에서 순환시키는 냉매 순환 펌프;A refrigerant circulation pump configured to send the liquefied refrigerant to the evaporator to circulate the refrigerant in the refrigerant circulation pipe; 를 포함하는 해수 온도차 발전 장치.Seawater temperature difference generator comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉매는 암모니아, 프레온, 프로판 또는 부탄 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수 온도차 발전 장치.The coolant is a seawater temperature difference generator characterized in that at least one of ammonia, freon, propane or butane. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외부 발전소는 화력 발전소 또는 원자력 발전소 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 해수 온도차 발전 장치.The external power plant is a seawater temperature difference generator characterized in that any one of a thermal power plant or a nuclear power plant. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 응축기는 표층수 또는 심층수 부근으로 해중 설치 깊이가 조절되는 것을 특징으로 하는 해수 온도차 발전 장치.The condenser is a seawater temperature difference generator characterized in that the installation depth is adjusted to the surface water or deep water vicinity.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013013231A2 (en) * 2011-07-21 2013-01-24 Kalex, Llc Process and power system utilizing potential of ocean thermal energy conversion
KR101236070B1 (en) * 2011-06-24 2013-02-22 제주대학교 산학협력단 High efficiency differential temperature power system using the thermal effluents of power plant condenser
KR101431133B1 (en) * 2013-05-13 2014-08-18 한국해양과학기술원 OTEC cycle device that contains the ejector
WO2016098949A1 (en) * 2014-12-17 2016-06-23 한국해양과학기술원 High-efficiency ocean thermal energy conversion power system using liquid-vapor ejector and motive pump
KR20200065118A (en) 2018-11-29 2020-06-09 한국해양과학기술원 Receiver for refrigerant storage using membrane and cooling system
KR102114397B1 (en) * 2018-11-26 2020-06-17 주식회사 지앤지테크놀러지 Ocean temperature difference generation system using heat pump
CN117605636A (en) * 2023-11-21 2024-02-27 中海石油(中国)有限公司 Thermoelectric power generation system suitable for offshore platform low-temperature heat source
CN117622438A (en) * 2023-12-15 2024-03-01 中国科学院上海高等研究院 Autonomous underwater vehicle power supply system based on ocean temperature difference

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101236070B1 (en) * 2011-06-24 2013-02-22 제주대학교 산학협력단 High efficiency differential temperature power system using the thermal effluents of power plant condenser
WO2013013231A2 (en) * 2011-07-21 2013-01-24 Kalex, Llc Process and power system utilizing potential of ocean thermal energy conversion
WO2013013231A3 (en) * 2011-07-21 2013-07-11 Kalex, Llc Process and power system utilizing potential of ocean thermal energy conversion
KR101431133B1 (en) * 2013-05-13 2014-08-18 한국해양과학기술원 OTEC cycle device that contains the ejector
WO2016098949A1 (en) * 2014-12-17 2016-06-23 한국해양과학기술원 High-efficiency ocean thermal energy conversion power system using liquid-vapor ejector and motive pump
US9957955B2 (en) 2014-12-17 2018-05-01 Korea Institute Of Ocean Science & Technology High efficiency ocean thermal difference power generating system using liquid-vapor ejector and motive pump
KR102114397B1 (en) * 2018-11-26 2020-06-17 주식회사 지앤지테크놀러지 Ocean temperature difference generation system using heat pump
KR20200065118A (en) 2018-11-29 2020-06-09 한국해양과학기술원 Receiver for refrigerant storage using membrane and cooling system
CN117605636A (en) * 2023-11-21 2024-02-27 中海石油(中国)有限公司 Thermoelectric power generation system suitable for offshore platform low-temperature heat source
CN117622438A (en) * 2023-12-15 2024-03-01 中国科学院上海高等研究院 Autonomous underwater vehicle power supply system based on ocean temperature difference
CN117622438B (en) * 2023-12-15 2024-04-30 中国科学院上海高等研究院 Autonomous underwater vehicle power supply system based on ocean temperature difference

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