KR20160066540A - Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a supercritical carbon dioxide power generation system, and a ship having the same. The supercritical carbon dioxide power generation system comprises: a supercritical carbon dioxide power generation cycle unit generating power to operate a power generator generating electricity using supercritical carbon dioxide; and a heat exchanging cycle unit absorbing heat from a heat source using a heat exchanging medium flowing at lower pressure than the supercritical carbon dioxide. The supercritical carbon dioxide power generation cycle unit comprises: the heat exchanging medium absorbing the heat from the heat source in the heat exchanging cycle unit; and a main heat exchanging unit enabling the supercritical carbon dioxide to exchange the heat.

Description

초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박{Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship having the same}[0001] Supercritical Carbon Dioxide Power Generation System and Ship [0002]

본 발명은 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a supercritical carbon dioxide power generation system for producing electricity using carbon dioxide and a ship including the same.

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, 열교환매체 및 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 초임계 이산화탄소 발전시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.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 using a heat exchange medium and carbon dioxide, and a vessel including the same.

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 열원으로부터 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부; 상기 제1순환부에 설치되고, 열교환매체가 가열되도록 열원 및 열교환매체를 열교환시키는 매체열교환부; 열교환매체로부터 열을 흡수하기 위한 이산화탄소가 순환 이동하는 제2순환부; 상기 제2순환부에 설치되고, 이산화탄소가 가열됨과 동시에 열교환매체가 냉각되도록 상기 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부; 및 상기 제2순환부에 설치되고, 발전기가 전기를 생산하도록 상기 주열교환부를 통과한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부를 포함할 수 있다.The supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention includes: a first circulation unit in which a heat exchange medium for absorbing heat from a heat source circulates; A medium heat exchanger installed in the first circulation unit for exchanging heat between the heat source and the heat exchange medium to heat the heat exchange medium; A second circulation unit in which carbon dioxide for absorbing heat from the heat exchange medium circulates; A main heat exchange unit installed in the second circulation unit for heat-exchanging carbon dioxide and a heat exchange medium that absorbs heat from the heat source so that the carbon dioxide is heated and the heat exchange medium is cooled; And a turbine section installed in the second circulation section and generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide passed through the main heat exchange section so that the generator generates electricity.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템은 초임계 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 초임계 이산화탄소 발전사이클부; 및 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 이용하여 열원으로부터 열을 흡수하는 열교환사이클부를 포함할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부는 상기 열교환사이클부에서 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 초임계 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부를 포함할 수 있다.A supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention includes: a supercritical carbon dioxide power generation cycle unit for generating power for operating a generator that generates electricity using supercritical carbon dioxide; And a heat exchange cycle unit for absorbing heat from the heat source using a heat exchange medium flowing at a lower pressure than supercritical carbon dioxide. The supercritical carbon dioxide power generation cycle unit may include a heat exchange medium that absorbs heat from a heat source in the heat exchange cycle unit, and a main heat exchange unit that performs heat exchange between supercritical carbon dioxide.

본 발명에 따른 선박은 선체를 이동시키기 위한 추진력을 발생시키는 엔진; 상기 엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaus Gas)를 이용하여 상기 엔진에 공급하기 위한 소기(Scavenge Air)를 압축하는 과급기; 상기 선체에 설치되는 발전기; 상기 엔진으로부터 배출되는 배기로부터 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부; 열교환매체로부터 열을 흡수하기 위한 이산화탄소가 순환 이동하는 제2순환부; 상기 제1순환부에 설치되고, 열교환매체가 가열되도록 엔진으로부터 배출되는 배기 및 열교환매체를 열교환시키는 매체열교환부; 상기 제2순환부에 설치되고, 이산화탄소가 가열됨과 동시에 열교환매체가 냉각되도록 상기 매체열교환부를 통과한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부; 및 상기 제2순환부에 설치되고, 발전기가 전기를 생산하도록 상기 주열교환부를 통과한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부를 포함할 수 있다.A ship according to the present invention includes an engine for generating propulsive force for moving a hull; A supercharger for compressing scavenge air to be supplied to the engine by using exhaust gas discharged from the engine; A generator installed in the hull; A first circulation unit for cyclically moving a heat exchange medium for absorbing heat from the exhaust gas discharged from the engine; A second circulation unit in which carbon dioxide for absorbing heat from the heat exchange medium circulates; A medium heat exchanger installed in the first circulation unit for exchanging heat between the exhaust gas discharged from the engine and the heat exchange medium to heat the heat exchange medium; A main heat exchange unit installed in the second circulation unit for heat-exchanging carbon dioxide and a heat exchange medium that has passed through the medium heat exchange unit so that the carbon dioxide is heated and the heat exchange medium is cooled; And a turbine section installed in the second circulation section and generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide passed through the main heat exchange section so that the generator generates electricity.

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

본 발명은 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 통해 이산화탄소가 간접 방식으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현됨으로써, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이를 줄일 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.Since the present invention is implemented such that carbon dioxide absorbs heat from a heat source indirectly through a heat exchange medium flowing at a lower pressure than supercritical carbon dioxide, the length of the high-pressure pipe for the flow of carbon dioxide can be reduced, .

본 발명은 초임계 이산화탄소를 작동유체로 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써 전체적인 크기를 소형화할 수 있으므로, 선박 등과 같이 설치공간이 협소한 곳에 용이하게 설치되어 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.The present invention can be implemented to produce electricity by using supercritical carbon dioxide as a working fluid, thereby making it possible to miniaturize the overall size. Thus, the present invention can be easily installed in a small installation space such as a ship to improve space utilization.

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 열교환사이클부에 대한 개략적인 블록도
도 3은 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템이 엔진의 폐열을 열원으로 이용하는 실시예에 대한 개략적인 블록도
도 4는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템의 개략적인 블록도
도 5는 본 발명에 따른 선박의 일례를 나타낸 개략도1 is a schematic block diagram of a supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention;
2 is a schematic block diagram of a heat exchange cycle unit in a supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention;
FIG. 3 is a schematic block diagram of an embodiment in which the supercritical carbon dioxide power generation system according to the present invention uses waste heat of an engine as a heat source
4 is a schematic block diagram of a supercritical carbon dioxide power generation system according to a modified embodiment of the present invention
5 is a schematic view showing an example of a ship according to 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 작동유체로 이용하여 전기를 생산하는 발전기(300)를 동작시키기 위한 것이다. 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 is for operating a generator 300 that generates electricity using supercritical carbon dioxide as a working fluid. 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 열교환매체를 이용하여 열원으로부터 열을 흡수하는 열교환사이클부(2), 및 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)를 포함한다. 열교환매체는 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 것이다. 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 상기 열교환사이클부(2)에서 상기 열원로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 초임계 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부(31)를 포함한다.A supercritical carbon dioxide power generation system (1) according to the present invention includes a heat exchange cycle unit (2) for absorbing heat from a heat source using a heat exchange medium, and a supercritical carbon dioxide generating power for operating the generator And a supercritical carbon dioxide power generation cycle unit 3 for generating a supercritical carbon dioxide. The heat exchange medium flows at a lower pressure than supercritical carbon dioxide. The supercritical carbon dioxide power generation cycle unit 3 includes a heat exchange medium that absorbs heat from the heat source in the heat exchange cycle unit 2 and a main heat exchange unit 31 that heat-exchanges supercritical carbon dioxide.

이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 열원으로부터 직접적으로 열을 흡수하지 않고, 이산화탄소가 열교환매체를 통해 열원으로부터 간접적으로 열을 흡수하도록 구현된다.Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is implemented such that carbon dioxide absorbs heat directly from a heat source, and carbon dioxide absorbs heat indirectly from a heat source through the heat exchange medium.

즉, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 간접(Indirect) 방식으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현된다.That is, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is implemented so that carbon dioxide absorbs heat from a heat source in an indirect manner.

따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can achieve the following operational effects.

우선, 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 이산화탄소의 유동을 위한 배관을 상당한 고가의 고압관으로 구성해야 한다. 이산화탄소가 초임계 상태에서 상당한 고압으로 유동하기 때문이다. 따라서, 이산화탄소가 직접적으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현되는 직접 방식은, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관이 열원을 지나도록 설치하여야 하므로, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이가 길어짐에 따라 구축비용이 증가하게 된다.First, the supercritical carbon dioxide power generation cycle section 3 should constitute a pipe for the flow of carbon dioxide through a considerably high-priced high-pressure pipe. This is because the carbon dioxide flows from the supercritical state to a considerably high pressure. Therefore, a direct method in which carbon dioxide is directly absorbed from a heat source requires a high-pressure pipe for flowing carbon dioxide to pass through a heat source. Therefore, as the length of the high-pressure pipe for flowing carbon dioxide becomes longer, .

이와 달리, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 통해 이산화탄소가 간접 방식으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현되므로, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관이 열원을 지나도록 설치하지 않아도 된다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이를 줄일 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.In contrast, since the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is implemented such that carbon dioxide absorbs heat from a heat source indirectly through a heat exchange medium flowing at a lower pressure than supercritical carbon dioxide, It is not necessary to install the heat source. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can reduce the length of the high-pressure pipe for the flow of carbon dioxide, thereby reducing the construction cost.

한편, 열원이 엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaust Gas)인 경우, 열교환기를 엔진에 가깝게 설치하면, 열교환기로 인해 배기의 유동성이 저하됨에 따라 엔진의 성능이 저하된다. 이를 방지하기 위해, 열교환기는 엔진으로부터 소정 거리 이상으로 이격된 위치에 설치되어야 한다.On the other hand, when the heat source is an exhaust gas exhausted from the engine, if the heat exchanger is installed close to the engine, the fluidity of the exhaust decreases due to the heat exchanger, and the performance of the engine is lowered. In order to prevent this, the heat exchanger should be installed at a position separated from the engine by a predetermined distance or more.

따라서, 이산화탄소가 직접적으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현되는 직접 방식은, 열교환기로 인해 엔진이 성능이 저하되는 것을 방지하기 위해 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이가 더 길어짐에 따라 구축비용이 더 증가하게 된다.Thus, a direct approach in which carbon dioxide is implemented to directly absorb heat from a heat source can result in a higher build cost as the length of the high-pressure pipe for the flow of carbon dioxide increases to prevent degradation of the engine performance due to the heat exchanger .

반면, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 열교환매체를 통해 이산화탄소가 간접 방식으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현되므로, 열교환기가 엔진으로부터 소정 거리 이상으로 이격되게 설치되더라도, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이를 증가시킬 필요가 없다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은, 열원이 엔진으로부터 배출되는 배기인 경우, 열교환기로 인해 엔진의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이를 줄임으로써 구축비용을 줄일 수 있다.On the other hand, since the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is implemented such that carbon dioxide absorbs heat from a heat source indirectly through a heat exchange medium, even if the heat exchanger is installed apart from the engine by a predetermined distance or more, It is not necessary to increase the length of the high-pressure pipe. Therefore, in the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention, when the heat source is the exhaust gas discharged from the engine, the performance of the engine can be prevented from being deteriorated due to the heat exchanger, By reducing the length, it is possible to reduce the construction cost.

이하에서는 상기 열교환사이클부(2) 및 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the heat exchange cycle unit 2 and the supercritical carbon dioxide power generation cycle unit 3 will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참고하면, 상기 열교환사이클부(2)는 열교환매체를 이용하여 열원으로부터 열을 흡수한다. 열교환매체는 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 것이다. 예컨대, 열교환매체는 물(Water) 또는 합성 열교환유체(Thermal Oil)일 수 있다. 합성 열전달유체는 상압에서 약 240℃의 높은 비등점을 갖고, 낮은 압력에서도 열을 전달할 수 있는 매체이다.Referring to FIG. 1, the heat exchange cycle unit 2 absorbs heat from a heat source using a heat exchange medium. The heat exchange medium flows at a lower pressure than supercritical carbon dioxide. For example, the heat exchange medium may be water or a synthetic heat exchange fluid. Synthetic heat transfer fluids have a high boiling point of about 240 ° C at atmospheric pressure and are a medium capable of transferring heat even at low pressures.

상기 열교환사이클부(2)는 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부(21), 및 열원 및 열교환매체를 열교환시키는 매체열교환부(22)를 포함한다.The heat exchange cycle unit 2 includes a first circulation unit 21 through which the heat exchange medium circulates and a medium heat exchange unit 22 for heat-exchanging the heat source and the heat exchange medium.

상기 제1순환부(21)는 열교환매체가 유동하기 위한 유로를 제공한다. 열교환매체는 상기 제1순환부(21)를 따라 순환 이동하면서, 상기 열원으로부터 열을 흡수하고, 흡수한 열을 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)의 이산화탄소에 전달한다. 상기 제1순환부(21)는 열교환매체가 유동하기 위한 유로를 제공하는 파이프 등과 같은 배관을 포함한다. 상기 제1순환부(21)가 갖는 배관은 폐루프(Closed Loop)를 형성할 수 있다.The first circulation unit 21 provides a flow path for the heat exchange medium to flow. The heat exchange medium absorbs heat from the heat source while circulatingly moving along the first circulation part (21), and transfers the absorbed heat to carbon dioxide in the supercritical carbon dioxide power generation cycle part (3). The first circulation unit 21 includes a pipe such as a pipe for providing a flow path for the heat exchange medium to flow. The pipe of the first circulation unit 21 may form a closed loop.

상기 제1순환부(21)는 열교환매체가 상기 매체열교환부(22) 및 상기 주열교환부(31) 간을 순환 이동하도록 상기 매체열교환부(22) 및 상기 주열교환부(31)에 연결되게 설치된다. 열교환매체는 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하여 상기 매체열교환부(22)를 통과하면서 열원으로부터 열을 흡수하여 가열된다. 그 후, 열교환매체는 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하여 상기 주열교환부(31)를 통과하면서 이산화탄소에 열을 제공한다. 이에 따라, 열교환매체는 냉각된다. 그 후, 열교환매체는 다시 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하여 상기 매체열교환부(22)로 공급된다. 이와 같이, 열교환매체는 상기 제1순환부(21)를 따라 순환 이동하면서, 열원으로부터 흡수한 열을 이산화탄소에 제공한다.The first circulation unit 21 is connected to the medium heat exchange unit 22 and the main heat exchange unit 31 so as to circulate the heat exchange medium between the medium heat exchange unit 22 and the main heat exchange unit 31 Respectively. The heat exchange medium moves along the first circulation part (21), passes through the medium heat exchange part (22), absorbs heat from the heat source, and is heated. Thereafter, the heat exchange medium moves along the first circulation unit 21 and passes through the main heat exchange unit 31 to provide heat to the carbon dioxide. As a result, the heat exchange medium is cooled. Thereafter, the heat exchange medium again moves along the first circulation unit 21 and is supplied to the medium heat exchange unit 22. [ Thus, the heat exchange medium circulates along the first circulation unit 21, and provides the heat absorbed from the heat source to the carbon dioxide.

상기 매체열교환부(22)는 열원 및 열교환매체를 열교환시킨다. 이에 따라, 열교환매체는 열원으로부터 열을 흡수하여 가열된다. 상기 매체열교환부(22)는 상기 제1순환부(21)에 설치된다. 열원이 엔진의 배기인 경우, 상기 매체열교환부(22)는 배기의 흐름을 저해하지 않도록 상기 엔진으로부터 소정 거리 이상 이격된 위치에 설치된다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 매체열교환부(22)로 인해 엔진의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이산화탄소의 유동을 위한 고압관의 길이를 줄임으로써 구축비용을 줄일 수 있다. 상기 매체열교환부(22)는 상기 엔진으로부터 소정 거리 이상 이격된 위치에서 배기가 유동하는 연돌에 설치될 수 있다. The medium heat exchanging unit 22 exchanges heat between the heat source and the heat exchange medium. Thus, the heat exchange medium is heated by absorbing heat from the heat source. The medium heat exchanging part (22) is installed in the first circulation part (21). When the heat source is the exhaust of the engine, the medium heat exchanging part 22 is installed at a position separated from the engine by a predetermined distance so as not to hinder the flow of the exhaust gas. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can prevent the performance of the engine from being deteriorated due to the medium heat exchanging unit 22, and can reduce the length of the high-pressure pipe for the flow of carbon dioxide And the construction cost can be reduced. The medium heat exchanging unit 22 may be installed in a stack at which exhaust gas flows at a position separated from the engine by a predetermined distance or more.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 열교환사이클부(2)는 압축기구(23)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the heat exchange cycle unit 2 may include a compression mechanism 23.

상기 압축기구(23)는 상기 제1순환부(21)에 설치된다. 상기 압축기구(23)는 열교환매체가 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)의 이산화탄소에 열을 전달하면, 열교환매체를 압축한다. 이에 따라, 상기 압축기구(23)는 열교환매체가 상기 제1순환부(21)를 따라 순환 이동하는 과정에서 상변화하는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 열교환매체가 상변화함에 따라 열원으로부터 흡수한 열이 손실되는 것을 방지함으로써, 이산화탄소가 열교환매체를 통해 열원으로부터 열을 흡수하는 열 회수율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 발전효율을 향상시킬 수 있다.The compression mechanism (23) is installed in the first circulation part (21). The compression mechanism (23) compresses the heat exchange medium when heat exchange medium transfers heat to carbon dioxide in the supercritical carbon dioxide power generation cycle section (3). Accordingly, the compression mechanism 23 can prevent the phase change of the heat exchange medium from cyclically moving along the first circulation unit 21. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention prevents the heat absorbed from the heat source from being lost as the heat exchange medium changes phase, thereby improving the heat recovery rate at which carbon dioxide absorbs heat from the heat source through the heat exchange medium . Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can improve the power generation efficiency to produce electricity using carbon dioxide.

예컨대, 열교환매체가 물인 경우, 물은 70 bar 이하로 압력이 낮아진 상태에서 열원으로부터 열을 흡수하여 가열되면 증기(Steam)으로 상변화하게 된다. 이를 방지하기 위해, 상기 압축기구(23)는 열교환매체가 물인 경우, 열교환매체가 상기 제1순환부(21)를 따라 유동하면서 압력이 70 bar 미만으로 낮아지지 않도록 열교환매체를 압축할 수 있다. 상기 압축기구(23)는 펌프(Pump)일 수 있다.For example, when the heat exchange medium is water, the water absorbs heat from the heat source while the pressure is lowered to 70 bar or less, and when heated, the water is phase-changed into steam. In order to prevent this, the compression mechanism 23 may compress the heat exchange medium so that the pressure of the heat exchange medium does not drop below 70 bar while the heat exchange medium flows along the first circulation part 21, when the heat exchange medium is water. The compression mechanism 23 may be a pump.

도시되지 않았지만, 상기 열교환사이클부(2)는 상기 제1순환부(21)의 내부 압력을 측정하기 위한 압력센서를 포함할 수 있다. 상기 압축기구(23)는 압력센서가 측정한 압력값에 따라 열교환매체에 대한 압축률을 조절할 수 있다. 상기 압력센서 및 상기 압축기구(23)는 상기 제1순환부(21)에서 상기 매체열교환부(22)의 입구 측에 설치될 수 있다.Although not shown, the heat exchange cycle unit 2 may include a pressure sensor for measuring the internal pressure of the first circulation unit 21. The compression mechanism (23) can adjust the compression ratio of the heat exchange medium according to the pressure value measured by the pressure sensor. The pressure sensor and the compression mechanism 23 may be installed at the inlet side of the medium heat exchanging part 22 in the first circulation part 21.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 열교환사이클부(2)는 유량조절기구(24)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the heat exchange cycle unit 2 may include a flow rate adjustment mechanism 24.

상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)에 설치된다. 상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하는 열교환매체의 유량을 조절한다. 이에 따라, 상기 유량조절기구(24)는 열교환매체가 상기 제1순환부(21)를 따라 순환 이동하는 과정에서 상변화하는 것을 차단할 수 있다.The flow regulating mechanism 24 is installed in the first circulation part 21. [ The flow regulating mechanism 24 regulates the flow rate of the heat exchange medium moving along the first circulation part 21. [ Accordingly, the flow rate adjustment mechanism 24 can prevent the phase change from being caused in the circulation movement of the heat exchange medium along the first circulation unit 21. [

예컨대, 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하는 열교환매체의 압력이 기설정된 제1기준압력 미만이면, 상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)에 열교환매체를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하는 열교환매체의 압력을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 유량조절기구(24)는 열교환매체가 상변화하는 것을 차단할 수 있다. 제1기준압력은 열교환매체의 종류에 따라 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 열교환매체가 물인 경우, 제1기준압력은 70 bar로 설정될 수 있다. For example, when the pressure of the heat exchange medium moving along the first circulation part 21 is less than a predetermined first reference pressure, the flow rate adjustment mechanism 24 can supply the heat exchange medium to the first circulation part 21 have. Accordingly, the flow rate regulating mechanism 24 can increase the pressure of the heat exchange medium moving along the first circulation part 21. [ Therefore, the flow rate regulating mechanism 24 can block the phase change of the heat exchange medium. The first reference pressure may be preset by the user depending on the type of the heat exchange medium. For example, if the heat exchange medium is water, the first reference pressure may be set to 70 bar.

예컨대, 상기 제1순환부(21)를 따라 이동하는 열교환매체의 압력이 기설정된 제2기준압력을 초과하면, 상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)로부터 열교환매체를 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 유량조절기구(24)는 열교환매체의 압력이 과다하게 증가함에 따라 상기 제1순환부(21)가 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다. 제2기준압력은 상기 제1순환부(21)의 내구성에 따라 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.For example, when the pressure of the heat exchange medium moving along the first circulation part 21 exceeds a predetermined second reference pressure, the flow rate adjustment mechanism 24 discharges the heat exchange medium from the first circulation part 21 . Accordingly, the flow regulating mechanism 24 can prevent the first circulation unit 21 from being damaged or damaged as the pressure of the heat exchange medium excessively increases. The second reference pressure may be preset by the user depending on the durability of the first circulation part 21. [

도시되지 않았지만, 상기 유량조절기구(24)는 열교환매체를 저장하는 저장탱크, 및 저장탱크와 제1순환부(21) 간에 열교환매체를 이동시키는 펌프 등과 같은 이송수단을 포함할 수 있다. 상기 유량조절기구(24)는 상기 제1순환부(21)에 설치된 압력센서가 측정한 압력값에 따라 상기 제1순환부(21)를 따라 순환 이동하는 열교환매체의 유량을 조절할 수 있다.Although not shown, the flow control mechanism 24 may include a storage tank for storing the heat exchange medium, and a transfer means such as a pump for moving the heat exchange medium between the storage tank and the first circulation portion 21. [ The flow rate adjusting mechanism 24 may adjust the flow rate of the heat exchange medium circulated along the first circulation unit 21 according to a pressure value measured by a pressure sensor installed in the first circulation unit 21. [

상기 열교환사이클부(2)는 상기 압축기구(23) 및 상기 유량조절기구(24) 중에서 어느 하나만을 포함할 수 있다. 상기 열교환사이클부(2)는 상기 압축기구(23) 및 상기 유량조절기구(24)를 모두 포함할 수도 있다.The heat exchange cycle unit 2 may include only one of the compression mechanism 23 and the flow rate regulating mechanism 24. The heat exchange cycle unit 2 may include both the compression mechanism 23 and the flow rate adjustment mechanism 24. [

도 1을 참고하면, 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(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.Referring to FIG. 1, the supercritical carbon dioxide power generation cycle 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, 전체적인 크기를 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 using supercritical carbon dioxide as the working fluid, so that compared with the use of other fluids such as water as the working fluid in the supercritical state, The size can be reduced. 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 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.Second, 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.

상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 상기 주열교환부(31)를 포함한다. 상기 주열교환부(31)는 상기 매체열교환부(22)를 통과한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 주열교환부(31)를 통과하면서 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체에 의해 가열된다. 즉, 이산화탄소는 간접 방식으로 열원으로부터 열을 흡수한다. 열교환매체는 이산화탄소를 가열하면서 냉각된 후에, 다시 상기 매체열교환부(22)로 공급된다.The supercritical carbon dioxide power generation cycle unit 3 includes the main heat exchange unit 31. The main heat exchanging unit (31) exchanges heat exchange medium and carbon dioxide which have passed through the medium heat exchanging unit (22). Accordingly, the carbon dioxide is heated by the heat exchange medium which has absorbed heat from the heat source while passing through the main heat exchange unit (31). That is, carbon dioxide absorbs heat from a heat source indirectly. The heat exchange medium is cooled while heating the carbon dioxide, and then supplied to the medium heat exchanging part (22) again.

상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 제2순환부(32)를 포함할 수 있다. 상기 제2순환부(32)는 이산화탄소가 유동하기 위한 유로를 제공한다. 이산화탄소는 상기 제2순환부(32)를 따라 순환 이동하면서, 열교환매체로부터 열을 흡수한다. 상기 제2순환부(32)는 이산화탄소가 유동하기 위한 유로를 제공하는 파이프 등과 같은 배관을 포함한다. 상기 제2순환부(32)가 갖는 배관은 폐루프를 형성할 수 있다.The supercritical carbon dioxide power generation cycle unit 3 may include a second circulation unit 32. The second circulation part 32 provides a flow path for carbon dioxide to flow. Carbon dioxide absorbs heat from the heat exchange medium while circulatingly moving along the second circulation part (32). The second circulation part 32 includes a pipe such as a pipe for providing a flow path for carbon dioxide to flow. The piping of the second circulation unit 32 may form a closed loop.

상기 제2순환부(32)는 상기 열교환사이클부(2)의 제1순환부(31)에 비해 고압을 견딜 수 있는 재질로 형성된다. 즉, 상기 제1순환부(31)는 상기 제2순환부(32)에 비해 저압을 견딜 수 있는 재질로 형성된다. 이에 따라, 상기 제1순환부(31)는 상기 제2순환부(32)에 비해 저가의 배관을 이용하여 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 통해 이산화탄소가 간접 방식으로 열원으로부터 열을 흡수하도록 구현됨으로써, 상기 제2순환부(32)의 길이를 줄일 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.The second circulation part (32) is formed of a material that can withstand a higher pressure than the first circulation part (31) of the heat exchange cycle part (2). That is, the first circulation unit 31 is formed of a material that can withstand the low pressure as compared with the second circulation unit 32. Accordingly, the first circulation unit 31 can be implemented using a low-cost piping compared to the second circulation unit 32. [ Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is configured such that carbon dioxide absorbs heat from a heat source indirectly through a heat exchange medium flowing at a lower pressure than supercritical carbon dioxide, The construction cost can be reduced.

상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 터빈부(33)를 포함할 수 있다.The supercritical carbon dioxide power generation cycle unit 3 may include a turbine unit 33.

상기 터빈부(33)는 상기 발전기(300)에 연결된다. 상기 터빈부(33)는 상기 주열교환부(31)로부터 배출되는 이산화탄소를 이용하여 동력을 발생시킨다. 상기 주열교환부(31)로부터 배출되는 이산화탄소는, 상기 터빈부(33)를 통과하면서 상기 터빈부(33)가 갖는 임펠러를 회전시킴으로써 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 발전기(300)는 상기 터빈부(33)로부터 제공되는 동력을 이용하여 전기를 생산한다. 상기 발전기(300)는 샤프트 등을 통해 상기 터빈부(33)에 연결될 수 있다.The turbine section (33) is connected to the generator (300). The turbine section 33 generates power by using carbon dioxide discharged from the main heat exchange section 31. The carbon dioxide discharged from the main heat exchange unit 31 may generate power by rotating the impeller of the turbine unit 33 while passing through the turbine unit 33. The generator (300) generates electricity using the power provided from the turbine (33). The generator 300 may be connected to the turbine section 33 through a shaft or the like.

상기 터빈부(33)는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다. 상기 주열교환부(31)로부터 배출되는 이산화탄소는 초임계 상태로 상기 터빈부(33)를 통과하면서 동력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 터빈부(33)가 동력을 발생시키도록 구현됨으로써, 상기 터빈부(33)를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 상기 터빈부(33) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산되는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있다.The turbine unit 33 generates power for operating the generator 300 using supercritical carbon dioxide. The carbon dioxide discharged from the main heat exchanging unit 31 can generate power while passing through the turbine unit 33 in a supercritical state. Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is configured to generate power by using the supercritical carbon dioxide, so that the turbine unit 33 can be downsized, The power generation efficiency for the electricity generated through the turbine unit 33 and the generator 300 can be improved.

도 1을 참고하면, 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3)는 이산화탄소를 냉각하기 위한 냉각부(34), 및 이산화탄소를 압축하기 위한 압축부(35)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the supercritical carbon dioxide power generation cycle unit 3 includes a cooling unit 34 for cooling carbon dioxide, and a compression unit 35 for compressing carbon dioxide.

상기 냉각부(34)는 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각함으로써, 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도를 낮춘다. 상기 냉각부(34)는 전기 등에 의해 동작하는 쿨러(Cooler)를 이용하여 이산화탄소를 냉각할 수 있다. 상기 냉각부(34)는 이산화탄소를 냉각할 수 있는 냉각매체 및 이산화탄소를 열교환시킴으로써, 이산화탄소를 냉각할 수도 있다.The cooling unit 34 lowers the temperature of the carbon dioxide discharged from the turbine unit 33 by cooling the carbon dioxide discharged from the turbine unit 33. The cooling unit 34 can cool carbon dioxide using a cooler operated by electricity or the like. The cooling unit 34 may cool the carbon dioxide by heat-exchanging the cooling medium and the carbon dioxide capable of cooling the carbon dioxide.

상기 압축부(35)는 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소를 압축함으로써, 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소의 압력을 높인다. 상기 압축부(35)는 상기 냉각부(34) 및 상기 주열교환부(31) 사이에 위치되게 설치된다. 이 경우, 상기 압축부(35)는 상기 냉각부(34)에 의해 냉각된 이산화탄소를 압축한다.The compression unit 35 compresses the carbon dioxide discharged from the turbine unit 33 to increase the pressure of the carbon dioxide discharged from the turbine unit 33. The compression unit 35 is installed between the cooling unit 34 and the main heat exchange unit 31. In this case, the compression section (35) compresses the carbon dioxide cooled by the cooling section (34).

이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각한 후에 압축함으로써, 상기 압축부(35)가 이산화탄소를 압축하는 압축률을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 상기 주열교환부(31)에서 열을 흡수하는 열 회수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이산화탄소를 이용하여 상기 터빈부(33) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can increase the compression rate at which the compression section 35 compresses the carbon dioxide by cooling the carbon dioxide discharged from the turbine section 33 after cooling it . Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention not only improves the heat recovery rate at which carbon dioxide absorbs heat in the main heat exchange unit 31, but also increases the heat recovery efficiency of the turbine unit 33 and / The power generation efficiency of the electricity generated through the generator 300 can be improved.

상기 압축부(35)는 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소가 액체 상태인 경우, 펌프를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3) 내에서 미임계 상태와 초임계 상태 간에 변화하는 트랜스 크리티컬 사이클(Transcritical Cycle)로 구현될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(33)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(35)에서 초임계 상태로 변화될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(33)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(35)를 통과하면서 초임계 상태로 변화될 수도 있다.The compression unit 35 may include a pump when the carbon dioxide discharged from the turbine unit 33 is in a liquid state. In this case, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is implemented in a transcritical cycle in which carbon dioxide is changed between a supercritical state and a supercritical state in the supercritical carbon dioxide power generation cycle unit 3 . After the carbon dioxide is discharged from the turbine section 33, the carbon dioxide is changed to a critical state and may be changed to a supercritical state in the compression section 35. The carbon dioxide changes to a critical state after being discharged from the turbine section 33 and may change to a supercritical state while passing through the compression section 35.

상기 압축부(35)는 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소가 초임계 상태인 경우, 컴프레서(Compressor)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 이산화탄소가 상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부(3) 내에서 항상 초임계 상태로 유지되는 슈퍼 크리티컬 사이클(Supercritical Cycle)로 구현될 수 있다.The compression unit 35 may include a compressor when the carbon dioxide discharged from the turbine unit 33 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 always maintained in the supercritical state in the supercritical carbon dioxide power generation cycle unit 3. [

도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 엔진(100)의 폐열을 열원으로 이용하도록 구현될 수 있다.Referring to FIG. 3, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can be implemented using the waste heat of the engine 100 as a heat source.

이 경우, 상기 매체열교환부(22)는 상기 엔진(100)으로부터 배출되는 배기 및 열교환매체를 열교환시킨다. 상기 주열교환부(31)는 배기로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라 상기 열교환사이클부(2) 및 초임계 이산화탄소 사이클부(3)에 있어서, 상기 엔진(100)으로부터 배출되는 배기가 열원으로 기능한다.In this case, the medium heat exchanger 22 exchanges heat between the exhaust gas discharged from the engine 100 and the heat exchange medium. The main heat exchanger 31 exchanges heat between the heat exchange medium and carbon dioxide which absorb heat from the exhaust. Accordingly, in the heat exchange cycle unit 2 and the supercritical carbon dioxide cycle unit 3, the exhaust gas discharged from the engine 100 functions as a heat source.

따라서, 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.Accordingly, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention is realized such that carbon dioxide is heated by the waste heat of the engine 100, so that the fuel is further burned using a combustion furnace or the like 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 the waste heat of the engine 100 as a heat source.

도 4를 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)에 있어서, 상기 초임계 이산화탄소 사이클부(3)는 소기열교환부(36)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, in the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to a modified embodiment of the present invention, the supercritical carbon dioxide cycle unit 3 may include a scavenging heat exchanger 36.

상기 소기열교환부(36)는 상기 과급기(200)로부터 배출되어 상기 엔진(100)으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 소기열교환부(36)를 통과하면서 상기 엔진(100)의 폐열 중에서 소기에 의해 가열된다. 이 경우, 상기 엔진(100)의 폐열 중에서 소기가 열원으로 기능한다. 상기 소기열교환부(36)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 (36) discharges scavenger air and carbon dioxide from the turbocharger (200) to heat the scavenging air and carbon dioxide 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 exchanger 36. 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 (36) is supplied to the engine (100) after releasing heat to heat the carbon dioxide. 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(33) 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 power generation efficiency for electricity produced through the turbine unit 33 and the generator 300 by heating carbon dioxide using scavenging, 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.

또한, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 배기 및 소기 모두를 이용함으로써, 하나의 엔진(100)에 대해 이산화탄소가 열을 흡수하는 폐열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(33) 및 상기 발전기(300)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.Further, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can further improve the waste heat recovery rate by which carbon dioxide absorbs heat for one engine 100 by using both exhaust and scavenging. Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can further improve the power generation efficiency with respect to electricity produced through the turbine unit 33 and the generator 300.

상기 소기열교환부(36)는 상기 압축부(35) 및 상기 터빈부(33) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 상기 냉각부(34) 및 상기 압축부(35)는 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소가 상기 소기열교환부(36)로 재공급되어 소기로부터 열을 흡수하도록 상기 터빈부(33)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도 및 압력을 조절하여 순환시킬 수 있다.The scavenge heat exchanger (36) may be installed between the compression unit (35) and the turbine unit (33). The cooling unit 34 and the compression unit 35 are configured such that carbon dioxide discharged from the turbine unit 33 is supplied again to the scavenging heat exchanger unit 36 and discharged from the turbine unit 33 to absorb heat from the scavenger unit 33 The temperature and the pressure of the carbon dioxide can be regulated and circulated.

상기 소기열교환부(36) 및 상기 주열교환부(31)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 압축부(35)로부터 배출되는 이산화탄소는 분기된 후에, 일부가 상기 주열교환부(31)로 공급되고, 나머지 일부가 상기 소기열교환부(36)로 공급된다. 상기 터빈부(33)는 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각으로부터 배출되어 합류한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기(300)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다.The scavenge heat exchanger (36) and the main heat exchanger (31) may be connected in parallel with each other. In this case, after the carbon dioxide discharged from the compression section 35 is branched, a part of the carbon dioxide is supplied to the main heat exchange section 31, and the remaining part of the carbon dioxide is supplied to the scavenge heat exchange section 36. The turbine unit 33 generates power for operating the generator 300 using supercritical carbon dioxide discharged from the main heat exchanging unit 31 and the scavenging heat exchanging unit 36, respectively.

이에 따라, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(33), 상기 냉각부(34), 및 상기 압축부(35)를 통과하는 이산화탄소의 유량에 비해 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각을 통과하는 이산화탄소의 유량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36)가 서로 직렬로 연결된 것과 비교할 때, 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 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 main heat exchange unit (not shown) by the amount of the carbon dioxide passing through the turbine unit 33, the cooling unit 34, 31 and the scavenging heat exchanging portion 36 can be reduced. Therefore, in the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention, as compared with the case where the main heat exchanger 31 and the scavenge heat exchanger 36 are connected in series to each other, the main heat exchanger 31 and the scavenge heat exchange It is possible to reduce the installation cost and the operating cost.

또한, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36)가 서로 직렬로 연결된 것과 비교할 때, 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각에서 이산화탄소가 열을 흡수하는 열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상기 터빈부(33) 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 main heat exchange unit 31 and the scavenge heat exchange unit 36 are connected in series, It is possible to further improve the heat recovery rate at which carbon dioxide absorbs heat in each of the portions 36. [ Therefore, the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention can further improve the power generation efficiency with respect to electricity produced through the turbine unit 33 and the generator 300.

도 4를 참고하면, 상기 초임계 이산화탄소 사이클부(3)는 분기부(37) 및 합류부(38)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the supercritical carbon dioxide cycle unit 3 may include a branching unit 37 and a merging unit 38.

상기 분기부(37)는 상기 압축부(35)로부터 배출되는 이산화탄소를 분기시킨다. 이에 따라, 상기 압축부(35)로부터 배출되는 이산화탄소는 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각으로 공급된다. 상기 분기부(37)에는 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각으로 공급되는 이산화탄소의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브가 설치될 수도 있다. 상기 분기부(37)는 일측이 상기 압축부(35)에 연결되고, 타측이 상기 주열교환부(31)와 상기 소기열교환부(36) 각각에 연결되게 설치된다.The branching section 37 branches the carbon dioxide discharged from the compression section 35. Accordingly, the carbon dioxide discharged from the compression section 35 is supplied to the main heat exchange section 31 and the scavenging heat exchange section 36, respectively. The branch portion 37 may be provided with a flow rate control valve for controlling the flow rate of carbon dioxide supplied to the main heat exchanger 31 and the scavenging heat exchanger 36, respectively. One end of the branched portion 37 is connected to the compression portion 35 and the other end is connected to the main heat exchanging portion 31 and the scavenging heat exchanging portion 36 respectively.

상기 합류부(38)는 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각으로부터 배출되는 이산화탄소를 합류시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 주열교환부(31) 및 상기 소기열교환부(36) 각각에서 열을 흡수하여 가열된 후에, 상기 합류부(38)에서 합류하여 상기 터빈부(33)로 공급될 수 있다. 상기 합류부(38)는 일측이 상기 터빈부(33)에 연결되고, 타측이 상기 주열교환부(31)와 상기 소기열교환부(36) 각각에 연결되게 설치된다.The merging unit 38 merges the carbon dioxide discharged from each of the main heat exchanging unit 31 and the scavenging heat exchanging unit 36. Accordingly, the carbon dioxide can be supplied to the turbine section 33 after the heat is absorbed and heated by each of the main heat exchanging section 31 and the scavenging heat exchanging section 36, and then joined at the merging section 38 . One side of the merging portion 38 is connected to the turbine portion 33 and the other side of the merging portion 38 is connected to the main heat exchanging portion 31 and the scavenging heat exchanging portion 36 respectively.

이하에서는 본 발명에 따른 선박의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a ship according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명에 따른 선박의 일례를 나타낸 개략도이다.5 is a schematic view showing an example of a ship according to the present invention.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 선박(10)은 선체(11)에 설치되는 엔진(100), 상기 엔진(100)에 설치되는 과급기(200), 및 상기 선체(11)에 설치되는 발전기(300)를 포함한다. 본 발명에 따른 선박(10)은 상술한 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)을 더 포함한다. 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)은 상술한 바와 같으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명에 따른 선박(10)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.1 to 5, a ship 10 according to the present invention includes an engine 100 installed in a hull 11, a turbocharger 200 installed in the engine 100, And a generator 300 installed therein. The ship 10 according to the present invention further includes the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention described above. Since the supercritical carbon dioxide power generation system 1 according to the present invention has been described above, a detailed description thereof will be omitted. 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 주열교환부(31), 상기 냉각부(34), 상기 압축부(35) 등을 소형화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 선체(11) 내부에 대한 공간활용도를 향상시킬 수 있다.First, the vessel 10 according to the present invention is embodied to produce electricity 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 main heat exchanger 31, the cooling unit 34, the compression unit 35, and the like can be downsized. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can improve the space utilization of the inside of the ship 11.

둘째, 본 발명에 따른 선박(10)은 이산화탄소가 상기 선체(11)에 설치된 엔진(100)의 폐열로 가열되도록 구현됨으로써, 이산화탄소를 가열하기 위한 열원을 마련하기 위해 추가로 연소로 등을 이용하여 연료를 연소시킬 필요 없이 전기를 생산할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(10)은 종래에 선체(11) 내부에 설치된 발전기의 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 carbon dioxide is heated by the waste heat of the engine 100 installed in the hull 11, so that a combustion furnace or the like is further used to provide a heat source for heating the carbon dioxide Electricity can be produced without burning the fuel. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can reduce the number of generators installed in the hull 11 so that the construction cost and the operating cost can be reduced, and the eco-friendly vessel can be realized.

셋째, 본 발명에 따른 선박(10)은 환경오염물질인 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하도록 구현됨으로써, 환경오염물질인 이산화탄소를 상기 선체(11) 내부에서 전기를 이용하여 동작하는 기기들에 전기를 공급하기 위한 용도로 활용할 수 있다.Third, the vessel 10 according to the present invention is constructed to produce electricity using carbon dioxide, which is an environmental pollutant, so that carbon dioxide, which is an environmental pollutant, is supplied to devices operating using electricity inside the vessel 11 It can be used for supplying.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 선체(11)는 본 발명에 따른 선박(10)의 전체적인 외관을 이룬다. 상기 선체(11)에는 상기 엔진(100), 상기 과급기(200), 상기 발전기(300), 및 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템(1)이 설치된다.1 to 5, the hull 11 constitutes the overall appearance of the ship 10 according to the present invention. The engine 100, the supercharger 200, the generator 300, and the supercritical carbon dioxide power generation system 1 are installed in the hull 11.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 엔진(100)은 상기 선체(11)를 이동시키기 위한 추진력을 발생시킨다. 상기 엔진(100)은 상기 선체(11)의 외부에 설치된 추진장치(12, 도 5에 도시됨)를 회전시킴으로써, 추진력을 발생시킬 수 있다. 상기 엔진(100)은 경유 또는 중유를 연료로 사용하는 디젤엔진(Diesel Engine), 경유와 LNG를 연료로 사용하는 혼소엔진(Dual Feul Engine), 및 가스엔진(Gas Engine) 중 어느 하나일 수 있다. 상기 디젤엔진은 경유 또는 중유를 연료로 사용하는 것이다. 상기 혼소엔진은 경유와 액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하는 것이다. 상기 가스엔진은 액화석유가스(LPG), 석탄가스, 목탄가스, 천연가스 등의 가스를 연료로 사용하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(10)은 다양한 연료를 사용하는 엔진(100)의 폐열을 이용하여 전기를 생산할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 5, the engine 100 generates a thrust for moving the hull 11. The engine 100 may generate propulsive force by rotating a propulsion device 12 (shown in FIG. 5) installed outside the hull 11. The engine 100 may be any one of a diesel engine using gas oil or heavy oil as fuel, a dual fuel engine using gasoline and LNG as fuel, and a gas engine . The diesel engine uses diesel or heavy oil as fuel. The coarse engine uses light oil and liquefied natural gas (LNG) as fuel. The gas engine uses gas such as liquefied petroleum gas (LPG), coal gas, charcoal gas, and natural gas as fuel. Accordingly, the ship 10 according to the present invention can generate electricity using the waste heat of the engine 100 using various fuels.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 과급기(200)는 상기 엔진(100)에 설치된다. 상기 과급기(200)는 상기 엔진(100)으로부터 배출되는 배기를 이용하여 상기 엔진(100)에 공급하기 위한 소기를 압축한다. Referring to FIGS. 1 to 5, the turbocharger 200 is installed in the engine 100. The turbocharger 200 compresses exhaust gas to be supplied to the engine 100 using the exhaust gas discharged from the engine 100.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 발전기(300)는 상기 터빈부(33)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 to 5, the generator 300 generates electricity using the power generated by the turbine unit 33. 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.

2 : 열교환사이클부 3 : 초임계 이산화탄소 발전사이클부
21 : 제1순환부 22 : 매체열교환부
31 : 주열교환부 10 : 선박2: heat exchange cycle part 3: supercritical carbon dioxide power generation cycle part
21: first circulation unit 22: medium heat exchange unit
31: main heat exchanger 10: ship

Claims (8)

열원으로부터 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부;
상기 제1순환부에 설치되고, 열교환매체가 가열되도록 열원 및 열교환매체를 열교환시키는 매체열교환부;
열교환매체로부터 열을 흡수하기 위한 이산화탄소가 순환 이동하는 제2순환부;
상기 제2순환부에 설치되고, 이산화탄소가 가열됨과 동시에 열교환매체가 냉각되도록 상기 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부; 및
상기 제2순환부에 설치되고, 발전기가 전기를 생산하도록 상기 주열교환부를 통과한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부를 포함하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.A first circulation unit in which a heat exchange medium for absorbing heat from a heat source circulates;
A medium heat exchanger installed in the first circulation unit for exchanging heat between the heat source and the heat exchange medium to heat the heat exchange medium;
A second circulation unit in which carbon dioxide for absorbing heat from the heat exchange medium circulates;
A main heat exchange unit installed in the second circulation unit for heat-exchanging carbon dioxide and a heat exchange medium that absorbs heat from the heat source so that the carbon dioxide is heated and the heat exchange medium is cooled; And
And a turbine section installed in the second circulation section and generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide passed through the main heat exchange section so that the generator generates electricity. 제1항에 있어서,
상기 제1순환부에 설치되는 압축기구를 포함하고,
상기 압축기구는 물 또는 합성 열전달유체로 구성된 열교환매체가 상변화하는 것을 차단하기 위해 상기 주열교환부를 통과한 열교환매체를 압축하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.The method according to claim 1,
And a compression mechanism installed in the first circulation unit,
Wherein the compression mechanism compresses the heat exchange medium that has passed through the main heat exchange unit to block the phase change of the heat exchange medium composed of water or synthetic heat transfer fluid. 제1항에 있어서,
상기 제1순환부에 연결되게 설치되는 유량조절기구를 포함하고,
상기 유량조절기구는 상기 제1순환부를 따라 순환 이동하는 열교환매체의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.The method according to claim 1,
And a flow control mechanism connected to the first circulation unit,
Wherein the flow rate adjusting mechanism adjusts the flow rate of the heat exchange medium circulatingly moved along the first circulation part. 제1항에 있어서,
상기 제2순환부에 설치되고, 엔진에 설치된 과급기로부터 배출되어 상기 엔진으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시키는 소기열교환부를 포함하고,
상기 매체열교환부는 상기 엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaust Gas)를 열원으로 하여, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기 및 열교환매체를 열교환시키는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.The method according to claim 1,
And a scavenging heat exchanger installed in the second circulation unit and performing heat exchange between scavenging air and carbon dioxide discharged from the turbocharger installed in the engine and supplied to the engine,
Wherein the medium heat exchanger exchanges heat between the exhaust gas discharged from the engine and the heat exchange medium using exhaust gas discharged from the engine as a heat source. 제4항에 있어서,
상기 터빈부는 상기 주열교환부 및 상기 소기열교환부 각각으로부터 배출되어 합류한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키며,
상기 주열교환부 및 상기 소기열교환부는 상기 제2순환부에 서로 병렬로 연결되게 설치되는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.5. The method of claim 4,
The turbine unit generates power for operating the generator by using supercritical carbon dioxide discharged from each of the main heat exchanger and the scavenging heat exchanger,
Wherein the main heat exchanging unit and the scavenging heat exchanging unit are installed in parallel to each other in the second circulation unit. 초임계 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 초임계 이산화탄소 발전사이클부; 및
초임계 이산화탄소에 비해 저압으로 유동하는 열교환매체를 이용하여 열원으로부터 열을 흡수하는 열교환사이클부를 포함하고,
상기 초임계 이산화탄소 발전사이클부는 상기 열교환사이클부에서 열원으로부터 열을 흡수한 열교환매체 및 초임계 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 발전시스템.A supercritical carbon dioxide power generation cycle unit for generating power for operating a generator that generates electricity using supercritical carbon dioxide; And
And a heat exchange cycle unit for absorbing heat from the heat source using a heat exchange medium flowing at a lower pressure than supercritical carbon dioxide,
Wherein the supercritical carbon dioxide power generation cycle unit includes a heat exchange medium that absorbs heat from a heat source in the heat exchange cycle unit and a main heat exchange unit that heat-exchanges supercritical carbon dioxide. 선체를 이동시키기 위한 추진력을 발생시키는 엔진;
상기 엔진으로부터 배출되는 배기(Exhaus Gas)를 이용하여 상기 엔진에 공급하기 위한 소기(Scavenge Air)를 압축하는 과급기;
상기 선체에 설치되는 발전기;
상기 엔진으로부터 배출되는 배기로부터 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 순환 이동하는 제1순환부;
열교환매체로부터 열을 흡수하기 위한 이산화탄소가 순환 이동하는 제2순환부;
상기 제1순환부에 설치되고, 열교환매체가 가열되도록 엔진으로부터 배출되는 배기 및 열교환매체를 열교환시키는 매체열교환부;
상기 제2순환부에 설치되고, 이산화탄소가 가열됨과 동시에 열교환매체가 냉각되도록 상기 매체열교환부를 통과한 열교환매체 및 이산화탄소를 열교환시키는 주열교환부; 및
상기 제2순환부에 설치되고, 발전기가 전기를 생산하도록 상기 주열교환부를 통과한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키는 터빈부를 포함하는 선박.An engine generating thrust for moving the hull;
A supercharger for compressing scavenge air to be supplied to the engine by using exhaust gas discharged from the engine;
A generator installed in the hull;
A first circulation unit for cyclically moving a heat exchange medium for absorbing heat from the exhaust gas discharged from the engine;
A second circulation unit in which carbon dioxide for absorbing heat from the heat exchange medium circulates;
A medium heat exchanger installed in the first circulation unit for exchanging heat between the exhaust gas discharged from the engine and the heat exchange medium to heat the heat exchange medium;
A main heat exchange unit installed in the second circulation unit for heat-exchanging carbon dioxide and a heat exchange medium that has passed through the medium heat exchange unit so that the carbon dioxide is heated and the heat exchange medium is cooled; And
And a turbine section installed in the second circulation section and generating power for operating the generator using supercritical carbon dioxide passed through the main heat exchange section so that the generator generates electricity. 제7항에 있어서,
상기 제2순환부에 설치되고, 상기 엔진에 설치된 과급기로부터 배출되어 상기 엔진으로 공급되는 소기 및 이산화탄소를 열교환시키는 소기열교환부를 더 포함하고,
상기 터빈부는 상기 주열교환부 및 상기 소기열교환부 각각으로부터 배출되어 합류한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 발전기를 동작시키기 위한 동력을 발생시키며,
상기 주열교환부 및 상기 소기열교환부는 상기 제2순환부에 서로 병렬로 연결되게 설치되는 것을 특징으로 하는 선박.8. The method of claim 7,
Further comprising a scavenging heat exchanger installed in the second circulation unit for exchanging heat between the scavenging and carbon dioxide discharged from the turbocharger installed in the engine and supplied to the engine,
The turbine unit generates power for operating the generator by using supercritical carbon dioxide discharged from each of the main heat exchanger and the scavenging heat exchanger,
Wherein the main heat exchanging unit and the scavenging heat exchanging unit are installed in parallel to each other in the second circulation unit.
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