KR20190037919A - 발전 및 히트펌프의 연계 시스템 - Google Patents

발전 및 히트펌프의 연계 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190037919A
KR20190037919A KR1020170127747A KR20170127747A KR20190037919A KR 20190037919 A KR20190037919 A KR 20190037919A KR 1020170127747 A KR1020170127747 A KR 1020170127747A KR 20170127747 A KR20170127747 A KR 20170127747A KR 20190037919 A KR20190037919 A KR 20190037919A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
working fluid
point
circulation line
turbine
heat pump
Prior art date
Application number
KR1020170127747A
Other languages
English (en)
Inventor
김범주
함진기
이준호
김학래
이철희
Original Assignee
한국전력공사
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사, 현대중공업 주식회사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020170127747A priority Critical patent/KR20190037919A/ko
Publication of KR20190037919A publication Critical patent/KR20190037919A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
    • F01K25/103—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K19/00—Regenerating or otherwise treating steam exhausted from steam engine plant
    • F01K19/02—Regenerating by compression
    • F01K19/04—Regenerating by compression in combination with cooling or heating
    • 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
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/32—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines using steam of critical or overcritical pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y02T10/166—

Abstract

본 발명은 발전 및 히트펌프의 연계 시스템에 관한 것으로, 작동유체가 순환하는 순환라인과, 순환라인 중에 마련되고 작동유체에 의해 작동하는 터빈과, 터빈의 작동으로 구동하는 발전기를 구비하는 발전유닛과, 순환라인의 제1 지점과, 작동유체의 순환방향을 기준으로 제1 지점보다 하류 측에 위치하는 순환라인의 제2 지점을 연결하여, 순환라인 중의 작동유체의 일부를 제1 지점에서 분기시키고, 제2 지점에서 순환라인으로 복귀시키는 분기라인과, 분기라인 중에 마련되고 작동유체에 의해, 외부에서 공급받은 공급수를 가열하는 열교환기를 구비하는 히트펌프유닛을 포함할 수 있다.

Description

발전 및 히트펌프의 연계 시스템{Association system of power generation and heat pump}
본 발명은 발전 및 히트펌프 연계 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 엔진에서 연료를 연소하여 발생하는 배기가스는 외부로 배출된다.
배출되는 열은 발전 등에 유용한 형태로 전환되지 못하고 버려진다. 외부로 배출되는 폐열 중 일부라도 회수하여 이를 유용한 에너지로 재활용할 수 있다면 그만큼 연료의 절약을 도모할 수 있으므로 에너지를 절감하는 데 크게 기여할 수 있게 된다.
따라서, 버려지는 배기가스에 있는 이산화탄소를 활용하여, 발전 및 히트펌프를 연계시킬 수 있는 장치 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 발전유닛 및 히트펌프유닛을 구동시키는 냉매가 동일한 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 제공한다.
본 발명의 과제는 배기가스에 있는 이산화탄소를 활용하여 일부는 발전에 제공하고, 나머지는 외부에 열원을 공급하는 히트펌프에 제공할 수 있는 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 제공한다.
본 발명의 과제는 발전유닛 및 히트펌프유닛이 일체로 결합됨으로써 구조가 단순하며, 경량화가 가능한 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 제공한다.
본 발명은 발전 및 히트펌프의 연계 시스템에 관한 것으로, 작동유체가 순환하는 순환라인과, 순환라인 중에 마련되고 작동유체에 의해 작동하는 터빈과, 터빈의 작동으로 구동하는 발전기를 구비하는 발전유닛과, 순환라인의 제1 지점과, 작동유체의 순환방향을 기준으로 제1 지점보다 하류 측에 위치하는 순환라인의 제2 지점을 연결하여, 순환라인 중의 작동유체의 일부를 제1 지점에서 분기시키고, 제2 지점에서 순환라인으로 복귀시키는 분기라인과, 분기라인 중에 마련되고 작동유체에 의해, 외부에서 공급받은 공급수를 가열하는 열교환기를 구비하는 히트펌프유닛을 포함한다.
이에 따라, 발전유닛 및 히트펌프유닛을 구동시키는 냉매가 동일하여, 연료소비를 저감시킬 수 있다.
또한, 배기가스에 있는 있는 이산화탄소를 활용하여 일부는 발전에 제공하고, 나머지는 외부 열원을 공급하는 히트펌프에 제공함으로써, 버려지는 폐열을 발전 및 히트펌프에 연계시켜 활용이 가능해짐으로써, 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 발전유닛 및 히트펌프유닛 일체로 결합됨으로써 구조가 단순하며, 경량화가 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 나타낸 개략도이다. 도 1을 참고하여 설명한다. 발전 및 히트펌프의 연계 시스템은 발전유닛(100), 히트펌프유닛(200)을 포함한다.
발전유닛(100)은 작동유체가 순환하는 순환라인(10)과, 순환라인(10) 중에 마련되고 작동유체에 의해 작동하는 터빈(30)과, 터빈(30)의 작동으로 구동하는 발전기(31)를 구비한다.
작동유체는 배기가스 중에서 포집된 이산화탄소일 수 있다. 작동유체는 초임계 이산화탄소일 수 있다.
히트펌프유닛(200)은 분기라인(210)을 구비한다. 분기라인(210)은 순환라인(10)의 제1 지점(11)과, 작동유체의 순환방향을 기준으로 제1 지점(11)보다 하류 측에 위치하는 순환라인(10)의 제2 지점(12)이 연결될 수 있으며, 순환라인(10) 중의 작동유체의 일부는 제1 지점(11)에서 분기되고, 제2 지점(12)에서 순환라인(10)으로 복귀될 수 있다.
순환라인(10) 및 분기라인(210)을 순환하는 작동유체는 동일하게 구성될 수 있으며, 순환라인(10) 중의 작동유체의 일부가 분기라인(210)으로 우회될 수 있다.
분기라인(210) 중에는 열교환기(220)가 마련되며, 열교환기(220)는 작동유체에 의해, 외부에서 공급받은 공급수를 가열하도록 구성된다. 열교환기(220)는 외부와의 열교환을 통해, 외부에 난방 또는 온수 등의 열원을 제공할 수 있다. 열교환기(220)는 히트펌프(응축기)일 수 있다.
본 실시예에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템은 삼방 밸브(60)를 더 포함할 수 있다. 삼방 밸브(60)는 제1 지점(11)에 마련될 수 있다. 삼방 밸브(60)는 순환라인(10) 중의 작동유체의 일부를 선택적으로 분기라인(210)으로 우회시키도록 구성될 수 있다. 일예로, 삼방 밸브(60)의 개방 조절에 따라, 제1 압축기(51)로부터 배출된 작동유체는 분기라인(210)으로 공급되는 양이 조절될 수 있다.
일예로, 삼방 밸브(60)의 개방 조절은, 순환라인(10) 및 분기라인(210)을 따라 유동하는 작동유체의 압력과 유량에 따라 조절될 수 있다.
발전유닛(100)은 가열기(20), 냉각기(40), 제1 압축기(51)를 더 포함할 수 있다. 가열기(20), 냉각기(40), 제1 압축기(51)는 순환라인(10) 중에 마련될 수 있다. 가열기(20)는 작동유체를 가열하도록 구성될 수 있으며, 냉각기(40)는 순환라인(10)을 따라 유동하는 작동유체를 냉각시키도록 구성될 수 있다. 이를 위해 가열기(20)는 작동유체보다 고온인 유체를 공급받을 수 있고, 냉각기(40)는 작동유체보다 저온인 유체를 공급받을 수 있다. 제1 압축기(51)는 작동유체를 압축하도록 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 순환라인(10) 상에는 제1 지점(11), 가열기(20), 터빈(30), 제2 지점(12), 냉각기(40) 및 제1 압축기(51)가 작동유체의 순환방향을 따라 차례차례 위치하도록 배치될 수 있다.
순환라인(10)을 따라, 유동하는 작동유체는 압축, 가열, 팽창, 냉각될 수 있으며, 터빈(30)과 연결된 발전기(31)를 구동시킴으로써, 전기를 생산하도록 구성될 수 있다.
일예로, 순환라인(10) 상에 터빈(30)은 작동유체의 순환방향을 따라 가열기(20)의 하류 측에 배치될 수 있다. 작동유체는 가열기(20)로 공급되어, 고온고압의 초임계 상태가 되어, 터빈(30)을 구동시켜 전력을 생산할 수 있다.
일예로, 제1 압축기(51)는 터빈(30)의 동력을 전달받아, 공기를 압축시키도록 구성될 수 있다. 일예로, 제1 압축기(51)와, 터빈(30)은 샤프트에 의하여 연결될 수 있으며, 터빈(30)의 회전에 의하여, 제1 압축기(51)는 작동유체를 압축시킬 수 있다.
히트펌프유닛(200)은 팽창밸브(60)를 더 포함할 수 있다. 팽창밸브(60)는 분기라인(210) 중에 마련될 수 있으며, 작동유체의 유동방향을 기준으로 열교환기(220)의 하류 측에 배치될 수 있다. 팽창밸브(60)는 작동유체를 감압시킬 수 있다.
분기라인(210) 중의 열교환기(220)와 팽창밸브(60), 및 순환라인(10) 중의 냉각기(40)와 제1 압축기(51)는 히트펌프유닛(200)의 작동을 위한 히트펌프 사이클을 구현하도록 구성될 수 있다.
일예로, 제1 압축기(51)를 통해 분기라인(210)을 따라 유동하는 작동유체는 고온고압 상태일 수 있다. 작동유체는 열교환기(220)를 통해, 외부에서 공급받은 공급수와의 열교환을 통해, 공급수를 가열시킴으로써, 작동유체는 저온, 고압 상태가 될 수 있다. 이후에, 작동유체는 팽창밸브(60)를 통과한 후, 순환라인(10)과 분기라인(210)이 합류되는 제2 지점(12)으로 유동될 수 있다.
냉각기(40)는 순환라인(10)을 따라 유동하는 작동유체와, 분기라인(210)을 따라 유동하는 작동유체를 냉각시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 시스템에서는 발전유닛(100)과 히트펌프유닛(200)이 연계될 수 있다.
이는, 동일한 작동유체를 사용하는 연계 시스템이 외부에 열원(난방, 급탕)을 공급할 수 있으며, 전기를 생산할 수 있는 있게 됨으로써, 에너지의 이용 효율을 보다 극대화시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템은 재열기(70)을 더 포함할 수 있으며, 재열기(70)는 제1 지점(11)과 가열기(20) 사이의 작동유체와, 터빈(30)과 제2 지점(12) 사이의 작동유체를 열교환시키도록 구성될 수 있다.
일예로, 재열기(70)는 제1 압축기(51)를 통과한 작동유체와, 터빈(30)에서 배출되는 작동유체를 열교환시킬 수 있다.
일예로, 도 1에 분기라인(210)은 압축기 후단에서 분기된 것을 도시하였으나, 이에 한정하지 않고, 작동유체의 순환방향 기준으로 가열기(20)보다 하류 측에 분기되는 구성 또한 가능하다.
일예로, 제1 지점(11)은 순환라인(10) 상에 어디든 위치될 수 있으며, 제2 지점(12)은 순환라인(10) 상의 냉각기(40)의 상류에 배치되는 구성이면 모든 만족한다.
이는, 발전유닛(100) 및 히트펌프유닛(200)을 구동시키는 냉매가 동일하여, 일부는 발전유닛(100)에 활용하고, 나머지는 히트펌프유닛(200)에 활용할 수 있게 됨으로써, 연료소비를 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 복수 개의 사이클을 구동시킬 수 있어, 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
실시예 2
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 나타낸 개략도이다. 도 2에 도시된 발전 및 히트펌프의 연계 시스템은 도 1에 도시된 재열기(70)가 일부 차이가 있으므로, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템은 재열기(71)를 더 포함할 수 있다. 재열기(71)는 제1 압축기(51)와 제1 지점(11) 사이의 작동유체와, 터빈(30)과 제2 지점(12) 사이의 작동유체를 열교환시키도록 구성될 수 있다.
재열기(71)의 위치는 이에 한정하지 않고, 제1 압축기(51)를 통과한 작동유체와 터빈(30)으로부터 배출되는 작동유체가 열교환 되는 구조이면 모든 만족한다.
실시예 3
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 나타낸 개략도이다. 도 3에 도시된 발전 및 히트펌프의 연계 시스템은 도 1과, 제2 압축기(52), 재열기(72)가 일부 차이가 있으므로, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템은 제2 압축기(52)를 포함할 수 있다. 제2 압축기(52)는 순환라인(10) 중에 마련될 수 있으며, 제1 지점(11)과 가열기(20) 사이에 배치되어, 작동유체를 압축하도록 구성될 수 있다.
일예로, 제2 압축기(52)는 순환라인(10)의 작동유체 순환방향을 기준으로 제1 압축기(51)보다 하류 측에 위치할 수 있다. 제2 압축기(52)는 작동유체인 초임계 이산화탄소를 임계압력 이상의 초고압으로 압축시키도록 구성될 수 있다.
일예로, 압축기가 추가로 배치됨으로써, 터빈(30)에 공급되는 작동유체의 온도는 보다 높을 수 있다. 일예로, 제1 압축기(51), 제2 압축기(52), 터빈(30)은 샤프트에 의하여 연결될 수 있으며, 터빈(30)의 회전에 의하여, 제1 및 2 압축기(51,52)는 작동유체를 압축시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템은 재열기(72)를 더 포함할 수 있다. 재열기(72)는 제2 압축기(52)와 가열기(20) 사이의 작동유체와, 터빈(30)과 제2 지점(12) 사이의 작동유체를 열교환시키도록 구성될 수 있다.
일예로, 도 3에 분기라인(210)은 제1 및 2 압축기(51,52) 사이에서 분기된 것을 도시하였으나, 이에 한정하지 않고, 제2 압축기(52) 후단에 분기되는 구성 또한 가능하다.
실시예 4
도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템을 나타낸 개략도이다. 도 4에 도시된 발전 및 히트펌프의 연계 시스템은 도 1과, 우회라인(80), 제3 압축기(53), 제1 및 2 재열기(73,74)가 일부 차이가 있으므로, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 발전유닛(100)은 우회라인(80), 제3 압축기(53)를 포함할 수 있다.
우회라인(80)은 순환라인(10)을 따라 순환하는 작동유체의 순환방향을 기준으로, 터빈(30)과 제2 지점(12) 사이에 위치하는 순환라인(10)의 제3 지점(13)과, 제1 지점(11)과 가열기(20) 사이에 위치하는 제4 지점(14)을 연결하도록 구성될 수 있다. 우회라인(80)은 순환라인(10) 중의 작동유체의 일부를 제3 지점(13)에서 제4 지점(14)을 향해 우회시키도록 구성될 수 있다.
제3 압축기(53)는 우회라인(80) 중에 마련될 수 있으며, 작동유체를 압축시키도록 구성될 수 있다.
일예로, 순환라인(10)을 따라 순환하는 작동유체는 터빈(30)에서 배출된 후에, 일부는 냉각기(40)로 공급되고, 나머지는 우회라인(80)을 따라, 제3 압축기(53)로 공급될 수 있다.
일예로, 제3 지점(13)에 삼방 밸브(미도시)가 마련될 수 있으며, 삼방 밸브(미도시)는 터빈(30)에서 배출된 작동유체의 일부를 선택적으로 제3 압축기(53)로 공급시키도록 구성될 수 있다.
본 실시예에 따른 발전 및 히트펌프의 연계 시스템은 제1 재열기(73), 제2 재열기(74)를 더 포함할 수 있다.
제1 재열기(73)는 제1 지점(11)과 제4 지점(14) 사이의 작동유체와, 터빈(30)과 제3 지점(13) 사이의 작동유체를 열교환시키도록 구성될 수 있으며, 제2 재열기(74)는 제4 지점(14)과 가열기(20) 사이의 작동유체와, 터빈(30)과 제1 재열기(73) 사이의 작동유체를 열교환시키도록 구성될 수 있다.
일예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 순환라인(10)을 따라 유동하는 작동유체는 제1 압축기(51), 제1 지점(11), 제1 재열기(73), 제2 재열기(74), 가열기(20), 터빈(30), 제2 재열기(74), 제1 재열기(73), 제3 지점(13), 제2 지점(12)을 거쳐 냉각기(40)로 공급될 수 있으며, 일부는 제3 지점(13)에서 분기되어, 우회라인(80)을 거쳐 제3 압축기(53), 제4 지점(14), 제2 재열기(74), 가열기(20)를 거쳐, 터빈(30)에 작동유체를 재 공급시키도록 구성될 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 발전유닛(100) 및 히트펌프유닛(200)을 구동시키는 냉매가 이산화탄소로 동일함으로써, 일부는 발전유닛(100)에 활용하고, 나머지는 히트펌프유닛(200)에 활용할 수 있게 되어, 연료소비를 저감시킬 수 있다.
또한, 순환라인(10) 및 분기라인(210)을 따라 유동하는 작동유체의 열교환이 제2 지점(12), 냉각기(40)를 통해 가능해 짐으로써, 사이클을 추가적으로 설치해야하는 번거로움을 줄여줄 수 있어, 경량화가 가능하다.
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 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.
10: 순환라인 11: 제1 지점
12: 제2 지점 13: 제3 지점
14: 제4 지점 20: 가열기
30: 터빈 31: 발전기
40: 냉각기 51, 52, 53: 압축기
100: 발전유닛 200: 히트펌프유닛
210: 분기라인 220: 열교환기
230: 팽창밸브

Claims (12)

  1. 작동유체가 순환하는 순환라인과, 상기 순환라인 중에 마련되고 상기 작동유체에 의해 작동하는 터빈과, 상기 터빈의 작동으로 구동하는 발전기를 구비하는 발전유닛; 및
    상기 순환라인의 제1 지점과, 상기 작동유체의 순환방향을 기준으로 상기 제1 지점보다 하류 측에 위치하는 상기 순환라인의 제2 지점을 연결하여, 상기 순환라인 중의 작동유체의 일부를 상기 제1 지점에서 분기시키고, 상기 제2 지점에서 상기 순환라인으로 복귀시키는 분기라인과, 상기 분기라인 중에 마련되고 상기 작동유체에 의해, 외부에서 공급받은 공급수를 가열하는 열교환기를 구비하는 히트펌프유닛을 포함하는, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발전유닛은, 상기 순환라인 중에 마련되고 상기 작동유체를 가열하는 가열기와, 상기 순환라인 중에 마련되고 상기 작동유체를 냉각하는 냉각기와, 상기 순환라인 중에 마련되고 상기 작동유체를 압축하는 제1 압축기를 더 포함하며,
    상기 제1 지점, 상기 가열기, 상기 터빈, 상기 제2 지점, 상기 냉각기 및 상기 제1 압축기는, 상기 작동유체의 순환방향을 따라 차례차례 위치하는, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 히트펌프유닛은, 상기 작동유체의 유동방향을 기준으로 상기 열교환기의 하류 측에서 상기 분기라인 중에 마련되는 팽창밸브를 더 포함하고,
    상기 분기라인 중의 열교환기와 팽창밸브, 및 상기 순환라인 중의 냉각기와 제1 압축기는, 상기 히트펌프유닛의 작동을 위한 히트펌프 사이클을 구현하는, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 지점과 상기 가열기 사이의 작동유체와, 상기 터빈과 상기 제2 지점 사이의 작동유체를 열교환하는 재열기를 더 포함하는, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 압축기와 상기 제1 지점 사이의 작동유체와, 상기 터빈과 상기 제2 지점 사이의 작동유체를 열교환하는 재열기를 더 포함하는, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 발전유닛은, 상기 제1 지점과 상기 가열기 사이에서 상기 순환라인 중에 마련되고, 상기 작동유체를 압축하는 제2 압축기를 더 포함하는, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 압축기와 상기 가열기 사이의 작동유체와, 상기 터빈과 상기 제2 지점 사이의 작동유체를 열교환하는 재열기를 더 포함하는, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 발전유닛은,
    상기 작동유체의 순환방향을 기준으로, 상기 터빈과 상기 제2 지점 사이에 위치하는 상기 순환라인의 제3 지점과, 상기 제1 지점과 상기 가열기 사이에 위치하는 상기 순환라인의 제4 지점을 연결하여, 상기 순환라인 중의 작동유체의 일부를, 상기 제3 지점에서 상기 제4 지점을 향해 우회시키는 우회라인; 및
    상기 우회라인 중에 마련되고, 상기 작동유체를 압축하는 제3 압축기를 더 포함하는, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 지점과 상기 제4 지점 사이의 작동유체와, 상기 터빈과 상기 제3 지점 사이의 작동유체를 열교환하는 제1 재열기; 및
    상기 제4 지점과 상기 가열기 사이의 작동유체와, 상기 터빈과 상기 제1 재열기 사이의 작동유체를 열교환하는 제2 재열기를 더 포함하는, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 지점에 마련되어, 상기 순환라인 중의 작동유체의 일부를 선택적으로 상기 분기라인으로 우회시키는 삼방 밸브를 더 포함하는, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동유체는, 초임계 이산화탄소인, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동유체는, 배기가스 중에서 포집되어 공급된 이산화탄소인, 발전 및 히트펌프의 연계 시스템.
KR1020170127747A 2017-09-29 2017-09-29 발전 및 히트펌프의 연계 시스템 KR20190037919A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170127747A KR20190037919A (ko) 2017-09-29 2017-09-29 발전 및 히트펌프의 연계 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170127747A KR20190037919A (ko) 2017-09-29 2017-09-29 발전 및 히트펌프의 연계 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190037919A true KR20190037919A (ko) 2019-04-08

Family

ID=66164797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170127747A KR20190037919A (ko) 2017-09-29 2017-09-29 발전 및 히트펌프의 연계 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190037919A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111911371A (zh) * 2020-06-29 2020-11-10 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种高效紧凑多功能碟式聚光发电系统
WO2022080892A1 (ko) * 2020-10-15 2022-04-21 한국기계연구원 온실에 발전소의 온배수열과 이산화탄소를 동시에 공급하는 배관망 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111911371A (zh) * 2020-06-29 2020-11-10 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种高效紧凑多功能碟式聚光发电系统
WO2022080892A1 (ko) * 2020-10-15 2022-04-21 한국기계연구원 온실에 발전소의 온배수열과 이산화탄소를 동시에 공급하는 배관망 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060037347A1 (en) Electricity generating and air conditioning system
US20130269334A1 (en) Power plant with closed brayton cycle
AU2018325293B2 (en) A combined heat recovery and chilling system and method
KR20120026569A (ko) 흡기 온도 조절 장치 및 그의 작동 방법
US10344626B2 (en) Hybrid power generation system
US10030546B2 (en) Arrangement and method utilizing waste heat
KR101752230B1 (ko) 초임계 이산화탄소 발전 시스템 및 열침원 온도에 따른 초임계 이산화탄소 발전 시스템 운전 방법
US10731515B2 (en) Hybrid type power generation system
KR20140085001A (ko) 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템
KR20190037919A (ko) 발전 및 히트펌프의 연계 시스템
CN103527268A (zh) 双级全流螺杆膨胀机有机朗肯循环系统
KR101864983B1 (ko) 초임계 이산화탄소 발전 시스템
CN110953069A (zh) 一种燃机电站多能耦合发电系统
US9540961B2 (en) Heat sources for thermal cycles
CN108638794B (zh) 一种汽车尾气余热利用的综合系统
KR20140086203A (ko) 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템
JP4660908B2 (ja) 空気調和装置
JP2003193910A (ja) コジェネレーションシステム及びその運転制御方法
KR20140085003A (ko) 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템
JP2013160076A (ja) ランキンサイクル装置
JP6080599B2 (ja) 熱供給装置
JP2017110532A (ja) プラント設備、プラント設備の運転方法及びプラント設備の制御装置
KR20190057970A (ko) 병렬 히터를 적용한 초임계 이산화탄소 발전 시스템
RU2758020C1 (ru) Когенерационная установка
CN212296518U (zh) 一种补流式有机朗肯循环系统和双级膨胀机