KR20160139308A - System and Method of Seawater Desalination using Ocean Thermal Energy Conversion on FLNG - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system and a method for producing plain water of an FLNG, which are to produce plain water using temperature difference of seawater supplied to an FLNG in the FLNG. According to the present invention, the method for producing plain water of an FLNG includes: a step of evaporating a liquid working fluid of the FLNG by exchanging heat of the surface layer water and the working fluid; a step of generating electric energy using the evaporated working fluid; a step of liquefying the working fluid generating the electric energy; a step of evaporating the surface layer water in which the working fluid is evaporated; and a step of producing the plain water by liquefying the evaporated surface layer water. The produced plain water is supplied to a plain water demanding place of the FLNG, and a least a part of the produced plain water is supplied to the plain water demanding placed on the ground.

Description

ＦＬＮＧ의 담수 생산시스템 및 생산방법 {System and Method of Seawater Desalination using Ocean Thermal Energy Conversion on FLNG}Technical Field [0001] The present invention relates to a fresh water producing system and a production method of FLNG,

본 발명은 FLNG에서 FLNG로 공급되는 해수의 온도 차를 이용하여 담수를 생산하는 FLNG의 담수 생산시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fresh water production system and a method for producing fresh water using FLNG to produce fresh water using the temperature difference of sea water supplied from FLNG to FLNG.

해수의 담수화란, 식수나 공업용수 등으로 이용할 수 있도록 해수에서 염분을 제거하여 담수를 얻는 것으로, 역삼투법(Reverse Osmosis), 증발법(Distillation), 전기투석법 및 냉동법이 있다. The desalination of seawater is the reverse osmosis, distillation, electrodialysis, and freezing methods to obtain fresh water by removing salt from seawater so that it can be used for drinking water or industrial water.

해수의 담수화는 다량의 수자원을 안정적으로 확보할 수 있고, 플랜트가 콤팩트(compact)하여 시설 면적이 작다는 장점이 있다. Desalination of seawater has the advantage that it can secure a large amount of water resources stably, and the plant is compact and the facility area is small.

이러한 담수화 시장은 기후변화와 인구증가에 따른 세계적인 물부족현상과 산업발달에 따른 수자원 오염 등으로 담수 공급이 부족한 세계 여러 지역에서 해수와 같은 염수를 담수화하는 기술의 필요성이 증대되고 있으나, 종래에 소개된 다양한 담수화 방법들은 담수 생성 효율 및 에너지 절감 등 많은 개선이 필요한 실정이다. In the desalination market, there is a growing need for desalination technologies such as seawater in many parts of the world where there is a shortage of fresh water due to global water shortage due to climate change and population growth, and water pollution due to industrial development. However, Various methods of desalination have required many improvements such as efficiency of fresh water generation and energy saving.

예를 들어, 증발 공정을 이용한 담수화 방법의 경우, 다량의 수증기를 고속으로 증발시켜야 하므로 많은 에너지가 필요하고, 가동 비용도 많이 든다. 역삼투법은 고압 펌프를 이용하여 높은 압력을 생성하여야 하므로 에너지 효율이 나쁘며 특히 해양에서 작업할 수 있는 선박에 적합하지 않다는 단점이 있다. For example, in the case of the desalination method using the evaporation process, a large amount of water vapor must be evaporated at high speed, so a lot of energy is required, and the operation cost is also high. The reverse osmosis method is disadvantageous in that it is not suitable for ships that can work in the ocean especially because it has to generate high pressure by using a high pressure pump.

한편, 육상에서 전기에너지는 사용의 편리성과 안정적인 가격으로 소비가 지속적으로 증가하고 있다. 2000년대 이후, 지속적으로 유가가 상승함으로 인해 에너지 수급 여건이 급변하고, 에너지원간 상대적 가격차에 따른 전환수요 등 복합적 요인들의 영향으로 인해, 전력수요 또한 지속적으로 증가하는 추세이다.On the other hand, consumption of electric energy on the land is continuously increasing with convenience of use and stable price. Since the 2000s, demand for energy has been steadily increasing due to the rapid changes in energy supply and demand due to the continuous rise in oil prices and the impact of complex factors such as conversion demand due to the relative price gap between energy sources.

그러나 그에 반해, 발전소 및 송전 인프라 구축을 위한 건설부지 확보의 어려움과 지역주민 민원의 증가 등의 문제로 전력공급설비의 확충과 수급안정확보가 어려운 상황이다. On the other hand, it is difficult to expand power supply facilities and secure supply and demand due to difficulties in securing construction sites to build power plants and transmission infrastructure and increase in civilian complaints.

또한, 해상에 부유하여 해저 가스전으로부터 천연가스를 시추하여 처리, 생산, 하역하는 등 각종 플랜트 설비를 구비하고 있는 LNG-FPSO(이하 "FLNG"라 함)와 같은 해양 부유 구조물, 대형 선박은 운항 중에 필요한 전기를 발전하는 발전시스템 역시 탑재하고 있다. 일반적으로 선박에는 많은 양의 전기에너지가 필요하며, 전기에너지를 발생시키기 위한 발전시스템은 대개 화석 연료를 원료로 사용하고 있으나, 국제해사기구(IMO)의 환경규제가 강화되고 있음에 따라, 조선업계에서는 화석연료의 사용량을 줄여 환경오염을 줄이고, 에너지 효율은 증대된 친환경적인 선박의 개발이 필요한 실정이다.In addition, marine floating structures such as LNG-FPSO (hereinafter referred to as "FLNG") equipped with various plant facilities such as processing, producing and unloading natural gas from a submarine gas field floated on the sea, There is also a power generation system that generates the necessary electricity. Generally, a large amount of electric energy is required for ships. Generally, fossil fuels are used as raw materials for electric power generation. However, as the environmental regulations of IMO are strengthened, , It is necessary to develop eco-friendly ships with reduced energy consumption by reducing the use of fossil fuels.

대한민국 등록특허공보 제10-1022745호 (2011.03.09. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1022745 (registered on March 3, 2011) 대한민국 등록특허공보 제10-1236070호 (2013.02.15. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1236070 (Registered on Feb. 15, 2013)

따라서, 본 발명은 화석 연료의 대체에너지로 FLNG의 전기 에너지를 생산함과 동시에, 해수를 담수화하는 것이다.Therefore, the present invention produces electric energy of FLNG as alternative energy of fossil fuel and desalinates seawater.

즉, FLNG에서 생산한 전기에너지를 육상으로 송전하여 육상의 전력 수급 불안정의 해결을 도모하고, FLNG의 운영비용을 줄일 수 있고, 해수를 이용하여 전기 에너지를 생산함으로써 발생하는 해양 환경의 오염을 최소화할 수 있으며, 이와 동시에 담수 부족 지역에 담수를 공급할 수 있는 FLNG의 담수 생산시스템 및 생산방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다. In other words, electric energy produced by FLNG can be transmitted to the land to solve the instability of power supply and demand on the land, reduce the operation cost of FLNG, and minimize pollution of the marine environment caused by producing electric energy using seawater And at the same time, to provide a fresh water production system and a production method of FLNG capable of supplying fresh water to fresh water shortage areas.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems to be solved by the present invention which are not mentioned here may be understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 의하면, FLNG의 액체 상태의 작동유체를 표층수와 열교환시켜 기화시키는 단계; 상기 기화된 작동유체로 전기 에너지를 생산하는 단계;상기 전기 에너지를 생산한 작동유체를 액화시키는 단계; 상기 작동유체를 기화시킨 표층수를 증발시키는 단계; 및 상기 기화된 표층수를 액화시켜 담수를 생산하는 단계;를 포함하고, 상기 생산된 담수는 FLNG의 담수 수요처로 공급하고, 상기 생산된 담수의 적어도 일부는 육상의 담수 수요처로 공급하는 FLNG의 담수 생산방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of operating a FLNG, comprising: vaporizing a working fluid in a liquid state of FLNG by heat exchange with surface water; Producing electrical energy from the vaporized working fluid, liquefying the working fluid that produced the electrical energy, Evaporating the surface water vaporizing the working fluid; And producing fresh water by liquefying the vaporized surface waters, wherein the produced fresh water is supplied to a desalination destination of FLNG, and at least a part of the produced fresh water is desalinated to produce desalinated water Method is provided.

바람직하게는, 상기 작동유체를 액화시키는 단계에서는 해수의 심층수와 작동유체를 열교환시키고, 상기 기화된 표층수를 액화시켜 담수를 생산하는 단계에서는, 상기 작동유체를 액화시킨 심층수와 기체 상태의 표층수를 열교환시킬 수 있다.Preferably, in the step of liquefying the working fluid, in the step of exchanging the seawater deep seawater and the working fluid, and liquefying the vaporized surface water to produce fresh water, the seawater is liquefied and the gaseous surface water is heat- .

바람직하게는, 상기 해수 온도 차 발전을 이용하여 생산된 전기 에너지는 전처리 공정의 펌프, 전기히터, 아민흡수탑, 압축기, 팽창기 및 액화 공정 냉매 사이클의 압축기, 증발기, 팽창밸브, 열교환기를 포함하는 FLNG의 탑사이드 설비 및 유틸리티 설비로 공급할 수 있다.Preferably, the electrical energy produced by the seawater temperature difference power generation is supplied to the FLNG, including the pump, the electric heater, the amine absorption tower, the compressor, the compressor of the pretreatment process, the compressor of the refrigerant cycle of the liquefying process, the evaporator, Top-side equipment and utility facilities.

바람직하게는, 상기 FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 생산한 전기 에너지의 적어도 일부는, 상기 연안의 육상에 마련되는 육상 발전소의 송전 인프라를 이용하여 상기 육상 발전소로 송전할 수 있다.Preferably, at least a portion of the electrical energy produced using the temperature difference of seawater in the FLNG can be transmitted to the onshore power plant using the transmission infrastructure of the onshore power plant on the coast.

본 발명의 다른 일 측면에 의하면, FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 담수를 생산하기 위하여, 해수를 증발시키는 해수 증발기; 상기 해수 증발기에서 기화된 해수를 응축시키는 해수 응축기; 및 액체 상태의 작동유체를 해수의 표층수와 열교환시켜 기화시키는 작동유체 증발기;를 포함하며, 상기 해수 증발기로 공급되는 해수는 상기 작동유체 증발기에서 열교환한 후 배출되는 해수의 표층수인 FLNG의 담수 생산시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a FLNG comprising: a seawater evaporator for evaporating seawater to produce fresh water using the temperature difference of seawater in FLNG; A seawater condenser for condensing seawater vaporized in the seawater evaporator; And a working fluid evaporator for vaporizing the working fluid in a liquid state by heat exchange with the surface water of the seawater, wherein the seawater supplied to the seawater evaporator is a fresh water production system of FLNG, which is surface water of seawater discharged after heat- / RTI >

바람직하게는, 상기 해수 응축기에서 액화된 담수를 FLNG로부터 육상의 담수 수요처로 공급할 수 있다.Preferably, the liquefied fresh water from the seawater condenser can be supplied from the FLNG to the onshore fresh water consumer.

바람직하게는, 상기 FLNG는 해수의 온도 차를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 상기 해수의 온도 차를 이용하여 생산한 전기 에너지를 상기 FLNG의 전력으로 사용할 수 있다.Preferably, the FLNG produces electrical energy using the temperature difference of the seawater, and the electrical energy produced using the temperature difference of the seawater can be used as the power of the FLNG.

바람직하게는, 상기 FLNG는 연안의 해상에 마련되고, 상기 연안의 육상에 마련되며 육상 인프라가 구비된 육상 발전소;를 더 포함하여, 상기 FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 생산한 전기 에너지의 적어도 일부를 상기 송전 인프라를 이용하여 육상의 수요처로 송전할 수 있다.Preferably, the FLNG is an offshore power plant provided on the coast of the coast and equipped with a land infrastructure provided on the coast of the coast, wherein at least a portion of the electric energy produced using the temperature difference of seawater in the FLNG Some of them can be transmitted to a demand place on the land using the transmission infrastructure.

바람직하게는, 상기 FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 전기 에너지를 생산하기 위하여, 상기 작동유체 증발기에서 기화된 작동유체에 의해 터빈을 작동시켜 전기 에너지를 생산하는 발전기; 및 상기 터빈을 작동시킨 기체 상태의 작동유체를 액화시키는 작동유체 응축기;를 포함하고, 상기 작동유체 응축기에서 작동유체와 열교환시키기 위해 해수의 심층수를 공급하는 심층수 공급라인;을 포함하여,상기 터빈을 작동시킨 기체 상태의 작동유체는 상기 작동유체 응축기에서 해수의 심층수와 열교환하여 액화되고, 상기 액화된 작동유체는 상기 작동유체 증발기로 재공급되어 폐쇄 사이클을 형성할 수 있다.Preferably, a generator for producing electric energy by operating the turbine by the working fluid vaporized in the working fluid evaporator, for producing electric energy using the temperature difference of seawater in the FLNG; And a working fluid condenser for liquefying the working fluid in the gaseous state in which the turbine is operated, and a deep water supply line for supplying deep seawater water for heat exchange with the working fluid in the working fluid condenser, The working gaseous working fluid is liquefied by heat exchange with seawater deep seawater in the working fluid condenser, and the liquefied working fluid can be re-supplied to the working fluid evaporator to form a closed cycle.

바람직하게는, 상기 해수 응축기에서 기체 상태의 해수를 상기 작동유체 응축기에서 작동유체와 열교환한 후 배출되는 심층수와 열교환시켜 담수를 생산할 수 있다.Preferably, in the seawater condenser, seawater in a gaseous state is heat-exchanged with a working fluid in the working fluid condenser, and then heat-exchanged with exhausted deep water to produce fresh water.

본 발명의 또 다른 일 측면에 의하면, FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 담수를 생산하기 위하여, 해수의 표층수를 증발시켜 기화시키는 표층수 증발기; 상기 표층수 증발기에서 기화된 기체 상태의 표층수를 이용하여 터빈을 작동시켜 전기 에너지를 생산하는 발전기; 및 상기 발전기에서 터빈을 작동시킨 기체 상태의 표층수를 해수의 심층수와 열교환시켜 액화시키는 작동유체 응축기;를 포함하고, 상기 작동유체 응축기에서 액화되어 배출되는 담수를 육상의 담수 수요처로 공급하고, 상기 생산된 전기 에너지는 상기 FLNG의 전력으로 사용하는 FLNG의 담수 생산시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a surface water evaporator for evaporating and vaporizing surface water of seawater for producing fresh water using the temperature difference of seawater in FLNG; A generator for generating electric energy by operating the turbine using gaseous surface water vaporized in the surface water evaporator; And a working fluid condenser for exchanging liquefied liquefied liquefied liquefied liquefied liquefied natural gas with liquefied liquefied liquefied liquefied petroleum gas by heat exchange with liquefied natural gas, A fresh water production system of FLNG for use as electric power of the FLNG is provided.

본 발명에 따르면, 연안의 해상에 부유하는 FLNG에서 담수를 생산함으로써, 아프리카 등 물부족 문제를 겪고 있는 지역에서의 담수 공급을 도모하고, FLNG 선박에 마련함으로써 기존 설비의 1/10 비용으로 담수를 생산할 수 있다.According to the present invention, fresh water is produced in the FLNG floated on the coast of the coast, and the freshwater supply is provided in the area suffering from the water shortage problem in Africa and the like, and provided to the FLNG vessel, Can be produced.

또한, 하나의 해상 가스전 부근에서 오랜 시간 부유하는 FLNG의 특성을 이용하여, 해수를 원료로 하여 전기 에너지를 생산함으로써, 해상으로부터 열원 및 냉열을 모두 얻을 수 있으므로 별도의 열원 및 발전용 터빈을 마련할 필요가 없어 FLNG의 운영비용을 줄일 수 있다. In addition, since the heat source and the cold heat can be obtained from the sea by using the characteristic of the FLNG floating around a marine gas field for a long time and using sea water as a raw material, a separate heat source and a turbine for power generation can be provided There is no need to reduce the operating cost of the FLNG.

또한, 연안의 해상에 부유하는 FLNG의 특성을 이용하여 FLNG에서 생산한 전기 에너지를 육상으로 송전할 수 있고, 육상발전소는 일반적으로 연안의 육상에 마련되므로 기존의 육상발전소의 송전 인프라를 활용하여 송전할 수 있기 때문에, 육상발전소 건설에 따른 부지 확보 등의 문제에서 비교적 자유롭고, 플랜트 건설시간을 단축하면서도 육상의 전력 수급 안정을 도모하고, 해수 온도 차 발전에 의한 규모의 경제를 유지할 수 있다.In addition, using the FLNG characteristics floating on the coast of the sea, the electric energy produced by the FLNG can be transmitted to the land, and the onshore power plant is generally provided on the coastal coast. Therefore, Therefore, it is relatively free from problems such as land acquisition due to the construction of the offshore power plant, it is possible to shorten the construction time of the plant, stabilize the power supply and demand on the land, and maintain economies of scale by developing sea water temperature difference.

또한, FLNG에 해수 온도 차 발전시스템을 마련함으로써, 이동성을 갖추게 되며, 밤낮의 변화없이 비교적 안정적인 해수를 에너지원으로 활용할 수 있고, 계절 변동이 예측 가능하기 때문에 기본 전원으로 사용할 계획적 발전이 가능하다.In addition, by providing a seawater temperature difference generation system in the FLNG, mobility can be provided, relatively stable seawater can be utilized as an energy source without changing day and night, and seasonal variation can be predicted.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 FLNG의 담수 생산시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 담수 생산시스템이 마련된 FLNG 및 담수 생산시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 FLNG의 담수 생산시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 FLNG의 담수 생산시스템의 구성도이다.1 is a block diagram showing a fresh water production system of FLNG according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an FLNG and fresh water production system provided with a fresh water production system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a fresh water production system of FLNG according to a second embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of a fresh water production system of FLNG according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects attained by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention, and to the contents of the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same reference numerals in the drawings denote like elements throughout the drawings. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

본 발명에 따른 FLNG의 담수 생산시스템 및 방법은, 해저 가스전에 매장되어 있는 천연가스를 시추하고, 해상에 부유하여 천연가스를 처리, 생산 및 하역하는 해상 부유 구조물인 FLNG에 마련되어, 해수의 온도 차를 이용하여 전기 에너지를 생산함과 동시에, 이 해수를 담수화하여 담수를 생산하는 것을 특징으로 하며, FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 생산된 전기 에너지는 FLNG의 운항 및 천연가스의 시추, 처리, 생산 및 하역 등 FLNG에 마련된 각종 플랜트 설비 등에 필요한 전력으로 사용한다. 또한, 생산된 담수는 FLNG의 담수 수요처 또는 육상의 담수 수요처로 공급한다.The system and method for producing fresh water of FLNG according to the present invention are provided in FLNG, which is a floating structure for treating, producing and unloading natural gas by drilling natural gas buried in an undersea gas field and floating on the sea, And the desalination of the natural gas, the treatment of the natural gas, the treatment of the natural gas, and the production of the fresh water by the desalination of the seawater. It is used as power for various plant facilities provided in FLNG such as production and unloading. In addition, the produced fresh water is supplied to the fresh water demand of FLNG or the fresh water demand of the land.

이하 FLNG라 함은 상술한 바와 같은 각종 플랜트 설비 등이 마련된 FLNG의 선박 몸체 내지는 구조물 그 자체를 포함하며, 본 발명에 따른 담수 생산시스템 및 방법은 FLNG와 같이 각종 플랜트 설비를 탑사이드(topside)에 탑재하는 해양 구조물에도 적용할 수 있으나, 연안의 육상에 담수 저장 설비 및 담수 공급 인프라 내지는 육상 플랜트 또는 육상 발전소, 송전 터미널 등의 송전 인프라가 마련된 연안(nearshore)의 해상에 부유하여 실시하는 것이 바람직하다.Hereinafter, the FLNG includes a ship body or a structure itself of FLNG provided with various plant facilities as described above, and the fresh water production system and method according to the present invention includes various plant facilities such as FLNG on the topside It is preferable to float on the coast of the coast near the coast where the transmission infrastructure such as the fresh water storage facility, the fresh water supply infrastructure, the onshore plant, the onshore power plant, and the transmission terminal is provided .

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 FLNG의 담수 생산시스템을 도시하고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 FLNG의 담수 생산시스템과 담수 생산시스템이 구비된 FLNG를 도시한다. 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. FIG. 1 shows a FLNG fresh water production system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a FLNG having a fresh water production system and a fresh water production system according to the first embodiment of the present invention. The following description will be made with reference to Figs. 1 and 2. Fig.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제 1 실시 예의 FLNG의 담수 생산시스템은 FLNG(1)에서 해수의 온도 차를 이용하여 전기 에너지를 생산하고 그와 동시에 담수를 생산하기 위하여, 액체 상태의 작동유체를 기화시키는 작동유체 증발기(100), 작동유체 증발기(100)에서 기화된 작동유체에 의해 작동하는 터빈(110)과 작동유체에 의해 터빈(110)에서 발생하는 운동 에너지로 전기 에너지를 생산하는 발전기(111)를 포함한다. As shown in FIGS. 1 and 2, the FLNG fresh water production system of the first embodiment according to the present invention uses the temperature difference of the seawater in the FLNG 1 to produce electrical energy and at the same time produce fresh water A working fluid evaporator 100 for vaporizing a working fluid in a liquid state, a turbine 110 driven by a working fluid vaporized in the working fluid evaporator 100, and kinetic energy generated in the turbine 110 by the working fluid. And a generator 111 for producing electrical energy.

또한, 터빈(110)을 작동시켜 운동 에너지를 발생시킨 후의 기체 상태의 작동유체를 액화시키는 작동유체 응축기(120)를 더 포함하며, 작동유체 응축기(120)에서 액화된 액체 상태의 작동유체는 펌프(140)를 거쳐 압축되고, 압력을 보상받은 후 다시 작동유체 증발기(100)로 공급되고 기화된다. The working fluid condenser (120) further includes a working fluid condenser (120) for liquefying the working fluid in the gaseous state after the kinetic energy is generated by operating the turbine (110) (140), and after the pressure is compensated, is supplied to the working fluid evaporator (100) and is vaporized.

따라서, 작동유체는 작동유체 증발기(100), 터빈(110), 작동유체 응축기(120) 및 펌프(140)로 구성되는 폐쇄 사이클에 의해 순환한다. 펌프(140) 후단에는 작동유체 증발기(100)로 공급되는 액체 상태의 작동유체의 유량을 조절하는 밸브를 더 포함할 수 있다. Thus, the working fluid circulates by a closed cycle consisting of a working fluid evaporator 100, a turbine 110, a working fluid condenser 120, and a pump 140. The pump 140 may further include a valve disposed downstream of the pump 140 to regulate a flow rate of the working fluid in the liquid state supplied to the working fluid evaporator 100.

즉, 작동유체는 작동유체 증발기(100)에서 열교환하여 증발하고, 증발한 작동유체는 터빈(110)에 보내져 발전하게 되고, 터빈(110)에서 배출되는 증기는 작동유체 응축기(120)에서 열교환하여 액화되며 다시 재순환된다.That is, the working fluid is heat-exchanged and evaporated in the working fluid evaporator 100, and the evaporated working fluid is sent to the turbine 110 to generate electricity. The steam discharged from the turbine 110 is heat-exchanged in the working fluid condenser 120 Liquefied and recirculated again.

작동유체 증발기(100)는 열교환기일 수 있고, 작동유체 증발기(100)로 공급되는 액체 상태의 작동유체는 작동유체 증발기(100)에서 열교환하여 기화되는데, 작동유체는 작동유체 증발기(100)에서 해수의 표층수와 열교환하여 기화된다. The working fluid evaporator 100 may be a heat exchanger and the working fluid in the liquid state supplied to the working fluid evaporator 100 is vaporized by heat exchange in the working fluid evaporator 100. The working fluid flows from the working fluid evaporator 100 to the sea water And is vaporized by heat exchange.

작동유체 증발기(100)로 공급되는 해수의 표층수는, 선외 해양의 해수면 아래 약 100m 이내에서 취수하며, FLNG의 표층수 취수부(130)을 통해 FLNG로 공급되고, 표층수 공급라인(131)을 통해 작동유체 증발기(100)로 공급될 수 있다.The surface water of the seawater supplied to the working fluid evaporator 100 is taken within about 100 m below the sea surface of the offshore oceans and supplied to the FLNG through the surface water intake part 130 of the FLNG and is operated through the surface water supply line 131 And may be supplied to the fluid evaporator 100.

또한, 작동유체 증발기(100)에서 작동유체를 기화시키는 열매(Heating Medium)는 육상 발전소(2)에서 원자로 등을 냉각시키는 냉각수 내지는 냉각수를 냉각시킨 후의 냉매와 같은 육상 발전소(2)에서 배출되는 온배수를 파이프라인을 통해 공급한 것일 수도 있다. 이렇게 하면, 육상 발전소(2)에서 온배수를 냉각시키는 냉열원을 따로 마련하지 않아도 되므로 육상 발전소(2)의 운영비용을 줄일 수 있다. The heating medium for vaporizing the working fluid in the working fluid evaporator 100 is a cooling medium for cooling the reactor or the like in the offshore power plant 2, May be supplied through a pipeline. By doing so, it is not necessary to separately provide a cold source for cooling the hot water in the land-based power plant 2, which can reduce the operating cost of the land-based power plant 2.

터빈(110)을 작동시켜 터빈(110)에 운동 에너지를 전달해준 후의 작동유체 는, 작동유체 응축기(120)로 공급되고, 작동유체 응축기(120)로 공급되는 작동유체는 기체 상태이거나, 기체와 액체의 혼합 상태일 수 있으며, 하기에는 편의상 기체 상태의 작동유체로 설명하기로 한다. The working fluid after operating the turbine 110 to transfer the kinetic energy to the turbine 110 is supplied to the working fluid condenser 120 and the working fluid supplied to the working fluid condenser 120 is in a gaseous state, Liquid mixed state. Hereinafter, the working fluid in the gaseous state will be described for the sake of convenience.

작동유체 응축기(120)로 공급되는 기체 상태의 작동유체는, 작동유체 응축기(120)에서 해수의 심층수와 열교환하여 액화된다. The working fluid in the gaseous state supplied to the working fluid condenser 120 is liquefied by heat exchange with deep seawater in the working fluid condenser 120.

작동유체 응축기(120)로 공급되는 해수의 심층수는, 선외 해양의 해수면 아래 약 1,000m 이내에서 취수하며, FLNG의 심층수 취수부(132)를 통해 FLNG로 공급되고, 심층수 공급라인(133)을 통해 작동유체 응축기(120)로 공급될 수 있다. The seawater deep seawater supplied to the working fluid condenser 120 is taken within about 1,000 meters below the sea surface of the offshore oceans and is supplied to the FLNG through the deep seawater receiving portion 132 of the FLNG and through the deep seawater supply line 133 May be supplied to the working fluid condenser (120).

해저 심층으로부터의 심층수 취수는 해저에서부터 FLNG까지 저온의 심층수를 이송할 수 있는 파이프를 통해 이루어질 수 있다.Deep-sea water withdrawal from the deep sea bed can be done through pipes that can transport deep-seated water from the seabed to the FLNG.

해양의 표층 100m 정도까지의 해수는 태양 에너지의 일부가 열로 축적되고 있고, 저위도 지방의 경우 연중 26℃~30℃ 정도로 유지되고 있으며, 적도 지방의 표층온도는 대체로 25℃~35℃ 정도이고, 극지방의 표층온도는 최저 -2℃이다. 극지방에서 냉각된 해수는 해양 대순환에 따라 저위도 지방으로 이동하고, 이동에 따라 주변의 해수 사이에 온도차가 발생하여 밀도가 상대적으로 큰 극지방에서 차가운 해수는 심층으로 가라앉는다. 이러한 표층수와 심층수 600m~1,000m 사이에 있는 1℃~7℃ 정도의 심층수를 취수하여, 상술한 바와 같이 온도차를 이용해 FLNG에서 전기 에너지를 생산하게 된다. The surface temperature of the equatorial region is about 25 ℃ ~ 35 ℃, and the temperature of polar region is about 25 ℃ ~ 30 ℃. The surface temperature of the substrate is at least -2 ° C. Sea water cooled in the polar region moves to the low latitude region according to the ocean general circulation and the temperature difference between the surrounding seawater due to the movement causes the cool seawater to sink deep into the polar region where the density is relatively large. Deep water at about 1 ° C to 7 ° C, which is between 600m and 1,000m deep, is taken from the surface water and deep water, and the electric energy is produced from the FLNG using the temperature difference as described above.

해수 온도차 에너지는 밤낮의 변화없이 비교적 안정적인 에너지원이며, 계절 변동이 예측 가능하므로 기본 전원으로 사용하여 발전이 가능하다. 세계 바다의 표층과 심층의 해수 온도차는 평균 16℃~24℃ 정도이며, 적도 부근에서 24℃로 특히 높다. 해수 온도 차 발전이 대체에너지로서 경제성을 갖기 위해서는 약 20℃ 정도의 온도 차이가 있는 것이 이상적이며, 따라서 본 발명에 따른 FLNG의 담수 생산시스템 및 방법은 아프리카 중부, 중동 지방, 적도, 인도, 동남 아시아, 일본, 동해, 호주 남부, 멕시코, 브라질 등 온도차가 풍부한 지역에서 실시되는 것이 바람직하다. The seawater temperature difference energy is a relatively stable energy source without changing day and night, and seasonal fluctuation can be predicted, so it can be used as a basic power source. The sea surface temperature difference between the surface layer and deep sea of the world is about 16 ℃ ~ 24 ℃ on the average, and it is especially high at 24 ℃ around the equator. It is ideal for the seawater temperature difference generation to have a temperature difference of about 20 캜 in order to be economical as an alternative energy. Therefore, the fresh water production system and method of FLNG according to the present invention is applicable to Central Africa, Middle East, Equator, India, , Japan, the East Sea, southern Australia, Mexico, Brazil, and the like.

상술한 바와 같이, 작동유체 증발기(100)에서 액체 상태의 작동유체는 약 18℃~30℃의 표층수와 열교환하여 기화되고, 작동유체 응축기(120)에서 약 5℃의 심층수와 열교환하여 액화된다. 따라서 상기 작동유체는 암모니아(NH3), CFC, HCFC, R22, R1270(프로필렌), R290(프로판), R407, R407C, R32, R134a와 같은 저비점 유기냉매이다. As described above, in the working fluid evaporator 100, the working fluid in the liquid state is vaporized by heat exchange with the surface water of about 18 ° C to 30 ° C, and is heat-exchanged with the deep water of about 5 ° C in the working fluid condenser 120 to be liquefied. Accordingly, the working fluid is a low boiling point organic refrigerant such as ammonia (NH 3 ), CFC, HCFC, R22, R1270 (propylene), R290 (propane), R407, R407C, R32 and R134a.

작동유체 증발기(100)에서 열교환하여 기화된 작동유체에 의해 발전기(111)에서 생산된 전기 에너지는 FLNG의 탑사이드 설비 등의 전기 에너지 수요처로 공급되어 전력으로 사용된다. 예를 들어, 산성 가스 제거 공정, 수분 제거 공정, 수은 제거 공정 및 수처리 공정을 포함하는 FLNG의 전처리 공정의 각종 펌프, 전기히터, 흡수/재생탑(특히 아민 흡수 공정의 흡수탑 및 재생탑), 압축기, 팽창기 등과, 액화 공정 특히, 냉매 사이클의 압축기, 증발기, 팽창밸브, 열교환기를 포함하여 FLNG의 각종 탑사이드 설비 및 유틸리티 설비, 거주구 등으로 공급된다.The electric energy produced by the generator 111 by the working fluid that has been heat-exchanged in the working fluid evaporator 100 is supplied to the electric energy demanding place of the FLNG's top side equipment and used as electric power. For example, various pumps, electric heaters, absorption / regeneration towers (in particular absorption towers and regeneration towers of the amine absorption process) in the pretreatment process of FLNG including an acid gas removal process, a water removal process, a mercury removal process and a water treatment process, Compressor, inflator and the like, and a liquefaction process, in particular, a refrigerator cycle compressor, an evaporator, an expansion valve, a heat exchanger, and various other top side facilities and utilities of a FLNG.

따라서, 종래 FLNG에 발전용으로 마련되는 가스 터빈, 발전용 엔진을 추가로 마련하지 않아도 되므로, FLNG의 CAPEX를 대폭 절감할 수 있다.Therefore, it is not necessary to additionally provide a gas turbine and a power generation engine provided for power generation in the conventional FLNG, so that the CAPEX of the FLNG can be greatly reduced.

작동유체 증발기(100)에서 기화된 작동유체에 의해 발전기(111)에서 생산된 전기 에너지의 일부는, FLNG가 부유하고 있는 연안의 육상에 마련된 육상 발전소(2)로 송전될 수 있다. 이 때, 육상 발전소(2)에 마련되어 있는 육상 송전 인프라를 이용할 수 있고, 또한 육상 발전소(2)에서 육상 발전소(2)의 전력으로 사용되거나 육상의 수요처로 송전될 수 있다. A part of the electric energy produced by the generator 111 by the working fluid vaporized in the working fluid evaporator 100 can be transmitted to the offshore power plant 2 provided on the shore where the FLNG floats. At this time, the offshore power transmission infrastructure provided in the offshore power station 2 can be used, and the offshore powerhouse 2 can be used as the power for the onshore powerhouse 2 or the offshore demand side.

또한, 본 발명의 제 1 실시 예에서, 해수의 온도 차를 이용하여 담수를 생산하기 위하여, 해수를 증발시키는 해수 증발기(200), 상기 해수 증발기에서 기화된 해수를 응축시키는 해수 응축기(210)를 더 포함한다. In the first embodiment of the present invention, in order to produce fresh water using the temperature difference of the seawater, a seawater evaporator 200 for evaporating seawater, a seawater condenser 210 for condensing seawater vaporized in the seawater evaporator, .

상기 해수 증발기(200)에서 증발되는 해수 즉, 담수를 생산하기 위한 공급원은 상기 작동유체 증발기(100)에서 작동유체와 열교환하여 작동유체를 기화시킨 후의 승온된 해수의 표층수이다. 따라서, 담수화 설비만을 구비하고 있는 기존 시스템에 비해, 에너지 비용 및 설치 비용을 절감할 수 있다. The source for producing the seawater evaporated in the seawater evaporator 200 is the surface water of the heated seawater after vaporizing the working fluid by heat exchange with the working fluid in the working fluid evaporator 100. Thus, compared to existing systems that only have desalination plants, energy and installation costs can be reduced.

상기 해수 증발기(200)에서 기화된 해수는 해수 응축기(210)로 공급되어 다시 액화되고, 담수를 생산하게 된다. 이 때, 해수 응축기(210)에서 해수는 상기 작동유체 응축기(120)에서 작동유체와 열교환하여 작동유체를 액화시킨 후의 심층수와 상기 기체 상태의 해수가 열교환하여 기체 상태의 해수를 응축시켜 담수를 생산한다. The seawater evaporated in the seawater evaporator 200 is supplied to the seawater condenser 210 and is liquefied to produce fresh water. At this time, in the seawater condenser 210, the seawater is heat-exchanged with the working fluid in the working fluid condenser 120 to condense the seawater in the gaseous state by heat exchange between the seawater in the gaseous state and deep sea water after liquefying the working fluid, do.

상기 해수 응축기(210)에서 생산된 담수는, FLNG(1)의 담수 수요처, 예를 들어 FLNG 전처리 공정, 액화 공정에 필요한 냉각용 청수 및 엔진룸의 냉각용 청수 등으로 공급될 수 있다. 또는, FLNG(1)가 부유하고 있는 연안의 육상으로 급수 파이프를 연결하여 육상에 마련된 담수 탱크와 같은 수자원 취수 및 공급 인프라를 이용하여 산업용 또는 가정용 담수 수요처(220)로 공급할 수 있다. The fresh water produced in the seawater condenser 210 can be supplied to fresh water consumers of the FLNG 1, for example, FLNG preprocessing process, fresh water for cooling process and fresh water for cooling the engine room. Alternatively, the water supply pipe may be connected to the ground along the coast where the FLNG 1 is floated, and the water can be supplied to the industrial or domestic fresh water demand site 220 using a water intake and supply infrastructure such as a fresh water tank provided on the land.

예를 들어, FLNG(1)가 아프리카 해안 또는 중동 해안에 부유하여, 상기 FLNG 담수 생산 시스템을 이용하여 생산한 담수를 아프리카 지방 또는 중동 지방의 육상으로 공급할 수 있으며, 동시에, 생산된 전기 에너지 또한 공급할 수 있어, 담수 및 전기 에너지가 부족하고, 육상에 플랜트 건설이 쉽지 않은 아프리카 및 중동 지역에 저비용으로, 효율적으로 전기 에너지와 담수를 생산하여 공급할 수 있으며, FLNG(1)는 이동성을 가지므로 필요에 따라 지역을 이동하여 같은 방법으로 육상으로 담수 및 전기 에너지를 공급함으로써 규모의 경제를 유지할 수 있다.For example, FLNG (1) floats on the African coast or the Middle East coast, and can supply the freshwater produced using the FLNG freshwater production system to the land of Africa or the Middle East, FLNG (1) is able to produce and supply electric energy and fresh water efficiently at low cost in Africa and Middle East region where lack of fresh water and electric energy, It is possible to maintain economies of scale by moving the area and supplying fresh water and electric energy to the land in the same way.

도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 FLNG의 담수 생산시스템을 도시한다. 이하 도 3을 참조하여 설명하기로 하며, 상기 제 1 실시 예에서 설명한 바와 동일하거나 유사한 구성 또는 그 작동에 대하여는 제 1 실시 예와 동일하게 적용되므로 설명을 생략하기로 한다. 3 shows a fresh water production system of FLNG according to a second embodiment of the present invention. Hereinafter, description will be made with reference to FIG. 3, and the same or similar configuration as described in the first embodiment or its operation is applied in the same manner as in the first embodiment, and therefore, description thereof will be omitted.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 FLNG의 담수 생산시스템 및 방법의 제 2 실시 예는 제 1 실시 예와 마찬가지로 FLNG에 마련되며, 해수의 온도차를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 생산된 전기 에너지는 FLNG의 전력으로 공급하며, 생산된 전기 에너지의 일부는 육상에 마련된 육상 발전플랜트로 또는 육상 발전플랜트의 송전 인프라를 이용하여 육상의 수요처로 송전할 수 있다. As shown in FIG. 3, the second embodiment of the fresh water production system and method of the FLNG of the present invention, similar to the first embodiment, is provided in the FLNG and produces electric energy using the temperature difference of seawater, Energy is supplied as FLNG power, and some of the electric energy produced can be transmitted to the onshore power plant on land or to the onshore power plant using the transmission infrastructure of the onshore power plant.

본 발명의 제 2 실시 예에서, FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 동시에 담수를 생산하기 위하여, 제 1 실시 예와 같이 작동유체를 기화시키는 작동유체 증발기(100), 작동유체 응축기(120) 및 터빈(110), 발전기(111)를 포함하여 폐쇄 사이클을 이루며, 작동유체 응축기(120)에서 작동유체를 액화시키기 위해 해수의 심층수를 공급하는 심층수 취수부(130) 및 심층수 공급라인(131)을 포함한다. In the second embodiment of the present invention, in order to produce electric energy using the temperature difference of seawater in the FLNG and simultaneously produce fresh water, a working fluid evaporator 100 for vaporizing the working fluid as in the first embodiment, A deeper water intake part 130 for supplying deeper water of the seawater for liquefying the working fluid in the working fluid condenser 120 and a deep water receiving part 130 for forming a closed cycle including the condenser 120 and the turbine 110 and the generator 111, Line < / RTI >

본 발명의 제 2 실시 예에서, 작동유체 증발기(100)에서 작동유체를 기화시키기 위하여 공급하는 열원은 해수의 표층수일 수 있는데, 이 때 해수의 표층수는 표층수 취수부(132) 및 표층수 공급라인(133)을 통해 표층수 증발기(102)로 공급된 후, 표층수 증발기(102)에서 기화되어 기체 상태로 작동유체 증발기(100)로 공급될 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the heat source for supplying the working fluid in the working fluid evaporator 100 may be the surface water of the seawater, wherein the surface water of the seawater is supplied to the surface water intake part 132 and the surface water supply line 133 to the surface layer water evaporator 102 and then vaporized in the surface layer water evaporator 102 and supplied to the working fluid evaporator 100 in a gaseous state.

따라서, 제 2 실시 예에서는, 작동유체 증발기(100)에서, 터빈(111)을 작동시켜 전기 에너지를 생산하도록 하기 위해, 액체 상태의 작동유체는 기체 상태의 표층수와 열교환하여 기화된 후, 기체 상태의 작동유체가 터빈(111)으로 공급된다.Therefore, in the second embodiment, in order to produce the electric energy by operating the turbine 111 in the working fluid evaporator 100, the working fluid in the liquid state is vaporized by heat exchange with the surface water in the gaseous state, Is supplied to the turbine (111).

또한, 제 2 실시 예에서는, 상기 작동유체와 열교환하여 작동유체를 기화시킨 기체 상태의 표층수를 액화시켜 담수를 생산하는 해수 응축기(210)를 더 포함한다. 상기 해수 응축기(210)에서는, 상기 작동유체 응축기(120)에서 터빈(111)을 작동시켜 전기 에너지를 생산하도록 한 후의 작동유체를 액화시킨 심층수를 공급받아, 상기 기체 상태의 표층수와 열교환시켜 기체 상태의 표층수를 액화시킨다. The second embodiment further includes a seawater condenser 210 for producing fresh water by liquefying gaseous surface water, which is heat exchanged with the working fluid to vaporize the working fluid. In the seawater condenser 210, deionized water obtained by liquefying the working fluid after the operation fluid condenser 120 is operated to generate electric energy is supplied to heat exchange with the surface water in the gaseous state, Is liquefied.

상기 해수 응축기(210)에서 기체 상태의 표층수를 액화시켜 생산된 담수는 상술한 FLNG의 담수 수요처 또는 육상의 담수 수요처로 공급된다. The fresh water produced by liquefying gaseous surface waters in the seawater condenser 210 is supplied to the desalination demand point of the FLNG or the desalination demand point on the land.

도 4는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 FLNG의 담수 생산시스템을 도시한다. 이하, 도 4를 참조하여 설명하기로 하며, 상기 제 1 실시 예에서 설명한 바와 동일하거나 유사한 구성 또는 그 작동에 대하여는 제 1 실시 예와 동일하게 적용되므로 설명을 생략하기로 한다. 4 shows a fresh water production system of FLNG according to a fourth embodiment of the present invention. Hereinafter, description will be made with reference to FIG. 4, and the same or similar configuration as described in the first embodiment or operation thereof is applied in the same manner as in the first embodiment, and thus description thereof will be omitted.

본 발명의 제 4 실시 예에서는 발전기(111)에 운동 에너지를 전달하기 위해 터빈(110)을 작동시키는 작동유체가 기체 상태의 표층수일 수 있다. In the fourth embodiment of the present invention, the working fluid for operating the turbine 110 to transfer kinetic energy to the generator 111 may be gaseous surface water.

즉, 표층수 취수부(132)를 통해 FLNG의 선외 해상에서 취수된 표층수는, 표층수 공급라인(133)을 통해 표층수 증발기(102)로 공급되고, 표층수 증발기(102)에서 기화된 기체 상태의 표층수가 터빈(100)으로 공급되며, 터빈(100)을 작동시킨 후 터빈(100)으로부터 배출되는 기체 상태 또는 기체와 액체의 혼합 상태의 표층수는 작동유체 응축기(120)로 공급되고, 작동유체 응축기(120)에서 액화되어 배출되는 오픈 사이클을 이룬다. That is, the surface water taken from the outboard marine water of the FLNG through the surface water intake part 132 is supplied to the surface water evaporator 102 through the surface water supply line 133, and the gaseous surface water vaporized in the surface water evaporator 102 The surface water in a gaseous state or a mixed state of gas and liquid discharged from the turbine 100 after the turbine 100 is operated is supplied to the working fluid condenser 120 and supplied to the working fluid condenser 120 And the liquid is discharged in the open cycle.

작동유체 응축기(120)에서 작동유체 즉, 해수의 표층수를 액화시키는 냉열원은 FLNG의 심층수 취수부(130)로 취수된 해수의 심층수일 수 있으며, 심층수 공급라인(131)을 통해 작동유체 응축기(120)로 공급되고, 작동유체 응축기(120)에서 터빈(100)을 작동시킨 후 작동유체 응축기(120)로 공급된 기체 상태의 표층수와 열교환한 후 배출된다. The heat source for liquefying the working fluid, that is, the surface water of the seawater, in the working fluid condenser 120 may be a deep seawater of the seawater taken to the seawater desalination part 130 of the FLNG, and is connected to the working fluid condenser And the turbine 100 is operated by the working fluid condenser 120 and then heat exchanged with the gaseous surface water supplied to the working fluid condenser 120 and then discharged.

본 발명의 제 4 실시 예에서도 마찬가지로, 제 4 실시 예에 의해 FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 생산된 전기 에너지를 FLNG의 전력으로 사용하고, 생산된 전기 에너지의 일부는 육상에 마련된 육상 발전플랜트로 또는 육상 발전플랜트의 송전 인프라를 이용하여 육상의 수요처로 송전할 수 있다. 또한, 이와 동시에 생산된 담수를 상술한 FLNG의 담수 수요처 또는 육상 담수 수요처(220)로 공급할 수 있다.In the fourth embodiment of the present invention, the electric energy produced by using the temperature difference of seawater in the FLNG is used as the power of the FLNG in the fourth embodiment, and a part of the produced electric energy is supplied to the onshore power plant Or by using the transmission infrastructure of the onshore power plant to transmit to the demand side of the land. At the same time, the produced fresh water can be supplied to the fresh water demand or the onshore fresh water demand 220 of the above-mentioned FLNG.

제 3 실시 예와 제 4 실시 예에 의하면, 표층수가 표층수 증발기(102)에서 기화된 후, 작동유체 응축기(120)에서 액화되어 액체 상태로 배출되므로, 증발 및 응축과정을 거친 담수가 생산되며, 이 때 담수를 FLNG 또는 육상의 담수 수요처로 공급할 수 있다.According to the third and fourth embodiments, since surface water is vaporized in the surface layer water evaporator 102, and then the liquid is condensed in the working fluid condenser 120 and discharged in a liquid state, fresh water after evaporation and condensation is produced, At this time, freshwater can be supplied to FLNG or the demand for freshwater on the land.

상술한 본 발명의 실시 예들에서의 육상 발전플랜트(2)는 원자력발전소, 화력(복합화력발전 포함)발전소, 풍력발전소, 조력발전소를 포함할 수 있고, 특히 기 선걸된 원자력발전소 인근의 연안에 FLNG(1)가 마련되는 경우, 원자력발전소의 인프라를 활용할 수 있다. 육상 발전플랜트(2)의 인프라, 특히 송전 인프라는 육상 발전플랜트(2)의 가동중단 또는 전력생산부족시의 상황에서도 활용할 수 있으므로, 해상의 FLNG(1)에서 발전하여 기존 육상 발전플랜트(2)의 인프라를 활용하여 전력 수요처로 전기 에너지를 송전할 수 있다.The onshore power plant 2 in the above-described embodiments of the present invention may include a nuclear power plant, a thermal power plant (including a combined-cycle power plant), a wind power plant, and a tidal power plant. In particular, FLNG (1), the infrastructure of a nuclear power plant can be utilized. The infrastructure of the onshore power plant 2, particularly the transmission infrastructure, can be utilized in the situation when the onshore power plant 2 is shut down or the power generation is insufficient. Therefore, the power of the offshore power plant 2 is generated by the offshore FLNG 1, The infrastructure of electricity can be transmitted to electric power demand.

또한, 상술한 본 발명의 실시 예에서 해수를 이용한 온도 차 발전시스템 및 담수 생산시스템이 FLNG에 마련됨으로써, 이동성을 갖추게 되므로, 필요에 따라 다른 장소로 이동시킬 수 있다. In addition, in the above-described embodiment of the present invention, since the FLNG is provided with the temperature difference generation system using seawater and the fresh water production system, the FLNG can have mobility and can be moved to another place if necessary.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 의하여, 본 발명은 FLNG의 액체 상태의 작동유체를 표층수와 열교환시켜 기화시키는 단계, 상기 기화된 작동유체로 전기 에너지를 생산하는 단계, 상기 전기 에너지를 생산한 작동유체를 액화시키는 단계, 상기 작동유체를 기화시킨 표층수를 증발시키는 단계 및 상기 기화된 표층수를 액화시켜 담수를 생산하는 단계를 포함하고, 상기 생산된 담수를 FLNG의 담수 수요처 또는 육상의 담수 수요처 중 어느 한 곳 이상으로 공급하는 FLNG의 담수 생산방법을 제공한다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the present invention provides a method of operating a FLNG, comprising the steps of: vaporizing a working fluid in a liquid state of FLNG by heat exchange with surface water; producing electric energy with the vaporized working fluid; The method comprising the steps of: liquefying the fluid; evaporating the surface water vaporized by the working fluid; and liquefying the vaporized surface water to produce fresh water, wherein the produced fresh water is either FLNG fresh water It provides a fresh water production method of FLNG that supplies more than one place.

상기 작동유체를 액화시키는 단계에서는 해수의 심층수와 작동유체를 열교환시키고, 상기 기화된 표층수를 액화시켜 담수를 생산하는 단계에서는, 상기 작동유체를 액화시킨 심층수와 기체 상태의 표층수를 열교환시켜 담수를 생산한다. In the step of liquefying the working fluid, in the step of exchanging the seawater deep seawater and the working fluid, and liquefying the vaporized surface water to produce fresh water, the seawater is heat-exchanged between the liquefied deep water and the gaseous surface water to produce fresh water do.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. . Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

1 : FLNG
2 : 육상 발전소
3 : 육상 담수 수요처
100 : 작동유체 증발기
102 : 표층수 증발기
110 : 터빈
111 : 발전기
120 : 작동유체 응축기
130 : 심층수 취수부
131 : 심층수 공급라인
132 : 표층수 취수부
133 : 표층수 공급라인
140 : 펌프
200 : 해수 증발기
210 : 해수 응축기
220 : 담수 수요처1: FLNG
2: Land power plant
3: Demand for freshwater onshore
100: working fluid evaporator
102: Surface water evaporator
110: Turbine
111: generator
120: working fluid condenser
130: Deep water intake part
131: Deep-water supply line
132: Surface water intake part
133: Surface water supply line
140: pump
200: Seawater evaporator
210: Sea water condenser
220: Fresh water demand

Claims (11)

FLNG의 액체 상태의 작동유체를 표층수와 열교환시켜 기화시키는 단계;
상기 기화된 작동유체로 전기 에너지를 생산하는 단계;
상기 전기 에너지를 생산한 작동유체를 액화시키는 단계;
상기 작동유체를 기화시킨 표층수를 증발시키는 단계; 및
상기 기화된 표층수를 액화시켜 담수를 생산하는 단계;를 포함하고,
상기 생산된 담수는 FLNG의 담수 수요처로 공급하고, 상기 생산된 담수의 적어도 일부는 육상의 담수 수요처로 공급하는 FLNG의 담수 생산방법.Vaporizing the FLNG liquid working fluid by heat exchange with surface water;
Producing electrical energy with the vaporized working fluid;
Liquefying a working fluid producing the electric energy;
Evaporating the surface water vaporizing the working fluid; And
And liquefying the vaporized surface water to produce fresh water,
Wherein the produced fresh water is supplied to a desalination destination of FLNG and at least a part of the produced fresh water is supplied to a desalination destination on the land. 청구항 1에 있어서,
상기 작동유체를 액화시키는 단계에서는 해수의 심층수와 작동유체를 열교환시키고,
상기 기화된 표층수를 액화시켜 담수를 생산하는 단계에서는,
상기 작동유체를 액화시킨 심층수와 기체 상태의 표층수를 열교환시키는 FLNG의 담수 생산방법.The method according to claim 1,
In the step of liquefying the working fluid, heat exchange is performed between the seawater deep seawater and the working fluid,
In the step of liquefying the vaporized surface water to produce fresh water,
Wherein the working fluid is liquefied and the surface water of the gaseous state is heat-exchanged. 청구항 2에 있어서,
상기 해수 온도 차 발전을 이용하여 생산된 전기 에너지는
전처리 공정의 펌프, 전기히터, 아민흡수탑, 압축기, 팽창기 및
액화 공정 냉매 사이클의 압축기, 증발기, 팽창밸브, 열교환기를 포함하는
FLNG의 탑사이드 설비 및 유틸리티 설비로 공급하는 FLNG의 해수 온도 차 발전방법.The method of claim 2,
The electric energy produced by the seawater temperature difference generation
Pumps in the pretreatment process, electric heaters, amine absorption towers, compressors, expanders and
Liquefaction Processes Refrigerant cycle compressors, evaporators, expansion valves, heat exchangers
FLNG's topside and utility facilities supply FLNG's seawater temperature difference generation method. 청구항 3에 있어서,
상기 FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 생산한 전기 에너지의 적어도 일부는,
상기 연안의 육상에 마련되는 육상 발전소의 송전 인프라를 이용하여 상기 육상 발전소로 송전하는 FLNG의 해수 온도 차 발전방법.The method of claim 3,
At least a portion of the electrical energy produced using the temperature difference of seawater in the FLNG,
A method for generating a difference in seawater temperature of an FLNG, which is transmitted to the onshore power plant using the transmission infrastructure of the onshore power plant provided on the coast of the coast. FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 담수를 생산하기 위하여,
해수를 증발시키는 해수 증발기;
상기 해수 증발기에서 기화된 해수를 응축시키는 해수 응축기; 및
액체 상태의 작동유체를 해수의 표층수와 열교환시켜 기화시키는 작동유체 증발기;를 포함하며,
상기 해수 증발기로 공급되는 해수는 상기 작동유체 증발기에서 열교환한 후 배출되는 해수의 표층수인 FLNG의 담수 생산시스템.In order to produce fresh water using the temperature difference of seawater in FLNG,
A seawater evaporator for evaporating seawater;
A seawater condenser for condensing seawater vaporized in the seawater evaporator; And
And a working fluid evaporator for heat-exchanging and vaporizing the working fluid in the liquid state with the surface water of the seawater,
Wherein the seawater supplied to the seawater evaporator is FLNG, which is the surface water of the seawater discharged after heat exchange in the operating fluid evaporator. 청구항 5에 있어서,
상기 해수 응축기에서 액화된 담수를 FLNG로부터 육상의 담수 수요처로 공급하는 FLNG의 담수 생산시스템.The method of claim 5,
Fresh water production system of FLNG that supplies liquefied fresh water from the seawater condenser to FLNG to the onshore fresh water demand site. 청구항 6에 있어서,
상기 FLNG는 해수의 온도 차를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 상기 해수의 온도 차를 이용하여 생산한 전기 에너지를 상기 FLNG의 전력으로 사용하는 FLNG의 담수 생산시스템.The method of claim 6,
Wherein the FLNG produces electrical energy using the temperature difference of the seawater and uses electrical energy produced by using the temperature difference of the seawater as the power of the FLNG. 청구항 7에 있어서,
상기 FLNG는 연안의 해상에 마련되고,
상기 연안의 육상에 마련되며 육상 인프라가 구비된 육상 발전소;를 더 포함하여,
상기 FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 생산한 전기 에너지의 적어도 일부를 상기 송전 인프라를 이용하여 육상의 수요처로 송전하는 FLNG의 담수 생산시스템.The method of claim 7,
The FLNG is provided on the sea of the coast,
And an onshore power plant provided on the shore of the coast and equipped with a land infrastructure,
A fresh water production system of FLNG for transmitting at least a part of the electric energy produced by using the temperature difference of seawater in the FLNG to the demand place on the land using the transmission infrastructure. 청구항 8에 있어서,
상기 FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 전기 에너지를 생산하기 위하여,
상기 작동유체 증발기에서 기화된 작동유체에 의해 터빈을 작동시켜 전기 에너지를 생산하는 발전기; 및
상기 터빈을 작동시킨 기체 상태의 작동유체를 액화시키는 작동유체 응축기;를 포함하고,
상기 작동유체 응축기에서 작동유체와 열교환시키기 위해 해수의 심층수를 공급하는 심층수 공급라인;을 포함하여,
상기 터빈을 작동시킨 기체 상태의 작동유체는 상기 작동유체 응축기에서 해수의 심층수와 열교환하여 액화되고,
상기 액화된 작동유체는 상기 작동유체 증발기로 재공급되어 폐쇄 사이클을 형성하는 FLNG의 담수 생산시스템.The method of claim 8,
In order to produce electric energy using the temperature difference of seawater in the FLNG,
A generator for generating electric energy by operating the turbine by a working fluid vaporized in the working fluid evaporator; And
And a working fluid condenser for liquefying the gaseous working fluid in which the turbine is operated,
And a deep water supply line for supplying deeper water of the seawater for heat exchange with the working fluid in the working fluid condenser,
The working fluid in the gaseous state in which the turbine is operated is heat-exchanged with the deep seawater water in the working fluid condenser,
Wherein the liquefied working fluid is re-supplied to the working fluid evaporator to form a closed cycle. 청구항 9에 있어서,
상기 해수 응축기에서 기체 상태의 해수를 상기 작동유체 응축기에서 작동유체와 열교환한 후 배출되는 심층수와 열교환시켜 담수를 생산하는 FLNG의 담수 생산시스템.The method of claim 9,
A fresh water production system of FLNG for producing seawater by heat-exchanging gaseous seawater in the seawater condenser with exhaust water discharged from a working fluid condenser in a heat exchanging operation with a working fluid. FLNG에서 해수의 온도 차를 이용하여 담수를 생산하기 위하여,
해수의 표층수를 증발시켜 기화시키는 표층수 증발기;
상기 표층수 증발기에서 기화된 기체 상태의 표층수를 이용하여 터빈을 작동시켜 전기 에너지를 생산하는 발전기; 및
상기 발전기에서 터빈을 작동시킨 기체 상태의 표층수를 해수의 심층수와 열교환시켜 액화시키는 작동유체 응축기;를 포함하고,
상기 작동유체 응축기에서 액화되어 배출되는 담수를 육상의 담수 수요처로 공급하고,
상기 생산된 전기 에너지는 상기 FLNG의 전력으로 사용하는 FLNG의 담수 생산시스템.In order to produce fresh water using the temperature difference of seawater in FLNG,
A surface water evaporator for evaporating and vaporizing surface water of seawater;
A generator for generating electric energy by operating the turbine using gaseous surface water vaporized in the surface water evaporator; And
And a working fluid condenser for exchanging liquefied gaseous surface water with the seawater deep seawater by operating the turbine in the generator,
The fresh water condensed in the working fluid condenser is discharged to a desalination destination on the land,
And the produced electric energy is used as electric power of the FLNG.
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