KR20150007950A - Boiler system - Google Patents

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KR20150007950A
KR20150007950A KR20140082253A KR20140082253A KR20150007950A KR 20150007950 A KR20150007950 A KR 20150007950A KR 20140082253 A KR20140082253 A KR 20140082253A KR 20140082253 A KR20140082253 A KR 20140082253A KR 20150007950 A KR20150007950 A KR 20150007950A
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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 using the waste heat of a motor as a heat source; a second pump which circulates boiler water through a second circulation path; and a heat storage unit which exchanges heat between a heat storage material and boiler water flowing in the second circulation path. The heat storage unit stores heat by heating the heat storage material by boiler water when the temperature of the heat storage material is lower than the temperature of the boiler water and heats boiler water by the heat storage material when the temperature of the heat storage material is higher than the temperature of the boiler water. The boiler system in a simple structure heats boiler water by using stored waste heat while storing the waste heat of a motor by adding the heat storage unit, 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 이코노마이저에서 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 in the gas economizer, it is returned to the auxiliary boiler.

일본국 공개특허 특개2010-116847호 공보(문헌2)에서는, 선박에 있어서 에너지를 저장하는 에너지 저장 시스템이 제안되어 있다. 당해 에너지 저장 시스템에서는, 주기관으로부터의 배기폐열을 열매유(熱媒油)에 의하여 회수하는 폐열회수장치(廢熱回收裝置)가 설치되고, 폐열회수장치에 있어서 가열된 열매유는 축열재 열교환장치(蓄熱材 熱交換裝置) 및 증기발생기장치(蒸氣發生器裝置)에 공급된다. 축열재 열교환장치에서는, 열매유에 의하여 용융염(溶融鹽) 등의 축열재가 가열되어 축열이 이루어진다. 증기발생장치에서는, 열매유에 의하여 물을 증발시켜 증기터빈(蒸氣turbine)을 구동하고, 증기터빈에 접속된 발전기에 의하여 발전이 이루어진다. 증기터빈에 공급된 증기의 일부는, 증기터빈의 중단(中段)으로부터 꺼내어져서 선내(船內)에서 프로세스 증기(process 蒸氣)로서 사용된다. 주기관으로부터의 배기폐열을 이용할 수 없는 정박중(停泊中)인 경우 등은, 축열재의 열에 의하여 증기발생장치의 물이 가열되어 증기가 생성되고, 당해 증기에 의하여 발전이 이루어진다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-116847 (Document 2) proposes an energy storage system for storing energy in a ship. In this energy storage system, a waste heat recovery apparatus (heat recovery apparatus) for recovering exhaust waste heat from a main engine by heat oil is provided, and the heated oil in the waste heat recovery apparatus is stored in a heat storage material heat exchanger (Heat storage material heat exchanger) and steam generator device (steam generator device). In the heat storage material heat exchanger, a heat storage material such as a molten salt is heated and stored by heat oil. In the steam generator, water is evaporated by the fuels to drive a steam turbine, and power is generated by a generator connected to the steam turbine. A portion of the steam supplied to the steam turbine is taken from the midstage of the steam turbine and used as process steam in the ship. In the case where the waste heat from the main engine is not used during berthing (anchoring), the water in the steam generator is heated by the heat of the heat storage material to generate steam, and the steam is used to generate electricity.

일본국 공개특허 특개2011-75227호 공보(문헌3)에서는, 선박용 축열 시스템(船舶用 蓄熱 system)이 제안되어 있다. 당해 축열 시스템에서는, 배기가스 이코노마이저에서 물을 가열하여 증기를 생성하고, 당해 증기를 열교환수단으로 공급함으로써 축열조(蓄熱槽)로부터 열교환수단으로 송출되는 축열매체(蓄熱媒體)가 가열되어, 축열조에서 축열이 이루어진다. 축열이용 운전 모드에서는, 이용기기(利用機器)로부터 열교환수단으로 이용측 열매체가 송출되고, 축열조로부터 열교환수단으로 공급된 축열매체에 의하여 이용측 열매체가 가열된다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-75227 (Document 3) proposes a ship thermal storage system (ship thermal storage system). In this heat accumulation system, water is heated by the exhaust gas economizer to generate steam, and the steam is supplied to the heat exchanging means to heat the heat accumulating medium (heat accumulating medium) discharged from the heat accumulating tank . In the heat accumulation use operation mode, the utilization side heat medium is sent out from the use equipment (use equipment) to the heat exchange means, and the utilization side heat medium is heated by the heat accumulation medium supplied from the heat accumulation tank to the heat exchange means.

한편 일본국 등록실용신안 제3044386호 공보(문헌4)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 터빈이 구동되어 발전기에 의하여 발전이 이루어진다. 당해 발전장치는, 즉 유기매체를 작동유체(作動流體)로서 유기 랜킨 사이클(ORC:Organic Rankine Cycle)을 실시하는 폐열회수장치이다.On the other hand, Japanese Utility Model Registration Utility No. 3044386 (Document 4) discloses a power generation apparatus that generates power by using exhaust gas from a diesel generator. In this power generation apparatus, an organic fluid circulating through a circulation path by heated water or steam is heated by a heat exchanger (heat exchanger) by the exhaust of a diesel generator or the like, The turbine is driven and power generation is performed by the generator. 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.

그런데 문헌2의 선박용 에너지 저장 시스템에서는, 축적된 열에너지를 발전용의 동력원(動力源)으로서 이용하기 위해서 대규모의 축열설비가 필요하게 된다. 또한 열에너지를 동력으로 변환할 때의 변환효율은 낮기 때문에 축적된 열에너지를 효율적으로 이용하는 것이 어렵다. 한편 문헌3의 선박용 축열 시스템에서는, 주기관의 폐열을 회수하는 시스템, 축열조로의 축열과 축열조로부터의 방열(放熱)을 하는 시스템 및 축열조의 열에너지를 이용측 열매체를 통하여 이용기기로 공급하는 시스템이 개별적으로 필요하게 되기 때문에, 선박용 축열 시스템의 구조가 복잡화되어 버린다.
However, in the ship energy storage system of Document 2, a large-scale heat storage facility is required in order to use the accumulated heat energy as a power source for power generation. In addition, since the conversion efficiency when converting heat energy into power is low, it is difficult to efficiently utilize the accumulated heat energy. On the other hand, in the ship thermal storage system of Document 3, a system for recovering waste heat of a main engine, a system for heat storage from a storage tank and a heat storage tank, and a system for supplying thermal energy of a storage tank to a user equipment via a utilization heat storage medium So that the structure of the ship thermal storage system becomes complicated.

본 발명은, 보일러 시스템에 대한 것으로서 원동기(原動機)의 폐열을 축적함과 아울러 축적된 폐열을 이용하는 간단한 구조의 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
An object of the present invention is to provide a simple structure system for accumulating waste heat of a prime mover and using accumulated waste heat for a boiler system.

본 발명에 관한 보일러 시스템은, 액상의 매체를 저장하고, 원동기로부터의 폐열을 열원으로 하여 매체를 가열하는 보일러부와, 상기 보일러부로부터 액상의 매체를 송출하고, 순환로를 통하여 상기 보일러부로 순환시키는 펌프와, 축열재를 구비하고, 상기 축열재와 상기 순환로를 흐르는 매체와의 사이에서 열교환을 하고, 상기 축열재가 상기 순환로를 흐르는 매체보다 저온인 경우에 상기 축열재에 의하여 축열을 하고, 상기 축열재가 상기 순환로를 흐르는 매체보다 고온인 경우에 상기 축열재에 의하여 매체를 가열하는 축열부를 구비한다.A boiler system according to the present invention includes a boiler unit for storing a liquid medium and heating a medium by using waste heat from a prime mover as a heat source, and a circulator for sending a liquid medium from the boiler unit and circulating the liquid medium through the circulation path A pump, and a heat storage material, performing heat exchange between the heat storage material and the medium flowing through the circulation path, and storing heat by the heat storage material when the heat storage material is cooler than the medium flowing through the circulation path, And a heat storage unit for heating the medium by the heat storage material when the material is higher in temperature than the medium flowing through the circulation path.

당해 보일러 시스템에 의하면, 원동기의 폐열을 축적함과 아울러 축적된 폐열을 이용하는 간단한 구조의 시스템을 제공할 수 있다.According to the boiler system, it is possible to provide a simple structure system that accumulates waste heat of a prime mover and utilizes accumulated waste heat.

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 원동기의 배기로를 흐르는 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 that heats the medium flowing through the other circulation path with exhaust gas flowing through the exhaust path of the prime mover 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 순환로에 있어서 상기 축열부로부터 상기 보일러부로 매체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 원동기로 공급되는 가압된 흡기인 압축공기를 열원으로 하여 매체를 가열하는 압축공기 열교환기를 더 구비한다.In another preferred embodiment of the present invention, the boiler system is arranged on a piping for guiding the medium from the heat storage portion to the boiler portion in the circulation path, and uses compressed air, which is a pressurized intake air supplied to the prime mover, And a compressed air heat exchanger for heating the compressed air heat exchanger.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 보일러 시스템이, 상기 보일러부에 있어서의 매체의 온도로부터 상기 축열부에 있어서의 상기 축열재의 온도를 감산한 온도차를 구하는 온도차 취득부와, 상기 온도차에 의거하여 상기 축열부로부터 상기 보일러부로 유도되는 매체의 유량을 제어하는 유량제어부를 더 구비하고, 상기 온도차가 커지게 됨에 따라 상기 유량제어부에 의하여 상기 유량이 감소한다.In another preferred embodiment of the present invention, the boiler system further comprises a temperature difference obtaining section for obtaining a temperature difference obtained by subtracting the temperature of the heat storage material in the heat storage section from the temperature of the medium in the boiler section; And a flow control unit for controlling a flow rate of the medium that is guided from the heat storage unit to the boiler unit, and the flow rate is reduced by the flow rate control unit as the temperature difference increases.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 보일러 시스템이, 상기 순환로에 있어서 상기 축열부로부터 상기 보일러부로 매체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 축열부로부터 송출된 매체로부터 에너지를 회수하는 회수장치를 더 구비하고, 상기 회수장치가, 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 which is arranged on a piping for guiding the medium from the heat storage part to the boiler part in the circulation path and recovers energy from the medium sent out from the heat storage part An ORC heat exchanger for heating and vaporizing a working fluid as an organic medium using a medium flowing through the circulation path as a heat source; an expander for expanding a working fluid vaporized in the ORC heat exchanger to recover mechanical energy; 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.

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.

더 바람직하게는, 보일러 시스템이, 상기 보일러부로부터 외부로 송출되는 보일러수의 증기를 압축하는 증기압축부를 더 구비한다.More preferably, the boiler system further includes a vapor compression section for compressing the vapor of the boiler water discharged from the boiler section to the outside.

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, 보일러수의 유량제어의 일례를 나타내는 도면이다.
도3은, 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도4는, 본 발명의 제2실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도5는, 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도6은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도7은, 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도8은, 본 발명의 제4실시형태에 관한 보일러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도9는, 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 an example of flow rate control of the boiler water.
3 is a view showing a configuration of a boiler system.
4 is a view showing a configuration of a boiler system according to a second embodiment of the present invention.
5 is a view showing a configuration of a boiler system.
6 is a view showing a configuration of a boiler system according to a third embodiment of the present invention.
7 is a view showing a configuration of a boiler system.
8 is a view showing a configuration of a boiler system according to a fourth embodiment of the present invention.
9 is a view showing a configuration of a boiler system.

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(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 an example two-cycle as the ship's main engines, diesel engines (two-cycle diesel engine). The turbocharger 4 has a turbine 41 and a compressor 42 that is mechanically connected to the turbine 41. The prime mover 3 and the turbocharger 4 are connected by a scavenging passage 31 and an exhaust passage 32. The exhaust path 32 leads 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)에 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)를 구비한다. 보일러 장치(5)는, 보일러부(50)와, 펌프(pump)(55)와, 축열부(蓄熱部)(59)와, 절체부(切替部)(572)와, 압축공기 열교환기(56)와, 유량제어부(流量制御部)(571)와, 제1측정부(第1測定部)(581)와, 제2측정부(582)를 구비한다. 도1에서는, 축열부(59)에 의한 축열이 이루어지는 「축열모드(蓄熱mode)」에 대하여 설명한다. 보일러부(50)는, 보일러 본체(51)와, 다른 펌프(53)와, 배기 열교환기(排氣 熱交換器)(54)를 구비한다. 이하의 설명에서는 펌프(53, 55)를 구별하기 위해서 각각 「제1펌프(53)」 「제2펌프(55)」라고 부른다.The boiler system (1) has a boiler device (5). The boiler apparatus 5 includes a boiler section 50, a pump 55, a heat storage section 59, a changeover section 572, a compressed air heat exchanger A first measurement section 581 and a second measurement section 582. The flow rate control section 571 is provided with a flow rate control section (flow rate control section) 1, the "heat storage mode (heat storage mode)" in which heat storage by the heat storage unit 59 is performed will be described. The boiler section 50 is provided with 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 제1측정부(581)가 설치된다. 제1측정부(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 first measuring unit 581 is installed in the boiler body 51. The temperature of the boiler water in the boiler body 51 is measured by the first 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), 축열부(59), 절체부(572), 압축공기 열교환기(56) 및 유량제어부(571)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 heat accumulating portion 59, the transfer portion 572, the compressed air heat exchanger 56 and the flow rate control portion 571 are connected to a circulation path 522 in this order. 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 열원(熱源)으로 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)된다. 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 시스템(도면에 나타내는 것은 생략)으로 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 (not shown in the figure) through the steam pipe 524 connected to the upper portion (upper portion) of the boiler body 51.

보일러 시스템(1)에서는, 보일러 본체(51)와 증기 시스템 사이에 있어서 증기배관(524)으로부터 분기되어 증기배관(524)으로 합류되는 분기배관(分岐配管)(526)이 설치된다. 분기배관(526)상에는, 보일러부(50)로부터 외부의 증기 시스템으로 송출되는 보일러수의 증기를 압축하는 증기압축부(蒸氣壓縮部)(이하 간단하게 「압축부(511)」라고 한다)가 설치된다. 증기배관(524) 및 분기배관(526)상에는 밸브(valve)가 설치된다. 이들 밸브를 절체(切替)함으로써 보일러 본체(51)로부터 선내의 증기 시스템으로 공급되는 증기의 공급경로가, 압축부(511)를 통과하는 경로와, 압축부(511)를 통과하지 않는 경로 사이에서 절체된다. 축열모드에서는 압축부(511)는 이용되지 않아, 보일러 본체(51)로부터 송출된 증기는 압축부(511)를 통과하지 않고 선내의 증기 시스템으로 공급된다.In the boiler system 1, a branch pipe (branch pipe) 526 branched from the steam pipe 524 and joined to the steam pipe 524 is provided between the boiler body 51 and the steam system. On the branch piping 526, a vapor compression section (hereinafter simply referred to as " compression section 511 ") for compressing the steam of the boiler water discharged from the boiler section 50 to the outside steam system is installed do. A valve is installed on the steam pipe 524 and the branch pipe 526. The supply path of the steam supplied from the boiler body 51 to the steam system in the ship is switched between a path passing through the compression section 511 and a path not passing through the compression section 511 Lt; / RTI > In the heat storage mode, the compression section 511 is not used, and the steam delivered from the boiler body 51 is supplied to the in-ship vapor system without passing through the compression section 511. [

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), 축열부(59), 절체부(572), 압축공기 열교환기(56) 및 유량제어부(571)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 sent out from the boiler body 51 flows through the second pump 55, the heat accumulating portion 59, the transfer portion 572, the compressed air Passes through the heat exchanger (56) and the flow rate control section (571) in this order, and circulates to the boiler body (51).

축열부(59)는 축열재(蓄熱材)를 구비한다. 축열부(59)에서는, 축열재와, 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수 사이에서 열교환이 이루어진다. 예를 들면 원동기(3)의 출력이 상용출력(常用出力)(CSO:Continuous Service Output) 이상인 경우에 보일러 본체(51)로부터 송출되는 보일러수의 온도는 비교적 높기 때문에, 축열재의 온도는 축열부(59)에 있어서 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수의 온도보다 낮다. 이와 같이 축열재가 축열부(59)에 있어서 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수보다 저온인 경우에, 축열재가 보일러수에 의하여 가열되어 축열부(59)에 있어서 축열이 이루어진다. 축열부(59)에 있어서의 축열재의 온도는 제2측정부(582)에 의하여 측정된다.The heat storage portion 59 includes a heat storage material (heat storage material). In the heat accumulating portion 59, heat is exchanged between the heat accumulating material and the number of boilers flowing through the second circulation path 522. For example, when the output of the prime mover 3 is equal to or higher than the commercial output (CSO: Continuous Service Output), the temperature of the boiler water discharged from the boiler body 51 is relatively high, 59 is lower than the temperature of the boiler water flowing through the second circulation path 522. When the heat storage material is lower in temperature than the boiler water flowing through the second circulation path 522 in the heat storage portion 59, the heat storage material is heated by the boiler water and heat is accumulated in the heat storage portion 59. The temperature of the heat storage material in the heat storage portion 59 is measured by the second measurement portion 582.

축열부(59)에서는 보일러수가 축열재에 의하여 냉각된다. 축열부(59)로부터 송출된 보일러수는 절체부(572)로 유도된다. 절체부(572)는 예를 들면 제2순환로(522)상에 설치된 3방향 밸브이다. 절체부(572)를 통과한 보일러수는, 제2순환로(522)에 의하여 압축공기 열교환기(56)로 유도된다. 절체부(572)에서는, 도1중에 파선으로 나타내는 분기배관(525)이 제2순환로(522)로부터 분기되어 압축공기 열교환기(56)와 유량제어부(571) 사이의 합류부(合流部)(52c)에 있어서 제2순환로(522)에 합류된다. 축열모드에서는 분기배관(525)은 사용하지 않는다. 분기배관(525)을 사용하는 「급열모드(給熱mode)」에 관해서는 후술한다. 절체부(572)로부터 압축공기 열교환기(56)로 향하는 보일러수의 온도는 예를 들면 약 100∼130℃이다.In the heat accumulating portion (59), the boiler water is cooled by the heat accumulating material. The boiler water sent out from the heat storage unit 59 is led to the change-over unit 572. The change-over portion 572 is, for example, a three-way valve provided on the second circulation path 522. The boiler water that has passed through the switching portion 572 is led to the compressed air heat exchanger 56 by the second circulation path 522. 1 is branched from the second circulation path 522 and branched from the compressed air heat exchanger 56 and the flow rate control section 571 52c in the second circulation path 522. In the heat storage mode, the branch pipe 525 is not used. A " heat supply mode " using the branch pipe 525 will be described later. The temperature of the boiler water from the change-over portion 572 to the compressed air heat exchanger 56 is, for example, about 100 to 130 占 폚.

압축공기 열교환기(56)는, 제2순환로(522)상에 있어서 축열부(59)로부터 보일러부(50)의 보일러 본체(51)로 보일러수를 유도하는 배관상에 배치된다. 구체적으로는 압축공기 열교환기(56)는, 제2순환로(522)상에 있어서 축열부(59)와 유량제어부(571) 사이에 배치된다. 압축공기 열교환기(56)는 또한 컴프레서(42)와 원동기(3) 사이에 있어서 소기로(31)상에 배치된다. 압축공기 열교환기(56)에서는, 컴프레서(42)로부터 원동기(3)로 공급되는 소기로(31)내의 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.The compressed air heat exchanger 56 is disposed on the second circulation path 522 on the pipe for guiding the boiler water from the heat storage 59 to the boiler body 51 of the boiler 50. Specifically, the compressed air heat exchanger 56 is disposed between the heat storage unit 59 and the flow rate control unit 571 on the second circulation path 522. The compressed air heat exchanger 56 is also disposed on the scavenging line 31 between the compressor 42 and the prime mover 3. In the compressed air heat exchanger 56, the boiler water in the liquid phase flowing through the second circulation path 522 is heated using the scum in the scavenging line 31 supplied from the compressor 42 to the prime mover 3 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.

압축공기 열교환기(56)로부터는, 액상의 보일러수 또는 가스상의 보일러수와 액상의 보일러수와의 혼합유체가 송출된다. 압축공기 열교환기(56)에 있어서 가열된 보일러수는, 유량제어부(571)를 통과하여 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 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. 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(571)로 향하는 보일러수의 온도는 예를 들면 약 135∼165℃이다.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) is returned to the boiler body (51) through the flow rate controller (571). 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. 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 flowing from the compressed air heat exchanger 56 to the flow rate controller 571 is, for example, about 135 to 165 占 폚.

유량제어부(571)는 예를 들면 제2순환로(522)상에 설치된 3방향 밸브이다. 유량제어부(571)에 있어서 도1중에 파선으로 나타내는 분기배관(523)이 제2순환로(522)로부터 분기되어, 보일러 본체(51)와 제2펌프(55) 사이의 합류부(52b)에 있어서 제2순환로(522)에 합류한다.The flow rate control section 571 is, for example, a three-way valve provided on the second circulation path 522. The branch pipe 523 shown by the broken line in Fig. 1 is branched from the second circulation path 522 in the flow rate control section 571 so that in the merging section 52b between the boiler body 51 and the second pump 55 And joins the second circulation path 522.

보일러 장치(5)에서는, 상기한 바와 같이 제1측정부(581)에 의하여 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 측정되고, 제2측정부(582)에 의하여 축열부(59)의 축열재의 온도가 측정된다. 제1측정부(581) 및 제2측정부(582)의 각각의 측정치는, 유량제어부(571)에 접속되는 온도차 취득부(溫度差 取得部)(573)로 보내진다. 온도차 취득부(573)에서는, 제1측정부(581) 및 제2측정부(582)로부터의 측정치에 의거하여 보일러부(50)의 보일러 본체(51)에 있어서의 보일러수의 온도로부터, 축열부(59)에 있어서의 축열재의 온도를 감산(減算)한 온도차가 구해진다. 그리고 당해 온도차에 의거하여 축열부(59)로부터 압축공기 열교환기(56)를 통하여 보일러부(50)의 보일러 본체(51)로 유도되는 보일러수의 유량이, 유량제어부(571)에 의하여 제어된다.In the boiler unit 5, the temperature of the boiler water in the boiler body 51 is measured by the first measuring unit 581 and the temperature of the boiler water in the boiler body 51 is measured by the second measuring unit 582, The temperature of the ash is measured. The respective measurement values of the first measurement section 581 and the second measurement section 582 are sent to a temperature difference acquisition section (temperature difference acquisition section) 573 connected to the flow rate control section 571. The temperature difference acquisition unit 573 acquires the temperature difference from the temperature of the boiler water in the boiler body 51 of the boiler unit 50 based on the measured values from the first measurement unit 581 and the second measurement unit 582, The temperature difference obtained by subtracting the temperature of the heat storage material in the portion 59 is obtained. The flow rate control unit 571 controls the flow rate of the boiler water that is led from the heat storage unit 59 to the boiler body 51 of the boiler unit 50 through the compressed air heat exchanger 56 based on the temperature difference .

도2는, 유량제어부(571)에 의한 보일러수의 유량제어의 일례를 나타내는 도면이다. 도2의 가로축은, 온도차 취득부(573)에서 구해진 보일러수와 축열재의 온도차(Δt)를 나타낸다. 도2의 세로축은, 압축공기 열교환기(56)로부터 유량제어부(571)로 유도되는 보일러수중에서, 유량제어부(571)를 통과하여 보일러 본체(51)로 되돌려지는 보일러수의 비율(이하 「환류비율(還流比率)」이라고 한다)을 나타낸다. 바꾸어 말하면 환류비율은, 축열부(59)로부터 압축공기 열교환기(56)를 통하여 유량제어부(571)로 유도되는 보일러수의 유량에 대한, 축열부(59)로부터 압축공기 열교환기(56) 및 유량제어부(571)를 통하여 보일러 본체(51)로 유도되는 보일러수의 유량의 비율이다.2 is a view showing an example of the flow rate control of the boiler water by the flow rate control section 571. As shown in Fig. The horizontal axis in Fig. 2 represents the temperature difference? T of the heat storage material and the number of boilers obtained by the temperature difference acquisition section 573. 2 shows the ratio of the number of boilers returned from the compressed air heat exchanger 56 to the flow control unit 571 through the flow control unit 571 and returned to the boiler body 51 Ratio (reflux ratio) "). In other words, the reflux ratio is a ratio of the flow rate of the boiler water from the regenerator 59 to the pressurized air heat exchanger 56 and / or the heat exchanger 56, from the regenerator 59 to the flow rate controller 571 through the compressed air heat exchanger 56, Is the ratio of the flow rate of the boiler water led to the boiler body 51 through the flow controller 571.

환류비율이 100%인 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 유량제어부(571)로 유도되는 보일러수의 전량(全量)이, 유량제어부(571)를 통과하여 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 한편 환류비율이 100% 미만인 경우에, 압축공기 열교환기(56)로부터 송출되는 보일러수의 유량에 세로축의 값에 상당하는 비율을 승산(乘算)한 유량의 보일러수가, 유량제어부(571)를 통과하여 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 또한 나머지 보일러수는, 유량제어부(571)에서 분기배관(523)으로 유도되어, 합류부(52b)에서 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수와 합류한 후에 제2순환로(522)를 통하여 제2펌프(55)로 유도된다.The entire amount of the boiler water led from the compressed air heat exchanger 56 to the flow rate control section 571 passes through the flow rate control section 571 and is returned to the boiler body 51 when the reflux ratio is 100% . On the other hand, when the reflux ratio is less than 100%, the boiler number of the flow rate multiplied by the ratio of the value of the vertical axis to the flow rate of the boiler water sent out from the compressed air heat exchanger 56, And is returned to the boiler body 51. The remaining number of boilers is led to the branch pipe 523 from the flow control unit 571 and merged with the boiler water sent out from the boiler body 51 at the merging unit 52b and then passed through the second circulation path 522 2 < / RTI >

도2에 나타내는 예에서는 온도차(Δt)가 0 이상 t1 이하인 경우에, 환류비율은 100%이며, 압축공기 열교환기(56)로부터의 보일러수의 전량이 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 이에 따라 압축공기 열교환기(56)에 있어서 회수된 소기의 폐열을, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 가열(또는 온도유지)에 효율적으로 이용할 수 있다.2, the reflux ratio is 100% and the entire amount of the boiler water from the compressed air heat exchanger 56 is returned to the boiler body 51 when the temperature difference t is equal to or larger than 0 and equal to or smaller than t1. Accordingly, the waste heat recovered in the compressed air heat exchanger (56) can be efficiently used for heating (or maintaining the temperature of) the boiler water in the boiler body (51).

한편 온도차(Δt)가 t1보다 클 경우에, 환류비율은 100% 미만이며, 압축공기 열교환기(56)로부터의 보일러수의 일부가 보일러 본체(51)로 되돌려지고, 나머지 보일러수는 보일러 본체(51)를 통과하지 않고 분기배관(523)을 통하여 제2펌프(55)로 되돌려진다. 상기 온도차(Δt)가 t1보다 크고 또한 t2 이하인 경우에, 온도차(Δt)가 커지게 됨에 따라 유량제어부(571)에 의한 제어보다 환류비율이 점차 감소한다. 바꾸어 말하면 온도차(Δt)가 커지게 됨에 따라 유량제어부(571)에 의한 제어에 의하여, 축열부(59)로부터 보일러 본체(51)로 유도되는 보일러수의 유량이 점차 감소한다. 또한 온도차(Δt)가 t2 이상인 경우에, 환류비율은 0%보다 크고 또한 100% 미만의 소정의 비율로 일정하다.On the other hand, when the temperature difference? T is larger than t1, the reflux ratio is less than 100%, a part of the boiler water from the compressed air heat exchanger 56 is returned to the boiler body 51, 51, and is returned to the second pump 55 through the branch piping 523. When the temperature difference? T is larger than t1 and smaller than t2, the reflux ratio is gradually reduced as compared with the control by the flow controller 571 as the temperature difference? T becomes larger. In other words, as the temperature difference? T becomes larger, the flow rate of the boiler water led to the boiler body 51 from the heat storage unit 59 gradually decreases under the control of the flow control unit 571. When the temperature difference? T is equal to or greater than t2, the reflux ratio is constant at a predetermined ratio of greater than 0% and less than 100%.

상기한 바와 같이 축열부(59)에서는, 보일러수에 의하여 축열재가 가열될 때에 보일러수의 온도가 저하된다. 보일러수의 온도로부터 축열재의 온도를 감산한 온도차(Δt)가 커지게 되면, 축열부(59)에 있어서의 보일러수의 온도저하도 커지게 된다. 따라서 온도차(Δt)가 클 경우에, 가령 축열부(59)에서 온도가 저하된 보일러수의 전량을 보일러 본체(51)로 되돌렸다고 하면, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 소정의 온도범위보다 저하하여, 보일러 본체(51)로부터 선내로의 증기의 공급에 악영향을 미치게 할 가능성이 있다.As described above, in the heat accumulating section 59, the temperature of the boiler water is lowered when the heat accumulating material is heated by the boiler water. When the temperature difference? T obtained by subtracting the temperature of the heat storage material from the temperature of the boiler water becomes large, the temperature of the boiler water in the heat storage portion 59 also decreases. Therefore, if the temperature difference? T is large and the entire amount of the boiler water whose temperature has decreased in the heat storage unit 59 is returned to the boiler body 51, the temperature of the boiler water in the boiler body 51 becomes the predetermined temperature And there is a possibility that the supply of steam from the boiler body 51 to the ship is adversely affected.

그래서 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)에서는, 상기의 온도차(Δt)가 클 경우에 축열부(59)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 온도차(Δt)가 커지게 됨에 따라 축열부(59)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(571)는, 보일러부(50)의 보일러 본체(51)에 있어서의 보일러수의 온도를 제어하는 온도제어부이다.1 reduces the flow rate of the boiler water returning from the heat storage unit 59 to the boiler body 51 when the temperature difference t is large, It is possible to suppress or prevent the temperature of the boiler water 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. As the temperature difference t increases, the flow rate of the boiler water returning from the heat accumulating portion 59 to the boiler body 51 is gradually reduced so that the temperature of the boiler water in the boiler body 51 becomes lower than the predetermined temperature Can be further suppressed or prevented. That is, the flow rate control section 571 is a temperature control section for controlling the temperature of the boiler water in the boiler body 51 of the boiler section 50.

또한 보일러 시스템(1)에서는, 보일러부(50)에 있어서의 보일러 본체(51) 이외의 부위의 보일러수의 온도가 제1측정부(581)에 의하여 측정되어, 당해 보일러수의 온도로부터 축열재의 온도를 감산한 온도차에 의거하여 상기와 마찬가지로 유량제어부(571)에 의한 보일러수의 유량제어가 이루어지더라도 좋다. 이 경우이더라도 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가, 소정의 온도보다 낮아지는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.In addition, in the boiler system 1, the temperature of the boiler water in a portion other than the boiler body 51 in the boiler portion 50 is measured by the first measuring portion 581, and the temperature of the heat storage material The flow rate of the boiler water may be controlled by the flow controller 571 similarly to the above based on the temperature difference obtained by subtracting the temperature. Even in this case, 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.

도3은, 도1과 마찬가지로 보일러 시스템(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 다만 도3에서는, 온도차 취득부(573)를 도면에 나타내는 것은 생략하고 있다(도4 또는 도9에 있어서도 같음). 이하에서는 도3을 참조하면서 축열부(59)로부터 보일러부(50)로의 급열(給熱)이 이루어지는 급열모드에 대하여 설명한다. 급열모드는 예를 들면 원동기(3)가 정지된 상태에 있어서, 보일러 시스템(1)으로부터 선내로의 증기의 공급이 이루어지는 경우에 실시된다. 원동기(3)가 정지되면, 배기 열교환기(54)에 있어서의 배기에 의한 보일러수의 가열은 할 수 없기 때문에, 제1펌프(53)가 정지되어 제1순환로(521)에 있어서의 보일러수의 순환이 정지된다. 도3에서는 제1순환로(521)를 파선으로 나타낸다.Fig. 3 is a view showing the construction of the boiler system 1 as in Fig. In Fig. 3, the temperature difference acquiring section 573 is omitted from the figure (the same applies also in Fig. 4 or 9). Hereinafter, a rapid heat mode in which heat is supplied from the heat storage unit 59 to the boiler unit 50 will be described with reference to FIG. The heat emission mode is performed, for example, when the steam is supplied from the boiler system 1 to the ship in the state where the prime mover 3 is stopped. When the prime mover 3 is stopped, since the boiler water can not be heated by the exhaust in the exhaust heat exchanger 54, the first pump 53 is stopped and the number of the boilers in the first circulation path 521 Is stopped. 3, the first circulation path 521 is indicated by a broken line.

배기에 의한 보일러수의 가열이 정지되면, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 온도가 저하된다. 따라서 제2펌프(55)에 의하여 보일러 본체(51)로부터 송출되어 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수의 온도도 저하된다. 비교적 저온이 된 보일러수는, 제2펌프(55)를 통과하여 축열부(59)로 유도되어 보일러수와 축열부(59)의 축열재와의 사이에서 열교환이 이루어진다. 당해 축열재는, 상기의 축열모드에 의하여 축적된 열에너지에 의하여 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수보다 고온이다. 이 때문에 축열부(59)에서는, 축열재에 의하여 보일러수가 가열되어 축열부(59)로 유입되는 보일러수의 일부가 기화된다. 그리고 가스상의 보일러수와 액상의 보일러수와의 혼합유체가 축열부(59)로부터 절체부(572)로 송출된다.When the heating of the boiler water by the exhaust is stopped, the temperature of the boiler water in the boiler body 51 is lowered. Therefore, the temperature of the boiler water flowing out from the boiler body 51 through the second pump 55 and flowing through the second circulation path 522 is lowered. The relatively low-temperature boiler water passes through the second pump 55 and is guided to the heat storage unit 59 to perform heat exchange between the boiler water and the heat storage material of the heat storage unit 59. The heat storage material is higher in temperature than the number of boilers flowing through the second circulation path 522 due to thermal energy accumulated by the heat storage mode. Therefore, in the heat accumulating portion 59, the boiler water is heated by the heat accumulating material and a part of the boiler water flowing into the heat accumulating portion 59 is vaporized. The mixed fluid of the gaseous boiler water and the liquid boiler water is sent out from the heat storage portion 59 to the transfer portion 572.

급열모드에서는, 절체부(572)에 의하여 유로가 절체됨으로써 축열부(59)로부터 절체부(572)로 유입되는 보일러수의 전량이 분기배관(525)으로 유도된다. 분기배관(525)으로 유도된 보일러수는, 합류부(52c)를 통과하여 제2순환로(522)에 의하여 유량제어부(571)로 유도되어 전량이 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 이와 같이 급열모드에서는, 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수가 축열부(59)에 있어서 축열재에 축적된 열에너지에 의하여 가열되어 보일러 본체(51)로 되돌려진다. 바꾸어 말하면 축열부(59)에 축적된 열에너지가 보일러부(50)로 공급된다. 또 급열모드에서는, 제2순환로(522)중에서 절체부(572)로부터 압축공기 열교환기(56)를 통과하여 합류부(52c)에 이르는 부위에는 보일러수는 흐르지 않기 때문에, 도3중에서는 당해 부위를 파선으로 나타낸다(도5, 도7 및 도9에 있어서도 같음).In the heat supply mode, the flow path is switched by the change-over unit 572 so that the entire amount of the boiler water flowing into the change-over unit 572 from the heat storage unit 59 is led to the branch pipe 525. The boiler water led to the branch piping 525 passes through the merging section 52c and is guided to the flow rate control section 571 by the second circulation path 522 so that the entire amount is returned to the boiler main body 51. Thus, in the heat supply mode, the boiler water discharged from the boiler body 51 is heated by the heat energy accumulated in the heat storage material in the heat storage portion 59 and returned to the boiler body 51. In other words, the heat energy accumulated in the heat storage portion 59 is supplied to the boiler portion 50. In addition, in the heat emission mode, since the boiler water does not flow in the second circulation path 522 from the changeover section 572 through the compressed air heat exchanger 56 to the merging section 52c, (The same also in Figs. 5, 7, and 9).

급열모드에 있어서도, 보일러 본체(51)내의 증기가 증기배관(524)을 통하여 선내의 증기 시스템으로 공급된다. 급열모드에서는, 보일러 본체(51)로부터 송출되는 보일러수의 증기의 압력이 원하는 압력보다 저하하였을 경우에, 증기배관(524) 및 분기배관(526)상의 밸브가 절체되어, 보일러 본체(51)로부터의 보일러수의 증기가 압축부(511)로 유도된다. 압축부(511)는, 보일러수의 증기를 압축해서 원하는 압력으로 되게 한 후에 증기 시스템으로 공급한다.The steam in the boiler body 51 is supplied to the vapor system in the ship via the steam pipe 524 even in the heating mode. When the pressure of the steam of the boiler water discharged from the boiler body 51 is lower than a desired pressure, the valves on the steam pipe 524 and the branch pipe 526 are switched from the boiler body 51 The steam of the boiler water of the condenser 511 is introduced into the compression unit 511. The compression section 511 compresses the steam of the boiler water to a desired pressure, and then supplies it to the steam system.

이상에서 설명한 바와 같이 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)에서는, 액상의 보일러수를 저장하고 원동기(3)의 배기에 포함되는 폐열을 열원으로 하여 보일러수를 가열하는 보일러부(50)와, 보일러부(50)로부터 액상의 보일러수를 송출하고 제2순환로(522)를 통하여 보일러부(50)로 순환시키는 제2펌프(55)와, 축열재와 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수와의 사이에서 열교환을 하는 축열부(59)가 설치된다. 그리고 축열부(59)에 있어서 축열재가 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수보다 저온인 경우에 보일러수에 의하여 축열재가 가열되어 축열재에 의한 축열이 이루어지고, 축열재가 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수보다 고온인 경우에 축열재에 의하여 보일러수가 가열된다.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 waste heat included in the exhaust of the prime mover 3 as a heat source, A second pump 55 for sending out the liquid boiler water from the boiler section 50 to the boiler section 50 through the second circulation path 522 and a second pump 55 for circulating the boiler water flowing through the heat storage material and the second circulation path 522 A heat storage portion 59 for heat exchange is provided. When the heat accumulating material in the heat accumulating portion 59 is lower in temperature than the boiler water flowing in the second circulation path 522, the heat accumulating material is heated by the boiler water to accumulate heat by the heat accumulating material, The boiler water is heated by the heat storage material when the temperature of the boiler water is higher than the temperature of the boiler water.

이와 같이 선내의 증기 시스템으로 증기를 공급하는 보일러부(50)에, 상기의 축열부(59), 제2펌프(55) 및 제2순환로(522)를 추가함으로써 원동기(3)의 폐열을 축적함과 아울러 축적된 폐열을 이용하여 보일러수를 가열하는 간단한 구조의 보일러 시스템(1)을 제공할 수 있다. 이러한 보일러 시스템(1)의 구성은, 연료소비량의 절감이 요구됨과 아울러 장치의 배치공간에 제한이 있는 선박의 보조 보일러 시스템에 특히 적합하다.The waste heat of the prime mover 3 is accumulated by adding the heat accumulating unit 59, the second pump 55 and the second circulation path 522 to the boiler unit 50 that supplies the steam to the in- And a boiler system (1) having a simple structure for heating the boiler water using the accumulated waste heat can be provided. The construction of such a boiler system 1 is particularly suitable for an 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, 제2순환로(522)에 있어서 축열부(59)로부터 보일러부(50)로 보일러수를 유도하는 배관상에 배치되고, 도1에 나타내는 축열모드에 있어서 원동기(3)로 공급되는 소기를 열원으로 하여 보일러수를 가열하는 압축공기 열교환기(56)가 설치된다. 이에 따라 축열모드에 있어서의 보일러수의 가열에, 원동기(3)로 공급되는 소기의 폐열도 이용할 수 있다. 즉 보일러 시스템(1)에서는, 축열모드에 있어서 원동기(3)에 관한 여러 종류의 폐열을 이용하여 간단한 구조로 효율적으로 보일러수를 가열할 수 있어, 보일러수의 증기를 효율적으로 생성할 수 있다. 또한 보일러수를 축열부(59)에 있어서 축열재에 의하여 냉각한 후에, 압축공기 열교환기(56)에 있어서 소기에 의하여 가열함으로써 소기의 폐열을 보일러수에 효율적으로 회수시킬 수 있다.The boiler system 1 is disposed on a piping for guiding the boiler water from the heat accumulating section 59 to the boiler section 50 in the second circulation path 522 and is connected to the prime mover 3 in the heat accumulation mode shown in Fig. And a compressed air heat exchanger (56) for heating the boiler water using the scum as a heat source. Accordingly, the waste heat supplied to the prime mover 3 can also be used for heating the boiler water in the heat storage mode. 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 in the heat storage mode, and thus it is possible to efficiently generate the steam of the boiler water. In addition, after the boiler water is cooled by the heat storage material in the heat storage portion 59, the compressed air is heat-exchanged in the heat exchanger 56 by scavenging, so that the desired waste heat can be efficiently recovered to the boiler water.

상기한 바와 같이 보일러부(50)는, 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 축열모드에 있어서 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.As described above, the boiler unit 50 includes a boiler body 51 disposed at a position deviated from the chimney of the ship, and a boiler body 51 that discharges the liquid boiler water from the boiler body 51 and through the first circulation path 521, And an exhaust heat exchanger 54 disposed on the exhaust passage 32 for heating the boiler water flowing through the first circulation path 521 in the heat storage mode. 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.

보일러 시스템(1)에서는, 보일러부(50)로부터 외부로 송출되는 보일러수의 증기를 압축하는 압축부(511)가 설치된다. 이에 따라 급열모드에 있어서 선내의 증기 시스템으로 공급되는 보일러수의 증기의 압력부족을 방지할 수 있다. 또한 원하는 압력의 보일러수의 증기를 증기 시스템으로 공급하면서, 보일러 본체(51)내의 보일러수의 증기의 압력을 낮게 할 수 있다. 이에 따라 보일러 장치(5)에 있어서의 보일러수의 기화를 촉진할 수 있다.In the boiler system 1, a compression section 511 for compressing the steam of the boiler water discharged from the boiler section 50 to the outside is installed. Accordingly, it is possible to prevent the pressure in the boiler water from being supplied to the steam system in the boiling state in the boiling mode. It is also possible to lower the pressure of the boiler water vapor in the boiler body 51 while supplying the boiler water vapor of the desired pressure to the steam system. Accordingly, vaporization of the boiler water in the boiler unit 5 can be promoted.

도4는, 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. 도4에 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.Fig. 4 is a diagram 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. 4, 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.

도4에 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, 도4에서는 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 가열되어 보일러수의 증기가 생성된다.The boiler section 50a shown in Fig. 4 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 portion 50a is a boiler of a related type (smoke tube type) or a water tube type (water tube type), and in FIG. 4, the boiler portion 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 flowing through the plurality of tubular pipes 321 of the exhaust passage 32, thereby generating steam of the boiler water.

보일러 시스템(1a)에서는 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 축열모드에 있어서 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수가, 제2순환로(522)를 통하여 축열부(59)로 유도되어 축열부(59)의 축열재를 가열한 후(즉 축열부(59)에 의한 축열이 이루어진 후)에, 압축공기 열교환기(56)에서 가열되어 보일러 본체(51)로 되돌아간다. 또한 도5에 나타나 있는 바와 같이 급열모드에 있어서는, 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수는, 제2순환로(522)를 통하여 축열부(59)로 유도되어 축열부(59)의 축열재에 의하여 가열된 후에 보일러부(50a)의 보일러 본체(51)로 되돌아간다.In the boiler system 1a, as in the boiler system 1 shown in FIG. 1, the boiler water sent out from the boiler body 51 in the heat storage mode is guided to the heat storage unit 59 through the second circulation path 522, The refrigerant is heated by the compressed air heat exchanger 56 and returned to the boiler body 51 after the heat storage material of the heat storage 59 is heated (that is, after heat storage by the heat storage 59 is performed). 5, the boiler water sent out from the boiler body 51 is guided to the heat accumulating portion 59 through the second circulation path 522 to be supplied to the heat accumulating material of the heat accumulating portion 59 And then returned to the boiler body 51 of the boiler portion 50a.

이와 같이 선내의 증기 시스템으로 증기를 공급하는 보일러부(50a)에, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 상기의 축열부(59), 제2펌프(55) 및 제2순환로(522)를 추가함으로써, 원동기(3)의 폐열을 축적함과 아울러 축적된 폐열을 이용하여 보일러수를 가열하는 간단한 구조의 보일러 시스템(1a)을 제공할 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.The boiler section 50a for supplying the steam to the in-line steam system is provided with the heat storage section 59, the second pump 55 and the second circulation passage 522 in the same manner as the boiler system 1 shown in Fig. It is possible to provide a boiler system 1a having a simple structure for accumulating the waste heat of the prime mover 3 and heating the boiler water using the accumulated waste heat. 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.

도6은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 보일러 시스템(1b)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1b)에서는, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)의 구조에 더하여 회수장치(6)가 설치된다. 보일러 시스템(1b) 이외의 구성은 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 같으며, 이하의 설명에서는 대응되는 구성에 같은 부호를 붙인다.Fig. 6 is a diagram showing a configuration of the boiler system 1b according to the third embodiment of the present invention. In the boiler system 1b, in addition to the structure of the boiler system 1 shown in Fig. 1, a collecting device 6 is installed. 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.

도6에 나타나 있는 바와 같이 회수장치(6)는, 보일러 장치(5)의 제2순환로(522)상에 있어서 축열부(59)로부터 보일러부(50)로 보일러수를 유도하는 배관상에 배치된다. 회수장치(6)는, 축열부(59)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.6, the recovery device 6 is disposed on a pipe for guiding the boiler water from the heat storage portion 59 to the boiler portion 50 on the second circulation passage 522 of the boiler device 5 do. The recovery device 6 is a device for recovering energy from the boiler water sent from the heat storage part 59 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, 제2순환로(522)상에 있어서 축열부(59)로부터 보일러부(50)로 보일러수를 유도하는 배관상에 배치된다. 구체적으로는 ORC열교환기(62)는, 제2순환로(522)중에서 축열부(59)로부터 압축공기 열교환기(56)로 보일러수가 유도되는 배관상에 배치된다. 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 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 the second circulation path 522 on the pipe leading the boiler water from the heat storage unit 59 to the boiler unit 50. Concretely, the ORC heat exchanger 62 is disposed on the piping from which the boiler water is led from the heat storage unit 59 to the compressed air heat exchanger 56 in the second circulation path 522. 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 lowered.

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)시킨다. 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.

보일러 시스템(1b)에서는, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 축열모드에 있어서 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수가 제2순환로(522)를 통하여 축열부(59)로 유도되어, 축열부(59)의 축열재를 가열한다(즉 축열부(59)에 의한 축열이 이루어진다). 축열부(59)로부터 송출된 보일러수는, 회수장치(6)의 ORC열교환기(62)를 통과하여, 압축공기 열교환기(56)에 의하여 가열되어 보일러 본체(51)로 되돌아간다. 또한 도7에 나타나 있는 바와 같이 급열모드에 있어서는, 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수는 제2순환로(522)를 통하여 축열부(59)로 유도되어, 축열부(59)의 축열재에 의하여 가열된 후에 보일러부(50)의 보일러 본체(51)로 되돌아간다.In the boiler system 1b, as in the boiler system 1 shown in Fig. 1, the number of boilers sent out from the boiler body 51 in the heat storage mode is guided to the heat storage unit 59 through the second circulation path 522, (That is, heat storage by the heat storage unit 59 is performed). The boiler water sent from the heat storage unit 59 passes through the ORC heat exchanger 62 of the recovery device 6 and is heated by the compressed air heat exchanger 56 and returned to the boiler body 51. 7, the boiler water sent out from the boiler body 51 is guided to the heat accumulating portion 59 through the second circulation path 522 to be supplied to the heat accumulating material of the heat accumulating portion 59 And returned to the boiler body 51 of the boiler part 50 after heating.

이와 같이 선내의 증기 시스템으로 증기를 공급하는 보일러부(50)에, 도1에 나타내는 보일러 시스템(1)과 마찬가지로 상기의 축열부(59), 제2펌프(55) 및 제2순환로(522)를 추가함으로써, 원동기(3)의 폐열을 축적함과 아울러 축적된 폐열을 이용하여 보일러수를 가열하는 간단한 구조의 보일러 시스템(1b)을 제공할 수 있다.1, the heat storage unit 59, the second pump 55, and the second circulation path 522 are connected to the boiler unit 50 for supplying the steam to the in- It is possible to provide a boiler system 1b of a simple structure for accumulating the waste heat of the prime mover 3 and heating the boiler water by using the accumulated waste heat.

보일러 시스템(1b)에서는, 도6에 나타내는 축열모드에 있어서 ORC열교환기(62), 팽창기(63), 응축기(64) 및 ORC펌프(65)를 구비하는 회수장치(6)에 의하여, 축열부(59)에서 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 냉각한 후에, 압축공기 열교환기(56)에 있어서 소기에 의하여 가열함으로써 소기의 폐열을 보일러수에 효율적으로 회수시킬 수 있다.In the boiler system 1b, by the recovery device 6 including the ORC heat exchanger 62, the inflator 63, the condenser 64 and the ORC pump 65 in the heat storage mode shown in Fig. 6, The mechanical energy can be recovered from the boiler water sent out from the boiler 59. 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 scavenging, Can be recovered efficiently.

도8은, 본 발명의 제4실시형태에 관한 보일러 시스템(1c)의 구성을 나타내는 도면이다. 보일러 시스템(1c)에서는, 도6에 나타내는 회수장치(6)를 대신하여 회수장치(6)와는 부분적으로 구조가 다른 회수장치(6a)가 설치된다. 보일러 시스템(1c) 이외의 구성은 도6에 나타내는 보일러 시스템(1b)과 같으며, 이하의 설명에서는 대응되는 구성에 같은 부호를 붙인다.8 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 collecting device 6a 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 1c are the same as the boiler system 1b shown in Fig. 6, and the same reference numerals are given to the corresponding components in the following description.

회수장치(6a)에서는, 도6에 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(6a)는, 도6에 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 6a, an inflator 63a, which is a two-stage turbine, is installed instead 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 6a 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(6a)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 6a, 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, 축열모드에 있어서 축열부(59)로부터 송출되어 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수를 열원으로 하여 제2 ORC펌프(65a)로부터 송출된 작동유체가 가열되어 기화한다. 제1 ORC열교환기(62)에 의하여 기화된 작동유체는, 팽창기(63a)로 유도되어 제1팽창기(631)에 공급된다. 한편 제2순환로(522)를 흐르는 보일러수는, 제1 ORC열교환기(62)에 있어서 회수장치(6a)의 작동유체에 의하여 냉각된다. 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 circulated through the second circulation path 522 by the boiler water flowing out of the storage section 59 in the heat storage mode and flowing through the second circulation path 522, And evaporates. The working fluid vaporized by 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 6a in the first ORC heat exchanger 62. 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)에 의하여 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 by the second ORC heat exchanger 62a is directed to the inflator 63a and supplied to the second inflator 632. [

한편 보일러수는, 제2 ORC열교환기(62a)에 있어서 회수장치(6a)의 작동유체에 의하여 냉각된다. 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 6a in the second ORC heat exchanger 62a. 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(6a)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.The working fluid vaporized in the first ORC heat exchanger 62 is expanded in the first inflator 631 in the inflator 63a of the recovery device 6a and the working fluid after the 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.

보일러 시스템(1c)에서는, 도6에 나타내는 보일러 시스템(1b)과 마찬가지로 축열모드에 있어서 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수가, 제2순환로(522)를 통하여 축열부(59)로 유도되어 축열부(59)의 축열재를 가열한다(즉 축열부(59)에 의한 축열이 이루어진다). 축열부(59)로부터 송출된 보일러수는, 회수장치(6a)의 제1 ORC열교환기(62) 및 제2 ORC열교환기(62a)를 통과하여, 압축공기 열교환기(56)에 의하여 가열되어 보일러부(50)의 보일러 본체(51)로 되돌아간다. 또한 도9에 나타나 있는 바와 같이 급열모드에 있어서는, 보일러 본체(51)로부터 송출된 보일러수는 제2순환로(522)를 통하여 축열부(59)로 유도되어, 축열부(59)의 축열재에 의하여 가열된 후에 보일러부(50)의 보일러 본체(51)로 되돌아간다.In the boiler system 1c, as in the boiler system 1b shown in Fig. 6, the boiler water sent out from the boiler body 51 in the heat accumulation mode is guided to the accumulator 59 via the second circulation path 522, (That is, heat storage by the heat storage unit 59 is performed). The boiler water sent out from the heat storage unit 59 passes through the first ORC heat exchanger 62 and the second ORC heat exchanger 62a of the recovery device 6a and is heated by the compressed air heat exchanger 56 And returns to the boiler body 51 of the boiler section 50. 9, the boiler water sent out from the boiler body 51 is guided to the heat accumulating portion 59 through the second circulation path 522 to be supplied to the heat accumulating material of the heat accumulating portion 59 And returned to the boiler body 51 of the boiler part 50 after heating.

이와 같이 선내의 증기 시스템으로 증기를 공급하는 보일러부(50)에, 도6에 나타내는 보일러 시스템(1b)과 마찬가지로 상기의 축열부(59), 제2펌프(55) 및 제2순환로(522)를 추가함으로써, 원동기(3)의 폐열을 축적함과 아울러 축적된 폐열을 이용하여 보일러수를 가열하는 간단한 구조의 보일러 시스템(1c)을 제공할 수 있다.The boiler section 50 for supplying steam to the in-line steam system is provided with the heat accumulating section 59, the second pump 55 and the second circulation passage 522 in the same manner as the boiler system 1b shown in Fig. It is possible to provide a boiler system 1c of simple structure for accumulating the waste heat of the prime mover 3 and heating the boiler water by using the accumulated waste heat.

보일러 시스템(1c)에서는, 도8에 나타내는 축열모드에 있어서 회수장치(6a)의 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 1c, by increasing the evaporation temperature and pressure of the working fluid in the first ORC heat exchanger 62 of the recovery device 6a in the heat storage mode shown in Fig. 8, It is possible to increase the heat drop (heat drop) and improve the energy recovery efficiency by the expander 63a. 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∼1c)에서는 다양한 변경이 가능하다.Various modifications are possible in the boiler systems 1, 1a to 1c.

유량제어부(571)는 3방향 밸브에 한정되지 않고 예를 들면 순환펌프가 유량제어부(571)로서 이용되더라도 좋다. 혹은 제2펌프(55)로서 유량을 제어 가능한 인버터 펌프(inverter pump)가 이용되어, 상기의 온도차(Δt)에 의거하여 제2순환로(522)를 흘러 보일러 본체(51)로 되돌아가는 보일러수의 유량이 제어되더라도 좋다. 이 경우에 당해 인버터 펌프의 유량제어 부분이 유량제어부(571)가 된다.The flow control unit 571 is not limited to the three-way valve, and the circulation pump may be used as the flow control unit 571, for example. Or an inverter pump capable of controlling the flow rate is used as the second pump 55 so that the flow rate of the boiler water flowing back to the boiler body 51 through the second circulation path 522 based on the temperature difference? The flow rate may be controlled. In this case, the flow rate control portion of the inverter pump is the flow rate controller 571.

팽창기(63, 63a)는, 반드시 터빈에 한정되지 않고 예를 들면 스크루 팽창기(screw 膨脹機)이더라도 좋다. 도8에 나타내는 보일러 시스템(1c)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 1c shown in Fig. 8, 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, lb, 1c)의 보일러부(50)에서는, 제1순환로(521)를 흐르는 보일러수를 가열하는 열원은, 반드시 원동기(3)로부터의 배기에 한정되지 않고 원동기(3)로부터의 폐열이면 좋다. 예를 들면 제1순환로(521)를 흐르는 보일러수가, 소기로(31)상에 배치된 열교환기에 있어서 소기로(31)를 흐르는 소기를 열원으로 하여 가열되더라도 좋다. 보일러 시스템(1b, 1c)에서는, 보일러부(50)를 대신하여 도4에 나타내는 보일러부(50a)가 설치되더라도 좋다.In the boiler section 50 of the boiler systems 1, 1b and 1c, the heat source for heating the boiler water flowing through the first circulation path 521 is not necessarily limited to the exhaust from the prime mover 3, It is good. For example, the boiler water flowing through the first circulation path 521 may be heated using a scavenge flowing through the scavenge furnace 31 in a heat exchanger disposed on the scavenge furnace 31 as a heat source. In the boiler systems 1b and 1c, the boiler portion 50a shown in Fig. 4 may be provided in place of the boiler portion 50. Fig.

보일러 시스템(1, 1a∼1c)에서는 압축공기 열교환기(56) 및 절체부(572)가 생략되더라도 좋다. 이 경우에 축열모드 및 급열모드의 쌍방에 있어서 축열부(59)로부터 송출된 보일러수는, 직접적으로 유량제어부(571)로 유도된다. 이에 따라 보일러 시스템(1, 1a∼1c)의 구조를 간소화할 수 있다.In the boiler systems (1, 1a to 1c), the compressed air heat exchanger (56) and the transfer portion (572) may be omitted. In this case, the number of boilers sent out from the heat storage unit 59 in both the heat storage mode and the heat supply mode is directly led to the flow rate control unit 571. [ Accordingly, the structure of the boiler system (1, 1a to 1c) can be simplified.

보일러 시스템(1, 1a∼1c)에서는, 보일러수를 대신하여 열매유(熱媒油) 등의 다양한 매체가 이용되더라도 좋다. 보일러 시스템(1, 1a∼1c)의 보일러 장치(5)에 있어서의 매체로서 열매유가 이용되는 경우에, 보일러 장치(5)에서는 매체의 증기는 생성되지 않고, 보일러 장치(5)에 의하여 가열된 액상의 열매유가 선내의 연료유, 윤활유, 생활용수 등의 가열원 등으로서 이용된다.In the boiler systems 1, 1a to 1c, various media such as thermal oil may be used instead of the boiler water. In the boiler apparatus 5, when vapor is used as the medium in the boiler unit 5 of the boiler system 1, 1a to 1c, the vapor of the medium is not generated, The liquid oil is used as a heating source for fuel oil, lubricating oil, and domestic water in ships.

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 이용되어 좋고, 보일러 시스템(1, 1a∼1c)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-1c) 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∼1c ; 보일러 시스템
3 ; 원동기
6, 6a ; 회수장치
32 ; 배기로
50, 50a ; 보일러부
51 ; 보일러 본체
53 ; 제1펌프
54 ; 배기 열교환기
55 ; 제2펌프
56 ; 압축공기 열교환기
59 ; 축열부
62 ; (제1) ORC열교환기
62a ; 제2 ORC열교환기
63, 63a ; 팽창기
64 ; 응축기
65 ; (제1) ORC펌프
65a ; 제2 ORC펌프
511 ; 압축부
521 ; 제1순환로
522 ; 제2순환로
571 ; 유량제어부
573 ; 온도차 취득부
1, 1a-1c; Boiler system
3; Prime mover
6, 6a; Recovery device
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
59; The heat-
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
511; Compression section
521; The first circulation path
522; The second circulation path
571; The flow-
573; The temperature-

Claims (9)

보일러 시스템(boiler system)으로서,
액상(液狀)의 매체(媒體)를 저장하고, 원동기로부터의 폐열(廢熱)을 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,
축열재(蓄熱材)를 구비하고, 상기 축열재와 상기 순환로를 흐르는 매체와의 사이에서 열교환을 하고, 상기 축열재가 상기 순환로를 흐르는 매체보다 저온인 경우에 상기 축열재에 의하여 축열(蓄熱)을 하고, 상기 축열재가 상기 순환로를 흐르는 매체보다 고온인 경우에 상기 축열재에 의하여 매체를 가열(加熱)하는 축열부(蓄熱部)를
구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
As a boiler system,
A boiler section for storing a liquid medium and heating the medium using waste heat from a prime mover as a heat source;
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 heat storage material is heat-exchanged between the heat storage material and the medium flowing in the circulation path. When the heat storage material is cooler than the medium flowing through the circulation path, heat storage (heat storage) is performed by the heat storage material (Heat storage portion) for heating (heating) the medium by the heat storage material when the heat storage material is higher in temperature than the medium flowing through the circulation path
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 원동기의 배기로(排氣路)를 흐르는 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 that heats the medium flowing through the other circulation path using exhaust gas flowing through an exhaust path of the prime mover 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 순환로에 있어서 상기 축열부로부터 상기 보일러부로 매체를 유도하는 배관(配管)상에 배치되어, 상기 원동기로 공급되는 가압(加壓)된 흡기(吸氣)인 압축공기를 열원으로 하여 매체를 가열하는 압축공기 열교환기(壓縮空氣 熱交換器)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method according to claim 1,
The medium is heated by using compressed air, which is a pressurized intake air supplied to the prime mover, as a heat source, on a pipe for guiding the medium from the heat storage portion to the boiler portion in the circulation path, Further comprising: a compressed air heat exchanger for compressing the compressed air.
제1항에 있어서,
상기 보일러부에 있어서의 매체의 온도로부터 상기 축열부에 있어서의 상기 축열재의 온도를 감산(減算)한 온도차를 구하는 온도차 취득부(溫度差 取得部)와,
상기 온도차에 의거하여 상기 축열부로부터 상기 보일러부로 유도되는 매체의 유량을 제어하는 유량제어부(流量制御部)를
더 구비하고,
상기 온도차가 커지게 됨에 따라 상기 유량제어부에 의하여 상기 유량이 감소하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
The method according to claim 1,
A temperature difference obtaining section (temperature difference obtaining section) for obtaining a temperature difference obtained by subtracting (subtracting) the temperature of the heat storage material in the heat storage section from the temperature of the medium in the boiler section;
And a flow rate control unit (flow rate control unit) for controlling the flow rate of the medium that is guided from the heat storage unit to the boiler unit based on the temperature difference
Further,
And the flow rate control unit reduces the flow rate as the temperature difference increases.
제1항에 있어서,
상기 순환로에 있어서 상기 축열부로부터 상기 보일러부로 매체를 유도하는 배관상에 배치되어, 상기 축열부로부터 송출된 매체로부터 에너지를 회수하는 회수장치(回收裝置)를 더 구비하고,
상기 회수장치가,
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 a pipe for guiding the medium from the heat storage part to the boiler part in the circulation path and for recovering energy from the medium sent out from the heat storage part,
Wherein,
An ORC heat exchanger that heats and vaporizes a working fluid that is an organic medium using a medium flowing through the circulation path as a heat source;
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.
제1항 내지 제6항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 매체가 보일러수이며,
상기 보일러부에 있어서, 상기 보일러수의 증기(蒸氣)가 생성되는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the medium is a boiler water,
Wherein in the boiler portion, steam of the boiler water is generated.
제7항에 있어서,
상기 보일러부로부터 외부로 송출되는 보일러수의 증기를 압축하는 증기압축부(蒸氣壓縮部)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보일러 시스템.
8. The method of claim 7,
Further comprising a steam compression section for compressing the steam of the boiler water discharged to the outside from the boiler section.
제1항 내지 제6항 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.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
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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