KR20180043525A - Power generating and desalination composite plant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발전 및 담수화 복합 플랜트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액화천연가스를 저장 및 기화시킬 수 있는 부유식 구조물에 발전플랜트 및 담수화 플랜트를 통합형으로 구성한 발전 및 담수화 복합 플랜트에 관한 것이다The present invention relates to a combined power generation and desalination plant, and more particularly, to a combined power generation and desalination plant in which a power generation plant and a desalination plant are integrated into a floating structure capable of storing and vaporizing liquefied natural gas
최근 급격한 산업화로 사람들의 생활수준은 향상되고 있으나 자연환경의 오염에 따른 기후 변화 등으로 인하여 지구촌 곳곳에서 가뭄현상에 따른 물 부족 현상이 자주 발생되고 있는데 이러한 현상은 세계적인 추세로서 앞으로도 물 부족 현상은 더욱 심각해질 전망이다. 상기와 같은 물 부족 문제를 해결하기 위한 방안으로 댐 건설, 지하수 개발 등이 있으나 댐 건설의 경우에는 자연환경의 훼손뿐만 아니라 댐 건설에 막대한 비용이 소요되기 때문에 댐 건설이 쉽지 않으며, 지하수 개발의 경우에도 무분별한 개발로 인해 지하수 자원이 고갈되어 있을 뿐만 아니라 지하수의 오염이 심각하기 때문에 수자원의 확보가 쉽지 않아 장기적으로는 근본적인 해결책이 되지 못한다.Recently, people's living standards have been improved due to rapid industrialization, but water shortage due to drought phenomenon is frequently occurring in various places all over the world due to the climate change due to pollution of the natural environment. This phenomenon is a global trend, It is expected to become serious. In order to solve the above water shortage problem, there are dam construction and ground water development. However, in case of dam construction, it is not easy to construct the dam because damages to the natural environment and dam construction are very costly. , The groundwater resources are exhausted due to indiscreet development, and groundwater contamination is severe, so it is not easy to secure water resources and it is not a fundamental solution in the long term.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 선진국인 미국, 일본, 독일 등에서는 이미 오래전부터 풍부한 수자원인 바닷물로부터 담수를 얻는 방법들을 개발하여 식수나 공업용수로 사용하고 있다. 이와 같이 바닷물로부터 담수를 얻는 방법들은 바닷물을 가열하여 물의 증발과 응축성질을 이용하여 담수를 얻는 증발법과 고압펌프를 이용하여 바닷물에서 담수와 염수를 분리시켜 담수를 얻는 역삼투압법, 바닷물에 기계적인 힘을 가하면 증기가 발생되고 이를 응축시켜 담수를 얻는 증기 압축법, 해수를 빙점(-1.8℃)이하로 냉각시키면 해수 중의 염분은 얼음의 성장계면에서 배제되면서 얼음의 결정체가 석출되고 얼음 결정이 결정표면과 결정 사이에 있는 농축된 해수 중의 염분을 분리세정해서 해수를 담수화하는 냉동결정법 등 여러 가지 방법이 있다. In order to solve these problems, advanced countries such as USA, Japan and Germany have already developed methods for obtaining fresh water from seawater which has been rich in water resources for a long time and use it as drinking water or industrial water. Methods for obtaining fresh water from seawater include evaporation method in which seawater is heated to obtain fresh water using evaporation and condensation properties of water, reverse osmosis method in which fresh water is obtained by separating fresh water and salt water from a seawater by using a high pressure pump, When steam is generated and steam is condensed to obtain fresh water, the sea water is cooled at the freezing point (-1.8 ℃) or lower, and the salt in the seawater is excluded from the growth interface of the ice, and crystals of ice are precipitated. And a freezing determination method in which seawater in the concentrated seawater between the surface and the crystal is separated and washed to desolate seawater.
이러한 담수화 설비중에서 냉동결정법 담수화는 저온에서 이루어지므로 낮은 온도로 인해 시스템의 부식이 최소화되고 스케일이나 침전의 우려가 적은 장점이 있다. 그러나, 이런 냉동결정법 담수화는 1950년대부터 개념이 도입되었고, 이후 냉동법 담수화를 이용한 시스템 사이클에 대한 연구등이 있어왔지만, 전 세계적으로 아직 상용화된 플랜트가 없어 향후 냉동법 담수화시스템을 구성하는 주요 구성기기 및 사이클 성능 개선에 대한 계속적인 연구가 필요하다.Among these desalination facilities, the desalination of the freeze-crystallization method is performed at a low temperature, so that the corrosion of the system is minimized due to the low temperature and there is no fear of scaling or sedimentation. However, this concept of desalination has been introduced since the 1950s, and there have been studies on the system cycle using the desalination method. However, since there is no commercialized plant in the world, the main components of the desalination system Continuous research on cycle performance improvement is needed.
본 발명의 일 과제는, 전력 발전 설비 및 담수화 설비가 조합된 플랜트로서, 복합 플랜트의 발전 효율을 개선할 수 있는 발전 및 담수화 복합 플랜트를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a combined power generation and desalination plant capable of improving power generation efficiency of a complex plant as a plant in which a power generation facility and a desalination plant are combined.
본 발명의 일 과제는, 전력 발전 설비의 배기가스 처리 시스템을 담수화 설비와 연계하여 효율을 높일 수 있는 발전 및 담수화 복합 플랜트를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a combined power generation and desalination plant in which an exhaust gas treatment system of a power generation facility can be linked to a desalination plant to enhance efficiency.
본 발명의 일 과제는, 전력 발전 설비와 연계하여 적은 에너지로 담수화 성능을 향상시킬 수 있는 발전 및 담수화 복합 플랜트를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a combined power generation and desalination plant capable of improving desalination performance with less energy in conjunction with an electric power generation facility.
본 발명의 일 과제는, 담수화 설비를 이용하여 전력 발전 설비에서 발생되는 배기가스의 저감 효율을 높일 수 있는 발전 및 담수화 복합 플랜트를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a combined power generation and desalination plant capable of increasing the efficiency of reducing exhaust gas generated in a power generation facility using a desalination plant.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited thereto, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 제공받은 액화천연가스를 기화시키는 기화기; 상기 기화가스를 이용하여 전력을 생산하는 발전플랜트; 및 상기 기화기에서 액화천연가스의 냉열을 이용해와 열교환을 통해 해수를 빙점이하로 냉각하여 담수를 만드는 담수화 플랜트를 포함하는 발전 및 담수화 복합 플랜트가 제공될 수 있다. According to an aspect of the invention, there is provided a liquefied natural gas storage tank; A vaporizer for vaporizing the liquefied natural gas provided from the storage tank; A power generation plant for generating power using the vaporized gas; And a desalination plant including a desalination plant for cooling the seawater below the freezing point through heat exchange using cold heat of liquefied natural gas in the vaporizer to produce fresh water.
또한, 상기 담수화 플랜트는 해수를 빙점이하로 냉각하는 해수 냉각기; 상기 해수 냉각기와 상기 기화기 간의 열교환을 위한 제1열교환부; 상기 해수 냉각기에서 만들어진 얼음을 함수((鹹數)로부터 분리하는 분리기; 및 상기 분리기에서 분리된 얼음을 용해하는 용해기를 포함할 수 있다.The desalination plant may further include: a seawater cooler for cooling the seawater below the freezing point; A first heat exchanger for heat exchange between the seawater cooler and the vaporizer; A separator for separating the ice made in the seawater cooler from a function and a dissolver for dissolving the ice separated from the separator.
또한, 상기 발전플랜트에서 배출되는 배기가스를 이용하여 상기 담수화플랜트에서 얼음을 용해하는 폐열 회수부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a waste heat recovery unit for dissolving ice in the desalination plant using exhaust gas discharged from the power generation plant.
또한, 상기 용해기와 상기 폐열 회수부 간의 열교환을 위한 제2열교환부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a second heat exchanger for heat exchange between the dissolver and the waste heat recovering unit.
또한, 상기 폐열 회수부를 통과한 배기가스에 함유된 불순물을 제거하는 스크러버를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a scrubber for removing impurities contained in the exhaust gas that has passed through the waste heat recovering unit.
또한, 상기 해수 냉각기에서 냉각된 해수를 상기 스크러버에 공급하는 해수 공급 라인을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a seawater supply line for supplying seawater cooled in the seawater cooler to the scrubber.
또한, 상기 용해기에서 용해된 담수를 상기 스크러버에 공급하는 담수 공급 라인을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a fresh water supply line for supplying fresh water dissolved in the dissolver to the scrubber.
또한, 상기 해수 냉각기에서 냉각된 해수와 상기 스크러버의 배기가스 간의 열교환을 위한 제3열교환부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a third heat exchanger for exchanging heat between the seawater cooled in the seawater cooler and the exhaust gas of the scrubber.
또한, 상기 발전플랜트에서 배출되는 배기가스에서 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 녹스 산화 장치를 더 포함하되; 상기 녹스 산화 장치는 상기 폐열 회수기와 상기 스크러버 사이 또는 상기 발전 플랜트와 상기 폐열 회수기 사이에 제공될 수 있다.The apparatus may further include a knox oxidation device for removing nitrogen oxides (NOx) from the exhaust gas discharged from the power plant, The knox oxidation apparatus may be provided between the waste heat recoverer and the scrubber or between the power generation plant and the waste heat recoverer.
또한, 상기 기화가스를 이용하여 전력을 생산하는 연료전지 설비; 및 상기 용해기에서 용해된 담수를 상기 폐열 회수기에서 열교환을 통해 수증기로 만들고 이를 상기 연료전지 설비로 공급하는 증기 공급라인을 더 포함할 수 있다.Further, a fuel cell system for generating electric power using the vaporized gas; And a steam supply line for converting the fresh water dissolved in the dissolver into water vapor through heat exchange in the waste heat recoverer and supplying the water vapor to the fuel cell facility.
본 발명의 실시예에 의하면, 전력 발전 설비 및 담수화 설비가 조합된 플랜트로서, 복합 플랜트의 발전 효율을 개선할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.According to the embodiments of the present invention, the power generation facility and the desalination facility are combined, and the power generation efficiency of the complex plant is remarkably improved.
본 발명의 실시예에 의하면, 전력 발전 설비의 배기가스 처리를 담수화 설비와 연계하여 효율을 높일 수 있는 각별한 효과를 갖는다.According to the embodiment of the present invention, the exhaust gas treatment of the electric power generation facility has a remarkable effect of increasing the efficiency in connection with the desalination facility.
본 발명의 실시예에 의하면, 적은 에너지로 담수화 성능을 향상시킬 수 있는 각별한 효과를 갖는다.According to the embodiment of the present invention, there is a remarkable effect that the desalination performance can be improved with less energy.
본 발명의 실시예에 의하면, 전력 발전 설비에서 발생되는 배기가스의 저감 효율을 높일 수 있는 각별한 효과를 갖는다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to enhance the efficiency of reducing the exhaust gas generated in the electric power generation facility.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전 및 담수화 복합 플랜트를 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전 및 담수화 복합 플랜트의 제1변형예를 보여주는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전 및 담수화 복합 플랜트의 제2변형예를 보여주는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전 및 담수화 복합 플랜트의 제3변형예를 보여주는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전 및 담수화 복합 플랜트의 제4변형예를 보여주는 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a combined power generation and desalination plant according to a first embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram showing a first modification of the power generation and desalination complex plant according to the first embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram showing a second modified example of the combined power generation and desalination plant according to the first embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram showing a third modified example of the combined power generation and desalination plant according to the first embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram showing a fourth modified example of the combined power generation and desalination plant according to the first embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout the specification and claims. The description will be omitted.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전 및 담수화 복합 플랜트를 보여주는 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a combined power generation and desalination plant according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 발전 및 담수화 복합 플랜트(10)는 액화천연가스 저장탱크(100), 기화기(200), 발전 플랜트(300) 그리고 담수화 플랜트(400)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a combined power generation and
발전 및 담수화 복합 플랜트(10)는 해상 부유식 구조물(1000)에 제공될 수 있다. 해상 부유식 구조물(1000)은 선체(1100)를 포함하며, 선체(110)에는 액화천연가스 저장탱크(100), 기화기(200), 발전 플랜트(300) 그리고 담수화 플랜트(400)가 설치될 수 있다.The power generation and
본 명세서에서 해상 부유식 구조물(1000)이란, LNG와 같이 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 해상에서 부유된 채 사용되는 구조물과 선박을 모두 포함하는 개념으로, 예를 들어 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 구조물뿐만 아니라 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박을 모두 포함하는 것이다. In this specification, the
액화천연가스 저장탱크(100)는 선체(1100) 측에 설치되고, 특히 액화천연가스 저장탱크(100)는 공간활용도를 높이도록 선체(1100)의 갑판(1110) 하부에 배치됨이 바람직하다. 도시하지 않았지만, 액화천연가스 저장탱크(100)에는 액화천연가스 운반선의 공급라인이 연결될 수 있으며, 이 공급라인을 통해 액화천연가스를 공급받아 저장할 수 있다. It is preferable that the liquefied natural
기화기(200)는 액화천연가스 저장탱크(100)의 액화천연가스를 기화시키도록 구성되고, 선체(1100)의 갑판(1110) 상부 또는 하부에 설치될 수 있다. 액화천연가스 저장탱크(100)와 기화기(200) 사이에는 액화천연가스 공급라인(110)이 연결되고, 이러한 액화천연가스 공급라인(110)을 통해 액화천연가스가 액화천연가스 저장탱크(100)로부터 기화기(200)로 이송된다.The
발전플랜트(300)는 액화천연가스 저장탱크(100), 기화기(200) 등과의 배치관계를 고려함과 더불어 공간활용도를 높이기 위하여 기화기와 인접하게 배치됨이 바람직하며, 기화기(200)에서 생성된 기화가스를 이용하여 전력을 생산하도록 구성될 수 있다. 기화기(200)와 발전플랜트(300) 사이에는 기화가스 공급라인(210)이 연결되고, 이 기화가스 공급라인(210)을 통해 기화가스가 발전플랜트(300) 측으로 공급된다.It is preferable that the
발전 플랜트(300)는 기화기(200)에서 생성된 기화가스를 연료로 하여, 이 기화가스를 연소시켜 전력을 생산하는데, 예컨대 기화가스를 연소시켜 발생한 열로 고온·고압의 수증기를 발생시키고, 상기 수증기에 의해 터빈을 구동시켜 전기에너지를 발생시키도록 구성할 수 있다. The
일 예로, 발전 플랜트(300)는 발전부(310), 폐열 회수기(320), 녹스 산화장치(330) 그리고 스크러버(340)를 포함할 수 있다.For example, the
도시하지 않았지만, 발전부(310)는 천연가스를 공급받아 연소시켜 구동되는 가스 터빈과, 가스 터빈에서 배출되는 배기를 열원으로 증기를 생성하는 배열회수 보일러와, 배열회수 보일러에서 생성된 증기로 구동되는 증기 터빈과, 가스 터빈 및 증기 터빈의 운동 에너지를 전기 에너지로 전환하는 발전기를 포함할 수 있다. Although not shown, the
폐열회수기(320)는 발전부(310)와 인접하게 배치됨이 바람직하고, 발전부(310)에서 발생한 고온·고압의 수증기, 전기에너지, 배기가스의 폐열 등과 같은 에너지를 이용하여 담수화 설비(400)에서 필요한 열원을 제공하도록 구성될 수 있다.The waste
녹스 산화 장치(330)는 발전부(310)에서 배출되는 배기가스에서 질소산화물(NOx)을 제거한다. 다시 말해, 녹스 산화 장치는 스크러버(340)에서 Nox를 제거하기 위해서 NO -> NO2 로 산화시키는 장치이다. 일반적으로 스크러버(340)는 Nox를 제거할 수 없으나, 이와 같은 장치를 사용해서 NO2 형태로 변환시킬 경우 H2O와 반응하여 HNO3 형태로 바꿔서 Nox를 제거할 수 있다. (구체적인 방법 : 오존, 플라즈마, 차아염소산나트륨(NaOCl) 을 사용하여 NO -> NO2 로 산화)The
스크러버(340)는 폐열 회수기(320)를 통과한 배기가스에 함유된 불순물(일 예로 황산화물)을 제거한다. 스크러버(340)에는 배기가스를 냉각시키거나 불순물을 제거하기 위해 해수와 청수가 사용되며, 청수는 해수 냉각기(410)에서 얼려지지 않은 냉각된 해수중 일부를 제공받아 사용될 수 있다.The
이에 따라, 스크러버(430)에 사용되는 물은 온도가 낮을수록 효율이 향상될 수 있고, 낮은 온도의 해수로 스크러빙 하게 되면 백연현상을 급격히 줄일 수 있다. Accordingly, the efficiency of the water used for the
담수화 플랜트(400)는 액화천연가스의 냉열을 이용해 열교환을 통해 해수를 빙점이하로 냉각하여 담수를 만드는 냉동결정법 담수화 설비이다. 담수화 플랜트(400)는 해수 냉각기(410), 제1열교환부(420), 얼음 분리기(430), 용해기(440), 그리고 제2열교환부(450)를 포함할 수 있다. The desalination plant (400) is a desalination plant for freezing crystal method in which fresh water is cooled by cooling the seawater below the freezing point through heat exchange using the cold heat of liquefied natural gas. The
도 1에서와 같이, 담수화 플랜트(400)의 해수 냉각기(410)는 기화기(200)의 냉각열원을 사용하여 운전된다. 1, the
이를 위해 제1열교환부(420)는 기화기(200)와 해수 냉각기(410) 사이에 폐루프관을 형성하고, 폐루프관에 열매체를 순환시키는 구조로 제공될 수 있다. 열매체는 열의 전달에 사용되는 물질의 총칭으로, 극저온 상태의 LNG와의 열교환에 의해서 동결되지 않도록 열매체 오일(thermal(hot) oil)이나 글리콜 워터(glycol water) 혹은 증발형 냉매 등과 같은 빙점이 낮은 물질을 사용하는 것이 바람직하다. To this end, the first
본 발명의 실시예는 기화기(200)와 해수 냉각기(410) 사이에 열매체를 순환시키는 구조를 형성함으로써 액화천역가스를 기화시키는 과정에서 배출되는 냉열의 일부를 해수를 냉각시키는데 이용하게 됨으로써 담수화 플랜트(400)의 에너지 효율을 향상시키는 효과가 발생된다.The embodiment of the present invention forms a structure for circulating the heating medium between the
해수 냉각기(410)는 해수(약 30도씨)를 -10 ~ -30도의 온도로 냉각을 시키는 장치로 -30도 이상의 온도에서 천천히 냉각이 되면 해수 중에 물(담수) 성분을 얼음으로 만드는 장치이다. 해수냉각에 필요한 냉열은 LNG 를 기화시키는데 필요한 열을 사용한다.The
해수 냉각기(410)에서 해수는 제1열교환부(420)의 열매체와 열교환하여 수분이 동결되면서 얼음 알갱이가 생성된다. 해수 냉각기(410)에서 생성된 얼음 알갱이는 얼음 분리기(430)로 제공된다. 한편, 해수 냉각기(410)와 스크러버(340) 사이에는 냉각 해수 공급 라인(412)이 연결되고, 이러한 냉각 해수 공급 라인(412)을 통해 해수 냉각기(410)에서 냉각된 해수가 스크러버(340)로 공급된다. In the
얼음 분리기(430)에서는 얼음과 염수가 분리되고, 분리된 얼음은 용해기(440)에서 생산된 담수 일부분을 이용해 얼음 알갱이 표면의 염수를 세정하게 된다. 세정된 얼음은 용해기(440)로 제공된다. In the
용해기(440)에서는 얼음 알갱이가 제2열교환부(450)의 열매체와 열교환을 통해 융해되어 담수가 생성된다. 제2열교환부(450)는 폐열 회수기(320)와 용해기(440) 사이에 폐루프관을 형성하고, 폐루프관에 열매체를 순환시키는 구조로 제공될 수 있다. In the
이와 같이 용해기(440)에서 필요한 열을 발전부에서 발생하는 배기가스열(200~300도씨)을 회수하여서 사용함으로써, 스크러버(340)에 공급되는 배기가스 온도를 떨어트릴 수 있다. 스크러버(340)로 공급되는 배기가스의 온도가 낮을 경우 스크러버 효율이 증가하고, 부피를 줄일 수 있다. In this way, the heat required in the
발전플랜트(300)에는 육상의 전기필요지역 또는 전력 수요처로 전기를 공급하는 전기 공급라인(390)이 연결될 수 있고, 담수화 설비(400)의 용해기(440)에는 담수 수요처로 담수를 공급하는 담수화 공급라인(490)이 연결될 수 있다. The
도 2은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전 및 담수화 복합 플랜트의 제1변형예를 보여주는 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram showing a first modification of the power generation and desalination complex plant according to the first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 발전 및 담수화 복합 플랜트(10a)는 액화천연가스 저장탱크(100), 기화기(200), 발전 플랜트(300) 그리고 담수화 플랜트(400)를 포함할 수 있으며, 이들은 도 1에 도시된 발전 및 담수화 복합 플랜트(10)와 대체로 동일한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 변형예를 설명하기로 한다. 2, the combined power generation and
본 변형예에서, 녹스 산화 장치(330)는 발전부와 폐열 회수기 사이에 제공된다는데 그 차이가 있다.In this modification, the
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전 및 담수화 복합 플랜트의 제2변형예를 보여주는 구성도이다.3 is a configuration diagram showing a second modified example of the combined power generation and desalination plant according to the first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 발전 및 담수화 복합 플랜트(10b)는 액화천연가스 저장탱크(100), 기화기(200), 발전 플랜트(300) 그리고 담수화 플랜트(400)를 포함할 수 있으며, 이들은 도 1에 도시된 발전 및 담수화 복합 플랜트(10)와 대체로 동일한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 변형예를 설명하기로 한다. 3, the combined power generation and
본 변형예에서, 스크러버에 제공되는 청수는 용해기에서 만들어진 담수 중 일부를 제공받아 사용될 수 있다. 이때, 필요한 경우 해수 냉각기(410)에서 냉각된 해수의 냉열을 이용하여 담수를 냉각하여 스크러버로 공급할 수 있다. 스크러버는 담수를 공급받아 스크러버 작동에 필요한 70℃ 이하의 온도로 열교환하는데 활용될 수 있다. In this modification, the fresh water provided in the scrubber can be used by receiving some of the fresh water produced in the dissolver. At this time, if necessary, the cold water of the seawater cooled in the
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전 및 담수화 복합 플랜트의 제3변형예를 보여주는 구성도이다.4 is a configuration diagram showing a third modified example of the combined power generation and desalination plant according to the first embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 발전 및 담수화 복합 플랜트(10c)는 액화천연가스 저장탱크(100), 기화기(200), 발전 플랜트(300) 그리고 담수화 플랜트(400)를 포함할 수 있으며, 이들은 도 1에 도시된 발전 및 담수화 복합 플랜트(10)와 대체로 동일한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 변형예를 설명하기로 한다. 4, the combined power generation and
본 변형예에서, 스크러버와 냉각 해수 공급 라인(412)간의 열교환을 위한 제3열교환부(480)를 갖는데 그 특징이 있다. 제3열교환부(480)는 냉각된 해수를 사용해 스크러버(340) 작동에 필요한 온도로 열교환하는데 활용된다. 예를 들어, 스크러버(340)가 클로즈 타입(close type)인 경우 계속해서 순환되는 스크러버 수(담수 혹은 해수 모두 가능)를 쿨링하면 효율이 증가하는데, 이에 필요한 냉열을 냉각된 해수 혹은 해수 냉각기에서 공급할 수 있다. In this modification, the
이러한 열교환은 스크러버 완료후 배출되는 가스를 매우 건조하고 낮은 온도의 공기(냉각된 해수와 공기를 열교환)를 활용해 상대습도를 낮추어 백연 저감 효과를 기대할 수 있다.This heat exchange can be expected to reduce the white smoke by lowering the relative humidity by using very dry and low temperature air (heat exchange between the cooled seawater and the air) after the completion of the scrubber.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전 및 담수화 복합 플랜트의 제4변형예를 보여주는 구성도이다.5 is a configuration diagram showing a fourth modified example of the combined power generation and desalination plant according to the first embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 발전 및 담수화 복합 플랜트(10d)는 액화천연가스 저장탱크(100), 기화기(200), 발전 플랜트(300) 그리고 담수화 플랜트(400)를 포함할 수 있으며, 이들은 도 1에 도시된 발전 및 담수화 복합 플랜트(10)와 대체로 동일한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 변형예를 설명하기로 한다. 5, the combined power generation and
본 변형예에서는 스크러버 대신 SCR(질소산화물 제거 장치)(460)을 사용할 수 있다. SCR(460)을 사용할 경우에는 배기가스의 온도가 높을수록 효율이 증가한다. 이 경우 앞서 설명한 폐열회수기를 사용할 수도 있고 사용하지 않을 수도 있다.In this modified example, SCR (nitrogen oxide removal equipment) 460 can be used instead of the scrubber. When the
그래서 추가의 친환경 발전장치인 연료전지(혹은 터빈도 가능)(600)를 설치하고, 그 배기가스의 열을 이용해서 발전부 배기가스 온도를 높이거나, 용해기(440)에 필요한 열을 공급할 수 있다. 즉, 용해기(440)에서 용해된 담수를 폐열 회수기에서 열교환을 통해 수증기로 만들고 이를 연료전지 설비로 공급하는 증기 공급라인(470)을 포함할 수 있다. Therefore, a fuel cell (or a turbine can also be used) 600, which is an additional eco-friendly power generation device, is installed, the exhaust gas temperature of the power generation portion is increased by using the heat of the exhaust gas, have. That is, it may include a
이 경우 연료전지(600)의 연료는 기화된 NG를 사용하며, NG를 개질하기 위해서 필요한 담수는 담수화 플랜트에서 생산된 담수를 사용할 수 있다. In this case, the fuel of the
이와 같은 본 발명은 섬지역이나 개발도상국 등과 같이 담수 및 전기 등이 부족한 지역에 매우 유용하게 활용될 수 있다. 즉, 발전플랜트(300)에서 생산된 전기에너지를 전기 공급라인(390)을 통해 육상의 수요처로 공급할 수 있고, 담수화 플랜트에서 생산된 담수를 담수화 공급라인(490)을 통해 육상의 수요처로 공급할 수 있다.The present invention can be very usefully applied to areas lacking fresh water and electricity, such as island areas and developing countries. That is, the electric energy produced by the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100: 액화천연가스 저장탱크
200 : 기화기
300 : 발전 플랜트
400 : 담수화 플랜트100: liquefied natural gas storage tank 200: vaporizer
300: Power plant 400: Desalination plant
Claims (10)
상기 저장탱크로부터 제공받은 액화천연가스를 기화시키는 기화기;
상기 기화기에서 생성된 기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 발전플랜트; 및
상기 기화기에서 액화천연가스의 냉열을 이용해 열교환을 통해 해수를 빙점이하로 냉각하여 담수를 만드는 담수화 플랜트를 포함하는 발전 및 담수화 복합 플랜트. Liquefied natural gas storage tanks;
A vaporizer for vaporizing the liquefied natural gas provided from the storage tank;
A power generation plant for generating power using the vaporized gas generated in the vaporizer; And
And a desalination plant for recovering fresh water by cooling the seawater below the freezing point through heat exchange using the cold heat of liquefied natural gas in the vaporizer.
상기 담수화 플랜트는
해수를 빙점이하로 냉각하는 해수 냉각기;
상기 해수 냉각기와 상기 기화기 간의 열교환을 위한 제1열교환부;
상기 해수 냉각기에서 만들어진 얼음을 함수((鹹數)로부터 분리하는 분리기; 및
상기 분리기에서 분리된 얼음을 용해하는 용해기를 포함하는 발전 및 담수화 복합 플랜트. The method according to claim 1,
The desalination plant
A seawater cooler for cooling the seawater below the freezing point;
A first heat exchanger for heat exchange between the seawater cooler and the vaporizer;
A separator for separating the ice made in the seawater cooler from a function;
And a dissolver for dissolving the ice separated from the separator.
상기 발전 플랜트는
상기 기화가스를 연소시켜 전기를 생산하는 발전부; 및
상기 담수화플랜트에서 얼음을 용해하기 위해 상기 발전부에서 배출되는 배기가스로부터 폐열을 회수하는 폐열 회수기를 포함하는 발전 및 담수화 복합 플랜트. 3. The method of claim 2,
The power plant
A power generator for generating electricity by burning the vaporized gas; And
And a waste heat recoverer for recovering waste heat from the exhaust gas discharged from the power generation unit to dissolve ice in the desalination plant.
상기 용해기와 상기 폐열 회수기 간의 열교환을 위한 제2열교환부를 더 포함하는 발전 및 담수화 복합 플랜트. The method of claim 3,
And a second heat exchanger for heat exchange between the dissolver and the waste heat recoverer.
상기 발전플랜트는
상기 폐열 회수기를 통과한 배기가스에 함유된 불순물을 제거하는 스크러버를 더 포함하는 발전 및 담수화 복합 플랜트. The method of claim 3,
The power plant
And a scrubber for removing impurities contained in the exhaust gas passing through the waste heat recoverer.
상기 해수 냉각기에서 냉각된 해수를 상기 스크러버에 공급하는 해수 공급 라인을 더 포함하는 발전 및 담수화 복합 플랜트. 6. The method of claim 5,
And a seawater supply line for supplying seawater cooled in the seawater cooler to the scrubber.
상기 용해기에서 용해된 담수를 상기 스크러버에 공급하는 담수 공급 라인을 더 포함하는 발전 및 담수화 복합 플랜트. 6. The method of claim 5,
And a fresh water supply line for supplying fresh water dissolved in the dissolver to the scrubber.
상기 해수 냉각기에서 냉각된 해수와 상기 스크러버 간의 열교환을 위한 제3열교환부를 더 포함하는 발전 및 담수화 복합 플랜트. 6. The method of claim 5,
And a third heat exchanger for exchanging heat between the seawater cooled in the seawater cooler and the scrubber.
상기 발전플랜트는
상기 발전부에서 배출되는 배기가스에서 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 녹스 산화 장치를 더 포함하되;
상기 녹스 산화 장치는 상기 폐열 회수기와 상기 스크러버 사이 또는 상기 발전부와 상기 폐열 회수기 사이에 제공되는 발전 및 담수화 복합 플랜트. 6. The method of claim 5,
The power plant
Further comprising a knox oxidation device for removing nitrogen oxides (NOx) from the exhaust gas discharged from the power generation section;
Wherein the knox oxidation apparatus is provided between the waste heat recovery unit and the scrubber or between the power generation unit and the waste heat recovery unit.
상기 기화가스를 이용하여 전력을 생산하는 연료전지 설비; 및
상기 용해기에서 용해된 담수를 상기 폐열 회수기에서 열교환을 통해 수증기로 만들고 이를 상기 연료전지 설비로 공급하는 증기 공급라인을 더 포함하는 발전 및 담수화 복합 플랜트.
The method of claim 3,
A fuel cell facility for producing power using the gasification gas; And
And a steam supply line for converting the fresh water dissolved in the dissolver into water vapor through heat exchange in the waste heat recoverer and supplying the water vapor to the fuel cell facility.
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