KR20130112473A - Waste heat recovery system of the vessel and the control method thereof - Google Patents

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KR20130112473A
KR20130112473A KR1020120034874A KR20120034874A KR20130112473A KR 20130112473 A KR20130112473 A KR 20130112473A KR 1020120034874 A KR1020120034874 A KR 1020120034874A KR 20120034874 A KR20120034874 A KR 20120034874A KR 20130112473 A KR20130112473 A KR 20130112473A
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백은성
김발영
임채순
한주석
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현대중공업 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A waste heat recovery system for a ship, and a control method thereof are provided to increase generation efficiency by selectively collecting waste heat in exhaust gas from both a main engine and a sub engine depending on the operating speed of the main engine even during low speed operation of a ship. CONSTITUTION: A waste heat recovery system for a ship comprises a second supply line (221), an exhaust line (222), and a control device (240). The second supply line supplies exhaust gas from a sub engine (220) to a boiler (230). The exhaust line exhausts exhaust gas in the sub engine to the outside. The control device controls the amount of exhaust gas from the sub engine, which is supplied to the boiler corresponding to the operating speed of a main engine (210). The boiler is supplied with exhaust gas only from the main engine by controlling the control device or is supplied with exhaust gas from both the main engine and the sub engine in order to generate steam at high pressure. [Reference numerals] (210) Main engine; (220) Sub engine; (231) High pressure steam; (AA) Supply water; (BB,DD,FF) Exhausting unit; (CC,EE,GG) Inhaling unit

Description

선박의 폐열 회수 시스템 및 그 제어방법{Waste heat recovery system of the vessel and the control method thereof}Waste heat recovery system of the vessel and the control method

본 발명은 선박의 폐열 회수 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박 추진용 주엔진 및 발전용 보조엔진의 가동 시 발생하는 배기가스의 폐열을 회수하여 전력을 생산하는 선박의 폐열 회수 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a waste heat recovery system of a ship, and more particularly, to a waste heat recovery system of a ship that recovers waste heat of exhaust gas generated during operation of a ship propulsion main engine and a power generation auxiliary engine and generates electric power. It is about a method.

일반적으로 선박을 운행하는데 있어서 소비되는 연료는 선박 추진용 주엔진 및 선박내 시설의 가동에 필요한 전력을 생산하는 보조엔진에서 대부분 소비되고 있고, 연료 소모량에 상응하여 많은 배기가스가 발생한다.In general, the fuel consumed in operating the ship is mostly consumed by the main engine for ship propulsion and auxiliary engines that produce the power required to operate the onboard facilities, and a large amount of exhaust gas is generated according to the fuel consumption.

그리고, 발생하는 배기가스에는 높은 열에너지를 함유하고 있으나, 발생하는 배기가스는 대부분 외부로 폐기되었다.In addition, although the generated exhaust gas contains high thermal energy, the generated exhaust gas is mostly disposed of outside.

따라서, 근래에는 이러한 폐기되는 배기가스에 포함된 높은 열에너지를 회수하여 선박의 운항에 필요한 다른 에너지원으로 이용하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다.Therefore, in recent years, various methods for recovering high thermal energy contained in such waste gas and using it as another energy source for operating a ship have been studied.

그 중에서, 도 1에 예시된 바와 같이, 주엔진의 가동시 발생하는 배기가스의 폐열을 보일러 등의 열교환 장치를 이용하여 선박에 필요한 전력을 생산하고, 전력 생산 효율을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Among them, as illustrated in FIG. 1, research is being actively conducted on the waste heat of the exhaust gas generated during operation of the main engine to produce power required for a vessel by using a heat exchanger such as a boiler, and to improve power production efficiency. It is becoming.

도 1은 일반적인 선박의 폐열 회수 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 선박의 폐열 회수 시스템(100)은 주엔진(110)에서 발생하는 배기가스를 공급받아 배기가스가 포함하고 있는 높은 열에너지를 이용하여 고압 증기를 생성하는 보일러(120), 보일러(120)로부터 생성된 고압의 증기와 주엔진(110)에서 발생하는 배기가스의 일부를 이용하여 동력을 생성하는 터빈장치(130), 및 터빈장치(130)의 동력을 이용하여 전력을 생산하는 발전기(140)를 포함하여 주엔진(110)의 배기가스에 포함된 고온의 폐열을 회수하여 선박에 필요한 전력을 생산하였다.1 is a view showing a general waste heat recovery system of a ship. Referring to FIG. 1, a waste heat recovery system 100 of a general ship receives a exhaust gas generated from a main engine 110 and generates a high pressure steam using high thermal energy included in the exhaust gas 120. Turbine device 130 that generates power by using a portion of the high-pressure steam generated from the boiler 120 and the exhaust gas generated in the main engine 110, and generates power using the power of the turbine device 130 Including the generator 140 to recover the high temperature waste heat contained in the exhaust gas of the main engine 110 to produce the power required for the vessel.

그런데, 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 선박의 폐열 회수 시스템(100)에서는 선박 추진용 주엔진(110)에서 발생하는 배기가스만을 이용하므로, 선박이 저속 운항을 위하여 주엔진(110)의 가동속도를 줄이는 경우, 연료소모가 감소하고 그에 상응하여 주엔진(110)에서 발생하는 배기가스의 양도 감소하게 된다.However, since the waste heat recovery system 100 of the general ship as shown in FIG. 1 uses only the exhaust gas generated by the ship propulsion main engine 110, the ship operates at a low speed for the low speed operation of the main engine 110. If the fuel consumption is reduced, fuel consumption is reduced and correspondingly, the amount of exhaust gas generated from the main engine 110 is also reduced.

결국, 보일러에서 생성되는 고압증기의 양이 감소하여 상기 고압증기에 의해 동력을 얻는 터빈장치(130)의 가동효율이 떨어지게 되어 전력을 생산하는 발전기의 발전효율이 떨어지게 되는 문제가 있었다.As a result, the amount of high-pressure steam generated in the boiler is reduced, the operation efficiency of the turbine device 130 that is powered by the high-pressure steam is reduced, there is a problem that the power generation efficiency of the generator for generating power is reduced.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 선박이 저속 운항 시에도 주엔진의 가동속도에 따라 주엔진의 배기가스뿐만 아니라 보조엔진의 배기가스의 폐열을 선택적으로 회수하여 발전효율을 향상시킬 수 있는 선박의 폐열 회수 시스템 및 그 방법을 제공하는 데에 있다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is a vessel that can improve the power generation efficiency by selectively recovering the waste heat of the exhaust gas of the auxiliary engine as well as the exhaust gas of the main engine according to the operating speed of the main engine even when the vessel is low-speed operation To provide a waste heat recovery system and a method thereof.

본 발명의 실시 예에 따른 선박의 폐열 회수 시스템은 주엔진의 배기가스를 제1 공급라인을 통해 공급받아 고압의 증기를 생성하는 보일러, 상기 보일러에서 생성된 고압증기 및 주엔진의 배기가스 일부를 공급받아 동력을 생성하는 터빈장치, 및 상기 터빈장치의 동력에 의하여 전력을 생산하는 발전기를 포함하는 선박의 폐열 회수 시스템에 있어서, 보조엔진의 배기가스를 상기 보일러로 공급하기 위한 제2 공급라인; 상기 보조엔진의 배기가스를 외부로 배기시키기 위한 배기라인; 및 상기 주엔진의 운전속도에 상응하여 상기 보일러로 공급되는 상기 보조엔진의 배기가스량을 제어하는 제어장치를 더 포함하며, 상기 보일러는 상기 제어장치의 제어에 의하여 상기 주엔진의 배기가스만을 공급받거나 상기 주엔진과 보조엔진의 배기가스를 모두 공급받아 고압의 증기를 생성한다.Waste heat recovery system of the ship according to an embodiment of the present invention is a boiler for generating a high-pressure steam by receiving the exhaust gas of the main engine through the first supply line, the high-pressure steam generated in the boiler and a part of the exhaust gas of the main engine A waste heat recovery system of a ship comprising a turbine device for receiving power and generating power, and a generator for generating power by the power of the turbine device, comprising: a second supply line for supplying exhaust gas of an auxiliary engine to the boiler; An exhaust line for exhausting exhaust gas of the auxiliary engine to the outside; And a control device for controlling the amount of exhaust gas of the auxiliary engine supplied to the boiler in accordance with the operation speed of the main engine, wherein the boiler receives only the exhaust gas of the main engine under control of the control device. The exhaust gas of the main engine and the auxiliary engine is supplied to generate high pressure steam.

본 발명의 실시 예에 따른 선박의 폐열 회수 시스템 제어방법은 주엔진의 운전속도를 측정하여 설정 운전속도 미만 또는 이상인지 여부를 판단하는 단계; 상기 판단결과에 기초하여 보일러로 공급되는 보조엔진의 배기가스량을 제어하여, 상기 주엔진의 배기가스 일부만을 상기 보일러로 공급하거나 상기 주엔진과 보조엔진의 배기가스 모두를 상기 보일러로 공급하는 단계; 상기 공급되는 배기가스의 열에너지를 이용하여 보일러를 가동하여 고압증기를 생성하는 단계; 상기 생성된 고압증기와 상기 주엔진의 배기가스 일부를 이용하여 터빈장치를 가동하여 동력을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 동력을 이용하여 발전기를 가동하여 전력을 생산하는 단계를 포함한다.Method for controlling the waste heat recovery system of the ship according to an embodiment of the present invention comprises the steps of measuring the operating speed of the main engine to determine whether or less than the set operating speed; Controlling the amount of exhaust gas of the auxiliary engine supplied to the boiler based on the determination result, and supplying only a part of the exhaust gas of the main engine to the boiler or supplying both of the main engine and the exhaust gas of the auxiliary engine to the boiler; Generating a high pressure steam by operating a boiler using thermal energy of the supplied exhaust gas; Generating power by operating a turbine device using the generated high pressure steam and a part of the exhaust gas of the main engine; And generating power by operating a generator using the generated power.

본 발명의 실시 예에 따른 선박의 폐열 회수 시스템 및 그 제어방법은 선박이 저속 운항 시에도 주엔진의 가동속도에 따라 주엔진의 배기가스뿐만 아니라 보조엔진의 배기가스의 폐열을 선택적으로 회수하여 발전효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Waste heat recovery system and control method of the ship according to an embodiment of the present invention is generated by selectively recovering the waste heat of the exhaust gas of the auxiliary engine as well as the exhaust gas of the main engine according to the operating speed of the main engine even when the vessel is operating at low speed There is an effect that can improve the efficiency.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 좀더 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 일반적인 선박의 폐열 회수 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 폐열 회수 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 폐열 회수 시스템 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to more fully understand the drawings recited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
1 is a view showing a waste heat recovery system of a general ship.
2 is a view showing a waste heat recovery system of the ship according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method for controlling a waste heat recovery system of a ship according to an exemplary embodiment of the present invention.

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

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

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 폐열 회수 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 선박의 폐열 회수 시스템(200)은 주엔진(210), 보조엔진(220), 보일러(230), 제어장치(240), 터빈장치(250), 및 발전기(260)를 포함한다. 2 is a view showing a waste heat recovery system of the ship according to an embodiment of the present invention. 2, the waste heat recovery system 200 of the ship according to the present invention is a main engine 210, auxiliary engine 220, boiler 230, control device 240, turbine device 250, and generator 260.

또한, 본 발명에 따른 폐열 회수 시스템(200)은 주엔진(210)에서 발생하는 배기가스를 보일러(230)로 공급하기 위한 제1 공급라인(211), 보조엔진(220)에서 발생하는 배기가스를 보일러(230)로 공급하기 위한 제2 공급라인(221), 주엔진(210)에서 발생하는 배기가스 일부를 상기 터빈장치로 공급하기 위한 제3 공급라인(212), 및 보조엔진(220)에서 발생하는 배기가스를 외부로 배기시키기 위한 배기라인(222)을 포함한다. In addition, the waste heat recovery system 200 according to the present invention is the exhaust gas generated in the first supply line 211, the auxiliary engine 220 for supplying the exhaust gas generated in the main engine 210 to the boiler 230. Second supply line 221 for supplying water to the boiler 230, a third supply line 212 for supplying a part of the exhaust gas generated from the main engine 210 to the turbine device, and the auxiliary engine 220 It includes an exhaust line 222 for exhausting the exhaust gas generated in the outside.

주엔진(210)은 가동시 발생하는 배기가스를 제1 공급라인(211)을 통하여 보일러(230)로 공급한다. 또한, 주엔진(210)은 가동시 발생하는 배기가스의 일부를 제3 공급라인(212)을 통하여 터빈장치(250)로 공급한다.The main engine 210 supplies the exhaust gas generated during operation to the boiler 230 through the first supply line 211. In addition, the main engine 210 supplies a part of the exhaust gas generated during operation to the turbine apparatus 250 through the third supply line 212.

보조엔진(220)은 가동 시 발생하는 배기가스를 상기 제2 공급라인(221)을 통하여 보일러(230)로 공급한다.The auxiliary engine 220 supplies the exhaust gas generated during operation to the boiler 230 through the second supply line 221.

주엔진(210)은 선박 추진용 엔진이고, 보조엔진(220)은 선박 내 시설에 필요한 전력을 생산하기 위한 발전용 엔진이다.The main engine 210 is a ship propulsion engine, and the subsidiary engine 220 is a power generation engine for producing power required for facilities in the ship.

주엔진(210) 및 보조엔진(220) 각각의 배기가스 출력단에는 엔진의 배기부에서 출력되는 배기가스를 통과시켜 배기가스의 운동에너지에 의한 압축공기를 생성하여 엔진의 흡기부로 공급함으로써 엔진출력을 향상시키기 위한 터보차져(213, 223)를 더 구비한다.The exhaust gas output stage of each of the main engine 210 and the auxiliary engine 220 passes through the exhaust gas output from the exhaust of the engine to generate compressed air by the kinetic energy of the exhaust gas, and supplies the engine output to the intake of the engine. Further provided are turbochargers 213 and 223 for improvement.

보일러(230)는 제1 공급라인(211), 및 제2 공급라인(221)을 통하여 공급되는 주엔진(210) 및 보조엔진(220)의 배기가스에 포함된 열에너지를 이용하여 고압증기를 생성하여 스팀 공급라인(231)을 통하여 터빈장치(250)로 공급한다.The boiler 230 generates high pressure steam by using thermal energy included in exhaust gases of the main engine 210 and the auxiliary engine 220 supplied through the first supply line 211 and the second supply line 221. To the turbine device 250 through the steam supply line 231.

제어장치(240)는 제1 제어밸브(241), 및 제2 제어밸브(242)를 포함하고, 주엔진(210)의 운전속도에 상응하여 보조엔진(220)에서 보일러(230)로 공급되는 보조엔진(220)의 배기가스 양을 제어한다.The control device 240 includes a first control valve 241 and a second control valve 242, and is supplied from the auxiliary engine 220 to the boiler 230 in accordance with the operation speed of the main engine 210. The amount of exhaust gas of the auxiliary engine 220 is controlled.

즉, 제어장치(240)는 주엔진(210)이 설정된 운전속도 미만으로 동작시 보조엔진(220)의 배기가스를 보일러(230)로 공급하고, 주엔진(210)이 설정된 운전속도 이상으로 동작시에는 보조엔진(220)의 배기가스를 외부로 바이패스(bypass)되도록 제어한다.That is, the controller 240 supplies the exhaust gas of the auxiliary engine 220 to the boiler 230 when the main engine 210 operates below the set operating speed, and operates the main engine 210 above the set operating speed. At the time of controlling the exhaust gas of the auxiliary engine 220 to bypass (bypass) to the outside.

좀더 상세히 설명하면, 주엔진(210)의 운전속도가 설정된 운전속도 미만인 경우, 보조엔진(220)의 배기가스를 보일러로 공급하기 위한 공급 제어밸브인 제1 제어밸브(241)는 개방하고, 보조엔진(220)의 배기가스를 외부로 배기시키기 위한 배기 제어밸브인 제2 제어밸브(242)는 차단하여 보조엔진(220)의 배기가스가 보일러(230)로 공급되도록 제어한다.In more detail, when the operating speed of the main engine 210 is less than the set operating speed, the first control valve 241 which is a supply control valve for supplying the exhaust gas of the auxiliary engine 220 to the boiler is opened, and the auxiliary The second control valve 242, which is an exhaust control valve for exhausting the exhaust gas of the engine 220 to the outside, is blocked to control the exhaust gas of the auxiliary engine 220 to be supplied to the boiler 230.

반면, 주엔진(210)의 운전속도가 설정된 운전속도 이상인 경우, 제1 제어밸브(241)는 차단하고, 제2 제어밸브(242)는 개방하여 보조엔진(220)의 배기가스가 보일러(230)로 공급되지 않고 외부로 바이패스(bypass)되도록 제어한다.On the other hand, when the operating speed of the main engine 210 is more than the set operating speed, the first control valve 241 is blocked, the second control valve 242 is opened so that the exhaust gas of the auxiliary engine 220 is the boiler 230 It is controlled to bypass to the outside without being supplied to).

이때, 제1 제어밸브(241)는 제2 공급라인(221)에 설치되고, 제2 제어밸브(242)는 제2 공급라인(221)에서 분기하는 배기라인(222)에 설치되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the first control valve 241 is installed in the second supply line 221, and the second control valve 242 is installed in the exhaust line 222 branching from the second supply line 221. .

결국, 보일러(230)는 주엔진(210)의 가동속도가 저하되는 경우에도 제어장치(240)의 제어에 의하여 보조엔진(220)의 배기가스를 공급받아 안정적으로 고압증기를 생성할 수 있다.As a result, the boiler 230 may stably generate high pressure steam by receiving the exhaust gas of the auxiliary engine 220 under the control of the control device 240 even when the operation speed of the main engine 210 is lowered.

터빈장치(250)는 스팀터빈(251) 및 파워터빈(252)을 포함하고, 보일러(230)에서 생성된 고압증기와 주엔진(210)의 배기가스를 공급받아 동력을 생성한다. The turbine device 250 includes a steam turbine 251 and a power turbine 252, and generates power by receiving high pressure steam generated by the boiler 230 and exhaust gas of the main engine 210.

스팀터빈(251)은 스팀 공급라인(231)을 통하여 보일러(230)로부터 공급되는 고압증기에 의하여 가동되어 동력을 생성한다. 스팀 공급라인(231)에는 스팀터빈(251)으로 공급되는 고압증기의 양을 제어하기 위한 제3 제어밸브(232)를 포함한다.The steam turbine 251 is operated by the high pressure steam supplied from the boiler 230 through the steam supply line 231 to generate power. The steam supply line 231 includes a third control valve 232 for controlling the amount of high pressure steam supplied to the steam turbine 251.

파워터빈(252)은 제3 공급라인(212)를 통하여 주엔진(210)의 배기가스 중 일부를 공급받아 동력을 생성하여 스팀터빈(251)에 공급한다. 제3 공급라인(212)에는 파워터빈(252)으로 공급되는 주엔진(210)의 배기가스 양을 제어하기 위한 제4 제어밸브(213)를 포함한다.The power turbine 252 receives a part of the exhaust gas of the main engine 210 through the third supply line 212, generates power, and supplies the power to the steam turbine 251. The third supply line 212 includes a fourth control valve 213 for controlling the amount of exhaust gas of the main engine 210 supplied to the power turbine 252.

터빈장치(250)는 스팀터빈(251) 및 파워터빈(252) 각각의 출력단에 스팀터빈(251) 및 파워터빈(252)의 회전속도를 제어하기 위한 감속기(253, 254)를 더 포함할 수 있다. The turbine apparatus 250 may further include speed reducers 253 and 254 for controlling the rotational speeds of the steam turbine 251 and the power turbine 252 at output ends of the steam turbine 251 and the power turbine 252, respectively. have.

터빈장치(250)는 스팀터빈(251)과 파워터빈(252) 사이에 도시되지는 않았지만, 자주탈착식 동력전달장치(예컨대, SSS 클러치(Self Synchronizing & Switching Clutch))를 포함하여 동작상태에 따라 스팀터빈(251)만이 가동되어 동력을 생성하거나, 스팀터빈(251)의 회전속도가 일정속도 이하로 저하되는 경우에는 파워터빈(252)의 동력을 스팀터빈(251)에 전달하여 안정적으로 동력을 생성할 수 있도록 한다.Although not shown between the steam turbine 251 and the power turbine 252, the turbine apparatus 250 may include a self-removable power transmission device (eg, an SSS clutch (Self Synchronizing & Switching Clutch)) according to an operation state. When only the turbine 251 is operated to generate power, or when the rotational speed of the steam turbine 251 falls below a certain speed, the power of the power turbine 252 is transmitted to the steam turbine 251 to stably generate power. Do it.

발전기(260)는 터빈장치(250)에 의하여 생성된 동력을 이용하여 선박에 필요한 전력을 생산한다.The generator 260 uses the power generated by the turbine device 250 to produce power required for the vessel.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 폐열 회수 시스템 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a method for controlling the waste heat recovery system of a ship according to an embodiment of the present invention.

도 2와 도 3을 참조하면, 선박의 폐열 회수 시스템(S300)이 시작하면 선박의 엔진 제어부에 의하여 주엔진(210)의 운전속도를 측정 및 모니터링 한다(S310).2 and 3, when the ship's waste heat recovery system (S300) starts, the driving speed of the main engine 210 is measured and monitored by the ship's engine control unit (S310).

그리고, 주엔진(210)의 운전속도가 설정된 운전속도 미만 또는 이상인지 여부를 판단한다(S320).Then, it is determined whether the driving speed of the main engine 210 is less than or equal to the set driving speed (S320).

그리고, 측정된 주엔진(210)의 운전속도 판단 결과에 따라 보조엔진의 배기가스 공급량을 제어함으로써 보일러(230)로 공급되는 배기가스의 양을 제어한다(S330 ~ S360).Then, the amount of exhaust gas supplied to the boiler 230 is controlled by controlling the amount of exhaust gas supplied to the auxiliary engine according to the measured operation speed of the main engine 210 (S330 to S360).

좀더 상세히 설명하면, 주엔진(210)의 운전속도가 설정된 운전속도 미만인 경우, 주엔진(210)의 배기가스를 보일러(230)로 공급함과 동시에 보조엔진(220)의 배기가스를 보일러(230)로 공급한다(S330 ~ S340). In more detail, when the operating speed of the main engine 210 is less than the set operating speed, while supplying the exhaust gas of the main engine 210 to the boiler 230 and at the same time the exhaust gas of the auxiliary engine 220 boiler 230 Supply to (S330 ~ S340).

즉, 주엔진(210)의 운전속도가 설정된 운전속도 미만인 경우, 제어장치(240)에서 보조엔진(220)의 배기가스를 보일러(230)로 공급하기 위한 공급 제어밸브인 제1 제어밸브(241)는 개방하고, 보조엔진의 배기가스를 외부로 배출하기 위한 배기 제어밸브인 제2 제어밸브(242)는 차단하여 보조엔진의 배기가스를 보일러로 공급한다(S330 ~ S340).That is, when the operating speed of the main engine 210 is less than the set operating speed, the first control valve 241 which is a supply control valve for supplying the exhaust gas of the auxiliary engine 220 to the boiler 230 from the control device 240. ) Is opened and the second control valve 242 which is an exhaust control valve for discharging the exhaust gas of the auxiliary engine to the outside is cut off to supply the exhaust gas of the auxiliary engine to the boiler (S330 to S340).

반면에, 주엔진(210)의 운전속도가 설정된 운전속도 이상인 경우, 터빈장치(250)에서 생성되는 전력량 상승으로 보조엔진에서 요구 되어지는 전력량을 대체할 수 있으므로, 보조엔진을 정지시킬 수 있다. 아울러, 주엔진(210)에서 배출되는 배기가스량 상승으로 배압이 높아져 보조엔진에서 발생되는 배기가스가 원활히 빠져 나오지 못해 보조엔진(220)의 성능에 영향을 줄 수 있으므로 보조엔진(220)의 배기가스를 외부로 바이패스(Bypass) 시킨다. On the other hand, if the driving speed of the main engine 210 is greater than the set driving speed, the amount of power generated by the turbine device 250 can be replaced by the amount of power required by the auxiliary engine, it is possible to stop the auxiliary engine. In addition, since the back pressure is increased due to an increase in the amount of exhaust gas discharged from the main engine 210, the exhaust gas generated from the auxiliary engine may not be smoothly escaped and thus may affect the performance of the auxiliary engine 220. Bypass to the outside.

즉, 주엔진(210)의 운전속도가 설정된 운전속도 이상인 경우, 제어장치(240)에서 보조엔진(220)의 배기가스를 보일러로 공급하기 위한 공급 제어밸브인 제1 제어밸브(241)는 차단하고, 보조엔진(220)의 배기가스를 외부로 배출하기 위한 배기제어밸브(242)는 개방하여 보조엔진(220)의 배기가스를 외부로 배출하게 된다 (S350 ~ S360).That is, when the operating speed of the main engine 210 is greater than or equal to the set operating speed, the first control valve 241 that is a supply control valve for supplying the exhaust gas of the auxiliary engine 220 to the boiler from the control device 240 is shut off. In addition, the exhaust control valve 242 for discharging the exhaust gas of the auxiliary engine 220 to the outside is opened to discharge the exhaust gas of the auxiliary engine 220 to the outside (S350 to S360).

제어장치(240)의 제어에 의하여 주엔진(210)의 배기가스, 또는 주엔진(210)과 보조엔진(220)의 배기가스가 보일러(230)에 공급되면, 공급된 배기가스 폐열의 열에너지를 이용하여 고압증기를 생성하여 터빈장치(250)로 공급한다(S370).When the exhaust gas of the main engine 210 or the exhaust gas of the main engine 210 and the auxiliary engine 220 is supplied to the boiler 230 by the control of the control device 240, the thermal energy of the waste gas waste heat supplied is supplied. By using the high-pressure steam generated by the supply to the turbine device 250 (S370).

보일러(230)에 의하여 생성된 고압증기가 터빈장치(250)로 공급되면, 공급된 고압증기와 주엔진의 배기가스를 이용하여 터빈장치(250)를 가동하여 동력을 생성한다(S380). When the high pressure steam generated by the boiler 230 is supplied to the turbine apparatus 250, power is generated by operating the turbine apparatus 250 using the supplied high pressure steam and the exhaust gas of the main engine (S380).

그리고, 터빈장치(250)에 의해 생성된 동력을 이용하여 발전기(260)를 가동하여 전력을 생산하여 선박의 전력 기기들로 공급한다(S390).Then, the generator 260 is operated using the power generated by the turbine device 250 to produce electric power and supply the electric power to the ship's power devices (S390).

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 폐열 회수 시스템 및 그 제어 방법은 주엔진(210)의 배기가스뿐만 아니라 보조엔진(220)의 배기가스를 이용하여 선박이 저속 운항으로 인하여 주엔진(210)의 배기가스 배출량이 감소해도 안정적으로 폐열 회수 시스템을 가동하여 전력 생산 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the ship's waste heat recovery system and its control method according to an embodiment of the present invention by using the exhaust gas of the auxiliary engine 220 as well as the exhaust gas of the main engine 210 due to the low speed operation of the vessel Even if the exhaust gas emission of the main engine 210 is reduced, the waste heat recovery system can be stably operated to improve the power production efficiency.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

200: 폐열 회수 시스템 210: 주엔진
220: 보조엔진 230: 보일러
240: 제어장치 250: 터빈장치
260: 발전기200: waste heat recovery system 210: main engine
220: auxiliary engine 230: boiler
240: controller 250: turbine device
260: generator

Claims (5)

주엔진의 배기가스를 제1 공급라인을 통해 공급받아 고압의 증기를 생성하는 보일러, 상기 보일러에서 생성된 고압증기 및 주엔진의 배기가스 일부를 공급받아 동력을 생성하는 터빈장치 및 상기 터빈장치의 동력에 의하여 전력을 생산하는 발전기를 포함하는 선박의 폐열 회수 시스템에 있어서,
보조엔진의 배기가스를 상기 보일러로 공급하기 위한 제2 공급라인;
상기 보조엔진의 배기가스를 외부로 배기시키기 위한 배기라인; 및
상기 주엔진의 운전속도에 상응하여 상기 보일러로 공급되는 상기 보조엔진의 배기가스량을 제어하는 제어장치를 더 포함하며,
상기 보일러는,
상기 제어장치의 제어에 의하여 상기 주엔진의 배기가스만을 공급받거나 상기 주엔진과 보조엔진의 배기가스를 모두 공급받아 고압의 증기를 생성하는 선박의 폐열 회수 시스템.A boiler for generating high pressure steam by receiving the exhaust gas of the main engine through the first supply line, a high pressure steam generated by the boiler and a turbine device for generating power by receiving a part of the exhaust gas of the main engine and the turbine device. In the waste heat recovery system of a ship comprising a generator for generating electric power by power,
A second supply line for supplying exhaust gas of an auxiliary engine to the boiler;
An exhaust line for exhausting exhaust gas of the auxiliary engine to the outside; And
Further comprising a control device for controlling the amount of exhaust gas of the auxiliary engine supplied to the boiler in accordance with the operating speed of the main engine,
The boiler,
The waste heat recovery system of a ship that receives only the exhaust gas of the main engine or the exhaust gas of the main engine and the auxiliary engine by the control of the control device to generate high pressure steam. 제1항에 있어서,
상기 제어장치는,
상기 주엔진이 설정된 운전속도 미만으로 동작 시 상기 보조엔진의 배기가스를 상기 제2 공급라인을 통하여 상기 보일러로 공급하고,
상기 주엔진이 설정된 운전속도 이상으로 동작 시 상기 보조엔진의 배기가스를 상기 배기라인을 통하여 외부로 배기시키는 선박의 폐열 회수 시스템.The method of claim 1,
The control device includes:
Supplying exhaust gas of the auxiliary engine to the boiler through the second supply line when the main engine is operated at a lower operating speed;
The waste heat recovery system of the ship to exhaust the exhaust gas of the auxiliary engine to the outside through the exhaust line when the main engine is operating above the set operating speed. 제2항에 있어서,
상기 제어장치는,
상기 보일러로 공급되는 보조엔진의 배기가스를 제어하기 위한 제1 제어밸브; 및
상기 외부로 배기되는 보조엔진의 배기가스를 제어하기 위한 제2 제어밸브를 포함하며,
상기 주엔진이 설정된 운전속도 미만으로 동작시 상기 제1 제어밸브는 개방하고 상기 제2 제어밸브는 차단하여 상기 보조엔진의 배기가스가 상기 보일러로 공급되도록 제어하고,
상기 주엔진이 설정된 운전속도 이상으로 동작시 상기 제1 제어밸브는 차단하고 상기 제2 제어밸브는 개방하여 상기 보조엔진의 배기가스가 외부로 바이패스(Bypass)되도록 제어하는 선박의 폐열 회수 시스템.3. The method of claim 2,
The control device includes:
A first control valve for controlling exhaust gas of the auxiliary engine supplied to the boiler; And
It includes a second control valve for controlling the exhaust gas of the auxiliary engine exhausted to the outside,
When the main engine operates below the set operating speed, the first control valve is opened and the second control valve is blocked to control the exhaust gas of the auxiliary engine to be supplied to the boiler.
And the first control valve is shut off and the second control valve is opened when the main engine operates at a set operating speed or higher, thereby controlling exhaust gas of the auxiliary engine to be bypassed to the outside. 주엔진의 운전속도를 측정하여 설정 운전속도 미만 또는 이상인지 여부를 판단하는 단계;
상기 판단결과에 기초하여 보일러로 공급되는 보조엔진의 배기가스량을 제어하여, 상기 주엔진의 배기가스 일부만을 상기 보일러로 공급하거나 상기 주엔진과 보조엔진의 배기가스 모두를 상기 보일러로 공급하는 단계;
상기 공급되는 배기가스의 열에너지를 이용하여 보일러를 가동하여 고압증기를 생성하는 단계;
상기 생성된 고압증기와 상기 주엔진의 배기가스를 이용하여 터빈장치를 가동하여 동력을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 동력을 이용하여 발전기를 가동하여 전력을 생산하는 단계를 포함하는 선박의 폐열 회수 시스템 제어방법.Measuring a driving speed of the main engine to determine whether the driving speed is less than or equal to the set driving speed;
Controlling the amount of exhaust gas of the auxiliary engine supplied to the boiler based on the determination result, and supplying only a part of the exhaust gas of the main engine to the boiler or supplying both of the main engine and the exhaust gas of the auxiliary engine to the boiler;
Generating a high pressure steam by operating a boiler using thermal energy of the supplied exhaust gas;
Generating power by operating a turbine device using the generated high pressure steam and the exhaust gas of the main engine; And
The method of controlling the waste heat recovery system of a ship comprising the step of generating a power by operating a generator using the generated power. 제4항에 있어서,
상기 보일러로 공급되는 보조엔진의 배기가스를 제어하는 단계는,
상기 주엔진의 운전속도가 설정된 운전속도 미만인 경우 상기 보조엔진의 배기가스를 상기 보일러로 공급하고,
상기 주엔진의 운전속도가 설정된 운전속도 이상인 경우 상기 보조엔진의 배기가스를 외부로 바이패스(Bypass)시키는 단계인 선박의 폐열 회수 시스템 제어방법.5. The method of claim 4,
Controlling the exhaust gas of the auxiliary engine supplied to the boiler,
When the operating speed of the main engine is less than the set operating speed supply exhaust gas of the auxiliary engine to the boiler,
And bypassing the exhaust gas of the auxiliary engine to the outside when the driving speed of the main engine is greater than or equal to a set driving speed.
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