KR20120128753A - Rankine cycle system for ship - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A rankine cycle system is provided to generate coolant as the heat generated from an atmospheric condenser is used as a heat source for an absorption cooling unit. CONSTITUTION: A rankine cycle system comprises a waste heat collecting unit(300), an absorption cooling unit(400), and a heat source supply device(500). The waste heat collecting unit comprises a first evaporator(310), a turbine(320), a generator(325), an atmospheric condenser(330), and a pump(370). The first evaporator vaporizes working fluid using exhaust gas discharged from an engine(200). The turbine generates rotary force by expanding the working fluid in a gas state. The generator is connected to the turbine, and generates electricity. The atmospheric condenser condenses the working fluid flowing into the turbine. The pump supplies the working fluid to the first evaporator. The absorption cooling unit generates coolant by receiving heat. The heat source supply device is supplied with the heat from the waste heat collecting unit, and delivers the heat to the absorption cooling unit. [Reference numerals] (AA) Exhaust gas

Description

랭킨 사이클 시스템{RANKINE CYCLE SYSTEM FOR SHIP}Rankine cycle system {RANKINE CYCLE SYSTEM FOR SHIP}

본 발명은, 랭킨 사이클 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a Rankine cycle system.

최근에는 고유가 시대가 도래함에 따라 선박의 에너지 효율을 향상시켜 연료비를 감소시키고, 선박 운항의 친환경성을 확보하고자 하는 노력이 많이 진행되고 있다.Recently, with the advent of high oil prices, efforts have been made to improve the energy efficiency of ships, reduce fuel costs, and secure eco-friendliness of ship operations.

일반적으로 선박을 운항하는데 있어 에너지는 추진용 주 엔진에서 대부분의 에너지를 소비하고 있으며, 주 엔진의 작동을 위해 소요되는 연료의 약 25%는 배기가스로 대기 중에 버려지고 있는 것이 현실이다. 따라서, 이러한 배기가스를 이용해 폐열의 일부를 회수하는 여러 시스템이 활발하게 도입되고 있다.In general, energy is consumed by the main engine for propulsion in ship operation, and about 25% of the fuel required for the operation of the main engine is discharged into the atmosphere as exhaust gas. Therefore, various systems for recovering a part of waste heat by using such exhaust gas are actively introduced.

이러한 폐열을 회수하는 시스템 가운데 주 엔진에서 발생하는 배기가스의 일부를 터보차져(turbo charger)로부터 바이패스(by-pass)하여 터빈을 작동시킴으로써 전기를 생산하는 시스템이 구성과 그 설치가 간단하여 많이 검토되고 있다.Among the systems for recovering this waste heat, a system that generates electricity by operating a turbine by bypassing a part of the exhaust gas generated from the main engine from a turbo charger has many configurations and simple installations. It is considered.

종래 기술에 따른 폐열 회수장치는, 주 엔진에서 발생하는 배기가스를 증발기(evaporator)에 주입하여 증발기 내부에서 작동유체와 열교환을 하게 한다. 그리고, 증발기에서 작동유체는 기화되고, 기화된 작동유체는 터빈(turbine)으로 유입된다. 유입된 기화된 작동유체는 터빈을 회전시키고, 터빈에 연결된 발전기(generator)를 통하여 전기를 생산한다. 터빈을 거친 기화된 작동유체는 응축기(condenser)에서 응축된 후 다시 증발기로 유입된다.In the waste heat recovery apparatus according to the prior art, the exhaust gas generated from the main engine is injected into an evaporator to exchange heat with the working fluid inside the evaporator. In the evaporator, the working fluid is vaporized, and the vaporized working fluid flows into the turbine. The introduced vaporized working fluid rotates the turbine and produces electricity through a generator connected to the turbine. The vaporized working fluid via the turbine condenses in the condenser and then flows back into the evaporator.

이러한 폐열 회수장치를 구성하는 일련의 장치 중 응축기에서 해수 또는 선내 청수(fresh water)를 사용하여 작동유체를 응축하는 경우 약 0.06기압으로 작동유체를 응축을 하게 된다. 따라서, 응축기의 진공확보를 위하여 진공펌프가 요구되며, 응축기 역시 진공챔버 형태로 제작되어야 하므로, 해수 또는 청수를 사용하는 응축기의 제작에 어려움이 있었다.When condensing the working fluid using sea water or fresh water onboard of the condenser, the working fluid is condensed at about 0.06 atm. Therefore, a vacuum pump is required to secure the vacuum of the condenser, and since the condenser must also be manufactured in the form of a vacuum chamber, there is a difficulty in manufacturing a condenser using sea water or fresh water.

따라서, 1기압 상태, 즉 상압에서 작동유체를 응축하는 응축기를 제작하여 사용할 수 있다. 이러한, 상압에서 작동되는 상압 응축기(atmospheric condenser)는 그 제작이 용이하나, 응축온도가 약 100℃에 해당되어 많은 폐열이 외부로 방출되는 문제점이 있다.Therefore, it is possible to produce and use a condenser that condenses the working fluid at 1 atm, ie at atmospheric pressure. This, atmospheric condenser (atmospheric condenser) operating at atmospheric pressure is easy to manufacture, but the condensation temperature is about 100 ℃ there is a problem that a lot of waste heat is discharged to the outside.

따라서, 응축기 제작을 용이하게 하기 위하여 상압 응축기를 사용하는 경우에 폐열을 재활용할 수 있는 방안이 요구된다.Therefore, there is a need for a method for recycling waste heat when using an atmospheric condenser to facilitate condenser fabrication.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 폐열 회수장치의 상압 응축기에서 발생되는 열을 흡수식 냉동장치의 열원으로 이용하여 연소 공기 냉각, 선실 냉방, 선박에 설치된 기타 발열장비 냉각 등에 사용되는 냉각수를 생성할 수 있는 랭킨 사이클 시스템을 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention, by using the heat generated from the atmospheric pressure condenser of the waste heat recovery device as a heat source of the absorption refrigeration unit to generate the cooling water used for cooling the combustion air, cooling the cabin, cooling other heating equipment installed in the vessel. It is to provide a Rankine cycle system that can be.

본 발명의 일 측면에 따르면, 엔진에서 배출되는 배기가스를 이용하여 액상의 작동유체를 기화시키는 제1증발기와, 상기 제1증발기에서 기화된 상기 기상의 작동유체를 단열 팽창시켜 회전력을 생성하는 터빈과, 상기 터빈에 연결되어 상기 터빈이 회전함에 따라 전기를 생산하는 발전기와, 상기 터빈에 유입된 상기 기상의 작동유체를 응축하여 액화시키는 상압 응축기와, 응축된 액상의 작동유체를 제1증발기에 공급하는 펌프를 포함하여 동력을 발생시키는 폐열 회수장치; 열을 공급받아 냉각수를 생성하는 흡수식 냉각장치; 및 상기 폐열 회수장치로부터 열을 공급받고, 공급받은 상기 열을 상기 흡수식 냉각장치로 전달하는 열원 공급장치를 포함하는 랭킨 사이클 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a turbine for generating a rotational force by adiabatic expansion of the first evaporator to vaporize the liquid working fluid using the exhaust gas discharged from the engine and the gaseous working fluid vaporized by the first evaporator. And a generator connected to the turbine to produce electricity as the turbine rotates, an atmospheric pressure condenser to condense and liquefy the gaseous working fluid introduced into the turbine, and a working fluid of the condensed liquid phase to the first evaporator. Waste heat recovery apparatus for generating power including a pump for supplying; Absorption chiller for receiving the heat to generate the cooling water; And a heat source supply device receiving heat from the waste heat recovery device and transferring the supplied heat to the absorption chiller.

상기 열원 공급장치는, 상기 상압 응축기로부터 열을 공급받을 수 있다.The heat source supply device may receive heat from the atmospheric pressure condenser.

상기 열원 공급장치는, 작동유체가 상기 상압 응축기로부터 열을 공급받아 상기 흡수식 냉각장치에 열을 공급하도록 폐루프를 이루며 순환될 수 있다.The heat source supply device may be circulated in a closed loop such that a working fluid receives heat from the atmospheric condenser and supplies heat to the absorption chiller.

상기 열원 공급장치는, 상기 터빈을 거친 상기 기상의 작동유체로부터 열을 공급받을 수 있다.The heat source supply device may receive heat from the gaseous working fluid passing through the turbine.

상기 열원 공급장치는, 상기 기상의 작동유체가 상기 터빈과 상기 상압 응축기를 연결하는 유로에서 분기되어 설치된 바이패스유로를 통해 상기 흡수식 냉각장치에 공급하고 난 후 상기 상압 응축기로 순환되어 수용될 수 있다.The heat source supply device may be circulated and accommodated in the atmospheric pressure condenser after supplying the working fluid in the gas phase to the absorption type cooling device through a bypass passage installed in a flow path connecting the turbine and the atmospheric pressure condenser. .

상기 폐열 회수장치는, 상기 상압 응축기에 내재된 작동유체와 열교환을 수행하는 보조 냉각장치를 더 포함할 수 있다.The waste heat recovery device may further include an auxiliary cooling device configured to perform heat exchange with a working fluid in the atmospheric pressure condenser.

상기 흡수식 냉각장치는, 냉매의 증발 잠열을 이용하여 냉각수를 생성하는 제2증발기; 상기 제2증발기로부터 증발된 냉매를 흡수하는 흡수액이 수용된 흡수기; 상기 열원 공급장치로부터 공급되는 열을 이용하여 상기 냉매의 흡수를 통하여 묽어진 상기 흡수기의 흡수액을 가열하는 재생기; 및 상기 재생기에서 증발된 냉매를 응축시키는 응축기를 포함할 수 있다.The absorption chiller includes: a second evaporator for generating cooling water using latent heat of evaporation of a refrigerant; An absorber in which an absorbing liquid absorbs the refrigerant evaporated from the second evaporator; A regenerator for heating the absorbent liquid of the absorber diluted through absorption of the refrigerant by using heat supplied from the heat source supply device; And it may include a condenser to condense the refrigerant evaporated in the regenerator.

상기 폐열 회수장치는, 상기 상압 응축기와 상기 제1증발기 사이에 설치되되, 상기 펌프에서 공급된 상기 액상의 작동유체가 수용된 후 상기 제1증발기에 공급되어 엔진의 배기가스와 열교환되어 기화된 후 기상의 작동유체가 재유입되는 드럼부를 더 포함할 수 있다.The waste heat recovery apparatus is installed between the atmospheric pressure condenser and the first evaporator, the working fluid of the liquid supplied from the pump is accommodated and then supplied to the first evaporator is heat exchanged with the exhaust gas of the engine to vaporize the gas phase It may further include a drum portion of the operating fluid of the re-flow.

상기 기상의 작동유체는 상기 드럼부에서 포화되고, 포화된 상기 기상의 작동유체는 상기 제1증발기에 재유입되어 과열된 후 상기 터빈에 유입될 수 있다.The gaseous working fluid may be saturated in the drum, and the saturated gaseous working fluid may be introduced into the first evaporator, overheated, and then introduced into the turbine.

본 발명의 실시예들은 폐열 회수장치를 이용하여 발전하는 과정에서 상압 응축기에서 발생되는 열을 흡수식 냉동장치의 열원으로 제공하여 엔진에 제공되는 연소 공기 냉각, 선실 냉방, 기타 선박에 설치된 발열장비 냉각 등에 사용되는 냉각수를 생성할 수 있다.Embodiments of the present invention provide the heat generated from the atmospheric pressure condenser in the process of power generation using the waste heat recovery device as a heat source of the absorption refrigeration unit cooling the combustion air provided to the engine, cooling the cabin, cooling the heating equipment installed in other vessels, etc. It is possible to produce the cooling water used.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉각장치를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉각장치를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡수식 냉각장치를 나타내는 개념도이다.다.
1 is a conceptual diagram illustrating a Rankine cycle system according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual view showing an absorption type cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a Rankine cycle system according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram showing an absorption type cooling apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a Rankine cycle system according to another embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram showing an absorption type cooling apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a description will be given of the Rankine cycle system according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템을 나타내는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수식 냉각장치를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a Rankine cycle system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram showing an absorption type cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템(100)은, 엔진(200)에서 배출되는 배기가스를 이용하여 발전하는 폐열 회수장치(300)와, 열을 공급받아 냉각수를 생성하는 흡수식 냉각장치(400)와, 폐열 회수장치(300)로부터 열을 공급받고 공급받은 열을 흡수식 냉각장치(400)로 전달하는 열원 공급장치(500)를 포함한다.1 and 2, the Rankine cycle system 100 according to an embodiment of the present invention, the waste heat recovery apparatus 300 for generating power using exhaust gas discharged from the engine 200, and supplies heat It includes an absorption type cooling device 400 for receiving the cooling water, and a heat source supply device 500 for receiving heat from the waste heat recovery device 300 and transferring the supplied heat to the absorption type cooling device 400.

폐열 회수장치(300)는 엔진(200)에서 발생하는 배기가스의 폐열을 이용하여 전기를 생산하는 역할을 한다. 폐열 회수장치(300)는 랭킨 사이클(rankine cycle)을 이루며 작동유체를 기화시키고, 고온 고압의 기화된 작동유체를 이용하여 터빈(320)을 구동시켜 전력을 생산하는 시스템이다.The waste heat recovery device 300 serves to generate electricity by using waste heat of exhaust gas generated from the engine 200. The waste heat recovery device 300 is a system for generating power by vaporizing a working fluid in a Rankine cycle and driving a turbine 320 using a vaporized working fluid having a high temperature and high pressure.

여기서 작동유체는 물 뿐만 아니라 유기화합물을 사용할 수 있다. 유기화합물을 작동유체로 사용한 랭킨 사이클을 유기매체 랭킨 사이클(organic rankine cycle)이라 하며, 작동유체로서 Ammonia, C2H6, C7H8, C8H16, R11, R113, R12, R123, R134a 등의 유기화합물이 사용될 수 있다. 이러한 유기화합물들은 물보다 낮은 끊는점을 갖는 고분자 질량의 유체로서 저온의 폐열 회수의 유효한 방법으로 이용되고 있다. 이하, 본 실시예에서는 작동유체로 물을 사용하는 경우에 대하여 설명하기로 한다.The working fluid may be water as well as organic compounds. Rankine cycles using organic compounds as working fluids are called organic rankine cycles.Ammonia, C 2 H 6 , C 7 H 8 , C 8 H 16 , R11, R113, R12, R123, Organic compounds such as R134a can be used. These organic compounds are high molecular mass fluids having a lower breaking point than water and are used as an effective method of recovering waste heat at low temperatures. Hereinafter, this embodiment will be described for the case of using water as the working fluid.

이러한 폐열 회수장치(300)는, 액상의 작동유체(W1)를 기화시키는 제1증발기(310)와, 제1증발기(310)에서 기화된 기상의 작동유체(W1)를 단열 팽창시켜 회전력을 생성하는 터빈(320)과, 터빈(320)에 연결되어 터빈(320)이 회전함에 따라 전기를 생산하는 발전기(325)와, 터빈(320)에서 유입된 저압상태의 기상의 작동유체(W1)를 응축하여 액화시키는 상압 응축기(330)와, 응축된 액상의 작동유체(W1)를 제1증발기(310)에 공급하는 펌프(370)와, 상압 응축기(330)와 제1증발기(310) 사이에 설치되어 펌프에서 공급된 액상의 작동유체(W1)를 수용한 후 제1증발기(310)로 공급하는 드럼부(340)와, 펌프(370)와 드럼부(340)사이에 설치된 예열기(350)와, 상압 응축기(330)와 열교환을 수행하는 보조 냉각장치(360)를 포함한다.The waste heat recovery device 300, to the first evaporator 310, the working fluid of the vapor evaporated in the first evaporator 310 (W 1) to vaporize the liquid phase working fluid (W 1), the adiabatic expansion rotational force Turbine 320 for generating a, and the generator 325 connected to the turbine 320 to produce electricity as the turbine 320 rotates, and the working fluid of the low-pressure gas phase flowing from the turbine 320 (W) 1 ) an atmospheric pressure condenser 330 for condensing and liquefying, a pump 370 for supplying the condensed liquid working fluid W 1 to the first evaporator 310, an atmospheric pressure condenser 330, and a first evaporator ( Between the drum unit 340 and the pump unit 370 and the drum unit 340 which is installed between the 310 to receive the working fluid W 1 of the liquid supplied from the pump and then supplied to the first evaporator 310 The preheater 350 is installed, and an auxiliary cooling device 360 that performs heat exchange with the atmospheric pressure condenser 330.

제1증발기(310)는 펌프(370)를 통하여 유입되는 액상의 작동유체(W1)를 고온 고압상태로 기화시켜 터빈(320)에 공급하는 역할을 한다. 제1증발기(310)는 엔진(200) 배기가스와 액상의 작동유체(W1)의 열교환을 수행하여 액상의 작동유체(W1)를 고온 고압상태로 기화시킨다.The first evaporator 310 serves to supply the turbine 320 by vaporizing the working fluid W 1 of the liquid flowing through the pump 370 at a high temperature and high pressure. The first evaporator 310 performs heat exchange between the exhaust gas of the engine 200 and the working fluid W 1 in the liquid phase to vaporize the working fluid W 1 in the high temperature and high pressure state.

한편, 펌프(370)를 통하여 제1증발기(310)로 공급되는 액상의 작동유체(W1)는 제1증발기(310)로 공급되는 도중에 예열기(preheater,350)를 거치면서 소정 온도로 가열된다. 예열기(350)는 액상의 작동유체(W1)가 제1증발기(310)에서 기화하는 데 필요한 흡열량을 절감시키는 이점이 있다. 그리고, 예열기(350)를 거친 액상의 작동유체(W1)는 제1증발기(310)로 유입되기 전에 드럼부(drum,340)에 수용된다.On the other hand, the working fluid W 1 of the liquid supplied to the first evaporator 310 through the pump 370 is heated to a predetermined temperature while passing through a preheater 350 while being supplied to the first evaporator 310. . The preheater 350 has an advantage of reducing the endothermic amount required to vaporize the liquid working fluid W 1 in the first evaporator 310. Then, the liquid working fluid W 1 passing through the preheater 350 is accommodated in the drum 340 before flowing into the first evaporator 310.

드럼부(340)는 펌프(370)를 통해 제1증발기(310)로 유입되는 액상의 작동유체(W1)를 수용하고, 제1증발기(310)에 유입된 액상의 작동유체(W1)가 제1증발기(310)에서 배기가스와 열교환되어 기화된 후 재차 유입되어 수용된 액상의 작동유체(W1)와 열교환함으로써 액상의 작동유체(W1)를 예열함과 동시에 증기온도가 낮은 포화상태의 기상의 작동유체(W1)를 생성하는 역할을 한다.The drum unit 340 is a liquid working fluid (W 1) flowing into the first evaporator (310) receiving a working fluid (W 1) of the liquid flowing in, and the first evaporator 310 via pump 370 The first evaporator 310 is heat-exchanged with the exhaust gas and vaporized and then exchanged with the working fluid W 1 of the liquid phase, which is introduced and received again, to preheat the working fluid W 1 of the liquid phase and at the same time a low steam temperature. It is responsible for generating the working fluid (W 1 ) of the gas phase.

증기온도가 낮은 포화된 기상의 작동유체(W1)는 재차 제1증발기(310)에 유입된 후 엔진(200) 배기가스와 열교환을 수행하여 과열증기(superheated vapor)가 된다. 여기서 드럼부(340)에 의해 생성된 증기온도가 낮은 기상의 작동유체(W1)가 제1증발기(310)에서 과열되는 경우 종래의 랭킨 사이클에서보다 흡열량을 감소시킬 수 있어 궁극적으로 폐열회수장치(300)의 효율을 증가시킬 수 있다.The saturated gaseous working fluid W 1 having a low vapor temperature is introduced into the first evaporator 310 and then heat-exchanged with the exhaust gas of the engine 200 to become superheated vapor. Here, when the working fluid W 1 having a low vapor temperature generated by the drum unit 340 is overheated in the first evaporator 310, the endothermic amount may be reduced than in a conventional Rankine cycle, thereby ultimately recovering waste heat. The efficiency of the device 300 can be increased.

터빈(320)은 제1증발기(310) 및 드럼부(340)를 거치면서 과열 및 포화된 기상의 작동유체(W1)를 저압상태로 단열 팽창시킨다. 기상의 작동유체(W1)가 단열 팽창하는 과정에서 터빈(320)을 회전시킨다. 그리고, 터빈(320)에 연결된 발전기(325)를 통하여 전기를 생산한다.The turbine 320 thermally expands the working fluid W 1 in a superheated and saturated gas phase at a low pressure while passing through the first evaporator 310 and the drum 340. The turbine 320 rotates in the process of adiabatic expansion of the working fluid W 1 in the gas phase. Then, electricity is produced through the generator 325 connected to the turbine 320.

상압 응축기(330)는 1기압상태에서 기상의 작동유체(W1)를 저온 저압 상태의 액상의 작동유체(W1)로 응축하는 역할을 한다. 상압 응축기(330)는 터빈(320)에서 유입된 기상의 작동유체(W1)를 열교환기를 통하여 열교환을 수행한다.Atmospheric condenser 330 serves to condense a liquid phase of the working fluid (W 1) of the low temperature and pressure conditions as the working fluid (W 1) of the gas phase at atmospheric pressure conditions. The atmospheric pressure condenser 330 heat exchanges the working fluid W 1 of the gaseous phase introduced from the turbine 320 through the heat exchanger.

한편, 기상의 작동유체(W1)가 액상의 작동유체(W1)로 상변화하는 동안 발생하는 응축열이 큰 경우에는 별도로 상압 응축기(330)의 일측에 기상의 작동유체와 열교환하는 보조 냉각장치(360)를 더 설치할 수 있다. 보조 냉각장치(360)에 사용되는 작동유체는 해수(海水)일 수 있다. 보조 냉각장치(360)는 후술할 열원 공급장치(500)에 의해 흡수식 냉각장치(400)에 공급되는 응축열이 과한 경우에 흡수식 냉각장치(400)에 공급되는 응축열을 조절한다.On the other hand, the working fluid in the gas phase secondary cooling apparatus eungchukyeol the heat exchange with the working fluid of the vapor on one side of, the normal pressure condenser 330 separately is greater that occurs during the phase change as (W 1), the working fluid (W 1) of the liquid 360 can be installed further. The working fluid used in the auxiliary cooling device 360 may be sea water. The auxiliary cooling device 360 adjusts the heat of condensation supplied to the absorption chiller 400 when the heat of condensation heat supplied to the absorption chiller 400 by the heat source supply device 500 to be described later is excessive.

펌프(370)는 상압 응축기(330)으로부터 응축된 액상의 작동유체(W1)를 공급받아 이를 제1증발기(310)에 공급한다. 액상의 작동유체(W1)는 펌프(370)를 거치면서 저온 고압의 상태로 된다. 그리고, 상기한 바와 같이 펌프(370)에 의해 제1증발기(310)에 공급되는 액상의 작동유체(W1)는 도중에 예열기(350)에 의해 예열되고, 드럼부(340)에 수용된다.The pump 370 receives the working fluid W 1 of the liquid condensed from the atmospheric condenser 330 and supplies it to the first evaporator 310. The working fluid W 1 in the liquid state is at a low temperature and high pressure while passing through the pump 370. As described above, the liquid working fluid W 1 supplied to the first evaporator 310 by the pump 370 is preheated by the preheater 350 and accommodated in the drum 340.

흡수식 냉각장치(400)는 열원 공급장치(500)를 매개로 폐열 회수장치(300)로부터 열을 공급받고, 공급받은 열을 이용하여 연소 공기 냉각, 선실 냉방, 선박에 설치된 기타 발열장비(600) 냉각 등에 사용되는 냉각수를 생성하는 역할을 한다.Absorption cooling device 400 receives heat from the waste heat recovery device 300 through the heat source supply device 500, using the heat received cooling the combustion air, cooling the cabin, other heating equipment installed in the vessel (600) It serves to generate cooling water used for cooling.

흡수식 냉각장치(400)는, 냉매의 증발 잠열을 이용하여 냉각수를 생성하는 제2증발기(410)와, 제2증발기(410)로부터 증발된 냉매를 흡수하는 흡수액이 수용된 흡수기(420)와, 열원 공급장치(500)로부터 공급되는 열을 이용하여 냉매의 흡수를 통하여 묽어진 흡수기(420)의 흡수액을 가열하는 재생기(430)와, 재생기(430)에서 증발된 냉매를 응축시키는 응축기(440)를 포함한다.The absorption chiller 400 includes a second evaporator 410 for generating cooling water by using latent heat of evaporation of the refrigerant, an absorber 420 in which an absorbing liquid for absorbing the refrigerant evaporated from the second evaporator 410 is accommodated, and a heat source. The regenerator 430 for heating the absorbing liquid of the thinner absorber 420 through the absorption of the refrigerant using the heat supplied from the supply device 500, and the condenser 440 for condensing the refrigerant evaporated in the regenerator 430 Include.

제2증발기(410)는 냉매의 증발 잠열을 이용하여 연소 공기 냉각, 선실 냉각, 선박에 설치된 기타 발열장비(600) 냉각 등에 사용되는 냉각수(W2)를 생성하는 역할을 한다. 본 실시예에서는 냉매(R)로서 청수(fresh water)가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The second evaporator 410 serves to generate the cooling water (W 2 ) used for the combustion air cooling, cabin cooling, other heating equipment 600 installed in the vessel by using the latent heat of evaporation of the refrigerant. In the present embodiment, fresh water may be used as the refrigerant R, but is not limited thereto.

제2증발기(410)내에는 엔진, 선실, 선박에 설치된 기타 발열장비(600) 냉각 등에 냉각수(W2)를 공급하도록 순환되는 제1순환유로(417)가 마련된다. 제1순환유로(417)를 통하여 제2증발기(410) 내부를 통과하게 되는 냉각수(W2)는 제2증발기(410) 내에서의 냉매(R)의 증발 잠열에 의해 냉각된다.In the second evaporator 410, a first circulation passage 417 is circulated to supply the cooling water W 2 to the cooling of the engine, cabin, and other heating equipment 600 installed in the ship. The cooling water W 2 that passes through the second evaporator 410 through the first circulation passage 417 is cooled by latent heat of evaporation of the refrigerant R in the second evaporator 410.

또한, 제2증발기(410)의 하부에는 냉매펌프(413)가 마련되어, 제2증발기(410) 내의 하부에 응결되는 액상의 냉매(R)를 제1냉매유로(411)를 통하여 제2증발기(410)의 상부로 공급하게 된다. 제2증발기(410)의 상부로 공급된 냉매(R)는 제2증발기(410) 내에서 노즐(미도시)을 통하여 제1순환유로(417)를 향하여 분사되는 동시에 증발하게 된다.In addition, the lower portion of the second evaporator 410 is provided with a refrigerant pump 413, the second liquid evaporator (R) through the first refrigerant passage 411 through the liquid refrigerant (R) condensed in the lower portion of the second evaporator (410) Supply to the top of the 410. The refrigerant R supplied to the upper portion of the second evaporator 410 is sprayed toward the first circulation passage 417 through a nozzle (not shown) in the second evaporator 410 and simultaneously evaporated.

그리고, 냉매(R)의 증발과정에서 냉매(R)로 흡수되는 증발 잠열에 의하여, 제1순환유로(417)내에서 유동되는 냉각수(W2)가 냉각된다. 이때, 제2증발기(410)의 내부압력이 일례로 6.5 mmHg의 압력으로 형성될 수 있도록, 제2증발기(410)의 내부압력을 조절할 수 있으며, 이때 청수로 마련되는 냉매(R)는 약 5℃의 온도에서 증발될 수 있다.In addition, the cooling water W 2 flowing in the first circulation passage 417 is cooled by the latent heat of evaporation absorbed into the refrigerant R during the evaporation of the refrigerant R. At this time, the internal pressure of the second evaporator 410 may be adjusted so that the internal pressure of the second evaporator 410 may be formed at, for example, a pressure of 6.5 mmHg, and the coolant R provided in the fresh water is about 5 May be evaporated at a temperature of < RTI ID = 0.0 >

한편, 흡수기(420)는 제2증발기(410)에서 증발된 냉매(R)가 냉매 공급유로(415)를 통하여 공급된다. 이는, 제2증발기(410)에서 냉매(R)의 증발이 계속되면 수증기 분압이 점점 높아지게 되고 증발 온도도 상승하게 되어 적절한 냉각효과를 얻을 수 없기 때문에 증발된 냉매(R)를 흡수기(420) 내에 저장된 흡수액(A)에 흡수시켜 제2증발기(410) 내에서의 냉매(R)의 증발 압력 및 온도를 일정하게 유지한다. 본 실시예에서는 흡수기(420)의 흡수액(A)으로서, 리튬브로마이드(LiBr) 수용액이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the absorber 420 is supplied with the refrigerant R evaporated from the second evaporator 410 through the refrigerant supply passage 415. This is because if the evaporation of the refrigerant R continues in the second evaporator 410, the partial pressure of water vapor is gradually increased and the evaporation temperature is also increased, so that the proper cooling effect cannot be obtained. Absorbed in the stored absorbing liquid (A) to maintain a constant evaporation pressure and temperature of the refrigerant (R) in the second evaporator (410). In this embodiment, an aqueous solution of lithium bromide (LiBr) may be used as the absorbent liquid A of the absorber 420, but is not limited thereto.

그리고, 흡수기(420) 내에서의 흡수액(A)이 증발된 냉매(R)를 흡수할 때 발생하는 흡수열을 제거하기 위해 흡수기(420) 내에는 별도로 마련된 냉각부(450)로부터 냉각된 작동유체(W4)가 유동되는 냉각부 작동유체 유로(451)가 마련된다.The working fluid cooled from the cooling unit 450 provided separately in the absorber 420 to remove the heat of absorption generated when the absorbent liquid A in the absorber 420 absorbs the evaporated refrigerant R. A cooling unit working fluid flow passage 451 through which W 4 flows is provided.

한편, 흡수액(A)인 리튬브로마이드 수용액이 흡수작용을 계속하게 됨에 따라 리튬브로마이드 수용액의 농도가 점점 묽어지면, 리튬브로마이드 수용액이 냉매(R)인 청수를 흡수하는 흡수작용의 효율이 점진적으로 감소된다.On the other hand, as the lithium bromide aqueous solution as the absorbent liquid (A) continues to absorb, as the concentration of the lithium bromide aqueous solution is gradually diluted, the efficiency of the absorbing action where the lithium bromide aqueous solution absorbs the fresh water as the refrigerant (R) gradually decreases. .

따라서, 본 실시예에 따른 흡수식 냉각장치(400)에는 상기 흡수액(A)의 재생을 위한 재생기(430)가 마련된다.Therefore, the absorption type cooling device 400 according to the present embodiment is provided with a regenerator 430 for regeneration of the absorption liquid (A).

그리고, 흡수기(420)의 하부에는 흡수액 펌프(421)가 마련되며, 흡수액 펌프(421)는 흡수기(420) 내의 하부에 응축된 리튬브로마이드 수용액을 제1흡수액 순환유로(423)를 통하여 재생기(430)로 공급한다.In addition, an absorbent liquid pump 421 is provided below the absorber 420, and the absorbent liquid pump 421 regenerates the lithium bromide aqueous solution condensed in the lower part of the absorber 420 through the first absorbent liquid circulation passage 423. ).

재생기(430)는 냉매(R)인 청수를 흡수함으로써 묽어진 리튬브로마이드 수용액을 가열시켜, 흡수액(A)인 리튬브로마이드 수용액으로부터 청수를 증발시킴으로써 리튬브로마이드 수용액 내의 리튬브로마이드의 농도를 증가시키는 흡수액 재생과정을 수행하기 위하여 마련된다. 이때, 재생기(430)는 제1흡수액 순환유로(423)에 의해 연통되어 흡수기(420)로부터 묽어진 리튬브로마이드 수용액을 전달받는다.The regenerator 430 heats the diluted lithium bromide aqueous solution by absorbing the fresh water, which is the refrigerant R, and increases the concentration of lithium bromide in the aqueous lithium bromide solution by evaporating fresh water from the aqueous lithium bromide solution, the absorbent liquid (A). Is prepared to perform. At this time, the regenerator 430 is communicated by the first absorption liquid circulation passage 423 receives the diluted lithium bromide aqueous solution from the absorber 420.

재생기(430)내의 흡수액(A)은 폐열 회수장치(300)의 상압 응축기(330)로부터 열을 공급받는 열원 공급장치(500)에 의해 가열되는데, 열원 공급장치(500)는 폐열 회수장치(300)의 상압 응축기(330)로부터 응축열을 공급받아 가열되고 재생기(430)를 거치면서 냉각되는 작동유체(W3)가 사용된다.The absorbent liquid A in the regenerator 430 is heated by a heat source supply device 500 that receives heat from the atmospheric pressure condenser 330 of the waste heat recovery device 300, and the heat source supply device 500 is a waste heat recovery device 300. A working fluid (W 3 ), which receives the condensation heat from the atmospheric pressure condenser 330, and cools through the regenerator 430, is used.

이때, 재생기(430)에는 작동유체(W3)가 유동되는 제2순환유로(431)가 관통되며, 재생기(430) 내부에 수용된 흡수액(A)은 제2순환유로(431)로부터 열을 전달받아 흡수액 재생과정을 수행한다.At this time, the second circulation passage 431 through which the working fluid W 3 flows passes through the regenerator 430, and the absorbent liquid A contained in the regenerator 430 transfers heat from the second circulation passage 431. The absorption liquid regeneration process.

그리고, 재생기(430)내에서 상기 재생과정을 거쳐 농축된 흡수액(A)은 제2흡수액 순환유로(425)를 통하여, 흡수기(420)로 순환된다.In addition, the absorbent liquid A concentrated through the regeneration process in the regenerator 430 is circulated to the absorber 420 through the second absorbent liquid circulation passage 425.

이때, 재생기(430)와 흡수기(420) 사이에는 흡수액 열교환기(427)가 설치될 수 있다. 흡수액 열교환기(427)에는 제1흡수액 순환유로(423) 및 제2흡수액 순환유로(425)의 일부가 관통하며, 제1흡수액 순환유로(423)내에서 유동되는 저온 및 저농도의 흡수액(A)과 제2흡수액 순환유로(425) 내에서 유동되는 고온 및 고농도의 흡수액(A)의 열교환이 수행된다. 따라서, 흡수액 열교환기(427)는 재생기(430)에서의 가열량과 흡수기(420)에서의 냉각열량을 대폭 절감함으로써 열효율을 개선하는 역할을 한다.In this case, an absorption liquid heat exchanger 427 may be installed between the regenerator 430 and the absorber 420. The absorbent liquid heat exchanger 427 penetrates a part of the first absorbent liquid circulation passage 423 and the second absorbent liquid circulation passage 425, and absorbs the low temperature and low concentration absorbent liquid A flowing in the first absorbent liquid circulation passage 423. Heat exchange of the high temperature and high concentration of the absorbent liquid A flowing in the second absorbent liquid circulation passage 425 is performed. Accordingly, the absorbent liquid heat exchanger 427 serves to improve thermal efficiency by significantly reducing the amount of heating in the regenerator 430 and the amount of cooling heat in the absorber 420.

흡수기(420)로 들어온 농축된 리튬브로마이드 수용액은 다시 증기상태의 냉매(R)를 흡수하여 저농도가 된 후, 다시 재생기(430)로 순환되어 가열 및 농축 과정을 연속적으로 반복한다.The concentrated aqueous solution of lithium bromide introduced into the absorber 420 becomes low concentration by absorbing the refrigerant R in the vapor state again, and is circulated to the regenerator 430 to repeat the heating and concentration processes continuously.

그리고, 흡수액(A)의 재생과정에서, 흡수액(A)으로부터 증기상태의 냉매(R)인 수증기는 재생기(430)와 응축기(440)를 연결하는 연결유로(433)를 통하여 응축기(440)로 공급된다.In the regeneration process of the absorbent liquid A, water vapor, which is a refrigerant R in the vapor state, from the absorbent liquid A to the condenser 440 through a connection channel 433 connecting the regenerator 430 and the condenser 440. Supplied.

한편, 응축기(440)는 재생기(430)에서 증발한 냉매(R)인 수증기를 응축시키기 위하여 마련된다. 응축기(440) 내에는 증발된 냉매(R)인 수증기를 응축시키기 위한 열교환부로서 흡수기(420)를 지나가는 냉각부 작동유체 유로(451)가 연장되어 설치될 수 있다.On the other hand, the condenser 440 is provided to condense the water vapor which is the refrigerant R evaporated from the regenerator 430. In the condenser 440, a cooling unit working fluid flow passage 451 passing through the absorber 420 may be extended as a heat exchanger for condensing water vapor which is the evaporated refrigerant R.

따라서, 흡수기(420)를 통과한 냉각부(450)의 작동유체(W4)는 응축기(440) 내부에서의 증기상태의 냉매(R)로부터 열을 흡수하여 증기상태의 냉매(R)가 액체 상태로 응축되게 한다.Therefore, the working fluid W 4 of the cooling unit 450 passing through the absorber 420 absorbs heat from the refrigerant R in the vapor state inside the condenser 440 so that the refrigerant R in the vapor state is liquid. Allow condensation to form.

그리고, 액체상태로 응축된 냉매(R)인 청수는 제2냉매유로(441)를 통하여 제2증발기(410)로 재공급된다. 그리고, 제2증발기(410)로 재공급된 액체상태의 냉매(R)는 흡수식 냉각장치(400) 내에서의 순환을 되풀이 한다. 이때, 제2냉매유로(441)에는 팽창밸브(443)가 마련되어, 내부에 유동되는 냉매(R)의 압력이 감압되도록 한다.The fresh water, which is the refrigerant R condensed in the liquid state, is resupplied to the second evaporator 410 through the second refrigerant passage 441. In addition, the liquid refrigerant R supplied to the second evaporator 410 repeats the circulation in the absorption type cooling device 400. At this time, an expansion valve 443 is provided in the second refrigerant passage 441 to reduce the pressure of the refrigerant R flowing therein.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템(100)의 흡수식 냉각장치(400)에 있어서 냉매(R)의 흐름에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the flow of the refrigerant R in the absorption type cooling device 400 of the Rankine cycle system 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

흡수식 냉각장치(400)의 제2증발기(410)에서 증발 잠열에 의해 냉각수(W2)를 냉각시킨 냉매(R)인 청수는 흡수기(420)내의 흡수액(A)인 리튬브로마이드 수용액에 의해 흡수되기 시작한다. 이후, 냉매(R)를 흡수하여 농도가 저하된 흡수액(A)은 재생기(430)로 전달된다.Fresh water, which is a refrigerant R that cools the cooling water W 2 by latent heat of evaporation in the second evaporator 410 of the absorption chiller 400, is absorbed by an aqueous solution of lithium bromide, which is the absorption liquid A in the absorber 420. To start. Thereafter, the absorbent liquid A whose concentration is lowered by absorbing the refrigerant R is transferred to the regenerator 430.

재생기(430)에서는 제2순환유로(431)를 통하여 재생기(430) 내부를 순환하는 가열된 작동유체(W3)에 의해 냉매(R)가 과량 흡수된 흡수액(A)으로부터 냉매(R)가 증발된다.In the regenerator 430, the refrigerant R is absorbed from the absorbent liquid A in which the refrigerant R is excessively absorbed by the heated working fluid W 3 circulating inside the regenerator 430 through the second circulation passage 431. Evaporates.

냉매(R)가 증발 분리되어, 농축된 흡수액(A)은 다시 흡수기(420)로 들어가 흡수작용을 재수행하게 된다. 그리고, 재생기(430)에서 나온 증기상태의 냉매(R)는 응축기(440)로 공급되어 응축되고 제2증발기(410)로 순환되어, 한 사이클의 냉매 순환 과정을 마치게 된다.The refrigerant R is separated by evaporation, and the concentrated absorbent liquid A enters the absorber 420 again to perform the absorption operation again. In addition, the vapor refrigerant R from the regenerator 430 is supplied to the condenser 440 to condense and circulated to the second evaporator 410, thereby completing a cycle of refrigerant circulation.

이러한 순환과정을 반복적으로 수행함으로써, 제2증발기(410)내에서 제1순환유로(417)를 통하여 흐르는 냉각수(W2)를 냉각시키게 된다.By repeatedly performing this circulation process, the cooling water W 2 flowing through the first circulation passage 417 in the second evaporator 410 is cooled.

이와 같이 흡수식 냉각장치(400)를 통해 생성된 냉각수(W2)는 엔진에 제공되는 연소 공기 냉각, 선실을 냉방하기 위한 에어컨 시스템, 공기조화 시스템, 발전기(Generator), 전동기(motor) 등 기타 선박에 설치된 기타 발열장비(600) 냉각 등에 사용될 수 있다.The cooling water (W 2 ) generated through the absorption chiller (400) as described above is used for cooling the combustion air provided to the engine, an air conditioning system for cooling the cabin, an air conditioning system, a generator, a motor, and other vessels. It can be used for cooling other heating equipment 600 installed in.

열원 공급장치(500)는 폐열 회수장치(300), 특히 상압 응축기(330)로부터 응축열을 공급받고, 공급받은 응축열을 흡수식 냉각장치(400)의 재생기(430)로 전달하여, 흡수식 냉각장치(400)의 흡수기(420)로부터 공급되는 냉매(R)의 흡수를 통하여 묽어진 흡수액(A)에 함유된 냉매(R)를 증발시키는 역할을 한다.The heat source supply device 500 receives the condensation heat from the waste heat recovery device 300, in particular the atmospheric pressure condenser 330, and transfers the supplied condensation heat to the regenerator 430 of the absorption type cooling device 400, and the absorption type cooling device 400. It serves to evaporate the refrigerant (R) contained in the diluted absorbent liquid (A) through the absorption of the refrigerant (R) supplied from the absorber (420) of.

열원 공급장치(500)는 폐열 회수장치(300)의 상압 응축기(330)로부터 기상의 작동유체(W1)가 액상으로 상변화하는 과정에서 발생된 응축열을 공급받아, 흡수식 냉각장치(400)의 재생기(430)에 공급할 수 있다. 이때, 열 전달은 폐열 회수장치(300)의 상압 응축기(330)와 흡수식 냉각장치(400)의 재생기(430) 사이에서 폐루프를 이루는 제2순환유로(431)를 따라 순환되는 작동유체(W3)에 의해 이루어질 수 있다.The heat source supply device 500 receives the condensation heat generated in the process of the phase change of the working fluid W 1 in the gas phase into the liquid phase from the atmospheric pressure condenser 330 of the waste heat recovery device 300, The regenerator 430 may be supplied. At this time, the heat transfer is a working fluid (W) circulated along the second circulation passage 431 forming a closed loop between the atmospheric pressure condenser 330 of the waste heat recovery device 300 and the regenerator 430 of the absorption type cooling device 400. 3 ) can be made.

이와 같이 폐열 회수장치(300)에서 발생된 열을 흡수식 냉각장치(400)의 열원으로 공급하는 열원 공급장치(500)를 설치함으로써, 흡수식 냉각장치(400)의 구동을 위한 별도의 열원이 필요하지 않으며, 상압 응축기(330)를 사용함에 따른 폐열을 재활용할 수 있어 에너지 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.Thus, by installing a heat source supply device 500 for supplying the heat generated from the waste heat recovery device 300 to the heat source of the absorption type cooling device 400, a separate heat source for driving the absorption type cooling device 400 is not required. In addition, it is possible to recycle the waste heat by using the atmospheric pressure condenser 330 has the advantage of increasing the energy efficiency.

이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a Rankine cycle system according to another embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템을 나타내는 개념도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡수식 냉각장치를 나타내는 개념도이다.3 is a conceptual diagram showing a Rankine cycle system according to another embodiment of the present invention, Figure 4 is a conceptual diagram showing an absorption type cooling apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템(100)은, 엔진(200)에서 배출되는 배기가스를 이용하여 발전하는 폐열 회수장치(300)와, 열을 공급받아 냉각수를 생성하는 흡수식 냉각장치(400)와, 폐열 회수장치(300)로부터 열을 공급받고, 공급받은 열을 흡수식 냉각장치(400)로 전달하는 열원 공급장치(500a)를 포함한다.3 and 4, the Rankine cycle system 100 according to another embodiment of the present invention supplies waste heat recovery apparatus 300 and heat generated by using exhaust gas discharged from the engine 200. And a heat source supply device 500a that receives heat from the waste heat recovery device 300 and receives the heat from the waste heat recovery device 300 and transfers the supplied heat to the absorption chiller 400.

본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열 회수장치(300), 흡수식 냉각장치(400) 및 열원 공급장치(500a)는 본 발명의 일 실시예에서 설명한 폐열 흡수장치(300), 흡수식 냉각장치(400) 및 열원 공급장치(500)와 동일하므로 그 차이점만을 설명하기로 한다.The waste heat recovery device 300, the absorption cooling device 400, and the heat source supply device 500a according to another embodiment of the present invention are the waste heat absorption device 300 and the absorption cooling device 400 described in the embodiment of the present invention. And since it is the same as the heat source supply device 500 will be described only the difference.

도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 열원 공급장치(500a)는 폐열 회수장치(300)의 상압 응축기(330)에서 액화된 액상의 작동유체(W1)를 흡수식 냉각장치(400)의 재생기(430)로 순환시켜 액상의 작동유체(W1)가 가지는 열을 재생기(430)에 공급하고, 다시 상압 응축기(330)에 수용되는 상압 응축기(330) 측이 개방된 개루프를 이루는 제2순환유로(431a)를 가질 수 있다. 이때, 폐열 회수장치(300)의 작동유체(W1)는 제2순환유로(431a)를 따라 재생기(430)에 열을 공급한다. 즉, 폐열 회수장치(300)의 액상의 작동유체(W1)가 직접 재생기(430)에 열을 공급하는 작동유체 역할을 한다. 이처럼, 상압 응축기(330)의 액상의 작동유체(W1)가 갖는 응축열을 흡수식 냉각장치(400)의 재생기(430)에 직접 전달할 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the heat source supply device 500a receives the working fluid W 1 of the liquid liquid liquefied in the atmospheric pressure condenser 330 of the waste heat recovery device 300. A second loop circulating to 430 to supply heat of the working fluid W 1 to the regenerator 430, and to form an open loop in which the atmospheric pressure condenser 330 side accommodated in the atmospheric pressure condenser 330 is opened. It may have a circulation passage (431a). At this time, the working fluid W 1 of the waste heat recovery device 300 supplies heat to the regenerator 430 along the second circulation passage 431a. That is, the working fluid W 1 in the liquid phase of the waste heat recovery device 300 serves as a working fluid supplying heat directly to the regenerator 430. As such, the heat of condensation of the working fluid W 1 in the liquid phase of the atmospheric pressure condenser 330 may be directly transmitted to the regenerator 430 of the absorption type cooling device 400.

이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a Rankine cycle system according to another embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템을 나타내는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡수식 냉각장치를 나타내는 개념도이다.5 is a conceptual diagram showing a Rankine cycle system according to another embodiment of the present invention, Figure 6 is a conceptual diagram showing an absorption type cooling apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 랭킨 사이클 시스템(100)은, 엔진(200)에서 배출되는 배기가스를 이용하여 발전하는 폐열 회수장치(300)와, 열을 공급받아 냉각수를 생성하는 흡수식 냉각장치(400)와, 폐열 회수장치(300)로부터 열을 공급받고, 공급받은 열을 흡수식 냉각장치(400)로 전달하는 열원 공급장치(500b)를 포함한다.5 and 6, the Rankine cycle system 100 according to another embodiment of the present invention, the waste heat recovery apparatus 300 for generating power using exhaust gas discharged from the engine 200, and heat Absorption-type cooling device 400 is supplied to generate the cooling water, and the heat source supply device 500b for receiving heat from the waste heat recovery device 300, and transfers the supplied heat to the absorption-type cooling device 400.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐열 회수장치(300), 흡수식 냉각장치(400) 및 열원 공급장치(500b)는 본 발명의 일 실시예에서 설명한 폐열 흡수장치(300), 흡수식 냉각장치(400) 및 열원 공급장치(500)와 동일하므로 그 차이점만을 설명하기로 한다.The waste heat recovery device 300, the absorption cooling device 400, and the heat source supply device 500b according to another embodiment of the present invention are the waste heat absorption device 300 and the absorption cooling device 400 described in the embodiment of the present invention. And the same as the heat source supply device 500 will be described only the difference.

도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 열원 공급장치(500)는 폐열 회수장치(300)의 터빈(320)을 거친 기상의 작동유체(W1)로부터 열을 공급받아, 흡수식 냉각장치(400)의 재생기(430)에 공급할 수 있다. 이때, 폐열 회수장치(300)의 터빈(320)과 상압 응축기(330)를 연결하는 유로에서 분기된 바이패스유로(520)가 설치되고, 바이패스유로(520)는 흡수식 냉각장치(400)의 재생기(430)에 유입되는 제2순환유로(431b)와 연통된다. 따라서, 터빈(320)을 거친 기상의 작동유체(W1)는 바이패스유로(520) 및 바이패스유로(520)와 연통된 제2순환유로(431b)를 따라 재생기(430)에 열을 공급한다. 그리고, 재생기(430)를 거친 작동유체(W1)는 상압 응축기(330)에 수용된다. 기상의 작동유체(W1)는 바이패스유로(520) 및 제2순환유로(431b)를 따라 재생기(430)에 열을 공급하는 과정에서 응축되어 액상의 작동유체(W1)로 상변화하거나, 상압 응축기(330)에 수용된 후 액상의 작동유체(W1)로 상변화할 수 있다. 이처럼, 터빈(320)을 거친 기상의 작동유체(W1)가 갖는 열을 흡수식 냉각장치(400)의 재생기(430)에 직접 전달할 수 있다.As shown in FIGS. 5 and 6, the heat source supply device 500 receives heat from the gaseous working fluid W 1 passing through the turbine 320 of the waste heat recovery device 300 and absorbs the cooling device 400. It can be supplied to the regenerator 430 of the). At this time, a bypass flow passage 520 branched from a flow path connecting the turbine 320 and the atmospheric pressure condenser 330 of the waste heat recovery device 300 is installed, and the bypass flow path 520 of the absorption chiller 400 is installed. The second circulation passage 431b flowing into the regenerator 430 is communicated with. Therefore, the gas working fluid W 1 passing through the turbine 320 supplies heat to the regenerator 430 along the bypass passage 520 and the second circulation passage 431b communicating with the bypass passage 520. do. Then, the working fluid W 1 passed through the regenerator 430 is accommodated in the atmospheric pressure condenser 330. The working fluid W 1 in the gas phase is condensed in the process of supplying heat to the regenerator 430 along the bypass flow path 520 and the second circulation flow path 431b, and phase changes to the working fluid W 1 in the liquid phase. After being accommodated in the atmospheric condenser 330, the liquid phase may be changed into a working fluid W 1 . As such, the heat of the working fluid W 1 in the gaseous phase passing through the turbine 320 may be directly transmitted to the regenerator 430 of the absorption type cooling device 400.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention, which will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

100: 랭킨 사이클 시스템 200: 엔진
300: 폐열 회수장치 310: 제1증발기
320: 터빈 325: 발전기
330: 상압 응축기 340: 드럼부
350: 예열기 360: 보조 냉각장치
370: 펌프 400: 흡수식 냉각장치
410: 제2증발기 420: 흡수기
430: 재생기 440: 응축기
450: 냉각부 451: 냉각부 작동유체 유로
500, 500a, 500b: 열원 공급장치 520: 바이패스유로
100: Rankine cycle system 200: Engine
300: waste heat recovery device 310: first evaporator
320 turbine 325 generator
330: atmospheric condenser 340: drum
350: preheater 360: subcooler
370: pump 400: absorption chiller
410: second evaporator 420: absorber
430: regenerator 440: condenser
450: cooling unit 451: cooling unit working fluid flow path
500, 500a, 500b: heat source supply device 520: bypass euro

Claims (9)

엔진에서 배출되는 배기가스를 이용하여 액상의 작동유체를 기화시키는 제1증발기와, 상기 제1증발기에서 기화된 상기 기상의 작동유체를 단열 팽창시켜 회전력을 생성하는 터빈과, 상기 터빈에 연결되어 상기 터빈이 회전함에 따라 전기를 생산하는 발전기와, 상기 터빈에 유입된 상기 기상의 작동유체를 응축하여 액화시키는 상압 응축기와, 응축된 액상의 작동유체를 제1증발기에 공급하는 펌프를 포함하여 동력을 발생시키는 폐열 회수장치;
열을 공급받아 냉각수를 생성하는 흡수식 냉각장치; 및
상기 폐열 회수장치로부터 열을 공급받고, 공급받은 상기 열을 상기 흡수식 냉각장치로 전달하는 열원 공급장치를 포함하는 랭킨 사이클 시스템.
A first evaporator for vaporizing a liquid working fluid using exhaust gas discharged from an engine, a turbine for adiabatic expansion of the gaseous working fluid vaporized by the first evaporator to generate a rotational force, and connected to the turbine It includes a generator for generating electricity as the turbine rotates, an atmospheric pressure condenser for condensing and liquefying the gaseous working fluid introduced into the turbine, and a pump for supplying the condensed liquid working fluid to the first evaporator. Generating waste heat recovery apparatus;
Absorption chiller for receiving the heat to generate the cooling water; And
And a heat source supply device for receiving heat from the waste heat recovery device and transferring the supplied heat to the absorption chiller.
제1항에 있어서,
상기 열원 공급장치는, 상기 상압 응축기로부터 열을 공급받는 것을 특징으로 하는 랭킨 사이클 시스템.
The method of claim 1,
And the heat source supply device receives heat from the atmospheric pressure condenser.
제2항에 있어서,
상기 열원 공급장치는, 작동유체가 상기 상압 응축기로부터 열을 공급받아 상기 흡수식 냉각장치에 열을 공급하도록 폐루프를 이루며 순환되는 것을 특징으로 특징으로 하는 랭킨 사이클 시스템.
The method of claim 2,
And the heat source supply device is configured to circulate in a closed loop such that a working fluid receives heat from the atmospheric condenser and supplies heat to the absorption chiller.
제1항에 있어서,
상기 열원 공급장치는, 상기 터빈을 거친 상기 기상의 작동유체로부터 열을 공급받는 것을 특징으로 하는 랭킨 사이클 시스템.
The method of claim 1,
And the heat source supply device receives heat from the gaseous working fluid passing through the turbine.
제4항에 있어서,
상기 열원 공급장치는, 상기 기상의 작동유체가 상기 터빈과 상기 상압 응축기를 연결하는 유로에서 분기되어 설치된 바이패스유로를 통해 상기 흡수식 냉각장치에 공급하고 난 후 상기 상압 응축기로 순환되어 수용되는 것을 특징으로 하는 랭킨 사이클 시스템.
5. The method of claim 4,
The heat source supply device is circulated to the atmospheric pressure condenser after the operating fluid is supplied to the absorption type cooling device through the bypass flow passage is installed branched from the flow path connecting the turbine and the atmospheric pressure condenser. Rankine cycle system.
제1항에 있어서,
상기 폐열 회수장치는,
상기 상압 응축기에 내재된 작동유체와 열교환을 수행하는 보조 냉각장치를 더 포함하는 랭킨 사이클 시스템.
The method of claim 1,
The waste heat recovery device,
Rankine cycle system further comprises an auxiliary cooling unit for performing heat exchange with the working fluid inherent to the atmospheric pressure condenser.
제1항에 있어서,
상기 흡수식 냉각장치는,
냉매의 증발 잠열을 이용하여 냉각수를 생성하는 제2증발기;
상기 제2증발기로부터 증발된 냉매를 흡수하는 흡수액이 수용된 흡수기;
상기 열원 공급장치로부터 공급되는 열을 이용하여 상기 냉매의 흡수를 통하여 묽어진 상기 흡수기의 흡수액을 가열하는 재생기; 및
상기 재생기에서 증발된 냉매를 응축시키는 응축기를 포함하는 랭킨 사이클 시스템.
The method of claim 1,
The absorption chiller,
A second evaporator for generating cooling water using latent heat of evaporation of the refrigerant;
An absorber in which an absorbing liquid absorbs the refrigerant evaporated from the second evaporator;
A regenerator for heating the absorbent liquid of the absorber diluted through absorption of the refrigerant by using heat supplied from the heat source supply device; And
A Rankine cycle system comprising a condenser for condensing refrigerant evaporated in said regenerator.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐열 회수장치는,
상기 상압 응축기와 상기 제1증발기 사이에 설치되되, 상기 펌프에서 공급된 상기 액상의 작동유체가 수용된 후 상기 제1증발기에 공급되어 엔진의 배기가스와 열교환되어 기화된 후 기상의 작동유체가 재유입되는 드럼부를 더 포함하는 랭킨 사이클 시스템.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The waste heat recovery device,
It is installed between the atmospheric condenser and the first evaporator, the working fluid of the liquid supplied from the pump is accommodated and supplied to the first evaporator is heat exchanged with the exhaust gas of the engine and vaporized after the working fluid of the gas phase is reflowed Rankine cycle system further comprising a drum portion.
제8항에 있어서,
상기 기상의 작동유체는 상기 드럼부에서 포화되고, 포화된 상기 기상의 작동유체는 상기 제1증발기에 재유입되어 과열된 후 상기 터빈에 유입되는 것을 특징으로 하는 랭킨 사이클 시스템.
9. The method of claim 8,
And said gaseous working fluid is saturated in said drum portion, and said saturated gaseous working fluid is reflowed into said first evaporator and overheated and then introduced into said turbine.
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