KR20140036972A - System combining power generation apparatus and desalination apparatus - Google Patents

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Abstract

An integrated system of a power generation device and a desalination device comprises a power generation device including a first heat exchanger, an expander, a second heat exchanger with a space to evaporate seawater to generate water vapor, a circulation circuit connected to a working medium pump in series, and a generator; and a desalination device including an intake pump for taking air from the space, a control device for operating the intake pump to make the air pressure inside the space into saturation vapor pressure, a condenser for condensing the water vapor flowing from the space, and a fresh water storage tank for storing fresh water (W) condensed in the condenser.

Description

발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템 {SYSTEM COMBINING POWER GENERATION APPARATUS AND DESALINATION APPARATUS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a system combining a power generation apparatus and a desalination apparatus,

본 발명은, 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system that combines a power generation device and a desalination device.

종래, 발전을 행하는 동시에, 해수로부터 담수를 생성하는[조수(造水)하는] 시스템이 알려져 있다. 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2007-309295호에는, 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템이 개시되어 있다. 상기 발전 장치는, 작동 매체를 증발시키는 제1 열교환기와, 이 제1 열교환기의 하류측에 설치된 팽창기와, 이 팽창기로부터 배출된 작동 매체와 외부로부터 공급되는 해수를 열교환시키는 제2 열교환기와, 이 제2 열교환기로부터 유출된 작동 매체를 상기 제1 열교환기로 보내는 작동 매체 펌프가 직렬로 접속된 순환 회로와, 상기 팽창기에 접속된 발전기를 구비한다. 상기 담수화 장치는, 상기 제2 열교환기에 해수를 도입하는 해수 도입 유로와, 역침투막을 갖고 있어 제2 열교환기를 경유한 후의 해수로부터 담수를 얻는 역침투막 장치와, 제2 열교환기를 경유한 후의 해수를 가압하여 상기 역침투막 장치로 보내는 가압 펌프와, 역침투막 장치에 의해 압착된 담수를 회수하는 담수 회수 탱크를 구비한다.Conventionally, there is known a system for generating electricity from water and generating fresh water from seawater. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-309295 discloses a system in which a power generation device and a desalination device are combined. The power generation apparatus includes a first heat exchanger for evaporating the working medium, an inflator provided downstream of the first heat exchanger, a second heat exchanger for exchanging heat between the working medium discharged from the inflator and seawater supplied from the outside, A circulation circuit in which a working medium pump for sending a working medium flowing out of the second heat exchanger to the first heat exchanger is connected in series, and a generator connected to the inflator. The desalination apparatus includes a seawater introduction channel for introducing seawater into the second heat exchanger, a reverse osmosis membrane unit for obtaining fresh water from seawater having the reverse osmosis membrane and passing through the second heat exchanger, To the reverse osmosis membrane device, and a fresh water recovery tank for recovering the fresh water pressed by the reverse osmosis membrane device.

상기 발전 장치에서는, 상기 순환 회로를 순환하는 작동 매체에 의해 상기 팽창기가 구동되고, 이에 의해 상기 발전기로부터 전력이 발생한다. 상기 담수화 장치에서는, 가압 펌프에 의해 가압된 해수가 역침투막 장치로 보내짐으로써, 당해 역침투막 장치의 역침투막으로부터 담수가 압착된다.In the power generation apparatus, the inflator is driven by a working medium circulating in the circulation circuit, whereby power is generated from the generator. In the desalination apparatus, seawater pressurized by a pressurizing pump is sent to the reverse osmosis membrane device, whereby fresh water is squeezed from the reverse osmosis membrane of the reverse osmosis membrane device.

상기한 시스템에서 사용되는 역침투막 장치는, 역침투막의 기능 저하를 방지하기 위해, 당해 역침투막의 정기적인 메인터넌스가 요구된다. 또한, 이 역침투막 장치와 함께 사용되는 가압 펌프는, 역침투막으로부터 담수를 압착하기 위해 해수를 매우 고압으로 될 때까지 가압할 필요가 있고, 그 때문에 당해 가압 펌프의 구동에는 매우 큰 전력이 필요해진다고 하는 문제가 있다.The reverse osmosis membrane device used in the above system requires periodic maintenance of the reverse osmosis membrane in order to prevent the function of the reverse osmosis membrane from deteriorating. In addition, the pressurizing pump used with this reverse osmosis membrane device needs to pressurize seawater until the seawater becomes very high in order to press fresh water from the reverse osmosis membrane, and therefore, There is a problem that it is necessary.

본 발명의 목적은, 역침투막 장치를 사용하는 일 없이 담수를 생성하는 것이 가능한 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a system in which a power generation device capable of generating fresh water without using a reverse osmosis membrane device and a desalination device are combined.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은, 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템이며, 상기 발전 장치는, 외부로부터 공급되는 발전용 열매체와 작동 매체를 열교환시킴으로써 당해 작동 매체를 증발시키는 제1 열교환기와, 상기 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와, 소정의 공간을 갖고 있고, 상기 작동 매체와 외부로부터 상기 공간에 공급된 해수를 열교환시킴으로써, 당해 작동 매체를 응축시키는 동시에 상기 해수를 증발시켜 수증기를 발생시키는 제2 열교환기와, 상기 제2 열교환기에서 응축된 작동 매체를 상기 제1 열교환기로 보내는 작동 매체 펌프가 직렬로 접속된 순환 회로와, 상기 팽창기 내에서 상기 작동 매체가 팽창됨으로써 구동되는 발전기를 구비하고, 상기 담수화 장치는, 상기 제2 열교환기의 상기 공간 내의 기체를 흡인하는 흡인 펌프와, 상기 흡인 펌프의 구동을 제어하는 제어 장치와, 외부로부터 공급되는 냉각 매체와 상기 제2 열교환기의 상기 공간으로부터 도입된 수증기를 열교환시킴으로써 당해 수증기를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 담수를 저류하는 담수 저류 탱크를 구비한다.As a means for solving the above problems, the present invention is a system in which a power generation device and a desalination device are combined, wherein the power generation device includes a first heat exchange device for heat- And an evaporator for expanding the working medium and exchanging heat between the operating medium and the seawater supplied from the outside to condense the operating medium and evaporate the seawater to generate steam A circulation circuit in which a working medium pump for sending a working medium condensed in the second heat exchanger to the first heat exchanger is connected in series and a generator driven by expansion of the working medium in the inflator And the desalination device is configured to suck the gas in the space of the second heat exchanger A condenser for condensing the water vapor by exchanging heat between the cooling medium supplied from the outside and the water vapor introduced from the space of the second heat exchanger; And a fresh water storage tank for storing the condensed fresh water.

본 발명에 따르면, 상기 제2 열교환기의 공간 내의 해수를 증발시킴으로써 수증기를 발생시키고, 그 수증기를 상기 응축기에서 응축시킴으로써 담수가 생성되므로, 종래와 같은 역침투막 장치를 생략할 수 있어, 이에 의해 역침투막의 메인터넌스나, 그 구동에 매우 큰 전력이 필요해지는 가압 펌프가 불필요해진다. 특히, 본 발명에서는, 상기 제어 장치는, 예를 들어 상기 제2 열교환기의 공간 내의 기압이 포화 수증기압으로 되도록, 상기 흡인 펌프의 구동 제어를 행하므로, 당해 공간 내의 해수는, 상기 작동 매체로부터 열을 수취함으로써 바로 증발된다. 이와 같이 하여 발생한 충분한 양의 수증기는, 상기 응축기로 유도되어 당해 응축기에서 응축된다. 즉, 본 발명에서는, 상기 흡인 펌프에 의해 상기 공간 내의 기압을 저하시킴으로써 당해 공간 내의 해수의 증발이 촉진되므로, 충분한 양의 담수가 생성된다. 또한, 상기 흡인 펌프는, 상기 공간 내의 기압을 포화 수증기압으로 낮출 수 있을 정도의 동력이면 충분하므로, 종래와 같이, 역침투막으로부터 담수를 압착하기 위한 가압 펌프에 비해 필요한 전력이 삭감된다.According to the present invention, water vapor is generated by evaporating seawater in the space of the second heat exchanger, and condensed water vapor is generated in the condenser, so that fresh water is generated, so that the conventional reverse osmosis membrane device can be omitted Maintenance of the reverse osmosis membrane and a pressurizing pump that requires a very large amount of electric power for driving the reverse osmosis membrane become unnecessary. Particularly, in the present invention, the control device performs drive control of the suction pump, for example, so that the atmospheric pressure in the space of the second heat exchanger becomes saturated water vapor pressure, so that seawater in the space is discharged from the operating medium Is evaporated immediately. A sufficient amount of water vapor thus generated is led to the condenser and condensed in the condenser. That is, in the present invention, by reducing the atmospheric pressure in the space by the suction pump, evaporation of seawater in the space is promoted, so that a sufficient amount of fresh water is generated. In addition, since the suction pump has enough power to lower the atmospheric pressure in the space to the saturated steam pressure, the required power is reduced as compared with the conventional pressurizing pump for pressing the fresh water from the reverse osmosis membrane.

이 경우에 있어서, 상기 제어 장치는, 정기적으로 상기 흡인 펌프를 구동시키는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the control device periodically drives the suction pump.

이와 같이, 정기적으로 상기 흡인 펌프를 구동시킨다고 하는 간단한 제어에 의해, 조수 효율의 저하를 억제하면서, 상기 흡인 펌프의 구동 전력을 저감시킬 수 있다. 상기 흡인 펌프를 상시 구동시키면, 조수 효율은 최대로 되지만, 상기 흡인 펌프의 구동 전력이 커진다. 한편, 예를 들어 상기 공간 내의 기압이 포화 수증기압 정도로 된 후에 상기 흡인 펌프의 구동을 완전히 정지시키면, 상기 흡인 펌프의 구동 전력을 저감시킬 수 있지만, 상기 제2 열교환기의 공간 내에 외기가 침입하거나 하여 당해 공간 내의 기압이 상승하여, 당해 공간 내의 해수의 증발량, 즉, 조수 효율이 저하되는 것이 우려된다. 이에 대해, 정기적으로 상기 흡인 펌프를 구동시켜 상기 공간 내의 기압을 포화 수증기압 정도로 함으로써, 당해 공간 내의 해수의 증발이 촉진되므로, 조수 효율의 저하를 억제하면서, 상기 흡인 펌프의 구동 전력을 저감시킬 수 있다. 또한, 정기적으로 흡인 펌프를 구동시킨다고 하는 단순한 제어이므로, 저렴하게 도입할 수 있다.In this manner, the driving power of the suction pump can be reduced while suppressing the deterioration of the fresh water generation efficiency by simple control that the suction pump is periodically driven. When the suction pump is driven at all times, the fresh water generation efficiency is maximized, but the driving power of the suction pump is increased. On the other hand, for example, if driving of the suction pump is stopped completely after the atmospheric pressure in the space reaches about the saturation water vapor pressure, the drive power of the suction pump can be reduced, but the outside air intrudes into the space of the second heat exchanger It is feared that the atmospheric pressure in the space is increased and the evaporation amount of the seawater in the space, that is, the fresh water generation efficiency is lowered. On the other hand, by driving the suction pump periodically to make the atmospheric pressure in the space about the saturated water vapor pressure, the evaporation of seawater in the space is promoted, so that the driving power of the suction pump can be reduced while suppressing the decrease in the fresh water generation efficiency . Furthermore, since the control is simple that the suction pump is driven periodically, it can be introduced at low cost.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 담수화 장치는, 상기 제2 열교환기의 상기 공간 내의 기압을 검지하는 압력 센서를 더 갖고, 상기 제어 장치는, 상기 압력 센서에 의해 검지된 값이 상기 공간 내의 수증기의 포화 수증기압보다도 높은 소정값으로 되었을 때에 상기 공간 내의 기압이 포화 수증기압으로 되도록 상기 흡인 펌프의 구동을 제어하는 것이 바람직하다.Further, in the present invention, it is preferable that the desalination apparatus further includes a pressure sensor for detecting the atmospheric pressure in the space of the second heat exchanger, wherein the control device determines that the value detected by the pressure sensor It is preferable to control the driving of the suction pump so that the atmospheric pressure in the space becomes the saturated water vapor pressure when the predetermined value becomes higher than the saturated water vapor pressure.

이와 같이 하면, 상기 흡인 펌프를 정기적으로 구동시키는 경우에 비해, 조수 효율의 저하를 더욱 억제하면서, 상기 흡인 펌프의 구동 전력을 더욱 억제할 수 있다. 즉, 상기 압력 센서에 의해 검지된 값이 상기 공간 내의 기체의 포화 수증기압보다도 높은 소정값으로 되었을 때에 상기 흡인 펌프를 구동시켜 상기 공간 내의 기압을 포화 수증기압으로 하기 때문에, 상기 공간 내의 기압은 항상 상기 소정값과 포화 수증기압 사이로 유지된다. 따라서, 높은 조수 효율을 유지하면서, 상기 흡인 펌프의 구동 전력을 저감시킬 수 있다.In this way, the drive power of the suction pump can be further suppressed, while suppressing the deterioration of the fresh water generation efficiency, as compared with the case where the suction pump is periodically driven. That is, when the value detected by the pressure sensor becomes a predetermined value higher than the saturation water vapor pressure of the gas in the space, the suction pump is driven so that the atmospheric pressure in the space becomes the saturated water vapor pressure. Value and the saturated water vapor pressure. Therefore, the driving power of the suction pump can be reduced while maintaining high fresh water generation efficiency.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 담수화 장치는, 상기 제2 열교환기의 상기 공간 내의 온도를 검지하는 온도 센서를 더 갖고, 상기 제어 장치는, 상기 온도 센서에 의해 검지된 온도로부터 당해 온도에서의 포화 수증기압을 산출하고, 산출된 상기 포화 수증기압을 상기 공간 내의 수증기의 상기 포화 수증기압으로 하여 상기 흡인 펌프의 구동을 제어하는 것이 바람직하다.Further, in the present invention, it is preferable that the desalination apparatus further includes a temperature sensor for detecting the temperature in the space of the second heat exchanger, It is preferable that the water vapor pressure is calculated and the calculated saturated water vapor pressure is used as the saturated water vapor pressure of the water vapor in the space to control the driving of the suction pump.

이와 같이 하면, 상기 공간 내의 온도에 따라서 포화 수증기압을 보다 정확에 구할 수 있으므로, 높은 조수 효율을 유지하면서, 상기 흡인 펌프의 구동 전력을 저감시키는 성능을 보다 높일 수 있다.In this way, since the saturated water vapor pressure can be obtained more accurately according to the temperature in the space, the performance for reducing the driving power of the suction pump can be further improved while maintaining high fresh water generation efficiency.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 담수화 장치는, 외부로부터 공급되는 담수화용 열매체와 해수를 열교환시킴으로써 당해 해수를 증발시키는 증발기와, 해수를 상기 증발기로 송입하는 증발기용 펌프와, 상기 증발기에서 발생한 수증기가 상기 제1 열교환기의 발전용 열매체로서 이용되도록 당해 수증기를 상기 제1 열교환기로 유도하는 제1 도입 유로와, 상기 제1 열교환기에서 응축된 담수를 상기 담수 저류 탱크로 유도하는 제2 도입 유로를 더 구비하는 것이 바람직하다.The desalination apparatus may further include an evaporator for evaporating the seawater by exchanging heat water for desalination supplied from the outside with seawater, a pump for evaporating the seawater into the evaporator, A first introduction flow path for introducing the water vapor to the first heat exchanger so that the water vapor is used as a heat medium for power generation of the first heat exchanger, and a second introduction flow path for introducing the fresh water condensed in the first heat exchanger to the fresh water storage tank As shown in Fig.

이와 같이 하면, 상기 증발기에서의 해수의 증발에 의해 발생한 수증기가 상기 제1 열교환기의 발전용 열매체로서 사용되고, 또한 그 수증기는 상기 작동 매체와 열교환됨으로써 응축되어 담수로 되어 상기 담수 저류 탱크로 유도되므로, 효율적으로 조수량을 증가시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 이 발명에서는, 상기 제2 열교환기의 공간 내에서 발생한 수증기를 응축시킴으로써 담수를 얻는 조수 계통과는 별도의 조수 계통이 추가되는데, 이 추가된 조수 계통은, 상기 작동 매체를 가열한다고 하는 기능과, 조수한다고 하는 기능을 양립시킨다.In this way, the water vapor generated by the evaporation of seawater in the evaporator is used as a heating medium for power generation of the first heat exchanger, and the water vapor is heat-exchanged with the working medium to be condensed into fresh water and guided to the fresh water storage tank , It is possible to increase the feed efficiency efficiently. In other words, in the present invention, a fresh water generating system separate from the fresh water generating system for obtaining fresh water by condensing water vapor generated in the space of the second heat exchanger is added. Function and a function to assist.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 응축기의 냉각 매체로서 해수가 사용되는 것이 바람직하다.Further, in the present invention, seawater is preferably used as the cooling medium of the condenser.

이와 같이 하면, 상기 냉각 매체로서 특별히 전용의 매체를 준비할 필요가 없어지므로, 담수화의 제조 비용이 삭감된다.This eliminates the need to prepare a specially dedicated medium as the cooling medium, thereby reducing the manufacturing cost of desalination.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 담수화 장치는, 상기 증발기에 공급되는 담수화용 열매체를 가열하기 위한 태양열 집열기를 더 구비하는 것이 바람직하다.Further, in the present invention, it is preferable that the desalination apparatus further comprises a solar collector for heating the heating water for desalination to be supplied to the evaporator.

이와 같이 하면, 화석 연료를 연소시켜 담수화용 열매체를 가열하는 경우에 비해, 이산화탄소 등의 발생을 방지할 수 있다.In this manner, the generation of carbon dioxide and the like can be prevented as compared with the case where the fossil fuel is burned to heat the heating medium for desalination.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 역침투막 장치를 사용하는 일 없이 담수를 생성하는 것이 가능한 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템을 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, it is possible to provide a system in which a power generation device capable of generating fresh water without using a reverse osmosis membrane device and a desalination device are combined.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템의 개략을 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시하는 시스템의 변형예의 주요부를 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view schematically showing a system in which a power generation apparatus and a desalination apparatus according to an embodiment of the present invention are combined. Fig.
Fig. 2 is a diagram showing a main part of a modification of the system shown in Fig. 1; Fig.

본 발명의 일 실시 형태의 발전 장치(100)와 담수화 장치(200)를 조합한 시스템에 대해, 도 1을 참조하면서 설명한다.A system in which the power generation apparatus 100 of the embodiment of the present invention and the desalination apparatus 200 are combined will be described with reference to Fig.

발전 장치(100)는, 작동 매체가 순환하는 순환 회로(10)와, 발전기(15)를 구비한다. 또한, 상기 작동 매체로서, 물보다도 비점이 낮은 작동 매체(예를 들어, R245fa)가 사용된다.The power generation apparatus 100 includes a circulation circuit 10 through which the working medium circulates, and a generator 15. Further, as the working medium, a working medium having a lower boiling point than water (for example, R245fa) is used.

순환 회로(10)는, 작동 매체를 증발시키는 제1 열교환기(11)와, 작동 매체를 팽창시키는 팽창기(12)와, 팽창기(12)로부터 배출된 작동 매체를 응축시키는 제2 열교환기(13)와, 제2 열교환기(13)에서 응축된 작동 매체를 제1 열교환기(11)로 보내는 작동 매체 펌프(14)가 배관을 통해 직렬로 접속된 폐회로이다.The circulation circuit 10 comprises a first heat exchanger 11 for evaporating the working medium, an inflator 12 for expanding the working medium, a second heat exchanger 13 for condensing the working medium discharged from the inflator 12 And a working medium pump 14 for sending the working medium condensed in the second heat exchanger 13 to the first heat exchanger 11 are connected in series via piping.

제1 열교환기(11)는, 액상의 작동 매체를 증발시켜 습윤 증기, 포화 증기, 혹은 과열 증기로 하는 것이다. 제1 열교환기(11)는, 작동 매체가 흐르는 작동 매체 유로(11a)와, 외부의 열원으로부터 공급되는 발전용 열매체가 흐르는 열매체 유로(11b)를 갖고 있다. 작동 매체 유로(11a)는, 순환 회로(10)의 배관에 접속되어 있다. 즉, 작동 매체 유로(11a)의 일단부는, 작동 매체 펌프(14)와 제1 열교환기(11) 사이에 설치되는 배관에 접속되어 있고, 작동 매체 유로(11a)의 타단부는, 제1 열교환기(11)와 팽창기(12) 사이에 설치되는 배관에 접속되어 있다. 작동 매체 유로(11a)를 흐르는 작동 매체는, 열매체 유로(11b)를 흐르는 발전용 열매체와 열교환됨으로써 증발한다. 본 실시 형태에서는, 열매체 유로(11b)를 흐르는 발전용 열매체로서, 후술하는 바와 같이 태양열을 열원으로 하는 태양열 집열기(40)에 의해 생성된 수증기(M)가 사용된다. 단, 이 발전용 열매체는, 이것에 한정되지 않는다.The first heat exchanger (11) evaporates the liquid working medium into wet steam, saturated steam or superheated steam. The first heat exchanger 11 has a working medium flow path 11a through which the working medium flows and a heating medium flow path 11b through which the heating medium supplied from the external heat source flows. The working medium flow path 11a is connected to the piping of the circulation circuit 10. That is, one end of the working medium flow path 11a is connected to a pipe provided between the working medium pump 14 and the first heat exchanger 11, and the other end of the working medium flow path 11a is connected to the first heat exchange And is connected to a pipe provided between the device (11) and the inflator (12). The working medium flowing through the working medium flow path 11a evaporates by heat exchange with the heating medium flowing through the heating medium flow path 11b. In the present embodiment, the water vapor M generated by the solar collector 40 using solar heat as a heat source is used as a heat medium for power generation flowing through the heat medium flow path 11b. However, the heating medium for power generation is not limited to this.

팽창기(12)는, 순환 회로(10)에 있어서의 제1 열교환기(11)의 하류측에 설치되어 있고, 제1 열교환기(11)에서 증발한 작동 매체를 팽창시킴으로써 당해 작동 매체로부터 운동 에너지를 취출한다. 본 실시 형태에서는, 팽창기(12)로서 스크류 팽창기가 사용되고 있다. 스크류 팽창기는, 팽창기의 케이싱 내에 형성된 로터실(도시하지 않음)에 암형/수형 한 쌍의 스크류 로터(도시하지 않음)가 수용되어 있다. 이 스크류 팽창기에서는, 상기 케이싱에 형성된 흡기구로부터 상기 로터실에 공급된 작동 매체의 팽창력에 의해 상기 스크류 로터가 회전한다. 그리고, 상기 로터실 내에서 팽창됨으로써 압력이 저하된 작동 매체는, 상기 케이싱에 형성된 배출구로부터 배출된다. 본 실시 형태에서는, 이 배출구로부터 배출된 작동 매체의 온도는 약 60℃이다. 또한, 팽창기(12)는, 스크류 팽창기에 한정되지 않고, 스크롤 팽창기 등이어도 된다.The inflator 12 is provided on the downstream side of the first heat exchanger 11 in the circulation circuit 10 and expands the working medium evaporated in the first heat exchanger 11 so that kinetic energy . In the present embodiment, a screw expander is used as the inflator 12. The screw expander has a pair of female and male screw rotors (not shown) housed in a rotor chamber (not shown) formed in the casing of the inflator. In this screw expander, the screw rotor is rotated by an expansion force of a working medium supplied from the inlet port formed in the casing to the rotor chamber. Then, the working medium whose pressure is reduced due to expansion in the rotor chamber is discharged from the discharge port formed in the casing. In this embodiment, the temperature of the working medium discharged from the outlet is about 60 캜. Further, the inflator 12 is not limited to the screw inflator, but may be a scroll inflator or the like.

제2 열교환기(13)는, 소정의 공간(13a)이 형성된 본체부와, 이 공간(13a) 내를 통과하도록 설치되어 있고 그 내부를 작동 매체가 흐르는 작동 매체 유로(13b)를 갖고 있다. 작동 매체 유로(13b)는, 순환 회로(10)의 배관에 접속되어 있다. 즉, 작동 매체 유로(13b)의 일단부는, 팽창기(12)와 제2 열교환기(13) 사이에 설치되는 배관에 접속되어 있고, 작동 매체 유로(13b)의 타단부는, 제2 열교환기(13)와 작동 매체 펌프(14) 사이에 설치되는 배관에 접속되어 있다. 이 공간(13a) 내에 외부로부터 표층의 해수(S)가 공급됨으로써, 작동 매체 유로(13b)는 당해 해수(S) 중에 침지된다. 제2 열교환기(13)는, 공간(13a)에 공급된 해수(S)와 작동 매체 유로(13b) 내를 흐르는 작동 매체를 열교환시킴으로써, 당해 작동 매체를 응축시킨다. 이때, 상기 해수(S)가 증발하여 공간(13a) 내에 수증기(M)가 발생하는데, 이 수증기(M)에 대해서는 후술한다. 이 제2 열교환기(13)의 작동 매체 유로(13b)에는, 팽창기(12)로부터 배출된 가스상의 작동 매체, 예를 들어 60℃, 200㎪ 정도의 작동 매체가 유입된다. 그리고, 이 작동 매체 유로(13b)로부터는, 해수(S)와 열교환됨으로써 응축된 액상의 작동 매체, 예를 들어 33℃, 200㎪ 정도의 작동 매체가 유출된다.The second heat exchanger 13 has a body portion formed with a predetermined space 13a and a working medium flow path 13b provided so as to pass through the space 13a and through which the working medium flows. The working medium flow path 13b is connected to the piping of the circulation circuit 10. That is, one end of the working medium flow path 13b is connected to a pipe provided between the inflator 12 and the second heat exchanger 13, and the other end of the working medium flow path 13b is connected to the second heat exchanger 13) and the working medium pump (14). The seawater S in the surface layer is supplied from the outside into the space 13a so that the working medium flow path 13b is immersed in the seawater S. The second heat exchanger 13 condenses the working medium by exchanging the seawater S supplied to the space 13a with the working medium flowing in the working medium flow path 13b. At this time, the seawater S evaporates and water vapor M is generated in the space 13a. The water vapor M will be described later. A working medium in the form of gas discharged from the inflator 12, for example, about 60 캜 and about 200 유 flows into the working medium flow path 13 b of the second heat exchanger 13. The liquid medium working medium, for example, 33 占 폚 and about 200 占 폚, which is condensed by heat exchange with the seawater S flows out from the working medium flow path 13b.

작동 매체 펌프(14)는, 순환 회로(10)에 있어서의 제2 열교환기(13)의 하류측[제2 열교환기(13)와 제1 열교환기(11) 사이]에 설치되어 있고, 작동 매체를 순환 회로(10) 내에서 순환시키기 위한 것이다. 이 작동 매체 펌프(14)는, 제2 열교환기(13)에서 응축된 액상의 작동 매체를 소정의 압력까지 가압하여 제1 열교환기(11)로 송출한다. 작동 매체 펌프(14)로서는, 임펠러를 로터로서 구비하는 원심 펌프나, 로터가 한 쌍의 기어로 이루어지는 기어 펌프 등이 사용된다.The working medium pump 14 is provided on the downstream side of the second heat exchanger 13 (between the second heat exchanger 13 and the first heat exchanger 11) in the circulation circuit 10, For circulating the medium within the circulation circuit (10). The working medium pump 14 pressurizes the liquid working medium condensed in the second heat exchanger 13 to a predetermined pressure and sends it to the first heat exchanger 11. [ As the working medium pump 14, a centrifugal pump having an impeller as a rotor or a gear pump having a rotor as a pair of gears is used.

발전기(15)는, 팽창기(12)에 접속되어 있고, 팽창기(12) 내에서 작동 매체가 팽창되어 상기 스크류 로터가 구동됨으로써 구동된다. 구체적으로는, 발전기(15)는, 팽창기(12)의 한 쌍의 스크류 로터 중 한쪽에 접속된 회전축을 갖고 있고, 이 회전축이 상기 스크류 로터의 회전에 수반하여 회전함으로써 전력을 발생시킨다. 본 실시 형태에서는, 이 발전기(15)로부터는, 약 100㎾의 발전량이 얻어진다.The generator 15 is connected to the inflator 12 and is driven by expanding the working medium in the inflator 12 and driving the screw rotor. Specifically, the generator 15 has a rotation shaft connected to one of the pair of screw rotors of the inflator 12, and the rotation shaft is rotated by the rotation of the screw rotor to generate electric power. In the present embodiment, a power generation amount of about 100 kW is obtained from the generator 15.

다음에, 담수화 장치(200)에 대해 설명한다. 이 담수화 장치(200)는, 제1 조수 계통(201)과 제2 조수 계통(202)과, 담수(W)를 저류하는 담수 저류 탱크(203)를 갖는다. 제1 조수 계통(201)은, 제2 열교환기(13)의 공간(13a) 내에서 발생한 수증기(M)를 이용하여 조수하는 계통이고, 제2 조수 계통(202)은, 후술하는 증발기(33)의 공간(33a) 내에서 발생한 수증기(M)를 이용하여 조수하는 계통이다.Next, the desalination apparatus 200 will be described. This desalination apparatus 200 has a first fresh water generating system 201 and a second fresh water generating system 202 and a fresh water storage tank 203 for storing fresh water W. The first fresh water generating system 201 is a system for generating fresh water by using the water vapor M generated in the space 13a of the second heat exchanger 13 and the second fresh water generating system 202 is a system for generating an evaporator 33 And the water vapor M generated in the space 33a of the water tank 33a.

제1 조수 계통(201)은, 그 내부를 기체가 흐르는 기체 유로(20)와, 기체를 흡인하는 흡인 펌프(21)와, 외부로부터 공급되는 냉각 매체로서의 해수(S)와 수증기(M)를 열교환시킴으로써 당해 수증기(M)를 응축시키는 응축기(22)와, 제2 열교환기(13)의 공간(13a) 내의 수증기(M)를 응축기(22)에 도입하는 수증기 도입 유로(23)와, 내부를 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 유로(24)와, 이 냉각 매체 유로(24)에 설치된 응축기용 펌프(25)와, 응축기(22)에서 응축된 담수를 담수 저류 탱크(203)에 도입하는 담수 도입 유로(27)와, 이 담수 도입 유로(27)에 설치된 담수 송출 펌프(28)와, 제2 열교환기(13)의 공간(13a)에 해수(S)를 보충하는 해수 보충 유로(29)와, 이 해수 보충 유로(29)에 설치되어 있고 공간(13a)에 해수(S)를 송입하는 제2 열교환기용 펌프(30)와, 제어 장치(31)와, 제2 열교환기(13)의 공간(13a) 내의 온도를 검지하는 온도 센서(32a)와, 제2 열교환기(13)의 공간(13a) 내의 기압을 검지하는 압력 센서(32b)를 구비한다. 제2 조수 계통(202)은, 외부로부터 공급되는 담수화용 열매체와 해수(S)를 열교환시킴으로써, 담수화용 열매체를 응축시키는 동시에 당해 해수(S)를 증발시키는 증발기(33)와, 증발기(33)에 해수(S)를 보충하는 해수 보충 유로(34)와, 이 해수 보충 유로(34)에 설치된 증발기용 펌프(35)와, 증발기(33)에서 발생한 수증기(M)를 제1 열교환기(11)로 유도하는 제1 도입 유로(36)와, 제1 열교환기(11)에서 응축된 담수를 담수 저류 탱크(203)로 유도하는 제2 도입 유로(37)와, 담수화용 열매체를 순환시키는 순환 회로(38)와, 이 순환 회로(38)에 설치된 순환 펌프(39)와, 담수화용 열매체를 가열하는 태양열 집열기(40)를 구비한다.The first fresh water generation system 201 includes a gas flow passage 20 through which gas flows, a suction pump 21 for sucking the gas, seawater S as a cooling medium supplied from the outside, and water vapor M A condenser 22 for condensing the water vapor M by heat exchange; a water vapor introduction passage 23 for introducing water vapor M in the space 13a of the second heat exchanger 13 to the condenser 22; A condenser pump 25 provided in the cooling medium flow path 24 and a condenser 22 for condensing the fresh water to the fresh water storage tank 203, A fresh water discharge pump 28 provided in the fresh water introduction passage 27 and a seawater supplemental flow passage 29 for supplementing the seawater S in the space 13a of the second heat exchanger 13 A second heat exchanger pump 30 installed in the seawater supplemental flow passage 29 and sending the seawater S to the space 13a, a control device 31, a second heat exchanger 13, And a space (13a) and the temperature sensor (32a) for detecting the temperature in the second heat exchanger 13, a pressure sensor (32b) for detecting the air pressure in the space (13a) of. The second aqua regime system 202 includes an evaporator 33 for condensing the heat medium for desalination and evaporating the seawater S by exchanging heat water for desalination supplied from the outside with seawater S, An evaporator pump 35 provided in the seawater supplemental flow passage 34 and a water vapor M generated in the evaporator 33 are supplied to the first heat exchanger 11 A second introduction flow path 37 for leading the fresh water condensed in the first heat exchanger 11 to the fresh water storage tank 203 and a circulation path for circulating the fresh water heating medium, Circuit 38, a circulation pump 39 provided in the circulation circuit 38, and a solar collector 40 for heating the heating medium for desalination.

우선, 제1 조수 계통(201)에 대해 설명한다.First, the first assistant water line 201 will be described.

응축기(22)는, 소정의 공간(22a)이 형성된 본체부를 갖고 있다. 기체 유로(20)의 일단부는 공간(22a)에 접속되어 있고, 이 기체 유로(20)에 흡인 펌프(21)가 설치되어 있다. 그리고, 수증기 도입 유로(23)는, 제2 열교환기(13)의 공간(13a)과 응축기(22)의 공간(22a)을 접속하고 있다. 이로 인해, 흡인 펌프(21)가 구동되면, 제2 열교환기(13)의 공간(13a) 내의 기체가 수증기 도입 유로(23) 및 응축기(22)의 공간(22a)를 통과하여 기체 유로(20)의 타단부측으로 토출된다.The condenser 22 has a body portion in which a predetermined space 22a is formed. One end of the gas passage 20 is connected to the space 22a and a suction pump 21 is provided in the gas passage 20. [ The water vapor introduction passage 23 connects the space 13a of the second heat exchanger 13 and the space 22a of the condenser 22 with each other. When the suction pump 21 is driven, the gas in the space 13a of the second heat exchanger 13 passes through the steam introduction passage 23 and the space 22a of the condenser 22 and flows into the gas passage 20 And is discharged to the other end side of the discharge port.

냉각 매체 유로(24)는, 공간(22a) 내를 통과하도록 설치되어 있는 동시에, 그 양단부가 해수(S) 중에 배치되어 있다. 그로 인해, 응축기용 펌프(25)는, 냉각 매체 유로(24) 내에 해수(S)를 송입한다. 본 실시 형태에서는, 이 해수(S)의 온도는, 예를 들어 25℃이다. 또한, 이 응축기(22)에서 사용되는 냉각 매체, 즉, 냉각 매체 유로(24) 내를 흐르는 냉각 매체는, 해수(S)에 한정되지 않는다.The cooling medium flow path 24 is provided so as to pass through the space 22a and both end portions thereof are disposed in the seawater S. [ Therefore, the condenser pump (25) feeds the seawater (S) into the cooling medium flow path (24). In this embodiment, the temperature of the sea water S is, for example, 25 占 폚. The cooling medium used in the condenser 22, that is, the cooling medium flowing in the cooling medium passage 24 is not limited to the seawater S.

담수 도입 유로(27)는 응축기(22)와 담수 저류 탱크(203)를 접속하고 있고, 담수 송출 펌프(28)는 응축기(22) 내의 담수(W)를 담수 저류 탱크(203)에 송입한다.The fresh water introduction flow path 27 connects the condenser 22 and the fresh water storage tank 203 and the fresh water delivery pump 28 feeds the fresh water W in the condenser 22 to the fresh water storage tank 203.

해수 보충 유로(29)는, 제2 열교환기(13)의 공간(13a)에 해수(S)를 보충하기 위한 유로이다. 본 실시 형태에서는, 이 해수(S)의 온도는, 예를 들어 25℃이다. 단, 공간(13a)에 보충되는 해수(S)는, 저온의 해수, 즉, 심층의 해수(S)라도 좋다. 이것은, 발전기(15)로부터 보다 많은 전력이 얻어진다고 하는 이유에 의한다. 즉, 발전기(15)로부터 얻어지는 전력은, 팽창기(12)의 배출측의 작동 매체의 압력이 낮을수록 커지고, 팽창기(12)의 배출측의 작동 매체의 압력은, 공간(13a)에 공급되는 해수(S)의 온도가 낮을수록 낮아지기 때문이다.The seawater supplemental flow passage 29 is a flow passage for replenishing the seawater S in the space 13a of the second heat exchanger 13. [ In this embodiment, the temperature of the sea water S is, for example, 25 占 폚. However, the seawater S supplemented to the space 13a may be low-temperature seawater, that is, seawater S in the deep layer. This is for the reason that more power is obtained from the generator 15. That is, the power obtained from the generator 15 increases as the pressure of the working medium on the discharge side of the inflator 12 becomes lower, and the pressure of the working medium on the discharge side of the inflator 12 becomes higher as the pressure of the seawater (S) is lower.

제어 장치(31)는, 온도에 따른 포화 수증기압이 기록된 기록부(31a)와, 기록부(31a)를 참조함으로써 온도 센서(32a)에 의해 검지된 값으로부터 당해 온도에서의 포화 수증기압을 산출하는 산출부(31b)와, 압력 센서(32b)에 의해 검지된 값이, 산출부(31b)에서 산출된 공간(13a) 내의 포화 수증기압에 일정값만큼 더해진 소정값으로 되었을 때에 흡인 펌프(21)를 구동시키는 펌프 구동부(31c)와, 압력 센서(32b)에 의해 검지된 값이 상기 포화 수증기압 이하로 되었을 때에 흡인 펌프(21)의 구동을 정지하는 펌프 정지부(31d)를 갖는다.The control unit 31 includes a recording unit 31a recording a saturated water vapor pressure in accordance with the temperature and a calculation unit 31b for calculating the saturated water vapor pressure at the temperature from the value detected by the temperature sensor 32a by referring to the recording unit 31a. And the suction pump 21 is driven when the value detected by the pressure sensor 32b reaches a predetermined value added by a predetermined value to the saturated water vapor pressure in the space 13a calculated by the calculating section 31b A pump driving section 31c and a pump stop section 31d for stopping the driving of the suction pump 21 when the value detected by the pressure sensor 32b becomes equal to or lower than the saturated water vapor pressure.

이 제1 조수 계통(201)에서의 조수를 개시하기 전에는, 공간(13a) 내에 해수(S)가 충전되어 있어, 이 상태에서의 공간(13a) 내의 기압은 상기 소정값보다도 높게 되어 있는 경우가 있다. 이 경우, 제1 조수 계통(201)에서의 조수를 개시하면, 펌프 구동부(31c)가 흡인 펌프(21)를 구동시키고, 공간(13a) 내의 기체는, 흡인 펌프(21)에 흡인되어 기체 유로(20)의 타단부측으로 토출된다. 그리고, 공간(13a) 내의 기압이 포화 수증기압 이하로 되면, 펌프 정지부(31d)가 흡인 펌프(21)의 구동을 정지시킨다.The seawater S is filled in the space 13a before the fresh water generation in the first fresh water generating system 201 is started and the case where the atmospheric pressure in the space 13a in this state is higher than the predetermined value have. In this case, when the fresh water generation in the first fresh water generation system 201 is started, the pump driving section 31c drives the suction pump 21, and the gas in the space 13a is sucked by the suction pump 21, (20). Then, when the atmospheric pressure in the space 13a becomes equal to or lower than the saturated water vapor pressure, the pump stopping section 31d stops the driving of the suction pump 21. [

이 상태, 즉, 공간(13a) 내 및 공간(22a) 내의 기압이 포화 수증기압으로 된 상태에서는, 당해 공간(13a) 내의 해수(S)는, 순환 회로(10)를 순환하는 작동 매체로부터 열을 수취함으로써 바로 증발된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 이때 발생하는 수증기(M)의 온도는, 예를 들어 31℃이고, 그 포화 수증기압은 4.50㎪이다. 이와 같이 하여 공간(13a) 내에 수증기(M)가 발생하면, 당해 공간(13a) 내의 기압은 응축기(22)의 공간(22a) 내의 기압보다도 높아지므로, 당해 수증기(M)는, 수증기 도입 유로(23)를 통과하여 응축기(22)의 공간(22a)으로 유도되어, 냉각 매체 유로(24) 내의 해수(S)와 열교환됨으로써 응축된다. 이에 의해 생성된 담수(W)는, 담수 도입 유로(27)를 통과하여 담수 저류 탱크(203)로 유도된다. 여기서, 제2 열교환기(13)의 공간(13a) 내로부터 응축기(22)의 공간(22a)에 이른 수증기(M)는, 당해 응축기(22)에서 응축되므로, 공간(13a) 내의 기압이 공간(22a) 내의 기압보다도 높은 상태가 유지된다. 그로 인해, 공간(13a)에서 발생한 수증기(M)는, 자연히 공간(22a)으로 유도된다.In this state, that is, in a state in which the atmospheric pressure in the space 13a and the pressure in the space 22a become the saturated water vapor pressure, the seawater S in the space 13a is heated from the working medium circulating the circulation circuit 10 Evaporated immediately upon receipt. In this embodiment, the temperature of the water vapor M generated at this time is, for example, 31 占 폚, and the saturated water vapor pressure is 4.50 kPa. When the steam M is generated in the space 13a in this way, the atmospheric pressure in the space 13a becomes higher than the atmospheric pressure in the space 22a of the condenser 22, so that the water vapor M passes through the steam- 23 to be introduced into the space 22a of the condenser 22 and is heat-exchanged with the seawater S in the cooling medium flow path 24 to be condensed. The fresh water W thus generated is led to the fresh water storage tank 203 through the fresh water introduction flow path 27. Here, the water vapor M that has flowed from the space 13a of the second heat exchanger 13 into the space 22a of the condenser 22 is condensed in the condenser 22, A state higher than the atmospheric pressure in the first chamber 22a is maintained. As a result, the water vapor M generated in the space 13a is naturally introduced into the space 22a.

다음에, 제2 조수 계통(202)에 대해 설명한다.Next, the second auxiliary water system 202 will be described.

증발기(33)는 소정의 공간(33a)이 형성된 본체부를 갖고 있다. 순환 회로(38)는, 이 공간(33a) 내를 통과하도록 설치되어 있고 그 내부를 담수화용 열매체가 흐른다. 이 순환 회로(38)는, 공간(33a) 내에 배치된 열매체 유로(33b)를 갖고 있다. 이 공간(33a) 내에 외부로부터 해수(S)가 공급됨으로써, 열매체 유로(33b)는 당해 해수(S) 중에 침지된다.The evaporator 33 has a body portion in which a predetermined space 33a is formed. The circulation circuit 38 is provided so as to pass through the space 33a, and a heating medium for desalination flows therein. The circulation circuit 38 has a heat medium flow path 33b disposed in the space 33a. The seawater S is supplied from the outside into the space 33a so that the heat medium flow path 33b is immersed in the seawater S.

해수 보충 유로(34)는, 증발기(33)의 공간(33a)에 해수(S)를 보충하기 위한 유로이다. 해수(S)는, 증발기용 펌프(35)에 의해 공간(33a)으로 송입된다. 이 해수 보충 유로(34)를 통해 보충되는 해수(S)는, 담수화용 열매체와의 열교환에 의해 증발될 필요가 있으므로, 그 온도는 높은 쪽이, 즉, 표층의 해수(S)인 것이 바람직하다.The seawater supplemental flow passage 34 is a flow passage for replenishing the seawater S in the space 33a of the evaporator 33. [ The seawater S is fed into the space 33a by the pump 35 for the evaporator. Since the seawater S supplemented through the seawater supplemental flow passage 34 needs to be evaporated by heat exchange with the heating medium for desalination, the higher the temperature, that is, the seawater S in the surface layer is preferable .

제1 도입 유로(36)는, 증발기(33)의 공간(33a)과 제1 열교환기(11)의 열매체 유로(11b)의 일단부측과의 사이를 접속하고 있고, 제2 도입 유로(37)는, 제1 열교환기(11)의 열매체 유로(11b)의 타단부측과 담수 저류 탱크(203) 사이를 접속하고 있다.The first introduction flow path 36 connects between the space 33a of the evaporator 33 and one end side of the heat medium flow path 11b of the first heat exchanger 11. The second introduction flow path 37, Is connected between the other end side of the heat medium flow passage (11b) of the first heat exchanger (11) and the fresh water storage tank (203).

이 제2 조수 계통(202)에서의 조수를 개시할 때, 증발기용 펌프(35)와 순환 펌프(39)가 구동된다. 이에 의해, 담수화용 작동 매체는, 순환 펌프(39)에 의해 가압되어 순환 회로(38)를 순환한다. 즉, 담수화용 작동 매체는, 순환 펌프(39)에 의해 태양열 집열기(40)측으로 보내지고, 이 태양열 집열기(40)에 의해 가열됨으로써 증발된 후, 증발기(33)의 열매체 유로(33b)로 유입된다. 그리고, 이 담수화용 작동 매체는, 증발기(33)의 공간(33a) 내의 해수(S)와 열교환됨으로써 응축되고, 증발기(33)로부터 유출되어 다시 순환 펌프(39)에 이르도록 하여 순환 회로(38)를 순환한다.At the time of starting the fresh water generation in the second fresh water generation system 202, the evaporator pump 35 and the circulation pump 39 are driven. As a result, the desalination working medium is pressurized by the circulation pump 39 and circulated through the circulation circuit 38. That is, the desalination working medium is sent to the solar collector 40 by the circulation pump 39, evaporated by being heated by the solar collector 40, and then introduced into the heating medium flow path 33b of the evaporator 33 do. The desalination working medium is condensed by heat exchange with the seawater S in the space 33a of the evaporator 33 and flows out from the evaporator 33 to reach the circulation pump 39 again, ).

이때, 증발기(33) 내에서는, 해수(S)가 담수화용 열매체로부터 열을 수취함으로써 증발하여, 수증기(M)가 발생한다. 이 수증기(M)는, 제1 도입 유로(36)를 통과하여 제1 열교환기(11)의 열매체 유로(11b)로 유도되어, 작동 매체 유로(11a)를 순환하는 작동 매체와 열교환됨으로써 응축되어 담수로 된다. 그리고, 이 담수(W)는, 제2 도입 유로(37)를 통과하여 담수 저류 탱크(203)로 유도된다.At this time, in the evaporator 33, the seawater S is evaporated by receiving heat from the heating medium for desalination, and water vapor M is generated. The water vapor M passes through the first introduction passage 36 and is led to the heat medium passage 11b of the first heat exchanger 11 and is heat-exchanged with the working medium circulating in the working medium passage 11a, It becomes fresh water. The fresh water W passes through the second introduction passage 37 and is led to the fresh water storage tank 203.

즉, 이 제2 조수 계통(202)는, 해수(S)로부터 담수(W)를 생성하는 과정에서 발생하는 수증기(M)를, 발전 장치(100)의 발전용 열매체로서 이용하므로, 조수하는 기능에 더하여, 상기 작동 매체를 가열한다고 하는 기능도 겸비하고 있다.That is, since the second fresh water generating system 202 uses the water vapor M generated in the process of generating the fresh water W from the seawater S as the heating medium for power generation of the power generation apparatus 100, In addition to the function of heating the working medium.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 발전 장치(100)와 담수화 장치(200)를 조합한 시스템에 따르면, 제2 열교환기(13)의 공간(13a) 내의 해수(S)를 증발시킴으로써 수증기(M)를 발생시키고, 그 수증기(M)를 응축기(22)에서 응축시킴으로써 담수(W)가 생성되므로, 종래와 같은 역침투막 장치를 생략할 수 있어, 이에 의해 역침투막의 메인터넌스나, 그 구동에 매우 큰 전력이 필요해지는 가압 펌프가 불필요해진다. 특히, 이 실시 형태에서는, 제어 장치(31)는, 제2 열교환기(13)의 공간(13a) 내의 기압이 포화 수증기압으로 되도록 흡인 펌프(21)를 구동시키므로, 당해 공간(13a) 내의 해수(S)는, 작동 매체로부터 열을 수취함으로써 바로 증발된다. 이와 같이 하여 발생한 충분한 양의 수증기(M)는, 응축기(22)로 유도되어 당해 응축기(22)에서 응축된다. 즉, 본 실시 형태에서는, 흡인 펌프(21)에서 공간(13a) 내의 기압을 포화 수증기압으로 함으로써 당해 공간(13a) 내의 해수(S)의 증발이 촉진되므로, 충분한 양의 담수(W)가 생성된다. 또한, 흡인 펌프(21)는, 공간(13a) 내의 기압을 포화 수증기압으로 낮출 수 있을 정도의 동력이면 충분하므로, 종래와 같이, 역침투막으로부터 담수를 압착하기 위한 가압 펌프에 비해 필요한 전력이 삭감된다.As described above, according to the system in which the power generation apparatus 100 and the desalination apparatus 200 of this embodiment are combined, the sea water S in the space 13a of the second heat exchanger 13 is evaporated, And the condensed water vapor M is condensed in the condenser 22 to generate fresh water W. This makes it possible to omit the conventional reverse osmosis membrane device and to improve the maintenance of the reverse osmosis membrane, A pressurizing pump which requires a very large electric power becomes unnecessary. Particularly, in this embodiment, the control device 31 drives the suction pump 21 so that the atmospheric pressure in the space 13a of the second heat exchanger 13 becomes the saturated water vapor pressure, S) is evaporated immediately by receiving heat from the working medium. A sufficient amount of water vapor M generated in this way is led to the condenser 22 and condensed in the condenser 22. That is, in the present embodiment, since the atmospheric pressure in the space 13a in the suction pump 21 is set to the saturated steam pressure, the evaporation of the seawater S in the space 13a is promoted, so that a sufficient amount of fresh water W is generated . Since the suction pump 21 suffices to power enough to lower the atmospheric pressure in the space 13a to the saturated water vapor pressure, the required power is reduced as compared with the pressure pump for pressing the fresh water from the reverse osmosis membrane do.

또한, 본 실시 형태의 제어 장치(31)는, 압력 센서(32b)에 의해 검지된 값이 공간(13a) 내의 수증기(M)의 포화 수증기압보다도 높은 소정값으로 되었을 때에 공간(13a) 내의 기압이 포화 수증기압으로 되도록 흡인 펌프(21)를 구동시키므로, 조수 효율의 저하를 억제하면서, 흡인 펌프(21)의 구동 전력을 억제할 수 있다. 즉, 흡인 펌프(21)를 상시 구동시키면, 조수 효율은 최대로 되지만, 흡인 펌프(21)의 구동 전력이 커지는 한편, 제2 열교환기(13)의 공간(13a) 내의 기압이 포화 수증기압으로 된 후에 흡인 펌프(21)의 구동을 완전히 정지시키면, 공간(13a) 내에 외기가 침입하거나 하여 당해 공간(13a) 내의 기압이 상승하여, 당해 공간(13a) 내의 해수의 증발량, 즉, 조수 효율이 저하되는 것이 우려된다. 이에 대해, 압력 센서(32b)에 의해 검지된 값이 공간(13a) 내의 기체의 포화 수증기압보다도 높은 소정값으로 되었을 때에 흡인 펌프(21)를 구동시켜 공간(13a) 내의 기압을 포화 수증기압으로 함으로써, 공간(13a) 내의 기압은 항상 상기 소정값과 포화 수증기압 사이로 유지된다. 따라서, 높은 조수 효율을 유지하면서, 흡인 펌프(21)의 구동 전력을 저감시킬 수 있다.When the value detected by the pressure sensor 32b reaches a predetermined value higher than the saturation water vapor pressure of the water vapor M in the space 13a, the control device 31 of the present embodiment determines the air pressure in the space 13a The driving power of the suction pump 21 can be suppressed while the suction pump 21 is driven so that the saturated water vapor pressure is suppressed. That is, when the suction pump 21 is always driven, the fresh water generation efficiency is maximized, but the driving power of the suction pump 21 becomes large while the air pressure in the space 13a of the second heat exchanger 13 becomes saturated water vapor pressure When the driving of the suction pump 21 is stopped completely, the outside air intrudes into the space 13a and the air pressure in the space 13a rises, and the evaporation amount of the seawater in the space 13a, that is, . On the other hand, when the value detected by the pressure sensor 32b reaches a predetermined value which is higher than the saturation water vapor pressure of the gas in the space 13a, the suction pump 21 is driven so that the atmospheric pressure in the space 13a becomes saturated water vapor pressure, The air pressure in the space 13a is always kept between the predetermined value and the saturated water vapor pressure. Therefore, the driving power of the suction pump 21 can be reduced while maintaining high fresh water generation efficiency.

또한, 본 실시 형태에서는, 증발기(33)에서의 해수(S)의 증발에 의해 발생한 수증기(M)가 제1 열교환기(11)의 발전용 열매체로서 사용되고, 또한 그 수증기(M)는 작동 매체와 열교환됨으로써 응축되어 담수(W)로 되어 담수 저류 탱크(203)로 유도되므로, 효율적으로 조수량을 증가시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태의 담수화 장치(200)는, 제2 열교환기(13)의 공간(13a) 내에서 발생한 수증기(M)를 응축시킴으로써 담수(W)를 얻는 제1 조수 계통(201)과는 별도의 제2 조수 계통(202)을 갖는데, 이 제2 조수 계통(202)은, 작동 매체를 가열한다고 하는 기능과, 조수한다고 하는 기능을 양립시킨다.In the present embodiment, the water vapor M generated by the evaporation of the seawater S in the evaporator 33 is used as a heat medium for power generation of the first heat exchanger 11, And is condensed into fresh water (W), which is led to the fresh water storage tank 203, so that the amount of water can be efficiently increased. In other words, the desalination apparatus 200 of the present embodiment includes a first fresh water generating system 201 for obtaining fresh water W by condensing the water vapor M generated in the space 13a of the second heat exchanger 13, The second fresh water generating system 202 has a function of heating the working medium and a function of generating fresh water simultaneously.

또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아닌 특허청구범위에 의해 나타내어지고, 또한 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.It is also to be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in all respects. The scope of the present invention is shown not by the description of the above-described embodiments but by the claims, and includes all changes within the meaning and range equivalent to the claims.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 제1 열교환기(11)의 발전용 열매체로서, 태양열 집열기(40)에 의해 생성된 수증기(M)를 사용하는 것이 예시되어 있지만, 발전용 열매체는 이것에 한정되지 않는다. 이 발전용 열매체는, 갱정(증기정)으로부터 채취된 증기나 온수, 공장 등으로부터 배출된 증기나 온수, 혹은 바이오매스나 화석 연료를 열원으로 하는 보일러로부터 생성된 증기나 온수 등이어도 된다. 단, 조수량의 점에서, 증발기(33)에 있어서 해수(S)를 증발시킴으로써 발생시킨 수증기(M)를 사용하는 쪽이 바람직하다.For example, in the above embodiment, the water vapor M generated by the solar collector 40 is used as the heating medium for power generation of the first heat exchanger 11, but the heating medium for power generation is limited to this It does not. The heating medium for power generation may be steam or hot water collected from a borehole (steam column), steam or hot water discharged from a factory, steam generated from a boiler using biomass or fossil fuel as a heat source, hot water or the like. However, it is preferable to use the water vapor M generated by evaporating the seawater S in the evaporator 33 in view of the amount of water supplied.

또한, 상기 실시 형태에서는, 제어 장치(31)는, 온도 센서(32a) 및 압력 센서(32b)에 의해 검지된 값에 기초하여 흡인 펌프(21)를 구동하는 예를 나타냈지만, 이들 온도 센서(32a) 및 압력 센서(32b)를 생략하는 동시에, 이 제어 장치(31)의 펌프 구동부(31c)가 흡인 펌프(21)의 정지로부터 일정 시간 경과 후에 당해 흡인 펌프(21)를 구동시키고, 펌프 정지부(31d)가 흡인 펌프(21)의 구동으로부터 소정 시간 경과 후에 당해 흡인 펌프(21)를 정지시키도록 해도 된다. 또한, 이 경우, 기록부(31a) 및 산출부(31b)도 생략된다. 이 경우라도, 조수 효율의 저하를 억제하면서, 흡인 펌프(21)의 구동 전력을 억제할 수 있다. 즉, 정기적으로 흡인 펌프(21)를 구동시켜 공간(13a) 내의 기압을 포화 수증기압으로 함으로써, 당해 공간(13a) 내의 해수(S)의 증발이 촉진되므로, 조수 효율의 저하를 억제하면서, 흡인 펌프(21)의 구동 전력을 저감시킬 수 있다. 또한, 이 경우, 정기적으로 흡인 펌프(21)를 구동시킨다고 하는 단순한 제어로 되므로, 제어 장치(31)를 저렴하게 구축할 수 있다.In the above embodiment, the controller 31 has shown an example in which the suction pump 21 is driven based on the values detected by the temperature sensor 32a and the pressure sensor 32b. The pump driving section 31c of the control device 31 drives the suction pump 21 after a lapse of a predetermined time from the stop of the suction pump 21, The suction pump 21 may be stopped after a predetermined time has elapsed since the suction pump 21 was driven. In this case, the recording unit 31a and the calculation unit 31b are also omitted. Even in this case, the driving power of the suction pump 21 can be suppressed while suppressing the deterioration of the fresh water generation efficiency. That is, since the evaporation of the seawater S in the space 13a is promoted by periodically driving the suction pump 21 to make the air pressure in the space 13a saturated with water vapor pressure, It is possible to reduce the driving power of the motor 21. In this case, since the control is simple that the suction pump 21 is periodically driven, the control device 31 can be built inexpensively.

또한, 상기 실시 형태에서는, 담수화용 열매체가 태양열 집열기(40)에 의해 가열되는 예가 나타내어져 있지만, 이 담수화용 열매체는, 갱정(증기정)으로부터 채취된 증기나 온수, 공장 등으로부터 배출된 증기나 온수, 혹은, 바이오매스나 화석 연료를 열원으로 하는 보일러로부터 생성된 증기나 온수 등에 의해 가열되는 구성이라도 좋다.Although the heating medium for desalination is heated by the solar collector 40 in the above embodiment, the heating medium for desalination may be steam or hot water collected from a borehole (steam column), steam discharged from a factory or the like Or may be heated by steam or hot water generated from hot water or a boiler using biomass or fossil fuel as a heat source.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 조수 계통(201)에, 탈기통(41), 해수 유로(42) 및 탈기통용 펌프(43)가 부가되어도 된다. 탈기통(41)은, 기체 유로(20)에 있어서의 응축기(22)와 흡인 펌프(21) 사이에 설치된다. 이 탈기통(41)은, 소정의 공간(41a)이 형성된 본체부와, 당해 공간(41a)과 응축기(22)의 공간(22a)을 접속하는 접속 유로(41b)를 갖는다. 해수 유로(42)는, 공간(41a) 내를 통과하도록 설치되어 있어 그 내부를 해수(S)가 흐르는 유로이다. 탈기통용 펌프(43)는, 해수 유로(42)에 설치되어 있어 당해 해수 유로(42) 내로 해수(S)를 송입한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 이 해수(S)의 온도는, 예를 들어 25℃이다.2, the degumming cylinder 41, the seawater passage 42 and the degassing cylinder pump 43 may be added to the first fresh water generation system 201. In this case, The demister (41) is provided between the condenser (22) and the suction pump (21) in the gas flow path (20). The degasification cylinder 41 has a main body portion in which a predetermined space 41a is formed and a connection passage 41b for connecting the space 41a and the space 22a of the condenser 22 to each other. The seawater channel 42 is provided so as to pass through the space 41a, and is a channel through which the seawater S flows. The deasphalting pump 43 is installed in the seawater passage 42 and feeds the seawater S into the seawater passage 42. In this embodiment, the temperature of the seawater S is, for example, 25 占 폚.

이와 같이, 제1 조수 계통(201)이 탈기통(41), 해수 유로(42) 및 탈기통용 펌프(43)를 포함하는 경우에 있어서 흡인 펌프(21)가 구동되면, 공간(22a) 내의 수증기(M)는 탈기통(41)의 공간(41a)에 이르고, 당해 공간(41a) 내에서 해수 유로(42) 내를 흐르는 해수(S)와 열교환됨으로써 응축된다. 이에 의해 생성된 담수(W)는, 접속 유로(41b)를 통해 공간(22a) 내로 복귀된다. 이와 같이 하면, 흡인 펌프(21)의 구동시에 응축기(22)의 공간(22a) 내의 수증기(M)가 흡인 펌프(21)측으로 흡인되었다고 해도, 당해 수증기(M)는, 탈기통(41)에서 응축되어 응축기(22)로 복귀되므로, 응축기(22)의 공간(22a) 내의 수증기(M)가 흡인 펌프(21)에 의해 흡인되어 조수량이 저하되는 등의 문제의 발생이 억제된다.In this way, when the first fresh water generating system 201 includes the degassing vessel 41, the seawater passage 42 and the degassing pump 43, when the suction pump 21 is driven, the water vapor in the space 22a The water M flows into the space 41a of the degassing cylinder 41 and is condensed by heat exchange with the seawater S flowing in the seawater passage 42 in the space 41a. The fresh water W thus generated is returned into the space 22a through the connection passage 41b. Even if the water vapor M in the space 22a of the condenser 22 is sucked toward the suction pump 21 at the time of driving the suction pump 21 in this way, The condensed water is condensed and returned to the condenser 22 so that the water vapor M in the space 22a of the condenser 22 is sucked by the suction pump 21,

Claims (7)

발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템이며,
상기 발전 장치는, 외부로부터 공급되는 발전용 열매체와 작동 매체를 열교환시킴으로써 당해 작동 매체를 증발시키는 제1 열교환기와, 상기 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와, 소정의 공간을 갖고 있고, 상기 작동 매체와 외부로부터 상기 공간에 공급된 해수를 열교환시킴으로써, 당해 작동 매체를 응축시키는 동시에 상기 해수를 증발시켜 수증기를 발생시키는 제2 열교환기와, 상기 제2 열교환기에서 응축된 작동 매체를 상기 제1 열교환기로 보내는 작동 매체 펌프가 직렬로 접속된 순환 회로와,
상기 팽창기 내에서 상기 작동 매체가 팽창됨으로써 구동되는 발전기를 구비하고,
상기 담수화 장치는, 상기 제2 열교환기의 상기 공간 내의 기체를 흡인하는 흡인 펌프와,
상기 흡인 펌프의 구동을 제어하는 제어 장치와,
외부로부터 공급되는 냉각 매체와 상기 제2 열교환기의 상기 공간으로부터 도입된 수증기를 열교환시킴으로써 당해 수증기를 응축시키는 응축기와,
상기 응축기에서 응축된 담수를 저류하는 담수 저류 탱크를 구비하는, 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템.A system combining a power generation device and a desalination device,
The power generation device includes a first heat exchanger for evaporating the working medium by heat exchange between the heating medium for power generation supplied from the outside and the working medium, an inflator for expanding the working medium, A second heat exchanger for condensing the working medium and evaporating the seawater to generate steam by exchanging the seawater supplied from the first heat exchanger with the seawater supplied from the second heat exchanger to the first heat exchanger, A circulation circuit in which a medium pump is connected in series,
And a generator driven by expansion of the working medium in the inflator,
The desalination apparatus includes a suction pump for sucking gas in the space of the second heat exchanger,
A control device for controlling the driving of the suction pump,
A condenser for condensing the steam by heat-exchanging the cooling medium supplied from the outside with the steam introduced from the space of the second heat exchanger;
And a fresh water storage tank for storing the condensed fresh water in the condenser. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 정기적으로 상기 흡인 펌프를 구동시키도록 제어하는, 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템.The system according to claim 1, wherein the control device controls to drive the suction pump periodically. 제1항에 있어서, 상기 담수화 장치는, 상기 제2 열교환기의 상기 공간 내의 기압을 검지하는 압력 센서를 더 갖고,
상기 제어 장치는, 상기 압력 센서에 의해 검지된 값이 상기 공간 내의 수증기의 포화 수증기압보다도 높은 소정값으로 되었을 때에 상기 공간 내의 기압이 포화 수증기압으로 되도록 상기 흡인 펌프의 구동을 제어하는, 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템.The desalination apparatus according to claim 1, further comprising: a pressure sensor for detecting the air pressure in the space of the second heat exchanger,
Wherein the controller controls the driving of the suction pump so that the atmospheric pressure in the space becomes the saturated water vapor pressure when the value detected by the pressure sensor becomes a predetermined value higher than the saturated water vapor pressure of the water vapor in the space, A system that combines devices. 제3항에 있어서, 상기 담수화 장치는, 상기 제2 열교환기의 상기 공간 내의 온도를 검지하는 온도 센서를 더 갖고,
상기 제어 장치는, 상기 온도 센서에 의해 검지된 온도로부터 당해 온도에서의 포화 수증기압을 산출하고, 산출된 상기 포화 수증기압을 상기 공간 내의 수증기의 상기 포화 수증기압으로 하여 상기 흡인 펌프의 구동을 제어하는, 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템.The desalination apparatus according to claim 3, further comprising a temperature sensor for detecting a temperature in the space of the second heat exchanger,
Wherein the control device calculates a saturated water vapor pressure at the temperature from the temperature detected by the temperature sensor and controls the driving of the suction pump by using the saturated water vapor pressure calculated as the saturated water vapor pressure of the water vapor in the space, A system combining a device and a desalination device. 제1항에 있어서, 상기 담수화 장치는, 외부로부터 공급되는 담수화용 열매체와 해수를 열교환시킴으로써 당해 해수를 증발시키는 증발기와,
해수를 상기 증발기로 송입하는 증발기용 펌프와,
상기 증발기에서 발생한 수증기가 상기 제1 열교환기의 발전용 열매체로서 이용되도록 당해 수증기를 상기 제1 열교환기로 유도하는 제1 도입 유로와,
상기 제1 열교환기에서 응축된 담수를 상기 담수 저류 탱크로 유도하는 제2 도입 유로를 더 구비하는, 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템.The desalination apparatus according to claim 1, wherein the desalination apparatus comprises: an evaporator for evaporating the seawater by exchanging heat water for desalination supplied from the outside with seawater;
An evaporator pump for sending seawater to the evaporator,
A first introduction flow path for leading the water vapor to the first heat exchanger so that water vapor generated in the evaporator is used as a heat medium for power generation of the first heat exchanger,
And a second introduction flow path for leading the fresh water condensed in the first heat exchanger to the fresh water storage tank. 제1항에 있어서, 상기 응축기의 냉각 매체로서 해수가 사용되는, 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템.The system according to claim 1, wherein seawater is used as the cooling medium of the condenser. 제5항에 있어서, 상기 담수화 장치는, 상기 증발기에 공급되는 담수화용 열매체를 가열하기 위한 태양열 집열기를 더 구비하는, 발전 장치와 담수화 장치를 조합한 시스템.6. The system according to claim 5, wherein the desalination apparatus further comprises a solar collector for heating the heating water for desalination to be supplied to the evaporator.
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