KR20160017743A - Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System - Google Patents

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KR20160017743A
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함진기
이수목
고준호
백원계
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현대중공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a supercritical carbon dioxide power generation system, which comprises: a heat exchange unit for heat-exchanging waste heat of an engine and carbon dioxide; a turbine unit generating power to operate a generator by using carbon dioxide discharged from the heat exchange unit for the generator to produce electricity; a casing wherein the turbine unit and the generator are installed; and a collection unit to collect carbon dioxide leaked from the turbine unit to the inside of the casing.

Description

초임계 이산화탄소 발전시스템{Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System}[0001] Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System [0002]

본 발명은 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 초임계 이산화탄소 발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a supercritical carbon dioxide power generation system for producing electricity using carbon dioxide.

연소로, 보일러 등은 소정의 연료를 연소시키면서 이산화탄소(Carbon Dioxide)가 포함된 배가스를 배출한다. 이산화탄소는 지구온난화 등과 같이 환경오염을 초래하는 물질로 알려져 있다. 이에 따라, 이산화탄소로 인한 환경오염을 줄이기 위한 방안으로, 이산화탄소에 대한 배출 규제를 강화하는 방안, 태양력, 풍력 등과 같은 친환경 에너지원으로 대체하는 방안 등이 시도되고 있다.The combustion furnace, the boiler, and the like exhaust the exhaust gas containing the carbon dioxide while burning the predetermined fuel. Carbon dioxide is known to cause environmental pollution such as global warming. As a result, attempts have been made to reduce the environmental pollution caused by carbon dioxide by strengthening emission control regulations for carbon dioxide, and by substituting environmentally friendly energy sources such as solar power and wind power.

그러나, 이산화탄소에 대한 배출 규제를 강화하는 방안은 이산화탄소가 포함된 배가스를 정화하기 위한 설비를 필요로 하기 때문에 각 국가의 산업발전, 경제적 사정 등을 이유로 제대로 시행되지 못하고 있는 실정이다. 태양력, 풍력 등과 같은 친환경 에너지원으로 대체하는 방안은, 기존에 이산화탄소 배출을 통해 생산하는 에너지량을 대체하기에 개발이 부족한 상태이다.However, the measures to strengthen carbon dioxide emission regulations require facilities for purifying exhaust gas containing carbon dioxide, so they are not properly implemented due to industrial development and economic circumstances in each country. The substitution of eco-friendly energy sources such as solar power, wind power and the like is not enough to replace the amount of energy produced through carbon dioxide emission.

최근에는 배가스로부터 이산화탄소를 포집하여 저장하는 CCS(Carbong Capture and Storage) 기술에 대한 개발이 활발하게 진행되면서, 포집한 이산화탄소를 에너지로 변환하는 기술에 대한 개발로 이어지고 있다.In recent years, development of CCS (Carbong Capture and Storage) technology, which captures and stores carbon dioxide from flue gas, has been actively developed, leading to the development of technologies for converting captured carbon dioxide into energy.

예를 들어, 포집한 이산화탄소를 드라이아이스로 제조하여 기존의 냉각물질인 얼음을 대체하는 기술, 포집한 이산화탄소를 탄산가스로 제조하여 맥주, 탄산음료, 조선용접, 산화방지제 등으로 이용하는 기술 등에 대한 개발로 이어지고 있다.For example, it has been developing technologies for replacing ice, which is a conventional cooling material, with carbon dioxide captured in dry ice, and using carbon dioxide as a carbon dioxide gas for use in beer, carbonated drinks, shipbuilding welding, antioxidants, .

이와 같이 이산화탄소를 다른 용도로 이용하는 기술이 활발하게 개발되면서, 환경오염물질인 이산화탄소에 대한 처리 기술이 새로운 전환점을 맞고 있다. 따라서, 발전시스템에 있어서도 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.As technologies such as using carbon dioxide for other uses are actively developed, the technology for treating carbon dioxide, which is an environmental pollutant, is coming to a new turning point. Therefore, it is urgently required to develop a technology capable of producing electricity using carbon dioxide even in a power generation system.

본 발명은 상술한 바와 같은 요구를 해소하고자 안출된 것으로, 이산화탄소를 이용하여 엔진의 폐열로부터 전기를 생산할 수 있는 초임계 이산화탄소 발전시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION [0006] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a supercritical carbon dioxide power generation system capable of producing electricity from waste heat of an engine using carbon dioxide.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.In order to solve the above-described problems, the present invention can include the following configuration.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템은 엔진으로부터 배출되어 과급기를 통과한 배기(Exhaust gas) 및 이산화탄소를 열교환시키는 배기열교환부; 발전기에 연결되고, 상기 발전기가 전기를 생산하도록 상기 배기열교환부로부터 배출되는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부; 상기 터빈부와 상기 발전기가 설치되는 케이싱; 및 상기 케이싱에 결합되고, 상기 터빈부에서 상기 케이싱의 내부로 누설되는 이산화탄소를 회수하기 위한 회수부를 포함할 수 있다.The supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention comprises an exhaust heat exchanger for exchanging heat between exhaust gas and carbon dioxide discharged from an engine and passing through a supercharger; A turbine section connected to the generator and generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide discharged from the exhaust heat exchanging section so that the generator generates electricity; A casing in which the turbine unit and the generator are installed; And a recovery unit coupled to the casing, for recovering carbon dioxide leaking from the turbine unit to the inside of the casing.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템은 과급기로부터 배출되어 엔진으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시키는 소기열교환부; 발전기에 연결되고, 상기 발전기가 전기를 생산하도록 상기 소기열교환부로부터 배출되는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부; 상기 터빈부와 상기 발전기가 설치되는 케이싱; 및 상기 케이싱에 결합되고, 상기 터빈부에서 상기 케이싱의 내부로 누설되는 이산화탄소를 회수하기 위한 회수부를 포함할 수 있다.The supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention includes a scavenging heat exchanger for exchanging scavenging air and carbon dioxide discharged from a supercharger and supplied to an engine; A turbine section connected to the generator and generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide discharged from the scavenge heat exchange section so that the generator generates electricity; A casing in which the turbine unit and the generator are installed; And a recovery unit coupled to the casing, for recovering carbon dioxide leaking from the turbine unit to the inside of the casing.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the following effects can be obtained.

본 발명은 전기를 생산하는 과정에서 손실되는 이산화탄소를 회수할 수 있도록 구현됨으로써, 이산화탄소에 대한 손실을 줄일 수 있고, 이로 인해 운영비용을 절감할 수 있다.The present invention is implemented so as to recover carbon dioxide lost in the process of producing electricity, thereby reducing the loss of carbon dioxide, thereby reducing operating costs.

본 발명은 초임계 이산화탄소를 작동유체로 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써 열교환부, 터빈부 등을 소형화할 수 있으므로, 선박 등과 같이 설치공간이 협소한 곳에 용이하게 설치되어 선체에 대한 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.The present invention can be miniaturized by using the supercritical carbon dioxide as a working fluid to produce electricity, thereby facilitating the space utilization of the hull by installing it in a narrow space such as a ship. .

본 발명은 이산화탄소가 엔진의 폐열로 가열되도록 구현됨으로써, 이산화탄소를 가열하기 위한 열원을 마련하기 위해 추가로 연소로 등을 이용하여 연료를 연소시킬 필요가 없으므로, 친환경 발전시스템을 구현할 수 있다.Since the present invention is implemented such that carbon dioxide is heated by the waste heat of the engine, it is not necessary to further burn the fuel by using a combustion furnace in order to provide a heat source for heating the carbon dioxide, so that an environmentally friendly power generation system can be realized.

본 발명은 환경오염물질인 이산화탄소를 이용하여 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키므로, 환경오염물질인 이산화탄소를 정화하는데 필요한 설비 및 운영비용을 줄이는데 기여할 수 있다.The present invention generates power for operating a generator using carbon dioxide, which is an environmental pollutant, so that it can contribute to reduce equipment and operation cost required for purifying carbon dioxide, which is an environmental pollutant.

도 1은 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템의 개략적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템에 있어서 회수부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 3은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템의 개략적인 블록도
도 4는 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템의 개략적인 블록도1 is a schematic block diagram of a supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention;
2 is a schematic block diagram for explaining a recovery unit in a supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention;
3 is a schematic block diagram of a supercritical carbon dioxide power generation system according to a modified embodiment of the present invention
4 is a schematic block diagram of a supercritical carbon dioxide power generation system according to another modified embodiment of the present invention

이하에서는 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소(Supercritical Carbon Dioxide)를 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전기(300)를 동작시킨다. 이산화탄소는 임계 온도 및 임계 압력 이상의 조건에서 초임계 이산화탄소로 된다. 초임계 이산화탄소는 밀도가 높은 특성을 가짐과 동시에 점도가 낮은 특성을 갖는다. 즉, 초임계 이산화탄소는 밀도가 높은 기체 특성을 갖는다.Referring to FIG. 1, a supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention operates a generator 300 for generating electricity using supercritical carbon dioxide (CO 2). The carbon dioxide becomes supercritical carbon dioxide under the condition of the critical temperature and the critical pressure or more. Supercritical carbon dioxide has high density and low viscosity. That is, supercritical carbon dioxide has a gas characteristic of high density.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 엔진(100)의 폐열과 이산화탄소를 열교환시키는 열교환부(2), 및 상기 열교환부(2)로부터 배출되는 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부(3)를 포함한다.The supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention includes a heat exchange unit 2 for exchanging heat between the waste heat of the engine 100 and carbon dioxide and the carbon dioxide discharged from the heat exchange unit 2, And a turbine section (3) for generating power for operation.

상기 터빈부(3)는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.The turbine unit 3 generates power for operating the generator 300 using supercritical carbon dioxide. Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can produce electricity using supercritical carbon dioxide. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can achieve the following operational effects.

첫째, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소를 작동유체로 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써, 물과 같은 다른 유체를 초임계 상태의 작동유체로 이용하는 것과 비교할 때, 상기 열교환부(2), 상기 터빈부(3) 등을 소형화할 수 있다. 초임계 이산화탄소는 물과 같은 다른 유체가 초임계 상태일 때와 비교할 때, 밀도가 더 높은 특성을 갖기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 전체적인 크기가 감소될 수 있으므로, 선박 등과 같이 설치공간이 협소한 곳에도 용이하게 설치될 수 있다.First, the supercritical carbon dioxide power generation system (1) according to the present invention is embodied to produce electricity by using supercritical carbon dioxide as a working fluid, so that compared with the use of another fluid such as water as a working fluid in a supercritical state, The heat exchanging section 2, the turbine section 3, and the like can be downsized. Supercritical carbon dioxide has higher density characteristics when compared to when other fluids such as water are supercritical. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can be reduced in its overall size, so that it can be easily installed in a small installation space such as a ship.

둘째, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 엔진(100)의 폐열로 가열되도록 구현됨으로써, 이산화탄소를 가열하기 위한 열원을 마련하기 위해 추가로 연소로 등을 이용하여 연료를 연소시킬 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 연소로 등을 통해 추가로 이산화탄소를 발생시키지 않으면서 전기를 생산할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 친환경 발전시스템을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 엔진(100)의 폐열을 열원으로 이용함으로써 운영비용을 절감할 수 있다.Second, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is configured such that carbon dioxide is heated by the waste heat of the engine 100, so that the fuel is further burned by using a combustion furnace or the like in order to provide a heat source for heating the carbon dioxide . Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can produce electricity without further generating carbon dioxide through a furnace or the like. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention not only can realize an environmentally friendly power generation system, but also can reduce operating cost by using waste heat of the engine 100 as a heat source.

셋째, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 환경오염물질인 이산화탄소를 이용하여 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 환경오염물질인 이산화탄소를 무해한 물질로 정화하지 않으면서 이산화탄소를 전기를 생산하기 위한 용도로 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 환경오염물질인 이산화탄소를 정화하는데 필요한 설비 및 운영비용을 줄이는데 기여할 수 있다.Third, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention generates power for operating the generator 300 using carbon dioxide, which is an environmental pollutant. Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can be used for producing carbon dioxide, without purifying the carbon dioxide, which is an environmental pollutant, into a harmless substance. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can contribute to reduce facilities and operating costs required for purifying carbon dioxide, which is an environmental pollutant.

이하에서는 상기 열교환부(2) 및 상기 터빈부(3)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the heat exchanging unit 2 and the turbine unit 3 will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참고하면, 상기 열교환부(2)는 엔진(100)의 폐열 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 열교환부(2)를 통과하면서 엔진(100)의 폐열에 의해 가열된다. 이 경우, 상기 엔진(100)의 폐열이 열원으로 기능한다. 상기 열교환부(2)는 이산화탄소가 유동할 수 있는 파이프 등과 같은 순환배관을 통해 상기 터빈부(3)에 연결된다.Referring to FIG. 1, the heat exchange unit 2 exchanges heat between the waste heat of the engine 100 and carbon dioxide. As a result, the carbon dioxide is heated by the waste heat of the engine 100 while passing through the heat exchange unit 2. [ In this case, waste heat of the engine 100 functions as a heat source. The heat exchanging part 2 is connected to the turbine part 3 through a circulation pipe such as a pipe through which carbon dioxide can flow.

상기 열교환부(2)는 배기열교환부(21)를 포함할 수 있다.The heat exchanging part (2) may include an exhaust heat exchanging part (21).

상기 배기열교환부(21)는 상기 엔진(100)으로부터 배출되어 과급기(200)를 통과한 배기(Exhaust Gas) 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 배기열교환부(21)를 통과하면서 상기 엔진(100)의 폐열 중에서 배기에 의해 가열된다. 이 경우, 상기 엔진(100)의 폐열 중에서 배기가 열원으로 기능한다. 상기 배기열교환부(21)를 통과한 배기는, 상기 이산화탄소가 가열되도록 열을 방출한 후에, 스택(미도시)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기는 파이프 등의 배관을 따라 이동하면서 상기 과급기(200), 상기 배기열교환부(21), 및 스택을 순차적으로 통과할 수 있다.The exhaust heat exchanging part 21 exchanges heat between the exhaust gas and carbon dioxide which are discharged from the engine 100 and passed through the turbocharger 200. As a result, the carbon dioxide is heated by exhaust gas in the waste heat of the engine 100 while passing through the exhaust heat exchanging unit 21. In this case, the exhaust gas in the waste heat of the engine 100 functions as a heat source. The exhaust passing through the exhaust heat exchanging portion 21 may be discharged to the outside through a stack (not shown) after releasing heat to heat the carbon dioxide. The exhaust gas can pass through the supercharger 200, the exhaust heat exchanging unit 21, and the stack sequentially while moving along pipes such as pipes.

도 1을 참고하면, 상기 터빈부(3)는 상기 발전기(300)에 연결된다. 상기 터빈부(3)는 상기 배기열교환부(21)로부터 배출되는 이산화탄소를 이용하여 동력을 발생시킨다. 상기 배기열교환부(21)로부터 배출되는 이산화탄소는, 상기 터빈부(3)를 통과하면서 상기 터빈부(3)가 갖는 임펠러를 회전시킴으로써 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 발전기(300)는 상기 터빈부(3)로부터 제공되는 동력을 이용하여 전기를 생산한다. 상기 발전기(300)는 샤프트 등을 통해 상기 터빈부(3)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 1, the turbine section 3 is connected to the generator 300. The turbine section 3 generates power by using carbon dioxide discharged from the exhaust heat exchanging section 21. [ The carbon dioxide discharged from the exhaust heat exchanging portion 21 can generate power by rotating the impeller of the turbine portion 3 while passing through the turbine portion 3. The generator 300 generates electricity using the power supplied from the turbine unit 3. The generator 300 may be connected to the turbine section 3 through a shaft or the like.

상기 터빈부(3)는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다. 상기 배기열교환부(21)로부터 배출되는 이산화탄소는 초임계 상태로 상기 터빈부(3)를 통과하면서 동력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 터빈부(3)가 동력을 발생시키도록 구현됨으로써, 상기 터빈부(3)를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 상기 터빈부(3) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산되는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있다.The turbine unit 3 generates power for operating the generator 300 using supercritical carbon dioxide. The carbon dioxide discharged from the exhaust heat exchanging unit 21 may generate power while passing through the turbine unit 3 in a supercritical state. Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is constructed such that the turbine section 3 generates power by using supercritical carbon dioxide, so that the turbine section 3 can be downsized, It is possible to improve power generation efficiency with respect to electricity produced through the turbine section 3 and the generator 300.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 케이싱(4), 및 회수부(5)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention may include a casing 4 and a recovery unit 5.

상기 케이싱(4)에는 상기 터빈부(3) 및 상기 발전기(300)가 설치된다. 상기 케이싱(4)은 상기 터빈부(3) 및 상기 발전기(300)가 설치된 내부 공간을 밀폐하는 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 터빈부(3)를 통과하는 과정에서 상기 터빈부(3)로부터 누설됨에 따라 상기 케이싱(4)의 내부에 채워질 수 있다. 예컨대, 이산화탄소는 상기 터빈부(3)가 갖는 임펠러의 후면 쪽으로 유동함에 따라 상기 터빈부(3)로부터 누설될 수 있다. 상기 임펠러의 후면 쪽은 상기 터빈부(3)와 상기 발전기(300)를 연결하는 샤프트가 위치한 부분으로, 샤프트가 회전 가능하게 설치되어야 하므로 밀폐력이 약한 부분이기 때문이다. 예컨대, 상기 케이싱(4)은 내부가 비어 있는 직방체 형태로 형성될 수 있다.The casing (4) is provided with the turbine section (3) and the generator (300). The casing 4 may be formed to seal the inner space in which the turbine unit 3 and the generator 300 are installed. Accordingly, the carbon dioxide can be filled into the casing 4 as it leaks from the turbine portion 3 in the process of passing through the turbine portion 3. For example, carbon dioxide may leak from the turbine section 3 as it flows toward the rear side of the impeller of the turbine section 3. The rear side of the impeller is a portion where the shaft connecting the turbine portion 3 and the generator 300 is located and the shaft is rotatably installed, so that the sealing force is weak. For example, the casing 4 may be formed in the form of a rectangular parallelepiped having an empty interior.

상기 회수부(5)는 상기 케이싱(4)에 결합된다. 상기 회수부(5)는 상기 터빈부(3)에서 상기 케이싱(4)의 내부로 누설되는 이산화탄소를 회수한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 전기를 생산하는 과정에서 손실되는 이산화탄소를 회수할 수 있으므로, 이산화탄소에 대한 손실을 줄임으로써 운영비용을 절감할 수 있다. 상기 회수부(5)는 파이프 등과 같은 배관을 통해 상기 케이싱(4)의 내부에 연결되게 설치될 수 있다.The recovery unit (5) is coupled to the casing (4). The recovery unit 5 recovers carbon dioxide leaking from the turbine unit 3 to the inside of the casing 4. [ Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can recover the carbon dioxide that is lost during the production of electricity, thereby reducing the loss on the carbon dioxide, thereby reducing the operating cost. The recovery unit 5 may be connected to the inside of the casing 4 through a pipe such as a pipe.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 회수부(5)는 배출기구(51), 액화기구(52), 및 저장기구(53)를 포함할 수 있다.1 and 2, the recovery section 5 may include a discharge mechanism 51, a liquefaction mechanism 52, and a storage mechanism 53.

상기 배출기구(51)는 상기 케이싱(4)의 내부에 존재하는 이산화탄소를 상기 케이싱(4)의 외부로 배출시킨다. 상기 배출기구(51)는 일측이 상기 케이싱(4)의 내부에 연결되고, 타측이 상기 액화기구(52)에 연결되게 설치된다. 상기 배출기구(51)는 파이프 등과 같은 배관을 통해 상기 케이싱(4) 및 상기 액화기구(52) 각각에 연결되게 설치될 수 있다. 상기 배출기구(51)는 파이프 등과 같은 배관에서 이산화탄소가 유동하는 유로를 개폐하기 위한 밸브를 포함할 수 있다. 상기 배출기구(51)는 이산화탄소를 상기 케이싱(4)의 외부로 배출시키기 위한 이송수단을 포함할 수도 있다. 상기 이송수단은 팬(Fan)일 수 있다.The discharge mechanism (51) discharges the carbon dioxide present in the casing (4) to the outside of the casing (4). One side of the discharge mechanism (51) is connected to the inside of the casing (4), and the other side is connected to the liquefaction mechanism (52). The discharge mechanism 51 may be connected to the casing 4 and the liquefying mechanism 52 through pipes such as pipes. The discharge mechanism 51 may include a valve for opening and closing a flow path through which carbon dioxide flows in a pipe such as a pipe. The discharge mechanism (51) may include a transfer means for discharging carbon dioxide to the outside of the casing (4). The conveying means may be a fan.

상기 액화기구(52)는 상기 배출기구(51)에 의해 상기 케이싱(4)으로부터 배출되는 이산화탄소를 액화시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 케이싱(4)으로부터 배출되는 이산화탄소의 부피를 감소시킴으로써, 상기 저장기구(53)의 크기를 줄이거나 상기 저장기구(53)에 더 많은 양의 이산화탄소를 저장할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 구축비용을 절감할 수 있다. 상기 액화기구(52)는 일측이 상기 배출기구(51)에 연결되고, 타측이 상기 저장기구(53)에 연결되게 설치된다. 상기 액화기구(52)는 파이프 등과 같은 배관을 통해 상기 배출기구(51) 및 상기 저장기구(53) 각각에 연결되게 설치될 수 있다.The liquefaction mechanism (52) liquefies carbon dioxide discharged from the casing (4) by the discharge mechanism (51). Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention reduces the volume of carbon dioxide discharged from the casing 4, thereby reducing the size of the storage mechanism 53, It can store large amounts of carbon dioxide. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can reduce the construction cost. One side of the liquefaction mechanism 52 is connected to the discharge mechanism 51, and the other side of the liquefaction mechanism 52 is connected to the storage mechanism 53. The liquefaction mechanism 52 may be connected to the discharge mechanism 51 and the storage mechanism 53 through pipes such as pipes.

상기 액화기구(52)는 냉각기구(521) 및 압축기구(522)를 포함할 수 있다.The liquefaction mechanism 52 may include a cooling mechanism 521 and a compression mechanism 522.

상기 냉각기구(521)는 상기 케이싱(4)으로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각시킨다. 상기 냉각기구(521)는 전기 등에 의해 동작하는 쿨러(Cooler)를 이용하여 이산화탄소를 냉각시킬 수 있다. 상기 냉각기구(521)는 이산화탄소를 냉각할 수 있는 냉각매체 및 이산화탄소를 열교환시킴으로써, 이산화탄소를 냉각시킬 수도 있다.The cooling mechanism (521) cools the carbon dioxide discharged from the casing (4). The cooling mechanism 521 can cool carbon dioxide using a cooler operated by electricity or the like. The cooling mechanism 521 may cool the carbon dioxide by heat-exchanging the cooling medium and the carbon dioxide capable of cooling the carbon dioxide.

상기 압축기구(522)는 상기 케이싱(4)으로부터 배출되는 이산화탄소를 압축시킨다. 상기 압축기구(522)는 상기 배출기구(51) 및 상기 냉각기구(521) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 상기 압축기구(522)는 상기 냉각기구(521) 및 상기 저장기구(53) 사이에 위치되게 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 압축기구(522)는 상기 냉각기구(521)에 의해 냉각된 이산화탄소를 압축시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 케이싱(4)으로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각시킨 후에 압축시킴으로써, 상기 압축기구(522)가 이산화탄소를 압축시키는 압축률을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 케이싱(4)으로부터 배출되는 이산화탄소의 부피를 더 감소시킴으로써, 상기 저장기구(53)의 크기를 더 줄이거나 상기 저장기구(53)에 더 많은 양의 이산화탄소를 저장할 수 있다.The compression mechanism (522) compresses carbon dioxide discharged from the casing (4). The compression mechanism 522 may be installed between the discharge mechanism 51 and the cooling mechanism 521. The compression mechanism 522 may be installed between the cooling mechanism 521 and the storage mechanism 53. In this case, the compression mechanism 522 compresses the carbon dioxide cooled by the cooling mechanism 521. Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can increase the compression rate by which the compression mechanism 522 compresses carbon dioxide by cooling the carbon dioxide discharged from the casing 4 after cooling it. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention further reduces the volume of carbon dioxide discharged from the casing 4, thereby further reducing the size of the storage mechanism 53 or reducing the size of the storage mechanism 53 It can store a greater amount of carbon dioxide.

상기 저장기구(53)는 상기 액화기구(52)로부터 배출되는 액체 상태의 이산화탄소를 저장한다. 상기 저장기구(53)는 파이프 등과 같은 배관을 통해 상기 액화기구(52)에 연결되게 설치될 수 있다. 상기 저장기구(53)는 저장된 이산화탄소가 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소에 합류하도록 이산화탄소를 공급할 수도 있다. 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)이 선박에 설치되는 경우, 상기 저장기구(53)에 저장된 이산화탄소는 선박에서 화재 진압 등을 위한 용도로 활용될 수도 있다.The storage mechanism (53) stores the liquid carbon dioxide discharged from the liquefaction mechanism (52). The storage mechanism 53 may be connected to the liquefying mechanism 52 through a pipe such as a pipe. The storage mechanism 53 may supply carbon dioxide so that the stored carbon dioxide joins the carbon dioxide discharged from the turbine portion 3. [ When the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is installed on a ship, the carbon dioxide stored in the storage mechanism 53 may be utilized for fire suppression on the ship.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 회수부(5)는 센서기구(54)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the recovery unit 5 may include a sensor mechanism 54.

상기 센서기구(54)는 상기 케이싱(4)의 내부 압력을 측정한다. 상기 센서기구(54)는 압력센서일 수 있다. 상기 센서기구(54)는 상기 케이싱(4)의 내부에 위치되게 상기 케이싱(4)에 결합될 수 있다. 상기 센서기구(54)는 측정한 압력을 유선통신 및 무선통신 중에서 적어도 하나를 이용하여 상기 배출기구(51)에 제공할 수 있다.The sensor mechanism (54) measures the internal pressure of the casing (4). The sensor mechanism 54 may be a pressure sensor. The sensor mechanism 54 may be coupled to the casing 4 so as to be positioned inside the casing 4. The sensor mechanism 54 may provide the measured pressure to the discharge mechanism 51 using at least one of wire communication and wireless communication.

상기 배출기구(51)는 상기 센서기구(54)가 측정한 압력이 기설정된 기준압력을 초과하면, 상기 케이싱(4)으로부터 이산화탄소를 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 배출기구(51)가 지속적으로 상기 케이싱(4)으로부터 이산화탄소를 배출시킴에 따라 상기 터빈부(3)로부터 누설되는 이산화탄소의 유량이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 상기 기준압력은 상기 케이싱(4)의 내부가 이산화탄소로 채워짐에 따라 상기 케이싱(4)이 손상 내지 파손될 우려가 있는 압력값으로, 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.The discharge mechanism (51) can discharge carbon dioxide from the casing (4) when the pressure measured by the sensor mechanism (54) exceeds a preset reference pressure. Accordingly, in the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention, when the discharge mechanism 51 continuously discharges carbon dioxide from the casing 4, the flow rate of carbon dioxide leaking from the turbine portion 3 Can be prevented from increasing. The reference pressure may be preset by the user as a pressure value at which the casing 4 may be damaged or broken as the inside of the casing 4 is filled with carbon dioxide.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 순환부(6)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention may include a circulation unit 6.

상기 순환부(6)는 상기 터빈부(3) 및 상기 열교환부(2) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 순환부(6)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도 및 압력을 조절하여 순환시킨다. 상기 순환부(6)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도를 낮추고, 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소의 압력을 높인다. 이에 따라, 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소는, 상기 순환부(6)를 통해 다시 상기 열교환부(2)에서 배기의 열을 흡수하여 상기 터빈부(3)를 작동시킬 수 있는 상태로 조절된다. 상기 순환부(6)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소가 상기 배기열교환부(21)로 재공급되어 배기로부터 열을 흡수하도록 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도 및 압력을 조절하여 순환시킬 수 있다.The circulation unit 6 is installed between the turbine unit 3 and the heat exchange unit 2. [ The circulation unit 6 regulates the temperature and pressure of carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 and circulates the carbon dioxide. The circulation unit 6 lowers the temperature of the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 and increases the pressure of the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3. Accordingly, the carbon dioxide discharged from the turbine portion 3 is absorbed by the heat exchanging portion 2 through the circulation portion 6 to be able to operate the turbine portion 3 . The circulation unit 6 is supplied with the temperature and pressure of carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 so that carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 is supplied again to the exhaust heat exchange unit 21 and absorbs heat from the exhaust gas. And can be regulated and circulated.

상기 순환부(6)는 냉각부(61) 및 압축부(62)를 포함할 수 있다.The circulation unit 6 may include a cooling unit 61 and a compression unit 62.

상기 냉각부(61)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각시킴으로써, 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도를 낮춘다. 상기 냉각부(61)는 전기 등에 의해 동작하는 쿨러를 이용하여 이산화탄소를 냉각시킬 수 있다. 상기 냉각부(61)는 이산화탄소를 냉각할 수 있는 냉각매체 및 이산화탄소를 열교환시킴으로써, 이산화탄소를 냉각할 수도 있다.The cooling unit 61 lowers the temperature of carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 by cooling the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3. The cooling unit 61 can cool carbon dioxide using a cooler operated by electricity or the like. The cooling unit 61 may cool the carbon dioxide by heat-exchanging the cooling medium and the carbon dioxide capable of cooling the carbon dioxide.

상기 압축부(62)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소를 압축시킴으로써, 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소의 압력을 높인다. 상기 압축부(62)는 상기 냉각부(61) 및 상기 열교환부(2) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 압축부(62)는 상기 냉각부(61) 및 상기 배기열교환부(21) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 압축부(62)는 상기 냉각부(61)에 의해 냉각된 이산화탄소를 압축시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각시킨 후에 압축시킴으로써, 상기 압축부(62)가 이산화탄소를 압축시키는 압축률을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 상기 열교환부(2)에서 열을 흡수하는 폐열 회수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이산화탄소를 이용하여 상기 터빈부(3) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있다.The compression unit 62 compresses the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 to increase the pressure of the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3. The compression unit (62) is installed between the cooling unit (61) and the heat exchange unit (2). The compression unit 62 may be installed between the cooling unit 61 and the exhaust heat exchanging unit 21. In this case, the compression section 62 compresses the carbon dioxide cooled by the cooling section 61. Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can increase the compression ratio by which the compression section 62 compresses carbon dioxide by cooling the carbon dioxide discharged from the turbine section 3 after cooling it . Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention not only improves the waste heat recovery rate at which carbon dioxide absorbs heat in the heat exchange unit 2, The power generation efficiency of the electricity generated through the generator 300 can be improved.

상기 압축부(62)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소가 액체 상태인 경우, 펌프(Pump)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 사이클 내에서 미임계 상태와 초임계 상태 간에 변화하는 트랜스 크리티컬 사이클(Transcritical Cycle)로 구현될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(3)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(62)에서 초임계 상태로 변화될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(3)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(62) 및 상기 열교환부(2)를 통과하면서 초임계 상태로 변화될 수도 있다.The compression unit 62 may include a pump when the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 is in a liquid state. In this case, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can be implemented with a transcritical cycle in which carbon dioxide is changed between a critical state and a supercritical state in a cycle. After the carbon dioxide is discharged from the turbine section 3, the carbon dioxide is changed to a critical state and can be changed to a supercritical state in the compression section 62. The carbon dioxide is changed into a critical state after being discharged from the turbine portion 3 and may be changed into a supercritical state while passing through the compression portion 62 and the heat exchange portion 2. [

상기 압축부(62)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소가 초임계 상태인 경우, 컴프레서(Compressor)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 전체 사이클 내에서 초임계 상태로 유지되는 슈퍼 크리티컬 사이클(Supercritical Cycle)로 구현될 수 있다.The compression unit 62 may include a compressor when the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 is in a supercritical state. In this case, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can be implemented in a supercritical cycle in which carbon dioxide is maintained in a supercritical state in the entire cycle.

도 3을 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 열교환부(2)는 소기열교환부(22)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, according to a modified embodiment of the present invention, the heat exchanging part 2 may include a scavenging heat exchanging part 22.

상기 소기열교환부(22)는 상기 과급기(200)로부터 배출되어 상기 엔진(100)으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 소기열교환부(22)를 통과하면서 상기 엔진(100)의 폐열 중에서 소기에 의해 가열된다. 이 경우, 상기 엔진(100)의 폐열 중에서 소기가 열원으로 기능한다. 상기 소기열교환부(22)를 통과한 소기는, 상기 이산화탄소가 가열되도록 열을 방출한 후에, 상기 엔진(100)으로 공급된다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.The scavenging heat exchanger 22 exchanges heat between scavenging air and carbon dioxide discharged from the turbocharger 200 and supplied to the engine 100. As a result, carbon dioxide is heated by waste heat in the waste heat of the engine 100 while passing through the scavenging heat exchanging section 22. [ In this case, the waste heat of the engine 100 functions as a heat source. The scum that has passed through the scavenging heat exchanger 22 is supplied to the engine 100 after the heat is released so that the carbon dioxide is heated. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can achieve the following operational effects.

우선, 소기는 상기 엔진(100)에 공급되는 연소용 공기로, 상기 엔진(100)의 효율을 향상시키기 위해 상기 과급기(200)를 통과하면서 압축되어 상기 엔진(100)으로 공급된다. 그러나, 소기는 상기 과급기(200)를 통과하면서 온도가 함께 상승한다. 이와 같이 온도가 상승된 소기가 상기 엔진(100)에 공급되면, 상기 엔진(100)의 효율이 저하될 수 있고, 상기 엔진(100)의 수명이 단축될 수 있다.First, the air is supplied to the engine 100 as combustion air to be supplied to the engine 100, compressed to pass through the turbocharger 200 to improve the efficiency of the engine 100, and then supplied to the engine 100. However, the scoop rises together with the temperature while passing through the supercharger 200. When the engine 100 is supplied with the scavenge with the increased temperature, the efficiency of the engine 100 may be lowered and the service life of the engine 100 may be shortened.

다음, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 소기로부터 열을 흡수하므로, 상기 과급기(200)를 통과하여 상기 엔진(100)으로 공급되는 소기의 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 소기를 이용하여 이산화탄소를 가열함으로써 상기 터빈부(3) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있음과 동시에, 상기 엔진(100)에 공급되는 소기의 온도를 낮춤으로써 상기 엔진(100)의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 엔진(100)의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 과급기(200)를 통과한 소기의 온도를 낮추기 위한 별도의 냉각 설비를 생략할 수 있으므로, 구축비용 및 운영비용을 절감할 수 있다.Next, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention absorbs heat from carbon dioxide, so that the desired temperature supplied to the engine 100 through the supercharger 200 can be lowered. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can improve the power generation efficiency for electricity produced through the turbine unit 3 and the generator 300 by heating the carbon dioxide using the scavenge, At the same time, the efficiency of the engine 100 can be improved by lowering the desired temperature supplied to the engine 100, and the service life of the engine 100 can be extended. In addition, since the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can omit a separate cooling facility for lowering the desired temperature passing through the turbocharger 200, the construction cost and the operating cost can be reduced.

상기 소기열교환부(22)는 상기 순환부(6) 및 상기 터빈부(3) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 소기열교환부(22)는 상기 압축부(62) 및 상기 터빈부(3) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 상기 순환부(6)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소가 상기 소기열교환부(22)로 재공급되어 소기로부터 열을 흡수하도록 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도 및 압력을 조절하여 순환시킬 수 있다.The scavenging heat exchanger (22) is installed between the circulation unit (6) and the turbine unit (3). The scavenge heat exchanging unit 22 may be installed between the compression unit 62 and the turbine unit 3. The circulation unit 6 is supplied with the temperature and pressure of carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 so that the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 is supplied again to the scavenging heat exchanging unit 22 to absorb heat from the scavenger And can be regulated and circulated.

도 4를 참고하면, 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따르면, 상기 열교환부(2)는 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22)를 모두 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, according to another modified embodiment of the present invention, the heat exchanging part 2 may include both the exhaust heat exchanging part 21 and the scavenging heat exchanging part 22.

상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22)는 각각 상기 엔진(100)의 폐열 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 상기 배기열교환부(21)는 이산화탄소 및 상기 엔진(100)으로부터 배출되어 상기 과급기(200)를 통과한 배기를 열교환시킨다. 상기 소기열교환부(22)는 이산화탄소 및 상기 과급기(200)를 통과하여 상기 엔진(100)으로 공급되는 소기를 열교환시킨다.The exhaust heat exchanging unit 21 and the scavenging heat exchanging unit 22 heat-exchange waste heat and carbon dioxide of the engine 100, respectively. The exhaust heat exchanging part 21 exchanges carbon dioxide and exhaust discharged from the engine 100 and exhausted through the turbocharger 200. The scavenging heat exchanger 22 exchanges heat with carbon dioxide and the scavenging air supplied to the engine 100 through the supercharger 200.

이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 하나의 엔진(100) 및 과급기(200)로부터 이산화탄소가 열을 흡수하는 폐열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(3) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can further improve the waste heat recovery rate at which carbon dioxide absorbs heat from one engine 100 and the turbocharger 200. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can further improve the power generation efficiency for electricity generated through the turbine unit 3 and the generator 300.

상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 순환부(6)로부터 배출되는 이산화탄소는 분기된 후에 상기 열교환부(2)로 공급된다. 상기 순환부(6)로부터 배출되는 이산화탄소의 일부는 상기 배기열교환부(21)로 공급되고, 나머지 일부는 소기열교환부(22)로 공급된다. 상기 터빈부(3)는 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22) 각각으로부터 배출되어 합류한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다.The exhaust heat exchanging part 21 and the scavenging heat exchanging part 22 may be connected to each other in parallel. In this case, the carbon dioxide discharged from the circulation unit 6 is supplied to the heat exchange unit 2 after branched. A part of the carbon dioxide discharged from the circulation unit 6 is supplied to the exhaust heat exchange unit 21 and the remaining part of the carbon dioxide is supplied to the scavenging heat exchange unit 22. [ The turbine unit 3 generates power for operating the generator 300 using supercritical carbon dioxide discharged from the exhaust heat exchanging unit 21 and the scavenging heat exchanging unit 22, respectively.

이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(3) 및 상기 순환부(6)를 통과하는 이산화탄소의 유량에 비해 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22) 각각을 통과하는 이산화탄소의 유량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22)가 서로 직렬로 연결된 것과 비교할 때, 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22) 각각의 용량을 줄일 수 있으므로, 설치비용 및 운영비용을 절감할 수 있다. Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can reduce the amount of carbon dioxide flowing through the turbine section 3 and the circulation section 6 by the exhaust heat exchange section 21 and the scavenge heat exchange section 22, respectively. Therefore, in the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention, the exhaust heat exchange portion 21 and the scavenging heat exchange portion 22 are connected in series, It is possible to reduce the installation cost and the operation cost.

또한, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22)가 서로 직렬로 연결된 것과 비교할 때, 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22) 각각에서 이산화탄소가 열을 흡수하는 폐열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(3) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.The supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is characterized in that the exhaust heat exchanging part 21 and the scavenging heat exchanging part 22 are connected in series with each other, It is possible to further improve the waste heat recovery rate at which carbon dioxide absorbs heat in each of the sections 22. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can further improve the power generation efficiency for electricity generated through the turbine unit 3 and the generator 300.

2 : 열교환부 3 : 터빈부
4 : 케이싱 5 : 회수부
6 : 순환부 100 : 엔진2: Heat exchanging part 3: Turbine part
4: casing 5:
6: circulation part 100: engine

Claims (7)

엔진으로부터 배출되어 과급기를 통과한 배기(Exhaust gas) 및 이산화탄소를 열교환시키는 배기열교환부;
발전기에 연결되고, 상기 발전기가 전기를 생산하도록 상기 배기열교환부로부터 배출되는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부;
상기 터빈부와 상기 발전기가 설치되는 케이싱; 및
상기 케이싱에 결합되고, 상기 터빈부에서 상기 케이싱의 내부로 누설되는 이산화탄소를 회수하기 위한 회수부를 포함하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.An exhaust heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas and the carbon dioxide discharged from the engine and passing through the supercharger;
A turbine section connected to the generator and generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide discharged from the exhaust heat exchanging section so that the generator generates electricity;
A casing in which the turbine unit and the generator are installed; And
And a recovery unit coupled to the casing, for recovering carbon dioxide leaked from the turbine unit to the inside of the casing. 제1항에 있어서, 상기 회수부는
상기 케이싱의 내부에 존재하는 이산화탄소를 상기 케이싱의 외부로 배출시키기 위한 배출기구;
상기 배출기구에 의해 상기 케이싱으로부터 배출되는 이산화탄소를 액화시키기 위한 액화기구; 및
상기 액화기구로부터 배출되는 액체 상태의 이산화탄소를 저장하기 위한 저장기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.The apparatus of claim 1, wherein the collecting unit
A discharge mechanism for discharging carbon dioxide present in the casing to the outside of the casing;
A liquefaction mechanism for liquefying carbon dioxide discharged from the casing by the discharge mechanism; And
And a storage mechanism for storing liquid carbon dioxide discharged from the liquefaction mechanism. 제2항에 있어서, 상기 액화기구는
상기 케이싱으로부터 배출되는 이산화탄소를 압축시키기 위한 압축기구, 및
상기 케이싱으로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각시키기 위한 냉각기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.3. The apparatus according to claim 2, wherein the liquefaction mechanism
A compression mechanism for compressing the carbon dioxide discharged from the casing, and
And a cooling mechanism for cooling the carbon dioxide discharged from the casing. 제1항에 있어서,
상기 회수부는 상기 케이싱의 내부에 존재하는 이산화탄소를 상기 케이싱의 외부로 배출시키기 위한 배출기구, 및 상기 케이싱의 내부 압력을 측정하기 위한 센서기구를 포함하고;
상기 배출기구는 상기 센서기구가 측정한 압력이 기설정된 기준압력을 초과하면, 상기 케이싱으로부터 이산화탄소를 배출시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.The method according to claim 1,
Wherein the recovery unit includes a discharge mechanism for discharging carbon dioxide existing inside the casing to the outside of the casing, and a sensor mechanism for measuring an internal pressure of the casing;
Wherein the discharge mechanism discharges carbon dioxide from the casing when the pressure measured by the sensor mechanism exceeds a preset reference pressure. 제1항에 있어서,
상기 과급기로부터 배출되어 상기 엔진으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시키는 소기열교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템The method according to claim 1,
And a scavenging heat exchanger for exchanging scavenge air and carbon dioxide discharged from the turbocharger and supplied to the engine. 제5항에 있어서,
상기 터빈부는 상기 배기열교환부 및 상기 소기열교환부 각각으로부터 배출되어 합류한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키고,
상기 배기열교환부 및 상기 소기열교환부는 서로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템6. The method of claim 5,
Wherein the turbine section generates power for operating the generator using supercritical carbon dioxide discharged from each of the exhaust heat exchanging section and the scavenging heat exchanging section,
Wherein the exhaust heat exchanging unit and the scavenging heat exchanging unit are connected in parallel to each other. 과급기로부터 배출되어 엔진으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시키는 소기열교환부;
발전기에 연결되고, 상기 발전기가 전기를 생산하도록 상기 소기열교환부로부터 배출되는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부;
상기 터빈부와 상기 발전기가 설치되는 케이싱; 및
상기 케이싱에 결합되고, 상기 터빈부에서 상기 케이싱의 내부로 누설되는 이산화탄소를 회수하기 위한 회수부를 포함하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.A scavenging heat exchanger for exchanging scavenging air and carbon dioxide discharged from the turbocharger and supplied to the engine;
A turbine section connected to the generator and generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide discharged from the scavenge heat exchange section so that the generator generates electricity;
A casing in which the turbine unit and the generator are installed; And
And a recovery unit coupled to the casing, for recovering carbon dioxide leaked from the turbine unit to the inside of the casing.
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