KR20150007949A - Boiler system - Google Patents

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KR20150007949A
KR20150007949A KR20140082252A KR20140082252A KR20150007949A KR 20150007949 A KR20150007949 A KR 20150007949A KR 20140082252 A KR20140082252 A KR 20140082252A KR 20140082252 A KR20140082252 A KR 20140082252A KR 20150007949 A KR20150007949 A KR 20150007949A
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지로 후쿠시마
야스히데 오카자키
다카미쓰 모토다
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히다치 조센 가부시키가이샤
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Abstract

A boiler system includes: a boiler unit which heats boiler water by storing the boiler water of a liquid type and having exhaust air flowing in the exhaust air path of a motor as a heat source; a second pump which delivers boiler water from the boiler unit and circulates the boiler water in the boiler unit through a second circulation path; and a compressed air heat exchanger which heats boiler water flowing in the second circulation path by having compressed air which flows in a compressed air path as a heat source by being arranged on the compressed air path. The boiler system like the forementioned is able to efficiently generate steam of boiler water by heating the boiler water efficiently in a simple structure by using various kinds of waste heat regarding a motor by adding the compressed air heat exchanger, the second pump, and the second circulation path to the boiler unit which supplies steam to a steam system in a vessel.

Description

보일러 시스템{BOILER SYSTEM}BOILER SYSTEM

본 발명은 보일러 시스템(boiler system)에 관한 것이다.
The present invention relates to a boiler system.

종래로부터 대형 선박에서는, 주기관(主機關)으로부터 배출된 배기폐열(排氣廢熱)에 의하여 보일러수(boiler水)를 가열하여 증기(蒸氣)를 생성하는 배기가스 이코노마이저(排氣gas economizer)가 굴뚝내에 설치된다. 예를 들면 일본국 공개특허 특개2011-196646호 공보(문헌1)에 나타내는 배기가스 이코노마이저 시스템에서는, 보조 보일러(補助 boiler)에 저장되는 보일러수가 보일러수 순환펌프에 의하여 배기가스 이코노마이저로 송출되고, 배기가스 이코노마이저에 의하여 가열된 후에 보조 보일러로 되돌려진다.BACKGROUND ART Conventionally, in a large-sized ship, an exhaust gas economizer for generating boilers by heating boiler water by waste heat discharged from a main engine It is installed in the chimney. For example, in the exhaust gas economizer system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-164646 (Document 1), the boiler water stored in the auxiliary boiler is sent to the exhaust gas economizer by the boiler water circulation pump, After being heated by the gas economizer, it is returned to the auxiliary boiler.

한편 일본국 등록실용신안 제3044386호 공보(문헌2)에서는, 디젤 발전기(diesel 發電機)의 배기를 이용하여 발전을 하는 발전장치가 개시되어 있다. 당해 발전장치에서는, 디젤 발전기 등의 배기에 의하여 가열된 물 또는 수증기에 의하여, 순환로(循環路)를 순환하는 유기유체(有機流體)가 열교환기(熱交換器)를 통하여 가열되고, 당해 유기유체에 의하여 터빈(turbine)이 구동되어 발전기에 의하여 발전이 이루어진다. 당해 발전장치는 즉 유기매체(有機媒體)를 작동유체(作動流體)로서 유기 랜킨 사이클(ORC:Organic Rankine Cycle)을 실시하는 폐열회수장치(廢熱回收裝置)이다.On the other hand, Japanese Utility Model Registration Utility No. 3044386 (Document 2) discloses a power generation apparatus that generates electricity using exhaust of a diesel generator. In this power generation apparatus, an organic fluid circulating in a circulation path is heated by water or steam heated by exhaust of a diesel generator or the like, is heated through a heat exchanger, The turbine is driven by the generator to generate electricity. The power generation apparatus is a waste heat recovery apparatus that performs an Organic Rankine Cycle (ORC) using an organic medium as a working fluid.

일본국 공개특허 특개2011-149332호 공보(문헌3)의 발전장치에서는, 선박의 주기관의 배기폐열 및 과급기(過給器)로부터 주기관에 공급되는 압축공기의 폐열이 물보다 비등점(沸騰點)이 높은 열매(熱媒)에 의하여 회수(回收)되고, 열교환기에 있어서 당해 열매에 의하여 유기유체가 가열되어 증발한다. 그리고 증발된 유기유체에 의하여 터빈이 구동되고, 터빈에 접속된 발전기에 의하여 발전이 이루어진다. 또한 일본국 공개특허 특개2011-231636호 공보(문헌4)의 발전장치에서는, 선박의 주기관 본체를 냉각하는 재킷 냉각수(jacket 冷却水)의 폐열 및 과급기로부터 주기관에 공급되는 압축공기의 폐열이 열매수(熱媒水)에 의하여 회수되고, 열교환기에 있어서 당해 열매수에 의하여 유기유체가 가열되어 증발한다. 그리고 증발된 유기유체에 의하여 터빈이 구동되고, 터빈에 접속된 발전기에 의하여 발전이 이루어진다.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-149332 (Document 3), waste heat of the main engine of the ship and waste heat of compressed air supplied from the supercharger (supercharger) to the main engine are higher than boiling point ) Is recovered by the high heat medium, and the organic fluid is heated by the heat in the heat exchanger and evaporated. The turbine is driven by the evaporated organic fluid, and the generator is connected to the turbine. Further, in the power generating apparatus of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-231636 (Document 4), waste heat of jacket cooling water for cooling the main engine body of the ship and waste heat of compressed air supplied from the turbocharger to the main engine And the organic fluid is heated and evaporated by the water of the heat in the heat exchanger. The turbine is driven by the evaporated organic fluid, and the generator is connected to the turbine.

일본국 공개특허 특개2012-215124호 공보(문헌5)의 발전장치에서는, 선박의 주기관의 배기폐열, 과급기로부터 주기관에 공급되는 압축공기의 폐열 및 주기관 본체를 냉각하는 재킷 냉각수의 폐열을, 각각 개별적으로 회수하는 3개의 유기매체 경로가 병행하여(즉 서로 독립하여) 설치된다. 이들 3개의 유기매체 경로에서 기화(氣化)된 유기매체는, 1개의 레이디얼 터빈(radial turbine)에 대하여 축선방향(軸線方向)에 있어서의 3개의 서로 다른 위치로부터 유입된다. 또한 당해 발전장치에서는, 증기 드럼(蒸氣 drum)내의 물이 배기가스 이코노마이저로 송출되어서 기화하여 선내(船內)의 보조장치로 공급된다. 보조장치로 공급된 증기는, 70℃ 정도의 물로서 대기압 드레인 탱크(大氣壓 drain tank)로 되돌려진다. 대기압 드레인 탱크내의 물은, 압축공기와의 열교환을 하는 열교환기 및 배기와의 열교환을 하는 열교환기를 경유하여 대기압 드레인 탱크로 순환한다.Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-215124 (Patent Document 5) discloses a power generation apparatus in which exhaust waste heat of a main engine of a ship, waste heat of compressed air supplied to a main engine from a supercharger, and waste heat of a jacket cooling water , Three organic medium paths that are individually recovered are installed in parallel (that is, independent of each other). The organic mediums vaporized in these three organic medium paths are introduced from three different positions in the axial direction with respect to one radial turbine. In addition, in the power generation apparatus, water in a steam drum is discharged as an exhaust gas economizer and is vaporized and supplied to an auxiliary device inside the ship. The steam supplied to the auxiliary device is returned to the atmospheric pressure drain tank as water at about 70 ° C. The water in the atmospheric pressure drain tank is circulated to the atmospheric pressure drain tank via a heat exchanger for heat exchange with compressed air and a heat exchanger for heat exchange with the exhaust.

그런데 문헌1의 배기가스 이코노마이저 시스템에서는, 선박의 주기관으로부터의 배기폐열만을 이용하여 증기를 생성하고 있어, 주기관의 폐열의 이용효율이 별로 높지 않다. 또한 문헌2의 발전장치도 마찬가지로 디젤 발전기의 배기폐열만을 이용하여 ORC를 실시하고 있기 때문에, 디젤 발전기의 폐열의 이용효율이 별로 높지 않다.In the exhaust gas economizer system of Document 1, however, steam is generated using only waste heat from the main engine of the ship, and the utilization efficiency of the waste heat of the main engine is not so high. Also, since the power generation apparatus of Document 2 similarly carries out ORC using only the waste heat of the diesel generator, the utilization efficiency of waste heat of the diesel generator is not very high.

문헌3 내지 5에서는, 선박의 주기관에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 발전이 이루어진다. 그러나 문헌5에서는, 상기한 바와 같이 여러 종류의 폐열을 개별적으로 회수하는 복수의 유기매체 경로가 설치되고 또한 이들의 유기매체 경로와는 별도로 배기가스 이코노마이저에 의하여 증기 드럼내의 물을 기화시켜서 선내에 공급하는 시스템이 설치되기 때문에, 폐열회수에 관한 기구가 복잡화되어 제조비용이 증대해 버린다. 또한 문헌3 및 문헌4에 있어서도 발전장치와는 별도로 선내에 증기를 공급하는 시스템이 설치될 필요가 있기 때문에, 문헌5와 마찬가지로 폐열회수에 관한 기구가 복잡화되어 제조비용이 증대해 버릴 우려가 있다.
In Documents 3 to 5, power generation is performed by using various kinds of waste heat related to the main engine of the ship. However, in Document 5, as described above, a plurality of organic medium paths for collecting various types of waste heat are provided, and the water in the steam drum is vaporized by an exhaust gas economizer separately from these organic medium paths, A system for collecting waste heat is complicated and the manufacturing cost is increased. Also in Documents 3 and 4, it is necessary to provide a system for supplying steam to the inside of the ship separately from the power generation apparatus. Therefore, as in the case of Document 5, the mechanism for recovering waste heat is complicated and the manufacturing cost may increase.

본 발명은, 보일러 시스템에 대한 것으로서 원동기(原動機)의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 매체를 가열하는 것을 목적으로 하고 있다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boiler system, and aims at efficiently heating a medium with a simple structure using waste heat of a prime mover.

본 발명에 관한 보일러 시스템은, 액상의 매체를 저장하고, 원동기의 배기로를 흐르는 배기를 열원으로 하여 매체를 가열하는 보일러부와, 상기 보일러부로부터 액상의 매체를 송출하고, 순환로를 통하여 상기 보일러부로 순환시키는 펌프와, 가압된 흡기인 압축공기를 상기 원동기로 유도하는 가압흡기로상에 배치되어, 상기 가압흡기로를 흐르는 압축공기를 열원으로 하여 상기 순환로를 흐르는 매체를 가열하는 압축공기 열교환기를 구비한다.A boiler system according to the present invention is a boiler system comprising a boiler part for storing a liquid medium and heating a medium by using exhaust gas flowing through an exhaust path of a prime mover as a heat source and a boiler part for discharging the liquid medium from the boiler part, And a compressed air heat exchanger disposed on the pressurized air intake path for leading compressed air as a pressurized intake air to the prime mover and heating the medium flowing through the circulation path using compressed air flowing through the compressed air intake path as a heat source, Respectively.

당해 보일러 시스템에 의하면, 원동기의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 매체를 가열할 수 있다.According to this boiler system, the waste heat of the prime mover can be used to efficiently heat the medium with a simple structure.

본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에서는, 상기 보일러부가, 액상의 매체를 저장하는 보일러 본체와, 상기 보일러 본체로부터 액상의 매체를 송출하고, 다른 순환로를 통하여 상기 보일러 본체로 순환시키는 다른 펌프와, 상기 배기로상에 배치되어, 상기 배기로를 흐르는 상기 원동기의 배기를 열원으로 하여 상기 다른 순환로를 흐르는 매체를 가열하는 배기 열교환기를 구비한다.In another preferred embodiment of the present invention, the boiler portion includes a boiler body for storing a liquid medium, another pump for sending a liquid medium from the boiler body and circulating the liquid medium through the other circulation path to the boiler body, And an exhaust heat exchanger disposed on the exhaust path to heat the medium flowing through the other circulation path with the exhaust of the prime mover flowing through the exhaust path as a heat source.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 보일러부가, 액상의 매체를 저장함과 아울러 상기 배기로가 관통되는 보일러 본체를 구비하고, 상기 배기로를 흐르는 배기에 의하여 상기 보일러 본체내의 매체가 가열된다.In another preferred embodiment of the present invention, the boiler portion includes a boiler body storing a liquid medium and passing through the exhaust passage, and the exhaust gas flowing through the exhaust passage heats the medium in the boiler body.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 보일러 시스템이, 상기 보일러부에 있어서의 매체의 압력 또는 온도를 측정하여 측정치를 출력하는 측정부와, 상기 측정치에 의거하여 상기 압축공기 열교환기로부터 상기 보일러부로 유도되는 매체의 유량을 제어하는 유량제어부를 더 구비하고, 상기 측정치가 작아짐에 따라 상기 유량제어부에 의하여 상기 유량이 감소한다.In another preferred embodiment of the present invention, the boiler system comprises: a measurement unit for measuring the pressure or temperature of the medium in the boiler unit and outputting a measured value; and a control unit And the flow rate control unit reduces the flow rate by the flow rate control unit as the measurement value becomes smaller.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 보일러 시스템이 상기 순환로상에 배치되어, 상기 보일러부로부터 송출된 매체로부터 에너지를 회수하는 회수장치를 더 구비하고, 상기 회수장치가, 상기 순환로에 있어서 상기 보일러부로부터 상기 압축공기 열교환기로 매체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 순환로를 흐르는 매체를 열원으로 하여 유기매체인 작동유체를 가열하여 기화시키는 ORC열교환기와, 상기 ORC열교환기에서 기화된 작동유체를 팽창시켜서 기계적 에너지를 회수하는 팽창기와, 상기 팽창기에서 팽창시킨 작동유체를 응축하여 액화시키는 응축기와, 상기 응축기에서 액화된 작동유체를 상기 ORC열교환기로 송출하는 ORC펌프를 구비한다.In another preferred embodiment of the present invention, the boiler system further includes a recovery device disposed on the circulation path for recovering energy from the medium sent out from the boiler part, wherein the recovery device includes: An ORC heat exchanger disposed on a pipe for leading the medium from the compressor to the compressed air heat exchanger and heating and vaporizing a working fluid as an organic medium using a medium flowing through the circulation path as a heat source; A condenser for condensing and liquefying the working fluid expanded in the inflator, and an ORC pump for sending the working fluid liquefied in the condenser to the ORC heat exchanger.

더 바람직하게는 상기 회수장치가, 상기 응축기로부터 상기 ORC열교환기로 작동유체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 원동기의 재킷 냉각수를 열원으로 하여 작동유체를 가열하는 재킷 열교환기를 더 구비한다.More preferably, the recovery apparatus further includes a jacket heat exchanger disposed on a pipe for guiding a working fluid from the condenser to the ORC heat exchanger, and heating the working fluid by using jacket cooling water of the prime mover as a heat source.

혹은 보일러 시스템이, 상기 순환로에 있어서 상기 ORC열교환기로부터 상기 압축공기 열교환기로 매체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 원동기의 재킷 냉각수를 열원으로 하여 매체를 가열하는 재킷 열교환기를 더 구비한다.Or a boiler system further comprises a jacket heat exchanger disposed on the piping for guiding the medium from the ORC heat exchanger to the compressed air heat exchanger in the circulation path and using the jacket cooling water of the prime mover as a heat source to heat the medium.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 회수장치가, 상기 응축기로부터 송출된 작동유체의 일부가 분기되어서 유도되어, 상기 순환로에 있어서 상기 ORC열교환기로부터 상기 압축공기 열교환기로 유도되는 매체를 열원으로 하여, 작동유체의 상기 일부를 가열하여 기화시키는 다른 ORC열교환기와, 상기 ORC열교환기로 유도되는 작동유체의 압력을, 상기 다른 ORC열교환기로 유도되는 작동유체의 압력보다 높게 하는 압력조정부를 더 구비하고, 상기 다른 ORC열교환기에서 기화된 작동유체도 상기 팽창기로 유도된다.In another preferred embodiment of the present invention, the recovery device is configured such that a part of the working fluid sent out from the condenser is branched and guided, and a medium which is guided from the ORC heat exchanger to the compressed air heat exchanger in the circulation path is used as a heat source An ORC heat exchanger for heating and vaporizing the part of the working fluid and a pressure adjusting unit for increasing the pressure of the working fluid introduced into the ORC heat exchanger to a level higher than the pressure of the working fluid introduced into the other ORC heat exchanger, The working fluid vaporized in the other ORC heat exchanger is also directed to the expander.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 매체가 보일러수이며, 상기 보일러부에 있어서 상기 보일러수의 증기가 생성된다.In another preferred embodiment of the present invention, the medium is a boiler water, and in the boiler portion, steam of the boiler water is generated.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 원동기가 선박의 주기관이며, 상기 보일러부가 상기 선박의 보조 보일러이다.In another preferred embodiment of the present invention, the prime mover is the main engine of the ship, and the boiler portion is an auxiliary boiler of the ship.

상기의 목적 및 다른 목적, 특징, 태양 및 이점은, 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명하는 본 발명에 대한 상세한 설명에 의하여 밝혀진다.
The above and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

도1은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도2는, 본 발명의 제2실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도3은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도4는, 본 발명의 제4실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도5는, 본 발명의 제5실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a configuration of a boiler system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing a configuration of a boiler system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a view showing a configuration of a boiler system according to a third embodiment of the present invention.
4 is a view showing a configuration of a boiler system according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a view showing a configuration of a boiler system according to a fifth embodiment of the present invention.

도1은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 보일러 시스템(boiler system)(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1)은 예를 들면 비교적 대형 선박의 보조 보일러 시스템으로서 이용된다. 도1에서는, 선박의 주기관(主機關)으로서 이용되는 과급기 부착 원동기(過給器 付着 原動機)(2)도 함께 나타낸다. 보일러 시스템(1)에서는, 과급기 부착 원동기(2)의 폐열(廢熱)을 이용하여 매체(媒體)인 보일러수(boiler水)를 가열한다. 가열된 보일러수로부터 발생된 증기(蒸氣)는, 선내(船內)의 연료유, 윤활유, 생활용수 등의 가열원(加熱源) 등으로서 이용된다.1 is a view showing a configuration of a boiler system 1 according to a first embodiment of the present invention. The boiler system 1 is used, for example, as an auxiliary boiler system of a relatively large vessel. In Fig. 1, a supercharger-equipped prime mover (supercharger-equipped prime mover) (2) used as a main engine of a ship is also shown. In the boiler system 1, the boiler water as a medium is heated by using the waste heat of the prime mover-equipped prime mover 2. Steam generated from the heated boiler water is used as a heating source for fuel oil, lubricating oil, domestic water, etc. in the ship.

과급기 부착 원동기(2)는, 내연기관(內燃機關)인 선박용 원동기(3)(이하 간단하게 「원동기(3)」라고 한다)와, 터보챠져(turbocharger)인 과급기(4)를 구비한다. 원동기(3)는, 선박의 주기관으로서 예를 들면 2사이클·디젤엔진(two-cycle·diesel engine)이다. 과급기(4)는, 터빈(turbine)(41)과, 터빈(41)에 기계적으로 접속되는 컴프레서(compressor)(42)를 구비한다. 원동기(3)와 과급기(4)는, 소기로(掃氣路)(31) 및 배기로(排氣路)(32)에 의하여 접속된다. 배기로(32)는, 원동기(3)로부터의 배기를 터빈(41)으로 유도한다.The supercharger-equipped prime mover 2 is provided with a marine prime mover 3 (hereinafter simply referred to as a "prime mover 3") which is an internal combustion engine and a supercharger 4 which is a turbocharger. The prime mover (3) is, for example, as the ship's main engines, two-cycle diesel engines (two-cycle, diesel engine). The turbocharger 4 has a turbine 41 and a compressor 42 mechanically connected to the turbine 41. The prime mover 3 and the supercharger 4 are connected by a scavenging passage 31 and an exhaust passage 32. The exhaust passage 32 guides the exhaust from the prime mover 3 to the turbine 41.

터빈(41)은, 원동기(3)로부터 배기로(32)를 통하여 공급된 배기에 의하여 회전한다. 터빈(41)의 회전에 이용된 배기는 배기로(32)를 통하여 과급기 부착 원동기(2)의 외부로 배출된다. 컴프레서(42)는, 터빈(41)에서 발생하는 회전력을 이용하여(즉 터빈(41)의 회전을 동력(動力)으로 하여), 과급기 부착 원동기(2)의 외부로부터 흡기로(吸氣路)(43)를 통하여 과급기(4)로 유도된 흡기(공기)를 가압하여 압축한다. 컴프레서(42)에 의하여 가압된 흡기인 압축공기(이하 「소기」라고 한다)는, 소기로(31)상에 설치된 압축공기 열교환기(壓縮空氣 熱交換器)(56)(후술)에서 냉각된 후에 원동기(3)로 공급된다. 이와 같이 과급기(4)에서는, 배기를 이용하여 흡기를 가압하여 소기가 생성된다. 소기로(31)는, 가압된 흡기를 과급기(4)로부터 원동기(3)로 유도하는 유로(流路) 즉 가압흡기로(加壓吸氣路)이다. 또 보일러 시스템(1)에서는, 소기로(31)의 압축공기 열교환기(56)보다 하류측에 배치됨과 아울러 압축공기 열교환기(56)로부터 송출된 소기를 더 냉각시키는 소기냉각기(掃氣冷却器)가 설치되더라도 좋다(다른 실시형태에 있어서도 같음).The turbine 41 is rotated by the exhaust supplied from the prime mover 3 through the exhaust passage 32. The exhaust used for rotating the turbine 41 is discharged to the outside of the prime mover-equipped prime mover 2 through the exhaust path 32. The compressor 42 is driven by the turbine 41 to rotate the turbine 41 by the rotation of the turbine 41 from the outside of the prime mover prime mover 2 to the intake path, (Air) guided to the turbocharger 4 through the compression mechanism 43 and compresses the compressed air. (Hereinafter referred to as " scavenging "), which is an intake air pressurized by the compressor 42, is cooled by a compressed air heat exchanger 56 (described later) provided on the scavenging passage 31 And then supplied to the prime mover 3. As described above, in the turbocharger 4, exhaust is used to pressurize the intake air to generate scavenging. The scavenging passage 31 is a passage for guiding the pressurized intake air from the supercharger 4 to the prime mover 3, that is, a pressurized air intake passage. The boiler system 1 further includes a scavenging chiller (scavenging chiller) 56 disposed further downstream than the compressed air heat exchanger 56 of the scavenging line 31 and further cooling the scavenging air discharged from the compressed air heat exchanger 56 May be provided (the same applies to other embodiments).

보일러 시스템(1)은, 보일러 장치(5)와, 회수장치(回收裝置)(6)를 구비한다. 보일러 장치(5)는, 보일러부(50)와, 펌프(pump)(55)와, 압축공기 열교환기(56)와, 유량제어부(流量制御部)(57)와, 측정부(測定部)(581)를 구비한다. 보일러부(50)는, 보일러 본체(51)와, 다른 펌프(53)와, 배기 열교환기(54)를 구비한다. 이하의 설명에서는 펌프(53, 55)를 구별하기 위해서 각각 「제1펌프(53)」 「제2펌프(55)」라고 부른다.The boiler system (1) includes a boiler device (5) and a recovery device (6). The boiler unit 5 includes a boiler unit 50, a pump 55, a compressed air heat exchanger 56, a flow control unit (flow control unit) 57, a measurement unit (581). The boiler section 50 includes a boiler body 51, another pump 53, and an exhaust heat exchanger 54. In the following description, the first pump 53 and the second pump 55 are referred to as pumps 53 and 55, respectively.

보일러 본체(51)는, 선박의 굴뚝(이른바 펀넬(funnel))으로부터 벗어난 위치에 배치되고, 액상(液狀)의 매체(즉 액상의 보일러수)를 저장한다. 보일러 본체(51)에는 상기의 측정부(581)가 설치된다. 측정부(581)에 의하여 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 측정된다. 보일러 본체(51)에는 또한 도면에 나타내는 것을 생략한 버너(burner)나 급수부(給水部)가 설치된다. 당해 버너는, 보일러 본체(51)내의 보일러수를 필요에 따라 가열한다. 당해 급수부는, 보일러 본체(51)내의 보일러수가 감소하였을 경우 등 필요에 따라 보일러 본체(51)내에 보일러수를 공급한다.The boiler body 51 is disposed at a position deviated from the chimney of the ship (so-called funnel), and stores a liquid medium (that is, liquid boiler water). The boiler body 51 is provided with the measuring unit 581 described above. The temperature of the boiler water in the boiler body 51 is measured by the measuring unit 581. The boiler body 51 is also provided with a burner and a water supply portion (not shown). The burner heats the boiler water in the boiler body 51 if necessary. The water supply unit supplies the boiler water to the boiler body 51 when necessary, for example, when the number of boilers in the boiler body 51 is reduced.

보일러 본체(51), 제2펌프(55), 압축공기 열교환기(56) 및 유량제어부(57)는, 보일러수가 순환하는 순환로(循環路)(522)에 의하여 당해 순서로 접속된다. 보일러부(50)에서는, 보일러 본체(51), 제1펌프(53) 및 배기 열교환기(54)가, 보일러수가 순환하는 다른 순환로(521)에 의하여 당해 순서로 접속된다. 이하의 설명에서는 순환로(521, 522)를 구별하기 위해서 각각 「제1순환로(521)」 「제2순환로(522)」라고 부른다. 제1순환로(521) 및 제2순환로(522)는, 보일러 본체(51)와 분기부(分岐部)(52a) 사이에 있어서 공통 유로로 되어 있고, 분기부(52a)에 있어서 분기된다. 또 제1순환로(521) 및 제2순환로(522)는 각각 개별적으로 보일러 본체(51)에 접속되더라도 좋다.The boiler main body 51, the second pump 55, the compressed air heat exchanger 56 and the flow rate control section 57 are connected in this order by a circulation path 522 through which the boiler water circulates. In the boiler section 50, the boiler body 51, the first pump 53 and the exhaust heat exchanger 54 are connected in this order by the other circulation path 521 through which the boiler water circulates. In the following description, the first circulating path 521 and the second circulating path 522 are referred to as circulating paths 521 and 522, respectively. The first circulation path 521 and the second circulation path 522 form a common flow path between the boiler body 51 and the branching section (branching section) 52a and branch at the branching section 52a. The first circulation path 521 and the second circulation path 522 may be connected to the boiler body 51 individually.

보일러부(50)에서는, 제1펌프(53)가 구동됨으로써 액상의 보일러수가 보일러 본체(51)로부터 제1순환로(521)로 송출된다. 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수는, 도1중에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 제1순환로(521)를 통하여 제1펌프(53)를 통과하고, 배기 열교환기(54)를 더 통과하여 보일러 본체(51)로 순환한다.In the boiler section 50, the first pump 53 is driven so that the liquid boiler water is sent out from the boiler body 51 to the first circulation path 521. The boiler water discharged from the boiler body 51 passes through the first pump 53 through the first circulation path 521 and passes through the exhaust heat exchanger 54 as indicated by arrows in FIG. And circulates to the main body 51.

배기 열교환기(54)는, 선박의 굴뚝내에 배치되고, 과급기 부착 원동기(2)의 배기로(32)상에 있어서 터빈(41)보다 하류측에 배치된다. 배기 열교환기(54)에서는, 제1순환로(521)를 흐르는 액상의 보일러수가 배기로(32)를 흐르는 터빈(41)으로부터의 배기(즉 터빈(41)을 통과한 후의 원동기(3)로부터의 배기)를 열원으로 하여 가열된다. 바꾸어 말하면 배기 열교환기(54)에서는, 배기에 포함되는 과급기 부착 원동기(2)의 폐열을 열원으로 하여 보일러수가 가열된다. 배기 열교환기(54)를 통과하는 배기의 온도는, 원동기(3)의 출력이나 주위의 온도 등에 의하여 변화된다. 원동기(3)의 출력이 최대출력(100% 출력)인 경우의 당해 배기온도는 예를 들면 약 230℃(섭씨온도)이다. 배기 열교환기(54)에서는, 배기 열교환기(54)에 유입되는 보일러수의 일부가 기화(氣化)(증발)한다. 그리고 가스상(gas狀)의 보일러수와 액상의 보일러수와의 혼합유체(混合流體)가, 배기 열교환기(54)로부터 보일러 본체(51)로 송출된다.The exhaust heat exchanger 54 is disposed in the chimney of the ship and is disposed on the exhaust passage 32 of the supercharger-equipped prime mover 2 on the downstream side of the turbine 41. In the exhaust heat exchanger 54, the number of liquid boilers flowing through the first circulation path 521 is exhausted from the turbine 41 that flows through the exhaust path 32 (that is, the amount of exhaust gas from the prime mover 3 after passing through the turbine 41) Exhaust) as a heat source. In other words, in the exhaust heat exchanger (54), the boiler water is heated using the waste heat of the prime mover (2) with supercharger included in the exhaust as a heat source. The temperature of the exhaust passing through the exhaust heat exchanger 54 is changed by the output of the prime mover 3, the ambient temperature, or the like. The exhaust temperature when the output of the prime mover 3 is the maximum output (100% output) is, for example, about 230 DEG C (degrees Celsius). In the exhaust heat exchanger (54), a part of the boiler water flowing into the exhaust heat exchanger (54) is vaporized (evaporated). A mixed fluid of a gaseous boiler water and a liquid boiler water is sent from the exhaust heat exchanger 54 to the boiler body 51.

즉 보일러부(50)는, 액상의 보일러수를 저장하고, 원동기(3)의 배기로(32)를 흐르는 배기를 열원으로 하여 보일러수를 가열하여 보일러수의 증기를 생성하는 장치(이른바 배기가스 이코노마이저(排氣gas economizer))이며, 선박의 보조 보일러로서 이용된다. 보일러 본체(51)내에 있어서의 보일러수의 온도·압력은 예를 들면 약 135℃·약 0.25ＭＰａ(메가 파스칼)∼약 165℃·약 0.6ＭＰａ이다. 보일러 본체(51)내의 보일러수의 증기는, 보일러 본체(51)의 상부(上部)에 접속된 증기배관(524)을 통하여 선내의 증기 시스템으로 공급된다.That is, the boiler section 50 is a device that stores the liquid boiler water and uses the exhaust flowing through the exhaust passage 32 of the prime mover 3 as a heat source to heat the boiler water to generate steam of the boiler water (so- An economizer (exhaust gas economizer), and is used as an auxiliary boiler for the ship. Temperature and pressure of the boiler in the boiler in the main body 51, for example from about 135 ℃, about 0.25MPa (megapascals) to about 165 ℃, about 0.6MPa. The steam of the boiler water in the boiler body 51 is supplied to the steam system in the boat through the steam pipe 524 connected to the upper portion (upper portion) of the boiler body 51.

보일러 장치(5)에서는, 제2펌프(55)가 구동됨으로써 액상의 보일러수가 보일러 본체(51)로부터 제2순환로(522)로 송출된다. 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수는, 도1중에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 제2순환로(522)를 통하여 제2펌프(55), ORC열교환기(62)(후술), 압축공기 열교환기(56) 및 유량제어부(57)를 당해 순서로 통과하여 보일러 본체(51)로 순환한다.In the boiler apparatus 5, the second pump 55 is driven so that the liquid boiler water is sent out from the boiler body 51 to the second circulation path 522. The boiler water discharged from the boiler body 51 flows through the second pump 55, the ORC heat exchanger 62 (described later), the compressed air heat exchanger (56) and the flow control unit (57) in that order and circulates to the boiler body (51).

제2순환로(522)를 흐르는 보일러수는, ORC열교환기(62)에서 냉각된 후에 압축공기 열교환기(56)로 유입된다. ORC열교환기(62)로부터 압축공기 열교환기(56)로 향하는 보일러수의 온도는 예를 들면 약 100∼130℃이다.The boiler water flowing through the second circulation path 522 flows into the compressed air heat exchanger 56 after being cooled in the ORC heat exchanger 62. The temperature of the boiler water from the ORC heat exchanger 62 to the compressed air heat exchanger 56 is, for example, about 100 to 130 占 폚.

압축공기 열교환기(56)는, 제2순환로(522)상에 있어서 ORC열교환기(62)와 유량제어부(57) 사이에 배치되고 또한 컴프레서(42)와 원동기(3) 사이에 있어서 소기로(31)상에 배치된다. 압축공기 열교환기(56)에서는, 소기로(31)를 흐르는 컴프레서(42)로부터의 소기를 열원으로 하여 제2순환로(522)를 흐르는 액상의 보일러수가 가열된다. 바꾸어 말하면 압축공기 열교환기(56)에서는, 소기에 포함되는 과급기 부착 원동기(2)의 폐열을 열원으로 하여 보일러수가 가열된다. 압축공기 열교환기(56)를 통과하는 소기의 온도는, 원동기(3)의 출력이나 주위의 온도 등에 의하여 변화된다. 원동기(3)의 출력이 최대출력(100% 출력)인 경우의 당해 소기온도는 예를 들면 약 220℃이다. 원동기(3)의 출력이 저하하면 소기온도도 저하한다.The compressed air heat exchanger 56 is disposed between the ORC heat exchanger 62 and the flow rate control section 57 on the second circulation path 522 and between the compressor 42 and the prime mover 3, 31). In the compressed air heat exchanger (56), the liquid boiler water flowing through the second circulation path (522) is heated using the scrap from the compressor (42) flowing through the scavenging line (31) as a heat source. In other words, in the compressed air heat exchanger (56), the boiler water is heated by using the waste heat of the prime mover (2) with a supercharger included in the boiler as a heat source. The desired temperature passing through the compressed air heat exchanger 56 is changed by the output of the prime mover 3, the ambient temperature, and the like. When the output of the prime mover 3 is the maximum output (100% output), the scavenging temperature is, for example, about 220 캜. When the output of the prime mover 3 drops, the desired temperature also decreases.

압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 온도는, 압축공기 열교환기(56)에 유입되는 보일러수의 온도나 압축공기 열교환기(56)를 통과하는 소기의 온도 등에 의하여 변화된다. 압축공기 열교환기(56)로부터 유량제어부(57)로 향하는 보일러수의 온도는 예를 들면 약 135∼165℃이다. 압축공기 열교환기(56)와 유량제어부(57) 사이에는 측정부(582)가 설치되어, 압축공기 열교환기(56)로부터 유량제어부(57)로 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수의 온도가 측정된다.The temperature of the boiler water sent out from the compressed air heat exchanger 56 is changed by the temperature of the boiler water flowing into the compressed air heat exchanger 56 and the temperature of the air passing through the compressed air heat exchanger 56. The temperature of the boiler water from the compressed air heat exchanger 56 to the flow rate control section 57 is, for example, about 135 to 165 占 폚. A measurement section 582 is provided between the compressed air heat exchanger 56 and the flow rate control section 57 so that the temperature of the boiler water flowing from the compressed air heat exchanger 56 to the flow rate control section 57 through the second circulation path 522 Is measured.

압축공기 열교환기(56)로부터는, 액상의 보일러수 또는 가스상의 보일러수와 액상의 보일러수와의 혼합유체가 송출된다. 압축공기 열교환기(56)에 있어서 가열된 보일러수는, 유량제어부(57)를 통과하여 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 유량제어부(57)에서는, 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러부(50)의 보일러 본체(51)로 유도되는 보일러수의 유량이 제어된다. 원동기(3)의 출력이 예를 들면 상용출력(常用出力)(ＣＳＯ:Continuous Service Output) 이상인 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출된 보일러수의 전량(全量)이 보일러 본체(51)로 되돌려진다.From the compressed air heat exchanger (56), a mixed fluid of liquid-phase boiler water or gaseous boiler water and liquid-phase boiler water is sent out. The heated boiler water in the compressed air heat exchanger (56) passes through the flow rate control unit (57) and is returned to the boiler body (51). In the flow control unit 57, the flow rate of the boiler water led from the compressed air heat exchanger 56 to the boiler body 51 of the boiler unit 50 is controlled. The total amount of the boiler water sent out from the compressed air heat exchanger 56 is supplied to the boiler main body 51 when the output of the prime mover 3 is equal to or more than the commercial output (CSO: Continuous Service Output) Lt; / RTI >

유량제어부(57)는 예를 들면 제2순환로(522)상에 설치된 3방향밸브(3方向valve)이다. 유량제어부(57)에 있어서 도1중에 파선으로 나타내는 분기배관(523)이 제2순환로(522)로부터 분기되어, 보일러 본체(51)와 제2펌프(55) 사이의 합류부(合流部)(52b)에 있어서 제2순환로(522)에 합류한다.The flow rate controller 57 is, for example, a three-way valve (three-way valve) installed on the second circulation path 522. The branch pipe 523 indicated by the broken line in Fig. 1 is branched from the second circulation path 522 in the flow rate control section 57 and the branch pipe 523 branches from the joining section 52b to join the second circulation path 522.

보일러 장치(5)에서는, 측정부(581, 582)에 의하여 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도 및 압축공기 열교환기(56)로부터 유량제어부(57)로 송출되는 보일러수의 온도가 측정되어 측정치로서 출력된다. 이하의 설명에서는 측정부(581, 582)를 구별하기 위해서 각각 「제1측정부(581)」 「제2측정부(582)」라고 부른다. 그리고 제1측정부(581) 및 제2측정부(582)의 각각의 측정치에 의거하여, 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러부(50)의 보일러 본체(51)로 유도되는 보일러수의 유량이 유량제어부(57)에 의하여 제어된다.In the boiler apparatus 5, the temperature of the boiler water in the boiler body 51 and the temperature of the boiler water sent out from the compressed air heat exchanger 56 to the flow controller 57 are measured by the measuring units 581 and 582 And output as a measurement value. In the following description, the "first measurement section 581" and the "second measurement section 582" are used to distinguish the measurement sections 581, 582, respectively. The flow rate of the boiler water flowing from the compressed air heat exchanger 56 to the boiler body 51 of the boiler section 50 is calculated based on the measured values of the first measuring section 581 and the second measuring section 582, Is controlled by the flow rate control unit 57.

구체적으로는 제1측정부(581)의 측정치인 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가, 제2측정부(582)의 측정치인 압축공기 열교환기(56)로부터 유량제어부(57)로 송출되는 보일러수의 온도 이하인 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출된 보일러수의 전량이 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 이와 같이 압축공기 열교환기(56)에 있어서 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도 이상의 온도까지 가열된 보일러수의 전량을 보일러 본체(51)로 되돌림으로써, 압축공기 열교환기(56)에 있어서 회수된 소기의 폐열을 보일러 본체(51)내의 보일러수의 가열(또는 온도유지)에 효율적으로 이용할 수 있다.More specifically, the temperature of the boiler water in the boiler body 51, which is the measurement value of the first measurement unit 581, is sent from the compressed air heat exchanger 56, which is the measurement value of the second measurement unit 582, to the flow rate control unit 57 The total amount of the boiler water sent out from the compressed air heat exchanger 56 is returned to the boiler body 51. In this case, The total amount of the boiler water heated to the temperature equal to or higher than the temperature of the boiler water in the boiler body 51 in the compressed air heat exchanger 56 is returned to the boiler body 51 so as to be recovered in the compressed air heat exchanger 56 (Or temperature) of the boiler water in the boiler body 51 can be efficiently utilized.

한편 원동기(3)의 출력이 저하되었을 경우 등 압축공기 열교환기(56)에 의하여 가열된 보일러수의 온도가, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도보다 낮아지는 경우가 있다. 이와 같이 제2측정부(582)의 측정치가 제1측정부(581)의 측정치보다 낮을 경우에, 유량제어부(57)에 의하여 압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 일부만이 보일러 본체(51)로 되돌려지고, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 다른 부분은 분기배관(523)을 통하여 제2펌프(55)로 유도된다. 혹은 압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 전량이, 분기배관(523)을 통하여 제2펌프(55)로 유도된다. 보일러 장치(5)에서는, 제1측정부(581)의 측정치로부터 제2측정부(582)의 측정치를 감산한 값이 커짐에 따라, 유량제어부(57)에 의하여 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌려지는 보일러수의 유량이 점차 감소한다.On the other hand, when the output of the prime mover 3 is lowered, the temperature of the boiler water heated by the compressed air heat exchanger 56 may be lower than the temperature of the boiler water in the boiler body 51. When the measured value of the second measuring portion 582 is lower than the measured value of the first measuring portion 581 as described above, only a part of the boiler water sent out from the compressed air heat exchanger 56 by the flow control portion 57, And the other part of the boiler water sent out from the compressed air heat exchanger 56 is led to the second pump 55 through the branch pipe 523. Or the whole amount of the boiler water sent out from the compressed air heat exchanger 56 is led to the second pump 55 through the branch pipe 523. In the boiler apparatus 5, as the value obtained by subtracting the measurement value of the second measurement section 582 from the measurement value of the first measurement section 581 becomes larger, the flow rate control section 57 controls the flow rate of the air supplied from the compressed air heat exchanger 56 The flow rate of the boiler water returned to the boiler body 51 gradually decreases.

이와 같이 압축공기 열교환기(56)로부터의 보일러수의 온도가 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도보다 낮을 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량을 감소시킴으로써, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 온도보다 낮아지는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 그 결과, 선내의 증기 시스템에 원하는 온도의 보일러수의 증기를 공급할 수 있다. 또한 압축공기 열교환기(56)로부터의 보일러수의 온도가 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도로부터 저온측으로 떨어짐에 따라, 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량을 점차 감소시킴으로써, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 온도보다 낮아지는 것을 더한층 억제 또는 방지할 수 있다. 즉 유량제어부(57)는, 보일러부(50)의 보일러 본체(51)에 있어서의 보일러수의 온도를 제어하는 온도제어부이다.When the temperature of the boiler water from the compressed air heat exchanger 56 is lower than the temperature of the boiler water in the boiler body 51 as described above, the amount of boiler water returned from the compressed air heat exchanger 56 to the boiler body 51 By reducing the flow rate, it is possible to suppress or prevent the temperature of the boiler water in the boiler body 51 from becoming lower than the predetermined temperature. As a result, the steam of the boiler of the desired temperature can be supplied to the steam system in the ship. And the temperature of the boiler water from the compressed air heat exchanger 56 falls from the temperature of the boiler water in the boiler body 51 to the low temperature side, the boiler water returning from the compressed air heat exchanger 56 to the boiler body 51 It is possible to further suppress or prevent the temperature of the boiler water in the boiler body 51 from becoming lower than the predetermined temperature. That is, the flow rate control section 57 is a temperature control section for controlling the temperature of the boiler water in the boiler body 51 of the boiler section 50.

보일러 장치(5)에서는, 제2측정부(582)가 생략되어서 제1측정부(581)로부터 출력되는 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도에 의거하여 유량제어부(57)에 의한 유량제어가 이루어지더라도 좋다. 예를 들면 제1측정부(581)에 의하여 측정된 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 임계온도(臨界溫度)보다 높은 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출된 보일러수의 전량이 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 한편 제1측정부(581)에 의하여 측정된 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 임계온도 이하로 저하하였을 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 온도가 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도보다 낮다고 판단되어, 유량제어부(57)가 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량을 감소시킨다. 그리고 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 낮아짐에 따라, 유량제어부(57)에 의한 제어에 의하여 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량이 점차 감소한다.The flow rate control by the flow rate controller 57 is controlled based on the temperature of the boiler water in the boiler body 51 output from the first measurement section 581 by omitting the second measurement section 582 in the boiler apparatus 5 . For example, when the temperature of the boiler water in the boiler body 51 measured by the first measuring unit 581 is higher than a predetermined threshold temperature (critical temperature), the number of boiler water discharged from the compressed air heat exchanger 56 Is returned to the boiler body (51). On the other hand, when the temperature of the boiler water in the boiler body 51 measured by the first measuring unit 581 has dropped below a predetermined threshold temperature, the temperature of the boiler water sent out from the compressed air heat exchanger 56, It is determined that the temperature of the boiler water in the main body 51 is lower than the temperature of the boiler water in the main body 51 so that the flow rate control unit 57 reduces the flow rate of the boiler water returning from the compressed air heat exchanger 56 to the boiler body 51. As the temperature of the boiler water in the boiler body 51 becomes lower, the flow rate of the boiler water returning from the compressed air heat exchanger 56 to the boiler body 51 gradually decreases under the control of the flow controller 57 .

또한 보일러 장치(5)에서는, 제1측정부(581)에 의하여 보일러 본체(51)내의 보일러수의 압력이 측정되어 측정치가 출력되고, 당해 측정치에 의거하여 유량제어부(57)에 의한 유량제어가 이루어지더라도 좋다. 예를 들면 제1측정부(581)에 의하여 측정된 보일러 본체(51)내의 보일러수의 압력이 소정의 임계압력보다 높은 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출된 보일러수의 전량이 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 한편 제1측정부(581)에 의하여 측정된 보일러 본체(51)내의 보일러수의 압력이 소정의 임계압력 이하로 저하되었을 경우에, 유량제어부(57)가 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량을 감소시킨다.In addition, in the boiler apparatus 5, the pressure of the boiler water in the boiler body 51 is measured by the first measuring unit 581 and the measured value is outputted. Based on the measured value, the flow rate control by the flow rate controller 57 . For example, when the pressure of the boiler water in the boiler body 51 measured by the first measuring portion 581 is higher than a predetermined threshold pressure, the entire amount of the boiler water sent out from the compressed air heat exchanger 56 is supplied to the boiler And returned to the main body 51. On the other hand, when the pressure of the boiler water in the boiler body 51 measured by the first measuring unit 581 is lowered to a predetermined threshold pressure or less, the flow rate control unit 57 controls the flow rate of the compressed air from the compressed air heat exchanger 56, Thereby reducing the flow rate of the boiler water returning to the boiler 51.

또한 보일러 장치(5)에서는, 보일러부(50)에 있어서의 보일러 본체(51) 이외의 부위의 보일러수의 온도 또는 압력이 제1측정부(581)에 의하여 측정되고, 제1측정부(581)로부터 출력되는 측정치에 의거하여 유량제어부(57)에 의한 유량제어가 이루어지더라도 좋다. 바꾸어 말하면 제1측정부(581)에 의하여 보일러부(50)에 있어서의 보일러수의 온도 또는 압력이 측정되어 측정치가 출력되고, 유량제어부(57)에 의하여 당해 측정치에 의거하여 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러부(50)로 유도되는 보일러수의 유량이 제어된다. 그리고 제1측정부(581)에 의한 측정치가 작아짐에 따라 압축공기 열교환기(56)로부터 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량이 점차 감소한다. 이에 따라 상기한 바와 마찬가지로 압축공기 열교환기(56)에 있어서 회수된 소기의 폐열을 보일러 본체(51)내의 보일러수의 가열(또는 온도유지)에 효율적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 온도보다 낮아지는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.In the boiler unit 5, the temperature or pressure of the boiler water at a portion other than the boiler body 51 in the boiler unit 50 is measured by the first measuring unit 581, and the first measuring unit 581 The flow rate control by the flow rate control unit 57 may be performed. In other words, the temperature or pressure of the boiler water in the boiler section 50 is measured by the first measuring section 581 and the measured value is output. The flow rate control section 57 controls the flow rate of the compressed air 56 to the boiler section 50 is controlled. As the measured value by the first measuring unit 581 becomes smaller, the flow rate of the boiler water returning from the compressed air heat exchanger 56 to the boiler body 51 gradually decreases. Accordingly, the waste heat recovered in the compressed air heat exchanger 56 can be efficiently utilized for heating (or maintaining the temperature of) the boiler water in the boiler body 51, It is possible to suppress or prevent the temperature of the boiler water in the boiler water from becoming lower than the predetermined temperature.

회수장치(6)는, 제2순환로(522)상에 배치되고, 보일러부(50)로부터 제2순환로(522)로 송출된 보일러수로부터 에너지를 회수하는 장치이다. 회수장치(6)는 예를 들면 물보다 비등점(沸騰點)이 낮은 작동유체(作動流體)(바람직하게는 대체 프레온(代替 freon) R245fa 등의 유기매체(有機媒體))를 이용한 유기 랜킨 사이클(ORC:Organic Rankine Cycle)에 의하여 열에너지를 동력으로서 회수하는 것이다. 회수장치(6)는, ORC순환로(61)와, ORC열교환기(62)와, 팽창기(膨脹機)(63)와, 응축기(凝縮器)(64)와, ORC펌프(65)를 구비한다. ORC열교환기(62), 팽창기(63), 응축기(64) 및 ORC펌프(65)는, 작동유체가 순환하는 ORC순환로(61)에 의하여 상기 순서로 접속된다.The recovery device 6 is disposed on the second circulation path 522 and is a device for recovering energy from the boiler water sent from the boiler part 50 to the second circulation path 522. [ The recovering device 6 is a device for recovering organic urine from an organic ranin cycle (for example, an organic medium such as an alternative freon R245fa), such as a working fluid having a boiling point lower than that of water ORC: Organic Rankine Cycle). The recovery device 6 includes an ORC circulation path 61, an ORC heat exchanger 62, an expander 63, a condenser 64 and an ORC pump 65 . The ORC heat exchanger 62, the inflator 63, the condenser 64 and the ORC pump 65 are connected in this order by the ORC circulation path 61 through which the working fluid circulates.

회수장치(6)에서는, ORC펌프(65)에 의하여 작동유체가 가압되어 ORC열교환기(62)로 송출된다. ORC열교환기(62)는, 상기의 보일러 장치(5)의 제2순환로(522)에 있어서 보일러부(50)로부터 압축공기 열교환기(56)로 보일러수를 유도하는 배관(配管)상에 배치된다. 구체적으로는 ORC열교환기(62)는, 제2순환로(522)중에서 제2펌프(55)로부터 압축공기 열교환기(56)로 보일러수가 유도되는 배관상에 배치된다. 당해 배관을 흐르는 보일러수의 온도는, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도와 거의 같고 예를 들면 약 135∼165℃이다. ORC열교환기(62)에서는, 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수를 열원으로 하여 ORC펌프(65)로부터 송출된 작동유체가 가열되어 기화한다. 또한 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수는, ORC열교환기(62)에 있어서 회수장치(6)의 작동유체에 의하여 냉각되어, 보일러수의 온도는 상기한 바와 같이 예를 들면 약 100∼130℃까지 저하한다.In the recovery device 6, the working fluid is pressurized by the ORC pump 65 and sent out to the ORC heat exchanger 62. The ORC heat exchanger 62 is disposed on a pipe for guiding the boiler water from the boiler portion 50 to the compressed air heat exchanger 56 in the second circulation path 522 of the boiler apparatus 5 do. Concretely, the ORC heat exchanger 62 is disposed on the pipe from which the boiler water is led from the second pump 55 to the compressed air heat exchanger 56 in the second circulation path 522. The temperature of the boiler water flowing through the pipe is substantially the same as the temperature of the boiler water in the boiler body 51 and is, for example, about 135 to 165 占 폚. In the ORC heat exchanger (62), the working fluid sent out from the ORC pump (65) is heated by using the boiler water flowing through the second circulation path (522) as a heat source to vaporize. Further, the number of boilers flowing through the second circulation path 522 is cooled by the working fluid of the recovery device 6 in the ORC heat exchanger 62, and the temperature of the boiler water is, for example, about 100 to 130 Deg.] C.

ORC열교환기(62)에 의하여 가열되어 기화된 작동유체는, ORC순환로(61)를 통하여 팽창기(63)로 유도된다. 팽창기(63)는, ORC열교환기(62)에서 기화된 가스상의 작동유체를 팽창시켜서 기계적 에너지를 회수한다. 팽창기(63)로서는 예를 들면 작동유체에 의하여 회전하는 터빈이 이용된다. 당해 터빈의 축(軸)은 발전기(8)에 접속되어 있어, ORC열교환기(62)로부터 반송되는 작동유체에 의하여 터빈이 구동됨으로써 발전기(8)에 있어서 발전이 이루어진다.The working fluid heated and vaporized by the ORC heat exchanger (62) is led to the expander (63) through the ORC circulation path (61). The expander (63) expands the working fluid in the gasified vapor in the ORC heat exchanger (62) to recover mechanical energy. As the inflator 63, for example, a turbine rotating by a working fluid is used. The shaft of the turbine is connected to the generator 8 so that the turbine is driven by the working fluid conveyed from the ORC heat exchanger 62 to generate electricity in the generator 8.

팽창기(63)를 통과한 가스상의 작동유체는 응축기(64)로 유도된다. 응축기(64)는, 팽창기(63)에서 팽창시킨 작동유체를 응축하여 액화(液化)한다. 응축기(64)에서 액화된 작동유체는, ORC펌프(65)에 의하여 상기한 바와 같이 가압되어 ORC열교환기(62)로 송출된다.The working fluid in the gas phase which has passed through the expander (63) is led to the condenser (64). The condenser 64 condenses and liquefies the working fluid expanded in the inflator 63. [ The working fluid liquefied in the condenser 64 is pressurized by the ORC pump 65 as described above and sent out to the ORC heat exchanger 62.

이상에서 설명한 바와 같이 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)에서는, 액상의 보일러수를 저장하고 원동기(3)의 배기로(32)를 흐르는 배기를 열원으로 하여 보일러수를 가열하는 보일러부(50)와, 보일러부(50)로부터 액상의 보일러수를 송출하여 제2순환로(522)를 통하여 보일러부(50)로 순환시키는 제2펌프(55)와, 소기로(31)상에 배치되어 소기로(31)를 흐르는 소기를 열원으로 하여 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수를 가열하는 압축공기 열교환기(56)가 설치된다.As described above, in the boiler system 1 shown in Fig. 1, the boiler part 50 for storing the liquid boiler water and heating the boiler water using the exhaust flowing through the exhaust path 32 of the prime mover 3 as a heat source, A second pump 55 for sending the liquid boiler water from the boiler section 50 and circulating the liquid boiler water to the boiler section 50 through the second circulation path 522, And a compressed air heat exchanger (56) for heating the boiler water flowing through the second circulation path (522) with the scavenge flowing through the second circulation path (31) as a heat source.

이와 같이 보일러 시스템(1)에서는 선내의 증기 시스템으로 증기를 공급하는 보일러부(50)에 상기의 압축공기 열교환기(56), 제2펌프(55) 및 제2순환로(522)를 추가함으로써, 보일러부(50)의 보일러수의 가열에 원동기(3)로 공급되는 소기의 폐열도 이용할 수 있다. 즉 보일러 시스템(1)에서는, 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성시킬 수 있다. 이러한 보일러 시스템(1)의 구성은, 연료소비량의 감소가 요구됨과 아울러 장치의 배치공간에 제한이 있는 선박의 보조 보일러 시스템에 특히 적합하다.In this way, in the boiler system 1, the above-described compressed air heat exchanger 56, the second pump 55 and the second circulation path 522 are added to the boiler part 50 for supplying steam to the steam system in the ship, Waste heat to be supplied to the prime mover 3 for heating the boiler water of the boiler part 50 can also be used. That is, in the boiler system 1, it is possible to efficiently heat the boiler water with a simple structure by using various kinds of waste heat related to the prime mover 3, and thus it is possible to efficiently generate the steam of the boiler water. The construction of such a boiler system 1 is particularly suitable for the auxiliary boiler system of a ship in which a reduction in fuel consumption is required and in which the arrangement space of the apparatus is limited.

보일러 시스템(1)에서는, 보일러부(50)가 선박의 굴뚝으로부터 벗어난 위치에 배치되는 보일러 본체(51)와, 보일러 본체(51)로부터 액상의 보일러수를 송출하여 제1순환로(521)를 통하여 보일러 본체(51)로 순환시키는 제1펌프(53)와, 배기로(32)상에 배치되어 제1순환로(521)를 흐르는 보일러수를 가열하는 배기 열교환기(54)를 구비한다. 이에 따라 보일러 시스템(1)중에서, 배기로(32)상에 설치되는 구조(즉 굴뚝내에 설치되는 구조)를 소형화 및 간소화할 수 있다.The boiler system 1 includes a boiler main body 51 disposed at a position where the boiler portion 50 is deviated from the chimney of the ship, a boiler main body 51, A first pump 53 for circulating the heat to the boiler body 51 and an exhaust heat exchanger 54 disposed on the exhaust path 32 for heating the boiler water flowing through the first circulation path 521. Accordingly, the structure provided on the exhaust path 32 (that is, the structure provided in the chimney) in the boiler system 1 can be downsized and simplified.

또한 보일러 시스템(1)에서는, ORC열교환기(62), 팽창기(63), 응축기(64) 및 ORC펌프(65)를 구비하는 회수장치(6)에 의하여 보일러부(50)로부터 압축공기 열교환기(56)로 송출된 보일러수로부터 기계적 에너지를 회수할 수 있다. 이에 따라 보일러수에 의하여 회수된 원동기(3)의 폐열을 효율적으로 이용할 수 있다. 또한 제2순환로(522)를 순환하는 보일러수를 회수장치(6)의 ORC열교환기(62)에 있어서 냉각시킨 후에, 압축공기 열교환기(56)에 있어서 소기에 의하여 가열함으로써 소기의 폐열을 보일러수에 효율적으로 회수시킬 수 있다.Also in the boiler system 1, a recovery device 6 including an ORC heat exchanger 62, an inflator 63, a condenser 64 and an ORC pump 65 is connected to the compressed air heat exchanger The mechanical energy can be recovered from the boiler water sent to the boiler 56. The waste heat of the prime mover 3 recovered by the boiler water can be efficiently utilized. After the boiler water circulating in the second circulation path 522 is cooled in the ORC heat exchanger 62 of the recovery device 6 and then heated in the compressed air heat exchanger 56 by the scavenging, Can be recovered efficiently.

도2는, 본 발명의 제2실시형태에 관한 보일러 시스템(1a)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1a)은, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 비교적 대형 선박의 보조 보일러 시스템으로서 이용되고, 과급기 부착 원동기(2)의 폐열을 이용하여 매체인 보일러수를 가열한다. 도2에 나타내는 보일러 시스템(1a)에서는, 도1에 나타내는 보일러부(50)를 대신하여 보일러부(50)와는 구조가 다른 보일러부(50a)가 설치된다. 보일러 시스템(1a) 이외의 구성은 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 같으며, 이하의 설명에서는 대응되는 구성에 같은 부호를 붙인다.2 is a view showing a configuration of a boiler system 1a according to a second embodiment of the present invention. Like the boiler system 1 shown in Fig. 1, the boiler system 1a is used as an auxiliary boiler system of a relatively large ship, and uses the waste heat of the supercharger-equipped prime mover 2 to heat the boiler water as a medium. In the boiler system 1a shown in Fig. 2, a boiler portion 50a having a structure different from that of the boiler portion 50 is provided instead of the boiler portion 50 shown in Fig. Components other than the boiler system 1a are the same as the boiler system 1 shown in Fig. 1, and the same reference numerals are assigned to the corresponding components in the following description.

도2에 나타내는 보일러부(50a)는, 액상의 보일러수를 저장하는 보일러 본체(51)를 구비한다. 보일러 본체(51)는, 선박의 굴뚝내에 있어서 원동기(3)의 배기로(32)상에 설치되고, 배기로(32)가 보일러 본체(51)를 관통한다. 바꾸어 말하면 보일러부(50a)는 선박의 굴뚝내에 설치되는 이른바 「콤퍼짓 보일러(composite boiler)」이다. 보일러부(50a)는, 연관식(煙管式) 또는 수관식(水管式)의 보일러이며, 도2에서는 연관식의 보일러부(50a)가 설치되는 것으로서 설명한다. 보일러부(50a)에서는 배기로(32)가 복수의 세관(細管)(321)으로 분기되고, 당해 복수의 세관(321)이 보일러 본체(51)의 바닥부로부터 상부를 향해서 관통된다. 복수의 세관(321)은 보일러 본체(51)에 저장되는 액상의 보일러수와 직접적으로 접촉한다. 보일러부(50a)에서는 배기로(32)의 복수의 세관(321)을 흐르는 원동기(3)의 배기에 의하여 보일러 본체(51)내의 보일러수가 가열된다.The boiler portion 50a shown in Fig. 2 has a boiler body 51 for storing the liquid boiler water. The boiler body 51 is installed on the exhaust passage 32 of the prime mover 3 in the chimney of the ship and the exhaust passage 32 passes through the boiler body 51. In other words, the boiler part 50a is a so-called " composite boiler " installed in the chimney of the ship. The boiler part 50a is a boiler of a related type (smoke tube type) or a water tube type (water tube type), and in FIG. 2, the boiler part 50a of an associated type is installed. In the boiler section 50a, the exhaust passage 32 is branched into a plurality of tubular pipes 321, and the plurality of tubular pipes 321 pass through from the bottom of the boiler body 51 upward. The plurality of tubules 321 directly contact the liquid-phase boiler water stored in the boiler body 51. In the boiler portion 50a, the boiler water in the boiler body 51 is heated by the exhaust of the prime mover 3 that flows through the plurality of tubular pipes 321 of the exhaust passage 32.

보일러 시스템(1a)에서는, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한 보일러 시스템(1a)에서는, 보일러부(50a)에 있어서 보일러 본체(51)를 배기로(32)가 관통하는 위치(즉 선박의 굴뚝내)에 배치함으로써 보일러부(50a)의 구조를 소형화할 수 있다. 이에 따라 보일러 시스템(1a)을 소형화할 수 있다.In the boiler system 1a, as in the case of the boiler system 1 shown in Fig. 1, it is possible to efficiently heat the boiler water with a simple structure by using various kinds of waste heat related to the prime mover 3, Can be generated. In addition, in the boiler system 1a, the boiler body 51 is arranged at a position where the exhaust passage 32 passes through (that is, inside the chimney of the ship) in the boiler portion 50a, . Thus, the boiler system 1a can be miniaturized.

도3은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 보일러 시스템(1b)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1b)에서는, 도1에 나타내는 회수장치(6)를 대신하여 회수장치(6)와는 부분적으로 구조가 다른 회수장치(6a)가 설치된다. 회수장치(6a)는, 회수장치(6)의 각 구성에 더하여 재킷 열교환기(jacket 熱交換器)(66)를 더 구비한다. 보일러 시스템(1b) 이외의 구성은 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 같으며, 이하의 설명에서는 대응되는 구성에 같은 부호를 붙인다.Fig. 3 is a view showing a configuration of a boiler system 1b according to a third embodiment of the present invention. In the boiler system 1b, a collecting device 6a having a partially different structure from the collecting device 6 is provided instead of the collecting device 6 shown in Fig. The recovery device 6a further includes a jacket heat exchanger 66 in addition to the components of the recovery device 6. Components other than the boiler system 1b are the same as the boiler system 1 shown in Fig. 1, and the same reference numerals are assigned to the corresponding components in the following description.

재킷 열교환기(66)는, ORC순환로(61)에 있어서 응축기(64)로부터 ORC열교환기(62)로 작동유체를 유도하는 배관상에, 더 구체적으로는 ORC펌프(65)와 ORC열교환기(62) 사이의 배관상에 배치된다. 재킷 열교환기(66)는 또한 원동기(3) 본체의 냉각에 이용된 재킷 냉각수(jacket 冷却水)(즉 원동기(3) 본체의 폐열을 흡수한 재킷 냉각수)가 흐르는 재킷 냉각수배관(35)상에 배치된다. 재킷 열교환기(66)에서는, 원동기(3)의 재킷 냉각수를 열원으로 하여 ORC펌프(65)로부터 ORC열교환기(62)로 흐르는 작동유체가 예비적으로 가열된다. ORC펌프(65)로부터 송출되는 작동유체의 온도는 예를 들면 약 40℃이며, 원동기(3)의 배기나 소기에 비하여 저온의 재킷 냉각수에 의해서도 작동유체를 효율적으로 가열할 수 있다.The jacket heat exchanger 66 is provided on the piping for guiding the working fluid from the condenser 64 to the ORC heat exchanger 62 in the ORC circulation path 61 and more specifically the ORC pump 65 and the ORC heat exchanger 62). The jacket heat exchanger 66 is also connected to a jacket cooling water pipe 35 through which jacket cooling water used for cooling the prime mover 3 (jacket cooling water absorbing the waste heat of the prime mover body 3) flows . In the jacket heat exchanger (66), the working fluid flowing from the ORC pump (65) to the ORC heat exchanger (62) is preliminarily heated using the jacket cooling water of the prime mover (3) as a heat source. The temperature of the working fluid sent out from the ORC pump 65 is, for example, about 40 DEG C, so that the working fluid can be efficiently heated even by the jacket cooling water having lower temperature than the exhaust or scavenging of the prime mover 3.

도3에 나타내는 보일러 시스템(1b)에서는, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한 보일러 시스템(1b)에서는, 회수장치(6a)에 있어서의 에너지의 회수에 있어서 원동기(3)의 재킷 냉각수도 이용함으로써 원동기(3)의 폐열을 더 효율적으로 이용할 수 있다.In the boiler system 1b shown in Fig. 3, as in the boiler system 1 shown in Fig. 1, it is possible to efficiently heat the boiler water with a simple structure by using various kinds of waste heat related to the prime mover 3, It is possible to efficiently generate steam. In addition, in the boiler system 1b, the waste heat of the prime mover 3 can be used more efficiently by using the jacket cooling water of the prime mover 3 in the recovery of the energy in the recovery device 6a.

도4는, 본 발명의 제4실시형태에 관한 보일러 시스템(1c)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1c)에서는, 도1에 나타내는 보일러 장치(5)를 대신하여 보일러 장치(5)와는 부분적으로 구조가 다른 보일러 장치(5a)가 설치된다. 보일러 장치(5a)는, 보일러 장치(5)의 각 구성에 더하여 재킷 열교환기(66a)를 더 구비한다. 보일러 시스템(1c) 이외의 구성은 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 같으며, 이하의 설명에서는 대응되는 구성에 같은 부호를 붙인다.4 is a view showing a configuration of a boiler system 1c according to a fourth embodiment of the present invention. In the boiler system 1c, a boiler apparatus 5a having a partially different structure from the boiler apparatus 5 is provided instead of the boiler apparatus 5 shown in Fig. The boiler apparatus 5a further includes a jacket heat exchanger 66a in addition to each constitution of the boiler apparatus 5. [ Components other than the boiler system 1c are the same as the boiler system 1 shown in Fig. 1, and the same reference numerals are given to the corresponding components in the following description.

재킷 열교환기(66a)는, 제2순환로(522)에 있어서 ORC열교환기(62)로부터 압축공기 열교환기(56)로 보일러수를 유도하는 배관상에 배치된다. 재킷 열교환기(66a)는 또한 원동기(3) 본체의 냉각에 이용된 재킷 냉각수(즉 원동기(3) 본체의 폐열을 흡수한 재킷 냉각수)가 흐르는 재킷 냉각수배관(35)상에 배치된다. 재킷 열교환기(66a)에서는, 원동기(3)의 재킷 냉각수를 열원으로 하여 ORC열교환기(62)로부터 압축공기 열교환기(56)로 흐르는 보일러수가 예비적으로 가열된다.The jacket heat exchanger 66a is disposed on the second circulation path 522 on the pipe leading to the boiler water from the ORC heat exchanger 62 to the compressed air heat exchanger 56. [ The jacket heat exchanger 66a is also disposed on the jacket cooling water pipe 35 through which jacket cooling water used for cooling the prime mover body 3 (that is, jacket cooling water that absorbs the waste heat of the prime mover body 3) flows. In the jacket heat exchanger 66a, the boiler water flowing from the ORC heat exchanger 62 to the compressed air heat exchanger 56 is preliminarily heated using the jacket cooling water of the prime mover 3 as a heat source.

도4에 나타내는 보일러 시스템(1c)에서는, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한 보일러 시스템(1c)에서는, 보일러 장치(5a)에 있어서의 보일러수의 가열에 원동기(3)의 재킷 냉각수도 이용함으로써, 원동기(3)의 폐열을 더 효율적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 압축공기 열교환기(56)를 소형화할 수도 있다.In the boiler system 1c shown in Fig. 4, as in the boiler system 1 shown in Fig. 1, it is possible to efficiently heat the boiler water with a simple structure by using various types of waste heat related to the prime mover 3, It is possible to efficiently generate steam. In addition, in the boiler system 1c, by using the jacket cooling water of the prime mover 3 for heating the boiler water in the boiler 5a, not only the waste heat of the prime mover 3 can be used more efficiently, The unit 56 can be downsized.

도5는, 본 발명의 제5실시형태에 관한 보일러 시스템(1d)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1d)에서는, 도1에 나타내는 회수장치(6)를 대신하여 회수장치(6)와는 부분적으로 구조가 다른 회수장치(6b)가 설치된다. 보일러 시스템(1d) 이외의 구성은 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 같으며, 이하의 설명에서는 대응되는 구성에 같은 부호를 붙인다.5 is a view showing a configuration of a boiler system 1d according to a fifth embodiment of the present invention. In the boiler system 1d, a collecting device 6b having a partially different structure from the collecting device 6 is provided instead of the collecting device 6 shown in Fig. Components other than the boiler system 1d are the same as the boiler system 1 shown in Fig. 1, and the same reference numerals are given to the corresponding components in the following description.

회수장치(6b)에서는, 도1에 나타내는 팽창기(63)를 대신하여 2단 터빈(2段 turbine)인 팽창기(63a)가 설치된다. 팽창기(63a)는, 고압 터빈인 제1팽창기(631)와 저압 터빈인 제2팽창기(632)를 구비한다. 또한 회수장치(6b)는, 도1에 나타내는 회수장치(6)의 각 구성에 더하여 다른 ORC열교환기(62a) 및 다른 ORC펌프(65a)를 구비한다. 이하의 설명에서는 ORC열교환기(62, 62a)를 구별하기 위해서 각각 「제1 ORC열교환기(62)」 및 「제2 ORC열교환기(62a)」라고 부른다. 또한 ORC펌프(65, 65a)를 구별하기 위해서 각각 「제1 ORC펌프(65)」 및 「제2 ORC펌프(65a)」라고 부른다.In the recovery device 6b, an inflator 63a, which is a two-stage turbine, is installed in place of the inflator 63 shown in Fig. The inflator 63a comprises a first inflator 631 which is a high pressure turbine and a second inflator 632 which is a low pressure turbine. The recovery device 6b further includes another ORC heat exchanger 62a and another ORC pump 65a in addition to the respective components of the recovery device 6 shown in Fig. In the following description, the first ORC heat exchanger 62 and the second ORC heat exchanger 62a are respectively referred to as ORC heat exchangers 62 and 62a. The first ORC pump 65 and the second ORC pump 65a are also referred to as ORC pumps 65 and 65a, respectively.

제2 ORC펌프(65a)는, ORC순환로(61)에 있어서 제1 ORC펌프(65)와 제1 ORC열교환기(62) 사이의 배관상에 배치된다. ORC순환로(61)에는, 제1 ORC펌프(65)와 제2 ORC펌프(65a) 사이에 분기부(61a)가 설치되고, 분기부(61a)에 있어서 ORC순환로(61)로부터 분기유로(分岐流路)(611)가 분기된다. 분기부(61a)로부터 팽창기(63a)로 향하는 분기유로(611)상에는, 제2 ORC열교환기(62a)가 배치된다. 제2 ORC열교환기(62a)는, 보일러 장치(5)의 제2순환로(522)상에 있어서 제1 ORC열교환기(62)와 압축공기 열교환기(56) 사이에 배치된다.The second ORC pump 65a is disposed on the piping between the first ORC pump 65 and the first ORC heat exchanger 62 in the ORC circulation path 61. A branching section 61a is provided between the first ORC pump 65 and the second ORC pump 65a in the ORC circulation path 61 and branched from the ORC circulation path 61 in the branching section 61a Flow path) 611 is branched. A second ORC heat exchanger 62a is disposed on the branch flow path 611 from the branching section 61a to the inflator 63a. The second ORC heat exchanger 62a is disposed on the second circulation path 522 of the boiler apparatus 5 between the first ORC heat exchanger 62 and the compressed air heat exchanger 56.

회수장치(6b)에서는, 응축기(64)로부터의 작동유체가 제1 ORC펌프(65)에 의하여 가압되어 분기부(61a)로 송출된다. 응축기(64)로부터 송출된 작동유체의 일부는, 분기부(61a)에서 분기유로(611)로 분기되어 제2 ORC열교환기(62a)로 유도된다. 또한 작동유체의 나머지 부분은, 분기부(61a)에서 ORC순환로(61)로 분기되고, 제2 ORC펌프(65a)에 의하여 더 가압되어 제1 ORC열교환기(62)로 유도된다. 제2 ORC펌프(65a)는, 제1 ORC열교환기(62)로 유도되는 작동유체의 압력을 제2 ORC열교환기(62a)로 유도되는 작동유체의 압력보다 높게 하는 압력조정부이다.In the recovery device 6b, the working fluid from the condenser 64 is pressurized by the first ORC pump 65 and sent to the branching section 61a. A part of the working fluid sent out from the condenser 64 is branched from the branching section 61a to the branching flow path 611 and is led to the second ORC heat exchanger 62a. The remaining portion of the working fluid also branches from the branching section 61a to the ORC circulation path 61 and is further pressurized by the second ORC pump 65a to be led to the first ORC heat exchanger 62. [ The second ORC pump 65a is a pressure regulator for increasing the pressure of the working fluid introduced into the first ORC heat exchanger 62 to be higher than the pressure of the working fluid guided to the second ORC heat exchanger 62a.

제1 ORC열교환기(62)에서는, 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수를 열원으로 하여 제2 ORC펌프(65a)로부터 송출된 작동유체가 가열되어 기화한다. 제1 ORC열교환기(62)에서 기화된 작동유체는, 팽창기(63a)로 유도되어 제1팽창기(631)에 공급된다. 한편 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수는, 제1 ORC열교환기(62)에 있어서 회수장치(6b)의 작동유체에 의하여 냉각되어, 보일러수의 온도는 예를 들면 약 100℃까지 저하한다. 제1 ORC열교환기(62)로부터 송출된 보일러수는 제2 ORC열교환기(62a)로 유도된다.In the first ORC heat exchanger (62), the working fluid sent out from the second ORC pump (65a) is heated by using the boiler water flowing through the second circulation path (522) as a heat source to vaporize. The working fluid vaporized in the first ORC heat exchanger (62) is led to the inflator (63a) and supplied to the first inflator (631). On the other hand, the number of boilers flowing through the second circulation path 522 is cooled by the working fluid of the recovery device 6b in the first ORC heat exchanger 62, and the temperature of the boiler water drops to, for example, about 100 캜 . The number of boilers discharged from the first ORC heat exchanger (62) is led to the second ORC heat exchanger (62a).

제2 ORC열교환기(62a)에서는, 제1 ORC열교환기(62)로부터 송출된 보일러수(즉 제1 ORC열교환기(62)로부터 압축공기 열교환기(56)로 유도되는 보일러수)를 열원으로 하여 제1 ORC펌프(65)로부터 송출된 작동유체가 가열되어 기화한다. 상기한 바와 같이 제2 ORC열교환기(62a)로 유도되는 작동유체의 압력은 제1 ORC열교환기(62)로 유도되는 작동유체의 압력보다 낮기 때문에, 제2 ORC열교환기(62a)에 있어서의 작동유체의 증발온도는 제1 ORC열교환기(62)에 있어서의 작동유체의 증발온도보다 낮다. 제2 ORC열교환기(62a)에서 기화된 작동유체는, 팽창기(63a)로 유도되어 제2팽창기(632)에 공급된다.In the second ORC heat exchanger 62a, the number of boilers fed from the first ORC heat exchanger 62 (that is, the number of boilers fed from the first ORC heat exchanger 62 to the compressed air heat exchanger 56) And the working fluid sent out from the first ORC pump 65 is heated and vaporized. As described above, since the pressure of the working fluid guided to the second ORC heat exchanger 62a is lower than the pressure of the working fluid guided to the first ORC heat exchanger 62, the pressure in the second ORC heat exchanger 62a The evaporation temperature of the working fluid is lower than the evaporation temperature of the working fluid in the first ORC heat exchanger (62). The working fluid vaporized in the second ORC heat exchanger 62a is led to the inflator 63a and fed to the second inflator 632. [

한편 보일러수는, 제2 ORC열교환기(62a)에 있어서 회수장치(6b)의 작동유체에 의하여 냉각되어, 보일러수의 온도는 예를 들면 약 70℃까지 저하한다. 제2 ORC열교환기(62a)로부터 송출된 보일러수는, 압축공기 열교환기(56)로 유도되어 원동기(3)의 소기를 열원으로 하여 가열된 후에 보일러 본체(51)로 되돌려진다.On the other hand, the number of boilers is cooled by the working fluid of the recovery device 6b in the second ORC heat exchanger 62a, and the temperature of the boiler water drops to, for example, about 70 deg. The boiler water sent out from the second ORC heat exchanger 62a is led to the compressed air heat exchanger 56 and heated to the boiler body 51 after being heated by the scavenging of the prime mover 3 as a heat source.

회수장치(6b)의 팽창기(63a)에서는, 제1 ORC열교환기(62)에서 기화된 작동유체가 제1팽창기(631)에 있어서 팽창하고, 팽창후의 당해 작동유체 및 제2 ORC열교환기(62a)에서 기화된 작동유체가 제2팽창기(632)에 있어서 합류하여 팽창한다. 그리고 팽창기(63a)에 있어서 작동유체의 팽창에 의하여 회수된 기계적 에너지에 의하여 발전기(8)에 있어서의 발전이 이루어진다.In the inflator 63a of the recovery device 6b, the working fluid vaporized in the first ORC heat exchanger 62 is expanded in the first inflator 631, and the working fluid after expansion and the second ORC heat exchanger 62a Flows in the second inflator 632 and expands. In the inflator 63a, the generator 8 is powered by the mechanical energy recovered by the expansion of the working fluid.

도5에 나타내는 보일러 시스템(1d)에서는, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성할 수 있다.In the boiler system 1d shown in Fig. 5, as in the boiler system 1 shown in Fig. 1, various kinds of waste heat related to the prime mover 3 can be used to efficiently heat the boiler water with a simple structure, It is possible to efficiently generate steam.

보일러 시스템(1d)에서는, 회수장치(6b)에 있어서 제1 ORC열교환기(62)에 있어서의 작동유체의 증발온도 및 압력을 높게 함으로써 팽창기(63a)에 있어서의 열낙차(熱落差)를 크게 할 수 있어, 팽창기(63a)에 의한 에너지의 회수효율을 향상시킬 수 있다. 또한 제2 ORC열교환기(62a)에 있어서의 작동유체의 증발온도를 제1 ORC열교환기(62)에 있어서의 작동유체의 증발온도보다 낮게 함으로써, 제1 ORC열교환기(62)에 있어서 온도가 저하된 보일러수로부터 효율적으로 열을 회수할 수 있다. 보일러 장치(5)에서는, 제1 ORC열교환기(62)에서 냉각된 보일러수를 제2 ORC열교환기(62a)에 있어서 더 냉각함으로써, 압축공기 열교환기(56)에 있어서의 소기온도와 보일러수의 온도와의 차이를 더한층 크게 할 수 있다. 그 결과, 압축공기 열교환기(56)에 있어서의 소기의 폐열의 회수효율을 향상시킬 수 있다.In the boiler system 1d, by increasing the evaporation temperature and the pressure of the working fluid in the first ORC heat exchanger 62 in the recovery device 6b, the thermal drop in the inflator 63a is made large So that the energy recovery efficiency of the inflator 63a can be improved. Further, by lowering the evaporation temperature of the working fluid in the second ORC heat exchanger 62a to be lower than the evaporation temperature of the working fluid in the first ORC heat exchanger 62, the temperature in the first ORC heat exchanger 62 The heat can be efficiently recovered from the reduced number of boilers. In the boiler apparatus 5, the boiler water cooled in the first ORC heat exchanger 62 is further cooled in the second ORC heat exchanger 62a, so that the desired temperature in the compressed air heat exchanger 56 and the boiler water temperature It is possible to further increase the difference between the temperature and the temperature. As a result, the recovery efficiency of the waste heat in the compressed air heat exchanger (56) can be improved.

상기의 보일러 시스템(1, 1a∼1d)에서는 다양한 변경이 가능하다.Various modifications are possible in the boiler systems 1, 1a to 1d.

유량제어부(57)는 3방향밸브에 한정되지 않고 예를 들면 순환펌프가 유량제어부(57)로서 이용되더라도 좋다. 혹은 제2펌프(55)로서 유량을 제어 가능한 인버터 펌프(inverter pump)가 이용되어, 제1측정부(581)로부터 출력되는 측정치 등에 의거하여 제2순환로(522)를 흘러 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량이 제어되더라도 좋다. 이 경우에 당해 인버터 펌프의 유량제어 부분이 유량제어부(57)가 된다.The flow control unit 57 is not limited to the three-way valve, and the circulation pump may be used as the flow control unit 57, for example. An inverter pump capable of controlling the flow rate is used as the second pump 55 so that the second circulation path 522 flows on the basis of the measured value or the like outputted from the first measurement part 581 and flows to the boiler body 51 The flow rate of the returning boiler water may be controlled. In this case, the flow rate control portion of the inverter pump is the flow rate control portion 57.

팽창기(63, 63a)는, 반드시 터빈에 한정되지 않고 예를 들면 스크루 팽창기(screw 膨脹機)이더라도 좋다. 도5에 나타내는 보일러 시스템(1d)에서는, 제2 ORC펌프(65a)를 대신하여 감압밸브(減壓valve)가 분기유로(611)상에 압력조정부로서 설치되더라도 좋다.The expanders 63 and 63a are not limited to the turbine but may be, for example, a screw expander. In the boiler system 1d shown in Fig. 5, instead of the second ORC pump 65a, a pressure reducing valve may be provided as a pressure regulating portion on the branch flow channel 611. [

보일러 시스템(1, 1a∼1d)에서는, 보일러수를 대신하여 열매유(熱媒油) 등의 다양한 매체가 이용되더라도 좋다. 보일러 시스템(1, 1a∼1d)의 보일러 장치(5, 5a)에 있어서의 매체로서 열매유가 이용되는 경우에, 보일러 장치(5, 5a)에서는 매체의 증기는 생성되지 않아, 보일러 장치(5, 5a)에 의하여 가열된 액상의 열매유가 선내의 연료유, 윤활유, 생활용수 등의 가열원 등으로서 이용된다. 보일러 시스템(1b∼1d)에서는, 보일러부(50)를 대신하여 도2에 나타내는 보일러부(50a)가 설치되더라도 좋다.In the boiler systems 1, 1a to 1d, various media such as thermal oil may be used instead of the boiler water. When the boiling water is used as the medium in the boiler devices 5 and 5a of the boiler systems 1 and 1a to 1d, the vapor of the medium is not generated in the boiler devices 5 and 5a, 5a is used as a heating source for fuel oil, lubricating oil, domestic water, etc. in the ship. In the boiler systems 1b to 1d, a boiler portion 50a shown in Fig. 2 may be provided in place of the boiler portion 50. Fig.

원동기(3)는 예를 들면 4사이클·디젤엔진이더라도 좋다. 이 경우에 컴프레서(42)에 의하여 가압된 흡기인 압축공기는 「급기(給氣)」라고 불리고, 소기로(31)는 급기로(給氣路)라고 불린다. 또한 원동기(3)는, 디젤엔진 이외의 내연기관이더라도 좋고, 내연기관 이외의 원동기이더라도 좋다. 원동기(3)는 선박의 주기관 이외의 다양한 용도에 이용되어서 좋고, 보일러 시스템(1, 1a∼1d)도 선박의 보조 보일러 시스템 이외의 다른 용도에 이용되어서 좋다.The prime mover 3 may be , for example, a four-cycle diesel engine. In this case, the compressed air that is the intake air pressurized by the compressor 42 is called " supply air, " and the scavenging path 31 is called an air supply path. The prime mover 3 may be an internal combustion engine other than a diesel engine, or may be a prime mover other than an internal combustion engine. The prime mover (3) may be used for various purposes other than the main engine of the ship, and the boiler system (1, 1a-1d) may be used for other purposes than the auxiliary boiler system of the ship.

상기의 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절하게 조합되어서 좋다.The configurations of the above-described embodiment and modified examples may be appropriately combined as long as they do not contradict each other.

발명을 상세하게 묘사하여 설명했지만 상기한 설명은 예시적으로서 한정적인 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한 다수의 변형이나 태양이 가능하다고 할 수 있다.
While the invention has been illustrated and described in detail, the foregoing description is illustrative and not restrictive. Therefore, many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

1, 1a∼1d ; 보일러 시스템
3 ; 원동기
6, 6a, 6b ; 회수장치
31 ; 소기로
32 ; 배기로
50, 50a ; 보일러부
51 ; 보일러 본체
53 ; 제1펌프
54 ; 배기 열교환기
55 ; 제2펌프
56 ; 압축공기 열교환기
57 ; 유량제어부
62 ; (제1) ORC열교환기
62a ; 제2 ORC열교환기
63, 63a ; 팽창기
64 ; 응축기
65 ; (제1) ORC펌프
65a ; 제2 ORC펌프
66, 66a ; 재킷 열교환기
521 ; 제1순환로
522 ; 제2순환로
581 ; 제1측정부1, 1a-1d; Boiler system
3; Prime mover
6, 6a, 6b; Recovery device
31; As a wish
32; Exhaust path
50, 50a; Boiler section
51; Boiler body
53; The first pump
54; Exhaust heat exchanger
55; The second pump
56; Compressed air heat exchanger
57; The flow-
62; (First) ORC heat exchanger
62a; The second ORC heat exchanger
63, 63a; Expander
64; Condenser
65; (1st) ORC pump
65a; The second ORC pump
66, 66a; Jacket heat exchanger
521; The first circulation path
522; The second circulation path
581; The first measuring unit

Claims (10)

보일러 시스템(boiler system)으로서,
액상(液狀)의 매체(媒體)를 저장하고, 원동기(原動機)의 배기로(排氣路)를 흐르는 배기(排氣)를 열원(熱源)으로 하여 매체를 가열하는 보일러부(boiler部)와,
상기 보일러부로부터 액상의 매체를 송출하고, 순환로(循環路)를 통하여 상기 보일러부로 순환시키는 펌프(pump)와,
가압(加壓)된 흡기(吸氣)인 압축공기를 상기 원동기로 유도하는 가압흡기로(加壓吸氣路)상에 배치되어, 상기 가압흡기로를 흐르는 압축공기를 열원으로 하여 상기 순환로를 흐르는 매체를 가열하는 압축공기 열교환기(壓縮空氣 熱交換器)를
구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
As a boiler system,
A boiler portion for storing a liquid medium and heating the medium with exhaust gas flowing through an exhaust passage of a prime mover as a heat source, Wow,
A pump for sending a liquid medium from the boiler section and circulating the liquid medium through the circulation path to the boiler section,
The air conditioner is disposed on a pressurized air intake path for guiding compressed air that is a pressurized air to the prime mover and uses compressed air flowing through the pressurized air intake path as a heat source, A compressed air heat exchanger that heats the flowing medium.
Wherein the boiler system is a boiler system.
제1항에 있어서,
상기 보일러부가,
액상의 매체를 저장하는 보일러 본체(boiler 本體)와,
상기 보일러 본체로부터 액상의 매체를 송출하고, 다른 순환로를 통하여 상기 보일러 본체로 순환시키는 다른 펌프와,
상기 배기로상에 배치되어, 상기 배기로를 흐르는 상기 원동기의 배기를 열원으로 하여 상기 다른 순환로를 흐르는 매체를 가열하는 배기 열교환기(排氣 熱交換器)를
구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method according to claim 1,
The boiler part,
A boiler body for storing a liquid medium,
Another pump for sending a liquid medium from the boiler body and circulating the liquid medium through the other circulation path to the boiler body,
An exhaust heat exchanger disposed on the exhaust path and heating the medium flowing through the other circulation path with the exhaust of the prime mover flowing through the exhaust path as a heat source,
Wherein the boiler system is a boiler system.
제1항에 있어서,
상기 보일러부가, 액상의 매체를 저장함과 아울러 상기 배기로가 관통되는 보일러 본체를 구비하고,
상기 배기로를 흐르는 배기에 의하여 상기 보일러 본체내의 매체가 가열되는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the boiler portion has a boiler body storing a liquid medium and passing through the exhaust passage,
And the medium in the boiler body is heated by the exhaust flowing through the exhaust passage.
제1항에 있어서,
상기 보일러부에 있어서의 매체의 압력 또는 온도를 측정하여 측정치를 출력하는 측정부(測定部)와,
상기 측정치에 의거하여 상기 압축공기 열교환기로부터 상기 보일러부로 유도되는 매체의 유량을 제어하는 유량제어부(流量制御部)를
더 구비하고,
상기 측정치가 작아짐에 따라 상기 유량제어부에 의하여 상기 유량이 감소하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method according to claim 1,
A measuring section (measuring section) for measuring the pressure or temperature of the medium in the boiler section and outputting the measured value,
And a flow rate control unit (flow rate control unit) for controlling the flow rate of the medium from the compressed air heat exchanger to the boiler unit based on the measured value
Further,
And the flow rate control unit decreases the flow rate as the measured value becomes smaller.
제1항에 있어서,
상기 순환로상에 배치되어, 상기 보일러부로부터 송출된 매체로부터 에너지를 회수하는 회수장치(回收裝置)를 더 구비하고,
상기 회수장치가,
상기 순환로에 있어서 상기 보일러부로부터 상기 압축공기 열교환기로 매체를 유도하는 배관(配管)상에 배치되어, 상기 순환로를 흐르는 매체를 열원으로 하여 유기매체(有機媒體)인 작동유체(作動流體)를 가열하여 기화(氣化)시키는 ORC열교환기와,
상기 ORC열교환기에서 기화된 작동유체를 팽창시켜서 기계적 에너지를 회수하는 팽창기(膨脹機)와,
상기 팽창기에서 팽창시킨 작동유체를 응축하여 액화(液化)시키는 응축기(凝縮器)와,
상기 응축기에서 액화된 작동유체를 상기 ORC열교환기로 송출하는 ORC펌프를
구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a recovery device disposed on the circulation path for recovering energy from the medium discharged from the boiler part,
Wherein,
A circulation path for circulating the working fluid, which is an organic medium, from the boiler section to the compressed air heat exchanger, the circulation path being disposed on a pipe for guiding the medium from the boiler section to the compressed air heat exchanger, An ORC heat exchanger for vaporizing the air,
An expander (expander) for expanding the working fluid vaporized in the ORC heat exchanger to recover mechanical energy,
A condenser (condenser) for condensing and liquefying the working fluid expanded in the inflator,
An ORC pump for sending the liquefied working fluid from the condenser to the ORC heat exchanger
Wherein the boiler system is a boiler system.
제5항에 있어서,
상기 회수장치가,
상기 응축기로부터 상기 ORC열교환기로 작동유체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 원동기의 재킷 냉각수(jacket 冷却水)를 열원으로 하여 작동유체를 가열하는 재킷 열교환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein,
Further comprising a jacket heat exchanger disposed on a piping for guiding a working fluid from the condenser to the ORC heat exchanger and heating the working fluid using jacket cooling water of the prime mover as a heat source.
제5항에 있어서,
상기 순환로에 있어서 상기 ORC열교환기로부터 상기 압축공기 열교환기로 매체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 원동기의 재킷 냉각수를 열원으로 하여 매체를 가열하는 재킷 열교환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
6. The method of claim 5,
Further comprising a jacket heat exchanger disposed on a piping for guiding the medium from the ORC heat exchanger to the compressed air heat exchanger in the circulation path and using the jacket cooling water of the prime mover as a heat source to heat the medium.
제5항에 있어서,
상기 회수장치가,
상기 응축기로부터 송출된 작동유체의 일부가 분기되어서 유도되어, 상기 순환로에 있어서 상기 ORC열교환기로부터 상기 압축공기 열교환기로 유도되는 매체를 열원으로 하여 작동유체의 상기 일부를 가열하여 기화시키는 다른 ORC열교환기와,
상기 ORC열교환기로 유도되는 작동유체의 압력을, 상기 다른 ORC열교환기로 유도되는 작동유체의 압력보다 높게 하는 압력조정부(壓力調整部)를
더 구비하고,
상기 다른 ORC열교환기에서 기화된 작동유체도 상기 팽창기로 유도되는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein,
A part of the working fluid sent out from the condenser is branched and guided so that the medium which is guided from the ORC heat exchanger to the compressed air heat exchanger in the circulation path is used as a heat source to heat and vaporize the part of the working fluid, ,
A pressure adjusting unit (pressure adjusting unit) for increasing the pressure of the working fluid introduced into the ORC heat exchanger to be higher than the pressure of the working fluid introduced into the other ORC heat exchanger
Further,
Wherein the working fluid vaporized in said another ORC heat exchanger is also directed to said expander.
제1항 내지 제8항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 매체가 보일러수이며,
상기 보일러부에 있어서, 상기 보일러수의 증기(蒸氣)가 생성되는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the medium is a boiler water,
Wherein in the boiler portion, steam of the boiler water is generated.
제1항 내지 제8항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 원동기가 선박(船舶)의 주기관(主機關)이며,
상기 보일러부가 상기 선박의 보조 보일러(補助 boiler)인 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the prime mover is a main engine of a ship,
Wherein the boiler is an auxiliary boiler of the ship.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016167445A1 (en) * 2015-04-16 2016-10-20 두산중공업 주식회사 Hybrid generation system using supercritical carbon dioxide cycle
KR20190000292A (en) * 2017-06-22 2019-01-02 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Thermal energy recovery systems and ship carring them

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6389794B2 (en) * 2015-04-09 2018-09-12 株式会社神戸製鋼所 Thermal energy recovery device
JP2018054246A (en) 2016-09-30 2018-04-05 常石造船株式会社 Steam generation system
CN106989607B (en) * 2017-04-13 2019-01-25 中南大学 A kind of recycling of high-temperature flue gas waste heat and advanced purification system
JP7009227B2 (en) * 2018-01-18 2022-01-25 株式会社神戸製鋼所 Thermal energy recovery device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59225203A (en) * 1983-06-07 1984-12-18 三菱重工業株式会社 Device for recovering waste heat
JP2011196646A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Shin Kurushima Dockyard Co Ltd Exhaust gas economizer circulating water system

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52125902A (en) * 1976-04-15 1977-10-22 Hitachi Zosen Corp Water feeding and preheating system for low pressure turbo generation plant for ships
JPS53149116U (en) * 1977-04-28 1978-11-24
JPS59192808A (en) * 1983-04-15 1984-11-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Waste heat recovery system of diesel engine
JPS59191001U (en) * 1983-06-06 1984-12-18 トヨタ自動車株式会社 Waste heat recovery equipment
JP3044386U (en) * 1997-06-13 1997-12-22 ネプコ・インコーポレーテッド Power generator
EP1902198A2 (en) * 2005-06-16 2008-03-26 UTC Power Corporation Organic rankine cycle mechanically and thermally coupled to an engine driving a common load
JP2008096087A (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Ebara Corp Steam boiler device
JP2008202474A (en) * 2007-02-19 2008-09-04 Toyota Motor Corp Exhaust heat recovery device and engine
JP2010116847A (en) * 2008-11-13 2010-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Energy storage system for marine vessel
JP2011149332A (en) * 2010-01-21 2011-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust heat recovery power generating device and ship with the same
EP2553244B1 (en) * 2010-04-01 2013-11-27 Alstom Technology Ltd Method for increasing the efficiency of a power plant equipped with a gas turbine, and power plant for carrying out the method
JP2011231636A (en) * 2010-04-26 2011-11-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust heat recovery power generator and ship provided with exhaust heat recovery power generator
DE102010035333A1 (en) * 2010-08-24 2012-03-01 Rwe Power Ag Method for operating a power plant
EP2503111B1 (en) * 2011-03-25 2016-03-02 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Modular heat rejection system, direct organic rankine cycle system, and biomass combined cycle power generating system
JP5683359B2 (en) * 2011-03-31 2015-03-11 三菱重工業株式会社 Waste heat recovery generator
EP2551477A1 (en) * 2011-07-29 2013-01-30 Siemens Aktiengesellschaft Method and fossil fuel powered power plant for recovering a condensate
CN102506588B (en) * 2011-10-10 2013-10-09 西安陕鼓工程技术有限公司 Cement kiln waste heat comprehensive utilization power generation system and method
CN102606237B (en) * 2012-03-06 2014-07-30 广东电网公司电力科学研究院 Open forward and inverse cycle coupling triple supply system of electricity, heat and cold based on combustion gas turbine
JP6214253B2 (en) * 2013-07-12 2017-10-18 日立造船株式会社 Boiler system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59225203A (en) * 1983-06-07 1984-12-18 三菱重工業株式会社 Device for recovering waste heat
JP2011196646A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Shin Kurushima Dockyard Co Ltd Exhaust gas economizer circulating water system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016167445A1 (en) * 2015-04-16 2016-10-20 두산중공업 주식회사 Hybrid generation system using supercritical carbon dioxide cycle
KR20190000292A (en) * 2017-06-22 2019-01-02 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Thermal energy recovery systems and ship carring them

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