KR20140085004A - 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템 - Google Patents

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Abstract

선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템이 개시된다. 본 발명의 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템은, 배기가스 이코노마이저로 공급되는 배기가스의 폐열을 이용하여 배기가스 이코노마이저로 공급되는 액체를 가열시키는 폐열회수증기발생장치; 및 배기가스 이코노마이저로 공급되는 액체와 열교환되며 물보다 비등점이 낮은 유기냉매를 작동유체로 하여 동작되어 전기를 생산하는 유기랭킨사이클 발전장치를 포함한다.

Description

선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템{ENERGY SAVING SYSTEM FOR USING WASTE HEAT OF SHIP}
본 발명은, 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배기가스 이코노마이저의 폐열을 이용하여 물보다 비등점이 낮은 유기냉매를 작동유체로 하는 유기랭킨사이클 발전장치를 작동시킬 수 있는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템에 관한 것이다.
지구 온난화가 환경에 미치는 영향이 커지면서 세계 주요국가들은 국가차원의 온실가스 감축목표를 설정하는 등 기후 변화에 적극 대응하고 있다. 특히 IMO(국제해사기구)는 선박에서 배출되는 온실가스의 감축을 요구하는 법적 수단을 개발하고 있으며, EEDI(Energy Efficiency Design Index)를 제한하는 요건을 적용시킬 예정이다.
이에 따라 선박의 에너지효율에 대한 연구가 필요하며 선박에서 버려지는 에너지를 활용하는 방안에 대해 각 분야에서 활발히 연구 중에 있다. 이에 최근에는 배기 가스의 열원을 활용하는 폐열회수시스템(WHRS: Waste Heat Recovery System)이 개발되어 활용되고 있다.
폐열회수시스템은 엔진으로부터 배출되는 고온의 배기가스를 직접 작동유체로 사용하는 가스터빈(또는 파워터빈이라고 함)과 고온의 배기가스의 열을 이용하여 생성된 증기의 일부를 작동유체로 사용하는 증기터빈 등을 추가적으로 설치하여 전력을 생산할 수 있도록 한 시스템이다.
그러나 폐열회수시스템의 가스터빈, 증기터빈은 그 특성상 섭씨 약 200 내지 250℃ 이상의 열원으로부터만 열을 회수할 수 있으며, 그 이하 온도의 열은 여전히 버려질 수밖에 없다.
따라서 에너지 활용을 높이기 위해서는 폐열을 충분히 회수할 수 있는 추가적인 시스템을 구성해야 한다. 기존에 사용하는 WHRS(Wast Heat Recovery System)은 물을 작동유체로 하는데, 물의 비등점이 높아 낮은 온도의 폐열을 회수 하지 못한다는 단점을 가지고 있고, 배기 가스를 직접적으로 회수하여 터빈을 가동시킬 경우 가장 많은 열원을 얻을 수는 있으나, 공기를 작동유체로 할 경우 터빈 출구에서 습증기가 되어 터빈의 효율이 오히려 감소될 수 있다.
이러한 현상은 유기냉매(Organic Refrigerant)를 작동유체로 하여 중저온 열에너지를 회수할 수 있는 ORC(Organic Rankin Cycle, 이하 '유기랜킨사이클'이라 함) 시스템을 활용함으로써 해결할 수 있다.
유기냉매의 경우 dT/ds ≥ 0 이므로, 시스템 내에서 작동유체로 유기냉매를 사용하면 터빈 출구에서 과열증기상태가 되어 터빈내의 유동이 항상 건증기 상태가 유지되므로 터빈 효율이 높아지고 블레이드에 가해지는 스트레스를 줄일 수 있다.
또한 유기냉매가 스팀보다 비등점이 낮기 때문에 중저온의 폐열을 회수할 수 있다. 이에 따라 유기랜킨사이클을 폐열회수시스템과 함께 사용함으로써 선박의 연비를 증가시킬 수 있고, 결과적으로 연료비 감소, CO2 배출감소 등의 효과를 얻을 수 있으므로 유기랜킨사이클을 이용한 새로운 개선책이 요구된다.
전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.
한국특허공개공보 제2012-0110709호(한국에너지기술연구원) 2012. 10. 10.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 엔진에서 발생되는 폐열의 회수 효과를 극대화할 수 있는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배기가스 이코노마이저로 공급되는 배기가스의 폐열을 이용하여 상기 배기가스 이코노마이저로 공급되는 액체를 가열시키는 폐열회수증기발생장치; 및 상기 배기가스 이코노마이저로 공급되는 상기 액체와 열교환되며 물보다 비등점이 낮은 유기냉매를 작동유체로 하여 동작되어 전기를 생산하는 유기랭킨사이클 발전장치를 포함하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템이 제공될 수 있다.
상기 유기랭킨사이클 발전장치는, 상기 액체와 열교환을 통해 유기냉매를 증발시키는 증발기; 상기 증발기에 의해 증발된 유기냉매를 매개로 회전하는 터빈; 상기 터빈의 회전에 따라 연동하여 전력을 생산하는 발전기; 상기 터빈에서 나온 유기용매를 냉각하여 액화시키는 응축기; 상기 응축기에서 나온 응축된 유기용매를 압축시켜 상기 증발기로 공급하는 제1 펌프; 및 상기 증발기로부터 상기 제1 펌프에 이르기까지 유기냉매의 순환경로를 제공하는 관로를 포함할 수 있다.
상기 터빈과 상기 발전기는 다단으로 구성될 수 있다.
상기 폐열회수증기발생장치는, 상기 배기가스 이코노마이저에서 열교환되어 과열증기가 된 상기 액체를 스팀과 액체로 분리하는 스팀분리기; 및 상기 스팀분리기에서 분리된 액체를 상기 배기가스 이코노마이저로 펌핑하는 펌프를 포함할 수 있다.
상기 스팀분리기에서 분리된 상기 스팀은 거주구 난방용 또는 연료 난방 유지용으로 사용될 수 있다.,
상기 펌프와 상기 유기랭킨사이클 발전장치 사이의 라인에 마련되어 상기 펌프로부터 배출되는 액체의 유량을 조절하는 유량조절부재를 더 포함할 수 있다.
상기 펌프에서 배출되는 상기 액체를 상기 유기랭킨사이클 발전장치를 바이패스하여 상기 배기가스 이코노마이저로 공급시키는 바이패스라인을 더 포함할 수 있다.
상기 유기랭킨사이클 발전장치와 상기 배기가스 이코노마이저 사이의 라인에 마련되며 소기(Scavenge Air)의 열원으로 상기 유기랭킨사이클 발전장치에서 열교환되어 배출되는 유체를 가열시키는 열교환기를 더 포함할 수 있다.
상기 열교환기는 상기 유기랭킨사이클 발전장치와 상기 배기가스 이코노마이저 사이의 상기 라인에서 분기되어 상기 배기가스 이코노마이저에서 열교환된 유체에서 스팀을 분리하는 스팀분리기에 연결되는 리턴라인에 마련될 수 있다.
상기 열교환기는 상기 유기랭킨사이클 발전장치와 상기 배기가스 이코노마이저 사이의 상기 라인에 직렬로 마련될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 배기가스 이코노마이저로 공급되는 배기가스의 폐열을 이용하여 상기 배기가스 이코노마이저로 공급되는 액체를 가열시켜 스팀을 생산하되 상기 스팀을 생산하고 남은 유체의 열원과 물보다 비등점이 낮은 유기냉매를 작동유체로 하여 동작되어 전기를 생산하는 유기랭킨사이클 발전장치의 상기 작동유체를 열교환시키는 것을 특징으로 하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 배기가스 이코노마이저로 공급되는 배기가스의 폐열을 이용한 폐열회수증기발생장치에 유기냉매를 작동유체로 하는 유기랭킨사이클 발전장치를 구성함으로써 종래의 폐열회수증기발생장치만 구성되었을 때보다 더 많은 배기가스의 폐열을 회수하여 효과적으로 이용함으로써 연료 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템의 작동 상태도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템(1)은, 배기가스 이코노마이저(EE)로 공급되는 배기가스의 폐열을 이용하여 배기가스 이코노마이저(EE)로 공급되는 액체를 가열시키는 폐열회수증기발생장치(100)와, 배기가스 이코노마이저(EE)로 공급되는 액체와 열교환되며 물보다 비등점이 낮은 유기냉매를 작동유체로 하여 동작되어 전기를 생산하는 유기랭킨사이클 발전장치(200)와, 유기랭킨사이클 발전장치(200)의 유입 라인에 마련되어 유기랭킨사이클 발전장치(200)로 유입되는 액체의 유량을 조절하는 유량조절부재(300)와, 유기랭킨사이클 발전장치(200)로 공급되는 액체를 유기랭킨사이클 발전장치(200)를 바이패스하여 배기가스 이코노마이저(EE)로 공급시키는 바이패스라인(400)을 구비한다.
폐열회수증기발생장치(100)는, 엔진에서 배출되는 배기가스(Exhaust Gas)의 폐열을 회수하여 배기가스 이코노마이저(EE)에서 액체와 열교환시켜 스팀을 생성하고, 생성된 스팀을 거주구 난방용 또는 연료 난방 유지용으로 사용하기 위한 장치이다.
본 실시 예에서 폐열회수증기발생장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 배기가스 이코노마이저(EE)에서 열교환되어 과열증기가 된 액체를 스팀과 액체로 분리하는 스팀분리기(110)와, 스팀분리기(110)에서 분리된 액체를 배기가스 이코노마이저(EE)로 펌핑하는 펌프(120)를 포함한다.
본 실시 예에서 펌프(120)에서 펌핑되는 유체는 액체 상태에 있지만 배기가스 이코노마이저(EE)를 통과하면서 배기가스 이코노마이저(EE)로 공급되는 고온(200℃이상)의 배기가스와 열교환되어 과열증기 상태 즉, 물과 증기가 혼합된 상태가 된다.
이러한 물과 증기의 혼합물은 스팀분리기(110)로 공급되며, 스팀분리기(110)에서 분리된 스팀은 배관을 통해 거주구 난방용이나 연료 난방 유지용으로 사용되기 위해 사용처로 공급된다.
또한 스팀분리기(110)에서 분리된 액체는 펌프(120)에서 펌핑되어 배기가스 이코노마이저(EE)로 다시 공급된다.
본 실시 예에서 배기가스 이코노마이저(EE)는 엔진의 배기가스로 증기 또는 온수를 끓이는 것으로서 배기가스 보일러(Exhaust Gas Boiler)를 포함하며, 배기가스 이코노마이저(EE) 내부에서의 열교환은 다단으로 이루어질 수 있다.
유기랭킨사이클 발전장치(200)는, 물보다 비등점이 낮은 유기냉매를 작동유체로 하여 동작되는 터빈 사이클이며, 통상 유기랜킨사이클(ORC;Organic Rankine Cycle)이라고도 한다.
본 실시 예에서 유기랭킨사이클 발전장치(200)는 물보다 비등점이 낮은 유기냉매 예를 들어 R 245fa를 사용할 수 있으므로, 배기가스 이코노마이저(EE)로 공급되는 물보다 낮은 온도를 열원으로 동작할 수 있어 선박에서 발생되는 100℃ 내외의 폐열을 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있다.
이제 유기랭킨사이클 발전장치(200)를 상세히 설명하면, 유기랭킨사이클 발전장치(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스팀분리기(110)에서 분리되어 공급되는 액체와 열교환을 통해 유기냉매를 증발시키는 증발기(210)와, 증발기(210)에 의해 증발된 유기냉매를 매개로 회전하는 터빈(220)과, 터빈(220)의 회전에 따라 연동하여 전력을 생산하는 발전기(230)와, 터빈(220)에서 나온 유기용매를 냉각하여 액화시키는 응축기(240)와, 응축기(240)에서 나온 응축된 유기용매를 압축시켜 증발기(210)로 공급하는 제1 펌프(250)와, 증발기(210)로부터 제1 펌프(250)에 이르기까지 유기냉매의 순환경로를 제공하는 관로(260)를 포함한다.
본 실시 예에서 엔진에서 공급되는 배기가스는 대략 200℃이상의 온도를 가지나, 폐열회수증기발생장치(100)의 유체와 열교환되면서 대략 160℃ 정도의 열원으로 온도가 하강된다.
또한 본 실시 예에서 폐열회수증기발생장치(100)의 유체는 배기가스 이코노마이저(EE)에서 배기가스와 8bar의 가압상태로 열교환된 후 습증기 상태로 유기랭킨사이클 발전장치(200)의 제1 증발기(210)와 열교환되어 폐열을 전달한다.
그리고 유기랭킨사이클 발전장치(200)는 다른 터빈 시스템과 마찬가지로 증발기(210)에서 가열된 고온부의 온도와 응축기(240)에서 냉각된 저온부의 온도 차이가 클수록 높은 효율을 얻을 수 있는 특징이 있다.
즉 증발기(210)로 유입되어 증발기(210)에 열을 전달하는 고온부의 온도가 높을수록, 응축기(240)로 유입되어 응축기(240)의 열을 흡수하는 저온부의 온도가 낮을수록 효율이 높아진다.
한편 본 실시 예에서 터빈(220)과 발전기(220)는 다단으로 마련될 수 있다.
유량조절부재(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 폐열회수증기발생장치(100)의 펌프(120)와 유기랭킨사이클 발전장치(200)의 증발기(210) 사이의 라인에 마련되어 유기랭킨사이클 발전장치(200)로 공급되는 유체의 유량을 조절하여 시스템의 안정성을 확보하는 역할을 한다.
본 실시 예에서 유량조절부재(300)는 밸브를 포함하며, 밸브는 수동으로 작동될 수도 있고 제어부에서 인가되는 신호를 이용하여 자동으로 작동될 수도 있다.
바이패스라인(400)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 펌프(120)와 유량조절부재(300) 사이의 라인에서 분기되어 증발기(210)와 배기가스 이코노마이저(EE)를 연결하는 라인에 합류되어 펌프(120)에서 공급되는 액체가 증발기(210)를 바이패스하여 배기가스 이코노마이저(EE)로 공급되도록 한다.
본 실시 예에서 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도가 낮을 때는 유기랭킨사이클 발전장치(200)로 공급되는 액체를 바이패스라인(400)을 통해 바이패스시킴으로써 유기랭킨사이클 발전장치(200)에서의 열교환에 의한 온도 하강을 방지할 수 있다. 그 결과 폐열회수증기발생장치(100)의 안정적인 운전 상태를 유지할 수 있어 전체 시스템의 안정성을 확보할 수 있다.
한편 본 실시예는 스팀분리기(110)로 공급되는 액체가 저장되는 핫웰(500, Hot Well)과, 핫웰(500)과 스팀분리기(110)를 연결하는 라인에 마련되는 제2 펌프(600)를 더 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템의 작동 상태도이다. 이하에서 도 2를 참조하여 본 실시예의 작동 상태를 간략히 설명한다.
엔진에서 배출되는 배기가스는 배기가스 이코노마이저(EE)에서 펌프(120)에서 공급되는 액체와 열교환되어 펌프(120)에서 공급되는 액체를 스팀과 물이 혼합된 과열증기 상태로 만들고, 과열증기는 스팀분리기(110)로 공급된다.
스팀분리기(110)는 과열증기를 스팀과 물로 분리하며, 분리된 스팀은 거주구 난방용 등으로 사용되는 스팀 사용처(SU)로 공급되고, 스팀 사용처(SU)에서 사용된 스팀은 콘덴서(미도시)에서 액화된 후 핫웰(500)에 저장될 수 있다. 스팀분리기(110)에서 분리된 액체는 펌프(120)를 통해 유기랭킨사이클 발전장치(200)의 증발기(210)로 공급되어 증발기(210)와 열교환된 후 배기가스 이코노마이저(EE)로 공급된다.
증발기(210)로 유입되는 유기냉매인 작동유체는 스팀분리기(110)에서 분리된 후 펌프(120)를 통해 공급되는 액체에 비해 온도가 낮으므로 증발기(210)에서 액체와 열교환되어 기화되며, 기화된 액체는 터빈(220)으로 공급되어 터빈(220)을 구동시킨다.
한편 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도가 낮을 때는 유량조절부재(300)를 잠궈 스팀분리기(110)에서 공급되는 액체를 증발기(210)에서의 열손실 없이 바이패스라인(400)을 통해 배기가스 이코노마이저(EE)로 공급할 수 있어, 선박에서 이용되는 Steam의 공급에 차질을 없게 할 수 있다..
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템(1a)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 유기랭킨사이클 발전장치(200)의 증발기(210)와 배기가스 이코노마이저(EE)를 연결하는 라인에서 분기되어 스팀분리기(110)에 연결되는 리턴라인(RL)에 마련되어 소기(Scavenge Air)의 열원으로 증발기(210)에서 열교환되어 배출되는 유체를 가열시키는 열교환기(700)를 더 포함하는 점에서 전술한 제1 실시예와 차이점이 있다.
엔진의 소기는 엔진의 배기가스보다 엔진의 운전 상태에 따라 크게 변화한다. 일예로 320k급 VLCC(Very Large Crude oil Carrier) 적용 된 된 Wartsila 7RT-flex82T 엔진 기준으로, 배기가스 바이 패스(by pass) 운전 조건에서, 엔진의 상용출력(NCR;Normal Continuous Rating) 50%일때 소기의 온도는 약 117℃, 유량은 약 156,000kg/h이고, 엔진의 상용출력 90%일때 소기의 온도는 약 203℃, 유량은 약246,800kg/h이다.
따라서 엔진의 소기의 열을 회수할 때 엔진의 조건마다 크게 바뀌는 온도와 유량을 고려해야 한다.
본 실시 예에서 열교환기(700)는 증발기(210)와 배기가스 이코노마이저(EE)를 연결하는 라인에 병렬로 연결되는 리턴라인(RL)에 마련되는 데, 이러한 배치는 엔진의 소기와 배기가스의 열원의 온도가 비슷하여 두 열원의 열을 최대한 활용하고자 할 때 유리한 구성방법이 될 수 있다.
후술하는 제3 실시예는 열교환기(700)를 직렬로 배치하는 데, 열교환기(700)를 병렬로 배치하는 것이 직렬로 배치하는 것에 비해 엔진 출력에 따라 약 2~16% 정도의 출력 개선을 보여준다.
결과적으로 본 실시예는 엔진의 소기와 배기가스의 열원의 온도 차이가 크지 않을 때에 유리하고, 양자의 온도 차이가 상대적으로 적은 90% 엔진 출력 조건에서 더 많은 출력의 개선을 보여준다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템(1b)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 엔진의 소기의 열을 회수하는 열교환기(700)를 증발기(210)와 배기가스 이코노마이저(EE)를 연결하는 라인에 직렬로 마련한 점에서 전술한 제2 실시예와 차이점이 있다.
본 실시 예와 같이 열교환기(700)를 직렬로 마련하면 전술한 제2 실시예에 비해 출력이 떨어지나, 기존의 라인에 열교환기(700)를 설치하면 되므로 설치가 간단하고, 라인이 간단하여 압력 및 온도 제어가 보다 용이하며, 열전달 사이클에서 열매체의 유량이 더 적어 비용면에서도 유리한 이점이 있다.
따라서 출력 차이가 크지 않은 경우 제2 실시예보다는 본 실시예를 선택하는 것이 유리하다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시예는 배기가스 이코노마이저로 공급되는 배기가스의 폐열을 이용한 폐열회수증기발생장치에 유기냉매를 작동유체로 하는 유기랭킨사이클 발전장치를 구성함으로써 종래의 폐열회수증기발생장치만 구성되었을 때보다 더 많은 배기가스의 폐열을 회수하여 효과적으로 이용함으로써 연료 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템 100 : 폐열회수증기발생장치
110 : 스팀분리기 120 : 펌프
200 : 유기랭킨사이클 발전장치 210 : 증발기
220 : 터빈 230 : 발전기
240 : 응축기 250 : 제1 펌프
260 : 관로 300 : 유량조절부재
400 : 바이패스라인 500 : 핫웰(Hot Well)
600 : 제2 펌프 700 : 열교환기
EE : 배기가스 이코노마이저 RL : 리턴라인
SU : 스팀 사용처

Claims (11)

  1. 배기가스 이코노마이저로 공급되는 배기가스의 폐열을 이용하여 상기 배기가스 이코노마이저로 공급되는 액체를 가열시키는 폐열회수증기발생장치; 및
    상기 배기가스 이코노마이저로 공급되는 상기 액체와 열교환되며 물보다 비등점이 낮은 유기냉매를 작동유체로 하여 동작되어 전기를 생산하는 유기랭킨사이클 발전장치를 포함하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기랭킨사이클 발전장치는,
    상기 액체와 열교환을 통해 유기냉매를 증발시키는 증발기;
    상기 증발기에 의해 증발된 유기냉매를 매개로 회전하는 터빈;
    상기 터빈의 회전에 따라 연동하여 전력을 생산하는 발전기;
    상기 터빈에서 나온 유기용매를 냉각하여 액화시키는 응축기;
    상기 응축기에서 나온 응축된 유기용매를 압축시켜 상기 증발기로 공급하는 제1 펌프; 및
    상기 증발기로부터 상기 제1 펌프에 이르기까지 유기냉매의 순환경로를 제공하는 관로를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 터빈과 상기 발전기는 다단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폐열회수증기발생장치는,
    상기 배기가스 이코노마이저에서 열교환되어 과열증기가 된 상기 액체를 스팀과 액체로 분리하는 스팀분리기; 및
    상기 스팀분리기에서 분리된 액체를 상기 배기가스 이코노마이저로 펌핑하는 펌프를 포함하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 스팀분리기에서 분리된 상기 스팀은 거주구 난방용 또는 연료 난방 유지용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 펌프와 상기 유기랭킨사이클 발전장치 사이의 라인에 마련되어 상기 펌프로부터 배출되는 액체의 유량을 조절하는 유량조절부재를 더 포함하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 펌프에서 배출되는 상기 액체를 상기 유기랭킨사이클 발전장치를 바이패스하여 상기 배기가스 이코노마이저로 공급시키는 바이패스라인을 더 포함하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기랭킨사이클 발전장치와 상기 배기가스 이코노마이저 사이의 라인에 마련되며 소기(Scavenge Air)의 열원으로 상기 유기랭킨사이클 발전장치에서 열교환되어 배출되는 유체를 가열시키는 열교환기를 더 포함하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 열교환기는 상기 유기랭킨사이클 발전장치와 상기 배기가스 이코노마이저 사이의 상기 라인에서 분기되어 상기 배기가스 이코노마이저에서 열교환된 유체에서 스팀을 분리하는 스팀분리기에 연결되는 리턴라인에 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 열교환기는 상기 유기랭킨사이클 발전장치와 상기 배기가스 이코노마이저 사이의 상기 라인에 직렬로 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템.
  11. 배기가스 이코노마이저로 공급되는 배기가스의 폐열을 이용하여 상기 배기가스 이코노마이저로 공급되는 액체를 가열시켜 스팀을 생산하되 상기 스팀을 생산하고 남은 유체의 열원과 물보다 비등점이 낮은 유기냉매를 작동유체로 하여 동작되어 전기를 생산하는 유기랭킨사이클 발전장치의 상기 작동유체를 열교환시키는 것을 특징으로 하는 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111287816A (zh) * 2020-04-03 2020-06-16 南京天加热能技术有限公司 一种直接回收黑水余热的有机朗肯循环发电系统

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