KR20160017745A - Ship installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System - Google Patents

Ship installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System Download PDF

Info

Publication number
KR20160017745A
KR20160017745A KR1020140099350A KR20140099350A KR20160017745A KR 20160017745 A KR20160017745 A KR 20160017745A KR 1020140099350 A KR1020140099350 A KR 1020140099350A KR 20140099350 A KR20140099350 A KR 20140099350A KR 20160017745 A KR20160017745 A KR 20160017745A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon dioxide
circulation pipe
unit
discharged
marine engine
Prior art date
Application number
KR1020140099350A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박재훈
함진기
하정훈
이준호
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020140099350A priority Critical patent/KR20160017745A/en
Publication of KR20160017745A publication Critical patent/KR20160017745A/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K19/00—Regenerating or otherwise treating steam exhausted from steam engine plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
    • F01K25/103—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

The present invention relates to a ship wherein a supercritical carbon dioxide power generation system is installed, which comprises: a heat exchange unit for heat-exchanging waste heat of a ship 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 circulation pipe wherein carbon dioxide is circulated to flow; a carbon dioxide storage unit installed in a hull to store carbon dioxide; and a flow rate control unit to control a flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe.

Description

초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박{Ship installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System}Ship-installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System

본 발명은 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a ship equipped with 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 선박엔진의 폐열로부터 전기를 생산할 수 있는 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a ship equipped with a supercritical carbon dioxide power generation system capable of producing electricity from waste heat of a marine 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 발전시스템이 설치된 선박은 선체를 이동시키기 위한 추진력을 발생시키는 선박엔진; 상기 선박엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaus Gas)를 이용하여 상기 선박엔진에 공급하기 위한 소기(Scavenge Air)를 압축하는 과급기; 상기 선체에 설치되는 발전기; 상기 선체에 설치되고, 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소저장부; 이산화탄소가 순환 유동하는 순환배관; 상기 선박엔진으로부터 배출되어 과급기를 통과한 배기 및 상기 순환배관을 따라 유동하는 이산화탄소를 열교환시키는 배기열교환부; 상기 발전기가 전기를 생산하도록 상기 배기열교환부로부터 배출되어 상기 순환배관을 따라 유동하는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부; 및 상기 순환배관 및 상기 이산화탄소저장부 각각에 연결되어 상기 순환배관을 따라 순환 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절하는 유량조절부를 포함할 수 있다.A ship equipped with a supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention comprises a ship engine for generating propulsion force for moving a ship; A supercharger for compressing scavenge air to be supplied to the marine engine using exhaust gas discharged from the marine engine; A generator installed in the hull; A carbon dioxide storage unit installed in the hull and storing carbon dioxide; Circulation piping in which carbon dioxide circulates; An exhaust heat exchanger for exchanging heat between exhaust discharged from the ship engine and exhaust gas passing through the supercharger and carbon dioxide flowing along the circulation pipe; A turbine unit for generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide discharged from the exhaust heat exchanging unit and flowing along the circulation pipe so that the generator generates electricity; And a flow controller connected to each of the circulation pipe and the carbon dioxide storage to regulate a flow rate of carbon dioxide circulating through the circulation pipe.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박은 선체를 이동시키기 위한 추진력을 발생시키는 선박엔진; 상기 선박엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaus Gas)를 이용하여 상기 선박엔진에 공급하기 위한 소기(Scavenge Air)를 압축하는 과급기; 상기 선체에 설치되는 발전기; 상기 선체에 설치되고, 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소저장부; 이산화탄소가 순환 유동하는 순환배관; 상기 과급기로부터 배출되어 상기 엔진으로 공급되는 소기 및 상기 순환배관을 따라 유동하는 이산화탄소를 열교환시키는 소기열교환부; 상기 발전기가 전기를 생산하도록 상기 소기열교환부로부터 배출되어 상기 순환배관을 따라 유동하는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부; 및 상기 순환배관 및 상기 이산화탄소저장부 각각에 연결되어 상기 순환배관을 따라 순환 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절하는 유량조절부를 포함할 수 있다.A ship equipped with a supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention comprises a ship engine for generating propulsion force for moving a ship; A supercharger for compressing scavenge air to be supplied to the marine engine using exhaust gas discharged from the marine engine; A generator installed in the hull; A carbon dioxide storage unit installed in the hull and storing carbon dioxide; Circulation piping in which carbon dioxide circulates; A scavenging heat exchanger for exchanging heat between the scavenging gas discharged from the turbocharger and the carbon dioxide flowing along the circulation pipe; A turbine portion for generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide discharged from the scavenging heat exchanger to flow electricity along the circulation pipe to generate electricity; And a flow controller connected to each of the circulation pipe and the carbon dioxide storage to regulate a flow rate of carbon dioxide circulating through the circulation pipe.

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

본 발명은 초임계 이산화탄소를 작동유체로 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써 열교환부, 터빈부 등을 소형화할 수 있으므로, 선체에서 설치공간이 협소한 곳에 용이하게 설치되어 선체에 대한 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.Since the heat exchanger, the turbine, and the like can be miniaturized by being embodied to produce electricity by using supercritical carbon dioxide as the working fluid, the installation space of the hull can be easily installed in a narrow space to improve space utilization for the hull .

본 발명은 이산화탄소가 선박엔진의 폐열로 가열되도록 구현됨으로써, 이산화탄소를 가열하기 위한 열원을 마련하기 위해 추가로 연소로 등을 이용하여 연료를 연소시킬 필요가 없으므로, 친환경 발전시스템을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 선박엔진의 폐열을 열원으로 이용함으로써 운영비용을 절감할 수 있다.Since the present invention is implemented such that the carbon dioxide is heated by the waste heat of the marine 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 eco- Operating costs can be reduced by using the waste heat of the ship engine as a heat source.

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 발전시스템이 설치된 선박의 일례를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박의 개략적인 블록도
도 3은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박의 개략적인 블록도
도 4는 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박의 개략적인 블록도1 is a schematic view showing an example of a ship equipped with a supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention;
2 is a schematic block diagram of a ship equipped with a supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention
FIG. 3 is a schematic block diagram of a ship equipped with a supercritical carbon dioxide power generation system according to a modified embodiment of the present invention
4 is a schematic block diagram of a ship equipped with a supercritical carbon dioxide power generation system according to another modified embodiment of the present invention

이하에서는 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a ship equipped with a supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박(10)(이하, '본 발명에 따른 선박(10)'이라 함)은 초임계 이산화탄소(Supercritical Carbon Dioxide)를 이용하여 전기를 생산하기 위한 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)을 포함한다. 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 FIGS. 1 and 2, a ship 10 (hereinafter referred to as 'ship 10 according to the present invention') equipped with a supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention comprises supercritical carbon dioxide And a supercritical carbon dioxide power generation system (1) for producing electricity by using the supercritical carbon dioxide power generation system. 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 선박(10)은 선체(11)에 설치되는 선박엔진(100), 상기 선박엔진(100)에 설치되는 과급기(200), 상기 선체(11)에 설치되는 발전기(300), 및 상기 선체(11)에 설치되는 이산화탄소저장부(400)를 포함한다.The ship 10 according to the present invention includes a ship engine 100 installed on the ship 11, a supercharger 200 installed on the ship engine 100, a generator 300 installed on the ship 11, And a carbon dioxide storage unit 400 installed in the hull 11.

본 발명에 따른 선박(10)은 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)을 더 포함한다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 선박엔진(100)의 폐열과 이산화탄소를 열교환시키는 열교환부(2), 및 상기 열교환부(2)로부터 배출되는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부(3)를 포함한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 초임계 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.The ship 10 according to the present invention further comprises the supercritical carbon dioxide power generation system 1. [ The supercritical carbon dioxide power generation system 1 includes a heat exchange unit 2 for exchanging heat between the waste heat of the marine engine 100 and carbon dioxide and supercritical carbon dioxide discharged from the heat exchange unit 2, And a turbine section (3) for generating power for operating the turbine section (3). Accordingly, the ship 10 according to the present invention can produce electricity using supercritical carbon dioxide. Therefore, the ship 10 according to the present invention can achieve the following operational effects.

첫째, 본 발명에 따른 선박(10)은 초임계 이산화탄소를 작동유체로 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써, 물과 같은 다른 유체를 초임계 상태의 작동유체로 이용하는 것과 비교할 때, 상기 열교환부(2) 및 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 선박(10)은 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)의 크기를 축소시킬 수 있으므로, 상기 선체(11) 내부에 대한 공간활용도를 향상시킬 수 있다.First, the vessel 10 according to the present invention is embodied to produce electricity by using supercritical carbon dioxide as the working fluid, so that compared with the use of another fluid such as water as a working fluid in a supercritical state, the heat exchanger 2 And the turbine section 3 can be downsized. Supercritical carbon dioxide has higher density characteristics when compared to when other fluids such as water are supercritical. Accordingly, the vessel 10 according to the present invention can reduce the size of the supercritical carbon dioxide power generation system 1, thereby improving space utilization of the inside of the hull 11.

둘째, 본 발명에 따른 선박(10)은 이산화탄소가 선박엔진(100)의 폐열로 가열되도록 구현됨으로써, 이산화탄소를 가열하기 위한 열원을 마련하기 위해 추가로 연소로 등을 이용하여 연료를 연소시킬 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 연소로 등을 통해 추가로 이산화탄소를 발생시키지 않으면서 전기를 생산할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 종래에 선체(11) 내부에 설치된 발전기용 엔진의 대수를 줄일 수 있으므로, 건조비용 및 운영비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 친환경 선박을 구현할 수 있다.Second, the vessel 10 according to the present invention is configured such that the carbon dioxide is heated by the waste heat of the marine engine 100, so that it is necessary to further burn the fuel using a furnace or the like in order to provide a heat source for heating the carbon dioxide none. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can produce electricity without generating additional carbon dioxide through a combustion furnace or the like. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can reduce the number of generators for the generator installed in the hull 11 so that the drying cost and the operating cost can be reduced, and an eco-friendly ship can be realized.

셋째, 본 발명에 따른 선박(10)은 환경오염물질인 이산화탄소를 이용하여 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 환경오염물질인 이산화탄소를 무해한 물질로 정화하지 않으면서 이산화탄소를 전기를 생산하기 위한 용도로 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 환경오염물질인 이산화탄소를 정화하는데 필요한 설비 및 운영비용을 줄이는데 기여할 수 있다.Third, the ship 10 according to the present invention generates power for operating the generator 300 using carbon dioxide, which is an environmental pollutant. Accordingly, the ship 10 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. Accordingly, the vessel 10 according to the present invention can contribute to reduce facilities and operating costs required to purify carbon dioxide, which is an environmental pollutant.

이하에서는 본 발명에 따른 선박(10)이 갖는 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the structure of the ship 10 according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 선체(11)는 본 발명에 따른 선박(10)의 전체적인 외관을 이룬다. 상기 선체(11)에는 상기 선박엔진(100), 상기 과급기(200), 상기 발전기(300), 상기 이산화탄소저장부(400), 및 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)이 설치된다.1 and 2, the hull 11 constitutes the overall appearance of the ship 10 according to the present invention. The ship engine 100, the supercharger 200, the generator 300, the carbon dioxide storage unit 400, and the supercritical carbon dioxide power generation system 1 are installed in the hull 11.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 선박엔진(100)은 상기 선체(11)를 이동시키기 위한 추진력을 발생시킨다. 상기 선박엔진(100)은 상기 선체(11)의 외부에 설치된 추진장치(12)를 회전시킴으로써, 추진력을 발생시킬 수 있다. 상기 선박엔진(100)은 경유 또는 중유를 연료로 사용하는 디젤선박엔진(Diesel Engine), 경유와 LNG를 연료로 사용하는 혼소선박엔진(Dual Feul Engine), 및 가스선박엔진(Gas Engine) 중 어느 하나일 수 있다. 상기 디젤선박엔진은 경유 또는 중유를 연료로 사용하는 것이다. 상기 혼소선박엔진은 경유와 액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하는 것이다. 상기 가스선박엔진은 액화석유가스(LPG), 석탄가스, 목탄가스, 천연가스 등의 가스를 연료로 사용하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 다양한 연료를 사용하는 선박엔진(100)의 폐열을 이용하여 전기를 생산할 수 있다.1 and 2, the marine engine 100 generates a thrust for moving the hull 11. The marine engine 100 may generate a propulsive force by rotating the propulsion device 12 installed outside the hull 11. The ship engine 100 may be any of a diesel engine that uses diesel or heavy oil as fuel, a dual-feul engine that uses diesel or LNG as fuel, and a gas engine It can be one. The diesel marine engine uses diesel or heavy oil as fuel. The marine vessel engine uses light oil and liquefied natural gas (LNG) as fuel. The gas vessel engine uses gas such as liquefied petroleum gas (LPG), coal gas, charcoal gas, and natural gas as fuel. Therefore, the ship 10 according to the present invention can generate electricity using the waste heat of the marine engine 100 using various fuels.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 과급기(200)는 상기 선박엔진(100)에 연결되게 설치된다. 상기 과급기(200)는 상기 선박엔진(100)으로부터 배출되는 배기(Exhaust Gas)를 이용하여 상기 선박엔진(100)에 공급하기 위한 소기(Scavenge Air)를 압축한다. Referring to FIGS. 1 and 2, the supercharger 200 is installed to be connected to the marine engine 100. The supercharger 200 compresses scavenge air to be supplied to the marine engine 100 by using exhaust gas discharged from the marine engine 100.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 발전기(300)는 상기 터빈부(3)가 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산한다. 상기 발전기(300)는 상기 선체(11)에 설치된다. 상기 발전기(300)는 생산한 전기를 저장하거나, 생산한 전기를 상기 선체(11)에서 전기를 이용하여 동작하는 기기들에 공급할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the generator 300 generates electricity using the power generated by the turbine unit 3. The generator (300) is installed in the hull (11). The generator 300 may store generated electricity or supply the generated electricity to the devices operating in the hull 11 using electricity.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 이산화탄소저장부(400)는 이산화탄소를 저장한다. 상기 이산화탄소저장부(400)는 상기 선체(11)에 설치된다. 상기 이산화탄소저장부(400)는 화재 진압 등을 위해 상기 선체(11)에 일반적으로 설치되는 것이다. 상기 이산화탄소저장부(400)는 이산화탄소를 액체상태로 보관할 수 있는 저온탱크일 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the carbon dioxide storage unit 400 stores carbon dioxide. The carbon dioxide storage unit 400 is installed in the hull 11. The carbon dioxide storage unit 400 is generally installed in the hull 11 for fire suppression or the like. The carbon dioxide storage unit 400 may be a low-temperature tank capable of storing carbon dioxide in a liquid state.

도 2를 참고하면, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 열교환부(2) 및 상기 터빈부(3)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 includes the heat exchange unit 2 and the turbine unit 3.

상기 열교환부(2)는 선박엔진(100)의 폐열 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 열교환부(2)를 통과하면서 선박엔진(100)의 폐열에 의해 가열된다. 이 경우, 상기 선박엔진(100)의 폐열이 열원으로 기능한다.The heat exchange unit (2) exchanges heat between the waste heat of the marine engine (100) and the carbon dioxide. Thus, the carbon dioxide is heated by the waste heat of the marine engine 100 while passing through the heat exchange unit 2. [ In this case, the waste heat of the marine engine 100 functions as a heat source.

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 선박엔진(100)으로부터 배출되어 과급기(200)를 통과한 배기 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 배기열교환부(21)를 통과하면서 상기 선박엔진(100)의 폐열 중에서 배기에 의해 가열된다. 이 경우, 상기 선박엔진(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 unit 21 exchanges heat between the exhaust gas and the carbon dioxide that has been discharged from the marine engine 100 and has passed through the turbocharger 200. Accordingly, the carbon dioxide is heated by exhaust gas in the waste heat of the marine engine 100 while passing through the exhaust heat exchanging unit 21. [ In this case, the exhaust gas in the waste heat of the marine 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 2를 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. 2, the turbine portion 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 선박(10)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 vessel 10 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 and the turbine section 3 And the electricity generated through the generator 300 can be improved.

도 2를 참고하면, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 순환부(4)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 may include a circulation unit 4.

상기 순환부(4)는 상기 터빈부(3) 및 상기 열교환부(2) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 순환부(4)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도 및 압력을 조절하여 순환시킨다. 상기 순환부(4)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(4)를 통해 다시 상기 열교환부(2)에서 배기의 열을 흡수하여 상기 터빈부(3)를 작동시킬 수 있는 상태로 조절된다. 상기 순환부(4)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 part 4 is installed between the turbine part 3 and the heat exchange part 2. The circulation unit 4 regulates the temperature and pressure of the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 and circulates the carbon dioxide. The circulation unit 4 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 absorbs the heat of the exhaust gas from the heat exchanging portion 2 through the circulation portion 4 to operate the turbine portion 3 . The circulation unit 4 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(4)는 냉각부(41) 및 압축부(42)를 포함할 수 있다.The circulation unit 4 may include a cooling unit 41 and a compression unit 42.

상기 냉각부(41)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각함으로써, 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도를 낮춘다. 상기 냉각부(41)는 전기 등에 의해 동작하는 쿨러(Cooler)를 이용하여 이산화탄소를 냉각할 수 있다. 상기 냉각부(41)는 이산화탄소를 냉각할 수 있는 냉각매체 및 이산화탄소를 열교환시킴으로써, 이산화탄소를 냉각할 수도 있다.The cooling unit 41 lowers the temperature of the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3 by cooling the carbon dioxide discharged from the turbine unit 3. The cooling unit 41 can cool carbon dioxide using a cooler operated by electricity or the like. The cooling unit 41 may cool the carbon dioxide by heat-exchanging the cooling medium and the carbon dioxide capable of cooling the carbon dioxide.

상기 압축부(42)는 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소를 압축함으로써, 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소의 압력을 높인다. 상기 압축부(42)는 상기 냉각부(41) 및 상기 열교환부(2) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 압축부(42)는 상기 냉각부(41) 및 상기 배기열교환부(21) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 압축부(42)는 상기 냉각부(41)에 의해 냉각된 이산화탄소를 압축한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 터빈부(3)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각한 후에 압축함으로써, 상기 압축부(42)가 이산화탄소를 압축하는 압축률을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)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 42 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 section (42) is installed between the cooling section (41) and the heat exchange section (2). The compression unit 42 may be installed between the cooling unit 41 and the exhaust heat exchanging unit 21. In this case, the compression section 42 compresses the carbon dioxide cooled by the cooling section 41. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can compress the carbon dioxide discharged from the turbine section 3 after cooling it, thereby increasing the compression rate at which the compression section 42 compresses the carbon dioxide. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can improve the recovery rate of waste heat in which carbon dioxide absorbs heat in the heat exchange unit 2, and can improve the recovery efficiency of the turbine unit 3 and the generator 300 by using carbon dioxide. It is possible to improve the power generation efficiency with respect to the electricity produced through the power generation unit.

상기 압축부(42)는 상기 냉각부(41)로부터 배출되는 이산화탄소가 액체 상태인 경우, 펌프(Pump)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 선박(10)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(42)에서 초임계 상태로 변화될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(3)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(42) 및 상기 열교환부(2)를 통과하면서 초임계 상태로 변화될 수도 있다.The compression unit 42 may include a pump when the carbon dioxide discharged from the cooling unit 41 is in a liquid state. In this case, the ship 10 according to the present invention can be implemented with a transcritical cycle in which carbon dioxide changes between a critical state and a supercritical state in a cycle. After the carbon dioxide is discharged from the turbine section 3, it changes to a critical state and can be changed to a supercritical state in the compression section 42. 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 42 and the heat exchange portion 2. [

상기 압축부(42)는 상기 냉각부(41)로부터 배출되는 이산화탄소가 초임계 상태인 경우, 컴프레서(Compressor)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 선박(10)은 이산화탄소가 전체 사이클 내에서 초임계 상태로 유지되는 슈퍼 크리티컬 사이클(Supercritical Cycle)로 구현될 수 있다.When the carbon dioxide discharged from the cooling unit 41 is in a supercritical state, the compression unit 42 may include a compressor. In this case, the ship 10 according to the present invention can be implemented with a supercritical cycle in which carbon dioxide is maintained in a supercritical state within the entire cycle.

도 2를 참고하면, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 순환배관(5) 및 유량조절부(6)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 may include a circulation pipe 5 and a flow rate control unit 6.

상기 순환배관(5)은 이산화탄소가 유동하기 위한 유로를 제공한다. 이산화탄소는 상기 순환배관(5)을 따라 순환 유동하면서 상기 열교환부(2) 및 상기 터빈부(3)를 통과한다. 이산화탄소는 상기 순환배관(5)을 따라 상기 열교환부(2), 상기 터빈부(3), 상기 냉각부(41) 및 상기 압축부(42)를 순환하도록 유동할 수 있다. 상기 순환배관(5)은 파이프 등과 같은 배관을 포함한다.The circulation pipe 5 provides a flow path for carbon dioxide to flow. Carbon dioxide flows through the heat exchanging part (2) and the turbine part (3) while circulatingly flowing along the circulation pipe (5). The carbon dioxide may flow along the circulation pipe 5 to circulate through the heat exchange unit 2, the turbine unit 3, the cooling unit 41, and the compression unit 42. The circulation pipe 5 includes a pipe such as a pipe.

상기 유량조절부(6)는 상기 순환배관(5) 및 상기 이산화탄소저장부(400) 각각에 연결되게 설치된다. 상기 유량조절부(6)는 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절한다. 상기 유량조절부(6)는 상기 이산화탄소저장부(400)에 저장된 이산화탄소를 상기 순환배관(5)으로 이송한다. 이에 따라, 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량이 증가된다. 상기 유량조절부(6)는 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소를 상기 이산화탄소저장부(400)로 이송한다. 이에 따라, 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량이 감소된다.The flow control unit 6 is connected to the circulation pipe 5 and the carbon dioxide storage unit 400, respectively. The flow rate regulator (6) regulates the flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe (5). The flow rate regulator 6 transfers the carbon dioxide stored in the carbon dioxide storage 400 to the circulation pipe 5. Accordingly, the flow rate of the carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 is increased. The flow rate regulator 6 transfers the carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 to the carbon dioxide storage unit 400. Accordingly, the flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 is reduced.

따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 화재 진압 등을 위해 상기 선체(11)에 일반적으로 설치되는 이산화탄소저장부(400)를 이용하여 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절하기 위한 설비를 구축하기 위한 구축비용 및 운영비용을 절감할 수 있다.Accordingly, the ship 10 according to the present invention can control the flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 by using a carbon dioxide storage unit 400 generally installed in the hull 11 for fire suppression or the like . Accordingly, the ship 10 according to the present invention can reduce the construction cost and the operation cost for constructing the facility for controlling the flow rate of the carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5.

상기 유량조절부(6)는 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하에 따라 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 이산화탄소가 선박엔진(100)의 폐열로부터 열을 회수하는 폐열 회수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 발전효율을 향상시킬 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.The flow control unit 6 can control the flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 according to an operation load applied to the marine engine 100. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can improve the waste heat recovery rate at which carbon dioxide recovers heat from the waste heat of the marine engine 100, as well as improve the power generation efficiency to produce electricity using carbon dioxide . Specifically, it is as follows.

우선, 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 변동하면, 상기 선박엔진(100)으로부터 배출되는 배기의 온도 및 유량이 변동한다. 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 감소하면, 상기 선박엔진(100)으로부터 배출되는 배기는 온도가 낮아지고 유량이 감소한다. 이 경우, 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량이 그대로 유지되면, 이산화탄소는 기존에 비해 낮은 온도로 가열됨에 따라 발전효율을 저하시킨다.First, when the operating load applied to the marine engine 100 fluctuates, the temperature and flow rate of the exhaust discharged from the marine engine 100 fluctuate. When the operating load applied to the marine engine 100 is reduced, the exhaust discharged from the marine engine 100 is lowered in temperature and the flow rate is decreased. In this case, if the flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 is maintained as it is, the carbon dioxide is heated to a lower temperature than the conventional one, thereby lowering the power generation efficiency.

다음, 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 감소하면, 상기 유량조절부(6)가 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량을 감소시킨다. 이에 따라, 상기 선박엔진(100)으로부터 배출되는 배기의 온도가 낮아지고 유량이 감소하더라도, 이산화탄소는 기존과 대략 일치하는 온도로 가열될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 유량조절부(6)를 통해 이산화탄소의 유량을 조절함으로써, 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 변동하더라도 발전효율이 저하되는 정도를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 변동하더라도 상기 발전기(300)가 안정적으로 전기를 생산할 수 있도록 구현됨으로써, 상기 발전기(300)가 생산하는 전기에 대한 품질을 향상시킬 수 있다.Next, when the operation load applied to the marine engine 100 is reduced, the ship 10 according to the present invention reduces the flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 by the flow rate control unit 6 . Accordingly, even if the temperature of the exhaust gas discharged from the marine engine 100 is lowered and the flow rate is reduced, the carbon dioxide can be heated to a temperature substantially equal to the conventional one. Therefore, by controlling the flow rate of carbon dioxide through the flow rate control unit 6, the ship 10 according to the present invention can reduce the degree of decrease in power generation efficiency even if the operation load applied to the marine engine 100 fluctuates have. In addition, the ship 10 according to the present invention is designed such that the generator 300 can generate electricity stably even when the operation load applied to the marine engine 100 is varied. Thus, the electricity generated by the generator 300 Can be improved.

한편, 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 증가하면, 상기 선박엔진(100)으로부터 배출되는 배기는 온도가 높아지고 유량이 증가한다. 이 경우, 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량이 그대로 유지되면, 이산화탄소가 과다한 온도로 높아짐에 따라 상기 순환배관(5)이 손상 내지 파손될 위험이 있다. 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 증가하면, 상기 유량조절부(6)가 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량을 증가시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 증가하더라도, 상기 순환배관(5)이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, when the operating load applied to the marine engine 100 increases, the temperature of the exhaust discharged from the marine engine 100 increases and the flow rate increases. In this case, if the flow rate of the carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 is maintained as it is, there is a risk that the circulation pipe 5 is damaged or broken as the carbon dioxide becomes excessively high. The ship 10 according to the present invention increases the flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 when the operation load applied to the marine engine 100 is increased. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can prevent the circulation pipe 5 from being damaged or damaged even if the operation load applied to the marine engine 100 increases.

상기 유량조절부(6)는 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 증가하면, 상기 이산화탄소저장부(400)에서 상기 순환배관(5)으로 이산화탄소를 이송한다. 이에 따라, 상기 유량조절부(6)는 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 증가하면, 상기 순환배관(5)를 따라 유동하는 이산화탄소의 유량을 증가시킬 수 있다.The flow control unit 6 transfers carbon dioxide from the carbon dioxide storage unit 400 to the circulation pipe 5 when the operation load applied to the marine engine 100 increases. Accordingly, the flow rate regulator 6 can increase the flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 when the operation load applied to the marine engine 100 increases.

상기 유량조절부(6)는 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 감소하면, 상기 순환배관(5)에서 상기 이산화탄소저장부(400)로 이산화탄소를 이송한다. 이에 따라, 상기 유량조절부(6)는 상기 선박엔진(100)에 가해지는 운전부하가 감소하면, 상기 순환배관(5)를 따라 유동하는 이산화탄소의 유량을 감소시킬 수 있다.The flow control unit 6 transfers carbon dioxide from the circulation pipe 5 to the carbon dioxide storage unit 400 when the operation load applied to the marine engine 100 is reduced. Accordingly, the flow rate regulator 6 can reduce the flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 when the operation load applied to the marine engine 100 is reduced.

상기 유량조절부(6)는 유선통신 및 무선통신 중에서 적어도 하나를 이용하여 상기 선박엔진(100)으로부터 운전부하에 관한 부하정보를 수신할 수 있다. 상기 유량조절부(6)는 수신한 부하정보에 따라 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절할 수 있다.The flow rate regulator 6 may receive load information regarding the operation load from the marine engine 100 using at least one of wire communication and wireless communication. The flow rate regulator 6 can adjust the flow rate of carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5 according to the received load information.

상기 유량조절부(6)는 배출기구(61) 및 보충기구(62)를 포함할 수 있다.The flow rate regulating section 6 may include a discharge mechanism 61 and a replenishing mechanism 62.

상기 배출기구(61)는 이산화탄소를 상기 순환배관(5)에서 상기 이산화탄소저장부(400)로 이송한다. 상기 배출기구(61)는 일측이 상기 순환배관(5)에 연결되고, 타측이 상기 이산화탄소저장부(400)에 연결된다. 상기 배출기구(61)는 일측이 상기 냉각부(41)와 상기 압축부(42) 사이에서 상기 순환배관(5)에 연결되게 설치된다. 이에 따라, 상기 배출기구(61)는 상기 냉각부(41)와 상기 압축부(42) 사이에서 상기 순환배관(5)으로부터 이산화탄소를 배출시켜서 상기 이산화탄소저장부(400)로 이송할 수 있다. 즉, 상기 배출기구(61)는 상기 냉각부(41)에 의해 냉각된 이산화탄소를 상기 순환배관(5)으로부터 배출시켜서 상기 이산화탄소저장부(400)로 이송할 수 있다.The discharge mechanism (61) transfers carbon dioxide from the circulation pipe (5) to the carbon dioxide storage part (400). One side of the discharge mechanism 61 is connected to the circulation pipe 5 and the other side is connected to the carbon dioxide storage unit 400. One side of the discharge mechanism 61 is installed to be connected to the circulation pipe 5 between the cooling unit 41 and the compression unit 42. Accordingly, the discharge mechanism 61 discharges carbon dioxide from the circulation pipe 5 between the cooling unit 41 and the compression unit 42, and transfers the carbon dioxide to the carbon dioxide storage unit 400. That is, the discharge mechanism 61 can discharge the carbon dioxide cooled by the cooling unit 41 from the circulation pipe 5 to the carbon dioxide storage unit 400.

이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 순환배관(5)으로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각하기 위한 냉각설비를 생략하거나, 상기 냉각설비를 감축시킬 수 있다. 상기 이산화탄소저장부(400)에는 이산화탄소가 저온으로 저장되므로, 상기 냉각부(41)에 의해 냉각되지 않은 이산화탄소를 상기 이산화탄소저장부(400)로 이송하기 위해서는 이산화탄소에 대한 냉각이 반드시 필요하기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 순환배관(5)을 따라 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절하기 위한 운영비용을 절감할 수 있다.Accordingly, the ship 10 according to the present invention can omit the cooling facility for cooling the carbon dioxide discharged from the circulation pipe 5 or reduce the cooling facility. This is because the carbon dioxide stored in the carbon dioxide storage unit 400 is stored at a low temperature so that the carbon dioxide that has not been cooled by the cooling unit 41 must be cooled to the carbon dioxide storage unit 400. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can reduce the operating cost for controlling the flow rate of the carbon dioxide flowing along the circulation pipe 5.

상기 배출기구(61)는 상기 순환배관(5)으로부터 배출되는 이산화탄소의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브를 포함할 수 있다. 상기 배출기구(61)는 이산화탄소를 상기 순환배관(5)에서 상기 이산화탄소저장부(400)로 이송하기 위한 이송수단을 포함할 수 있다. 상기 이송수단은 부스터펌프일 수 있다.The discharge mechanism (61) may include a flow rate control valve for controlling the flow rate of carbon dioxide discharged from the circulation pipe (5). The discharge mechanism 61 may include a transfer means for transferring carbon dioxide from the circulation pipe 5 to the carbon dioxide storage 400. The conveying means may be a booster pump.

상기 보충기구(62)는 이산화탄소를 상기 이산화탄소저장부(400)에서 상기 순환배관(5)으로 이송한다. 상기 보충기구(62)는 일측이 상기 순환배관(5)에 연결되고, 타측이 상기 이산화탄소저장부(400)에 연결된다. 상기 보충기구(62)는 일측이 상기 터빈부(3)와 상기 냉각부(41) 사이에서 상기 순환배관(5)에 연결되게 설치된다. 이에 따라, 상기 보충기구(62)는 상기 이산화탄소저장부(400)에 저장된 이산화탄소를 상기 터빈부(3)와 상기 냉각부(41) 사이로 공급할 수 있다.The replenishing mechanism 62 transfers carbon dioxide from the carbon dioxide storage unit 400 to the circulation pipe 5. One side of the replenishing mechanism 62 is connected to the circulation pipe 5 and the other side is connected to the carbon dioxide storage unit 400. One side of the replenishing mechanism 62 is installed to be connected to the circulation pipe 5 between the turbine portion 3 and the cooling portion 41. Accordingly, the replenishing mechanism 62 can supply the carbon dioxide stored in the carbon dioxide storage unit 400 between the turbine unit 3 and the cooling unit 41.

이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 이산화탄소가 상기 이산화탄소저장부(400)로부터 상기 순환배관(5)으로 공급된 후에 상기 냉각부(41)에 의해 냉각되도록 구현됨으로써, 상기 압축부(42)가 이산화탄소를 압축하는 압축률을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)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.Accordingly, the vessel 10 according to the present invention is configured such that carbon dioxide is cooled by the cooling unit 41 after being supplied from the carbon dioxide storage unit 400 to the circulation pipe 5, ) Can increase the compression rate at which carbon dioxide is compressed. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can improve the recovery rate of waste heat in which carbon dioxide absorbs heat in the heat exchange unit 2, and can improve the recovery efficiency of the turbine unit 3 and the generator 300 by using carbon dioxide. It is possible to improve the power generation efficiency with respect to the electricity produced through the power generation unit.

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 선박엔진(100)으로 공급되는 소기 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 소기열교환부(22)를 통과하면서 상기 선박엔진(100)의 폐열 중에서 소기에 의해 가열된다. 이 경우, 상기 선박엔진(100)의 폐열 중에서 소기가 열원으로 기능한다. 상기 소기열교환부(22)를 통과한 소기는, 상기 이산화탄소가 가열되도록 열을 방출한 후에, 상기 선박엔진(100)으로 공급된다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.The scavenging heat exchanger 22 exchanges heat between scavenging and carbon dioxide discharged from the supercharger 200 and supplied to the marine engine 100. Accordingly, the carbon dioxide is heated by the scavenging in the waste heat of the marine engine 100 while passing through the scavenging heat exchanging section 22. [ In this case, the waste heat of the ship engine 100 functions as a heat source. The scum that has passed through the scavenging heat exchanger 22 is supplied to the marine engine 100 after the heat is released so that the carbon dioxide is heated. Therefore, the ship 10 according to the present invention can achieve the following operational effects.

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

다음, 본 발명에 따른 선박(10)은 이산화탄소가 소기로부터 열을 흡수하므로, 상기 과급기(200)를 통과하여 상기 선박엔진(100)으로 공급되는 소기의 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 소기를 이용하여 이산화탄소를 가열함으로써 상기 터빈부(3) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있음과 동시에, 상기 선박엔진(100)에 공급되는 소기의 온도를 낮춤으로써 상기 선박엔진(100)의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 선박엔진(100)의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 과급기(200)를 통과한 소기의 온도를 낮추기 위한 별도의 냉각 설비를 생략할 수 있으므로, 구축비용 및 운영비용을 절감할 수 있다.Next, the ship 10 according to the present invention absorbs heat from the carbon dioxide, so that the desired temperature supplied to the ship engine 100 through the turbocharger 200 can be lowered. Accordingly, the ship 10 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, and at the same time, The efficiency of the marine engine 100 can be improved by lowering the predetermined temperature supplied to the engine 100 and the service life of the marine engine 100 can be extended. In addition, since the ship 10 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(4) 및 상기 터빈부(3) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 소기열교환부(22)는 상기 압축부(42) 및 상기 터빈부(3) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 상기 순환부(4)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 4 and the turbine unit 3. The scavenging heat exchanging unit 22 may be installed between the compression unit 42 and the turbine unit 3. The circulation unit 4 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 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 선박엔진(100)의 폐열 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 상기 배기열교환부(21)는 이산화탄소 및 상기 선박엔진(100)으로부터 배출되어 상기 과급기(200)를 통과한 배기를 열교환시킨다. 상기 소기열교환부(22)는 이산화탄소 및 상기 과급기(200)를 통과하여 상기 선박엔진(100)으로 공급되는 소기를 열교환시킨다.The exhaust heat exchanging part 21 and the scavenging heat exchanging part 22 heat-exchange waste heat and carbon dioxide of the marine engine 100, respectively. The exhaust heat exchanging part 21 exchanges heat between carbon dioxide and exhaust gas discharged from the marine engine 100 and passing through the turbocharger 200. The scavenging heat exchanger 22 exchanges heat with carbon dioxide and scavengers supplied to the ship engine 100 through the supercharger 200.

이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 하나의 선박엔진(100) 및 과급기(200)로부터 이산화탄소가 열을 흡수하는 폐열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 상기 터빈부(3) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.Accordingly, the ship 10 according to the present invention can further improve the waste heat recovery rate at which carbon dioxide absorbs heat from one marine engine 100 and the turbocharger 200. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can further improve the power generation efficiency with respect to electricity produced 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(4)로부터 배출되는 이산화탄소는 분기된 후에 상기 열교환부(2)로 공급된다. 상기 순환부(4)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 4 is supplied to the heat exchange unit 2 after branched. A part of the carbon dioxide discharged from the circulation unit 4 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 선박(10)은 상기 터빈부(3) 및 상기 순환부(4)를 통과하는 이산화탄소의 유량에 비해 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22) 각각을 통과하는 이산화탄소의 유량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)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 ship 10 according to the present invention is capable of controlling the exhaust heat exchanging portion 21 and the scavenging heat exchanging portion 22, respectively, in comparison with the flow rate of carbon dioxide passing through the turbine portion 3 and the circulation portion 4, The flow rate of the passing carbon dioxide can be reduced. Accordingly, the ship 10 according to the present invention is characterized in that the exhaust heat exchanging portion 21 and the scavenging heat exchanging portion 22 are arranged so that the exhaust heat exchanging portion 21 and the scavenging heat exchanging portion 22 are connected in series, Each of the capacities can be reduced, thereby reducing installation and operating costs.

또한, 본 발명에 따른 선박(10)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 선박(10)은 상기 터빈부(3) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.The ship 10 according to the present invention is characterized in that the exhaust heat exchanging part 21 and the scavenging heat exchanging part 22 are arranged in parallel with each other so that the exhaust heat exchanging part 21 and the scavenging heat exchanging part 22 are connected in series, The waste heat recovery rate at which carbon dioxide absorbs heat can be further improved. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can further improve the power generation efficiency with respect to electricity produced through the turbine unit 3 and the generator 300.

도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 선박(10)은 분기부(7) 및 합류부(8)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the vessel 10 according to the present invention may include a branching section 7 and a merging section 8.

상기 분기부(7)는 상기 순환부(4)로부터 배출되는 이산화탄소를 분기시킨다. 이에 따라, 상기 순환부(4)로부터 배출되는 이산화탄소는 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22) 각각으로 공급된다. 상기 분기부(7)는 상기 압축부(42)로부터 배출되는 이산화탄소가 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22) 각각으로 공급되도록 상기 압축부(42)로부터 배출되는 이산화탄소를 분기시킬 수 있다. 상기 분기부(7)에는 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22) 각각으로 공급되는 이산화탄소의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브가 설치될 수 있다. 상기 분기부(7)는 일측이 상기 압축부(42)에 연결되고, 타측이 상기 배기열교환부(21)와 상기 소기열교환부(22) 각각에 연결되게 설치된다.The branching section (7) branches the carbon dioxide discharged from the circulation section (4). Accordingly, the carbon dioxide discharged from the circulation unit 4 is supplied to the exhaust heat exchange unit 21 and the scavenging heat exchange unit 22, respectively. The branching section 7 branches the carbon dioxide discharged from the compression section 42 so that the carbon dioxide discharged from the compression section 42 is supplied to the exhaust heat exchange section 21 and the scavenging heat exchange section 22, . The branching section 7 may be provided with a flow control valve for controlling the flow rate of carbon dioxide supplied to the exhaust heat exchanging section 21 and the scavenging heat exchanging section 22, respectively. The branch portion 7 is connected to the compression portion 42 at one side and to the exhaust heat exchanging portion 21 and the scavenging heat exchanging portion 22 at the other side.

상기 합류부(8)는 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22) 각각으로부터 배출되는 이산화탄소를 합류시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 배기열교환부(21) 및 상기 소기열교환부(22) 각각에서 열을 흡수하여 가열된 후에, 상기 합류부(8)에서 합류하여 상기 터빈부(3)로 공급될 수 있다. 상기 합류부(8)는 일측이 상기 터빈부(3)에 연결되고, 타측이 상기 배기열교환부(21)와 상기 소기열교환부(22) 각각에 연결되게 설치된다.The merging section 8 merges the carbon dioxide discharged from each of the exhaust heat exchanging section 21 and the scavenging heat exchanging section 22. Accordingly, the carbon dioxide can be supplied to the turbine section 3 after the heat is absorbed and heated by the exhaust heat exchanging section 21 and the scavenging heat exchanging section 22, respectively, and then joined at the merging section 8 . One end of the merging section 8 is connected to the turbine section 3 and the other is connected to the exhaust heat exchanging section 21 and the scavenging heat exchanging section 22.

2 : 열교환부 3 : 터빈부
4 : 순환부 5 : 순환배관
6 : 유량조절부 10 : 선박
100 : 선박엔진 200 : 과급기2: Heat exchanging part 3: Turbine part
4: circulation part 5: circulation piping
6: Flow control unit 10: Vessel
100: Ship Engine 200: Supercharger

Claims (7)

선체를 이동시키기 위한 추진력을 발생시키는 선박엔진;
상기 선박엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaus Gas)를 이용하여 상기 선박엔진에 공급하기 위한 소기(Scavenge Air)를 압축하는 과급기;
상기 선체에 설치되는 발전기;
상기 선체에 설치되고, 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소저장부;
이산화탄소가 순환 유동하는 순환배관;
상기 선박엔진으로부터 배출되어 과급기를 통과한 배기 및 상기 순환배관을 따라 유동하는 이산화탄소를 열교환시키는 배기열교환부;
상기 발전기가 전기를 생산하도록 상기 배기열교환부로부터 배출되어 상기 순환배관을 따라 유동하는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부; 및
상기 순환배관 및 상기 이산화탄소저장부 각각에 연결되어 상기 순환배관을 따라 순환 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절하는 유량조절부를 포함하는 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박.A marine engine for generating propulsive force for moving the hull;
A supercharger for compressing scavenge air to be supplied to the marine engine using exhaust gas discharged from the marine engine;
A generator installed in the hull;
A carbon dioxide storage unit installed in the hull and storing carbon dioxide;
Circulation piping in which carbon dioxide circulates;
An exhaust heat exchanger for exchanging heat between exhaust discharged from the ship engine and exhaust gas passing through the supercharger and carbon dioxide flowing along the circulation pipe;
A turbine unit for generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide discharged from the exhaust heat exchanging unit and flowing along the circulation pipe so that the generator generates electricity; And
And a flow control unit connected to each of the circulation pipe and the carbon dioxide storage unit for controlling the flow rate of carbon dioxide circulatingly flowing along the circulation pipe. 제1항에 있어서,
상기 터빈부로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각시키기 위한 냉각부, 및 상기 냉각부로부터 배출되는 이산화탄소를 압축시키기 위한 압축부를 포함하고;
상기 유량조절부는 상기 터빈부와 상기 냉각부 사이에서 상기 순환배관에 연결되게 설치되는 보충기구, 및 상기 냉각부와 상기 압축부 사이에서 상기 순환배관에 연결되게 설치되는 배출기구를 포함하며;
상기 보충기구는 상기 이산화탄소에 저장된 이산화탄소를 상기 터빈부와 상기 냉각부 사이로 공급하고;
상기 배출기구는 상기 냉각부와 상기 압축부 사이에서 상기 순환배관으로부터 이산화탄소를 배출시켜서 상기 이산화탄소저장부로 이송하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박.The method according to claim 1,
A cooling section for cooling the carbon dioxide discharged from the turbine section; and a compression section for compressing the carbon dioxide discharged from the cooling section;
Wherein the flow control unit includes a replenishing mechanism installed between the turbine unit and the cooling unit so as to be connected to the circulation pipe, and a discharge mechanism connected to the circulation pipe between the cooling unit and the compression unit;
The replenishing mechanism supplies carbon dioxide stored in the carbon dioxide between the turbine section and the cooling section;
Wherein the discharge mechanism discharges carbon dioxide from the circulation pipe between the cooling section and the compression section and transfers the carbon dioxide to the carbon dioxide storage section. 제1항에 있어서,
상기 유량조절부는 상기 선박엔진에 가해지는 운전부하에 따라 상기 순환배관을 따라 순환 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박.The method according to claim 1,
Wherein the flow rate controller adjusts a flow rate of carbon dioxide circulating through the circulation pipe according to an operation load applied to the marine engine. 제1항에 있어서,
상기 유량조절부는 상기 선박엔진에 가해지는 운전부하가 증가하면 상기 이산화탄소저장부에서 상기 순환배관으로 이산화탄소를 이송하고, 상기 선박엔진에 가해지는 운전부하가 감소하면 상기 순환배관에서 상기 이산화탄소저장부로 이산화탄소를 이송하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박.The method according to claim 1,
Wherein the flow rate control unit transfers carbon dioxide from the carbon dioxide storage unit to the circulation pipe when an operation load applied to the marine engine increases, and when the operation load applied to the marine engine decreases, carbon dioxide is transferred from the circulation pipe to the carbon dioxide storage unit Wherein the supercritical carbon dioxide power generation system is provided with a supercritical carbon dioxide power generation system. 제1항에 있어서,
상기 과급기로부터 배출되어 상기 선박엔진으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시키는 소기열교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박.The method according to claim 1,
And a scavenging heat exchanger for discharging scavenging air and carbon dioxide discharged from the turbocharger and supplied to the ship 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 발전시스템이 설치된 선박.6. 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 part and the scavenging heat exchanging part are connected in parallel with each other. 선체를 이동시키기 위한 추진력을 발생시키는 선박엔진;
상기 선박엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaus Gas)를 이용하여 상기 선박엔진에 공급하기 위한 소기(Scavenge Air)를 압축하는 과급기;
상기 선체에 설치되는 발전기;
상기 선체에 설치되고, 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소저장부;
이산화탄소가 순환 유동하는 순환배관;
상기 과급기로부터 배출되어 상기 엔진으로 공급되는 소기 및 상기 순환배관을 따라 유동하는 이산화탄소를 열교환시키는 소기열교환부;
상기 발전기가 전기를 생산하도록 상기 소기열교환부로부터 배출되어 상기 순환배관을 따라 유동하는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부; 및
상기 순환배관 및 상기 이산화탄소저장부 각각에 연결되어 상기 순환배관을 따라 순환 유동하는 이산화탄소의 유량을 조절하는 유량조절부를 포함하는 초임계 이산화탄소 발전시스템이 설치된 선박.A marine engine for generating propulsive force for moving the hull;
A supercharger for compressing scavenge air to be supplied to the marine engine using exhaust gas discharged from the marine engine;
A generator installed in the hull;
A carbon dioxide storage unit installed in the hull and storing carbon dioxide;
Circulation piping in which carbon dioxide circulates;
A scavenging heat exchanger for exchanging heat between the scavenging gas discharged from the turbocharger and the carbon dioxide flowing along the circulation pipe;
A turbine portion for generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide discharged from the scavenging heat exchanger to flow electricity along the circulation pipe to generate electricity; And
And a flow control unit connected to each of the circulation pipe and the carbon dioxide storage unit for controlling the flow rate of carbon dioxide circulatingly flowing along the circulation pipe.
KR1020140099350A 2014-08-01 2014-08-01 Ship installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System KR20160017745A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140099350A KR20160017745A (en) 2014-08-01 2014-08-01 Ship installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140099350A KR20160017745A (en) 2014-08-01 2014-08-01 Ship installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160065390A Division KR101928138B1 (en) 2016-05-27 2016-05-27 Ship installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160017745A true KR20160017745A (en) 2016-02-17

Family

ID=55457144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140099350A KR20160017745A (en) 2014-08-01 2014-08-01 Ship installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160017745A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200075602A (en) * 2018-12-18 2020-06-26 한국에너지기술연구원 Carbon dioxide pressurization system for carbon dioxide capture and storage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200075602A (en) * 2018-12-18 2020-06-26 한국에너지기술연구원 Carbon dioxide pressurization system for carbon dioxide capture and storage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101614605B1 (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR20150007949A (en) Boiler system
KR20160073349A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR20160017740A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR101928138B1 (en) Ship installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System
KR102035891B1 (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR101839643B1 (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System having Steam Supplying Function and Ship having the same
KR101271188B1 (en) Waste heat recycling system for ship
CN208486947U (en) A kind of combustion steaming united fuel system of bavin
KR20160017741A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR20160073356A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System
KR20160017745A (en) Ship installed Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System
KR20160073352A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System
KR101575512B1 (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR20160017730A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System
KR20160017286A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System
KR101575511B1 (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR20160088847A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR20160073354A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR20160017735A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR20160017744A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR20160066539A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System using Waste Heat from Solid Oxide Fuel Cell
KR20160017738A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same
KR20160017731A (en) Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System
KR102492650B1 (en) Complex power generating system and ship having the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application