KR20140081943A - District heating system including absorption heat pump for increasing production amount of electricity and heat - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 지역난방 공급측의 고온수를 흡수식 히트펌프의 재생기로 공급하여 재생열로 활용하고, 지역난방 회수측으로부터 저온의 난방수를 흡수식 히트펌프 흡수기로 공급하여 재생기로부터 공급된 흡수액과 열교환되어 1차 가열되고, 응축기를 통과하면서 2차 열교환되도록 하여 온도를 승온시켜 배열회수 보일러의 디에이치 이코너마이저(DH Economizer) 또는 열전용 보일러의 입구 온수온도를 상승시킴으로서 열생산을 증가시키고, 터빈 발전기의 복수기의 냉각을 위한 냉각수의 폐열을 열원으로 활용하여 흡수식 히트펌프의 증발기를 거치면서 냉각수의 온도가 저감되므로 이 저감된 냉각수를 복수기의 냉각수로 활용하도록 하는 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a district heating system equipped with an absorption type heat pump for increasing electricity and heat production. More particularly, the present invention relates to a district heating system for supplying hot water at a district heating supply side to a regenerator of an absorption type heat pump, The heat of the low temperature is supplied to the absorption heat pump absorber, and the heat is exchanged with the absorption liquid supplied from the regenerator to be firstly heated, and the secondary heat exchanger is allowed to pass through the condenser to raise the temperature, DH Economizer) or by increasing the temperature of the hot water at the inlet of the heat-only boiler and by using the waste heat of the cooling water for cooling the condenser of the turbine generator as a heat source, the temperature of the cooling water is reduced while passing through the evaporator of the absorption heat pump Electricity and heat that make this reduced cooling water to be used as the cooling water of the plural Relates to a district heating system is provided with an absorption heat pump for increasing the acid amount.
일반적으로 지역난방시스템은 집단에너지를 공급하는 사업자가 다수의 개별 사용자에게 난방 및 급탕을 위해 배관을 통해 집단에너지를 공급하는 시스템으로 개별적으로 사용자가 난방설비를 갖추는 개별난방 시스템과는 차이가 있다.Generally, district heating system differs from individual heating system in which the user who supplies the collective energy supplies the collective energy through piping for heating and hot water supply to a large number of individual users.
즉, 지역난방은 한 개의 도시 또는 일정한 지역 내에 있는 주택, 상가, 사무실, 학교, 병원, 공장 등 각종 건물이 개별적으로 난방설비를 갖추지 않고, 대규모 열생산시설, 즉 열병합발전소를 건설하여 난방 및 급탕에 필요한 중온수(80~120℃)를 생산, 열수송관을 통해 각 수용가에 공급하는 시스템으로 집단에너지 공급방식 중 하나이다.In other words, district heating does not have individual heating facilities such as houses, commercial buildings, offices, schools, hospitals, factories, etc. in a single city or a certain area, and a large-scale heat production facility, that is, a cogeneration power plant, (80 ~ 120 ℃), which is needed to supply electricity to the customers through the heat transfer pipe.
그러나, 이러한 지역 난방시스템은 터빈으로부터 나오는 스팀을 열교환기로 통과시키면서 축열조로부터 공급되는 온수와 열교환하여 승온시켜서 지역 난방수로 공급하기 때문에, 열병합발전소의 발전능력을 저하시키는 요인으로 작용하였다.However, such a district heating system causes the steam generated from the turbine to pass through the heat exchanger, heat-exchanges heat with the hot water supplied from the heat storage tank, and then supplies the steam to the district heating water.
최근에는 발전소나 산업시설의 냉각탑 등에서 버려지는 폐열을 회수하기 위한 방법으로 흡수식 히트펌프를 이용하여 지역난방수를 가열하기 위한 방법이 제안되고 있다. Recently, a method for heating the district heating water using an absorption type heat pump has been proposed as a method for recovering the waste heat that is thrown away from a cooling tower of a power plant or an industrial facility.
국내 특허등록공보 10-975276호(히트펌프를 이용한 지역난방수 공급시스템)과, 10-1052776호(열교환기를 포함하는 고효율 흡수식 히트펌프를 이용한 지역난방수 가열시스템)이 출원되어 등록되어 있다.Korean Patent Registration No. 10-975276 (local heating water supply system using a heat pump) and 10-1052776 (local heating water heating system using a high efficiency absorption heat pump including a heat exchanger) are filed and registered.
상기 히트펌프를 이용한 지역난방수 공급시스템은 지역 난방수가 흡수기를 거치면서 재생기로부터 공급된 흡수액과 열교환 되어 1차 가열되고, 재생기에서 발생된 고온의 냉매증기에 의해 응축기를 거치면서 2차 가열되어 공급되도록 되어 있다.In the district heating water supply system using the heat pump, the district heating water is heat-exchanged with the absorption liquid supplied from the regenerator while passing through the absorber, and is firstly heated. The high-temperature refrigerant vapor generated in the regenerator is secondarily heated .
그러나 상기 히트펌프를 이용한 지역난방수 공급시스템은 1차로 흡수기에서 가열되고 2차로 응축기에서 가열되어 배출되는 난방수가 지역난방에 사용할 수 있는 온도(약 105℃)이상으로 충분히 가열되지 못하고, 히트펌프에서 냉매가 고농도로 인하여 결정화되어 효율이 떨어지는 문제점이 있다.However, in the district heating water supply system using the heat pump, the heating water, which is heated by the absorber in the first stage and secondarily heated by the condenser, can not be sufficiently heated to a temperature (about 105 ° C) There is a problem that the refrigerant is crystallized due to the high concentration and the efficiency is lowered.
또한 상기 열교환기를 포함하는 고효율 흡수식 히트펌프를 이용한 지역난방수 가열시스템은 터빈으로부터 스팀을 추기하여 흡수식 히트펌프의 재생열로 활용하기 때문에 스팀 추기로 인해 발전 출력이 저하되는 문제점이 있다.Also, since the district heating water heating system using the high efficiency absorption heat pump including the heat exchanger adds steam from the turbine and uses the steam as the regeneration heat of the absorption heat pump, there is a problem that the power generation output decreases due to steam addition.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지역난방 공급측의 고온수를 흡수식 히트펌프의 재생기로 공급하여 재생열로 활용하고, 지역난방 회수측으로부터 저온의 난방수를 흡수식 히트펌프 흡수기로 공급하여 재생기로부터 공급된 흡수액과 열교환되어 1차 가열되고, 응축기를 통과하면서 2차 열교환되도록 하여 온도를 승온시켜 배열회수 보일러의 디에이치 이코너마이저(DH Economizer) 또는 열전용 보일러 입구 온수온도를 상승시킴으로서 열생산 증대가 가능하도록 하는 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an absorption type heat pump for supplying hot water at a district heating supply side to a regenerator of an absorption type heat pump, And the temperature of the second heat exchanger is increased by exchanging heat with the absorption liquid supplied from the regenerator and passing through the condenser and passing through the condenser to increase the hot water temperature of the DH economizer or the heat exclusive boiler inlet heat exchanger And an object of the present invention is to provide a district heating system equipped with an absorption type heat pump for increasing the amount of electricity and heat to enable the increase of heat production.
또한 본 발명은 터빈 발전기의 복수기 냉각을 위한 냉각수의 폐열을 열원으로 활용하여 흡수식 히트펌프의 증발기를 거치면서 냉각수의 온도가 저감되므로 이 저감된 냉각수를 복수기의 냉각수로 활용하여 복수온도가 낮아짐에 따라 터빈발전기의 효율을 상승시켜 전기생산을 증대할 수 있도록 하는 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.Further, the present invention uses the waste heat of the cooling water for cooling the condenser of the turbine generator as a heat source, and the temperature of the cooling water is reduced while passing through the evaporator of the absorption type heat pump. Accordingly, Another object is to provide a district heating system equipped with an absorption heat pump for increasing the electric and heat production, which can increase the efficiency of the turbine generator to increase the electric production.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,According to an aspect of the present invention,
가스터빈의 연소열을 회수하여 증기를 생산하고, 이의 내부 후단에 구비된 디에이치 이코너마이저(DH Economizer)에서 지역난방 고온수를 생산하여 배출하는 배열회수 보일러와; 상기 배열회수 보일러의 디에이치 이코너마이저로부터 공급되는 지역난방 고온수 일부와 내부를 순환하는 냉매액을 이용하여 회수되는 지역난방 저온수의 일부를 승온시켜 상기 배열회수 보일러의 디에이치 이코너마이저 입구 수온을 상승시키는 역할을 수행하고, 외부로부터 공급되는 고온 냉각수를 공급받아 열교환시켜 저온 냉각수를 배출하는 흡수식 히트펌프와; 상기 복수기로부터 배출되는 고온 냉각수를 냉각하여 저온 냉각수를 배출하는 냉각탑; 및 상기 냉각탑으로부터 공급되는 저온 냉각수와 상기 흡수식 히트펌프로부터 공급되는 저온 냉각수를 각각 공급받아 상기 배열회수 보일러의 스팀터빈으로부터 배출되는 증기를 물로 변환시키는 복수기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A batch recovery boiler for recovering the combustion heat of the gas turbine to produce steam, and a DH economizer provided at the inner rear end thereof for producing and discharging district heating high temperature water; A part of the district heating low-temperature water recovered by using a part of the district heating high-temperature water supplied from the DI water boiler of the arrangement recovery boiler and the refrigerant circulating inside the boiler is heated, An absorption type heat pump that performs a function of raising the water temperature and receives hot water supplied from the outside and performs heat exchange to discharge the low temperature water; A cooling tower for cooling the high temperature cooling water discharged from the condenser and discharging the low temperature cooling water; And a condenser for receiving the low-temperature cooling water supplied from the cooling tower and the low-temperature cooling water supplied from the absorption heat pump, respectively, and converting the steam discharged from the steam turbine of the arrangement recovery boiler into water.
여기에서, 상기 흡수식 히트펌프는 상기 복수기로부터 냉각수가 공급되어 냉매를 증발시켜 냉각수 온도를 저감시키는 증발기와; 상기 증발기에서 계속적인 증발이 이루어지도록 발생된 냉매증기를 흡수액을 분사하여 흡수하고, 지역난방 저온수를 통과시켜 1차 열교환하는 흡수기와; 상기 배열회수 보일러의 디에이치 이코너마이저로부터 공급되는 지역난방 고온수를 공급받고, 냉매를 포함한 묽어진 흡수액을 분사하여 가열시켜 증기와 흡수액으로 분리시키고, 열교환에 따라 온도가 낮아진 지역난방 고온수를 배출하는 재생기와; 상기 재생기에서 증발된 냉매 증기를 응축하여 상기 흡수기로부터 1차 열교환된 지역난방 저온수를 2차 가열시키고, 응축된 냉매를 상기 증발기로 공급하는 응축기; 및 상기 흡수기로부터 배출되는 묽어진 흡수액을 상기 재생기에서 상기 흡수기로 공급되는 진한 고온의 흡수액과 열교환시켜 재생열원으로 사용되는 지역난방 고온수의 열량을 저감시키는 용액 열교환기로 이루어진다.Here, the absorption type heat pump includes an evaporator that is supplied with cooling water from the condenser and evaporates the refrigerant to reduce the temperature of the cooling water; An absorber for spraying and absorbing the refrigerant vapor generated to continuously evaporate the evaporator and passing the absorbing liquid through the district heating low temperature water to perform primary heat exchange; The hot water of district heating supplied from the DI water heat exchanger of the arrangement recovery boiler is supplied and the diluted absorption liquid containing the refrigerant is injected and heated to separate it into the steam and the absorption liquid and the district heating high temperature water A regenerator for discharging; A condenser for condensing the evaporated refrigerant vapor in the regenerator to secondarily heat the district heating low-temperature water subjected to the first heat exchange from the absorber, and supplying the condensed refrigerant to the evaporator; And a solution heat exchanger for reducing the amount of heat of the district heating hot water used as a regenerative heat source by exchanging the diluted absorption liquid discharged from the absorber with the absorption heat of the thick high temperature supplied to the absorber from the regenerator.
여기에서 또, 상기 흡수식 히트펌프는 상기 흡수기의 묽어진 흡수액을 상기 용액 열교환기를 통과하여 상기 재생기로 공급하는 용액펌프와; 상기 증발기 냉매를 순환시키는 냉매순환펌프를 더 포함한다.
Here, the absorption type heat pump further comprises: a solution pump for passing the diluted absorption liquid of the absorber through the solution heat exchanger to the regenerator; And a refrigerant circulation pump circulating the evaporator refrigerant.
본 발명의 다른 특징은,According to another aspect of the present invention,
지역난방 고온수를 생산하여 배출하는 열전용 보일러와; 상기 열전용 보일러로부터 공급되는 지역난방 고온수 일부와 내부를 순환하는 냉매액을 이용하여 회수되는 지역난방 저온수의 일부를 승온시켜 상기 열전용 보일러의 입구 수온을 상승시키는 역할을 수행하고, 외부로부터 공급되는 고온 냉각수를 공급받아 열교환시켜 저온 냉각수를 배출하는 흡수식 히트펌프와; 상기 복수기로부터 배출되는 고온 냉각수를 냉각하여 저온 냉각수를 배출하는 냉각탑; 및 상기 냉각탑으로부터 공급되는 저온 냉각수와 상기 흡수식 히트펌프로부터 공급되는 저온 냉각수를 각각 공급받아 외부로부터 공급되는 고압 증기를 물로 변환시키는 복수기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A heat-only boiler for producing and discharging district heating hot water; A portion of the district heating low temperature water recovered by using a part of the district heating high temperature water supplied from the heat exclusive boiler and the refrigerant liquid circulating therein raises the inlet water temperature of the heat exclusive boiler, An absorption type heat pump for receiving the supplied high temperature cooling water and exchanging heat to discharge the low temperature cooling water; A cooling tower for cooling the high temperature cooling water discharged from the condenser and discharging the low temperature cooling water; And a condenser for receiving the low-temperature cooling water supplied from the cooling tower and the low-temperature cooling water supplied from the absorption type heat pump, respectively, and converting the high-pressure steam supplied from the outside into water.
여기에서, 상기 흡수식 히트펌프는 상기 복수기로부터 냉각수가 공급되어 냉매를 증발시켜 냉각수 온도를 저감시키는 증발기와; 상기 증발기에서 계속적인 증발이 이루어지도록 발생된 냉매증기를 흡수액을 분사하여 흡수하고, 지역난방 저온수를 통과시켜 1차 열교환하는 흡수기와; 상기 열전용 보일러로부터 공급되는 지역난방 고온수를 공급받고, 냉매를 포함한 묽어진 흡수액을 분사하여 가열시켜 증기와 흡수액으로 분리시키고, 열교환에 따라 온도가 낮아진 지역난방 고온수를 배출하는 재생기와; 상기 재생기에서 증발된 냉매 증기를 응축하여 상기 흡수기로부터 1차 열교환된 지역난방 저온수를 2차 가열시키고, 응축된 냉매를 상기 증발기로 공급하는 응축기; 및 상기 흡수기로부터 배출되는 묽어진 흡수액을 상기 재생기에서 상기 흡수기로 공급되는 진한 고온의 흡수액과 열교환시켜 재생열원으로 사용되는 지역난방 고온수의 열량을 저감시키는 용액 열교환기로 이루어진다.Here, the absorption type heat pump includes an evaporator that is supplied with cooling water from the condenser and evaporates the refrigerant to reduce the temperature of the cooling water; An absorber for spraying and absorbing the refrigerant vapor generated to continuously evaporate the evaporator and passing the absorbing liquid through the district heating low temperature water to perform primary heat exchange; A regenerator that receives the district heating high temperature water supplied from the heat-only boiler, separates the diluted absorption liquid containing the refrigerant into steam and an absorption liquid by heating, and discharges the district heating hot water whose temperature has been lowered by heat exchange; A condenser for condensing the evaporated refrigerant vapor in the regenerator to secondarily heat the district heating low-temperature water subjected to the first heat exchange from the absorber, and supplying the condensed refrigerant to the evaporator; And a solution heat exchanger for reducing the amount of heat of the district heating hot water used as a regenerative heat source by exchanging the diluted absorption liquid discharged from the absorber with the absorption heat of the thick high temperature supplied to the absorber from the regenerator.
여기에서 또, 상기 흡수식 히트펌프는 상기 흡수기의 묽어진 흡수액을 상기 용액 열교환기를 통과하여 상기 재생기로 공급하는 용액펌프와; 상기 증발기 냉매를 순환시키는 냉매순환펌프를 더 포함한다.Here, the absorption type heat pump further comprises: a solution pump for passing the diluted absorption liquid of the absorber through the solution heat exchanger to the regenerator; And a refrigerant circulation pump circulating the evaporator refrigerant.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템에 따르면, 지역난방 공급측의 고온수를 흡수식 히트펌프의 재생기로 공급하여 재생열로 활용하고, 지역난방 회수측으로부터 저온의 난방수를 흡수식 히트펌프 흡수기로 공급하여 재생기로부터 공급된 흡수액과 열교환되어 1차 가열되고, 응축기를 통과하면서 2차 열교환되도록 하여 온도를 승온시켜 배열회수 보일러의 디에이치 이코너마이저(DH Economizer) 또는 열전용 보일러 입구 온수온도를 상승시킴으로서 열생산 증대가 가능할 수 있다.According to the present invention, in the district heating system equipped with the absorption heat pump for increasing the electric and thermal output, the hot water at the district heating supply side is supplied to the regenerator of the absorption heat pump, The heat of the low temperature is supplied to the absorption heat pump absorber, and the heat is exchanged with the absorption liquid supplied from the regenerator to be firstly heated, and the secondary heat exchanger is allowed to pass through the condenser to raise the temperature, DH Economizer) or heat only boiler can increase the heat production by raising the hot water temperature.
또한 본 발명에 따르면 터빈 발전기의 복수기의 냉각을 위한 냉각수의 폐열을 열원으로 활용하여 흡수식 히트펌프의 증발기를 거치면서 냉각수의 온도가 저감되므로 이 저감된 냉각수를 복수기의 냉각수로 활용하여 복수온도가 낮아짐에 따라 터빈발전기의 효율을 상승시켜 전기생산을 증대할 수 있다.According to the present invention, since the temperature of the cooling water is reduced by using the waste heat of the cooling water for cooling the condenser of the turbine generator as a heat source and passing through the evaporator of the absorption heat pump, the reduced temperature is lowered by utilizing the reduced cooling water as the condenser water of the condenser The efficiency of the turbine generator can be increased to increase the electric production.
도 1은 본 발명에 따른 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템의 구성을 나타낸 계통도이다.1 is a block diagram showing the construction of a district heating system equipped with an absorption type heat pump for increasing electric and thermal output according to the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a structure of a district heating system having an absorption type heat pump for increasing electric and thermal output according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, 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. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
《제 1실시예》&Quot; First Embodiment &
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템의 구성을 나타낸 계통도이다.FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a district heating system equipped with an absorption type heat pump for increasing electric and heat production according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템(100)은 배열회수 보일러(110), 흡수식 히트펌프(120), 냉각탑(130) 및 복수기(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
먼저 배열회수 보일러(110)는 가스터빈(미도시)의 연소열을 회수하여 증기를 생산하고, 이의 내부 후단에 설치된 디에이치 이코너마이저(111)에서 지역난방 고온수를 생산한다.
First, the
그리고 흡수식 히트펌프(120)는 배열회수 보일러(110)의 디에이치 이코너마이저(111)로부터 공급되는 지역난방 고온수 일부와 내부를 순환하는 냉매액을 이용하여 회수되는 지역난방 저온수의 일부를 승온시켜 배열회수 보일러(110)의 디에이치 이코너마이저(111) 입구 온수온도를 높이고, 하기에서 설명할 복수기(140)로부터 공급되는 고온 냉각수, 즉 폐열을 공급받아 열교환시켜 저온 냉각수를 복수기(140)로 배출한다.The
여기에서 흡수식 히트펌프(120)는 증발기(121), 흡수기(122), 재생기(123), 응축기(124), 용액 열교환기(125), 용액펌프(126) 및 냉매순환펌프(127)로 구성된다.Here, the absorption
증발기(121)는 복수기(140)로부터 배출되는 고온 냉각수를 내부의 전열관에 공급받고, 전열관에 응축기(124)로부터 응축되어 배출되는 냉매액(물)을 분사하여 고온 냉각수의 온도를 낮춰 복수기(140)로 배출한다.The
흡수기(122)는 지역난방 저온수를 내부의 전열관에 공급받고, 전열관에 재생기(123)로부터 배출되는 농축된 흡수액(약품)을 전열관으로 분사시켜 1차 가열시킨 후 하기에서 설명할 응축기(124)로 배출하고, 증발기(121)로부터 공급되는 증기와 재생기(123)로부터 배출되는 농축된 흡수액이 혼합하여 묽어진 흡수액(물+약품)을 재생기(123)로 공급한다.The
재생기(123)는 배열회수 보일러(110)의 디에이치 이코너마이저(111)로부터 공급되는 지역난방 고온수를 내부의 전열관에 공급받고, 전열관에 흡수액(약품)을 분사하여 전열관을 통과하는 고온의 지역난방수에 의하여 증발시켜 흡수액과 증기를 분리시키고, 열교환에 따라 온도가 낮아진 지역난방 고온수를 배출하며, 증기가 증발되어 농축된 흡수액은 흡수기(122)로 배출한다.The
응축기(124)는 흡수기(122)로부터 배출되는 1차 가열된 지역난방 저온수를 내부의 전열관에 공급받고, 전열관에 재생기(123)로부터 증기를 공급받아 1차 가열된 지역난방 저온수와 열교환시켜 2차 가열시킨 후 이를 배열회수 보일러(110)의 디에이치 이코너마이저(111) 입구로 배출한다.The
용액 열교환기(125)는 흡수기(122)로부터 배출되는 묽어진 흡수액을 재생기(123)에서 흡수기(122)로 배출되는 농축된 흡수액(약품)과 열교환시킨다.The
용액펌프(126)는 흡수기(122)의 흡수액(물+약품)을 용액 열교환기(125)를 거쳐 재생기(123)로 공급한다.The
냉매순환펌프(127)는 증발기(121)의 냉매액(물)을 내부에서 순환시킨다.
The
또한 냉각탑(130)은 복수기(140)로부터 배출되는 고온 냉각수를 냉각하여 저온 냉각수를 배출한다.
The
복수기(140)는 냉각탑(130)으로부터 공급되는 저온 냉각수에 흡수식 히트펌프(120)로부터 공급되는 저온 냉각수를 공급받아 냉각수 온도를 저감시키고 스팀터빈으로부터 배출되는 증기를 물로 변환시켜 탈기기(미도시)로 배출하여 급수탱크(미도시)로 이송시킨다.
The
이하, 본 발명의 제 1실시예에 따른 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the district heating system having the absorption type heat pump for increasing the electric and thermal output according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 배열회수 보일러(110)로 회수되는 지역난방 저온수중 일부가 흡수식 히트펌프(120)의 흡수기(122)로 유입된다.First, a portion of the low-temperature district heating water recovered by the
그러면 흡수기(122)는 전열관으로 유입된 지역난방 저온수와 재생기(123)로부터 배출되는 농축된 흡수액을 열교환시켜 지역난방 저온수를 1차 가열시킨 후 응축기(124)로 배출한다.Then, the absorber 122 heat-exchanges the local heating low-temperature water introduced into the heat transfer pipe with the concentrated absorption liquid discharged from the
응축기(124)로 배출된 1차 가열된 지역난방 저온수는 다시 재생기(123)로부터 공급되는 증기와 열교환되어 2차 가열된 후 배열회수 보일러(110)의 디에이치 이코너마이저(111) 입구 온수온도를 상승시킴으로써 열생산 증대가 가능할 수 있다.The primary heated low temperature water discharged to the
한편 복수기(140)로부터 배출되는 고온 냉각수는 증발기(121)로 유입된 후 냉매액과 열교환되어 온도가 낮춰지고, 온도가 낮춰진 저온 냉각수가 복수기(140)로 배출된다.On the other hand, the high-temperature cooling water discharged from the
이때 복수기(140)에는 냉각탑(130)으로부터 공급되는 저온 냉각수와 흡수식 히트펌프(120)로부터 공급되는 저온 냉각수를 각각 공급받아 이들이 혼합되어 공급되기 때문에 복수기(140)의 복수온도가 낮아짐에 따라 터빈발전기의 효율을 상승시켜 전기생산을 증대할 수 있다.
At this time, since the low temperature cooling water supplied from the
《제 2실시예》&Quot; Second Embodiment &
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템의 구성을 나타낸 계통도이다.FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a district heating system having an absorption type heat pump for increasing electric and heat production according to a second embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 따른 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템(200)은 열전용 보일러(210), 흡수식 히트펌프(220), 냉각탑(230) 및 복수기(240)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a
먼저 열전용 보일러(150)는 지역난방 고온수를 생산한다.
First, the heat-only boiler 150 produces the district heating hot water.
그리고 흡수식 히트펌프(220)는 열전용 보일러(210)로부터 공급되는 지역난방 고온수 일부와 내부를 순환하는 냉매액을 이용하여 회수되는 지역난방 저온수의 일부를 승온시켜 열전용 보일러(210)의 입구 온수온도를 높이고, 하기에서 설명할 복수기(240)로부터 공급되는 고온 냉각수, 즉 폐열을 공급받아 열교환시켜 저온 냉각수를 복수기(240)로 배출한다.The
여기에서 흡수식 히트펌프(220)는 증발기(221), 흡수기(222), 재생기(223), 응축기(224), 용액 열교환기(225), 용액펌프(226) 및 냉매순환펌프(227)로 구성된다.Here, the absorption
증발기(221)는 복수기(240)로부터 배출되는 고온 냉각수를 내부의 전열관에 공급받고, 전열관에 응축기(224)로부터 응축되어 배출되는 냉매액(물)을 분사하여 고온 냉각수의 온도를 낮춰 복수기(240)로 배출한다.The
흡수기(222)는 지역난방 저온수를 내부의 전열관에 공급받고, 전열관에 재생기(223)로부터 배출되는 농축된 흡수액(약품)을 전열관으로 분사시켜 1차 가열시킨 후 하기에서 설명할 응축기(224)로 배출하고, 증발기(221)로부터 공급되는 증기와 재생기(223)로부터 배출되는 농축된 흡수액이 혼합하여 묽어진 흡수액(물+약품)을 재생기(223)로 공급한다.The
재생기(223)는 열전용 보일러(210)로부터 공급되는 지역난방 고온수를 내부의 전열관에 공급받고, 전열관에 흡수액(약품)을 분사하여 전열관을 통과하는 고온의 지역난방수에 의하여 증발시켜 흡수액과 증기를 분리시키고, 열교환에 따라 온도가 낮아진 지역난방 고온수를 배출하며, 증기가 증발되어 농축된 흡수액은 흡수기(222)로 배출한다.The
응축기(224)는 흡수기(222)로부터 배출되는 1차 가열된 지역난방 저온수를 내부의 전열관에 공급받고, 전열관에 재생기(223)로부터 증기를 공급받아 1차 가열된 지역난방 저온수와 열교환시켜 2차 가열시킨 후 이를 열전용 보일러(210)의 입구로 배출한다.The
용액 열교환기(225)는 흡수기(222)로부터 배출되는 묽어진 흡수액을 재생기(223)에서 흡수기(222)로 배출되는 농축된 흡수액(약품)과 열교환시킨다.The
용액펌프(226)는 흡수기(222)의 흡수액(물+약품)을 용액 열교환기(225)를 거쳐 재생기(223)로 공급한다.The
냉매순환펌프(227)는 증발기(221)의 냉매액(물)을 내부에서 순환시킨다.
The
또한 냉각탑(230)은 복수기(240)로부터 배출되는 고온 냉각수를 냉각하여 저온 냉각수를 배출한다.
The
복수기(240)는 냉각탑(230)으로부터 공급되는 저온 냉각수에 흡수식 히트펌프(220)로부터 공급되는 저온 냉각수를 공급받아 냉각수 온도를 저감시키고 외부로부터 공급되는 고압 증기를 물로 변환시시켜 탈기기(미도시)로 배출하여 급수탱크(미도시)로 이송시킨다.
The
이하, 본 발명의 제 2실시예에 따른 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the district heating system having the absorption type heat pump for increasing the electricity and heat production according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 열전용 보일러(210)로 회수되는 지역난방 저온수중 일부가 흡수식 히트펌프(220)의 흡수기(222)로 유입된다.First, a portion of the low-temperature district heating water recovered by the heat-only
그러면 흡수기(222)는 전열관으로 유입된 지역난방 저온수와 재생기(223)로부터 배출되는 농축된 흡수액을 열교환시켜 지역난방 저온수를 1차 가열시킨 후 응축기(224)로 배출한다.Then, the
응축기(224)로 배출된 1차 가열된 지역난방 저온수는 다시 재생기(223)로부터 공급되는 증기와 열교환되어 2차 가열된 후 열전용 보일러(210)의 입구 온수온도를 상승시킴으로써 열생산 증대가 가능할 수 있다.The primary heated local low temperature water discharged to the
한편 복수기(240)로부터 배출되는 고온 냉각수는 증발기(221)로 유입된 후 냉매액과 열교환되어 온도가 낮춰지고, 온도가 낮춰진 저온 냉각수가 복수기(240)로 배출된다.On the other hand, the high-temperature cooling water discharged from the
이때 복수기(240)에는 냉각탑(230)으로부터 공급되는 저온 냉각수와 흡수식 히트펌프(220)로부터 공급되는 저온 냉각수를 각각 공급받아 이들이 혼합되어 공급되기 때문에 복수기(240)의 복수온도가 낮아짐에 따라 터빈발전기의 효율을 상승시켜 전기생산을 증대할 수 있다.At this time, since the low-temperature cooling water supplied from the
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
110 : 배열회수 보일러 120, 220 : 흡수식 히트펌프
121, 221 : 증발기 122, 222 : 흡수기
123, 223 : 재생기 124, 224 : 응축기
125, 225 : 용액 열교환기 130, 230 : 냉각탑
140, 240 : 복수기 210: 열전용 보일러110:
121, 221:
123, 223:
125, 225:
140, 240: condenser 210: heat-only boiler
Claims (6)
상기 배열회수 보일러의 디에이치 이코너마이저로부터 공급되는 지역난방 고온수 일부와 내부를 순환하는 냉매액을 이용하여 회수되는 지역난방 저온수의 일부를 승온시켜 상기 배열회수 보일러의 디에이치 이코너마이저 입구 수온을 상승시키는 역할을 수행하고, 외부로부터 공급되는 고온 냉각수를 공급받아 열교환시켜 저온 냉각수를 배출하는 흡수식 히트펌프와;
상기 복수기로부터 배출되는 고온 냉각수를 냉각하여 저온 냉각수를 배출하는 냉각탑; 및
상기 냉각탑으로부터 공급되는 저온 냉각수와 상기 흡수식 히트펌프로부터 공급되는 저온 냉각수를 각각 공급받아 상기 배열회수 보일러의 스팀터빈으로부터 배출되는 증기를 물로 변환시키는 복수기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템.A batch recovery boiler for recovering the combustion heat of the gas turbine to produce steam, and a DH economizer provided at the inner rear end thereof for producing and discharging district heating high temperature water;
A part of the district heating low-temperature water recovered by using a part of the district heating high-temperature water supplied from the DI water boiler of the arrangement recovery boiler and the refrigerant circulating inside the boiler is heated, An absorption type heat pump that performs a function of raising the water temperature and receives hot water supplied from the outside and performs heat exchange to discharge the low temperature water;
A cooling tower for cooling the high temperature cooling water discharged from the condenser and discharging the low temperature cooling water; And
And a condenser for receiving the low temperature cooling water supplied from the cooling tower and the low temperature cooling water supplied from the absorption heat pump and converting the steam discharged from the steam turbine of the arrangement recovery boiler into water. District Heating System with Absorption Heat Pump.
상기 흡수식 히트펌프는,
상기 복수기로부터 냉각수가 공급되어 냉매를 증발시켜 냉각수 온도를 저감시키는 증발기와;
상기 증발기에서 계속적인 증발이 이루어지도록 발생된 냉매증기를 흡수액을 분사하여 흡수하고, 지역난방 저온수를 통과시켜 1차 열교환하는 흡수기와;
상기 배열회수 보일러의 디에이치 이코너마이저로부터 공급되는 지역난방 고온수를 공급받고, 냉매를 포함한 묽어진 흡수액을 분사하여 가열시켜 증기와 흡수액으로 분리시키고, 열교환에 따라 온도가 낮아진 지역난방 고온수를 배출하는 재생기와;
상기 재생기에서 증발된 냉매 증기를 응축하여 상기 흡수기로부터 1차 열교환된 지역난방 저온수를 2차 가열시키고, 응축된 냉매를 상기 증발기로 공급하는 응축기; 및
상기 흡수기로부터 배출되는 묽어진 흡수액을 상기 재생기에서 상기 흡수기로 공급되는 진한 고온의 흡수액과 열교환시켜 재생열원으로 사용되는 지역난방 고온수의 열량을 저감시키는 용액 열교환기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템.The method according to claim 1,
In the absorption type heat pump,
An evaporator that is supplied with cooling water from the condenser to evaporate the refrigerant to reduce the temperature of the cooling water;
An absorber for spraying and absorbing the refrigerant vapor generated to continuously evaporate the evaporator and passing the absorbing liquid through the district heating low temperature water to perform primary heat exchange;
The hot water of district heating supplied from the DI water heat exchanger of the arrangement recovery boiler is supplied and the diluted absorption liquid containing the refrigerant is injected and heated to separate it into the steam and the absorption liquid and the district heating high temperature water A regenerator for discharging;
A condenser for condensing the evaporated refrigerant vapor in the regenerator to secondarily heat the district heating low-temperature water subjected to the first heat exchange from the absorber, and supplying the condensed refrigerant to the evaporator; And
And a solution heat exchanger for reducing the amount of heat of the district heating hot water used as a regeneration heat source by exchanging the diluted absorption liquid discharged from the absorber with the absorption heat of the thick high temperature supplied to the absorber from the regenerator. District Heating System with Absorption Heat Pump for Increase.
상기 흡수식 히트펌프는,
상기 흡수기의 묽어진 흡수액을 상기 용액 열교환기를 통과하여 상기 재생기로 공급하는 용액펌프와;
상기 증발기 냉매를 순환시키는 냉매순환펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템.3. The method of claim 2,
In the absorption type heat pump,
A solution pump for passing the diluted absorption liquid of the absorber through the solution heat exchanger to the regenerator;
Further comprising a refrigerant circulation pump for circulating the evaporator refrigerant. The system of claim 1,
상기 열전용 보일러로부터 공급되는 지역난방 고온수 일부와 내부를 순환하는 냉매액을 이용하여 회수되는 지역난방 저온수의 일부를 승온시켜 상기 열전용 보일러의 입구 수온을 상승시키는 역할을 수행하고, 외부로부터 공급되는 고온 냉각수를 공급받아 열교환시켜 저온 냉각수를 배출하는 흡수식 히트펌프와;
상기 복수기로부터 배출되는 고온 냉각수를 냉각하여 저온 냉각수를 배출하는 냉각탑; 및
상기 냉각탑으로부터 공급되는 저온 냉각수와 상기 흡수식 히트펌프로부터 공급되는 저온 냉각수를 각각 공급받아 외부로부터 공급되는 고압 증기를 물로 변환시키는 복수기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템.A heat-only boiler for producing and discharging district heating hot water;
A portion of the district heating low temperature water recovered by using a part of the district heating high temperature water supplied from the heat exclusive boiler and the refrigerant liquid circulating therein raises the inlet water temperature of the heat exclusive boiler, An absorption type heat pump for receiving the supplied high temperature cooling water and exchanging heat to discharge the low temperature cooling water;
A cooling tower for cooling the high temperature cooling water discharged from the condenser and discharging the low temperature cooling water; And
And a condenser for receiving the low-temperature cooling water supplied from the cooling tower and the low-temperature cooling water supplied from the absorption heat pump, respectively, and converting the high-pressure steam supplied from the outside into water, wherein the absorption heat pump District heating system.
상기 흡수식 히트펌프는,
상기 복수기로부터 냉각수가 공급되어 냉매를 증발시켜 냉각수 온도를 저감시키는 증발기와;
상기 증발기에서 계속적인 증발이 이루어지도록 발생된 냉매증기를 흡수액을 분사하여 흡수하고, 지역난방 저온수를 통과시켜 1차 열교환하는 흡수기와;
상기 열전용 보일러로부터 공급되는 지역난방 고온수를 공급받고, 냉매를 포함한 묽어진 흡수액을 분사하여 가열시켜 증기와 흡수액으로 분리시키고, 열교환에 따라 온도가 낮아진 지역난방 고온수를 배출하는 재생기와;
상기 재생기에서 증발된 냉매 증기를 응축하여 상기 흡수기로부터 1차 열교환된 지역난방 저온수를 2차 가열시키고, 응축된 냉매를 상기 증발기로 공급하는 응축기; 및
상기 흡수기로부터 배출되는 묽어진 흡수액을 상기 재생기에서 상기 흡수기로 공급되는 진한 고온의 흡수액과 열교환시켜 재생열원으로 사용되는 지역난방 고온수의 열량을 저감시키는 용액 열교환기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템.5. The method of claim 4,
In the absorption type heat pump,
An evaporator that is supplied with cooling water from the condenser to evaporate the refrigerant to reduce the temperature of the cooling water;
An absorber for spraying and absorbing the refrigerant vapor generated to continuously evaporate the evaporator and passing the absorbing liquid through the district heating low temperature water to perform primary heat exchange;
A regenerator that receives the district heating high temperature water supplied from the heat-only boiler, separates the diluted absorption liquid containing the refrigerant into steam and an absorption liquid by heating, and discharges the district heating hot water whose temperature has been lowered by heat exchange;
A condenser for condensing the evaporated refrigerant vapor in the regenerator to secondarily heat the district heating low-temperature water subjected to the first heat exchange from the absorber, and supplying the condensed refrigerant to the evaporator; And
And a solution heat exchanger for reducing the amount of heat of the district heating hot water used as a regeneration heat source by exchanging the diluted absorption liquid discharged from the absorber with the absorption heat of the thick high temperature supplied to the absorber from the regenerator. District Heating System with Absorption Heat Pump for Increase.
상기 흡수식 히트펌프는,
상기 흡수기의 묽어진 흡수액을 상기 용액 열교환기를 통과하여 상기 재생기로 공급하는 용액펌프와;
상기 증발기 냉매를 순환시키는 냉매순환펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 및 열 생산량 증대를 위한 흡수식 히트펌프가 구비된 지역 난방시스템.6. The method of claim 5,
In the absorption type heat pump,
A solution pump for passing the diluted absorption liquid of the absorber through the solution heat exchanger to the regenerator;
Further comprising a refrigerant circulation pump for circulating the evaporator refrigerant. The system of claim 1,
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