KR20160148386A - Power generating system using salinity gradient and Method of power generating using salinity gradient - Google Patents

Power generating system using salinity gradient and Method of power generating using salinity gradient Download PDF

Info

Publication number
KR20160148386A
KR20160148386A KR1020150085386A KR20150085386A KR20160148386A KR 20160148386 A KR20160148386 A KR 20160148386A KR 1020150085386 A KR1020150085386 A KR 1020150085386A KR 20150085386 A KR20150085386 A KR 20150085386A KR 20160148386 A KR20160148386 A KR 20160148386A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
brine
fresh water
flow area
power plant
supplied
Prior art date
Application number
KR1020150085386A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101758979B1 (en
Inventor
이숙경
최휴창
이영철
박경록
이종형
김유창
이승윤
Original Assignee
한국수력원자력 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국수력원자력 주식회사 filed Critical 한국수력원자력 주식회사
Priority to KR1020150085386A priority Critical patent/KR101758979B1/en
Publication of KR20160148386A publication Critical patent/KR20160148386A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101758979B1 publication Critical patent/KR101758979B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/02—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/04—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D1/00—Details of nuclear power plant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y02E10/36—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

The present invention relates to a power generation system using a salinity gradient and a method of power generation using a salinity gradient. A power generation system using a salinity gradient according to the present invention comprises: a salinity gradient power generation module including a brine flow area and a fresh water flow area facing each other with a membrane therebetween; a turbine generating electricity using brine discharged from the salinity gradient power generation module; and a brine supply unit supplying warm drainage of a power plant flowing from one side to the brine flow area.

Description

염도차 발전 시스템 및 염도차 발전 방법{Power generating system using salinity gradient and Method of power generating using salinity gradient}[0001] The present invention relates to a salinity gradient power generation system and salinity gradient power generation method,

본 발명은 염도차 발전 시스템 및 염도차 발전 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a salinity difference generation system and a salinity difference generation method.

RPS(신재생에너지 의무할당제) 관련 정부 규제 대응을 위해, 지속가능하고 환경친화적인 대체에너지 자원의 개발이 시급한 실정이며, 이에 따라 태양열, 풍력, 지열, 파력, 바이오매스 등의 신에너지 개발 경쟁이 가속화되고 있다.In order to respond to government regulations related to RPS (New Renewable Energy Mandatory Quota), it is urgent to develop sustainable and environmentally friendly alternative energy resources. As a result, new energy development competitions such as solar energy, wind power, geothermal energy, It is accelerating.

지구 표면의 약 75%에 해당하는 해양에는 파력, 조력, 조류, 해양 온도차, 해양 염도차 등 다양한 형태의 방대한 에너지원이 존재하고 있다. 그중에서, 해양 염도차 발전은 물을 이용한 대체 에너지 기술 중의 하나로 지속적인 일정한 양의 에너지 생산이 가능하며, 지구 수자원의 97.5%에 해당하는 거의 무한한 해수 자원을 이용하므로 고갈될 염려없이 연속 생산이 가능하고, 이산화탄소 배출이 없는 공정이라는 장점이 있다.About 75% of the surface of the earth has a vast amount of energy sources such as waves, tidal currents, tidal currents, ocean temperature difference, and ocean salinity. Among them, marine salinity generation is one of alternative energy technologies using water, and it is possible to produce a certain amount of energy continuously and it is possible to consume continuously without worrying about depletion because it uses nearly infinite seawater resources of 97.5% , And a process without carbon dioxide emission.

염도차 발전이란 염분의 농도차이를 이용한 발전방식으로서 두 용액의 농도차로 인한 삼투압이 기계에너지로 전환되는 압력지연삼투법(PRO : pressure retarded osmosis)과 두 용액의 이온 농도차로 인한 전기화학적 포텐셜을 이용하는 역전기투석법(RED : reverse electrodialysis)이 대표적인 기술이다.The salinity power generation is a power generation method using difference in salinity. It uses pressure retarded osmosis (PRO) in which the osmotic pressure due to the concentration difference of the two solutions is converted into mechanical energy and the electrochemical potential due to the ion concentration difference between the two solutions Reverse electrodialysis (RED) is a typical technique.

한편, 일반적으로 발전소는 발전과정에서 증기를 액상으로 전환하기 위하여 냉각수를 사용하고 이를 배출하며, 특히 해안과 인접하게 위치한 발전소의 경우에는 해수를 냉각수로 이용한 후 이를 다시 바다로 배출하고 있다. 이렇게 배출되는 냉각수는 온배수 특성이 있어 온배수의 에너지활용이 요구되고 있다.Generally, a power plant uses cooling water and discharges it to convert steam to liquid phase during power generation. Especially, in case of a power plant located close to the coast, sea water is used as cooling water and then discharged to the sea. Since the discharged cooling water has a characteristic of warm water, it is required to utilize the energy of the warm water.

한국 등록 제10-1328433호(2013년 11월 14일 공개)Korean Registration No. 10-1328433 (published on November 14, 2013)

따라서 본 발명의 목적은 발전소의 온배수를 활용한 염도차 발전 시스템과 염도차 발전 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a salinity difference generation system and a salinity difference generation method using a warm water of a power plant.

상기 본 발명의 목적은 염도차 발전 시스템에 있어서, 멤브레인을 사이에 두고 마주하는 염수 플로우 영역과 담수 플로우 영역을 포함하는 염도차 발전 모듈과; 상기 염도차 발전 모듈에서 유출되는 염수를 이용하여 발전하는 터빈과; 일측으로부터 유입되는 발전소의 온배수를 상기 염수 플로우 영역에 공급하는 염수 공급부를 포함하는 것에 의해 달성된다.It is an object of the present invention to provide a salinity difference generation system comprising: a salinity difference generation module including a brine flow area and a fresh water flow area opposed to each other with a membrane therebetween; A turbine generating electricity using brine discharged from the salinity difference generation module; And a brine supply unit for supplying the brine of the power plant to the brine flow area from one side.

상기 발전소는 원자력 발전소일 수 있다.The power plant may be a nuclear power plant.

상기 담수 플로우 영역에 담수를 공급하는 담수 공급부와; 상기 발전소의 열원을 이용하여 상기 담수 공급부를 가열하는 담수 열교환기를 더 포함할 수 있다.A fresh water supply unit for supplying fresh water to the fresh water flow area; And a fresh water heat exchanger for heating the fresh water supply unit using the heat source of the power plant.

상기 발전소의 열원을 이용하여 상기 염수 공급부를 가열하는 염수 열교환기를 더 포함할 수 있다.And a brine heat exchanger for heating the brine supply unit using a heat source of the power plant.

상기 열원은 상기 발전소의 스팀을 포함할 수 있다.The heat source may include steam of the power plant.

상기 담수 플로우 영역에 공급되는 담수의 온도를 측정하는 제1온도센서; 상기 염수 플로우 영역에 공급되는 염수의 온도를 측정하는 제2온도센서; 상기 담수 열교환기에 공급되는 스팀의 양을 제어하는 제1밸브; 상기 염수 열교환기에 공급되는 스팀의 양을 제어하는 제2밸브; 및 상기 제1온도센서 및 상기 제2온도센서로부터 측정된 온도를 기초로 상기 제1밸브와 상기 제2밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.A first temperature sensor for measuring a temperature of fresh water supplied to the fresh water flow area; A second temperature sensor for measuring the temperature of the brine supplied to the brine flow area; A first valve for controlling an amount of steam supplied to the fresh water heat exchanger; A second valve for controlling the amount of steam supplied to the brine heat exchanger; And a controller for controlling the first valve and the second valve on the basis of the temperatures measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor.

상기 담수 플로우 영역에 공급되는 담수의 유량을 측정하는 제1유량계; 상기 염수 플로우 영역에 공급되는 염수의 유량을 측정하는 제2유량계를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1유량계 및 상기 제2유량계에서 측정한 유량에 더 기초하여 상기 제1밸브와 상기 제2밸브를 제어할 수 있다.A first flow meter for measuring a flow rate of fresh water supplied to the fresh water flow area; Further comprising a second flow meter for measuring a flow rate of the brine supplied to the brine flow area, wherein the control unit controls the first valve and the second valve based on the flow rate measured in the first flow meter and the second flow meter, Can be controlled.

상기 본 발명의 목적은 염도차 발전 방법에 있어서, 멤브레인을 사이에 두고 마주하는 염수 플로우 영역과 담수 플로우 영역을 포함하는 염도차 발전 모듈과, 상기 염도차 발전 모듈에서 유출되는 염수를 이용하여 발전하는 터빈을 마련하는 단계와; 일측으로부터 유입된 발전소의 온배수를 상기 염수 플로우 영역에 공급하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a salinity difference generation method comprising: a salinity difference generation module including a salt water flow area and a fresh water flow area facing a membrane between the salinity solution generation module and the salinity difference generation module; Providing a turbine; And supplying the brine of the power plant, which has flowed in from the one side, to the brine flow area.

상기 발전소는 원자력 발전소일 수 있다.The power plant may be a nuclear power plant.

상기 발전소의 열원을 이용하여 담수를 가열하는 단계와; 상기 가열된 담수를 상기 담수 플로우 영역에 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.Heating the fresh water using a heat source of the power plant; And supplying the heated fresh water to the fresh water flow area.

상기 발전소의 열원을 이용하여 염수가 상기 염수 플로우 영역에 공급되기 전에 염수를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include heating brine before the brine is supplied to the brine flow region using the heat source of the power plant.

상기 열원은 스팀을 포함할 수 있다.The heat source may include steam.

상기 담수 플로우 영역에 공급되는 담수의 온도를 측정하는 단계와; 상기 염수 플로우 영역에 공급되는 염수의 온도를 측정하는 단계와; 상기 측정된 온도를 기초로 스팀 공급량을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.Measuring the temperature of fresh water supplied to the fresh water flow area; Measuring the temperature of the brine supplied to the brine flow area; And controlling the steam supply amount based on the measured temperature.

상기 담수 플로우 영역에 공급되는 담수의 유량을 측정하는 단계와; 상기 염수 플로우 영역에 공급되는 염수의 유량을 측정하는 단계를 더 포함하며, 상기 스팀 공급량의 제어는 측정된 유량에 더 기초하여 수행될 수 있다.Measuring a flow rate of fresh water supplied to the freshwater flow area; Further comprising the step of measuring a flow rate of the brine supplied to the brine flow area, wherein the control of the steam supply amount can be performed based on the measured flow rate.

본 발명에 따르면 발전소의 온배수를 활용하여 염도차 발전 시스템에서 멤브레인 모듈의 플럭스(flux)를 향상시켜 발전효과를 높일 수 있는 염도차 발전 시스템과 염도차 발전 방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a salinity difference generation system and a salinity difference generation method capable of enhancing a power generation effect by improving the flux of a membrane module in a salinity difference generation system utilizing a warm water of a power plant.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 염도차 발전 시스템을 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 염도차 발전 시스템을 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 염도차 발전 시스템의 제어방법을 나타낸 것이다. FIG. 1 shows a salinity difference generation system according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 shows a salinity difference generation system according to a second embodiment of the present invention,
3 shows a control method of the salinity difference generation system according to the second embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the technical concept of the present invention, are incorporated in and constitute a part of the specification, and are not intended to limit the scope of the present invention.

이하에서 담수라 함은 염도가 전혀 없는 담수 뿐만 아니라 염수보다 염도가 낮은 저농도 염수도 포함한다.
Hereinafter, the term "fresh water" includes not only fresh water having no salinity, but also low-concentration brine having lower salinity than brine.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 염도차 발전 시스템을 나타낸 것이다.FIG. 1 shows a salinity difference generation system according to a first embodiment of the present invention.

염도차 발전 시스템(1)은 염도차 발전 모듈(10)을 포함한다. 염도차 발전 모듈(10)은 통 또는 판 형상일 수 있으며, 반투과성 분리막인 멤브레인(11)을 사이에 두고 염수 플로우 영역(12)과 담수 플로우 영역(13)으로 나누어져 있다. The salinity difference generation system (1) includes a salinity difference generation module (10). The salinity difference generation module 10 may be in the shape of a cylinder or a plate and is divided into a brine flow area 12 and a fresh water flow area 13 with a membrane 11 as a semipermeable membrane.

염수 공급부(20)는 염수 플로우 영역(12)에 염수를 공급하고, 염수 플로우 영역(12)의 염수는 염수 배출부(25)로 배출된다.The brine supply section 20 supplies brine to the brine flow area 12 and the brine in the brine flow area 12 is discharged to the brine discharge section 25.

담수 공급부(30)는 담수 플로우 영역(13)에 담수를 공급하고, 담수 플로우 영역(13)의 담수는 담수 배출부(35)로 배출된다.The fresh water supply section 30 supplies fresh water to the fresh water flow area 13 and the fresh water in the fresh water flow area 13 is discharged to the fresh water discharge section 35.

염수 배출부(25)로 배출된 염수의 일부는 터빈(40)으로 공급되며, 다른 일부는 추가 염수 배출부(26)를 통해 압력교환부(50)로 공급된다.A portion of the brine discharged to the brine discharge portion 25 is supplied to the turbine 40 and the other portion is supplied to the pressure exchange portion 50 through the additional brine discharge portion 26.

한편, 본 발명에서는 염수 공급부(20)가 발전소의 온배수를 염수 플로우 영역(12)에 공급한다. 발전소는 냉각수를 사용하는 화력발전소나 원자력 발전소일 수 있으며, 특히 냉각수로 해수를 사용하는 원자력 발전소일 수 있다.On the other hand, in the present invention, the brine supply unit 20 supplies the brine discharge water of the power plant to the brine flow area 12. The power plant may be a thermal power plant or a nuclear power plant using cooling water, especially a nuclear power plant using seawater as cooling water.

이상 설명한 제1실시예에 따른 염도차 발전 시스템(1)의 발전 방법을 설명하면 다음과 같다.A method of generating the salinity difference generation system 1 according to the first embodiment will be described as follows.

발전소의 온배수 염수가 염수 공급부(20)를 통해 염수 플로우 영역(12)에 공급되고, 담수 공급부(30)로부터 담수 플로우 영역(13)에 담수가 공급된다. The hot water brine of the power plant is supplied to the brine flow area 12 through the brine supply part 20 and the fresh water is supplied from the fresh water supply part 30 to the fresh water flow area 13.

공급된 염수와 담수는 멤브레인(11)을 사이에 두고 이동하는데, 삼투압에 의해 담수가 멤브레인(11)을 통과하여 농도가 높은 염수 플로우 영역(12)으로 이동하게 된다. 투과된 담수에 의해 염수 플로우 영역(12)의 유량 및 압력이 높아지며, 유량 및 압력이 높아진 염수가 터빈(40)에 공급되면서 전기를 생산하게 된다. 염수 중 일부는 압력교환부(50)로 이동하여 염수 플로우 영역(12)에 공급되는 염수의 압력을 증가시킨다.The supplied brine and fresh water move through the membrane 11, and the osmotic pressure causes the fresh water to flow through the membrane 11 to the brine flow region 12 having a high concentration. The permeated fresh water increases the flow rate and pressure of the brine flow area 12, and brine having increased flow rate and pressure is supplied to the turbine 40 to produce electricity. Some of the brine moves to the pressure exchange part 50 to increase the pressure of the brine to be supplied to the brine flow area 12.

이러한 염수발전시스템(1)에 있어서 멤브레인(11)의 플럭스는 염수 및/또는 담수의 온도에 영향을 받으며, 온도가 높을수록 플럭스가 증가하는 특성을 가진다. 예를 들어, 온도가 20℃증가하면 플럭스는 70%정도 증가한다.In the brine generating system 1, the flux of the membrane 11 is influenced by the temperature of the brine and / or the fresh water, and the higher the temperature, the more the flux is increased. For example, if the temperature is increased by 20 ° C, the flux increases by about 70%.

본 발명에서는 염수로서 발전소 온배수를 사용한다. 온배수를 사용함에 의해 염수의 온도가 상승하고 이에 따라 염도차 발전 모듈(10)의 온도도 상승한다. 결국 염수 및 담수의 온도가 모두 상승하여 멤브레인(11)의 플럭스가 증가하여 발전효율이 향상된다. 한편, 본 발명에 따르면 기존에 단순히 해양 등으로 배출되던 온배수 냉각수를 사용하기 때문에 발전효율은 향상되지만 추가의 에너지 비용은 최소화된다.
In the present invention, the power plant hot water is used as the brine. The temperature of the saline water is increased by the use of the warm water and the temperature of the salinity difference generation module 10 is also raised. As a result, both the temperature of the brine and the temperature of the fresh water increase, and the flux of the membrane 11 increases, thereby improving the power generation efficiency. Meanwhile, according to the present invention, the use of the hot water cooling water, which has been merely discharged to the ocean, has the effect of improving the power generation efficiency but minimizing the additional energy cost.

도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 염수발전시스템은 염수 및/또는 담수를 필터링하는 필터링 수단을 더 포함할 수 있다.
Although not shown, the brine generating system according to the present invention may further include filtering means for filtering the brine and / or fresh water.

이하 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 염도차 발전 시스템을 설명한다.Hereinafter, a salinity difference generation system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 염도차 발전 시스템을 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 염도차 발전 시스템의 제어방법을 나타낸 것이다. FIG. 2 shows a salinity difference generation system according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a control method of the salinity difference generation system according to the second embodiment of the present invention.

제2실시예에 따른 염도차 발전 시스템(2)은 제1실시예에 비해 열교환기(61, 62), 온도 센서(71, 72), 밸브(81, 82)를 더 포함한다. 제어부(90)는 온도센서(71, 72)의 측정값에 기초하여 밸브(81, 82)를 제어한다.The salinity difference generation system 2 according to the second embodiment further includes heat exchangers 61 and 62, temperature sensors 71 and 72 and valves 81 and 82 as compared with the first embodiment. The control unit 90 controls the valves 81 and 82 based on the measured values of the temperature sensors 71 and 72. [

열교환기(61, 62)는 발전소로부터 스팀을 공급받아 담수 및 염수를 가열한다. 이에 의해 담수와 염수의 온도는 더욱 상승하여 멤브레인(11)의 플럭스가 더욱 커진다.The heat exchangers (61, 62) receive steam from the power plant and heat the fresh water and salt water. As a result, the temperature of the fresh water and the salt water further increases, and the flux of the membrane 11 becomes larger.

온도센서(71, 72)는 열교환기(61, 62)를 통과한 담수 및 염수의 온도를 측정하며, 밸브(81, 82)는 열교환기(61, 62)로 공급되는 스팀의 양을 조절한다.The temperature sensors 71 and 72 measure the temperatures of the fresh water and salt water that have passed through the heat exchangers 61 and 62 and the valves 81 and 82 regulate the amount of steam supplied to the heat exchangers 61 and 62 .

제어부(90)는 온도센서(71, 72)의 측정값에 기초하여 밸브(81, 82)를 제어하는데, 예를 들어, 제1온도센서(71)에서 측정한 담수의 온도가 낮으면 제1밸브(81)를 더 개방하여 제1열교환기(61)에 공급되는 스팀의 양을 공급한다.The controller 90 controls the valves 81 and 82 based on the measured values of the temperature sensors 71 and 72. For example, when the temperature of the fresh water measured by the first temperature sensor 71 is low, The valve 81 is further opened to supply the amount of steam supplied to the first heat exchanger 61.

제2실시예에 따르면, 담수 및/또는 염수의 온도를 더욱 상승시킬 수 있어 멤브레인(11)의 플럭스를 더욱 증가시킬 수 있다. 반면, 담수 및/또는 염수의 가열원으로 발전소의 스팀을 사용하므로 원가증가가 크지 않다.According to the second embodiment, the temperature of the fresh water and / or the salt water can be further raised, and the flux of the membrane 11 can be further increased. On the other hand, the increase of the cost is not large because the steam of the power plant is used as a source of heating the fresh water and / or brine.

다른 실시예에서는 온도센서(71, 72)에서 측정되는 담수와 염수의 온도에 대하여 일정한 범위가 설정되어 있을 수 있으며, 제어부(90)는 담수와 염수의 온도가 일정한 범위가 되도록 밸브(81, 82)를 제어할 수 있다.In another embodiment, a predetermined range may be set for the temperature of the fresh water and brine measured by the temperature sensors 71 and 72. The controller 90 controls the valves 81 and 82 Can be controlled.

또 다른 실시예에서는 담수 및 염수의 유량을 측정하고, 제어부(90)는 온도 및 유량에 기초하여 밸브(81, 82)를 제어할 수 있다. 유량 측정은 염도차 발전 모듈(10)의 전 또는/및 후에서 이루어질 수 있다.
In another embodiment, the flow rate of fresh water and brine is measured, and the control unit 90 can control the valves 81 and 82 based on the temperature and the flow rate. The flow rate measurement may be performed before and / or after the salinity difference generation module 10.

이상의 본 발명에 따르면 기존 발전소의 구조변경이 최소화되기 때문에 설계 및 제작이 용이하다. 또한 적은 비용으로 에너지를 얻을 수 있어 경제적인 발전이 가능하며, 버려지는 냉각수를 이용하여 에너지를 회수 및 이용하는 방식이기 때문에 에너지 절약 및 에너지 효용가치를 높일 수 있으며, 친환경적이다.
According to the present invention, since the structural change of the existing power plant is minimized, it is easy to design and manufacture. Also, energy can be obtained at a low cost, and economic development is possible. Since the energy is recovered and used by using the abandoned cooling water, the energy conservation and energy utility value can be increased, and it is environmentally friendly.

전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The above-described embodiments are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

Claims (14)

염도차 발전 시스템에 있어서,
멤브레인을 사이에 두고 마주하는 염수 플로우 영역과 담수 플로우 영역을 포함하는 염도차 발전 모듈과;
상기 염도차 발전 모듈에서 유출되는 염수를 이용하여 발전하는 터빈과;
일측으로부터 유입되는 발전소의 온배수를 상기 염수 플로우 영역에 공급하는 염수 공급부를 포함하는 염도차 발전 시스템.In a salinity differential power generation system,
A salinity flow generation module including a brine flow area and a fresh water flow area opposed to each other with the membrane therebetween;
A turbine generating electricity using brine discharged from the salinity difference generation module;
And a brine supply unit for supplying the brine of the power plant flowing from the one side to the brine flow area. 제1항에 있어서,
상기 발전소는 원자력 발전소인 것을 특징으로 하는 염도차 발전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the power plant is a nuclear power plant. 제1항에 있어서,
상기 담수 플로우 영역에 담수를 공급하는 담수 공급부와;
상기 발전소의 열원을 이용하여 상기 담수 공급부를 가열하는 담수 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염도차 발전 시스템.The method according to claim 1,
A fresh water supply unit for supplying fresh water to the fresh water flow area;
Further comprising a fresh water heat exchanger for heating the fresh water supply unit using a heat source of the power plant. 제3항에 있어서,
상기 발전소의 열원을 이용하여 상기 염수 공급부를 가열하는 염수 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염도차 발전 시스템.The method of claim 3,
Further comprising a brine heat exchanger for heating the brine supply unit using a heat source of the power plant. 제4항에 있어서,
상기 열원은 상기 발전소의 스팀을 포함하는 것을 특징으로 하는 염도차 발전 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the heat source comprises steam of the power plant. 제5항에 있어서,
상기 담수 플로우 영역에 공급되는 담수의 온도를 측정하는 제1온도센서;
상기 염수 플로우 영역에 공급되는 염수의 온도를 측정하는 제2온도센서;
상기 담수 열교환기에 공급되는 스팀의 양을 제어하는 제1밸브;
상기 염수 열교환기에 공급되는 스팀의 양을 제어하는 제2밸브; 및
상기 제1온도센서 및 상기 제2온도센서로부터 측정된 온도를 기초로 상기 제1밸브와 상기 제2밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염도차 발전 시스템.6. The method of claim 5,
A first temperature sensor for measuring a temperature of fresh water supplied to the fresh water flow area;
A second temperature sensor for measuring the temperature of the brine supplied to the brine flow area;
A first valve for controlling an amount of steam supplied to the fresh water heat exchanger;
A second valve for controlling the amount of steam supplied to the brine heat exchanger; And
Further comprising a control unit for controlling the first valve and the second valve based on a temperature measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor. 제6항에 있어서,
상기 담수 플로우 영역에 공급되는 담수의 유량을 측정하는 제1유량계;
상기 염수 플로우 영역에 공급되는 염수의 유량을 측정하는 제2유량계를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 제1유량계 및 상기 제2유량계에서 측정한 유량에 더 기초하여 상기 제1밸브와 상기 제2밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 염도차 발전 시스템.The method according to claim 6,
A first flow meter for measuring a flow rate of fresh water supplied to the fresh water flow area;
Further comprising a second flow meter for measuring a flow rate of brine supplied to the brine flow area,
Wherein the control unit controls the first valve and the second valve based further on the flow rate measured by the first flow meter and the second flow meter. 염도차 발전 방법에 있어서,
멤브레인을 사이에 두고 마주하는 염수 플로우 영역과 담수 플로우 영역을 포함하는 염도차 발전 모듈과, 상기 염도차 발전 모듈에서 유출되는 염수를 이용하여 발전하는 터빈을 마련하는 단계와;
일측으로부터 유입된 발전소의 온배수를 상기 염수 플로우 영역에 공급하는 단계를 포함하는 염도차 발전 방법.In the salinity difference generation method,
A salinity flow generation module including a brine flow area and a fresh water flow area opposed to each other with the membrane therebetween; and a turbine generating electricity using brine discharged from the salinity generation module;
And supplying hot water of the power plant introduced from one side to the brine flow area. 제8항에 있어서,
상기 발전소는 원자력 발전소인 것을 특징으로 하는 염도차 발전 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the power plant is a nuclear power plant. 제8항에 있어서,
상기 발전소의 열원을 이용하여 담수를 가열하는 단계와;
상기 가열된 담수를 상기 담수 플로우 영역에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염도차 발전 방법.9. The method of claim 8,
Heating the fresh water using a heat source of the power plant;
Further comprising the step of supplying the heated fresh water to the fresh water flow region. 제10항에 있어서,
상기 발전소의 열원을 이용하여 염수가 상기 염수 플로우 영역에 공급되기 전에 염수를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염도차 발전 방법. 11. The method of claim 10,
Further comprising the step of heating the brine before the brine is supplied to the brine flow area using the heat source of the power plant. 제11항에 있어서,
상기 열원은 스팀을 포함하는 것을 특징으로 하는 염도차 발전 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the heat source comprises steam. 제12항에 있어서,
상기 담수 플로우 영역에 공급되는 담수의 온도를 측정하는 단계와;
상기 염수 플로우 영역에 공급되는 염수의 온도를 측정하는 단계와;
상기 측정된 온도를 기초로 스팀 공급량을 제어하는 단계를 더 포함하는 염도차 발전 방법. 13. The method of claim 12,
Measuring the temperature of fresh water supplied to the fresh water flow area;
Measuring the temperature of the brine supplied to the brine flow area;
And controlling the steam supply amount based on the measured temperature. 제13항에 있어서,
상기 담수 플로우 영역에 공급되는 담수의 유량을 측정하는 단계와;
상기 염수 플로우 영역에 공급되는 염수의 유량을 측정하는 단계를 더 포함하며,
상기 스팀 공급량의 제어는 측정된 유량에 더 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 염도차 발전 방법.





14. The method of claim 13,
Measuring a flow rate of fresh water supplied to the freshwater flow area;
Further comprising the step of measuring a flow rate of the brine supplied to the brine flow area,
Wherein the control of the steam supply amount is performed based on the measured flow rate.





KR1020150085386A 2015-06-16 2015-06-16 Power generating system using salinity gradient and Method of power generating using salinity gradient KR101758979B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150085386A KR101758979B1 (en) 2015-06-16 2015-06-16 Power generating system using salinity gradient and Method of power generating using salinity gradient

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150085386A KR101758979B1 (en) 2015-06-16 2015-06-16 Power generating system using salinity gradient and Method of power generating using salinity gradient

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160148386A true KR20160148386A (en) 2016-12-26
KR101758979B1 KR101758979B1 (en) 2017-07-17

Family

ID=57733946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150085386A KR101758979B1 (en) 2015-06-16 2015-06-16 Power generating system using salinity gradient and Method of power generating using salinity gradient

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101758979B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019117532A3 (en) * 2017-12-11 2019-08-01 한국에너지기술연구원 Salinity gradient/solar energy hybrid power generation apparatus and desalination system using same
KR20200037646A (en) * 2018-10-01 2020-04-09 한국에너지기술연구원 Desalination system with complex power generation
CN111810268A (en) * 2020-08-11 2020-10-23 四川大学 Hot end constant temperature heat conduction type waste heat power generation device
CN111810268B (en) * 2020-08-11 2024-06-07 四川大学 Hot end constant temperature heat conduction type waste heat power generation device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11502322B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11502323B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10132A (en) 1853-10-18 Implement foe cutting cloth

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013174212A (en) * 2012-02-27 2013-09-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Concentration difference power generator
KR101328433B1 (en) * 2013-08-08 2013-11-14 주식회사 에이이 Salinity gradient power system using seawater

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10132A (en) 1853-10-18 Implement foe cutting cloth

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019117532A3 (en) * 2017-12-11 2019-08-01 한국에너지기술연구원 Salinity gradient/solar energy hybrid power generation apparatus and desalination system using same
KR20200037646A (en) * 2018-10-01 2020-04-09 한국에너지기술연구원 Desalination system with complex power generation
CN111810268A (en) * 2020-08-11 2020-10-23 四川大学 Hot end constant temperature heat conduction type waste heat power generation device
CN111810268B (en) * 2020-08-11 2024-06-07 四川大学 Hot end constant temperature heat conduction type waste heat power generation device

Also Published As

Publication number Publication date
KR101758979B1 (en) 2017-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104021829B (en) A kind of multiduty unsteady nuclear-energy plant
Kwon et al. Parametric study of reverse electrodialysis using ammonium bicarbonate solution for low-grade waste heat recovery
KR101758979B1 (en) Power generating system using salinity gradient and Method of power generating using salinity gradient
CN103708665B (en) Renewable energy source associating hotting mask coupling sea water desaltination and salt making system
KR20090086246A (en) Osmotic heat engine
KR101297930B1 (en) Hybrid power generation system using salinity gradient of sea water and fresh water
KR101338187B1 (en) Sea to fresh water and binary cycle generation system using solar energy
Abdelgaied et al. Assessment of an innovative hybrid system of PVT-driven RO desalination unit integrated with solar dish concentrator as preheating unit
Palanisami et al. Utilization of solar energy for direct contact membrane distillation process: An experimental study for desalination of real seawater
KR20190062802A (en) A Seawater Desalination Load Bank System and Its Control Method for Ocean Thermal Energy Conversion System Test and Surplus Power Utilization for Grid Stabilization
CN103496751A (en) Low-temperature energy-saving marine seawater desalination system
Cioccolanti et al. Comparison of different operation modes of a single effect thermal desalination plant using waste heat from m-CHP units
WO2019117532A3 (en) Salinity gradient/solar energy hybrid power generation apparatus and desalination system using same
KR20160043650A (en) Marine power plant using evaporative desalination system
CN203826018U (en) Multipurpose floating nuclear energy device
CN204022609U (en) Renewable energy source associating hotting mask coupling sea water desaltination and salt making system
CN103896350B (en) A kind of island seawater desalination system and method
KR101526220B1 (en) Adjustment device of condenser effluent from power plant, and salinity gradient power generation system using this adjustment device
CN215479918U (en) Offshore water and electricity co-production device based on temperature difference energy and membrane distillation
SG10201809521VA (en) Operation method of the efficient solar flat plate heat absorption system
KR101519828B1 (en) A hybrid power generation system using energy of salinity difference between salt water and sea water
KR101668244B1 (en) Multi-stage salinity gradient power system using salty feed solution
CN205245585U (en) Slot type solar energy pharmacy heat energy system
CN203529968U (en) Solar wind-power combination seawater desalination device
KR20210038063A (en) High efficiency combined desalination system using renewable energy

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant