KR20120136366A - Exhaust heat recovery power generation device and vessel provided therewith - Google Patents
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Abstract
내연 기관의 배기 가스보다 온도 레벨이 낮아 종래 이용 가치가 낮았던 엔진 냉각수의 배열을 유기 랜킨 사이클의 열원으로 할 수 있는 배열 회수 발전 장치를 제공한다. 디젤 엔진의 실린더 재킷 (2) 을 냉각시키는 재킷 냉각수 및 디젤 엔진의 과급기로부터 토출되는 압축 공기를 냉각시키는 제 1 공기 냉각기 (5) 에서 열회수하는 배열 회수 경로 (7) 와, 배열 회수 경로 (7) 에서 회수된 회수열에 의해 유기 유체를 증발시키는 증발기 (30) 와, 증발기 (30) 에 의해 증발된 유기 유체에 의해 구동되는 파워 터빈 (32) 과, 파워 터빈 (32) 의 회전 출력에 의해 발전되는 발전기 (38) 와, 파워 터빈 (32) 을 통과한 유기 유체를 응축시키는 응축기 (36) 를 구비하고 있다.Provided is a heat recovery power generation apparatus capable of making an arrangement of engine coolant, which has a lower temperature level than the exhaust gas of an internal combustion engine, and has a low utilization value as a heat source of an organic Rankine cycle. A heat recovery recovery path 7 for recovering heat from the jacket cooling water for cooling the cylinder jacket 2 of the diesel engine and a first air cooler 5 for cooling the compressed air discharged from the supercharger of the diesel engine; Generated by the rotary output of the power turbine 32 and the power turbine 32 driven by the organic fluid evaporated by the evaporator 30, the evaporator 30 for evaporating the organic fluid by the recovered heat recovered in the present invention. The generator 38 and the condenser 36 which condenses the organic fluid which passed through the power turbine 32 are provided.
Description
본 발명은, 내연 기관의 배열 (排熱) 을 회수하여 발전시키는 배열 회수 발전 장치 및 이것을 구비한 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a heat recovery power generation apparatus for recovering and generating an array of an internal combustion engine, and a vessel provided with the same.
종래부터, 내연 기관의 배기 가스 등의 배열을 회수하여 발전시키는 기술이 여러 가지 제안되어 있다. 하기 특허문헌 1 에는, 디젤 발전기로부터의 배열을 열원으로 하는 유기 랜킨 사이클 (Organic Rankine Cycle) 에 의해 발전되는 배열 회수 발전 장치가 개시되어 있다.Background Art Conventionally, various techniques for recovering and generating an array of exhaust gas and the like of an internal combustion engine have been proposed.
동 문헌에는, 디젤 발전기의 배기 가스로부터 열회수하는 것이 주로 기재되어 있음과 함께, 수냉식 디젤 엔진의 경우에는, 그 엔진 냉각수 (재킷 냉각수) 를 이용할 수 있는 것도 나타나 있다.The document mainly describes heat recovery from exhaust gas of a diesel generator, and also shows that in the case of a water-cooled diesel engine, the engine cooling water (jacket cooling water) can be used.
그러나, 엔진 냉각수는 온도 레벨이 겨우 80 ∼ 90 ℃ 로, 유기 랜킨 사이클을 구동시키는 열원으로는 온도 레벨이 낮다는 문제가 있다.However, the engine cooling water has a problem that the temperature level is only 80 to 90 ° C, and the temperature level is low as a heat source for driving the organic Rankine cycle.
한편, 선박용 주기 (主機) 로서 사용되는 디젤 엔진에서는, 배기 가스의 열회수로는 증기 터빈이나 파워 터빈 (가스 터빈) 이 검토되고 있고, 이미 소정의 효율을 달성한 실적도 있다. 따라서, 선박용 주기의 배기 가스를 유기 랜킨 사이클의 열원으로서 사용하는 것은, 고효율의 열회수를 달성하는 데에 있어서는 반드시 득책이라고는 할 수 없다.On the other hand, in the diesel engine used as a ship main vessel, a steam turbine and a power turbine (gas turbine) are examined as heat recovery of exhaust gas, and there are also the results which have already achieved predetermined efficiency. Therefore, using the exhaust gas of a ship cycle as a heat source of an organic Rankine cycle is not necessarily a benefit in achieving high efficiency heat recovery.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 내연 기관의 배기 가스보다 온도 레벨이 낮아 종래 이용 가치가 낮았던 엔진 냉각수의 배열을 유기 랜킨 사이클의 열원으로 할 수 있는 배열 회수 발전 장치 및 이것을 구비한 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a heat recovery power generation apparatus capable of making an arrangement of engine coolant, which has a lower temperature level than the exhaust gas of an internal combustion engine and has a low utilization value, as a heat source for an organic Rankine cycle, and the same. The purpose is to provide a vessel.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 배열 회수 발전 장치 및 이것을 구비한 선박은 이하의 수단을 채용한다.In order to solve the said subject, the heat recovery power generation apparatus of this invention and the ship provided with this employ | adopt the following means.
즉, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 배열 회수 발전 장치는, 내연 기관 본체를 냉각시키는 엔진 냉각수 및 그 내연 기관의 과급기로부터 토출되는 압축 공기를 냉각시키는 공기 냉각기에서 열회수하는 배열 회수 경로와, 그 배열 회수 경로에서 회수된 회수열에 의해 유기 유체를 증발시키는 증발기와, 그 증발기에 의해 증발된 상기 유기 유체에 의해 구동되는 터빈과, 그 터빈의 회전 출력에 의해 발전되는 발전기와, 터빈을 통과한 상기 유기 유체를 응축시키는 응축기를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.That is, the heat recovery power generation apparatus according to the first aspect of the present invention includes an heat recovery recovery path for heat recovery in an engine coolant cooling the internal combustion engine body and an air cooler cooling the compressed air discharged from the supercharger of the internal combustion engine, and the arrangement thereof. An evaporator for evaporating the organic fluid by the recovery heat recovered in the recovery path, a turbine driven by the organic fluid evaporated by the evaporator, a generator generated by the rotational output of the turbine, and the organic matter passing through the turbine And a condenser for condensing the fluid.
유기 유체는, 증발기에서 증발된 후, 터빈에서 팽창하여, 응축기에서 응축되는 사이클, 즉 유기 랜킨 사이클 (Organic Rankine Cycle) 을 실시한다. 본 발명에서는, 유기 랜킨 사이클의 열원으로서, 엔진 냉각수와 공기 냉각기로부터 열회수된 열을 사용하는 것으로 하였다. 이와 같이, 예를 들어 250 ℃ 이상과 같은 온도 레벨이 높은 내연 기관의 배기 가스를 사용하는 것이 아니라, 배기 가스보다 온도 레벨이 낮아 유효하게 이용되지 않았던 엔진 냉각수 (예를 들어 80 ∼ 90 ℃) 및 공기 냉각기 (예를 들어 130 ∼ 140 ℃) 를 사용할 수 있다. 특히, 유기 랜킨 사이클을 구동시키는 열원의 온도 레벨로서, 엔진 냉각수만으로는 낮기 때문에, 공기 냉각기로부터도 열회수하는 것으로 하여, 유기 랜킨 사이클에 의한 발전의 실현성을 높이고 있다.The organic fluid is evaporated in an evaporator and then expanded in a turbine to carry out a cycle of condensation in the condenser, i.e., an Organic Rankine Cycle. In the present invention, the heat recovered from the engine cooling water and the air cooler is used as the heat source of the organic Rankine cycle. Thus, instead of using exhaust gas of an internal combustion engine having a high temperature level such as, for example, 250 ° C. or higher, engine coolant (for example, 80 to 90 ° C.) that has not been effectively used because the temperature level is lower than exhaust gas, and An air cooler (for example, 130-140 degreeC) can be used. In particular, as the temperature level of the heat source for driving the organic Rankine cycle is low only with the engine cooling water, heat recovery is also performed from the air cooler, thereby improving the feasibility of generating power by the organic Rankine cycle.
내연 기관으로는, 전형적으로는 선박용 디젤 엔진 (주기) 을 들 수 있다. 단, 선박용에 한정하지 않고, 예를 들어 발전 등에 사용되는 육지용 내연 기관이어도 된다.As an internal combustion engine, a marine diesel engine (cycle) is typically mentioned. However, the internal combustion engine for land use used for power generation etc. may not be limited to a ship.
공기 냉각기로부터의 배열 회수는, 압축 공기의 상류측 (고온측) 으로부터 실시하는 것이 바람직하다.It is preferable to perform heat recovery from an air cooler from the upstream (high temperature side) of compressed air.
엔진 냉각수로는, 전형적으로는, 내연 기관 본체의 실린더 재킷을 유통하는 재킷 냉각수를 들 수 있다.As engine cooling water, the jacket cooling water which distributes the cylinder jacket of an internal combustion engine main body is typically mentioned.
또한, 상기 제 1 양태에 관련된 배열 회수 발전 장치에서는, 상기 배열 회수 경로는, 상기 엔진 냉각수와 열교환을 실시하는 제 1 배열 회수기와, 상기 공기 냉각기로서의 제 2 배열 회수기를 구비하고, 상기 제 1 배열 회수기 및 상기 제 2 배열 회수기에서 열회수한 배열 회수 매체가 상기 증발기에서 상기 유기 유체와 열교환하는 것을 특징으로 한다.Moreover, in the heat recovery power generation apparatus according to the first aspect, the heat recovery path includes a first heat recovery unit that performs heat exchange with the engine cooling water, and a second heat recovery unit as the air cooler. And the heat recovery medium heat-recovered in the recoverer and the second heat recoverer exchange heat with the organic fluid in the evaporator.
배열 회수 경로를 흐르는 배열 회수 매체 (예를 들어 물) 가 제 1 배열 회수기에서 엔진 냉각수로부터 배열을 회수하고, 추가로 제 2 배열 회수기에서 압축 공기로부터 배열을 회수한 후에, 증발기에서 유기 유체를 증발시키는 것으로 하였다. 이와 같이, 엔진 냉각수 및 압축 공기로부터 열회수한 배열 회수 매체를, 다른 열매 (熱媒) 를 개재하지 않고 증발기에 직접 유도하기 때문에, 적은 열손실로 회수열을 증발기로 유도할 수 있다.After the heat recovery medium (e.g. water) flowing through the heat recovery path recovers the heat from the engine coolant in the first heat recoverer and further recovers the heat from the compressed air in the second heat recoverer, the organic fluid is evaporated in the evaporator. It was supposed to be. In this way, since the heat recovery medium heat-recovered from the engine cooling water and the compressed air is directly guided to the evaporator without any other fruit, the heat of recovery can be led to the evaporator with little heat loss.
또한, 상기 제 1 양태에 관련된 배열 회수 발전 장치에서는, 상기 배열 회수 경로는, 상기 엔진 냉각수를 배열 회수 매체로 함과 함께, 그 엔진 냉각수와 상기 압축 공기의 열교환을 실시하는 상기 공기 냉각기로서의 제 3 배열 회수기를 구비하고, 그 제 3 배열 회수기에서 열회수한 상기 엔진 냉각수가 상기 증발기에서 상기 유기 유체와 열교환하는 것을 특징으로 한다.Moreover, in the heat recovery power generation apparatus according to the first aspect, the heat recovery recovery path is a third air cooler that performs heat exchange between the engine coolant and the compressed air while using the engine coolant as the heat recovery recovery medium. And an engine recovery water heat-recovered by the third array recovery device, and heat exchange with the organic fluid in the evaporator.
배열 회수 경로를 흐르는 엔진 냉각수가 제 3 배열 회수기에서 공기 냉각기로부터 배열을 회수한 후에, 증발기에서 유기 유체를 증발시키는 것으로 하였다. 이와 같이, 배열 회수 경로를 흐르는 엔진 냉각수를 배열 회수 매체로서 사용하는 것으로 했으므로, 엔진 냉각수와 열교환하는 열교환기 (상기 발명의 제 1 배열 회수기) 를 생략할 수 있고, 간소화한 구조를 실현할 수 있다. 또, 공기 냉각기로부터 열회수한 엔진 냉각수를, 다른 열매를 개재하지 않고 증발기에 직접 유도하기 때문에, 적은 열손실로 회수열을 증발기로 유도할 수 있다.After the engine coolant flowing in the heat recovery path recovers the heat from the air cooler in the third heat recoverer, the organic fluid is evaporated in the evaporator. In this way, since the engine cooling water flowing through the heat recovery path is used as the heat recovery medium, a heat exchanger (first heat recovery device of the present invention) that exchanges heat with the engine coolant can be omitted, and a simplified structure can be realized. In addition, since the engine cooling water recovered from the air cooler is directly guided to the evaporator without any other fruit, the heat of recovery can be led to the evaporator with little heat loss.
또한, 상기 제 1 양태에 관련된 배열 회수 발전 장치에서는, 열매가 순환됨과 함께, 상기 증발기에서 그 열매가 유기 유체와 열교환되는 열매 순환 경로를 구비하고, 상기 배열 회수 경로는, 상기 엔진 냉각수와 열교환을 실시하는 제 1 배열 회수기와, 상기 공기 냉각기로서의 제 2 배열 회수기와, 상기 제 1 배열 회수기 및 상기 제 2 배열 회수기에서 열회수한 배열 회수 매체가 상기 열매 순환 경로의 열매와 열교환하는 것을 특징으로 한다.Moreover, in the heat recovery power generation apparatus according to the first aspect, the fruit is circulated, and the fruit recovery path includes a fruit circulation path in which the fruit heat exchanges with the organic fluid in the evaporator, and the heat recovery path passes heat exchange with the engine cooling water. A first heat recovery unit to be implemented, a second heat recovery unit as the air cooler, and a heat recovery unit heat-recovered by the first heat recovery unit and the second heat recovery unit exchange heat with the fruit of the fruit circulation path.
배열 회수 경로를 흐르는 배열 회수 매체가 제 1 배열 회수기에서 엔진 냉각수로부터 배열을 회수하고, 추가로 제 2 배열 회수기에서 공기 냉각기로부터 배열을 회수한 후에, 열매 순환 경로의 열매 (예를 들어 물 또는 열매유 (熱媒油)) 와 열교환시키는 것으로 하였다. 그리고, 회수열을 수취한 열매에 의해, 유기 유체를 증발기에서 증발시키는 것으로 하였다. 이와 같이, 열매 순환 경로를 개재하여 회수열을 유기 유체에 유도하는 것으로 해도 된다.After the heat recovery medium flowing through the heat recovery path recovers the heat from the engine coolant in the first heat recoverer and further recovers the heat from the air cooler in the second heat recoverer, the fruit of the fruit circulation path (for example, water or fruit Heat exchange with oil). And the fruit which received the heat of recovery was made to evaporate an organic fluid in an evaporator. In this way, the heat of recovery may be induced into the organic fluid via the fruit circulation path.
또한, 상기 제 1 양태에 관련된 배열 회수 발전 장치에서는, 열매가 순환됨과 함께, 상기 증발기에서 그 열매가 유기 유체와 열교환하는 열매 순환 경로를 구비하고, 상기 배열 회수 경로는, 상기 엔진 냉각수를 배열 회수 매체로 함과 함께, 그 엔진 냉각수와 상기 압축 공기의 열교환을 실시하는 상기 공기 냉각기로서의 제 3 배열 회수기를 구비하고, 그 제 3 배열 회수기에서 열회수한 상기 엔진 냉각수가 상기 열매 순환 경로의 열매와 열교환하는 것을 특징으로 한다.Moreover, in the heat recovery power generation apparatus according to the first aspect, the fruit is circulated, and the fruit recovery path includes a fruit circulation path in which the fruit heat exchanges with the organic fluid in the evaporator. In addition to the medium, the engine coolant having a third heat recovery unit as the air cooler that performs heat exchange between the engine cooling water and the compressed air, and the engine coolant heat-recovered by the third heat recovery unit exchanges heat with the fruit of the fruit circulation path. Characterized in that.
배열 회수 경로를 흐르는 엔진 냉각수가 제 3 배열 회수기에서 공기 냉각기로부터 배열을 회수한 후에, 열매 순환 경로의 열매 (예를 들어 물 또는 열매유) 와 열교환시키는 것으로 하였다. 그리고, 회수열을 수취한 열매에 의해, 유기 유체를 증발기에서 증발시키는 것으로 하였다. 이와 같이, 열매 순환 경로를 개재하여 회수열을 유기 유체에 유도하는 것으로 해도 된다.After the engine coolant flowing in the heat recovery path recovers the heat from the air cooler in the third heat recovery machine, the engine cooling water is heat-exchanged with the fruit (for example, water or fruit oil) in the fruit circulation path. And the fruit which received the heat of recovery was made to evaporate an organic fluid in an evaporator. In this way, the heat of recovery may be induced into the organic fluid via the fruit circulation path.
또, 배열 회수 경로를 흐르는 엔진 냉각수를 배열 회수 매체로서 사용하는 것으로 했으므로, 엔진 냉각수와 열교환하는 열교환기 (상기 발명의 제 1 배열 회수기) 를 생략할 수 있고, 간소화한 구조를 실현할 수 있다.In addition, since it is assumed that the engine cooling water flowing through the heat recovery path is used as the heat recovery medium, the heat exchanger (the first heat recovery device of the present invention) which exchanges heat with the engine coolant can be omitted, and a simplified structure can be realized.
또한, 상기 제 1 양태에 관련된 배열 회수 발전 장치는, 상기 내연 기관의 배기 가스와 열교환하는 배기 가스 열교환기에서 생성된 증기에 의해 구동되는 증기 터빈 발전기를 구비하고 있다.Moreover, the heat recovery power generation apparatus according to the first aspect includes a steam turbine generator driven by steam generated by an exhaust gas heat exchanger that exchanges heat with exhaust gas of the internal combustion engine.
예를 들어 250 ℃ 이상과 같은 온도 레벨이 높은 내연 기관의 배기 가스에 대해서는 고효율을 기대할 수 있는 증기 터빈으로 발전시키는 것으로 하였다. 이로써, 넓은 온도 범위에 대해 고효율로 배열 회수 발전이 가능해진다.For example, the exhaust gas of an internal combustion engine having a high temperature level such as 250 ° C. or higher is supposed to be developed into a steam turbine which can be expected to have high efficiency. This enables heat recovery and generation with high efficiency over a wide temperature range.
또한, 상기 제 1 양태에 관련된 배열 회수 발전 장치에서는, 상기 배기 가스 열교환기는, 급수를 증발시키는 증발부와, 그 증발부에서 생성된 증기를 과열시키는 과열부를 구비하고, 상기 배열 회수 경로는, 상기 증발부에서 얻어진 증기와 열교환하는 제 4 배열 회수기를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.Moreover, in the heat recovery power generation apparatus according to the first aspect, the exhaust gas heat exchanger includes an evaporation section for evaporating water and an overheating section for superheating steam generated in the evaporation section, wherein the heat recovery path is the above-mentioned. It is characterized by including the 4th heat recoverer which heat-exchanges with the steam obtained by the evaporation part.
제 4 배열 회수기에서, 배기 가스 열교환기 (배기 가스 에코노마이저) 의 증발부에서 얻어진 증기와 배열 회수 매체를 열교환시키는 것으로 했으므로, 더욱 유효하게 배열 회수할 수 있다.In the fourth heat recovery unit, since the vapor obtained from the evaporation unit of the exhaust gas heat exchanger (exhaust gas economizer) is exchanged with the heat recovery medium, heat recovery can be performed more effectively.
또한, 상기 제 1 양태에 관련된 배열 회수 발전 장치는, 상기 내연 기관의 배기 가스에 의해 구동되는 가스 터빈 발전기를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.Moreover, the heat recovery power generation apparatus according to the first aspect is provided with a gas turbine generator driven by exhaust gas of the internal combustion engine.
예를 들어 250 ℃ 이상과 같은 온도 레벨이 높은 내연 기관의 배기 가스에 대해서는 고효율을 기대할 수 있는 가스 터빈 (파워 터빈) 에서 발전시키는 것으로 하였다. 이로써, 넓은 온도 범위에 대해 고효율로 배열 회수 발전이 가능해진다.For example, the exhaust gas of an internal combustion engine having a high temperature level such as 250 ° C. or higher is supposed to be generated by a gas turbine (power turbine) capable of high efficiency. This enables heat recovery and generation with high efficiency over a wide temperature range.
또, 증기 터빈 발전기와 조합함으로써, 더욱 고효율로 할 수 있다.Moreover, by combining with a steam turbine generator, it can be made more efficient.
또, 본 발명의 제 2 양태에 관련된 선박은, 상기 중 어느 배열 회수 발전 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.Moreover, the ship which concerns on the 2nd aspect of this invention is equipped with any of the above-mentioned heat recovery power generation apparatuses, It is characterized by the above-mentioned.
상기 제 2 양태에 관련된 선박은, 상기 중 어느 배열 회수 발전 장치를 구비하고 있기 때문에, 유효하게 배열 회수할 수 있는 에너지 절약성이 높은 선박을 제공할 수 있다.Since the ship which concerns on the said 2nd aspect is equipped with any of the above-mentioned heat recovery power generation apparatuses, it can provide the ship with high energy saving which can effectively recover heat.
본 발명에 의하면, 유기 랜킨 사이클을 구동시키는 열원으로서, 엔진 냉각수와 공기 냉각기에서 회수한 열을 사용하는 것으로 하였다. 이로써, 종래 이용 가치가 낮았던 엔진 냉각수의 배열을 유효하게 이용하여 발전을 실시할 수 있다.According to the present invention, the heat recovered by the engine cooling water and the air cooler is used as the heat source for driving the organic Rankine cycle. Thereby, electric power generation can be performed effectively utilizing the arrangement | positioning of the engine cooling water which was conventionally low in utility value.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 배열 회수 발전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 배열 회수 발전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 배열 회수 발전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 배열 회수 발전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 배열 회수 발전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 배열 회수 발전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows roughly the heat recovery power generation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
2 is a diagram schematically showing a heat recovery power generation device according to a second embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically showing a heat recovery generator according to a third embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically showing a heat recovery power generation device according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically showing a heat recovery power generation device according to a fifth embodiment of the present invention.
6 is a diagram schematically showing a heat recovery generator according to a sixth embodiment of the present invention.
이하에, 본 발명에 관련된 각 실시형태에 대해, 배열 회수 발전 장치가 선박의 추진용 주기 (디젤 엔진 ; 내연 기관) 의 배열 회수로서 설치된 구성을 예로 하여, 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, with respect to each embodiment which concerns on this invention, the heat recovery power generation apparatus is demonstrated with reference to drawings, taking as an example the structure provided as heat recovery of the propulsion cycle (diesel engine; internal combustion engine) of a ship.
[제 1 실시형태][First Embodiment]
도 1 에는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 배열 회수 발전 장치가 개략적으로 나타나 있다.1, the heat recovery power generation apparatus according to the first embodiment of the present invention is schematically shown.
배열 회수 발전 장치는, 디젤 엔진의 실린더 블록 등을 냉각시키는 실린더 재킷 (2) 내를 흐르는 재킷 냉각수 (엔진 냉각수) 로부터 열회수하는 예열기 (제 1 배열 회수기) (1) 와, 디젤 엔진의 과급기로부터 토출되는 압축 공기를 냉각시켜 열회수하는 제 1 공기 냉각기 (제 2 배열 회수기) (5) 와, 이들 예열기 (1) 및 제 1 공기 냉각기 (5) 로부터 배열을 수취하는 열매수 (배열 회수 매체) 가 순환하는 배열 회수 경로 (7) 와, 배열 회수 경로 (7) 의 열매수로부터 열을 수취하여, 유기 랜킨 사이클 (Organic Rankine Cycle) 을 구성하는 유기 유체 경로 (9) 를 구비하고 있다.The heat recovery generator is discharged from a preheater (first heat recovery unit) 1 that recovers heat from a jacket cooling water (engine cooling water) flowing through a
또한, 도 1 에 있어서, 2 점 쇄선으로 둘러싸인 영역은, 유기 랜킨 사이클용 발전 장치 (10) 를 나타내고 있다. 예를 들어, 이 유기 랜킨 사이클용 발전 장치 (10) 를 기존의 선박에 설치함으로써, 추가적인 배열 회수를 간편하게 추가할 수 있다.In addition, in FIG. 1, the area | region enclosed by the dashed-dotted line has shown the
실린더 재킷 (2) 내를 흐르는 재킷 냉각수는, 재킷 냉각수 펌프 (12) 에 의해, 재킷 냉각수 순환 유로 (14) 내를 순환한다. 이 재킷 냉각수 순환 유로 (14) 는, 실린더 재킷 (2), 예열기 (1), 온도 조정용 삼방 밸브 (16), 재킷 냉각수 펌프 (12) 라는 순서로 재킷 냉각수가 흐르도록 형성되어 있다.The jacket cooling water flowing in the
재킷 냉각수 순환 유로 (14) 에는, 예열기 (1) 를 재킷 냉각수가 바이패스하는 바이패스 유로 (23) 가 형성되어 있다. 이 바이패스 유로 (23) 를 흐르는 유량을 도시하지 않은 바이패스 밸브로 조정함으로써, 예열기 (1) 에 흐르는 재킷 냉각수의 유량을 조정할 수 있도록 되어 있다.In the jacket cooling
온도 조정용 삼방 밸브 (16) 는, 실린더 재킷 (2) 으로 유입되는 재킷 냉각수가 원하는 입구 온도가 되도록 동작한다. 구체적으로는, 재킷 냉각수가 실린더 재킷 (2) 으로 유입되는 입구 온도가 설정값보다 높은 경우에는, 제 2 공기 냉각기 (18) 로부터 유도되는 약 30 ℃ 정도의 청수를 재킷 냉각수 순환 유로 (14) 에 많이 흐르게 하도록 동작한다.The three-
온도 조정용 삼방 밸브 (16) 의 상류측에는, 청수 펌프 (20) 로 분기되는 분기 유로 (22) 가 형성되어 있다. 이 분기 유로 (22) 로부터 재킷 냉각수 순환 유로 (14) 내를 흐르는 재킷 냉각수가 청수 펌프 (20) 측으로 배출됨으로써, 재킷 냉각수 순환 유로 (14) 내를 흐르는 순환 유량의 매스 밸런스가 유지되도록 되어 있다.On the upstream side of the three-
제 2 공기 냉각기 (18) 는, 과급기로부터 토출된 압축 공기의 흐름에 대해, 제 1 공기 냉각기 (5) 의 하류측에 설치되어 있다. 따라서, 제 1 공기 냉각기 (5) 쪽이, 제 2 공기 냉각기 (18) 보다 온도 레벨이 높아지도록 설치되어 있다.The
제 2 공기 냉각기 (18) 내를 흐르는 청수는, 도시하지 않은 센트럴 냉각기에 의해 냉각된 후에 유도된다. 제 2 공기 냉각기 (18) 에서 압축 공기를 냉각시킨 청수는, 일부가 온도 조정용 삼방 밸브 (16) 에 유도되고, 잔부가 청수 펌프 (20) 에 의해 다시 센트럴 냉각기로 반송된다.Fresh water flowing in the
다음으로, 배열 회수 경로 (7) 에 대해 설명한다.Next, the
배열 회수 경로 (7) 는 폐회로로 되어 있고, 열매수를 순환시키기 위한 배열 회수용 펌프 (24) 가 형성되어 있다. 이 배열 회수용 펌프 (24) 에 의해, 열매수는, 예열기 (1), 제 1 공기 냉각기 (5) 및 증발기 (30) 와 열교환하도록 순환한다.The
증발기 (30) 의 열매수 입구 온도는 예를 들어 약 130 ∼ 140 ℃ 가 된다. 이 증발기 (30) 에서, 열매수에 의해 유기 유체가 증발된다.The fruit water inlet temperature of the
다음으로, 유기 유체 경로 (9) 에 대해 설명한다.Next, the
유기 유체 경로 (9) 를 흐르는 유기 유체로는, 이소펜탄, 부탄, 프로판 등의 저분자 탄화수소나 냉매로서 사용되는 R134a, R245fa 등을 사용할 수 있다.As the organic fluid flowing through the
유기 유체 경로 (9) 는 폐회로로 되어 있고, 유기 유체를 순환시키기 위한 유기 유체용 펌프 (31) 가 형성되어 있다. 유기 유체는, 증발기 (30), 파워 터빈 (32), 에코노마이저 (34), 응축기 (36) 를 통과하도록 상변화를 반복하면서 순환한다.The
파워 터빈 (32) 은, 증발기 (30) 에 의해 증발된 유기 유체의 열 낙차 (엔탈피 낙차) 에 의해 회전 구동된다. 파워 터빈 (32) 의 회전 동력은 발전기 (38) 에 전달되고, 발전기 (38) 에서 전력이 얻어지도록 되어 있다. 발전기 (38) 에서 얻어진 전력은, 도시하지 않은 전력선을 개재하여 선박 내 계통으로 공급된다.The
파워 터빈 (38) 에서 작업을 끝낸 유기 유체 (기상 (氣相)) 는, 에코노마이저 (34) 에서, 유기 유체용 펌프 (31) 로부터 보내진 유기 유체 (액상) 를 예열한다.The organic fluid (gas phase) which has completed the work in the
에코노마이저 (34) 를 통과한 유기 유체는, 응축기 (36) 에서 해수에 의해 냉각되어 응축 액화된다. 응축 액화된 유기 유체는, 유기 유체용 펌프 (31) 에 의해 에코노마이저 (34) 및 증발기 (30) 로 보내진다.The organic fluid which has passed through the
이와 같이, 유기 유체 경로 (9) 는, 증발기 (30), 파워 터빈 (32), 에코노마이저 (34) 및 응축기 (36) 와 함께 유기 랜킨 사이클을 구성한다.As such, the
다음으로, 상기 구성의 배열 회수 발전 장치의 동작에 대해 도 1 을 사용하여 설명한다.Next, operation | movement of the heat recovery generator of the said structure is demonstrated using FIG.
재킷 냉각수 펌프 (12) 에 의해 실린더 재킷 (2) 으로 유도된 재킷 냉각수는, 실린더 재킷 (2) 에서 실린더 블록 등을 냉각시킴으로써 승온된 후, 예열기 (1) 로 유도된다. 예열기 (1) 에서, 배열 회수 경로 (7) 를 흐르는 열매수와 재킷 냉각수 사이에서 열교환이 실시되고, 재킷 냉각수의 현열이 배열 회수 경로 (7) 의 열매수로 회수된다. 재킷 냉각수로부터 열회수된 후의 열매수 온도는, 예를 들어 80 ∼ 90 ℃ 가 된다.The jacket cooling water guided to the
디젤 엔진의 과급기에 의해 압축된 공기가 제 1 공기 냉각기 (5) 에 의해 냉각된다. 이 때 제 1 공기 냉각기 (5) 내를 흐르는 배열 회수 경로 (7) 의 열매수가 압축 공기에 의해 승온됨으로써, 압축 공기로부터 열을 회수한다. 제 1 공기 냉각기 (5) 에서 열회수된 후의 열매수 온도는, 예를 들어 130 ∼ 140 ℃ 가 된다.The air compressed by the turbocharger of the diesel engine is cooled by the
예열기 (1) 에서 배열을 회수하고, 또한 제 1 공기 냉각기 (5) 에서 배열을 회수하여 고온이 된 열매수는, 증발기 (30) 로 유도되어, 유기 유체 경로 (9) 를 순환하는 유기 유체와 열교환한다. 유기 유체는, 증발기 (30) 에서 열매수의 현열에 의해 가열되어 증발 기화된다. 증발 기화되어 고엔탈피가 된 유기 유체는, 파워 터빈 (32) 으로 유도되고, 그 열 낙차에 의해 파워 터빈 (32) 을 회전 구동시킨다. 파워 터빈 (32) 의 회전 출력을 얻어, 발전기 (38) 에서 발전이 실시된다.The fruit water recovered from the
파워 터빈 (32) 에서 작업을 마친 유기 유체 (기상) 는, 에코노마이저 (34) 에서 증발기 (30) 유입 전의 유기 유체 (액상) 에 예열을 부여한 후, 응축기 (36) 로 유도되고, 해수 등의 냉각수에 의해 냉각됨으로써 응축 액화된다.The organic fluid (gas phase) completed in the
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 이하의 작용 효과를 나타낸다.As mentioned above, according to this embodiment, the following effects are exhibited.
유기 랜킨 사이클의 열원으로서, 재킷 냉각수 (엔진 냉각수) 와 제 1 공기 냉각기 (5) 에서 열회수된 열을 사용하는 것으로 하였다. 이와 같이, 예를 들어 250 ℃ 이상과 같은 온도 레벨이 높은 디젤 엔진의 배기 가스를 사용하는 것이 아니라, 배기 가스보다 온도 레벨이 낮아 유효하게 이용되지 않았던 재킷 냉각수 (예를 들어 80 ∼ 90 ℃) 및 제 1 공기 냉각기 (예를 들어 130 ∼ 140 ℃) 를 사용할 수 있다. 특히, 유기 랜킨 사이클을 구동시키는 열원의 온도 레벨로서, 재킷 냉각수만으로는 낮기 때문에, 제 1 공기 냉각기 (5) 로부터도 열회수하는 것으로 하여, 유기 랜킨 사이클에 의한 발전의 실현성을 높이고 있다.As the heat source of the organic Rankine cycle, it was assumed that the heat recovered by the jacket cooling water (engine cooling water) and the
또, 배열 회수 경로 (7) 를 흐르는 열매수가 재킷 냉각수로부터 배열을 회수하고, 추가로 제 1 공기 냉각기 (5) 에서 배열을 회수한 후에, 증발기 (30) 에서 유기 유체를 증발시키는 것으로 하였다. 이와 같이, 재킷 냉각수 및 제 1 공기 냉각기 (5) 로부터 열회수된 열매수를, 다른 열매를 개재하지 않고 증발기 (30) 로 직접 유도하기 때문에, 적은 열손실로 회수열을 증발기 (30) 로 유도할 수 있다.Moreover, the fruit water which flowed through the
[제 2 실시형태][Second Embodiment]
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 도 2 를 사용하여 설명한다. 본 실시형태는, 제 1 실시형태의 배열 회수 발전 장치를 선박의 배열 회수 시스템에 적용했을 경우의 구성에 대해, 전력 계통을 포함한 상태로 나타나 있다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 교부하고, 그 설명을 생략한다.Next, 2nd Embodiment of this invention is described using FIG. This embodiment is shown in the state containing the electric power system about the structure at the time of applying the heat recovery power generation apparatus of 1st Embodiment to the heat recovery system of a ship. Therefore, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
도 2 에 나타나 있는 바와 같이, 실린더 재킷 (2) 을 냉각하여 승온시킨 재킷 냉각수는 예열기 (1) 로 흐르고, 배열 회수용 펌프 (24) 에 의해 배열 회수 계통 (7) 을 순환하는 열매수와 열교환한다. 예열기 (1) 에서 배열 회수한 열매수는, 제 1 공기 냉각기 (5) 로 유도되고, 과급기 (40) 로부터 토출된 압축 공기로부터 압축열을 제거하여 승온된 후, 증발기 (30) 로 유도된다. 증발기 (30) 에서 열매수에 의해 가열되어 증발된 유기 유체는, 파워 터빈 (32) 을 구동시키고, 이로써 발전기 (38) 에서 발전이 실시된다. 발전기 (38) 에서 발전된 전력은, 인버터 장치 (42) 에서 주파수 조정된 후, 선박 내 계통 (44) 으로 유도된다.As shown in FIG. 2, the jacket cooling water which cooled and heated the
추진용 주기인 디젤 엔진의 배기 가스는, 배기 가스 에코노마이저 (배기 가스 열교환기) (46) 로 유도된다. 배기 가스 에코노마이저 (46) 에서는, 배기 가스의 현열을 회수하여 과열기 (48) 에서 과열 증기를 생성하고, 증기 터빈 (50) 을 구동시킨다. 증기 터빈 (50) 에는, 클러치 (52) 를 개재하여 배기 가스 파워 터빈 (가스 터빈) (54) 이 접속되어 있다. 배기 가스 파워 터빈 (54) 은, 디젤 엔진의 배기 매니폴드 (56) 로부터 유도되는 배기 가스에 의해 구동된다.The exhaust gas of the diesel engine which is the propulsion period is guided to the exhaust gas economizer (exhaust gas heat exchanger) 46. The
이들 증기 터빈 (50) 및 파워 터빈 (54) 에 의해 얻어진 회전 출력은, 감속기 (58) 를 개재하여 발전기 (60) 로 전달되고, 이 발전기 (60) 에서 발전이 실시된다. 발전기 (60) 에서 발전된 전력은, 선박 내 계통 (44) 으로 출력된다.The rotational output obtained by these
선박 내 계통 (44) 에는, 복수 (도 2 에 있어서는 3 대) 의 발전용 디젤 엔진 (62) 및 발전기 (64) 가 병렬로 접속되어 있다. 이들 발전용 디젤 엔진 (62) 은, 선박 내 수요 전력에 따라 기동 및 정지가 실시된다.A plurality of (three in FIG. 2) diesel engines for power generation and a
또한, 선박 내 계통 (44) 에는, 축발전기 모터 (66) 가 접속되어 있다. 축발전기 모터 (66) 는, 선박 내 계통 (44) 으로부터 전력을 얻어 선박 추진용 프로펠라 (68) 를 가세할 수 있도록 되어 있는 한편, 선박 추진용 프로펠라 (68) 로부터의 동력을 회수하여 발전시키고, 선박 내 계통 (44) 으로 급전할 수 있도록 되어 있다.Moreover, the
본 실시형태에 의하면, 이하의 작용 효과를 나타낸다.According to this embodiment, the following effect is exhibited.
130 ∼ 140 ℃ 에서 작동하는 유기 랜킨 사이클에 의한 배열 회수 발전 장치에 더하여, 예를 들어 250 ℃ 이상과 같은 온도 레벨이 높은 선박 추진용 디젤 엔진의 배기 가스에 대해서는 고효율을 기대할 수 있는 증기 터빈 (50) 에서 발전시키는 것으로 하였다. 이로써, 넓은 온도 범위에 대해 고효율로 배열 회수 발전이 가능해진다.In addition to the heat recovery power generation unit by organic Rankine cycle operating at 130 to 140 ° C., a steam turbine capable of high efficiency can be expected for exhaust gas of a marine propulsion diesel engine having a high temperature level such as 250 ° C. or higher. ) To develop it. This enables heat recovery and generation with high efficiency over a wide temperature range.
또, 배기 가스에 의해 구동되는 배기 가스 파워 터빈 (54) 을 추가로 구비하여 발전을 실시하는 것으로 했으므로, 보다 고효율로 배열 회수 발전을 실현할 수 있다.Moreover, since the power generation is further provided by the exhaust
또한, 본 실시형태에서는, 증기 터빈 (50) 및 배기 가스 파워 터빈 (54) 의 양방을 사용하여 발전시키는 것으로 했는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 증기 터빈 (50) 만, 혹은 배기 가스 파워 터빈 (54) 만을 사용하는 것으로 해도 된다.In the present embodiment, power generation is performed using both the
[제 3 실시형태][Third embodiment]
다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태에 대해 도 3 을 사용하여 설명한다. 본 실시형태는, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 더하여, 배기 가스 에코노마이저 (46) 에서 얻어진 증기를 유기 랜킨 사이클의 열원으로서 사용하는 점이 각 상기 실시형태와 상이하다. 따라서, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 교부하고, 그 설명을 생략한다.Next, 3rd Embodiment of this invention is described using FIG. In addition to the first embodiment and the second embodiment, the present embodiment differs from the foregoing embodiments in that the steam obtained in the
배기 가스 에코노마이저 (46) 에는, 과열기 (48) 보다 저온측 (배기 가스 흐름 하류측) 에 위치하는 증발기 (49) 가 형성되어 있다. 증발기 (49) 에서 증발된 증기는 증기 드럼 (72) 으로 유도된다. 이 증기 드럼 (72) 상방에 체류하는 증기는, 가열기 (제 4 배열 회수기) (70) 로 유도된다. 가열기 (70) 에서는, 배열 회수 계통 (7) 을 흐르는 열매수가 가열되고, 증발기 (30) 로 유도된다.The
이와 같이, 본 실시형태에서는, 제 1 공기 냉각기 (5) 에서 가열된 열매수가, 가열기 (70) 에서 추가로 가열되므로, 증발기 (30) 에 있어서의 유기 냉매의 가열 온도를 높일 수 있다. 이로써, 유기 랜킨 사이클에 의한 발전을 고효율로 할 수 있다. 또, 배기 가스 에코노마이저 (46) 에서 얻어진 증기를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 배열 회수 발전을 더욱 고효율로 할 수 있다.Thus, in this embodiment, since the fruit water heated by the
또한, 도 3 에 있어서, 부호 3 은 선박 추진용 디젤 엔진을 나타내고 있고, 그 측방에는 실린더 재킷 (2) 이 모식적으로 나타나 있다. 또, 부호 74 는 증기 터빈 (50) 의 하류측에 접속된 증기 터빈 콘덴서, 부호 76 은 복수 펌프, 부호 78 은 그라운드 콘덴서, 부호 80 은 대기압 콘덴서, 부호 82 는 급수 펌프를 나타내고 있다. 또한, 부호 84 는 증기 드럼 (72) 내의 물을 증발기 (49) 로 보내는 보일러 드럼수 순환 펌프를 나타내고, 부호 86 은, 증기 드럼 (72) 내의 수위를 조정하는 증기 드럼 레벨 제어 밸브를 나타내고 있다.3, the code |
[제 4 실시형태][Fourth Embodiment]
다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태에 대해 도 4 를 사용하여 설명한다. 본 실시형태는 제 1 실시형태에 대해, 배열 회수 경로 (7') 의 구성이 상이하다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 교부하고, 그 설명을 생략한다.Next, 4th Embodiment of this invention is described using FIG. This embodiment differs in the configuration of the heat recovery path 7 'from the first embodiment. Therefore, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
도 4 에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태는, 배열 회수 경로 (7') 의 열매수로서 재킷 냉각수를 그대로 사용하도록 하고 있다. 즉, 실린더 재킷 (2) 으로부터 유출된 재킷 냉각수는, 제 1 공기 냉각기 (제 3 배열 회수기) (5) 로 흐른다. 제 1 공기 냉각기 (5) 에서 압축 공기를 냉각하여 승온시킨 재킷 냉각수는, 증발기 (30) 에서 유기 유체를 증발시킨 후, 재킷 냉각수 펌프 (12) 로 돌아온다.As shown in FIG. 4, in this embodiment, the jacket cooling water is used as it is as the fruit water of the
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 재킷 냉각수를 배열 회수용의 열매체로서 사용하는 것으로 했으므로, 재킷 냉각수와 열교환하는 예열기 (1) (도 1 참조) 를 생략할 수 있어, 간소화한 구조를 실현할 수 있다. 또, 제 1 공기 냉각기 (5) 로부터 열회수한 재킷 냉각수를, 다른 열매를 개재하지 않고 증발기 (30) 에 직접 유도하기 때문에, 적은 열손실로 회수열을 증발기 (30) 로 유도할 수 있다.Thus, according to this embodiment, since the jacket cooling water is used as a heat medium for heat recovery, the preheater 1 (refer FIG. 1) which heat-exchanges with jacket cooling water can be omitted, and a simplified structure can be implement | achieved. . Moreover, since the jacket cooling water heat-recovered from the
[제 5 실시형태][Fifth Embodiment]
다음으로, 본 발명의 제 5 실시형태에 대해 도 5 를 사용하여 설명한다. 본 실시형태는, 제 1 실시형태에 대해, 배열 회수 경로 (7) 와 유기 유체 경로 (9) 사이에 열매 순환 경로 (8) 가 형성되어 있는 점이 상이하다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 교부하고, 그 설명을 생략한다.Next, 5th Embodiment of this invention is described using FIG. The present embodiment differs from the first embodiment in that the
도 5 에 나타나 있는 바와 같이, 배열 회수 경로 (7) 와 유기 유체 경로 (9) 사이에 열매 순환 경로 (8) 가 형성되어 있다. 이 열매 순환 경로 (8) 는 폐회로로 되어 있고, 열매체를 순환시키기 위한 열매 순환 펌프 (11) 가 형성되어 있다. 이 열매 순환 펌프 (11) 에 의해, 열매는, 배열 회수 열교환기 (13) 및 증발기 (30) 를 통과하여 순환된다. 배열 회수 열교환기 (13) 에서는, 배열 회수 경로 (7) 의 열매수로부터 열회수하도록 열교환이 실시된다.As shown in FIG. 5, the
열매 순환 경로 (8) 를 흐르는 열매는, 배열 회수 경로 (7) 의 열매수보다 비점이 높은, 예를 들어 열매체유 등이 사용된다. 열매체유로는, 예를 들어, 마츠무라 석유 주식회사로부터 입수 가능한 발레르섬 (등록상표) 이 사용된다.As the fruit flowing through the
이와 같이, 제 1 실시형태와 같이 열매체 경로 (7) 의 열매수를 증발기 (30) 로 유도하는 것이 아니라, 열매 순환 경로 (8) 를 개재하여 회수한 배열을 증발기 (30) 로 유도하도록 해도 된다.In this manner, instead of guiding the fruit water of the
배열 회수 경로 (7) 에는 물이 사용되기 때문에, 물이 비등하여 증기가 되지 않도록 배열 수 경로 (7) 내를 가압할 필요가 있고, 제 1 공기 냉각기 (5) 의 입구 공기 온도에 따라서는 고압 사양이 된다. 그래서, 본 실시형태와 같이 열매 순환 경로 (8) 를 형성하고, 물보다 비점이 높은 열매유 등을 주로 사용하면, 열매 순환 경로 (8) 의 압력을 대기압에서 사용할 수 있고, 배열 회수 경로 (7) 로부터 분리한 저압 라인으로서 구성 가능해진다.Since water is used in the
또, 유기 랜킨 사이클용 발전 장치 (10) 를, 배열 회수 경로 (7) 가 있는 디젤 엔진 가까이에 설치할 수 없는 배치상 제약이 있는 경우에 있어서는, 열매 순환 경로 (8) 를 도입함으로써, 배열 회수 경로 (7) 의 라인이 원거리가 되는 것을 회피한 후, 열매 순환 경로 (8) 의 저압 라인을 사용하여 유기 랜킨 사이클용 발전 장치 (10) 에 배열을 유도하는 것이 가능해진다.In addition, in the case where there is an arrangement constraint in which the organic Rankine
[제 6 실시형태][Sixth Embodiment]
다음으로, 본 발명의 제 6 실시형태에 대해 도 6 을 사용하여 설명한다. 본 실시형태는, 제 4 실시형태에 대해, 배열 회수 경로 (7') 와 유기 유체 경로 (9) 사이에, 제 5 실시형태와 동일한 열매 순환 경로 (8) (도 5 참조) 가 형성되어 있는 점이 상이하다. 따라서, 제 4 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 교부하고, 그 설명을 생략한다.Next, 6th Embodiment of this invention is described using FIG. In the present embodiment, the same fruit circulation path 8 (see FIG. 5) as in the fifth embodiment is formed between the
도 6 에 나타나 있는 바와 같이, 배열 회수 경로 (7') 와 유기 유체 경로 (9) 사이에 열매 순환 경로 (8) 가 형성되어 있다. 이 열매 순환 경로 (8) 는 폐회로로 되어 있고, 열매체를 순환시키기 위한 열매 순환 펌프 (11) 가 형성되어 있다. 이 열매 순환 펌프 (11) 에 의해, 열매는, 배열 회수 열교환기 (13) 및 증발기 (30) 를 통과하여 순환한다. 배열 회수 (13) 에서는, 배열 회수 경로 (7') 의 재킷 냉각수로부터 열회수하도록 열교환이 실시된다.As shown in FIG. 6, the
열매 순환 경로 (8) 를 흐르는 열매는, 배열 회수 경로 (7) 의 열매수보다 비점이 높은, 예를 들어 열매체유 등이 사용된다. 열매체유로는, 예를 들어, 마츠무라 석유 주식회사로부터 입수 가능한 발레르섬 (등록상표) 이 사용된다.As the fruit flowing through the
이와 같이, 제 4 실시형태와 같이 열매체 경로 (7') 의 재킷 냉각수를 증발기 (30) 로 유도하는 것이 아니라, 열매 순환 경로 (8) 를 개재하여 회수한 배열을 증발기 (30) 로 유도하도록 해도 된다.As described above, the jacket cooling water of the heat medium path 7 'is not led to the
본 실시형태도 제 5 실시형태와 동일하게, 열매 순환 경로 (8) 를 도입함으로써, 배열 회수 경로 (7) 의 라인이 원거리가 되는 것을 회피한 후, 열매 순환 경로 (8) 의 저압 라인을 사용한 구성이 가능해진다.Similarly to the fifth embodiment, the present embodiment also introduces the
또한, 상기 서술한 각 실시형태의 배열 회수 발전 장치는, 선박에 대한 적용을 예로 하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 발전 등에 사용되는 육지용 내연 기관에 적용할 수도 있다.In addition, although the heat recovery power generation apparatus of each embodiment mentioned above was demonstrated using the application to the ship as an example, this invention is not limited to this, For example, it can also be applied to the internal combustion engine for land used for power generation etc. .
1 : 예열기 (제 1 배열 회수기)
5 : 제 1 공기 냉각기 (제 2 배열 회수기, 제 3 배열 회수기)
7, 7' : 배열 회수 경로
8 : 열매 순환 경로
9 : 유기 유체 경로
10 : 배열 회수 발전 장치
30 : 증발기
31 : 유기 유체용 펌프
32 : 파워 터빈 (터빈)
36 : 응축기
38 : 발전기
70 : 가열기 (제 4 배열 회수기)1: preheater (first array recoverer)
5: 1st air cooler (2nd array recoverer, 3rd array recoverer)
7, 7 ': array recovery path
8: fruit circulation path
9: organic fluid pathway
10: heat recovery generator
30: evaporator
31: pump for organic fluid
32: power turbine (turbine)
36 condenser
38: generator
70: heater (fourth array recovery unit)
Claims (9)
그 배열 회수 경로에서 회수된 회수열에 의해 유기 유체를 증발시키는 증발기와,
그 증발기에 의해 증발된 상기 유기 유체에 의해 구동되는 터빈과,
그 터빈의 회전 출력에 의해 발전되는 발전기와,
터빈을 통과한 상기 유기 유체를 응축시키는 응축기를 구비하고 있는 배열 회수 발전 장치.An array recovery path for heat recovery in an engine coolant for cooling the internal combustion engine body and an air cooler for cooling the compressed air discharged from the supercharger of the internal combustion engine;
An evaporator for evaporating the organic fluid by the recovered heat recovered in the heat recovery path,
A turbine driven by the organic fluid evaporated by the evaporator;
A generator generated by the rotational output of the turbine,
And a condenser for condensing the organic fluid that has passed through the turbine.
상기 배열 회수 경로는,
상기 엔진 냉각수와 열교환을 실시하는 제 1 배열 회수기와,
상기 공기 냉각기로서의 제 2 배열 회수기를 구비하고,
상기 제 1 배열 회수기 및 상기 제 2 배열 회수기에서 열회수한 배열 회수 매체가 상기 증발기에서 상기 유기 유체와 열교환하는 배열 회수 발전 장치.The method of claim 1,
The array recovery path,
A first heat recovery unit performing heat exchange with the engine cooling water;
And a second heat recovery unit as the air cooler,
And a heat recovery medium heat-recovered by the first heat recovery device and the second heat recovery device heat exchange with the organic fluid in the evaporator.
상기 배열 회수 경로는, 상기 엔진 냉각수를 배열 회수 매체로 함과 함께,
그 엔진 냉각수와 상기 압축 공기의 열교환을 실시하는 상기 공기 냉각기로서의 제 3 배열 회수기를 구비하고,
그 제 3 배열 회수기에서 열회수한 상기 엔진 냉각수가 상기 증발기에서 상기 유기 유체와 열교환하는 배열 회수 발전 장치.The method of claim 1,
The heat recovery path uses the engine cooling water as a heat recovery medium,
And a third heat recovery device as the air cooler for performing heat exchange between the engine coolant and the compressed air.
And the engine cooling water heat-recovered by the third heat recovery device exchanges heat with the organic fluid in the evaporator.
열매가 순환됨과 함께, 상기 증발기에서 그 열매가 유기 유체와 열교환하는 열매 순환 경로를 구비하고,
상기 배열 회수 경로는,
상기 엔진 냉각수와 열교환을 실시하는 제 1 배열 회수기와,
상기 공기 냉각기로서의 제 2 배열 회수기와,
상기 제 1 배열 회수기 및 상기 제 2 배열 회수기에서 열회수한 배열 회수 매체가 상기 열매 순환 경로의 열매와 열교환하는 배열 회수 발전 장치.The method of claim 1,
While the fruit is circulated, the fruit has a fruit circulation path in which the fruit heat exchanges with the organic fluid,
The array recovery path,
A first heat recovery unit performing heat exchange with the engine cooling water;
A second heat recovery unit as the air cooler,
And a heat recovery medium heat-recovered by the first heat recovery device and the second heat recovery device.
열매가 순환됨과 함께, 상기 증발기에서 그 열매가 유기 유체와 열교환하는 열매 순환 경로를 구비하고,
상기 배열 회수 경로는, 상기 엔진 냉각수를 배열 회수 매체로 함과 함께,
그 엔진 냉각수와 상기 압축 공기의 열교환을 실시하는 상기 공기 냉각기로서의 제 3 배열 회수기를 구비하고,
그 제 3 배열 회수기에서 열회수한 상기 엔진 냉각수가 상기 열매 순환 경로의 열매와 열교환하는 배열 회수 발전 장치.The method of claim 1,
While the fruit is circulated, the fruit has a fruit circulation path in which the fruit heat exchanges with the organic fluid,
The heat recovery path uses the engine cooling water as a heat recovery medium,
And a third heat recovery device as the air cooler for performing heat exchange between the engine coolant and the compressed air.
And the engine cooling water heat-recovered by the third heat recovery unit exchanges heat with the fruit of the fruit circulation path.
상기 내연 기관의 배기 가스와 열교환하는 배기 가스 열교환기에서 생성된 증기에 의해 구동되는 증기 터빈 발전기를 구비하고 있는 배열 회수 발전 장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
And a steam turbine generator driven by steam generated in an exhaust gas heat exchanger which exchanges heat with the exhaust gas of the internal combustion engine.
상기 배기 가스 열교환기는, 급수를 증발시키는 증발부와, 그 증발부에서 생성된 증기를 과열시키는 과열부를 구비하고,
상기 배열 회수 경로는, 상기 증발부에서 얻어진 증기와 열교환하는 제 4 배열 회수기를 구비하고 있는 배열 회수 발전 장치.The method according to claim 6,
The exhaust gas heat exchanger includes an evaporator for evaporating water and a superheater for overheating steam generated by the evaporator.
The heat recovery recovery device is provided with a fourth heat recovery device that exchanges heat with steam obtained by the evaporator.
상기 내연 기관의 배기 가스에 의해 구동되는 가스 터빈 발전기를 구비하고 있는 배열 회수 발전 장치.The method according to any one of claims 1 to 7,
A heat recovery power generation device including a gas turbine generator driven by exhaust gas of the internal combustion engine.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |