KR20130009268A - Power generation system of organic rankine cycle using exhaust heat of fuel cell - Google Patents

Power generation system of organic rankine cycle using exhaust heat of fuel cell Download PDF

Info

Publication number
KR20130009268A
KR20130009268A KR1020110070242A KR20110070242A KR20130009268A KR 20130009268 A KR20130009268 A KR 20130009268A KR 1020110070242 A KR1020110070242 A KR 1020110070242A KR 20110070242 A KR20110070242 A KR 20110070242A KR 20130009268 A KR20130009268 A KR 20130009268A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
fuel cell
unit
liquid
power generation
Prior art date
Application number
KR1020110070242A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101328404B1 (en
Inventor
강석훈
정대헌
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020110070242A priority Critical patent/KR101328404B1/en
Publication of KR20130009268A publication Critical patent/KR20130009268A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101328404B1 publication Critical patent/KR101328404B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/02—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the fluid remaining in the liquid phase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K19/00—Regenerating or otherwise treating steam exhausted from steam engine plant
    • F01K19/02—Regenerating by compression
    • F01K19/04—Regenerating by compression in combination with cooling or heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

PURPOSE: An organic rankine cycle power generation system using a fuel cell is provided to prevent safety accidents and damage to members for power operations, and to reduce power consumption by recovering electricity. CONSTITUTION: An organic rankine cycle power generation system(100) using a fuel cell comprises a fuel cell unit(102), an evaporator(104), a turbine(106), an electricity generating unit(108), a first electricity converter(122), a power supply unit(124), a power regeneration unit(120), a condenser(110), an engine chiller(112), a storage tank(114), and a pump(118). The first electricity converter is connected to the power supply unit, and converts electricity from the electricity generating unit into the power at a constant level. The power supply unit is connected to the first electricity converter, and supplied with the converted power at the constant level. The power regeneration unit is placed at the rear end of the turbine, and stores liquid from the evaporator in the fuel cell unit by pre-heating the liquid. The engine chiller provides a catalyst to the condenser, and continuously cools condensed liquid by recovering the catalyst from the condenser. [Reference numerals] (102) Fuel cell unit; (104) Evaporator; (106) Turbine; (108) Electricity generating unit; (110) Condenser; (112) Engine chiller; (114) Storage tank; (118) Pump; (120) Power regeneration unit; (122) First electricity converter; (124) Power supply unit; (AA) Coolant

Description

연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템{Power generation system of organic rankine cycle using exhaust heat of fuel cell}Power generation system of organic rankine cycle using exhaust heat of fuel cell

본 발명은 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell.

일반적으로, ORC(Organic Rankine Cycle, 유기 랭킨 사이클) 발전 시스템은 유기 매체를 작동 유체로 사용하는 랭킨 사이클(Rankin Cycle)로서 비교적 저온의 온도 범위 (60 ~ 200℃)의 열원을 회수하여 전기를 생산하는 시스템이다.In general, ORC (Organic Rankine Cycle) power generation system is a Rankin Cycle using an organic medium as a working fluid to recover the heat source in a relatively low temperature range (60 ~ 200 ℃) to produce electricity. It is a system.

최근에는, 열원을 재활용함으로써 열원 낭비를 줄이고, 발전 운영 비용의 상승을 억제시키며, 작업자의 안전사고와 발전 운영 자재의 손상을 방지할 수가 있는 개선된 유기 랭킨 사이클 발전 시스템의 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다.In recent years, there has been a continuing research on improved organic Rankine cycle power generation systems that can reduce heat source waste by reducing heat sources, curb rising power generation costs, and prevent worker accidents and damage to power generation operating materials. have.

또한, 저온 냉열이 필요할 경우 빠른 시간 내에 사용할 수가 있고, 전력 낭비를 줄이면서 외부기기의 충전을 위한 준비 시간을 단축시킬 수가 있는 개선된 유기 랭킨 사이클 발전 시스템의 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다.In addition, research on an improved organic Rankine cycle power generation system that can be used in a short time when low temperature and cold heat is required, and can shorten the preparation time for charging an external device while reducing power waste has been conducted.

또한, 전력 낭비를 줄이면서 건축물별로 내부에 제공된 부하에 전력을 효율적으로 공급하고, 사용 가능한 전력을 전력 공급소에서 회수하여 자체 전력 낭비를 줄일 수가 있는 개선된 유기 랭킨 사이클 발전 시스템의 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다.
In addition, research on an improved organic Rankine cycle power generation system that can reduce power waste and efficiently supply power to internally provided loads for each building, and reduce power waste by recovering the available power from the power supply station, is ongoing. Has been done.

본 발명의 목적은, 연료전지에서 발생하는 열원과 전력 재생산부에서 발생하는 열원을 재활용함으로써, 열원 낭비를 줄일 수가 있는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 제공하는데에 있다.An object of the present invention is to provide an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell that can reduce heat source waste by recycling the heat source generated in the fuel cell and the heat source generated in the power reproduction unit.

본 발명의 다른 목적은, 전력 공급소에서 전력을 회수할 수가 있어 자체 전력 낭비를 줄일 수가 있는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 제공하는데에 있다.Another object of the present invention is to provide an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell that can recover power from a power supply station and can reduce its own power waste.

본 발명의 또 다른 목적은, 작동 유체의 누출에 의한 작업자의 안전사고와 발전 운영 자재의 손상을 방지할 수가 있는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 제공하는데에 있다.Still another object of the present invention is to provide an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell which can prevent a worker's safety accident and damage to power generation operating materials due to leakage of a working fluid.

본 발명의 또 다른 목적은, 저온 냉열이 필요할 경우 빠른 시간 내에 사용할 수가 있는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 제공하는데에 있다.It is still another object of the present invention to provide an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell that can be used in a short time when low temperature and cold heat are required.

본 발명의 또 다른 목적은, 전력 낭비를 줄이면서 외부기기의 충전을 위한 준비 시간을 단축시킬 수가 있는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 제공하는데에 있다.Still another object of the present invention is to provide an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell, which can reduce power waste and shorten a preparation time for charging an external device.

본 발명의 또 다른 목적은, 전력 낭비를 줄이면서 건축물별로 내부에 제공된 부하에 전력을 효율적으로 공급할 수가 있는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 제공하는데에 있다.
Still another object of the present invention is to provide an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell which can efficiently supply electric power to a load provided inside each building while reducing power waste.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연료전지에서 발생하는 열원을 이용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열하는 연료전지부, 연료전지부를 통해 공급되는 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체를 공급받아 기체로 기화시키는 증발기, 증발기를 통해 공급되는 기체를 예열기의 방향으로 다시 순환시키면서, 기체를 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 구동하는 터빈, 터빈의 구동에 의해 전력을 생산하는 전력 생산부, 전력 생산부와 연결되어 전력 생산부를 통해 생산되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키는 제1 전력 변환기, 제1 전력 변환기와 연결되고, 제1 전력 변환기를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받는 전력 공급소, 터빈의 후단에 배치되어 증발기에서 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체를 제공받아 액체를 예열하여 연료전지부에 제공하는 전력 재생산부, 터빈에서 전력 재생산부를 거쳐 공급되는 기체를 액체 상태로 응축시키는 응축기, 응축기에 냉매를 제공하고 응축기로부터 냉매를 회수하여 응축기에 의해 응축된 과열 액체를 계속적으로 냉각시키는 엔진 냉각기, 응축기를 통해 공급되는 응축된 냉각 액체를 저장하는 저장 탱크 및 저장 탱크에 저장되는 응축된 냉각 액체를 증발기로 공급하도록 펌핑하는 펌프를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel cell unit for preheating a working fluid corresponding to an organic medium using a heat source generated from a fuel cell, and a liquid preheated to a temperature range of a reference level among the working fluids supplied through the fuel cell unit. Evaporator to receive the gas vaporized into gas, the gas supplied through the evaporator is circulated again in the direction of the preheater, the turbine receives the gas is converted into mechanical energy to drive, the power production unit to generate power by driving the turbine, electric power A first power converter connected to the production unit to convert the power generated by the power generation unit into a constant level of power, a power supply station connected to the first power converter and receiving power converted to a constant level through the first power converter , Placed at the rear end of the turbine, preheated to the temperature range of the reference level in the working fluid in the evaporator Power regeneration unit that receives the unreceived liquid and preheats the liquid to the fuel cell unit, a condenser that condenses the gas supplied through the power regeneration unit from the turbine into a liquid state, provides a refrigerant to the condenser and recovers the refrigerant from the condenser. An engine cooler for continuously cooling the superheated liquid condensed by the pump, a storage tank for storing the condensed cooling liquid supplied through the condenser, and a pump for pumping the condensed cooling liquid stored in the storage tank to the evaporator.

또한, 증발기는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키는 것을 포함할 수 있다.The evaporator may also be provided to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks, and to shut down the system when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks.

또한, 증발기는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위를 측정하는 증발기용 수위 센서를 포함할 수 있다.The evaporator may also include a water level sensor for the evaporator that measures the level of the liquid preheated to the temperature range of the reference level to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level is leaked.

또한, 저장 탱크는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어 응축된 냉각 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키는 것을 포함할 수 있다.In addition, the storage tank may be provided to detect whether the condensed cooling liquid is leaking and may include shutting down the system when the condensed cooling liquid is leaked.

또한, 저장 탱크는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 응축된 냉각 액체의 수위를 측정하는 저장 탱크용 수위 센서를 포함할 수 있다.The storage tank may also include a water level sensor for the storage tank that measures the level of the condensed cooling liquid to detect if the condensed cooling liquid leaks.

또한, 증발기와 연결되어 증발기를 통해 예열된 액체가 누출되거나 저장탱크와 연결되어 저장탱크를 통해 응축된 냉각 액체가 누출될 때에, 현재의 상황을 식별시키는 식별부를 더 포함할 수 있다.In addition, when the liquid preheated through the evaporator is leaked in connection with the evaporator leaks or the cooling liquid condensed through the storage tank leaks, it may further include an identification unit for identifying the current situation.

또한, 식별부와 무선 통신을 수행하여 현재의 상황을 식별시켜, 현재의 상황에 대처하도록 유지 보수 센터를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a maintenance center to identify the current situation by performing wireless communication with the identification unit and cope with the current situation.

또한, 식별부는 디지털 표시 수단, 엘이디 표시 수단, 알람 수단 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The identification unit may include at least one of a digital display means, an LED display means, and an alarm means.

또한, 터빈에 연결되어 터빈을 통해 공급되는 과열된 기체의 압력과 냉동 사이클 과정을 이용하여 냉열을 생산하는 냉열 생산부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a cold heat production unit configured to produce cold heat by using a pressure of the superheated gas supplied through the turbine and a refrigeration cycle process.

또한, 냉열 생산부는 터빈과 연결되어 터빈을 통해 공급되는 과열된 기체가 응축되기 쉽도록 과열된 기체의 압력을 높히는 압축기 및 압축기를 통해 일정한 압력의 레벨로 공급되는 과열된 기체를 응축 조건과 팽창 조건 및 증발 조건이 될 때까지 냉동 사이클 과정을 순차적으로 반복 수행하여 냉열을 생산하는 냉동 사이클 제공부를 포함할 수 있다.In addition, the cold heat production unit is connected to the turbine to increase the pressure of the superheated gas to facilitate the condensation of the superheated gas supplied through the turbine and the condensation conditions and expansion of the superheated gas supplied at a constant pressure level through the compressor It may include a refrigeration cycle providing unit for producing cold heat by sequentially repeating the refrigeration cycle process until the conditions and evaporation conditions.

또한, 전력 생산부와 연결되어 전력 생산부를 통해 생산되는 전력을 수집하는 전력 수집부를 더 포함하고, 전력 수집부와 연결되어 전력 수집부를 통해 수집되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키는 제2 전력 변환기를 더 포함하며, 제2 전력 변환기와 연결되고, 제2 전력 변환기를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받아 선택적으로 충전시키는 외부기기를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a power collector connected to the power generator to collect power generated through the power generator, and a second power converter connected to the power collector to convert the power collected through the power collector into a predetermined level of power. The apparatus may further include an external device connected to the second power converter and selectively charged with power converted to a predetermined level through the second power converter.

또한, 전력 생산부와 연결되어 전력 생산부를 통해 생산되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키는 제3 전력 변환기를 더 포함하고, 제3 전력 변환기와 연결되고, 제3 전력 변환기를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받도록 건축물별로 내부에 제공된 부하를 더 포함할 수 있다.
The apparatus may further include a third power converter connected to the power generation unit and converting the power produced by the power generation unit into a constant level of power. The third power converter may be connected to the third power converter and converted to a constant level through the third power converter. It may further include a load provided inside each building to receive power.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the organic Rankine cycle power generation system using the fuel cell of the present invention made as described above, the following effects can be obtained.

첫째, 연료전지에서 발생하는 열원과 전력 재생산부에서 발생하는 열원을 재활용함으로써, 열원의 낭비를 줄일 수 있어 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.First, by recycling the heat source generated from the fuel cell and the heat source generated from the power reproduction unit, it is possible to reduce the waste of the heat source to improve the efficiency of the system.

둘째, 작동 유체의 손실로 인한 발전 운영 비용이 상승하는 것을 억제시킬 수 있는 다른 효과가 있다.Second, there is another effect that can suppress the increase in power generation operating costs due to the loss of the working fluid.

셋째, 작동 유체의 손실로 인한 발전 운영 비용이 상승하는 것을 억제시킬 수 있는 다른 효과가 있다.Third, there is another effect that can suppress the increase in power generation operating costs due to the loss of the working fluid.

넷째, 작동 유체의 누출에 의한 작업자의 안전사고와 발전 운영 자재의 손상을 방지할 수 있는 또 다른 효과가 있다.Fourth, there is another effect that can prevent the operator's safety accidents and damage to the power generation operating materials due to the leakage of the working fluid.

다섯째, 전력 낭비를 줄이면서 외부기기의 충전을 위한 준비 시간을 단축시킬 수 있는 또 다른 효과가 있다.Fifth, there is another effect that can reduce the time to prepare for charging external devices while reducing power waste.

여섯째, 전력 낭비를 줄이면서 건축물별로 내부에 제공된 부하에 전력을 효율적으로 공급할 수 있는 또 다른 효과가 있다.Sixth, there is another effect that can efficiently supply power to the load provided inside each building while reducing power waste.

일곱째, 전력 공급소에서 전력을 회수할 수가 있어 자체 전력 낭비를 줄일 수 있는 또 다른 효과가 있다.
Seventh, the power can be recovered from the power supply station has another effect of reducing its own power waste.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 나타낸 블럭 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 나타낸 블럭 구성도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 나타낸 블럭 구성도.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 나타낸 블럭 구성도.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 나타낸 블럭 구성도.1 is a block diagram showing an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell according to a second embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell according to a third embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell according to a fifth embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<제1 실시 예>&Lt; Embodiment 1 >

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 나타낸 블럭 구성도이다.1 is a block diagram showing an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템(100)은 연료전지부(102), 증발기(104), 터빈(106), 전력 생산부(108), 제1 전력 변환기(122), 전력 공급소(124), 전력 재생산부(120), 응축기(110), 엔진 냉각기(112), 저장 탱크(114) 및 펌프(118)를 포함한다.1, an organic Rankine cycle power generation system 100 using a fuel cell according to a first embodiment of the present invention includes a fuel cell unit 102, an evaporator 104, a turbine 106, and a power generation unit 108. , A first power converter 122, a power supply 124, a power regenerator 120, a condenser 110, an engine cooler 112, a storage tank 114, and a pump 118.

연료전지부(102)는 연료전지에서 발생하는 열원을 이용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열한다. 즉, 연료전지의 열원을 재활용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열할 수 있다.The fuel cell unit 102 preheats the working fluid corresponding to the organic medium by using a heat source generated from the fuel cell. That is, the heat source of the fuel cell may be recycled to preheat the working fluid corresponding to the organic medium.

증발기(104)는 연료전지부(102)를 통해 공급되는 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체를 공급받아 기체로 기화시킨다.The evaporator 104 receives a liquid preheated to a temperature range of a reference level among working fluids supplied through the fuel cell unit 102 and vaporizes it into a gas.

여기서, 증발기(104)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.Here, the evaporator 104 may be provided to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks, and to shut down the system when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks.

이때, 증발기(104)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위를 측정하는 증발기용 수위 센서(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the evaporator 104 may be provided including a water level sensor (not shown) for the evaporator to measure the level of the liquid preheated to the temperature range of the reference level to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level. have.

즉, 증발기용 수위 센서(미도시)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 밖으로 누출될 경우, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮아질 때에 이를 감지하여 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.That is, the water level sensor (not shown) for the evaporator detects when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks out when the liquid level preheated to the temperature range of the reference level decreases to be lower than the level of the reference level. It can be provided to bring the system down.

터빈(106)은 증발기(104)를 통해 공급되는 기체를 연료전지부(102)의 방향으로 다시 순환시키면서, 기체를 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 구동하도록 제공된다.The turbine 106 is provided to circulate the gas supplied through the evaporator 104 in the direction of the fuel cell unit 102, to receive the gas, and to convert the gas into mechanical energy.

전력 생산부(108)는 터빈(106)의 구동에 의해 전력을 생산하도록 제공되고, 응축기(110)는 터빈(106)에서 후술할 전력 재생산부(120)를 거쳐 공급되는 기체를 액체 상태로 응축시키도록 제공된다.The electric power generating unit 108 is provided to produce electric power by driving the turbine 106, and the condenser 110 condenses the gas supplied from the turbine 106 via the electric power reproducing unit 120, which will be described later, into a liquid state. Is provided.

제1 전력 변환기(111)는 전력 생산부(108)와 연결되어 전력 생산부(108)를 통해 생산되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키도록 제공된다.The first power converter 111 is provided to be connected to the power generator 108 to convert the power produced by the power generator 108 into a constant level of power.

전력 공급소(113)는 제1 전력 변환기(111)와 연결되고, 제1 전력 변환기(111)를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받도록 제공된다.The power supply 113 is connected to the first power converter 111 and is provided to receive power converted to a constant level through the first power converter 111.

전력 재생산부(120)는 터빈(106)의 후단에 배치되어 증발기에서 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체를 제공받아 액체를 예열하여 연료전지부(102)에 제공한다. 여기서 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체는 터빈(106)의 후단에 배치되는 전력 재생산부(120)에서 발생하는 열을 이용하여 예열된다. 이와 같이, 전력 재생산부(120)의 열원을 재사용함으로써, 열원의 효율성을 개선시킬 수 있다.The power reproduction unit 120 is disposed at the rear end of the turbine 106 to receive the liquid that is not preheated in the temperature range of the reference level in the working fluid in the evaporator to preheat the liquid and provide it to the fuel cell unit 102. Here, the liquid that is not preheated to the temperature range of the reference level is preheated by using heat generated by the power reproduction unit 120 disposed at the rear end of the turbine 106. In this way, by reusing the heat source of the power reproduction unit 120, it is possible to improve the efficiency of the heat source.

엔진 냉각기(112)는 응축기(110)에 냉매를 제공하고 응축기(110)로부터 냉매를 회수하여 응축기(110)에 의해 응축된 과열 액체를 계속적으로 냉각시키도록 제공된다.The engine cooler 112 provides a coolant to the condenser 110 and recovers the coolant from the condenser 110 to continuously cool the superheated liquid condensed by the condenser 110.

저장 탱크(114)는 응축기(110)를 통해 공급되는 응축된 냉각 액체를 저장하도록 제공된다.The storage tank 114 is provided to store the condensed cooling liquid supplied through the condenser 110.

여기서, 저장 탱크(114)는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어 응축된 냉각 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.Here, the storage tank 114 may be provided to detect whether the condensed cooling liquid leaks and to shut down the system when the condensed cooling liquid leaks.

이때, 저장 탱크(114)는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 응축된 냉각 액체의 수위를 측정하는 저장 탱크용 수위 센서(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the storage tank 114 may be provided with a water level sensor (not shown) for the storage tank for measuring the level of the condensed cooling liquid to detect whether the condensed cooling liquid leaks.

즉, 저장 탱크용 수위 센서(미도시)는 응축된 냉각 액체가 밖으로 누출될 경우, 응축된 냉각 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮을 때에 이를 감지하여 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.That is, the water level sensor (not shown) for the storage tank may be provided to detect when the condensed cooling liquid leaks out, to detect when the level of the condensed cooling liquid is reduced to be lower than the level of the reference level, and to shut down the system. There is a number.

펌프(118)는 저장 탱크(114)에 저장되는 응축된 냉각 액체를 증발기(104)로 공급하도록 펌핑을 수행한다.The pump 118 pumps the condensed cooling liquid stored in the storage tank 114 to the evaporator 104.

이러한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템(100)은 연료전지에서 발생하는 열원과 전력 재생산부(120)에서 발생하는 열원을 재활용함으로써, 열원의 효율성을 개선시킬 수 있다.
The organic Rankine cycle power generation system 100 using the fuel cell according to the first embodiment of the present invention may improve the efficiency of the heat source by recycling the heat source generated in the fuel cell and the heat source generated in the power reproduction unit 120. Can be.

<제2 실시 예>&Lt; Embodiment 2 >

도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 나타낸 블럭 구성도이다.2 is a block diagram illustrating an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템(200)은 연료전지부(202), 증발기(204), 식별부(205a,205b), 유지 보수 센터(207a,207b), 터빈(206), 전력 생산부(208), 제1 전력 변환기(222), 전력 공급소(224), 전력 재생산부(220), 응축기(210), 엔진 냉각기(212), 저장 탱크(214), 펌프(218)를 포함한다.2, the organic Rankine cycle power generation system 200 using a fuel cell according to a second embodiment of the present invention includes a fuel cell unit 202, an evaporator 204, an identification unit 205a and 205b, and maintenance. Center 207a, 207b, Turbine 206, Power Generation Unit 208, First Power Converter 222, Power Supply Station 224, Power Regeneration Unit 220, Condenser 210, Engine Cooler 212 Storage tank 214, pump 218.

연료전지부(202)는 연료전지에서 발생하는 열원을 이용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열한다. 즉, 연료전지의 열원을 재활용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열할 수 있다.The fuel cell unit 202 preheats the working fluid corresponding to the organic medium by using a heat source generated from the fuel cell. That is, the heat source of the fuel cell may be recycled to preheat the working fluid corresponding to the organic medium.

증발기(204)는 연료전지부(202)를 통해 공급되는 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체를 공급받아 기체로 기화시킨다.The evaporator 204 is supplied with the liquid preheated to the temperature range of the reference level of the working fluid supplied through the fuel cell unit 202 and vaporized into a gas.

여기서, 증발기(204)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.Here, the evaporator 204 may be provided to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks, and may be provided to shut down the system when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks.

이때, 증발기(204)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위를 측정하는 증발기용 수위 센서(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the evaporator 204 may be provided with a water level sensor (not shown) for the evaporator to measure the level of the liquid preheated to the temperature range of the reference level to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level. have.

즉, 증발기용 수위 센서(미도시)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 밖으로 누출될 경우, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮아질 때에 이를 감지하여 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.That is, the water level sensor (not shown) for the evaporator detects when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks out when the liquid level preheated to the temperature range of the reference level decreases to be lower than the level of the reference level. It can be provided to bring the system down.

식별부(205a)는 증발기(204)와 연결되어 증발기(204)를 통해 예열된 액체가 누출될 때에, 현재의 상황을 식별시키도록 제공된다.The identification unit 205a is provided in connection with the evaporator 204 to identify the current situation when the liquid preheated through the evaporator 204 leaks.

이때, 식별부(205a)는 디지털 표시 수단(미도시), 엘이디 표시 수단(미도시), 알람 수단(미도시)중 적어도 하나를 포함하여 제공될 수가 있다.In this case, the identification unit 205a may be provided including at least one of a digital display means (not shown), an LED display means (not shown), and an alarm means (not shown).

즉, 디지털 표시 수단(미도시)은 예열된 액체량을 디지털 방식으로 표시하도록 제공될 수가 있다.In other words, digital display means (not shown) may be provided to digitally display the preheated liquid amount.

또한, 엘이디 표시 수단(미도시)은 예열된 액체의 수위가 기준 레벨의 수위일 때에 녹색 발광 다이오드(미도시)로 발광하도록 제공되거나, 예열된 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮아질 때에 적색 발광 다이오드(미도시)로 발광하도록 제공될 수가 있다.Further, the LED display means (not shown) is provided to emit light with a green light emitting diode (not shown) when the level of the preheated liquid is at the level of the reference level, or when the level of the preheated liquid decreases and becomes lower than the level of the reference level. It may be provided to emit light with a red light emitting diode (not shown).

또한, 알람 수단(미도시)은 예열된 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮아질 때에 경보음을 울리도록 제공될 수가 있다.In addition, an alarm means (not shown) may be provided to sound an alarm when the level of the preheated liquid decreases and falls below the level of the reference level.

이때, 알람 수단(미도시)은 엘이디 표시 수단(미도시)과 동기화되어 엘이디 표시 수단(미도시)의 적색 발광 다이오드(미도시)의 발광과 함께 경보음을 울리도록 제공될 수가 있다.At this time, the alarm means (not shown) may be provided to be synchronized with the LED display means (not shown) to emit an alarm sound with the emission of the red light emitting diode (not shown) of the LED display means (not shown).

또한, 유지 보수 센터(207a)는 식별부(205a)와 무선 통신을 수행하여 현재의 상황을 식별시켜, 현재의 상황에 대처하도록 제공될 수가 있다.In addition, the maintenance center 207a may be provided to identify the current situation by performing wireless communication with the identification unit 205a to cope with the current situation.

이때, 유지 보수 센터(207a)는 식별부(205a)와 동기화되어 현재의 상황을 식별하도록 식별부(205a)와 대응되는 감시 장치(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.In this case, the maintenance center 207a may be provided including a monitoring device (not shown) corresponding to the identification unit 205a to synchronize with the identification unit 205a to identify the current situation.

터빈(206)은 증발기(204)를 통해 공급되는 기체를 증발기(204)의 방향으로 다시 순환시키면서, 기체를 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 구동하도록 제공된다.The turbine 206 is provided to circulate gas supplied through the evaporator 204 back in the direction of the evaporator 204 to receive gas and convert the gas into mechanical energy for driving.

전력 생산부(208)는 터빈(206)의 구동에 의해 전력을 생산하도록 제공되고, 응축기(210)는 터빈(206)에서 후술할 전력 재생산부(220)를 거쳐 공급되는 기체를 액체 상태로 응축시키도록 제공된다.The power generation unit 208 is provided to produce power by driving the turbine 206, the condenser 210 to condense the gas supplied from the turbine 206 via the power reproduction unit 220, which will be described later in a liquid state. Is provided.

제1 전력 변환기(222)는 전력 생산부(208)와 연결되어 전력 생산부(208)를 통해 생산되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키도록 제공된다.The first power converter 222 is provided to be connected to the power generator 208 to convert the power produced by the power generator 208 into a constant level of power.

전력 공급소(224)는 제1 전력 변환기(222)와 연결되고, 제1 전력 변환기(222)를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받도록 제공된다.The power supply 224 is connected to the first power converter 222 and is provided to receive power converted to a constant level through the first power converter 222.

전력 재생산부(220)는 터빈(206)의 후단에 배치되어 증발기(204)에서 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체를 제공받아 액체를 예열하여 연료전지부(202)에 제공한다. 여기서 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체는 터빈(206)의 후단에 배치되는 전력 재생산부(220)에서 발생하는 열을 이용하여 예열된다. 이와 같이, 전력 재생산부(220)의 열원을 재사용함으로써, 열원의 효율성을 개선시킬 수 있다.The power regeneration unit 220 is disposed at the rear end of the turbine 206 to receive the liquid that is not preheated in the temperature range of the reference level in the working fluid in the evaporator 204 to preheat the liquid and provide it to the fuel cell unit 202. . Here, the liquid that is not preheated to the temperature range of the reference level is preheated using heat generated by the power reproduction unit 220 disposed at the rear end of the turbine 206. As such, by reusing the heat source of the power reproduction unit 220, the efficiency of the heat source can be improved.

엔진 냉각기(212)는 응축기(210)에 냉매를 제공하고 응축기(210)로부터 냉매를 회수하여 응축기(210)에 의해 응축된 과열 액체를 계속적으로 냉각시키도록 제공된다.The engine cooler 212 is provided to provide refrigerant to the condenser 210 and to recover the refrigerant from the condenser 210 to continuously cool the superheated liquid condensed by the condenser 210.

저장 탱크(214)는 응축기(210)를 통해 공급되는 응축된 냉각 액체를 저장하도록 제공된다.The storage tank 214 is provided to store the condensed cooling liquid supplied through the condenser 210.

여기서, 저장 탱크(214)는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어 응축된 냉각 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.Here, storage tank 214 may be provided to detect whether the condensed cooling liquid is leaking so as to shut down the system when the condensed cooling liquid is leaking.

이때, 저장 탱크(214)는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 응축된 냉각 액체의 수위를 측정하는 저장 탱크용 수위 센서(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the storage tank 214 may include a water level sensor (not shown) for the storage tank for measuring the level of the condensed cooling liquid to detect whether the condensed cooling liquid leaks.

즉, 저장 탱크용 수위 센서(미도시)는 응축된 냉각 액체가 밖으로 누출될 경우, 응축된 냉각 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮을 때에 이를 감지하여 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.That is, the water level sensor (not shown) for the storage tank may be provided to detect when the condensed cooling liquid leaks out, to detect when the level of the condensed cooling liquid is reduced to be lower than the level of the reference level, and to shut down the system. There is a number.

식별부(205b)는 저장 탱크(214)와 연결되어 저장 탱크(214)를 통해 응축된 냉각 액체가 누출될 때에, 현재의 상황을 식별시키도록 제공된다.The identification unit 205b is connected to the storage tank 214 and provided to identify the current situation when the cooling liquid condensed through the storage tank 214 leaks.

이때, 식별부(205b)는 디지털 표시 수단(미도시), 엘이디 표시 수단(미도시), 알람 수단(미도시)중 적어도 하나를 포함하여 제공될 수가 있다.In this case, the identification unit 205b may be provided including at least one of digital display means (not shown), LED display means (not shown), and alarm means (not shown).

즉, 디지털 표시 수단(미도시)은 응축된 냉각 액체 량을 디지털 방식으로 표시하도록 제공될 수가 있다.That is, digital display means (not shown) may be provided to digitally display the amount of condensed cooling liquid.

또한, 엘이디 표시 수단(미도시)은 응축된 냉각 액체의 수위가 기준 레벨의 수위일 때에 녹색 발광 다이오드(미도시)로 발광하도록 제공되거나, 응축된 냉각 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮아질 때에 적색 발광 다이오드(미도시)로 발광하도록 제공될 수가 있다.In addition, the LED display means (not shown) is provided so as to emit light to the green light emitting diode (not shown) when the level of the condensed cooling liquid is at the level of the reference level, or the level of the condensed cooling liquid is reduced so that it is lower than the level of the reference level. It may be provided to emit light with a red light emitting diode (not shown) when lowered.

또한, 알람 수단(미도시)은 응축된 냉각 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮아질 때에 경보음을 울리도록 제공될 수가 있다.In addition, an alarm means (not shown) may be provided to sound an alarm when the level of the condensed cooling liquid decreases below the level of the reference level.

이때, 알람 수단(미도시)은 엘이디 표시 수단(미도시)과 동기화되어 엘이디 표시 수단(미도시)의 적색 발광 다이오드(미도시)의 발광과 함께 경보음을 울리도록 제공될 수가 있다.At this time, the alarm means (not shown) may be provided to be synchronized with the LED display means (not shown) to emit an alarm sound with the emission of the red light emitting diode (not shown) of the LED display means (not shown).

또한, 유지 보수 센터(207b)는 식별부(205b)와 무선 통신을 수행하여 현재의 상황을 식별시켜, 현재의 상황에 대처하도록 제공될 수가 있다.In addition, the maintenance center 207b may be provided to perform a wireless communication with the identification unit 205b to identify the current situation and cope with the current situation.

이때, 유지 보수 센터(207b)는 식별부(205b)와 동기화되어 현재의 상황을 식별하도록 식별부(205b)와 대응되는 감시 장치(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the maintenance center 207b may be provided including a monitoring device (not shown) corresponding to the identification unit 205b to synchronize with the identification unit 205b to identify the current situation.

펌프(218)는 저장 탱크(214)에 저장되는 응축된 냉각 액체를 증발기(204)로 공급하도록 펌핑을 수행한다.The pump 218 pumps the condensed cooling liquid stored in the storage tank 214 to the evaporator 204.

이러한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템(200)은 연료전지에서 발생하는 열원과 전력 재생산부(120)에서 발생하는 열원을 재활용함으로써, 열원의 효율성을 개선시킬 수 있다.The organic Rankine cycle power generation system 200 using the fuel cell according to the second embodiment of the present invention may improve the efficiency of the heat source by recycling the heat source generated in the fuel cell and the heat source generated in the power reproduction unit 120. Can be.

게다가, 식별부(205a,205b)와 무선통신하여 증발기(204)로부터 누출되는 예열된 액체와 저장 탱크(214)로부터 누출되는 응축된 냉각 액체를 식별시켜 상황에 용이하게 대처하도록 함으로써, 작동 유체의 누출에 의한 작업자의 안전사고와 발전 운영 자재의 손상을 효율적으로 방지할 수가 있다.
In addition, wireless communication with the identification portions 205a and 205b identifies the preheated liquid leaking from the evaporator 204 and the condensed cooling liquid leaking from the storage tank 214 to facilitate handling of the situation. It is possible to effectively prevent worker accidents and damage to power generation materials due to leakage.

<제3 실시 예>&Lt; Third Embodiment >

도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 나타낸 블럭 구성도이다.3 is a block diagram illustrating an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템(300)은 연료전지부(302), 증발기(304), 터빈(306), 전력 생산부(308), 제1 전력 변환기(322), 전력 공급소(324), 전력 재생산부(320), 응축기(310), 엔진 냉각기(312), 냉열 생산부(309), 저장 탱크(314) 및 펌프(318)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the organic Rankine cycle power generation system 300 using the fuel cell according to the third embodiment of the present invention includes a fuel cell unit 302, an evaporator 304, a turbine 306, and a power generation unit 308. , First power converter 322, power supply 324, power regeneration unit 320, condenser 310, engine cooler 312, cold heat production unit 309, storage tank 314 and pump 318 It includes.

연료전지부(302)는 연료전지에서 발생하는 열원을 이용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열한다. 즉, 연료전지의 열원을 재활용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열할 수 있다.The fuel cell unit 302 preheats the working fluid corresponding to the organic medium by using a heat source generated from the fuel cell. That is, the heat source of the fuel cell may be recycled to preheat the working fluid corresponding to the organic medium.

증발기(304)는 연료전지부(302)를 통해 공급되는 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체를 공급받아 기체로 기화시킨다.The evaporator 304 receives a liquid preheated to a temperature range of a reference level among working fluids supplied through the fuel cell unit 302 and vaporizes it into a gas.

여기서, 증발기(304)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.Here, the evaporator 304 may be provided to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks, and may be provided to shut down the system when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks.

이때, 증발기(304)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위를 측정하는 증발기용 수위 센서(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the evaporator 304 may be provided including a water level sensor (not shown) for the evaporator to measure the level of the liquid preheated to the temperature range of the reference level to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level. have.

즉, 증발기용 수위 센서(미도시)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 밖으로 누출될 경우, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮아질 때에 이를 감지하여 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.That is, the water level sensor (not shown) for the evaporator detects when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks out when the liquid level preheated to the temperature range of the reference level decreases to be lower than the level of the reference level. It can be provided to bring the system down.

터빈(306)은 증발기(304)를 통해 공급되는 기체를 연료전지부(302)의 방향으로 다시 순환시키면서, 기체를 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 구동하도록 제공된다.The turbine 306 is provided to circulate the gas supplied through the evaporator 304 in the direction of the fuel cell unit 302 to receive the gas and convert the gas into mechanical energy to drive the gas.

전력 생산부(308)는 터빈(306)의 구동에 의해 전력을 생산하도록 제공되고, 응축기(310)는 터빈(306)에서 후술할 전력 재생산부(320)를 거쳐 공급되는 기체를 액체 상태로 응축시키도록 제공된다.The power generation unit 308 is provided to generate power by driving the turbine 306, the condenser 310 condenses the gas supplied from the turbine 306 via the power reproduction unit 320, which will be described later, into a liquid state. Is provided.

제1 전력 변환기(322)는 전력 생산부(308)와 연결되어 전력 생산부(308)를 통해 생산되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키도록 제공된다.The first power converter 322 is provided to be connected to the power generator 308 to convert the power produced by the power generator 308 into a constant level of power.

전력 공급소(324)는 제1 전력 변환기(322)와 연결되고, 제1 전력 변환기(322)를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받도록 제공된다.The power supply 324 is connected to the first power converter 322 and is provided to receive power converted to a constant level through the first power converter 322.

전력 재생산부(320)는 터빈(306)의 후단에 배치되어 증발기에서 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체를 제공받아 액체를 예열하여 연료전지부(302)에 제공한다. 여기서 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체는 터빈(306)의 후단에 배치되는 전력 재생산부(320)에서 발생하는 열을 이용하여 예열된다. 이와 같이, 전력 재생산부(320)의 열원을 재사용함으로써, 열원의 효율성을 개선시킬 수 있다.The power reproduction unit 320 is disposed at the rear end of the turbine 306 to receive the liquid that is not preheated in the temperature range of the reference level in the working fluid in the evaporator to preheat the liquid and provide the fuel cell unit 302. Here, the liquid that is not preheated to the temperature range of the reference level is preheated using heat generated by the power reproduction unit 320 disposed at the rear end of the turbine 306. As such, by reusing the heat source of the power reproduction unit 320, the efficiency of the heat source can be improved.

엔진 냉각기(312)는 응축기(310)에 냉매를 제공하고 응축기(310)로부터 냉매를 회수하여 응축기(310)에 의해 응축된 과열 액체를 계속적으로 냉각시키도록 제공된다.An engine cooler 312 is provided to provide refrigerant to the condenser 310 and to recover the refrigerant from the condenser 310 to continuously cool the superheated liquid condensed by the condenser 310.

냉열 생산부(309)는 터빈(306)에 연결되어 터빈(306)을 통해 공급되는 과열된 기체의 압력과 냉동 사이클 과정을 이용하여 냉열을 생산하도록 제공된다.The cold heat production unit 309 is connected to the turbine 306 and provided to produce cold heat using the pressure of the superheated gas supplied through the turbine 306 and the refrigeration cycle process.

이때, 냉열 생산부(309)는 압축기(309a)와 냉동 사이클 제공부(309b)를 포함할 수가 있다.In this case, the cold heat production unit 309 may include a compressor 309a and a refrigeration cycle providing unit 309b.

압축기(309a)는 터빈(306)과 연결되어 터빈(306)을 통해 공급되는 과열된 기체가 응축되기 쉽도록 과열된 기체의 압력을 높일 수가 있다.The compressor 309a may be connected to the turbine 306 to increase the pressure of the superheated gas to facilitate condensation of the superheated gas supplied through the turbine 306.

냉동 사이클 제공부(309b)는 압축기(309a)를 통해 일정한 압력의 레벨로 공급되는 과열된 기체를 응축 조건과 팽창 조건 및 증발 조건이 될 때까지, 냉동 사이클 과정을 순차적으로 반복 수행하여 냉열을 생산하도록 제공될 수가 있다.The refrigeration cycle providing unit 309b sequentially generates the refrigeration cycle by repeatedly repeating the refrigeration cycle process until the superheated gas supplied at a constant pressure level through the compressor 309a becomes a condensation condition, an expansion condition, and an evaporation condition. It can be provided to.

저장 탱크(314)는 응축기(310)를 통해 공급되는 응축된 냉각 액체를 저장하도록 제공된다.The storage tank 314 is provided to store the condensed cooling liquid supplied through the condenser 310.

여기서, 저장 탱크(314)는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어 응축된 냉각 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.Here, storage tank 314 may be provided to detect whether the condensed cooling liquid is leaking so as to shut down the system when the condensed cooling liquid leaks.

이때, 저장 탱크(314)는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 응축된 냉각 액체의 수위를 측정하는 저장 탱크용 수위 센서(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the storage tank 314 may include a water level sensor (not shown) for the storage tank for measuring the level of the condensed cooling liquid to detect whether the condensed cooling liquid leaks.

즉, 저장 탱크용 수위 센서(미도시)는 응축된 냉각 액체가 밖으로 누출될 경우, 응축된 냉각 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮을 때에 이를 감지하여 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.That is, the water level sensor (not shown) for the storage tank may be provided to detect when the condensed cooling liquid leaks out, to detect when the level of the condensed cooling liquid is reduced to be lower than the level of the reference level, and to shut down the system. There is a number.

펌프(318)는 저장 탱크(314)에 저장되는 응축된 냉각 액체를 증발기(304)로 공급하도록 펌핑을 수행한다.The pump 318 pumps to supply the condensed cooling liquid stored in the storage tank 314 to the evaporator 304.

이러한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템(300)은 연료전지에서 발생하는 열원과 전력 재생산부(120)에서 발생하는 열원을 재활용함으로써, 열원의 효율성을 개선시킬 수 있다.The organic Rankine cycle power generation system 300 using the fuel cell according to the third exemplary embodiment of the present invention improves the efficiency of the heat source by recycling the heat source generated from the fuel cell and the heat source generated from the power reproduction unit 120. Can be.

게다가, 냉열 생산부(309)를 통해 냉열을 생산하므로, 저온 냉열이 필요할 경우 빠른 시간 내에 사용할 수가 있게 된다.
In addition, since the cold heat is produced through the cold heat production unit 309, it can be used in a short time when low temperature cold heat is required.

<제4 실시 예><Fourth Embodiment>

도 4는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 나타낸 블럭 구성도이다.4 is a block diagram illustrating an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell according to a fourth embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템(400)은 연료전지부(402), 증발기(404), 터빈(406), 전력 생산부(408), 제1 전력 변환기(422), 전력 공급소(424), 전력 재생산부(420), 응축기(410), 엔진 냉각기(412), 저장 탱크(414), 펌프(418), 전력 수집부(411), 제2 전력 변환기(413), 외부 기기(415)를 포함한다.4, the organic Rankine cycle power generation system 400 using a fuel cell according to a fourth embodiment of the present invention includes a fuel cell unit 402, an evaporator 404, a turbine 406, and a power generation unit 408. , First power converter 422, power supply 424, power regenerator 420, condenser 410, engine cooler 412, storage tank 414, pump 418, power collector 411 ), A second power converter 413, and an external device 415.

연료전지부(402)는 연료전지에서 발생하는 열원을 이용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열한다. 즉, 연료전지의 열원을 재활용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열할 수 있다.The fuel cell unit 402 preheats the working fluid corresponding to the organic medium by using a heat source generated from the fuel cell. That is, the heat source of the fuel cell may be recycled to preheat the working fluid corresponding to the organic medium.

증발기(404)는 연료전지부(402)를 통해 공급되는 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체를 공급받아 기체로 기화시킨다.The evaporator 404 is supplied with the liquid preheated to the temperature range of the reference level of the working fluid supplied through the fuel cell unit 402 and vaporized into a gas.

여기서, 증발기(404)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.Here, the evaporator 404 may be provided to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks, and to shut down the system when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks.

이때, 증발기(404)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위를 측정하는 증발기용 수위 센서(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the evaporator 404 may be provided including a water level sensor (not shown) for the evaporator for measuring the level of the liquid preheated to the temperature range of the reference level to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level. have.

즉, 증발기용 수위 센서(미도시)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 밖으로 누출될 경우, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮아질 때에 이를 감지하여 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.That is, the water level sensor (not shown) for the evaporator detects when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks out when the liquid level preheated to the temperature range of the reference level decreases to be lower than the level of the reference level. It can be provided to bring the system down.

터빈(406)은 증발기(404)를 통해 공급되는 기체를 연료전지부(402)의 방향으로 다시 순환시키면서, 기체를 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 구동하도록 제공된다.The turbine 406 circulates the gas supplied through the evaporator 404 again in the direction of the fuel cell unit 402, and receives the gas to convert the gas into mechanical energy to drive the gas.

전력 생산부(408)는 터빈(406)의 구동에 의해 전력을 생산하도록 제공되고, 응축기(410)는 터빈(406)에서 후술할 전력 재생산부(420)를 거쳐 공급되는 기체를 액체 상태로 응축시키도록 제공된다.The power generation unit 408 is provided to generate electric power by driving the turbine 406, and the condenser 410 condenses the gas supplied from the turbine 406 via the power reproduction unit 420, which will be described later, into a liquid state. Is provided.

제1 전력 변환기(422)는 전력 생산부(408)와 연결되어 전력 생산부(408)를 통해 생산되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키도록 제공된다.The first power converter 422 is provided to be connected with the power generator 408 to convert the power produced by the power generator 408 into a constant level of power.

전력 공급소(424)는 제1 전력 변환기(422)와 연결되고, 제1 전력 변환기(422)를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받도록 제공된다.The power supply 424 is connected to the first power converter 422 and provided to receive the converted power to a constant level through the first power converter 422.

전력 재생산부(420)는 터빈(406)의 후단에 배치되어 증발기(404)에서 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체를 제공받아 액체를 예열하여 연료전지부(402)에 제공한다. 여기서 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체는 터빈(406)의 후단에 배치되는 전력 재생산부(420)에서 발생하는 열을 이용하여 예열된다. 이와 같이, 전력 재생산부(420)의 열원을 재사용함으로써, 열원의 효율성을 개선시킬 수 있다.The power reproduction unit 420 is disposed at the rear end of the turbine 406 to receive the liquid that is not preheated in the temperature range of the reference level in the working fluid in the evaporator 404 to preheat the liquid and provide the fuel cell unit 402. . Here, the liquid that is not preheated to the temperature range of the reference level is preheated using heat generated by the power reproduction unit 420 disposed at the rear end of the turbine 406. As such, by reusing the heat source of the power reproduction unit 420, the efficiency of the heat source can be improved.

엔진 냉각기(412)는 응축기(410)에 냉매를 제공하고 응축기(410)로부터 냉매를 회수하여 응축기(410)에 의해 응축된 과열 액체를 계속적으로 냉각시키도록 제공된다.저장 탱크(414)는 응축기(410)를 통해 공급되는 응축된 냉각 액체를 저장하도록 제공된다.Engine cooler 412 is provided to provide refrigerant to condenser 410 and to recover refrigerant from condenser 410 to continuously cool the superheated liquid condensed by condenser 410. Storage tank 414 is condenser It is provided to store the condensed cooling liquid supplied through 410.

여기서, 저장 탱크(414)는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어 응축된 냉각 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.Here, storage tank 414 may be provided to detect whether the condensed cooling liquid is leaking so as to shut down the system when the condensed cooling liquid leaks.

이때, 저장 탱크(414)는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 응축된 냉각 액체의 수위를 측정하는 저장 탱크용 수위 센서(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the storage tank 414 may include a water level sensor (not shown) for the storage tank that measures the level of the condensed cooling liquid to detect whether the condensed cooling liquid leaks.

즉, 저장 탱크용 수위 센서(미도시)는 응축된 냉각 액체가 밖으로 누출될 경우, 응축된 냉각 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮을 때에 이를 감지하여 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.That is, the water level sensor (not shown) for the storage tank may be provided to detect when the condensed cooling liquid leaks out, to detect when the level of the condensed cooling liquid is reduced to be lower than the level of the reference level, and to shut down the system. There is a number.

펌프(418)는 저장 탱크(414)에 저장되는 응축된 냉각 액체를 증발기(404)로 공급하도록 펌핑을 수행한다.The pump 418 pumps to supply the condensed cooling liquid stored in the storage tank 414 to the evaporator 404.

전력 수집부(411)는 전력 생산부(408)와 연결되어 전력 생산부(408)를 통해 생산되는 전력을 수집하도록 제공된다.The power collector 411 is provided to be connected to the power generator 408 to collect power produced by the power generator 408.

제2 전력 변환기(413)는 전력 수집부(411)와 연결되어 전력 수집부(411)를 통해 수집되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키도록 제공된다.The second power converter 413 is connected to the power collector 411 and provided to convert the power collected by the power collector 411 into a predetermined level of power.

외부 기기(415)는 제2 전력 변환기(413)와 연결되고, 제2 전력 변환기(413)를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받아 선택적으로 충전시키도록 제공된다.The external device 415 is connected to the second power converter 413 and is provided to selectively charge the power converted to a predetermined level through the second power converter 413.

이러한 본 발명의 제4 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템(400)은 연료전지에서 발생하는 열원과 전력 재생산부(420)에서 발생하는 열원을 재활용함으로써, 열원의 효율성을 개선시킬 수 있다.The organic Rankine cycle power generation system 400 using the fuel cell according to the fourth embodiment of the present invention improves the efficiency of the heat source by recycling the heat source generated from the fuel cell and the heat source generated from the power reproduction unit 420. Can be.

게다가, 전력 수집부(411)와 제2 전력 변환기(413)를 통해 공급되는 일정한 레벨로 변환된 전력을 외부기기(415)와 선택적으로 충전시킬 수가 있으므로, 전력 낭비를 줄이면서 외부기기(415)의 충전을 위한 준비 시간을 단축시킬 수가 있다.
In addition, since the power converted to a constant level supplied through the power collector 411 and the second power converter 413 may be selectively charged with the external device 415, the external device 415 may be reduced while reducing power waste. The preparation time for charging of the battery can be shortened.

<제5 실시 예><Fifth Embodiment>

도 5는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템을 나타낸 블럭 구성도이다.5 is a block diagram illustrating an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell according to a fifth embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템(500)은 연료전지부(502), 증발기(504), 터빈(506), 전력 생산부(508), 제1 전력 변환기(522), 전력 공급소(524), 전력 재생산부(520), 응축기(510), 엔진 냉각기(512), 저장 탱크(514), 펌프(518), 제3 전력 변환기(517), 부하(519)를 포함한다.5, an organic Rankine cycle power generation system 500 using a fuel cell according to a fifth embodiment of the present invention includes a fuel cell unit 502, an evaporator 504, a turbine 506, and a power generation unit 508. , First power converter 522, power supply 524, power regenerator 520, condenser 510, engine cooler 512, storage tank 514, pump 518, third power converter ( 517, a load 519.

연료전지부(502)는 연료전지에서 발생하는 열원을 이용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열한다. 즉, 연료전지의 열원을 재활용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열할 수 있다.The fuel cell unit 502 preheats the working fluid corresponding to the organic medium by using a heat source generated in the fuel cell. That is, the heat source of the fuel cell may be recycled to preheat the working fluid corresponding to the organic medium.

증발기(504)는 연료전지부(502)를 통해 공급되는 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체를 공급받아 기체로 기화시킨다.The evaporator 504 receives a liquid preheated to a temperature range of a reference level among the working fluids supplied through the fuel cell unit 502 and vaporizes the gas.

여기서, 증발기(504)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.Here, the evaporator 504 may be provided to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks, and may be provided to shut down the system when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks.

이때, 증발기(504)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위를 측정하는 증발기용 수위 센서(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the evaporator 504 may be provided including a water level sensor (not shown) for the evaporator to measure the level of the liquid preheated to the temperature range of the reference level to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level. have.

즉, 증발기용 수위 센서(미도시)는 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 밖으로 누출될 경우, 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮아질 때에 이를 감지하여 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.That is, the water level sensor (not shown) for the evaporator detects when the liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks out when the liquid level preheated to the temperature range of the reference level decreases to be lower than the level of the reference level. It can be provided to bring the system down.

터빈(506)은 증발기(504)를 통해 공급되는 기체를 연료전지부(502)의 방향으로 다시 순환시키면서, 기체를 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 구동하도록 제공된다.The turbine 506 is provided to circulate the gas supplied through the evaporator 504 back in the direction of the fuel cell unit 502, to receive the gas, and convert the gas into mechanical energy.

전력 생산부(508)는 터빈(506)의 구동에 의해 전력을 생산하도록 제공되고, 응축기(510)는 터빈(506)에서 후술할 전력 재생산부(510)를 거쳐 공급되는 기체를 액체 상태로 응축시키도록 제공된다.The power generation unit 508 is provided to generate power by driving the turbine 506, and the condenser 510 condenses the gas supplied from the turbine 506 via the power reproduction unit 510, which will be described later, into a liquid state. Is provided.

제1 전력 변환기(522)는 전력 생산부(508)와 연결되어 전력 생산부(508)를 통해 생산되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키도록 제공된다.The first power converter 522 is connected to the power generator 508 and provided to convert the power produced by the power generator 508 into a predetermined level of power.

전력 공급소(524)는 제1 전력 변환기(522)와 연결되고, 제1 전력 변환기(522)를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받도록 제공된다.The power supply 524 is connected to the first power converter 522 and is provided to receive power converted to a constant level through the first power converter 522.

전력 재생산부(520)는 터빈(506)의 후단에 배치되어 증발기(504)에서 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체를 제공받아 액체를 예열하여 연료전지부(502)에 제공한다. 여기서 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 액체는 터빈의(506) 후단에 배치되는 전력 재생산부(520)에서 발생하는 열을 이용하여 예열된다. 이와 같이, 전력 재생산부(520)의 열원을 재사용함으로써, 열원의 효율성을 개선시킬 수 있다.The power reproduction unit 520 is disposed at the rear end of the turbine 506 to receive the liquid which is not preheated in the temperature range of the reference level in the working fluid in the evaporator 504 to preheat the liquid and provide the fuel cell unit 502. . Here, the liquid that is not preheated to the temperature range of the reference level is preheated using heat generated by the power reproduction unit 520 disposed at the rear end of the turbine 506. As such, by reusing the heat source of the power reproduction unit 520, the efficiency of the heat source can be improved.

엔진 냉각기(512)는 응축기(510)에 냉매를 제공하고 응축기(510)로부터 냉매를 회수하여 응축기(510)에 의해 응축된 과열 액체를 계속적으로 냉각시키도록 제공된다.The engine cooler 512 is provided to provide refrigerant to the condenser 510 and to recover the refrigerant from the condenser 510 to continuously cool the superheated liquid condensed by the condenser 510.

저장 탱크(514)는 응축기(510)를 통해 공급되는 응축된 냉각 액체를 저장하도록 제공된다.The storage tank 514 is provided to store the condensed cooling liquid supplied through the condenser 510.

여기서, 저장 탱크(514)는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어 응축된 냉각 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.Here, storage tank 514 may be provided to detect whether the condensed cooling liquid is leaking so as to shut down the system when the condensed cooling liquid leaks.

이때, 저장 탱크(514)는 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 응축된 냉각 액체의 수위를 측정하는 저장 탱크용 수위 센서(미도시)를 포함하여 제공될 수가 있다.At this time, the storage tank 514 may be provided including a water level sensor (not shown) for the storage tank for measuring the level of the condensed cooling liquid to detect whether the condensed cooling liquid leaks.

즉, 저장 탱크용 수위 센서(미도시)는 응축된 냉각 액체가 밖으로 누출될 경우, 응축된 냉각 액체의 수위가 감소하여 기준 레벨의 수위보다 낮을 때에 이를 감지하여 시스템의 가동을 중단시키도록 제공될 수가 있다.That is, the water level sensor (not shown) for the storage tank may be provided to detect when the condensed cooling liquid leaks out, to detect when the level of the condensed cooling liquid is reduced to be lower than the level of the reference level, and to shut down the system. There is a number.

펌프(518)는 저장 탱크(514)에 저장되는 응축된 냉각 액체를 증발기(504)로 공급하도록 펌핑을 수행한다.The pump 518 pumps the condensed cooling liquid stored in the storage tank 514 to the evaporator 504.

제3 전력 변환기(517)는 전력 생산부(508)와 연결되어 전력 생산부(508)를 통해 생산되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키도록 제공된다.The third power converter 517 is connected with the power generator 508 and provided to convert the power produced by the power generator 508 into a constant level of power.

부하(519: 519a, 519b)는 건축물별(미도시)로 내부에 제공되어 제3 전력 변환기(517)와 연결되고, 제3 전력 변환기(517)를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받도록 제공된다.The loads 519: 519a and 519b are provided internally by buildings (not shown) to be connected to the third power converter 517 and to receive power converted to a predetermined level through the third power converter 517. do.

이러한 본 발명의 제5 실시 예에 따른 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템(500)은 연료전지에서 발생하는 열원과 전력 재생산부(520)에서 발생하는 열원을 재활용함으로써, 열원의 효율성을 개선시킬 수 있다.The organic Rankine cycle power generation system 500 using the fuel cell according to the fifth embodiment of the present invention may improve the efficiency of the heat source by recycling the heat source generated from the fuel cell and the heat source generated from the power reproduction unit 520. Can be.

게다가, 제3 전력 변환기(517)를 통해 공급되는 일정한 레벨로 변환된 전력을 건축물별로 내부에 제공된 부하(519)에 제공할 수가 있으므로, 전력 낭비를 줄이면서 건축물별로 내부에 제공된 부하(519)에 전력을 효율적으로 공급할 수가 있다.
In addition, since the power converted to a predetermined level supplied through the third power converter 517 may be provided to the load 519 provided inside each building, the load 519 provided inside each building may be reduced while reducing power waste. Power can be supplied efficiently.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

Claims (12)

연료전지에서 발생하는 열을 이용하여 유기 매체에 해당하는 작동 유체를 예열하는 연료전지부;
상기 연료전지부를 통해 공급되는 상기 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체를 공급받아 기체로 기화시키는 증발기;
상기 증발기를 통해 공급되는 상기 기체를 상기 예열기의 방향으로 다시 순환시키면서, 상기 기체를 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 구동하는 터빈;
상기 터빈의 구동에 의해 전력을 생산하는 전력 생산부;
상기 전력 생산부와 연결되어 상기 전력 생산부를 통해 생산되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키는 제1 전력 변환기;
상기 제1 전력 변환기와 연결되고, 상기 제1 전력 변환기를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받는 전력 공급소;
상기 터빈의 후단에 배치되어 상기 증발기에서 상기 작동 유체 중 기준 레벨의 온도 범위로 예열되지 않은 상기 액체를 제공받아 상기 액체를 예열하여 상기 연료전지부에 제공하는 전력 재생산부;
상기 터빈에서 상기 전력 재생산부를 거쳐 공급되는 상기 기체를 액체 상태로 응축시키는 응축기;
상기 응축기에 냉매를 제공하고 상기 응축기로부터 상기 냉매를 회수하여 상기 응축기에 의해 응축된 과열 액체를 계속적으로 냉각시키는 엔진 냉각기;
상기 응축기를 통해 공급되는 응축된 냉각 액체를 저장하는 저장 탱크; 및
상기 저장 탱크에 저장되는 상기 응축된 냉각 액체를 상기 증발기로 공급하도록 펌핑하는 펌프;
를 포함하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
A fuel cell unit which preheats a working fluid corresponding to an organic medium by using heat generated from the fuel cell;
An evaporator that receives a liquid preheated to a temperature range of a reference level among the working fluids supplied through the fuel cell unit and vaporizes it into a gas;
A turbine which receives the gas and converts it into mechanical energy while circulating the gas supplied through the evaporator in the direction of the preheater;
A power generation unit for producing electric power by driving the turbine;
A first power converter connected to the power generation unit to convert power generated by the power generation unit into a predetermined level of power;
A power supply connected to the first power converter and receiving power converted to a predetermined level through the first power converter;
A power reproduction unit disposed at a rear end of the turbine to receive the liquid, which is not preheated in a temperature range of a reference level in the working fluid, in the evaporator to preheat the liquid to provide the fuel cell unit;
A condenser for condensing the gas supplied from the turbine via the power reproduction unit into a liquid state;
An engine cooler providing coolant to the condenser and recovering the coolant from the condenser to continuously cool the superheated liquid condensed by the condenser;
A storage tank for storing the condensed cooling liquid supplied through the condenser; And
A pump for pumping the condensed cooling liquid stored in the storage tank to the evaporator;
Organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell comprising a.
제1 항에 있어서,
상기 증발기는,
상기 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어, 상기 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the evaporator comprises:
An organic Rankine cycle using a fuel cell provided to detect whether a liquid preheated to a temperature range of the reference level leaks and to shut down the system when a liquid preheated to the temperature range of the reference level leaks Power generation system.
제2 항에 있어서,
상기 증발기는,
상기 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체가 누출되는지를 감지하도록 상기 기준 레벨의 온도 범위로 예열된 액체의 수위를 측정하는 증발기용 수위 센서를 포함하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
The method of claim 2,
Wherein the evaporator comprises:
An organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell comprising a water level sensor for an evaporator that measures the level of the liquid preheated to the temperature range of the reference level to detect whether the liquid preheated to the temperature range of the reference level.
제1 항에 있어서,
상기 저장 탱크는,
상기 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 제공되어 상기 응축된 냉각 액체가 누출될 때에 시스템의 가동을 중단시키는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
The method according to claim 1,
The storage tank,
And wherein said condensed cooling liquid leaks to shut down the system when said condensed cooling liquid leaks.
제4 항에 있어서,
상기 저장 탱크는,
상기 응축된 냉각 액체가 누출되는지를 감지하도록 상기 응축된 냉각 액체의 수위를 측정하는 저장 탱크용 수위 센서를 포함하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
5. The method of claim 4,
The storage tank,
An organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell comprising a water level sensor for a storage tank for measuring the level of the condensed cooling liquid to detect whether the condensed cooling liquid leaks.
제1 항에 있어서,
상기 증발기와 연결되어 상기 증발기를 통해 상기 예열된 액체가 누출되거나 상기 저장탱크와 연결되어 상기 저장탱크를 통해 상기 응축된 냉각 액체가 누출될 때에, 현재의 상황을 식별시키는 식별부를 더 포함하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
The method according to claim 1,
A fuel cell further includes an identification unit connected to the evaporator to identify the current situation when the preheated liquid leaks through the evaporator, or when the condensed cooling liquid leaks through the storage tank. Organic Rankine Cycle Power Generation System.
제6 항에 있어서,
상기 식별부와 무선 통신을 수행하여 상기 현재의 상황을 식별시켜, 상기 현재의 상황에 대처하도록 유지 보수 센터를 더 포함하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
The method of claim 6,
And a maintenance center to wirelessly communicate with the identification unit to identify the current situation and to cope with the current situation.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 식별부는 디지털 표시 수단, 엘이디 표시 수단, 알람 수단 중 적어도 하나를 포함하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
8. The method according to claim 6 or 7,
The identification unit is an organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell comprising at least one of a digital display means, LED display means, alarm means.
제 1항에 있어서,
상기 터빈에 연결되어 상기 터빈을 통해 공급되는 상기 과열된 기체의 압력과 냉동 사이클 과정을 이용하여 냉열을 생산하는 냉열 생산부를 더 포함하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
The method of claim 1,
An organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell further comprising a cold heat production unit connected to the turbine to produce cold heat by using the pressure of the superheated gas supplied through the turbine and a refrigeration cycle process.
제 9항에 있어서,
상기 냉열 생산부는,
상기 터빈과 연결되어 상기 터빈을 통해 공급되는 상기 과열된 기체가 응축되기 쉽도록 상기 과열된 기체의 압력을 높이는 압축기; 및
상기 압축기를 통해 일정한 압력의 레벨로 공급되는 과열된 기체를 응축 조건, 팽창 조건 및 증발 조건이 될 때까지, 냉동 사이클 과정을 순차적으로 반복 수행하여 냉열을 생산하는 냉동 사이클 제공부를 포함하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
The method of claim 9,
The cold heat production unit,
A compressor connected to the turbine to increase the pressure of the superheated gas to facilitate condensation of the superheated gas supplied through the turbine; And
A fuel cell including a refrigeration cycle providing unit for producing cold heat by repeatedly performing a refrigeration cycle process sequentially until the superheated gas supplied through the compressor at a constant pressure level becomes a condensation condition, an expansion condition, and an evaporation condition. Organic Rankine Cycle Power Generation System.
제1 항에 있어서,
상기 전력 생산부와 연결되어 상기 전력 생산부를 통해 생산되는 전력을 수집하는 전력 수집부를 더 포함하고;
상기 전력 수집부와 연결되어 상기 전력 수집부를 통해 수집되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키는 제2 전력 변환기를 더 포함하며;
상기 제2 전력 변환기와 연결되고, 상기 제2 전력 변환기를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받아 선택적으로 충전시키는 외부기기를 더 포함하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
The method according to claim 1,
A power collector connected to the power generator to collect power generated through the power generator;
A second power converter connected to the power collector to convert the power collected through the power collector into a predetermined level of power;
An organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell, the fuel cell further comprising an external device connected to the second power converter and selectively charged with power supplied at a predetermined level through the second power converter.
제1 항에 있어서,
상기 전력 생산부와 연결되어 상기 전력 생산부를 통해 생산되는 전력을 일정한 레벨의 전력으로 변환시키는 제3 전력 변환기를 더 포함하고;
상기 제3 전력 변환기와 연결되고, 상기 제3 전력 변환기를 통해 일정한 레벨로 변환된 전력을 공급받도록 건축물별로 내부에 제공된 부하를 더 포함하는 연료전지를 이용한 유기 랭킨 사이클 발전 시스템.
The method according to claim 1,
A third power converter connected to the power generation unit and converting the power produced by the power generation unit to a predetermined level of power;
An organic Rankine cycle power generation system using a fuel cell connected to the third power converter, and further comprising a load provided therein for each building to receive power converted to a predetermined level through the third power converter.
KR1020110070242A 2011-07-15 2011-07-15 Power generation system of organic rankine cycle using exhaust heat of fuel cell KR101328404B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110070242A KR101328404B1 (en) 2011-07-15 2011-07-15 Power generation system of organic rankine cycle using exhaust heat of fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110070242A KR101328404B1 (en) 2011-07-15 2011-07-15 Power generation system of organic rankine cycle using exhaust heat of fuel cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130009268A true KR20130009268A (en) 2013-01-23
KR101328404B1 KR101328404B1 (en) 2013-11-13

Family

ID=47839082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110070242A KR101328404B1 (en) 2011-07-15 2011-07-15 Power generation system of organic rankine cycle using exhaust heat of fuel cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101328404B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101395702B1 (en) * 2013-03-21 2014-05-19 주식회사 누리텍 Organic rankine cycle for mcfc
WO2015147500A1 (en) * 2014-03-24 2015-10-01 김유비 Organic rankine binary cycle generation system
WO2018174406A1 (en) * 2017-03-21 2018-09-27 삼성에스디아이 주식회사 Battery pack
KR20200063894A (en) 2018-11-28 2020-06-05 주식회사 포스코아이씨티 Apparatus for Circulating Heat Transfer Medium Using Exhaust Gas of Fuel Cell and Power Generation System Including That Apparatus
CN111911254A (en) * 2020-06-28 2020-11-10 东风汽车集团有限公司 Energy recovery device of fuel cell system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4883654B2 (en) 2010-03-16 2012-02-22 東京瓦斯株式会社 Power generation system and control method thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101395702B1 (en) * 2013-03-21 2014-05-19 주식회사 누리텍 Organic rankine cycle for mcfc
WO2015147500A1 (en) * 2014-03-24 2015-10-01 김유비 Organic rankine binary cycle generation system
WO2018174406A1 (en) * 2017-03-21 2018-09-27 삼성에스디아이 주식회사 Battery pack
US11223079B2 (en) 2017-03-21 2022-01-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
KR20200063894A (en) 2018-11-28 2020-06-05 주식회사 포스코아이씨티 Apparatus for Circulating Heat Transfer Medium Using Exhaust Gas of Fuel Cell and Power Generation System Including That Apparatus
CN111911254A (en) * 2020-06-28 2020-11-10 东风汽车集团有限公司 Energy recovery device of fuel cell system
CN111911254B (en) * 2020-06-28 2022-03-18 东风汽车集团有限公司 Energy recovery device of fuel cell system

Also Published As

Publication number Publication date
KR101328404B1 (en) 2013-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101328404B1 (en) Power generation system of organic rankine cycle using exhaust heat of fuel cell
US20240003272A1 (en) Multistage-compression energy storage apparatus and method based on carbon dioxide gas-liquid phase change
KR101531291B1 (en) high-brid cogeneration system
CN114060111B (en) Liquid compressed air energy storage method and system for utilizing waste heat of circulating water of thermal power generating unit
CN105569753A (en) Organic Rankine cycle generating device using residual heat generated during CAES process
KR101370451B1 (en) Power generation system of organic rankine cycle using waste heat
KR101370449B1 (en) Power generation system of organic rankine cycle using solar heat
KR101375536B1 (en) Power generation system of organic rankine cycle using seawater heat
KR101370448B1 (en) Power generation system of organic rankine cycle using boiler steam
KR101352389B1 (en) Power generation system of organic rankine cycle using micro gas turbine
KR101370454B1 (en) Power generation system of organic rankine cycle using solar heat
CN204098972U (en) Adopt the low temperature water power generation system of extraction cycle technology
US20190301398A1 (en) System and method for energy recovery in industrial facilities
KR101370452B1 (en) Power generation system of organic rankine cycle using geothermal heat
KR20150105162A (en) Organic Rankin Cycle electricity generation system
CN114060112B (en) Liquid compressed air energy storage method and system for utilizing exhaust waste heat of air cooling unit
KR101374708B1 (en) Power generation system of organic rankine cycle using geothermal heat
CN103306759B (en) Organic Rankine cycle generating set easy to reclaim organic working medium
CN114109543B (en) Liquid compressed air energy storage method and system utilizing bypass heat supplement of steam turbine
CN104265387A (en) Method for applying work outwards by using environment thermal energy
CN209875313U (en) Power generation system integrating supercritical carbon dioxide circulation and ammonia absorption refrigeration
KR101328405B1 (en) Power generation system of organic rankine cycle
CN105927297A (en) Copious cooling liquid air energy storage system capable of utilizing heat circularly
CN203067039U (en) Improved type generation system with heat pump assisting in cooling condensed steam
CN105937414B (en) A kind of deep cooling liquid air energy storage systems recycling waste heat

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161107

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171103

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180918

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190909

Year of fee payment: 7