KR20140032298A - Binary type electric power generation system - Google Patents

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KR20140032298A
KR20140032298A KR1020120099023A KR20120099023A KR20140032298A KR 20140032298 A KR20140032298 A KR 20140032298A KR 1020120099023 A KR1020120099023 A KR 1020120099023A KR 20120099023 A KR20120099023 A KR 20120099023A KR 20140032298 A KR20140032298 A KR 20140032298A
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Abstract

An embodiment of the present invention relates to a binary type power generation system. Provided, according to an embodiment of the present invention, is a binary type power generation system, including: a working fluid heater which is provided with waste heat from a waste heat source and delivers to a working fluid; a working fluid circulation tube which is connected to the working fluid heater, and circulates the working fluid; a turbine which is driven by the working fluid; and a power generator which is connected with the turbine by the same shaft, and converts the rotation energy of the turbine into electric energy.

Description

바이너리 방식 발전시스템{Binary Type Electric Power Generation System}Binary Type Electric Power Generation System [0002]

본 실시예는 바이너리 방식의 발전시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 지역난방 열 배관망 등에 적용되어 중저온의 온수를 열원으로 이용하는 바이너리 방식의 발전시스템에 관한 것이다.The present embodiment relates to a binary power generation system. More particularly, the present invention relates to a binary-type power generation system using hot water of a low-temperature as a heat source, which is applied to a district heating piping network and the like.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the embodiment of the present invention and do not constitute the prior art.

일반적으로, 지역난방 공급시스템은 집단에너지를 공급하는 사업자가 다수의 개별 사용자에게 난방 및 급탕을 위해 배관을 통하여 집단에너지를 공급하는 시스템으로서, 에너지 이용의 합리화를 도모할 수 있어, 최근에 건설되고 있는 신도시 등과 같은 대규모 주거단지 등에 보편적으로 사용되는 방식으로 자리를 잡아가고 있다.Generally, the district heating supply system is a system in which a provider supplying a collective energy supplies collective energy through piping for heating and hot water supply to a plurality of individual users, and can rationalize energy use, And a large-scale residential complex such as a new city.

지역난방이란 대도시 등의 일정지역 내에 있는 공동주택 및 건물에 개별적인 난방시설을 갖추는 대신에, 집중화된 대규모 열공급 시설을 갖추고 대량 생산된 열을 배관망을 통해 지역 전체에 난방 및 급탕용으로 중온수(약 50℃ 내지 120℃)를 일괄 공급하는 방식이다. 이러한 지역난방은 전술한 바와 같이 에너지의 효율적 이용이 가능하며, 대기오염을 방지할 수 있음과 동시에 기계실의 사용공간을 최소화할 수 있어 경제적이다.Instead of having individual heating facilities in a certain area such as a large city, the district heating system has a centralized large-scale heat supply facility and mass-produced heat is sent to the whole region through the pipe network to heat and hot water 50 占 폚 to 120 占 폚). Such district heating is economical because it can efficiently use energy as described above, can prevent air pollution, and minimizes the use space of the machine room.

지역난방은, 지역난방 공급시스템(1차측 또는 사업자측)으로부터 난방을 위한 열을 공급하게 되면 각 단지 또는 각 동의 기계실(2차측 또는 사용자측)에 있는 열교환기에서 온수를 가열하여 이 가열된 온수를 각 세대에 공급하게 된다. 기계실은 하나의 동마다, 하나의 단지마다 또는 몇 개의 동마다 하나씩 위치될 수 있다.District heating can be used to heat the hot water from a heat exchanger in each complex or each machine room (secondary or user side) when it is supplied with heat for heating from the district heating supply system (primary or operator side) It is supplied to each household. The machine room can be located in one motion, in one motion, or in every motion.

도 1은 지역난방 공급시스템(1)의 한 예를 개략적으로 도시한 것으로, 이에 도시된 바와 같이 지역난방 공급시스템(1)은 열병합발전소와 같은 열원(7)에 지역난방수 가열기(3)가 연결되고, 지역난방수 가열기(3)에 지역난방수 순환관로(2)가 연결되며, 이 지역난방수 순환관로(2)에는 열원(7)에서 발생한 난방열원이나 급탕열원을 난방 또는 급탕을 위한 순환배관(4)을 통해 난방수용처(5)에 공급할 수 있도록 하는 사용자 열교환기(6)가 설치되어 있다.FIG. 1 schematically shows an example of a district heating supply system 1. As shown therein, the district heating supply system 1 includes a district heating water heater 3 in a heat source 7 such as a cogeneration power plant And a district heating water circulation duct 2 is connected to the district heating water heater 3. The district heating water circulation duct 2 is provided with a heating heat source or a hot water heat source generated from the heat source 7 for heating or hot water supply And a user heat exchanger (6) for supplying the heat to the heat receiving place (5) through the circulation pipe (4).

1차측 또는 사업자측으로부터 공급받은 중온수 또는 증기가 지역난방수 순환관로(2)를 통해 사용자 열교환기(6)로 공급된다. 중온수 또는 증기와 같은 열원 유체는 사용자 열교환기(6)에서 2차측 또는 사용자측의 난방 또는 급탕을 위한 순환배관(4)을 통해 들어온 찬 순환수와 열교환을 한 이후에 1차측으로 회수된다. 예를 들어, 열원배관(2)을 통해서는 115 ℃의 증기가 사용자 열교환기(6)로 공급되고, 열교환을 한 후에는 55 ℃로 회수되어, 최대 Δt = 60 ℃의 배관망을 구성할 수 있다.Heavy water or steam supplied from the primary side or the business side is supplied to the user heat exchanger 6 through the district heating water circulation duct 2. The heat source fluid such as intermediate temperature water or steam is recovered to the primary side after performing heat exchange with the cold circulation water introduced through the circulation pipe 4 for heating or hot water supply on the secondary side or the user side in the user heat exchanger 6. For example, the steam at 115 ° C is supplied to the user heat exchanger 6 through the heat source pipe 2, and after the heat exchange, the steam is recovered at 55 ° C to construct a pipe network with a maximum of Δt = 60 ° C .

각 세대로부터 순환배관(4)을 따라 순환되는 순환수는 2차측의 기계실 등에 설치된 사용자 열교환기(6)에 유입되어 가열되게 된다. 이 가열된 순환수, 즉 온수는 다시 펌프(미도시)에 의해 각 세대별로 공급된 후, 각 세대를 거쳐 냉각된 다음에 순환배관(4)을 통해 다시 사용자 열교환기(6)로 환수되어 다시 가열되는 과정을 반복하게 된다.The circulating water circulating from the respective generations along the circulation pipe 4 flows into the user heat exchanger 6 installed in the machine room of the secondary side and is heated. The heated circulating water, that is, hot water is supplied to each of the generations by a pump (not shown), cooled through each generation, and then returned to the user heat exchanger 6 through the circulation pipe 4 The process of heating is repeated.

기력발전은 증기를 이용하여 증기터빈을 돌려 발전하는 방식을 말한다. 석유나 석탄 등의 연료를 연소시키거나 원자력에너지를 이용하여 보일러에서 물을 고온고압의 증기로 만든 후 증기터빈에서 단열팽창되면서 증기터빈을 회전시켜 동축으로 연결된 발전기를 구동시켜 발전한다. 증기터빈을 통과한 증기는 복수기에서 응축 냉각된 후 다시 급수조로 이송된 후 급수펌프에서 단열압축되어 고압의 상태로 보일러로 재순환된다. 기력발전은 기본이 되는 열역학적 사이클로서 랭킨 사이클(Rankine Cycle)을 바탕으로 하며 전체 사이클의 효율을 높이기 위한 재열, 재생단계가 적용되어 운전된다.Power generation refers to the way in which steam is used to drive a steam turbine. It burns fuel such as petroleum or coal, or uses nuclear energy to make water from boiler high temperature and high pressure steam, then it grows by driving coaxially connected generator by rotating steam turbine while being monotonic expansion in steam turbine. The steam passing through the steam turbine is condensed and cooled in the condenser, and then transferred to the water supply tank. Then, the steam is adiabatically compressed in the water supply pump and recycled to the boiler at a high pressure. Stage power generation is based on the Rankine cycle as a basic thermodynamic cycle and is operated by reheating and regeneration steps to increase the efficiency of the whole cycle.

복합발전은 가스터빈발전의 브레이튼 사이클과 증기터빈 발전의 랭킨 사이클이 복합된 발전방식을 말한다. 액화천연가스(LNG)나 경유 등의 연료를 사용하여 가스터빈을 돌려 발전을 한 후, 고온의 가스터빈 배기가스를 배열회수보일러(Heat Recovery Steam Generator, HRSG)에 통과시켜 증기를 생성하고, 이 증기를 이용하여 2차로 증기터빈을 돌려 발전하는 것이다.Combined generation refers to the combined power generation of the Brayton cycle of gas turbine power generation and the Rankine cycle of steam turbine power generation. After the gas turbine is turned by using fuel such as liquefied natural gas (LNG) or light oil, steam is generated by passing the hot gas turbine exhaust gas through a heat recovery steam generator (HRSG) Steam is used to turn the steam turbine to second generation.

한편, 기력발전이나 복합발전 등과 같은 발전시스템은 보일러장치를 구비하고 있다. 예컨대 기력발전에 쓰이는 보일러는 중유, 경유 천연가스 등을 연소시켜서 발생하는 열로 물을 가열하여 고온, 고압의 증기를 생성하며 이때 연소하고 남는 배기가스는 굴뚝을 거쳐 대기로 배출된다. 또한, 복합발전에 쓰이는 배열회수보일러(HRSG)도 가스터빈에서 나오는 고온의 배기가스를 이용하여 물을 가열하여 증기를 생성하며 이때 나오는 배기가스는 굴뚝을 거쳐 대기로 배출된다.On the other hand, a power generation system such as a power generation system or a combined power generation system has a boiler system. For example, a boiler used for power generation generates boilers of high temperature and high pressure by heating water with heat generated by burning heavy oil, diesel natural gas, etc., and the exhaust gas remaining after burning is discharged to the atmosphere through a chimney. In addition, the HRSG used for combined power generation also generates steam by heating the water using the high-temperature exhaust gas from the gas turbine, and the exhaust gas discharged from the gas turbine is discharged to the atmosphere through the chimney.

도 2(a)는 기력발전시스템(23)의 한 예를 개략적으로 나타낸 블록구성도로서 기력발전시스템(23)은 보일러(24), 증기터빈(25), 복수기(28), 발전기(26) 및 전력계통(27)을 포함할 수 있다.2 (a) is a block diagram schematically showing an example of the stoichiometric power generation system 23. The stoichiometric power generation system 23 includes a boiler 24, a steam turbine 25, a condenser 28, a generator 26, And a power system (27).

보일러(24)에서 생산된 증기는 증기터빈(25)으로 들어가 증기터빈(25)을 구동시키고 빠져나온다. 증기터빈(25)을 통과한 증기는 복수기(28)에서 응축 냉각된 후 급수펌프에서 단열압축되어 고압의 상태로 보일러(24)로 재순환된다.The steam produced in the boiler 24 enters the steam turbine 25, drives the steam turbine 25, and exits. The steam passing through the steam turbine 25 is condensed and cooled in the condenser 28, adiabatically compressed in the feed pump, and recycled to the boiler 24 at a high pressure.

도 2(b)는 복합발전시스템(10)의 한 예를 개략적으로 나타낸 블록구성도로서 복합발전시스템(10)은 가스터빈시스템(11), 배열회수보일러(12), 증기터빈(13), 복수기(14), 발전기(16a,16b) 및 전력계통(17a,17b)을 포함할 수 있다.2 (b) is a block diagram schematically showing an example of the combined power generation system 10. The combined power generation system 10 includes a gas turbine system 11, an arrangement recovery boiler 12, a steam turbine 13, A condenser 14, generators 16a and 16b, and power systems 17a and 17b.

가스터빈시스템(11)은 공기 압축기(18)에서 압축된 공기가 연소기(19)로 들어가서 연료와 함께 혼합되어 분사되면서 점화되고 이때 발생하는 고압의 연소가스를 통하여 가스터빈(20)을 회전시켜 전력을 생산하게 된다. 이때 가스터빈시스템(11)에서 배출되는 배기가스는 배열회수보일러(12)(통상 HRSG 즉 배열 회수 증기발생기라고도 한다)에 직접 유입된다. 배열회수보일러(12)는 가스터빈시스템(11)으로부터의 배기가스가 증기터빈(13)에 동력을 공급하기 위해 사용될 증기를 발생시키는 데 사용되며 배열회수보일러(12)에 의해 발생한 고온 고압의 증기는 발전을 위해 증기터빈(13)을 통과하게 된다.The gas turbine system 11 ignites the air compressed in the air compressor 18 into the combustor 19 and mixes with the fuel and injects the fuel and rotates the gas turbine 20 through the high- . At this time, the exhaust gas discharged from the gas turbine system 11 flows directly into the arrangement recovery boiler 12 (commonly referred to as an HRSG or an arrangement recovery steam generator). The batch recovery boiler 12 is used to generate steam to be used for powering exhaust steam from the gas turbine system 11 to power the steam turbine 13 and to generate steam at high temperature and high pressure Is passed through the steam turbine 13 for power generation.

그러나, 도 1과 같은 지역난방 공급시스템(1)에 있어서 순환배관(4)을 통해 회수되는 순환수는 여전히 열 에너지를 가지고 있으며 이러한 열 에너지를 그대로 방치하여 버리게 되므로 에너지의 낭비가 된다. 특히 하절기에는 지역난방을 가동하지 않게 되므로 지역난방 공급시스템의 가동정지는 에너지의 효율적인 사용이 되지 못하는 문제가 있다.However, in the district heating supply system 1 as shown in FIG. 1, the circulating water recovered through the circulation pipe 4 still has thermal energy, and since such heat energy is left untouched, it is a waste of energy. Particularly, since the district heating is not operated in the summer, there is a problem that the operation stop of the district heating supply system can not be used efficiently.

또한, 도 2와 같은 기력발전시스템(23) 또는 복합발전시스템(10)의 경우도 보일러(24) 또는 배열회수보일러(12)에서 증기를 생성하고 남는 배기가스의 여열을 회수하지 못하고 굴뚝을 통하여 대기로 그대로 배출하게 되므로 에너지의 손실이 된다.In the case of the power generation system 23 or the combined-cycle power generation system 10 as shown in FIG. 2, it is not possible to recover the remaining heat of the exhaust gas generated in the boiler 24 or the batch recovery boiler 12, It is discharged as it is to the atmosphere, which leads to loss of energy.

본 발명의 일 실시예는 지역난방 공급시스템에 있어서 버려지는 여열 또는 발전소 등의 굴뚝에서 버려지는 배기가스의 여열을 발전에 활용할 수 있는 시스템을 제공하는데 주된 목적이 있다.An embodiment of the present invention has a main object to provide a system that can utilize the remaining heat of a local heating supply system or the exhaust heat of exhaust gas discharged from a chimney of a power plant, for power generation.

본 발명의 일 실시예는 폐열공급원으로부터 폐열을 공급받아 작동유체로 전달하는 작동유체 가열기, 상기 작동유체 가열기와 연결되고, 상기 작동유체가 순환하는 작동유체 순환관로; 상기 작동유체로 구동하는 터빈; 및 상기 터빈과 동일한 축으로 연결되고, 상기 터빈의 회전에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기를 포함하는 바이너리 방식 발전시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention is a working fluid heater that receives waste heat from a waste heat source and transfers the waste heat to a working fluid, a working fluid circulation conduit connected to the working fluid heater and circulating the working fluid; A turbine driven by the working fluid; And a generator connected to the turbine on the same axis and converting the rotational energy of the turbine into electric energy.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 산업 공정에서 발생한 폐열 또는 잉여열로 가열하여 마련된 온수가 흐르는 온수 순환관로; 상기 온수 순환관로와 연결되는 작동유체 가열기; 상기 작동유체 가열기와 연결되는 작동유체 순환관로; 상기 작동유체 순환관로 상에 설치되는 터빈; 및 상기 터빈과 동일한 축으로 연결되는 발전기를 포함하는 바이너리 방식 발전시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hot water circulation system comprising: a hot water circulation conduit through which hot water provided by heating with waste heat or surplus heat generated in an industrial process flows; A working fluid heater connected to the hot water circulation conduit; A working fluid circulation conduit connected to the working fluid heater; A turbine installed on the working fluid circulation conduit; And a generator connected to the turbine on the same axis.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 발전소 굴뚝으로 배출되는 배기가스의 여열을 회수하여 순환수를 가열하여 작동유체를 증발시켜 발전에 이용하는 에너지 효율 증대 시스템에 있어서, 상기 배기가스가 순환하는 배기가스 순환관로; 상기 배기가스의 여열로 상기 순환수를 가열하는 순환수 가열기; 상기 순환수가 순환하는 순환수 순환관로; 상기 순환수 순환관로 상에 연결되는 작동유체 가열기; 상기 작동유체 가열기와 연결되고, 상기 작동유체를 순환시키는 작동유체 순환관로; 상기 작동유체 순환관로 상에 연결되는 터빈; 및 상기 터빈과 동일한 축으로 연결되어 발전을 수행하는 발전기를 포함하는 에너지 효율 증대 시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an energy efficiency enhancement system for recovering exhaust heat of exhaust gas discharged from a power plant chimney to heat circulating water to evaporate a working fluid for power generation, Circulation duct; A circulation water heater for heating the circulation water with the remaining heat of the exhaust gas; A circulation water circulation line through which the circulation water circulates; A working fluid heater connected on the circulating water circulation conduit; A working fluid circulation conduit connected to the working fluid heater and circulating the working fluid; A turbine connected on the working fluid circulation conduit; And a generator connected to the turbine on the same axis to perform power generation.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 방식 발전시스템는 지역난방 공급시스템의 순환배관에서 버려지는 여열 또는 발전소 등의 굴뚝에서 버려지는 배기가스 여열을 회수하여 발전에 활용함으로써 에너지의 낭비를 줄이고 지역난방 공급시스템의 효율적인 운영을 가능하게 하는 효과가 있다.The binary power generation system according to an embodiment of the present invention recovers exhaust heat discharged from a circulation pipe of a district heating supply system or exhaust gas discharged from a chimney of a power plant, Thereby enabling efficient operation of the system.

도 1은 지역난방 공급시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 기력발전 및 복합발전시스템을 개략적으로 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 바이너리 방식 발전시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다
도 4는 바이너리 방식 발전시스템과 폐열공급원이 결합된 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 5는 바이너리 방식 발전시스템이 지역난방 공급시스템과 연결된 모습을 나타내는 구성도이다.
도 6은 바이너리 방식 발전시스템이 보일러시스템과 연결된 모습을 나타내는 구성도이다.1 is a schematic view showing a district heating supply system.
2 is a block diagram schematically showing a power generation system and a combined power generation system.
Fig. 3 is a schematic diagram showing a binary system power generating system
4 is a schematic diagram showing a configuration in which a binary system and a waste heat source are combined.
5 is a view showing a state in which a binary system is connected to a district heating supply system.
6 is a view showing a configuration in which a binary power generation system is connected to a boiler system.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."

도 3은 바이너리 방식 발전시스템(30)을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 바이너리 방식 발전시스템(30)은 고온 자원보다 부존량이 많은 저온의 지열수(39)를 이용하기 위하여 개발된 것이다. 바이너리 방식 발전시스템(30)의 작동원리는 지열유체의 열에 의해 작동유체가 가스상태로 변환되어 그 가스로 터빈을 돌려 발전하는 것이다. 일반적으로 지열유체는 지하에서 추출한 온도가 약 80℃에서 120℃ 정도가 되는 중저온의 지열수(39)를 사용하며, 작동유체는 증발온도가 지열수(39)보다 상대적으로 낮은 유기화합물을 사용한다.3 is a schematic diagram showing the binary system power generation system 30. The binary type power generation system 30 is developed to utilize the geothermal water 39 at a low temperature, which is larger than the high-temperature resources. The operating principle of the binary power generation system 30 is that the working fluid is converted into the gas state by the heat of the geothermal fluid and the turbine is turned by the gas. Generally, geothermal fluids use low-temperature geothermal water (39), which is extracted from underground at about 80 ° C to 120 ° C. The working fluid uses organic compounds whose evaporation temperature is relatively lower than geothermal water (39) do.

바이너리 방식 발전시스템(30)의 구성은 지열수(39)가 흐르는 지열수 배관(31), 지열수(39)와 작동유체 간에 열을 교환하는 작동유체 가열기(32), 작동유체가 순환하는 작동유체 순환관로(33), 작동유체 순환관로(33)와 연결되는 터빈(34), 터빈(34)과 동일한 축으로 연결되어 상기 터빈의 회전에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기(35), 발전기(35)와 연결되어 생산된 전기를 사용처에 공급하는 전력계통(36)을 포함한다. 작동유체 가열기(32)의 일측은 지열수(39)가 흐르는 지열수 배관(31)과 연결되고, 타측은 작동유체가 순환하는 폐쇄형 루프 구조의 작동유체 순환관로(33)와 연결된다.The configuration of the binary power generation system 30 includes a geothermal water pipe 31 through which the geothermal water 39 flows, a working fluid heater 32 that exchanges heat between the geothermal water 39 and the working fluid, A turbine 34 connected to the working fluid circulation line 33 and a generator 35 connected to the same axis as the turbine 34 to convert the rotational energy of the turbine into electrical energy, And a power system 36 connected to the power supply 35 for supplying the generated electricity to the user. One side of the working fluid heater 32 is connected to the geothermal water pipe 31 through which the geothermal water 39 flows and the other side is connected to the working fluid circulating pipe 33 of the closed loop structure in which the working fluid circulates.

바이너리 방식 발전시스템(30)의 작동을 설명하면, 작동유체 가열기(32)는 지열수(39)로부터 중온의 열을 회수하여 지열수(39)보다 비등점이 낮은 작동유체를 가열한다. 작동유체는 작동유체 가열기(32)에서 가열되어 증발한다. 증발되어 가스상태가 된 작동유체는 터빈(34)으로 들어가서 터빈(34)을 구동시킨다. 터빈(34)이 구동하면 터빈(34)과 동일한 축으로 연결된 발전기(35)가 함께 구동하면서 전기를 생산한다. 생산된 전기는 전력계통(36)을 통하여 전기 수요처로 송전 또는 배전된다.The operation fluid heater 32 recovers the heat of medium temperature from the geothermal water 39 and heats the working fluid having a lower boiling point than the geothermal water 39. The working fluid is heated and evaporated in the working fluid heater (32). The evaporated and gaseous working fluid enters the turbine 34 and drives the turbine 34. When the turbine 34 is driven, the generator 35 connected to the same axis as the turbine 34 is driven together to produce electricity. The generated electricity is transmitted or distributed to the electricity consumer through the power system (36).

본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 방식 발전시스템(30)은 지열이 아닌 폐열을 이용하는 데 특징이 있다. 폐열이란 산업 공정 등에서 발생하는 열로서 버려지는 열을 말한다. 산업 공정에서 발생한 폐열 또는 잉여열을 이용하여 물을 가열하여 온수를 마련하고, 이러한 온수에 포함된 열로 작동유체를 가열하여 증발시킨 후 이로써 터빈(34)을 구동시킨다. 이러한 온수의 온도는 작동유체를 증기화시킬 수 있는 정도의 온도이면 족하다. 실시예에 따라서는 80℃에서 120℃ 사이의 온도에 있는 것이 바람직할 수 있다. 작동유체는 전술한 80℃에서 120℃ 정도의 온도 하에서 쉽게 증기화될 수 있어야 한다. 작동유체는 실시예에 따라서는 프로판, 펜탄, 부탄 또는 암모니아일 수 있다.The binary power generation system 30 according to an embodiment of the present invention is characterized in using waste heat instead of geothermal heat. Waste heat is the heat that is generated in industrial processes, etc. and is the heat that is discarded. The hot water is heated by using the waste heat or surplus heat generated in the industrial process, and the working fluid is heated and evaporated by the heat contained in the hot water, thereby driving the turbine 34. The temperature of the hot water is sufficient to vaporize the working fluid. Depending on the embodiment, it may be desirable to be at a temperature between 80 [deg.] C and 120 [deg.] C. The working fluid should be readily vaporizable at a temperature of about 80 [deg.] C to about 120 [deg.] C. The working fluid may be propane, pentane, butane or ammonia, depending on the embodiment.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 바이너리 방식 발전시스템(30)과 폐열공급원(40)이 결합된 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 4를 참조하면 본 실시예는 폐열공급원(40), 폐열공급원(40)으로부터 폐열을 공급받아 작동유체로 전달하는 작동유체 가열기(32), 작동유체 가열기(32)와 연결되고 작동유체가 순환하는 작동유체 순환관로(33), 작동유체로 구동하는 터빈(34) 및 터빈(34)과 동일한 축으로 연결되는 발전기(35)를 포함할 수 있다. 또한, 발전기(35)와 연결되는 전력계통(36)을 포함할 수 있다.FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration in which a binary power generation system 30 and a waste heat source 40 are combined according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the present embodiment includes a waste heat source 40, a working fluid heater 32 for receiving waste heat from the waste heat source 40 and transferring the waste heat to the working fluid, a working fluid heater 32 connected to the working fluid heater 32, A turbine 34 driven by the working fluid, and a generator 35 connected in the same axis as the turbine 34. The turbine 34 may be a turbine, It may also include a power system 36 connected to the generator 35.

또한, 바이너리 방식 발전시스템(30)은 터빈(34)과 작동유체 가열기(32) 사이의 작동유체 순환관로(33) 상에 컨덴서(37)가 추가로 설치될 수 있다. 또한, 상기 컨덴서(37)와 연결되는 냉각기(38)를 포함할 수 있다.The binary power generation system 30 may further include a condenser 37 on the working fluid circulation line 33 between the turbine 34 and the working fluid heater 32. And may include a cooler 38 connected to the condenser 37.

본 실시예의 작동관계를 설명하면, 작동유체 가열기(32)는 폐열공급원(40)으로부터 폐열을 회수하여 작동유체 순환관로(33)를 순환하는 작동유체에 전달하여 작동유체를 증기화시킨다. 증기화된 작동유체는 터빈(34)을 구동시킨다. 터빈(34)은 발전기(35)를 구동시킨다. 작동유체는 터빈(34)을 구동시킨 후 터빈(34)에서 빠져나와 냉각기(38)와 연결되어 있는 컨덴서(37)로 들어가서 냉각 응축된다. 이후 다시 작동유체 가열기(32)로 재순환된다. 한편, 발전기(35)는 전기를 생산하고 발전기(35)와 연결된 전력계통(36)이 생산된 전기를 수요처에 송전 또는 배전한다.The working fluid heater 32 recovers the waste heat from the waste heat source 40 and transfers the working fluid circulating pipe 33 to the circulating working fluid to vaporize the working fluid. The vaporized working fluid drives the turbine 34. The turbine 34 drives the generator 35. The working fluid drives the turbine 34 and then exits the turbine 34 and enters the condenser 37 connected to the cooler 38 to be cooled and condensed. And then recirculated to the working fluid heater 32 again. Meanwhile, the generator 35 generates electricity and the power system 36 connected to the generator 35 transmits and distributes the produced electricity to the customer.

폐열공급원(40)은 실시예에 따라서는 지역난방 공급시스템(1) 또는 보일러 시스템일 수 있다. 여기서 보일러 시스템은 발전소, 공장 또는 아파트 등에 있어서 설치되는 보일러 시스템일 수 있다.The waste heat source 40 may be a local heating supply system 1 or a boiler system depending on the embodiment. Here, the boiler system may be a boiler system installed in a power plant, a factory, an apartment, or the like.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 방식 발전시스템(30)는 지역난방 공급시스템(1)의 순환배관 등에서 버려지는 폐열 또는 발전소 등의 굴뚝을 통하여 버려지는 배기가스 여열을 회수하여 발전에 활용함으로써 에너지의 낭비를 줄이고 에너지의 효율적인 사용을 도모할 수 있는 효과가 있다.The binary power generation system 30 according to an embodiment of the present invention recovers exhaust heat from waste heat discharged from a circulation pipe of a district heating supply system 1 or a chimney of a power plant, It is possible to reduce the waste of energy and efficiently use the energy.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 방식 발전시스템(30)이 폐열공급원(40)과 결합되어 작동하는 모습을 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a case in which the binary power generation system 30 according to an embodiment of the present invention is operated in combination with the waste heat source 40. FIG.

도 5는 바이너리 방식 발전시스템(30)이 폐열공급원(40)인 지역난방 공급시스템(1)과 연결된 모습을 나타내는 구성도이다. 폐열공급원(40)인 지역난방 공급시스템(1)은 지역난방수를 가열하는 열원(7), 지역난방수가 순환하는 지역난방수 순환관로(2), 열원(7)와 지역난방수가 열교환을 하는 지역난방수 가열기(3) 및 지역난방수 순환관로(2)와 연결되어 난방수요처(5)로 난방을 공급하는 사용자 열교환기(6)를 포함할 수 있다. 지역난방수 순환관로(2)는 열공급 관로(2a)와 열회수 관로(2b)를 포함할 수 있다.5 is a configuration diagram showing a state in which the binary system 30 is connected to the district heating supply system 1 as the waste heat source 40. [ The district heating supply system 1 as a waste heat supply source 40 includes a heat source 7 for heating the district heating water, a district heating water circulation duct 2 for circulating the district heating water, a heat source 7, And a user heat exchanger 6 connected to the district heating water heater 3 and the district heating water circulation pipe 2 to supply heat to the heating consumer 5. [ The district heating water circulation duct 2 may include a heat supply duct 2a and a heat recovery duct 2b.

여기서 열원(7)은 실시예에 따라서는 기력발전시스템(23) 또는 복합발전시스템(10)일 수 있다. 도 5는 열원(7)이 기력발전시스템(23)인 경우를 도시하고 있다.Here, the heat source 7 may be a power generation system 23 or a combined power generation system 10, depending on the embodiment. Fig. 5 shows a case where the heat source 7 is the stoichiometric power generation system 23. Fig.

기력발전시스템(23)은 증기를 생성하는 보일러(24), 보일러(24)에서 생성된 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈(25) 및 증기터빈(25)에서 배출되는 증기를 냉각 응축하여 복수로 만드는 복수기(28)를 포함할 수 있다(도 2a를 참조).The stoichiometric power generation system 23 includes a boiler 24 for generating steam, a steam turbine 25 driven by the steam generated in the boiler 24, and a steam turbine 25 for cooling and condensing the steam discharged from the steam turbine 25, (See Figure 2a). ≪ RTI ID = 0.0 >

복합발전시스템(10)은 압축기(18), 연소기(19) 및 가스터빈(20)으로 구성되는 가스터빈시스템(11), 가스터빈시스템(11)이 구동할 때 발생하는 배기가스의 열을 회수하여 증기를 발생시키는 배열회수보일러(12), 배열회수보일러(12)로부터 발생하는 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈(13) 및 증기터빈(13)에서 배출되는 증기를 냉각 응축하여 복수로 만드는 복수기(14)를 포함할 수 있다(도 2b를 참조).The combined power generation system 10 includes a gas turbine system 11 constituted by a compressor 18, a combustor 19 and a gas turbine 20, a heat recovery apparatus for recovering heat of exhaust gas generated when the gas turbine system 11 is driven A steam turbine 13 driven by the steam generated from the batch recovery boiler 12 and a condenser 14 for cooling and condensing the steam discharged from the steam turbine 13 to generate a plurality of steam, (See FIG. 2B).

기력발전이나 복합발전의 구성간에 작용관계는 공지된 구성으로서 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있으므로 그 상세한 설명을 생략한다.The detailed description of the operational relationship between the electric power generation and the combined electric power generation is omitted because a detailed description of the electric power generation system may obscure the gist of the present invention.

지역난방 공급시스템(1)의 열원(7)이 기력발전의 경우를 설명한다. 보일러(24)에서 생산된 증기는 증기터빈(25)으로 들어가 증기터빈(25)을 구동시키고 빠져나온다. 증기터빈(25)을 통과한 증기는 복수기(28)에서 응축 냉각된 후 급수펌프에서 단열압축되어 고압의 상태로 보일러(24)로 재순환된다. 지역난방수 가열기(3)는 복수기(28)와 보일러(24) 사이에 설치될 수 있다. 지역난방수 순환관로(2)의 일측은 지역난방수 가열기(3)에 연결될 수 있다. 지역난방수 순환관로(2)의 타측은 사용자 열교환기(6)에 연결될 수 있다. 사용자 열교환기(6)는 난방수요처(5)와 연결될 수 있다. 작동유체 가열기(32)는 열공급 관로(2a) 또는 열회수 관로(2b)에 연결될 수 있다.The case where the heat source 7 of the district heating supply system 1 is a stoichiometric power generation will be described. The steam produced in the boiler 24 enters the steam turbine 25, drives the steam turbine 25, and exits. The steam passing through the steam turbine 25 is condensed and cooled in the condenser 28, adiabatically compressed in the feed pump, and recycled to the boiler 24 at a high pressure. The district heating water heater 3 may be installed between the condenser 28 and the boiler 24. One side of the district heating water circulation duct (2) can be connected to the district heating water heater (3). The other side of the district heating water circulation duct (2) can be connected to the user heat exchanger (6). The user heat exchanger (6) can be connected to the heating consumer (5). The working fluid heater 32 may be connected to the heat supply pipe 2a or the heat recovery pipe 2b.

지역난방 공급시스템(1)의 작동관계를 설명하면, 지역난방수 가열기(3)는 복수기(28)에서 배출되는 중온수인 복수로 지역난방수를 가열한다. 가열되어 승온된 지역난방수는 열공급 관로(2a)를 흘러 사용자 열교환기(6)로 가서 열을 공급하고 다시 열회수 관로(2b)를 흘러 다시 지역난방수 가열기(3)로 재순환한다. 사용자 열교환기(6)는 지역난방수가 제공한 열로 난방수요처(5)에 난방을 공급한다.The operation of the district heating supply system 1 will be described. The district heating water heater 3 heats the district heating water with a plurality of middle water discharged from the condenser 28. The heated and heated district heating water flows through the heat supply pipe 2a, flows to the user heat exchanger 6 to supply heat, flows through the heat recovery pipe 2b again, and recirculates it to the district heating water heater 3 again. The user heat exchanger (6) supplies heating to the heating consumer (5) with the heat provided by the district heating water.

본 실시예에 따른 작동유체 가열기(32)는 열회수 관로(2b)에 설치될 수 있다(도 5a를 참조). 이 경우는 사용자 열교환기(6)에 열을 공급하고 이미 감온된 지역난방수를 이용하여 작동유체를 가열하게 된다. 또한, 열공급 관로(2a)에 설치될 수도 있다(도 5b를 참조). 이 경우는 사용자 열교환기(6)에 열을 공급하기 전의 상태에 있는 지역난방수를 이용하여 작동유체를 가열하게 된다.The working fluid heater 32 according to the present embodiment can be installed in the heat recovery duct 2b (see Fig. 5A). In this case, the heat is supplied to the user heat exchanger 6, and the working fluid is heated using the already-heated local heating water. It may also be installed in the heat supply duct 2a (see Fig. 5B). In this case, the working fluid is heated using the district heating water before the heat is supplied to the user heat exchanger 6.

바이너리 방식 발전시스템(30)은 지역난방 공급시스템(1)의 열회수 관로에 설치되어 폐열을 이용하여 발전을 수행하므로 에너지의 낭비를 줄이는 효과가 있다. 특히 지역난방 공급이 불필요한 하절기의 경우도 지역난방 공급시스템(1)의 열원(7)인 발전시스템을 가동할 수 있는 데, 바이너리 방식 발전시스템(30)을 설치함으로써 폐열을 회수하여 다시 발전을 수행할 수 있으므로 에너지를 효율적으로 사용하게 되는 효과가 있다.The binary power generation system 30 is installed in a heat recovery pipe of the district heating supply system 1 and performs power generation using waste heat, thereby reducing waste of energy. In particular, in the case of a summer in which the supply of the district heating is not required, the power generation system which is the heat source 7 of the district heating supply system 1 can be operated. By installing the binary power generation system 30, It is possible to efficiently use the energy.

한편, 작동유체의 비등점이 비교적 높은 경우는 작동유체 가열기(32)로 공급되는 온수의 온도가 더욱 높아야 한다. 따라서 이러한 경우에는 작동유체 가열기(32)를 지역난방 공급시스템(1)의 열공급 관로(2a)에 설치하는 것이 바람직하다(도 5b를 참조).On the other hand, when the boiling point of the working fluid is relatively high, the temperature of the hot water supplied to the working fluid heater 32 must be higher. Therefore, in this case, it is preferable to install the working fluid heater 32 on the heat supply pipe 2a of the district heating supply system 1 (see FIG. 5B).

도 6은 바이너리 방식 발전시스템(30)이 폐열공급원(40)인 보일러시스템과 연결된 모습을 나타내는 구성도이다. 폐열공급원(40)인 보일러시스템은 보일러(51), 보일러(51)와 연결되고 보일러(51)가 증기를 생성할 때 보일러(51)로부터 배출되는 배기가스가 순환하는 배기가스 순환관로(52), 순환수가 순환하는 순환수 순환관로(53), 일측이 배기가스 순환관로(52)와 연결되고 타측이 순환수 순환관로(53)와 연결되는 순환수 가열기(54)를 포함할 수 있다. 보일러(51)는 실시예에 따라서는 기력발전시스템(23)의 보일러(24) 또는 복합발전시스템(10)의 배열회수보일러(12)일 수 있다. 기력발전 또는 복합발전 시스템의 구성은 이미 기술하였으므로 여기서는 그 설명을 생략한다.6 is a configuration diagram showing a state in which the binary system 30 is connected to a boiler system that is a waste heat source 40. In Fig. The boiler system which is the waste heat source 40 is connected to the boiler 51 and the boiler 51 and is connected to an exhaust gas circulation line 52 through which the exhaust gas discharged from the boiler 51 circulates when the boiler 51 generates steam, And a circulation water heater 54 connected to the exhaust gas circulation pipe 52 and connected to the circulation water circulation pipe 53. The circulation water circulation pipe 53 is connected to the circulation water circulation pipe 53, The boiler 51 may be a boiler 24 of the power generation system 23 or an arrangement recovery boiler 12 of the combined power generation system 10, depending on the embodiment. Since the configuration of the power generation system or the combined power generation system has already been described, the description thereof is omitted here.

작동유체 가열기(32)의 일측은 보일러시스템에 있어서 순환수 순환관로(53)와 연결될 수 있다. 기력발전시스템(23)에 있어서 보일러(24)는 물을 가열하여 증기를 생산하고 그 과정에서 배기가스를 굴뚝으로 배출한다. 또한, 복합발전시스템(10)에 있어서도 배열회수보일러(12)는 가스터빈시스템(11)을 구동시키고 배출되는 배출가스를 제공받아 증기를 생산하는 데 이 과정에서 배기가스를 배출한다. 배출된 배기가스가 배기가스 순환관로(52)를 통하여 흐르면서 순환수 가열기(54)가 배기가스 여열을 회수하여 순환수 순환관로(53)를 흐르는 순환수를 가열한다. 가열된 순환수는 순환수 순환관로(53)를 흘러 작동유체 가열기(32)로 들어간다. 작동유체 가열기(32)는 순환수로부터 제공받은 열로 작동유체 순환관로(33) 상을 흐르는 작동유체를 가열하여 증기화한다.One side of the working fluid heater 32 may be connected to the circulating water circulation conduit 53 in the boiler system. In the steam power generation system 23, the boiler 24 heats water to produce steam, and in the process exhausts the exhaust gas to the chimney. Also, in the combined-cycle power generation system 10, the batch recovery boiler 12 drives the gas turbine system 11 and generates exhaust gas by receiving the discharged exhaust gas, and exhausts the exhaust gas in this process. As the exhausted exhaust gas flows through the exhaust gas circulation line 52, the circulation water heater 54 recovers exhaust heat of the exhaust gas and heats the circulating water flowing through the circulation water circulation line 53. The heated circulating water flows into the circulating water circulating duct 53 and enters the working fluid heater 32. The working fluid heater 32 heats and vaporizes the working fluid flowing on the working fluid circulating pipe 33 by the heat supplied from the circulating water.

기력발전시스템(23)에 있어서 보일러(24) 또는 복합발전시스템(10)에 있어서도 배열회수보일러(12)에서 배출되는 배기가스는 여열을 포함하고 있는데 이를 그대로 대기로 배출하게 되면 에너지의 낭비가 된다. 하지만 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 방식 발전시스템(30)은 보일러의 배기가스의 여열을 이용하여 발전을 수행하게 되므로 에너지 낭비를 줄이는 효과가 있다.The exhaust gas discharged from the batch recovery boiler 12 in the boiler 24 or the combined power generation system 10 in the power generation system 23 includes residual heat and is discharged as it is to waste the energy . However, since the binary power generation system 30 according to an embodiment of the present invention performs power generation by using the remaining heat of the exhaust gas of the boiler, energy waste is reduced.

본 발명의 또 하나의 실시예는 에너지 효율 증대 시스템이다. 도 6을 참조하면 기력발전 또는 복합발전 등 발전소 굴뚝으로 배출되는 배기가스의 여열을 회수하여 순환수를 가열하여 작동유체를 증발시켜 발전에 이용하는 에너지 효율 증대 시스템은 배기가스가 순환하는 배기가스 순환관로, 배기가스의 여열로 상기 순환수를 가열하는 순환수 가열기, 순환수가 순환하는 순환수 순환관로, 순환수 순환관로 상에 연결되는 작동유체 가열기(32), 작동유체 가열기(32)와 연결되고, 상기 작동유체를 순환시키는 작동유체 순환관로(33), 작동유체 순환관로(33) 상에 연결되는 터빈 및 터빈과 동일한 축으로 연결되어 발전을 수행하는 발전기를 포함할 수 있다. 배기가스 순환관로는 실시예에 따라서는 발전소에 구축된 보일러에 연결될 수 있으며, 굴뚝과 같은 배기가스가 배출되는 장치에 직접 연결될 수도 있다.Another embodiment of the present invention is an energy efficiency enhancement system. Referring to FIG. 6, an energy efficiency increasing system for recovering exhaust heat of a exhaust gas discharged from a power plant chimney such as a power generation or a combined power generation and heating the circulating water to evaporate a working fluid for use in power generation includes an exhaust gas circulation pipe A circulating water heater for heating the circulating water with residual heat of the exhaust gas, a circulating water circulating pipe for circulating the circulating water, a working fluid heater 32 connected to the circulating water circulating pipe, and a working fluid heater 32, A working fluid circulation line 33 for circulating the working fluid, a turbine connected on the working fluid circulation line 33, and a generator connected to the same axis as the turbine to perform power generation. Depending on the embodiment, the exhaust gas recirculation duct may be connected to a boiler built in the power plant, or may be connected directly to an exhaust device such as a chimney.

순환수 가열기는 일측은 배기가스 순환관로(52)와 연결되고 타측은 순환수 순환관로와 연결될 수 있다. 작동유체 가열기는 일측은 순환수 순환관로와 연결되고 타측은 작동유체 순환관로와 연결될 수 있다.The circulation water heater may be connected to the exhaust gas circulation pipe 52 at one side and to the circulation water circulation pipe at the other side. The working fluid heater can be connected to the circulating water circulation conduit on one side and to the working fluid circulating conduit on the other side.

순환수 가열기는 배기가스의 여열을 이용하여 순환수 순환관로를 순환하는 순환수를 가열하여 온수로 만든다. 배기가스의 여열을 제공받아 온수가 된 순환수는 순환수 순환관로를 순환하여 순환수 순환관로 상에 연결된 작동유체 가열기를 통하여 작동유체 순환관로 상을 순환하는 작동유체를 가열한다. 가열된 작동유체는 증기화되어 작동유체 순환관로 상을 순환하여 터빈으로 들어가 터빈을 구동시킨다. 터빈과 동일한 축으로 연결된 발전기는 터빈이 회전함에 따라 함꼐 회전하면서 발전한다.The circulating water heater heats the circulating water circulating in the circulating water circulating duct by using the exhaust heat of the exhaust gas to make hot water. The circulating water that has been supplied with the exhaust heat of the exhaust gas circulates through the circulating water circulation pipe and heats the working fluid circulating on the working fluid circulating pipe through the working fluid heater connected on the circulating water circulating pipe. The heated working fluid is vaporized and circulates through the working fluid circulation tube to enter the turbine and drive the turbine. A generator connected to the same axis as the turbine is rotated together with the turbine as it rotates.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

1 : 지역난방 공급시스템
10 : 복합발전시스템
23 : 기력발전시스템
30 : 바이너리 방식 발전시스템
32 : 작동유체 가열기
33 : 작동유체 순환관로
34 : 터빈
35 : 발전기
36 : 전력계통
37 : 컨덴서
38 : 냉각기
40 : 폐열공급원1: District heating supply system
10: Combined power generation system
23: Power generation system
30: Binary power generation system
32: working fluid heater
33: working fluid circulation line
34: Turbine
35: generator
36: Power system
37: Condenser
38: cooler
40: Waste heat source

Claims (16)

폐열공급원으로부터 폐열을 공급받아 작동유체로 전달하는 작동유체 가열기;
상기 작동유체 가열기와 연결되고, 상기 작동유체가 순환하는 작동유체 순환관로;
상기 작동유체로 구동하는 터빈; 및
상기 터빈과 동일한 축으로 연결되고, 상기 터빈의 회전에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기
를 포함하는 바이너리 방식 발전시스템.A working fluid heater for receiving waste heat from a waste heat source and transferring the waste heat to a working fluid;
A working fluid circulation conduit connected to the working fluid heater and circulating the working fluid;
A turbine driven by the working fluid; And
Generator that is connected to the same axis as the turbine, converts the rotational energy of the turbine into electrical energy
Binary development system comprising a. 제1항에 있어서,
상기 폐열공급원은,
지역난방수를 가열하는 열원;
상기 지역난방수가 순환하는 지역난방수 순환관로;
상기 열원과 상기 지역난방수 순환관로를 연결하고, 상기 열원와 상기 지역난방수가 열교환을 하는 지역난방수 가열기; 및
상기 지역난방수 순환관로와 연결되어 난방수요처에 난방을 공급하는 사용자 열교환기
를 포함하는 지역난방 공급시스템인 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.The method of claim 1,
The waste heat source comprises:
A heat source for heating the district heating water;
A district heating water circulation line through which the district heating water circulates;
A district heating water heater connecting the heat source and the district heating water circulation duct to heat-exchange the heat source and the district heating water; And
A user heat exchanger connected to the district heating water circulation duct for supplying heat to a heating demand place;
Wherein the heating system is a local heating supply system. 제2항에 있어서,
상기 지역난방수 순환관로는 열공급 관로와 열회수 관로를 포함하되, 상기 작동유체 가열기는 상기 열공급 관로 또는 상기 열회수 관로에 연결되는 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the district heating water circulation line includes a heat supply pipe and a heat recovery pipe, and the working fluid heater is connected to the heat supply pipe or the heat recovery pipe. 제2항에 있어서,
상기 열원은,
증기를 생성하는 보일러;
상기 보일러에서 생성된 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈; 및
상기 증기터빈에서 배출되는 증기를 냉각 응축하여 복수로 만드는 복수기
를 포함하는 발전시스템인 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.3. The method of claim 2,
The heat source may include:
Boilers for generating steam;
A steam turbine driven by the steam generated in the boiler; And
A condenser for condensing the steam discharged from the steam turbine into a plurality of condensers;
Wherein the power generation system is a power generation system including the power generation system. 제2항에 있어서,
상기 열원은,
압축기, 연소기 및 가스터빈을 포함하는 가스터빈시스템;
상기 가스터빈시스템이 구동할 때 발생하는 배기가스의 열을 회수하여 증기를 발생시키는 배열회수보일러;
상기 배열회수보일러로부터 발생하는 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈; 및
상기 증기터빈에서 배출되는 증기를 냉각 응축하여 복수로 만드는 복수기
를 포함하는 발전시스템인 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.3. The method of claim 2,
The heat source may include:
A gas turbine system including a compressor, a combustor, and a gas turbine;
An arrangement recovery boiler for recovering heat of exhaust gas generated when the gas turbine system is driven to generate steam;
A steam turbine driven using steam generated from the batch recovery boiler; And
A condenser for condensing the steam discharged from the steam turbine into a plurality of condensers;
Wherein the power generation system is a power generation system including the power generation system. 제1항에 있어서,
상기 작동유체는 프로판, 펜탄, 부탄 또는 암모니아 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.The method of claim 1,
Wherein the working fluid is any one selected from the group consisting of propane, pentane, butane, and ammonia. 제1항에 있어서,
상기 터빈과 상기 작동유체 가열기 사이에 설치되는 컨덴서; 및
상기 컨덴서와 연결되고, 상기 작동유체를 냉각시키는 냉각기
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.The method of claim 1,
A condenser installed between the turbine and the working fluid heater; And
A condenser connected to the condenser,
Binary development system characterized in that it further comprises. 제1항에 있어서,
상기 폐열공급원은,
증기를 생성하는 보일러;
상기 보일러에서 생성된 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈; 및
상기 증기터빈에서 배출되는 증기를 냉각 응축하여 복수로 만드는 복수기
를 포함하는 발전시스템인 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.The method of claim 1,
The waste heat source comprises:
Boilers for generating steam;
A steam turbine driven by the steam generated in the boiler; And
A condenser for condensing the steam discharged from the steam turbine into a plurality of condensers;
Wherein the power generation system is a power generation system including the power generation system. 제8항에 있어서,
상기 폐열은 상기 보일러가 증기를 생성할 때 배출되는 배기가스의 여열인 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.9. The method of claim 8,
The waste heat is a binary power generation system, characterized in that the heat of the exhaust gas discharged when the boiler generates steam. 제1항에 있어서,
상기 폐열공급원은,
압축기, 연소기 및 가스터빈으로 구성되는 가스터빈시스템;
상기 가스터빈시스템이 구동할 때 발생하는 배기가스의 열을 회수하여 증기를 발생시키는 배열회수보일러;
상기 배열회수보일러로부터 발생하는 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈; 및
상기 증기터빈에서 배출되는 증기를 냉각 응축하여 복수로 만드는 복수기
를 포함하는 발전시스템인 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.The method of claim 1,
The waste heat source comprises:
A gas turbine system composed of a compressor, a combustor, and a gas turbine;
An arrangement recovery boiler for recovering heat of exhaust gas generated when the gas turbine system is driven to generate steam;
A steam turbine driven using steam generated from the batch recovery boiler; And
A condenser for condensing the steam discharged from the steam turbine into a plurality of condensers;
Wherein the power generation system is a power generation system including the power generation system. 제10항에 있어서,
상기 폐열은 상기 배열회수보일러가 증기를 생성할 때 배출되는 배기가스의 여열인 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.11. The method of claim 10,
The waste heat is a binary power generation system, characterized in that the heat of the exhaust gas discharged when the heat recovery boiler generates steam. 제1항에 있어서,
상기 폐열공급원은,
보일러;
상기 보일러와 연결되고, 상기 보일러가 증기를 생성할 때 상기 보일러로부터 배출되는 배기가스가 순환하는 배기가스 순환관로;
상기 배기가스 순환관로와 연결되어, 상기 배기가스의 여열을 회수하는 순환수 가열기; 및
상기 순환수 가열기와 연결되고, 상기 순환수 가열기가 회수한 상기 여열을 상기 작동유체 가열기로 공급하는 순환수 순환관로
를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.The method of claim 1,
The waste heat source comprises:
Boiler;
An exhaust gas circulation conduit connected to the boiler and through which exhaust gas discharged from the boiler circulates when the boiler generates steam;
A circulation water heater connected to the exhaust gas circulation pipe for recovering residual heat of the exhaust gas; And
A circulation water circulation pipe connected to the circulation water heater and supplying the remaining heat recovered by the circulation water heater to the working fluid heater,
Wherein the power generation system comprises: 제12항에 있어서,
상기 보일러는 발전소, 공장 또는 아파트 중 어느 하나에 설치되어 증기를 생성하는 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.The method of claim 12,
Wherein the boiler is installed in any one of a power plant, a factory or an apartment to generate steam. 산업 공정에서 발생한 폐열 또는 잉여열로 가열하여 마련된 온수가 흐르는 순환수 순환관로;
상기 순환수 순환관로와 연결되는 작동유체 가열기;
상기 작동유체 가열기와 연결되는 작동유체 순환관로;
상기 작동유체 순환관로 상에 설치되는 터빈; 및
상기 터빈과 동일한 축으로 연결되는 발전기
를 포함하는 바이너리 방식 발전시스템.A circulation water circulation pipe through which hot water provided by heating with waste heat or excess heat generated in an industrial process flows;
A working fluid heater connected to the circulation water circulation pipe;
A working fluid circulation pipe connected to the working fluid heater;
A turbine installed on the working fluid circulation pipe; And
Generator connected to the same axis as the turbine
Binary development system comprising a. 제14항에 있어서,
상기 온수의 온도는 80℃에서 120℃ 사이인 것을 특징으로 하는 바이너리 방식 발전시스템.15. The method of claim 14,
Binary power generation system, characterized in that the temperature of the hot water is between 80 ℃ to 120 ℃. 발전소 굴뚝으로 배출되는 배기가스의 여열을 회수하여 순환수를 가열하여 작동유체를 증발시켜 발전에 이용하는 에너지 효율 증대 시스템에 있어서,
상기 배기가스가 순환하는 배기가스 순환관로;
상기 배기가스의 여열로 상기 순환수를 가열하는 순환수 가열기;
상기 순환수가 순환하는 순환수 순환관로;
상기 순환수 순환관로 상에 연결되는 작동유체 가열기;
상기 작동유체 가열기와 연결되고, 상기 작동유체를 순환시키는 작동유체 순환관로;
상기 작동유체 순환관로 상에 연결되는 터빈; 및
상기 터빈과 동일한 축으로 연결되어 발전을 수행하는 발전기
를 포함하는 에너지 효율 증대 시스템.In the energy efficiency increase system to recover the residual heat of the exhaust gas discharged to the power plant chimney to heat the circulating water to evaporate the working fluid to use for power generation,
An exhaust gas circulation pipe through which the exhaust gas circulates;
A circulating water heater for heating the circulating water by the heat of the exhaust gas;
A circulation water circulation pipe through which the circulation water circulates;
A working fluid heater connected to the circulation water circulation pipe;
A working fluid circulation pipe connected to the working fluid heater and circulating the working fluid;
A turbine connected to the working fluid circulation conduit; And
Generator that is connected to the same axis as the turbine to generate power
Energy efficiency increase system comprising a.
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