KR20210143938A - Power generation system and power generation method - Google Patents

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KR20210143938A
KR20210143938A KR1020217037670A KR20217037670A KR20210143938A KR 20210143938 A KR20210143938 A KR 20210143938A KR 1020217037670 A KR1020217037670 A KR 1020217037670A KR 20217037670 A KR20217037670 A KR 20217037670A KR 20210143938 A KR20210143938 A KR 20210143938A
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노부오 가키자키
게이이치 고세키
야스유키 이케가미
다케시 야스나가
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닛키 글로벌 가부시키가이샤
에네오스 가부시키가이샤
고쿠리츠다이가쿠호진 사가다이가쿠
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Abstract

액화 가스를 사용한 설비에서 발생하는 폐열을 사용하여 발전하는 발전 시스템(1)이며, 열 매체를 취득하는 취득부(2)와, 열 매체를 열원으로 하여 액화 가스를 기화하는 기화 장치(104)와, 기화 장치에 의해 열 교환되어 배출되는 냉열을 열원으로 하는 저온 열 매체와, 저온 열 매체에 비해 온도가 높은 온열을 갖는 온열 열 매체의 온도차를 이용하여 작동 매체에 기화와 응축의 사이클을 발생시켜서 가동하는 열 기관을 구비하는, 발전 시스템이다. A power generation system (1) that generates electricity using waste heat generated in a facility using liquefied gas, an acquisition unit (2) that acquires a thermal medium, and a vaporizer (104) that vaporizes liquefied gas using the thermal medium as a heat source; , a cycle of vaporization and condensation is generated in the working medium by using the temperature difference between a low-temperature heat medium, which uses cold heat discharged through heat exchange by the vaporization device as a heat source, and a warm heat medium having a higher temperature than that of the low-temperature heat medium It is a power generation system provided with a working heat engine.

Figure P1020217037670
Figure P1020217037670

Description

발전 시스템 및 발전 방법 Power generation system and power generation method

본 발명은, LNG를 기화할 때의 폐열을 이용하여 발전을 행하는 발전 시스템 및 발전 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power generation system and a power generation method for generating power using waste heat from vaporizing LNG.

본원은, 2019년 5월 21일에, 일본에 출원된 특허 출원 제2019-095521호 및 2019년 9월 26일에, 일본에 출원된 특허 출원 제2019-176005호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다. This application claims priority on the basis of Patent Application No. 2019-095521, filed in Japan on May 21, 2019 and Patent Application No. 2019-176005, filed in Japan on September 26, 2019, The content is cited here.

적도 바로 아래의 지역에서는, 1년 내내 태양 에너지가 해양의 표층에 축적되고 있다. 이 에너지는, 야간에서도 안정되어 있으므로, 해면 부근이 따뜻한 표층수와 심해의 찬 심층해수의 온도차를 이용하는 온도차 발전이 개발되고 있다. 온도차 발전은, 표층수를 사용하여 암모니아 등의 저비점의 작동 매체를 기화시켜서 터빈을 가동하고, 해면으로부터 1000[m] 정도의 심해로부터 퍼 올려진 3[℃] 정도의 심층해수를 사용하여 기화된 작동 매체를 냉각하여 응축하는 랭킹 사이클을 이용하는 발전 방법이다. In regions just below the equator, solar energy is accumulating in the ocean's surface all year round. Since this energy is stable even at night, temperature difference power generation using the temperature difference between warm surface water near the sea level and cold deep sea water in the deep sea is being developed. Temperature differential power generation uses surface water to vaporize a low-boiling working medium such as ammonia, operates a turbine, and uses deep seawater of about 3 [°C] that is pumped from the deep sea about 1000 [m] from the sea level. It is a power generation method using a ranking cycle in which the medium is cooled and condensed.

온도차 발전에 필요한 온도차를 얻기 위해서는, 600 내지 1000[m] 정도의 보다 깊은 심층의 해수를 이용할 필요가 있고, 취수 배관의 건설 비용이나 심해로부터 심층해수를 퍼 올리는 펌프의 러닝 코스트가 증가함과 함께, 설치 가능한 장소에 제약이 있어 보급의 방해가 되고 있었다. In order to obtain the temperature difference necessary for the temperature difference power generation, it is necessary to use seawater of a depth of about 600 to 1000 [m], and the construction cost of the intake pipe and the running cost of the pump pumping up the deep sea water from the deep sea increase. However, there were restrictions on the places where it could be installed, which hindered its distribution.

그런데, 동남 아시아 지역의 도서부에서는, 화력 발전에 의해 전력이 공급되고 있다. 이들의 지역에 있어서의 화력 발전에서는, 주로 중유를 사용한 내연력 발전이 행해지고 있다. 내연력 발전은, 중유를 연료로 사용한 디젤 엔진 등의 내연 기관을 가동시켜, 내연 기관의 출력축에 연결된 발전기로부터 전력을 얻는 것이다. 그러나, 중유를 연소시키는 내연력 발전은, 이산화탄소나 질소산화물의 배출량이 많아, 환경 문제가 염려되고 있다. 그 때문에, 근년에는 내연력 발전의 대체로서 액화 천연 가스(LNG:Liquefied Natural Gas)를 사용한 화력 발전이 도입되고 있다. LNG 화력 발전은, 내연력 발전에 비해 이산화탄소 등의 배출량을 저감할 수 있다. By the way, in the islands of Southeast Asia, electricity is supplied by thermal power generation. In thermal power generation in these areas, internal combustion power generation using heavy oil is mainly performed. BACKGROUND ART Internal combustion power generation operates an internal combustion engine such as a diesel engine using heavy oil as a fuel, and obtains electric power from a generator connected to an output shaft of the internal combustion engine. However, internal combustion power generation that burns heavy oil produces a large amount of carbon dioxide and nitrogen oxides, which is concerned about environmental problems. Therefore, in recent years, thermal power generation using liquefied natural gas (LNG:Liquefied Natural Gas) has been introduced as an alternative to internal combustion power generation. LNG-fired power generation can reduce emissions of carbon dioxide etc. compared with internal combustion power generation.

LNG는, -162[℃]로 냉각되어 액체 상태가 되어 있고, 이 냉온의 잠열을 이용하여 온도차 발전을 행하는 것이 검토되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조). 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 발전 시스템에 의하면, LNG 화력 발전에 열 기관이 부대되어 있다. 이 열 기관은, 작동 매체에 기화와 응축의 사이클을 발생시켜서 가동하는 것이며, 기화한 작동 매체를 응축기에서 LNG의 냉열을 이용하여 응축시키고 있다. LNG is cooled to -162 [°C] and is in a liquid state, and using the latent heat of cold and temperature to generate temperature difference power generation has been studied (for example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2). According to the power generation system described in patent document 1 and patent document 2, a heat engine is attached to LNG thermal power generation. This heat engine is operated by generating a cycle of vaporization and condensation in the working medium, and the vaporized working medium is condensed using the cooling heat of LNG in the condenser.

그리고 이 발전 시스템에서는, LNG를 증발시켜서 기화하는 공정에서 LNG를 가열하는 기화 장치가 사용되고 있다. 이 기화 장치에 의하면, LNG가 유통되는 관로의 외부에 열 매체를 접촉시켜, LNG와 열 매체 사이에서 열 교환하고, LNG를 가스화시키고 있다. And in this power generation system, the vaporization apparatus which heats LNG in the process of evaporating and vaporizing LNG is used. According to this vaporizer, a thermal medium is made to contact the outside of the pipeline through which LNG flows, heat exchanges between LNG and a thermal medium, and LNG is gasified.

일본 특허 제5875253호 공보Japanese Patent No. 5875253 일본 특허 공개 소57-171009호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 57-171009

특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 발전 시스템에 의하면, 해수를 사용하여 LNG를 기화시키고 있고, 이 공정에 있어서 LNG로 냉각된 해수가 배출된다. 그러나, 냉각된 해수를 그대로 바다에 방출하면 주위의 생태계에 영향을 미치는 등의 환경 문제가 발생할 우려가 있다. 장치에 해수를 유통시키면, 배관이나 열 교환기에 조개 등의 생물이 부착되어, 장치의 열 교환 성능을 저하시키므로, 장치를 정기적으로 분해, 세정할 필요가 발생한다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 발전 시스템에 의하면, 냉각된 해수를 방출하는 것에 의한 환경 대책이나, 기화 장치 등의 생물 오염에 대한 대책에 대해서는 고려되어 있지 않았다. According to the power generation system of patent document 1 and patent document 2, LNG is vaporized using seawater, and the seawater cooled by LNG is discharged|emitted in this process. However, if the cooled seawater is released into the sea as it is, there is a risk of environmental problems such as affecting the surrounding ecosystem. When seawater flows through the apparatus, organisms such as clams adhere to the piping or the heat exchanger, thereby reducing the heat exchange performance of the apparatus. Therefore, it is necessary to periodically disassemble and clean the apparatus. According to the power generation system described in Patent Document 1 and Patent Document 2, environmental measures by discharging cooled seawater or measures against biological contamination such as vaporizers have not been considered.

본 발명은 열 효율을 향상시키면서 환경 부하를 저감함과 함께, 메인터넌스 비용을 저감할 수 있는 온도차 발전을 사용한 발전 시스템 및 발전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a power generation system and a power generation method using a temperature difference power generation capable of reducing an environmental load while improving thermal efficiency and reducing maintenance costs.

본 발명은, 액화 가스를 사용한 설비에서 발생하는 폐열을 사용하여 발전하는 발전 시스템이며, 열 매체를 취득하는 취득부와, 상기 열 매체를 열원으로 하여 상기 액화 가스를 기화하는 기화 장치와, 상기 기화 장치에 의해 열 교환되어 배출되는 냉열을 열원으로 하는 저온 열 매체와, 상기 저온 열 매체에 비해 온도가 높은 온열을 갖는 온열 열 매체의 온도차를 이용하여 작동 매체에 기화와 응축의 사이클을 발생시켜서 가동하는 열 기관을 구비하는, 발전 시스템이다. The present invention is a power generation system that generates electricity using waste heat generated in a facility using liquefied gas, an acquisition unit that acquires a thermal medium, a vaporizer that vaporizes the liquefied gas using the thermal medium as a heat source; A cycle of vaporization and condensation is generated and operated in the working medium by using the temperature difference between a low-temperature heat medium that uses cold heat discharged through heat exchange by the device as a heat source and a warm heat medium having a higher temperature than the low-temperature heat medium It is a power generation system provided with a heat engine that

본 발명에 따르면, 온도차 발전에 사용하는 열 기관의 냉열원에 액화 가스를 사용함으로써 심해의 심층해수를 퍼 올릴 필요가 없어져, 러닝 코스트나 설비 비용을 저감할 수 있다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, by using liquefied gas as the cooling heat source of the heat engine used for temperature difference power generation, it becomes unnecessary to pump deep seawater of the deep sea, and running cost and equipment cost can be reduced.

본 발명은, 상기 취득부가 상기 열 매체로서 적어도 TOC1.3[㎎/l] 이하의 소정 조건을 갖는 물을 취득하도록 구성되어 있어도 된다. In the present invention, the acquisition unit may be configured to acquire, as the heat medium, water having a predetermined condition of at least TOC1.3 [mg/l] or less.

본 발명에 따르면, 소정 조건을 충족하는 물을 확보할 수 있으면 액화 가스로 저온 열 매체를 생성할 수 있으므로, 장치 내의 생물 오염을 저감할 수 있고, 메인터넌스 비용을 저감할 수 있다. According to the present invention, if water satisfying a predetermined condition can be secured, a low-temperature heat medium can be generated from liquefied gas, so that biological contamination in the apparatus can be reduced and maintenance costs can be reduced.

본 발명은 상기 취득부가 상기 열 매체로서 적어도 100[m] 이심(以深)의 소정 조건을 갖는 해수를 취득하도록 구성되어 있어도 된다. In this invention, the said acquisition part may be comprised so that it may acquire the seawater which has a predetermined condition of at least 100 [m] eccentricity as the said heat medium.

본 발명에 따르면, 소정 조건을 충족하는 해수를 저온 열 매체의 수원으로 할 수 있으므로, 퍼 올리는 러닝 코스트나 설비 비용을 저감할 수 있다. According to the present invention, seawater satisfying a predetermined condition can be used as a water source for a low-temperature heat medium, so that it is possible to reduce running cost and equipment cost for pumping.

본 발명은, 상기 물을 상기 기화 장치에 유통시켜서 상기 기화 장치의 내부에 생물이 부착되는 것을 방지하도록 구성되어 있어도 된다. In the present invention, the water may be circulated through the vaporizing device to prevent living organisms from adhering to the inside of the vaporizing device.

본 발명에 따르면, 소정 조건의 물 또는 해수를 기화 장치의 열 매체로서 사용함으로써 생물 오염을 방지하여, 메인터넌스 비용을 저감할 수 있다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, biological contamination can be prevented and maintenance cost can be reduced by using water or seawater of a predetermined condition as a heat medium of a vaporization apparatus.

본 발명은, 상기 열 기관을 유통한 상기 온열 열 매체의 온도 또는 상기 열 기관을 유통한 상기 저온 열 매체의 온도를 이용하는 부대 설비를 더 구비하도록 구성되어 있어도 된다. The present invention may be configured to further include ancillary equipment that utilizes the temperature of the warm heating medium circulating the heat engine or the temperature of the low temperature heating medium circulating the heat engine.

본 발명에 따르면, 폐열을 이용하는 부대 설비에 의해 열 효율을 향상시킴과 함께, 온열 열 매체나 저온 열 매체를 방출할 때의 온도차를 저감하고, 환경에 대한 악영향을 저감할 수 있다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while improving the thermal efficiency by the auxiliary equipment using waste heat, the temperature difference at the time of discharging a warm thermal medium or a low temperature thermal medium can be reduced, and the bad influence on the environment can be reduced.

본 발명은, 상기 열 기관을 유통한 상기 저온 열 매체의 냉온을 이용하는 공조 설비를 더 구비하도록 구성되어 있어도 된다. The present invention may be configured to further include an air-conditioning facility that utilizes the cold and temperature of the low-temperature heat medium that has circulated the heat engine.

본 발명에 따르면, 열 기관을 유통한 후의 저온 열 매체가 갖는 냉열의 에너지를 이용할 수 있어, 열 효율을 향상시킴과 함께, 해수 등의 저온 열 매체를 그대로 방출했을 때의 환경에 대한 악영향을 저감할 수 있다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the energy of the cooling heat of the low-temperature heat medium after circulating a heat engine can be utilized, and while improving thermal efficiency, the adverse effect on the environment when low-temperature heat medium, such as seawater, is discharged as it is, is reduced. can do.

본 발명은, 상기 열 기관을 유통한 상기 해수를 사용하여 해산물의 양식을 행하는 양식 설비를 더 구비하도록 구성되어 있어도 된다. The present invention may be configured to further include aquaculture equipment for culturing seafood using the seawater circulated through the heat engine.

본 발명에 따르면, 소정 조건을 충족하는 해수에 포함되는 성분을 이용하여 해산물의 양식을 행할 수 있고, 설치 장소의 주변에 있어서 신산업을 창출할 수 있다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, seafood can be cultured using the component contained in seawater which meets predetermined conditions, and new industry can be created in the periphery of an installation site.

본 발명은, 상기 열 기관을 유통한 상기 해수로부터 생성되는 부산물을 제조하는 공장을 더 구비하도록 구성되어 있어도 된다. This invention may be comprised so that it may further provide the factory which manufactures the by-product produced|generated from the said seawater which circulated the said heat engine.

본 발명에 따르면, 소정 조건을 충족하는 해수에 포함되는 성분을 이용한 부산물을 제조하는 공장을 가동할 수 있고, 설치 장소의 주변에 있어서 신산업을 창출할 수 있다. According to the present invention, it is possible to operate a factory for manufacturing a by-product using a component contained in seawater that satisfies a predetermined condition, and it is possible to create a new industry in the vicinity of the installation site.

본 발명은, 상기 열 기관을 유통한 상기 해수를 사용하여 농작물의 재배 또는 저장을 행하는 설비를 더 구비하도록 구성되어 있어도 된다. The present invention may be configured to further include a facility for cultivating or storing crops using the seawater that has circulated the heat engine.

본 발명에 따르면, 소정 조건을 충족하는 해수에 포함되는 성분을 이용하여 농작물의 재배 또는 저장을 행하는 설비를 가동할 수 있고, 설치 장소의 주변에 있어서 신산업을 창출할 수 있다. According to the present invention, facilities for cultivation or storage of crops can be operated using components contained in seawater satisfying predetermined conditions, and new industries can be created in the vicinity of the installation site.

본 발명은, 상기 액화 가스로부터 발생하는 보일 오프 가스를 수집하고, 잉여 전력을 사용하여 상기 보일 오프 가스를 응축해서 재생 액화 가스를 생성하는 재생부를 더 구비하도록 구성되어 있어도 된다. The present invention may be configured to further include a regeneration unit that collects boil-off gas generated from the liquefied gas and condenses the boil-off gas using surplus electric power to generate regeneration liquefied gas.

본 발명에 따르면, 액화 가스의 저장 시에 발생하는 보일 오프 가스를 야간 등의 발전 수요가 낮은 시간대의 잉여 전력을 사용하여 재생 액화 가스를 생성하므로, 재생 액화 가스로 실질적으로 축전할 수 있다. According to the present invention, since the regeneration liquefied gas is generated by using the surplus electric power of the boil-off gas generated during storage of the liquefied gas during periods of low power generation demand such as at night, electricity can be substantially stored as the regeneration liquefied gas.

본 발명은 상기 취득부가 상기 작동 매체를 기화하는 열원이 되는 제1 열 매체를 취득하는 제1 취득부와, 상기 액화 가스를 기화함과 함께 상기 작동 매체를 응축하는 열원이 되는 제2 열 매체를 취득하는 제2 취득부를 구비하도록 구성되어 있어도 된다. The present invention provides a first acquisition unit for acquiring a first thermal medium that the acquiring unit vaporizes as a heat source for vaporizing the working medium, and a second thermal medium as a heat source for condensing the working medium while vaporizing the liquefied gas. You may be comprised so that the 2nd acquisition part to acquire may be provided.

본 발명에 따르면, 제1 취득부가 취득한 제1 열 매체를 열 기관의 고온측의 열원으로서 이용할 수 있고, 제2 취득부가 취득한 제2 열 매체를 열 기관의 저온측의 열원으로서 이용할 수 있다. According to the present invention, the first thermal medium acquired by the first acquisition unit can be used as a heat source on the high temperature side of the heat engine, and the second thermal medium acquired by the second acquisition unit can be used as the heat source on the low temperature side of the heat engine.

본 발명은, 상기 제1 취득부와 상기 열 기관 사이에 마련된 제1 중간 설비를 구비하고, 상기 제1 중간 설비는, 상기 제1 열 매체를 열원으로 한 상기 온열 열 매체가 순환되도록 구성되어 있어도 된다. The present invention may include a first intermediate facility provided between the first acquisition unit and the heat engine, wherein the first intermediate facility is configured such that the heating medium using the first heat medium as a heat source is circulated. do.

본 발명에 따르면, 제1 중간 설비에 상기 제1 취득부가 취득한 제1 열 매체를 열원으로 한 온열 열 매체를 순환시켜서 열 기관의 열원으로 함으로써 열 기관의 제1 열 매체에 의한 오염을 저감할 수 있다. According to the present invention, it is possible to reduce contamination by the first heat medium of a heat engine by circulating a heating medium using the first heat medium obtained by the first acquisition unit as a heat source to the first intermediate facility as a heat source for the heat engine. have.

본 발명은, 상기 제2 취득부와 상기 기화 장치 사이에 마련된 제2 중간 설비를 구비하고, 상기 제2 중간 설비는, 상기 제2 열 매체를 열원으로 하는 상기 기화 장치에 의해 냉각되는 상기 저온 열 매체가 순환되도록 구성되어 있어도 된다. This invention is equipped with the 2nd intermediate equipment provided between the said 2nd acquisition part and the said vaporization apparatus, The said 2nd intermediate equipment is the said low-temperature heat cooled by the said vaporization apparatus which uses the said 2nd heat medium as a heat source The medium may be configured to circulate.

본 발명에 따르면, 제2 중간 설비에 상기 제2 취득부가 취득한 제2 열 매체를 열원으로 한 온열 열 매체를 순환시켜서 열 기관의 열원으로 함으로써 열 기관의 제2 열 매체에 의한 오염을 저감할 수 있다. According to the present invention, it is possible to reduce contamination by the second heating medium of the heat engine by circulating a heating medium using the second heating medium obtained by the second acquisition unit as a heat source to the second intermediate facility as a heat source for the heat engine. have.

본 발명은, 액화 가스를 사용한 설비에서 발생하는 폐열을 사용하여 발전하는 발전 방법이며, 열 매체를 취득하는 공정과, 상기 열 매체를 열원으로 하여 기화 장치에 있어서 상기 액화 가스를 기화하는 공정과, 상기 기화 장치에 있어서의 열 교환에 의해 배출되는 냉열을 열원으로 하여 저온 열 매체를 냉각하는 공정과, 상기 저온 열 매체에 비해 온도가 높은 온열을 갖는 온열 열 매체를 취득하는 공정과, 상기 온열 열 매체를 열원으로 하여 작동 매체를 기화시켜서 열 기관의 발전기에서 발전하는 공정과, 상기 저온 열 매체를 열원으로 하여 상기 발전기를 유통한 기화 후의 상기 작동 매체를 응축하는 공정을 구비하는, 발전 방법이다. The present invention is a power generation method for generating electricity using waste heat generated in a facility using liquefied gas, comprising the steps of: obtaining a heat medium; A step of cooling a low-temperature heating medium using, as a heat source, cooling heat discharged by heat exchange in the vaporization device; a step of obtaining a heating medium having a warm heat having a higher temperature than that of the low-temperature heating medium; A power generation method comprising: a step of vaporizing a working medium using a medium as a heat source to generate electricity in a generator of a heat engine; and a step of condensing the vaporized working medium circulated through the generator using the low-temperature heat medium as a heat source.

본 발명에 따르면, 온도차 발전에 사용하는 외연 기관의 냉열원에 액화 가스를 사용함으로써, 심해의 심층해수를 퍼 올릴 필요가 없어져, 러닝 코스트나 설비 비용을 저감할 수 있다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, by using liquefied gas for the cooling heat source of the external combustion engine used for temperature difference power generation, it becomes unnecessary to pump deep seawater of the deep sea, and running cost and equipment cost can be reduced.

본 발명에 따르면, 열 효율을 향상시키면서 환경 부하를 저감함과 함께, 메인터넌스 비용을 저감할 수 있다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while reducing environmental load, improving thermal efficiency, maintenance cost can be reduced.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 발전 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 발전 시스템의 열 수지를 도시하는 도면이다.
도 3은 제2 실시 형태에 따른 발전 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 제3 실시 형태에 따른 발전 시스템의 열 수지를 도시하는 도면이다.
도 5는 제4 실시 형태에 따른 발전 시스템의 열 수지를 도시하는 도면이다.
도 6은 제5 실시 형태에 따른 발전 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 제6 실시 형태에 따른 발전 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the power generation system which concerns on 1st Embodiment of this invention.
It is a figure which shows the heat balance of the power generation system which concerns on 1st Embodiment.
3 is a diagram showing the configuration of a power generation system according to the second embodiment.
It is a figure which shows the heat balance of the power generation system which concerns on 3rd Embodiment.
It is a figure which shows the heat balance of the power generation system which concerns on 4th Embodiment.
6 is a diagram showing the configuration of a power generation system according to the fifth embodiment.
7 is a diagram showing the configuration of a power generation system according to the sixth embodiment.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 따른 발전 시스템 및 발전 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a power generation system and a power generation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

[제1 실시 형태] [First embodiment]

도 1에 도시된 바와 같이, 발전 시스템(1)은 LNG(액화 가스)를 이용한 발전 설비(100)와, 발전 설비(100)로부터 발생하는 폐열을 이용하여 온도차 발전을 행하는 온도차 발전 장치(200)를 구비한다. 발전 설비(100)는, 예를 들어, 지상에 설치된 LNG 발전 설비이다. As shown in FIG. 1 , the power generation system 1 includes a power generation facility 100 using LNG (liquefied gas), and a temperature difference power generation device 200 for generating temperature difference using waste heat generated from the power generation facility 100 . to provide The power generation facility 100 is, for example, an LNG power generation facility installed on the ground.

발전 시스템(1)은, 열 매체로서 해수를 취득하는 취득부(2)를 구비한다. 취득부(2)는 표층해수를 취득하는 제1 취득부(3)와, 심층해수를 취득하는 제2 취득부(4)를 구비한다. 제1 취득부(3)는 제1 열 매체로서 표층의 해수를 취득한다. 제1 취득부(3)는 표층해수를 유통시키는 펌프를 구비한다. 제1 취득부(3)의 하류측에는, 온도차 발전을 행하는 온도차 발전 장치(200)의 후술하는 증발기(201)가 접속되어 있다. 표층해수는, 예를 들어 적어도 18[℃] 내지 30[℃] 정도의 온도의 해수이다. 표층해수는, 온도차 발전 장치(200)의 증발기(201)에 있어서 온열을 갖는 온열 열 매체로서 사용된다. 제1 취득부(3)가 취득하는 온열 열 매체는, 증발기(201) 등에 생물이 부착되지 않도록 후술과 같은 소정 조건을 충족하는 것이 바람직하다. The power generation system 1 is equipped with the acquisition part 2 which acquires seawater as a heat medium. The acquisition part 2 is equipped with the 1st acquisition part 3 which acquires surface seawater, and the 2nd acquisition part 4 which acquires deep seawater. The 1st acquisition part 3 acquires surface seawater as a 1st heat medium. The 1st acquisition part 3 is equipped with the pump which distributes surface seawater. On the downstream side of the first acquisition unit 3 , an evaporator 201 , which will be described later, of a temperature difference power generation device 200 that generates temperature difference power is connected. The surface seawater is, for example, seawater having a temperature of at least about 18 [°C] to 30 [°C]. The surface seawater is used as a thermal heat medium having heat in the evaporator 201 of the temperature difference power generation device 200 . It is preferable that the warm heat medium acquired by the 1st acquisition part 3 satisfy|fill predetermined conditions as mentioned later so that living things do not adhere to the evaporator 201 etc.

제2 취득부(4)는 제2 열 매체로서 해수면으로부터 100[m] 이심(예를 들어, 100[m] 내지 600[m] 정도)에서 15[℃] 정도의 심층해수를 취득한다. 제2 취득부(4)는 심층해수를 유통시키는 펌프를 구비한다. 심층해수는, 예를 들어, 적어도 TOC(Total Organic Carbon:전체 유기체 탄소)1.3[㎎/l] 이하의 소정 조건을 갖는다. 소정 조건은, 후술하는 기화 장치(104)에 있어서 생물이 부착되지 않는 조건으로 설정되어 있다. 제2 취득부(4)는 열 매체로서 생물이 부착되지 않도록 상기 소정 조건이 충족되는 것이면 반드시 상기 깊이의 해수를 취득하지는 않아도 된다. 따라서, 제2 취득부(4)는 담수를 열 매체로서 취득해도 된다. 즉, 제2 취득부(4)는 열 매체로서 적어도 TOC 1.3[㎎/l] 이하의 소정 조건을 갖는 물을 취득한다. The second acquisition unit 4 acquires deep seawater of about 15 [° C.] at a depth of 100 [m] from sea level (for example, about 100 [m] to 600 [m]) as a second heat medium. The second acquisition unit 4 is provided with a pump for circulating deep seawater. Deep seawater, for example, has a predetermined condition of at least TOC (Total Organic Carbon) 1.3 [mg/l] or less. The predetermined condition is set as a condition in which no living thing adheres in the vaporization device 104 to be described later. The second acquisition unit 4 does not necessarily acquire seawater at the depth as long as the above-mentioned predetermined condition is satisfied so that living things do not adhere as a heat medium. Accordingly, the second acquisition unit 4 may acquire fresh water as a heat medium. That is, the second acquisition unit 4 acquires water having a predetermined condition of at least TOC 1.3 [mg/l] or less as a heat medium.

물의 소정 조건은, 장치 내에 생물이 부착되지 않는 조건이면, TOC 외에, DOC(Dissolved Organic Carbon:용존성 유기체 탄소), POC(Particulate Organic Carbon:입자성 유기 탄소), 세균수, 용존 산소량 등의 다른 지표값을 사용해도 된다. Predetermined conditions for water include, in addition to TOC, other conditions such as Dissolved Organic Carbon (DOC), Particulate Organic Carbon (POC), number of bacteria, and amount of dissolved oxygen, in addition to TOC, provided that no living organisms adhere to the device. You may use an index value.

상기 소정 조건에 의해, 심층해수는 표층해수에 비해 온도가 낮은 냉열을 갖는 저온 열 매체가 되고, 표층해수는 저온 열 매체에 비해 온도가 높은 온열을 갖는 온열 열 매체가 된다. Under the predetermined conditions, the deep seawater becomes a low-temperature thermal medium having a lower temperature than the surface seawater, and the surface seawater becomes a warm thermal medium having a higher temperature than the low-temperature thermal medium.

제2 취득부(4)의 하류측에는, 발전 설비(100)가 접속되어 있다. 발전 설비(100)의 하류측에는 온도차 발전 장치(200)가 접속되어 있다. A power generation facility 100 is connected to the downstream side of the second acquisition unit 4 . A temperature difference power generation device 200 is connected to the downstream side of the power generation facility 100 .

발전 설비(100)는, LNG를 저장하는 제1 저장부(101)를 구비한다. 제1 저장부(101)는 -162[℃]의 액화한 LNG를 저장하는 탱크이다. 제1 저장부(101) 내에서는, LNG가 외부로부터의 열을 받아서 기화한 보일 오프 가스가 발생하여 있다. 그 때문에, 제1 저장부(101)에는, 보일 오프 가스를 수집하고 재액화하는 압축기(102)가 마련되어 있다. 제1 저장부(101)에 인접하여, 보일 오프 가스를 저장하기 위한 제2 저장부(103)가 마련되어 있다. The power generation facility 100 includes a first storage unit 101 that stores LNG. The first storage unit 101 is a tank for storing liquefied LNG at -162 [°C]. In the first storage unit 101, boil-off gas in which LNG is vaporized by receiving heat from the outside is generated. Therefore, the first storage unit 101 is provided with a compressor 102 that collects and reliquefies the boil-off gas. Adjacent to the first storage unit 101 , a second storage unit 103 for storing boil-off gas is provided.

제2 저장부(103)에는, 배관을 통해서 제1 저장부(101) 내에서 발생한 보일 오프 가스가 유입된다. 제2 저장부(103) 내에 저장된 보일 오프 가스는, 압축기(102)에 의해 재액화되어 LNG(재생 액화 가스)가 생성된다. 재생 액화 가스는, 예를 들어 야간에 발생하는 잉여 전력을 사용하여 압축기(102)에 의해 생성된다. 잉여 전력을 사용하여 생성된 재생 액화 가스는, 수요에 따라서 공급되는 발전 설비(100)의 연료가 된다. 압축기(102)와 제2 저장부(103)에서 재생 액화 가스를 생성하는 재생부를 구성한다. 즉, 재생부는, 잉여 전력을 LNG의 형태로 축전하는 케미컬 축전 장치이다. 보일 오프 가스는, 압축기(102)의 전원 장치를 구동하는 연료로서 사용되어도 된다. 잉여 전력은, 다른 발전 설비로부터 공급되어도 되고, 온도차 발전 장치(200)로부터 발생하는 것이 공급되어도 된다. The boil-off gas generated in the first storage unit 101 flows into the second storage unit 103 through a pipe. The boil-off gas stored in the second storage unit 103 is reliquefied by the compressor 102 to generate LNG (regenerated liquefied gas). Regeneration liquefied gas is generated by compressor 102 using, for example, surplus power generated at night. The regeneration liquefied gas generated using the surplus electric power becomes a fuel of the power generation facility 100 supplied according to the demand. The compressor 102 and the second storage unit 103 constitute a regeneration unit that generates the regeneration liquefied gas. That is, the regeneration unit is a chemical power storage device that stores surplus electric power in the form of LNG. The boil-off gas may be used as fuel for driving the power supply of the compressor 102 . The surplus power may be supplied from another power generation facility, or generated from the temperature difference power generation device 200 may be supplied.

제1 저장부(101)의 하류측에는, LNG를 재기화시키는 기화 장치(104)가 배관 B를 개재하여 접속되어 있다. 기화 장치(104)에는, 제2 취득부(4)의 하류측이 접속되어 있다. 기화 장치(104)는 열 교환기를 구비한다. 기화 장치(104)에는, 배관 B를 개재하여 제1 저장부(101)로부터 액체의 상태 LNG가 유입된다. 기화 장치(104)에는, 배관 F를 개재하여 제2 취득부(4)로부터 심층해수가 유입된다. 기화 장치(104)에 유입된 LNG는 열 교환기에서 심층해수에 의해 가열되어, 기화한 가스(NG)가 생성된다. 통상, 열 교환기의 열 교환에 해수를 사용하면, 조개 등의 해생 생물이 부착되어, 열 교환의 효율이 저하된다. 그 때문에, 해수를 사용하는 경우, 기화 장치는 정기적으로 세정하는 것이 필요해진다. A vaporizer 104 for regasifying LNG is connected to the downstream side of the first storage unit 101 via a pipe B. The downstream side of the 2nd acquisition part 4 is connected to the vaporization apparatus 104. The vaporizer 104 has a heat exchanger. Liquid LNG flows into the vaporization device 104 from the first storage unit 101 via the pipe B. Deep seawater flows into the vaporization apparatus 104 from the 2nd acquisition part 4 via the pipe F. The LNG flowing into the vaporizer 104 is heated by deep seawater in a heat exchanger to generate vaporized gas (NG). Usually, when seawater is used for heat exchange of a heat exchanger, marine organisms, such as shellfish, adhere, and the efficiency of heat exchange falls. Therefore, when using seawater, it becomes necessary to wash|clean a vaporization apparatus regularly.

이에 반해, 발전 시스템(1)에서는, 상기 소정 조건을 적어도 충족하는 심층해수를 제2 취득부(4)로부터 취득하여 유통시키므로, 해생 생물이 기화 장치(104) 내부에 부착되는 것이 방지된다. 이 때문에, 발전 시스템(1)에서는, 기화 장치(104)의 분해 및 세정의 메인터넌스 공정을 생략하여 러닝 코스트를 저감할 수 있다. On the other hand, in the power generation system 1, since the deep seawater which satisfies at least the said predetermined condition is acquired from the 2nd acquisition part 4 and distribute|circulates, adhering to the inside of the vaporization apparatus 104 is prevented. For this reason, in the power generation system 1, the maintenance process of disassembly and washing|cleaning of the vaporization apparatus 104 can be abbreviate|omitted, and running cost can be reduced.

기화 장치(104)의 열 교환기를 유통해서 생성된 가스는, 가스 배관 G를 통해서 배출된다. 기화 장치(104)의 가스 배관 G의 하류측에는, 발전기(105)가 접속되어 있다. 발전기(105)에는, 유입한 가스를 연료로 하여 발전한다. 발전기(105)는, 예를 들어, 가스 터빈식의 발전기가 사용된다. 가스 터빈식의 발전 원리는 일반적인 것이며, 상세한 설명은 생략한다. 기화 장치(104)에서 발생한 가스는, 다른 발전 설비에 공급해도 되고, 온도차 발전 장치(200)의 작동 매체를 순환시키는 펌프의 전원 연료로서 사용되어도 된다. 이 펌프는, 발전기(105)에서 발생한 전력으로 구동되어도 된다. The gas generated by flowing through the heat exchanger of the vaporization device 104 is discharged through the gas pipe G. A generator 105 is connected to the downstream side of the gas pipe G of the vaporizer 104 . In the generator 105, electricity is generated by using the inflow gas as a fuel. As the generator 105, a gas turbine-type generator is used, for example. The gas turbine power generation principle is general, and detailed description is omitted. The gas generated by the vaporization device 104 may be supplied to other power generation facilities, or may be used as power source fuel for a pump that circulates the working medium of the temperature difference power generation device 200 . This pump may be driven by electric power generated by the generator 105 .

기화 장치(104)의 열 교환기를 유통한 심층해수는, LNG와의 열 교환에 의해 냉각되고, 냉열을 갖는 저온 열 매체로서 열 매체용의 배관으로부터 배출된다. 기화 장치(104)의 열 매체용의 배관의 하류측에는, 온도차 발전 장치(200)의 응축기(202)가 접속되어 있다. The deep seawater flowing through the heat exchanger of the vaporizer 104 is cooled by heat exchange with LNG and discharged from the piping for the heat medium as a low-temperature heat medium having cooling heat. A condenser 202 of the temperature difference generator 200 is connected to the downstream side of the piping for the heat medium of the vaporization device 104 .

상기 구성 외에, 제2 취득부(4)로부터 취득된 심층해수가 응축기(202)를 유통한 후, 기화 장치(104)에 유통하도록 구성되어 있어도 된다. 제2 취득부(4)와 응축기(202)를 접속하는 배관 D를 마련하고, 기화 장치(104)로부터 응축기(202)에 유입하는 냉각된 심층해수와 제2 취득부(4)로부터 취득된 심층해수를 혼합하여 온도를 조정하도록 해도 된다. 기화 장치(104)로부터 배출되는 냉각된 심층해수가 다시 기화 장치(104)로 되돌아가서 심층해수가 순환되는 유로를 형성해도 된다. After the deep seawater acquired from the 2nd acquisition part 4 flows through the condenser 202 other than the said structure, you may be comprised so that it may distribute|circulate to the vaporization apparatus 104. A pipe D connecting the second acquisition unit 4 and the condenser 202 is provided, and the cooled deep seawater flowing into the condenser 202 from the vaporizer 104 and the deep seawater acquired from the second acquisition unit 4 are provided. You may make it mix seawater and adjust the temperature. The cooled deep seawater discharged from the vaporizer 104 may return to the vaporizer 104 again to form a flow path through which the deep seawater is circulated.

온도차 발전 장치(200)는, 작동 매체에 기화와 응축의 사이클을 발생시켜서 가동한다. 온도차 발전 장치(200)는 터빈식의 발전기(203)를 구비하는 열 기관이다. 온도차 발전 장치(200)는 표층해수(제1 열 매체)를 열원으로 하여 작동 매체를 기화한다. 온도차 발전 장치(200)는 LNG를 기화하여 저온이 된 심층해수(제2 열 매체)를 열원으로 하여 작동 매체를 응축한다. The temperature difference generator 200 is operated by generating a cycle of vaporization and condensation in the working medium. The temperature difference generator 200 is a heat engine provided with a turbine-type generator 203 . The temperature difference power generation device 200 vaporizes the working medium by using the surface seawater (the first heat medium) as a heat source. The temperature difference power generation device 200 condenses the working medium by using the deep seawater (second heat medium) that has become low temperature by vaporizing LNG as a heat source.

온도차 발전 장치(200)는, 예를 들어, 저온으로 비등하는 암모니아를 작동 매체로서 가동한다. 작동 매체는, 암모니아와 물의 혼합물이 사용되어도 된다. 혼합물은, 예를 들어, 암모니아 90[%]에 대하여 물 10[%] 정도의 비율로 생성되어 있다. 암모니아나 혼합물은, 상온에서는 증기화하여 있다. 작동 매체는, 예를 들어, 11기압 정도로 가압되면 액화한다. 가압된 작동 매체는, 제1 취득부(3)로부터 취득된 표층해수의 온도 30[℃] 정도에서 비등하고 기화한다. The temperature difference power generation device 200 operates, for example, ammonia boiling at a low temperature as a working medium. As the working medium, a mixture of ammonia and water may be used. The mixture is produced, for example, in a ratio of about 10 [%] of water to 90 [%] of ammonia. Ammonia and the mixture are vaporized at room temperature. The working medium liquefies when pressurized, for example, to about 11 atmospheres. The pressurized working medium boils and vaporizes at a temperature of about 30 [°C] of surface seawater obtained from the first acquisition unit 3 .

온도차 발전 장치(200)는 작동 매체의 유로(210)를 구비한다. 작동 매체는, 유로(210) 내에서 가압되어 액화한 상태에서 순환한다. 유로(210)의 도중에는, 작동 매체를 순환시키는 펌프(205)가 마련되어 있다. 펌프(205)로부터 토출된 작동 매체는, 증발기(201)에 유입한다. 증발기(201)는 열 교환기를 구비한다. 열 교환기에는, 제1 취득부(3)에 접속된 배관 H가 접속되고, 제1 취득부(3)로부터 표층해수가 유입된다. 열 교환기에는, 유로(210)가 접속되어 있다. 열 교환기는, 유로(210)의 외부에 표층해수가 접촉하도록 구성되어 있고, 유로(210) 내를 유통하는 작동 매체와 표층해수가 열 교환된다. 작동 매체는, 열 교환기에 있어서 표층해수로 따뜻해져 기화한다. The temperature difference generator 200 includes a flow path 210 for a working medium. The working medium circulates in a state in which it is pressurized and liquefied in the flow path 210 . In the middle of the flow path 210, a pump 205 for circulating the working medium is provided. The working medium discharged from the pump 205 flows into the evaporator 201 . The evaporator 201 has a heat exchanger. A pipe H connected to the first acquisition unit 3 is connected to the heat exchanger, and surface seawater flows in from the first acquisition unit 3 . A flow path 210 is connected to the heat exchanger. The heat exchanger is configured such that the surface seawater is in contact with the outside of the flow passage 210 , and the working medium flowing in the flow passage 210 and the surface seawater are heat-exchanged. The working medium is warmed by surface seawater in the heat exchanger and vaporized.

기화한 작동 매체는, 증발기(201)의 하류측에 접속된 발전기(203)에 유입한다. 기화한 작동 매체는, 발전기(203)가 갖는 터빈을 회전시킨다. 터빈에는 회전력을 출력하는 출력축이 마련되어 있다. 출력축에는 전자기 유도로 발전하는 발전 장치가 연결되어 있고, 발전 장치는 터빈의 회전에 연동해서 전력을 출력한다. 터빈을 회전시킨 후, 기화한 작동 매체는 발전기(203)의 하류측에 접속된 응축기(202)에 유입한다. The vaporized working medium flows into the generator 203 connected to the downstream side of the evaporator 201 . The vaporized working medium rotates the turbine of the generator 203 . The turbine is provided with an output shaft for outputting rotational force. A power generation device that generates electricity by electromagnetic induction is connected to the output shaft, and the power generation device outputs electric power in association with the rotation of the turbine. After rotating the turbine, the vaporized working medium flows into the condenser 202 connected downstream of the generator 203 .

응축기(202)는 열 교환기를 구비한다. 열 교환기에는, 기화 장치(104)의 하류측에 접속된 배관 C가 접속되고, 제2 취득부(4)로부터 취득되고, LNG에 의해 냉각된 심층해수가 유입된다. 열 교환기에는, 유로(210)가 접속되어 있다. 열 교환기는, 유로(210)의 외부에 심층해수가 접촉하도록 구성되어 있고, 유로(210) 내를 유통하는 기화한 작동 매체와 심층해수가 열 교환된다. 기화한 작동 매체는, 열 교환기에 있어서 심층해수로 차가워져 응축되어 액체로 되돌아간다. 응축기(202)의 하류측에는, 펌프(205)가 접속되어 있다. 액체로 되돌아간 작동 매체는, 펌프(205)에 의해 유로를 재순환한다. The condenser 202 has a heat exchanger. A pipe C connected to the downstream side of the vaporizer 104 is connected to the heat exchanger, and the deep seawater obtained from the second acquisition unit 4 and cooled by LNG flows in. A flow path 210 is connected to the heat exchanger. The heat exchanger is configured to contact the deep seawater on the outside of the flow path 210 , and heat exchange between the vaporized working medium and the deep seawater flowing in the flow path 210 . The vaporized working medium is cooled to deep seawater in a heat exchanger, condensed and returned to a liquid. A pump 205 is connected to the downstream side of the condenser 202 . The working medium returned to the liquid is recirculated in the flow path by the pump 205 .

상기한 바와 같이 온도차 발전 장치(200)에서는, LNG로 냉각된 심층해수를 응축기(202)에 이용하는 것이며, 통상의 온도차 발전에서 필요한 저온의 600[m] 내지 1000[m]의 심층해수를 이용하는 경우에 비해, 해수의 퍼 올리기 비용이나 배관 설비의 설치 비용을 저감할 수 있다. As described above, in the temperature difference power generation device 200, the deep seawater cooled by LNG is used for the condenser 202, and when using low-temperature deep seawater of 600 [m] to 1000 [m] required for normal temperature difference power generation In comparison, the cost of pumping up seawater and the installation cost of piping equipment can be reduced.

응축기(202)에서 열 교환된 심층해수는, 6[℃] 정도의 온도에서 응축기(202)로부터 배출된다. 응축기(202)로부터 배출되는 심층해수는, 아직 냉온의 잠열을 포함하고, 표층해수와의 온도차가 있고, 그대로 해양 방출하면 환경에 대한 영향이 염려된다. 그래서, 온도차 발전 장치(200)에는, 응축기(202)를 유통해서 배출되는 심층해수를 이용하는 부대 설비 Q가 마련되어 있다. The deep seawater heat-exchanged in the condenser 202 is discharged from the condenser 202 at a temperature of about 6 [°C]. The deep seawater discharged from the condenser 202 still contains the latent heat of cold and warm, and there is a temperature difference with the surface seawater, and there is concern about the influence on the environment when it is discharged to the sea as it is. Therefore, the temperature difference power generation device 200 is provided with ancillary equipment Q using the deep seawater discharged through the condenser 202 .

부대 설비 Q는, 예를 들어, 응축기(202)를 유통해서 배출구(208)로부터 배출되는 심층해수의 냉온을 직접적으로 이용하는 공조 설비 Q1이다. 공조 설비 Q1은, 응축기(202)로부터 배출되는 심층해수를 냉매로서 이용한 냉방 설비이다. 공조 설비 Q1은, 예를 들어, 응축기(202)로부터 배출되는 심층해수가 유통되는 열 교환기(도시하지 않음)를 구비한다. 공조 설비 Q1은, 열 교환기에 상온의 공기를 유통시켜, 냉각된 공기를 생성한다. 공조 설비 Q1에 의하면, 응축기(202)로부터 배출되는 심층해수의 냉열을 이용하므로 러닝 코스트가 저감된다. 공조 설비 Q1에 의하면, 냉매를 순환시키는 장치나 컴프레서가 불필요하게 되어, 설치 비용이 저감된다. Ancillary equipment Q is, for example, air conditioning equipment Q1 that directly utilizes the cold and temperature of deep seawater discharged from the outlet 208 through the condenser 202 . The air conditioning facility Q1 is a cooling facility using deep seawater discharged from the condenser 202 as a refrigerant. The air conditioning equipment Q1 includes, for example, a heat exchanger (not shown) through which the deep seawater discharged from the condenser 202 flows. The air conditioning equipment Q1 circulates normal temperature air to a heat exchanger, and produces|generates cooled air. According to the air conditioning equipment Q1, since the cooling heat of the deep seawater discharged|emitted from the condenser 202 is used, a running cost is reduced. According to the air conditioning installation Q1, the apparatus and compressor which circulate a refrigerant|coolant become unnecessary, and installation cost is reduced.

부대 설비 Q는, 심층해수를 이용한 양식 설비 Q2이어도 된다. 심층해수는, 표층해수에 비해, 식물 플랑크톤의 성장에 필요한 무기 영양염(질산태질소:NO3, 인산태인:PO4, 규소:Si)이 풍부하게 포함되어 있다. 따라서, 심층해수를 표층해수의 영역에 방수하면 풍부한 무기 영양염에 의해 플랑크톤이 발생하고, 그 영역은, 어장이나 양식장에 적합한 장소가 된다. Ancillary equipment Q may be aquaculture equipment Q2 using deep seawater. Compared to surface seawater, deep seawater contains abundant inorganic nutrients (nitrate nitrogen: NO3, phosphorus phosphorus: PO4, silicon: Si) necessary for the growth of phytoplankton. Therefore, when deep seawater is waterproofed into the area of surface seawater, plankton is generated by abundant inorganic nutrients, and the area becomes a suitable place for a fishery or aquaculture.

즉, 심층해수를 사용하여 굴, 전복, 새우 등의 해산물을 양식할 수 있다. 그리고 심층해수는, 오염 물질이 거의 포함되지 않고, 저온이므로 잡균이 표층해수의 1/1000 이하이다. 그 때문에, 심층해수를 사용하면, 식중독을 일으키지 않는 안전한 굴 등의 해산물을 양식하는 양식 설비 Q2를 설치할 수 있다. 양식 설비 Q2는, 해상에 마련되어 있어도 되고, 육상에 마련된 활어조이어도 된다. 양식 설비 Q2는, 바이오 연료를 생성하기 위한 해초류를 양식하는 것이어도 된다. In other words, seafood such as oysters, abalone, and shrimp can be cultured using deep seawater. And since deep seawater contains almost no contaminants and is low in temperature, the number of various bacteria is less than 1/1000 of surface seawater. Therefore, if deep seawater is used, it is possible to install aquaculture equipment Q2 for cultivating safe seafood such as oysters that do not cause food poisoning. Aquaculture equipment Q2 may be provided on the sea or a live fish tank provided on land. The aquaculture facility Q2 may culture seaweed for producing a biofuel.

부대 설비 Q는, 심층해수를 사용하여 생성되는 화장품, 식품, 음료, 레어 메탈을 포함하는 자원 등의 부산물을 제조하는 공장 Q3이어도 된다. 부대 설비 Q는, 심층해수를 사용한 농장 Q4이어도 된다. 심층해수를 농업에 이용하는 경우에는, 증류나 역침투막 등을 사용하여 담수화하여 농작물을 재배하기 위한 농업용수로서 사용해도 되고, 심층해수의 저온 온도를 이용하여 하우스 재배의 공조나 농작물의 토양 온도 조정을 위한 냉매나 농작물을 저장하는 냉장 시설의 냉매로서 사용해도 된다. The auxiliary equipment Q may be a factory Q3 that manufactures by-products such as cosmetics, food, beverages, and resources containing rare metals generated using deep seawater. The auxiliary equipment Q may be a farm Q4 using deep seawater. When deep seawater is used for agriculture, it may be used as agricultural water for cultivating crops by desalination using distillation or reverse osmosis membrane, etc. It may be used as a refrigerant for refrigeration or as a refrigerant in refrigeration facilities for storing crops.

그 밖의, 부대 설비 Q는, 심층해수를 담수화함과 함께, 성분 조정하여 생성되는 음료수의 수도 설비나 농업 설비나 양식 설비이어도 된다. 상기의 부대 설비 Q는, 저온 열 매체의 온도를 이용하는 것을 예시했지만, 이에 한정하지 않고 온열 열 매체의 온도를 이용하는 것이어도 된다. 즉, 부대 설비 Q는, 제1 취득부(3)로부터 취득되어 온도차 발전에 이용된 후의 표층해수의 온도를 직접적으로 이용하는 공조 설비나 농작물의 저장 설비이어도 된다. 또한, 부대 설비 Q는, 발전 설비(100)의 발전기(105)로부터 배출되는 폐열을 직접적으로 이용한 여열 이용 설비이어도 된다. In addition, the auxiliary equipment Q may be water supply equipment, agricultural equipment, or aquaculture equipment for drinking water produced by adjusting the composition while desalination of deep seawater. Although the above-mentioned auxiliary equipment Q illustrated using the temperature of a low-temperature heating medium, it is not limited to this, The temperature of a warm-heating medium may be used. That is, the auxiliary facility Q may be an air conditioning facility or a storage facility for agricultural products that directly uses the temperature of the surface seawater obtained from the first acquisition unit 3 and used for temperature difference power generation. In addition, the auxiliary facility Q may be a residual heat utilization facility that directly uses waste heat discharged from the generator 105 of the power generation facility 100 .

다음에, 발전 시스템(1)의 열 사이클에 대해서 설명한다. Next, the thermal cycle of the power generation system 1 will be described.

도 2에 도시된 바와 같이, LNG는, 제1 저장부(101)(도 1 참조)로부터 배관 B를 유통하고 있을 때, 온도가 약 -160[℃] 정도이다. LNG는, 기화 장치(104)에서 열 교환된 후, 기화하여 NG가 되어 가스 배관 G를 7.3[㎏/s]의 유량으로 유통하고 있을 때, 온도가 약 -122 내지 -105[℃] 정도로 상승한다. As shown in FIG. 2 , when LNG flows through the pipe B from the first storage unit 101 (refer to FIG. 1 ), the temperature is about -160 [°C]. After heat exchange in the vaporizer 104, the LNG vaporizes to become NG, and when the gas pipe G is circulating at a flow rate of 7.3 [kg/s], the temperature rises to about -122 to -105 [°C] do.

심층해수는, 제2 취득부(4)로부터 2.31[㎏/s]의 유량으로 취득되고, 기화 장치(104) 및 응축기(202)를 유통하는 순환로에서 0.23[t/s]의 유량으로 순환하고, 배출구(208)로부터 2.31[㎏/s]의 유량으로 배출된다. 심층해수는, 온도가 6.2[℃]로 기화 장치(104)에 입력되고, 온도가 1[℃]로 냉각되어 기화 장치(104)로부터 배출된다. 심층해수는, 온도가 1[℃]로 응축기(202)에 입력되고, 온도가 6.1[℃]로 가온되어 응축기(202)로부터 배출되고, 온도가 6.1[℃]로 배출구(208)로부터 배출된다. 응축기(202)로부터 배출된 심층해수의 일부는, 기화 장치(104)에 재입력되도록 순환한다. Deep seawater is obtained from the second acquisition unit 4 at a flow rate of 2.31 [kg/s], and circulated at a flow rate of 0.23 [t/s] in a circulation path through the vaporizer 104 and the condenser 202, , discharged from the outlet 208 at a flow rate of 2.31 [kg/s]. The deep seawater is inputted to the vaporizer 104 at a temperature of 6.2 [°C], cooled to a temperature of 1 [°C], and discharged from the vaporizer 104. Deep seawater, the temperature is input to the condenser 202 at 1 [℃], the temperature is warmed to 6.1 [℃], discharged from the condenser 202, the temperature is discharged from the outlet 208 at 6.1 [℃] . A portion of the deep seawater discharged from the condenser 202 circulates so as to be re-entered into the vaporization device 104 .

표층해수는, 제1 취득부(3)로부터 0.23[t/s]의 유량으로 취득되고, 온도가 30[℃]로 증발기(201)에 입력되고, 온도가 27[℃]로 냉각되어 증발기(201)로부터 배출된다. The surface seawater is obtained from the first acquisition unit 3 at a flow rate of 0.23 [t/s], the temperature is input to the evaporator 201 at 30 [° C.], the temperature is cooled to 27 [° C.], and the evaporator ( 201) is released.

온도차 발전 장치(200)에 있어서 작동 매체는, 유로(210)를 순환하고, 온도가 4[℃]의 액체의 상태에서 증발기(201)에 입력되고, 온도가 26[℃]로 가온되어 기화한 상태에서 증발기(201)로부터 배출된다. 작동 매체는, 온도가 26[℃]로 발전기(203)에 입력되고, 온도가 5[℃]로 발전기(203)로부터 배출된다. 작동 매체는, 온도가 5[℃]로 응축기(202)에 입력되고, 온도가 4[℃]로 냉각되어 액화한 상태에서 응축기(202)로부터 배출된다. 작동 매체는, 온도가 4[℃]의 액체의 상태에서 펌프(205)에 의해 유로(210) 내에 다시 압송되어 유로(210) 내를 순환한다. In the temperature difference power generation device 200, the working medium circulates through the flow path 210, is input to the evaporator 201 in a liquid state with a temperature of 4 [°C], and is heated to 26 [°C] and evaporated. discharged from the evaporator 201 in the state. The working medium is input to the generator 203 at a temperature of 26 [°C] and discharged from the generator 203 at a temperature of 5 [°C]. The working medium is inputted to the condenser 202 at a temperature of 5 [°C] and discharged from the condenser 202 in a liquefied state when the temperature is cooled to 4 [°C]. The working medium circulates in the flow path 210 by being pressurized again into the flow path 210 by the pump 205 in a liquid state with a temperature of 4 [°C].

상기의 열 사이클에 의해, 발전 시스템(1)은 200[MW]의 GT 가스 공급량 가동할 수 있다. 단, 상기의 열 사이클은 일례이며, 발전 시스템(1)의 발전량에 의해 각 수치는 변동한다. By the above thermal cycle, the power generation system 1 can operate with a GT gas supply amount of 200 [MW]. However, the above thermal cycle is an example, and each numerical value fluctuates depending on the amount of power generated by the power generation system 1 .

상술한 바와 같이, 발전 시스템(1)에 의하면, 온도차 발전의 냉열원에 발전 설비(100)의 연료 LNG가 갖는 냉열을 이용함으로써, 냉열원으로서 통상의 온도차 발전에서 필요한 저온의 600[m] 내지 1000[m]의 심층해수를 퍼 올릴 필요가 없어, 해수의 퍼 올리기 비용이나 배관 설비의 설치 비용을 저감할 수 있다. 발전 시스템(1)에 의하면, 냉열원으로서 해수면으로부터 100[m] 내지 600[m] 정도의 해수를 취득함으로써, 기화 장치(104) 내의 생물 오염을 저감할 수 있고, 메인터넌스 비용을 저감할 수 있다. 발전 시스템(1)에 의하면, LNG의 발전 설비(100)에 부대하는 온도차 발전 장치(200)에 의해, 열 효율을 대폭으로 향상시킬 수 있다. As described above, according to the power generation system 1, by using the cooling heat of the fuel LNG of the power generation facility 100 as a cooling heat source for temperature difference power generation, as a cooling heat source, 600 [m] of a low temperature required in normal temperature difference power generation to There is no need to pump up 1,000 [m] of deep seawater, so it is possible to reduce the cost of pumping seawater and the installation cost of piping facilities. According to the power generation system 1, by acquiring seawater of about 100 [m] to 600 [m] from the sea level as a cooling heat source, biological contamination in the vaporizer 104 can be reduced, and maintenance costs can be reduced. . According to the power generation system 1, the thermal efficiency can be significantly improved by the temperature difference power generation device 200 accompanying the LNG power generation facility 100.

[제2 실시 형태] [Second embodiment]

이하의 설명에서는, 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 부호를 사용하고, 중복되는 설명에 대해서는 적절히 생략한다. In the following description, the same name and code|symbol are used about the structure similar to 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate|omitted suitably.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 실시 형태에 따른 발전 시스템(1A)은 2개의 온도차 발전 장치(200A1, 200A2)를 구비하도록 구성되어 있다. As shown in FIG. 3 , a power generation system 1A according to the second embodiment is configured to include two temperature difference power generation devices 200A1 and 200A2.

온도차 발전 장치(200A1)는, 제1 취득부(3)로부터 취득된 표층해수를 사용하여 LNG의 냉온을 이용한 온도차 발전을 행한다. 발전 설비(100A)에 있어서 기화 장치(104)에는, 제1 취득부(3)로부터 취득된 표층해수가 유입된다. 단, 표층해수는, 생물이 번식하지 않도록 소정 조건을 충족하는 것이 바람직하다. 기화 장치(104)에서 냉각된 표층해수는, 온도차 발전 장치(200A1)의 응축기(202)에 유입한다. 제1 취득부(3)로부터 취득된 표층해수의 일부는 분기되어 온도차 발전 장치(200A1)의 증발기(201)에 유입한다. 증발기(201)를 유통한 표층해수는, 응축기(202)를 유통한 표층해수와 혼합되어 배수처의 해수와의 온도차가 4[℃] 미만이 되도록 조정되어 바다에 배수된다. The temperature difference power generation apparatus 200A1 uses the surface seawater acquired from the 1st acquisition part 3, and performs temperature difference power generation using the cold and temperature of LNG. The surface seawater acquired from the 1st acquisition part 3 flows into the vaporization apparatus 104 in 100 A of power generation facilities. However, it is preferable that the surface seawater satisfy predetermined conditions so that organisms do not reproduce. The surface seawater cooled by the vaporizer 104 flows into the condenser 202 of the temperature difference generator 200A1. A part of the surface seawater acquired from the first acquisition unit 3 is branched and flows into the evaporator 201 of the temperature difference power generation device 200A1. The surface seawater flowing through the evaporator 201 is mixed with the surface seawater flowing through the condenser 202, the temperature difference with the seawater of the drainage destination is adjusted to be less than 4 [°C], and discharged into the sea.

온도차 발전 장치(200A2)는, 제2 취득부(4)로부터 취득된 심층해수를 사용하여 온도차 발전을 행한다. 온도차 발전 장치(200A2)에 있어서, 응축기(202)에는, 제2 취득부(4)로부터 취득된 심층해수가 유입된다. 증발기(201)에는, 제1 취득부(3)로부터 취득된 표층해수가 유입된다. 응축기(202)로부터 배출된 표층해수는, 부대 설비 Q에 있어서 이용된다. The temperature difference power generation apparatus 200A2 performs temperature difference power generation using the deep seawater acquired from the 2nd acquisition part 4 . In the temperature difference power generation device 200A2 , the deep seawater obtained from the second acquisition unit 4 flows into the condenser 202 . The surface seawater obtained from the first acquisition unit 3 flows into the evaporator 201 . The surface seawater discharged from the condenser 202 is used in ancillary equipment Q.

제2 실시 형태에 따른 발전 시스템(1A)에 의하면, 제1 취득부(3)로부터 취득된 표층해수를 사용하여 LNG의 냉온을 이용한 온도차 발전을 행할 수 있어, 온도차 발전에 의한 발전량을 증가시킬 수 있다. According to the power generation system 1A according to the second embodiment, it is possible to perform temperature difference power generation using the cold and temperature of LNG using the surface seawater obtained from the first acquisition unit 3, so that the amount of power generation by the temperature difference power generation can be increased. have.

[제3 실시 형태] [Third embodiment]

이하의 설명에서는, 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 부호를 사용하고, 중복되는 설명에 대해서는 적절히 생략한다. 이하, 제3 실시 형태에 따른 발전 시스템(1B)의 구성을 열 사이클에 따라서 설명한다. In the following description, the same name and code|symbol are used about the structure similar to 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate|omitted suitably. Hereinafter, the structure of the power generation system 1B which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated according to a thermal cycle.

도 4에 도시된 바와 같이, 제3 실시 형태에 따른 발전 시스템(1B)은 발전 설비(100)(도 1 참조)에 있어서의 심층해수의 순환 경로가 제1 실시 형태의 발전 시스템(1)과 다르며, 제2 취득부(4)로부터 취득된 심층해수가 최초에 온도차 발전 장치(200)의 응축기(202)에 입력되고, 그 후, 기화 장치(104)에 입력되도록 구성되어 있다. As shown in FIG. 4 , in the power generation system 1B according to the third embodiment, the circulation path of deep seawater in the power generation facility 100 (refer to FIG. 1 ) is the power generation system 1 of the first embodiment and It is different, and it is comprised so that the deep seawater acquired from the 2nd acquisition part 4 may initially be input to the condenser 202 of the temperature difference power generation device 200, and then to be input to the vaporization device 104.

심층해수는, 제2 취득부(4)로부터 2.64[t/s]의 유량으로 취득된다. 심층해수는, 응축기(202)에 입력되고, 배출구(208)로부터 2.64[t/s]의 유량으로 배출된다. 응축기(202)로부터 배출된 심층해수의 일부는, 0.4[t/s]의 유량으로 기화 장치(104)에 입력되고, 응축기(202)에 입력되는 경로에 합류한다. 따라서, 심층해수는, 3.04[t/s]의 유량으로, 응축기(202)에 입력된다. Deep seawater is acquired from the second acquisition unit 4 at a flow rate of 2.64 [t/s]. Deep seawater is input to the condenser 202 and discharged from the outlet 208 at a flow rate of 2.64 [t/s]. A part of the deep seawater discharged from the condenser 202 is input to the vaporization device 104 at a flow rate of 0.4 [t/s], and joins the path input to the condenser 202 . Accordingly, the deep seawater is input to the condenser 202 at a flow rate of 3.04 [t/s].

심층해수는, 온도가 7[℃]로 응축기(202)에 입력되고, 온도가 10[℃]로 가온되어 응축기(202)로부터 배출된다. 그 후, 심층해수는, 온도가 10[℃]로 배출구(208)로부터 배출된다. 응축기(202)로부터 배수된 심층해수의 일부는, 온도가 10[℃]로 기화 장치(104)에 입력되고, 온도가 7[℃]로 냉각되어 기화 장치(104)로부터 배출되고, 응축기(202)에 입력되는 경로에 합류한다. 응축기(202)로부터 배수된 심층해수의 일부는, 응축기(202)와 기화 장치(104)를 순환한다. The deep seawater is input to the condenser 202 at a temperature of 7 [°C], and is discharged from the condenser 202 at a temperature of 10 [°C]. Thereafter, the deep seawater is discharged from the outlet 208 at a temperature of 10 [°C]. A part of the deep seawater drained from the condenser 202 is input to the vaporizer 104 at a temperature of 10 [°C], cooled to 7 [°C] and discharged from the vaporizer 104, and the condenser 202 ) joins the input path. A part of the deep seawater drained from the condenser 202 circulates through the condenser 202 and the vaporization device 104 .

배관 B를 유통하는 LNG는, 기화 장치(104)에서 열 교환된 후, 기화하여 NG가 되어 가스 배관 G를 7.3[㎏/s]의 유량으로 유통하고 있을 때, 온도가 약 -122 내지 -105[℃] 정도로 상승한다. After heat exchange in the vaporizer 104, the LNG flowing through the pipe B is vaporized to become NG, and when the gas pipe G is circulating at a flow rate of 7.3 [kg/s], the temperature is about -122 to -105 It rises to about [℃].

표층해수는, 제1 취득부(3)로부터 3.04[t/s]의 유량으로 취득되고, 온도가 30[℃]로 증발기(201)에 입력되고, 온도가 27[℃]로 냉각되어 증발기(201)로부터 배출된다. The surface seawater is obtained from the first acquisition unit 3 at a flow rate of 3.04 [t/s], the temperature is input to the evaporator 201 at 30 [°C], the temperature is cooled to 27 [°C], and the evaporator ( 201) is released.

온도차 발전 장치(200)에 있어서 작동 매체는, 온도차 발전 장치(200)의 유로(210)를 순환하고, 온도가 4[℃]의 액체의 상태에서 증발기(201)에 입력되고, 온도가 26[℃]로 가온되어 기화한 상태에서 증발기(201)로부터 배출된다. 작동 매체는, 온도가 26[℃]로 발전기(203)에 입력되고, 온도가 5[℃]로 발전기(203)로부터 배출된다. 작동 매체는, 온도가 5[℃]로 응축기(202)에 입력되고, 온도가 4[℃]로 냉각되어 액화한 상태에서 응축기(202)로부터 배출된다. 작동 매체는, 온도가 4[℃]의 액체의 상태에서 펌프(205)에 의해 유로(210) 내에 다시 압송되어 유로(210) 내를 순환한다. In the temperature difference power generation device 200, the working medium circulates through the flow path 210 of the temperature difference power generation device 200, is input to the evaporator 201 in a liquid state with a temperature of 4 [°C], and the temperature is 26 [ ℃] and discharged from the evaporator 201 in a vaporized state. The working medium is input to the generator 203 at a temperature of 26 [°C] and discharged from the generator 203 at a temperature of 5 [°C]. The working medium is inputted to the condenser 202 at a temperature of 5 [°C], cooled to 4 [°C] and discharged from the condenser 202 in a liquefied state. The working medium circulates in the flow path 210 by being pressurized again into the flow path 210 by the pump 205 in a liquid state with a temperature of 4 [°C].

상기의 열 사이클에 의해, 제3 실시 형태에 따른 발전 시스템(1B)은 200[MW]의 GT 가스 공급량으로 가동할 수 있다. 단, 상기의 열 사이클은 일례이며, 발전 시스템(1B)의 발전량에 의해 각 수치는 변동한다. By the thermal cycle described above, the power generation system 1B according to the third embodiment can operate at a GT gas supply amount of 200 [MW]. However, the above thermal cycle is an example, and each numerical value fluctuates depending on the amount of power generated by the power generation system 1B.

[제4 실시 형태] [Fourth embodiment]

이하의 설명에서는, 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 부호를 사용하고, 중복되는 설명에 대해서는 적절히 생략한다. 이하, 제4 실시 형태에 따른 발전 시스템(1C)의 구성을 열 사이클의 흐름에 따라서 설명한다. In the following description, the same name and code|symbol are used about the structure similar to 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate|omitted suitably. Hereinafter, the configuration of the power generation system 1C according to the fourth embodiment will be described according to the flow of the thermal cycle.

도 5에 도시된 바와 같이, 제4 실시 형태에 따른 발전 시스템(1C)은, 제3 실시 형태에 따른 발전 시스템(1B)에 담수화 설비가 추가되어 구성되어 있다. 발전 시스템(1C)은 제1 취득부(3)로부터 발전 설비(100)(도 1 참조)의 발전기(105)의 냉각수가 입력되도록 구성되어 있다. As shown in FIG. 5 , the power generation system 1C according to the fourth embodiment is configured by adding a desalination facility to the power generation system 1B according to the third embodiment. 1 C of power generation system is comprised so that the cooling water of the generator 105 of the power generation facility 100 (refer FIG. 1) may be input from the 1st acquisition part 3.

심층해수는, 제2 취득부(4)로부터 1.54[t/s]의 유량으로 취득되고, 응축기(202)에 입력되고, 배출구(208)로부터 1.54[t/s]의 유량으로 배출된다. 응축기(202)로부터 배출된 일부의 심층해수는, 0.4[t/s]의 유량으로 기화 장치(104)에 입력되고, 응축기(202)에 입력되는 경로에 합류한다. 그 때문에, 심층해수는, 1.94[t/s]의 유량으로, 응축기(202)에 입력된다. Deep seawater is acquired from the second acquisition unit 4 at a flow rate of 1.54 [t/s], is input to the condenser 202 , and is discharged from the outlet 208 at a flow rate of 1.54 [t/s]. Part of the deep seawater discharged from the condenser 202 is input to the vaporizer 104 at a flow rate of 0.4 [t/s], and joins the path input to the condenser 202 . Therefore, the deep seawater is input to the condenser 202 at a flow rate of 1.94 [t/s].

심층해수는, 온도가 10[℃]로 응축기(202)에 입력되고, 온도가 13[℃]로 가온되어 배출된다. 응축기(202)로부터 배수된 일부의 심층해수는, 온도가 13[℃]로 기화 장치(104)에 입력된다. 심층해수는, 기화 장치(104)에서 온도가 10[℃]로 냉각되어 배출되고, 응축기(202)에 입력되는 경로에 합류한다. The deep seawater is inputted to the condenser 202 at a temperature of 10 [°C], and discharged after being heated to a temperature of 13 [°C]. Part of the deep seawater drained from the condenser 202 is input to the vaporization device 104 at a temperature of 13 [°C]. The deep seawater is cooled to 10 [°C] in the vaporization device 104 and discharged, and joins the path input to the condenser 202 .

응축기(202)로부터 배수된 심층해수는, 심층해수와 표층해수의 열 교환을 행하는 열 교환기(8)를 유통하고, 온도가 16.8[℃]로 가온되어 배출구(208)로부터 배출된다. The deep seawater drained from the condenser 202 flows through a heat exchanger 8 that performs heat exchange between the deep seawater and the surface seawater, is heated to 16.8 [°C] and discharged from the outlet 208.

배관 B를 유통하는 LNG는, 기화 장치(104)에서 열 교환된 후, 기화하여 NG가 되어 가스 배관 G를 7.3[㎏/s]의 유량으로 유통하고 있을 때, 온도가 약 -122 내지 -105[℃] 정도로 상승한다. After heat exchange in the vaporizer 104, the LNG flowing through the pipe B is vaporized to become NG, and when the gas pipe G is circulating at a flow rate of 7.3 [kg/s], the temperature is about -122 to -105 It rises to about [℃].

제1 취득부(3)로부터는, 발전기(105)를 냉각한 표층해수가 1.94[t/s]의 유량으로 취득되고, 온도가 37[℃]로 증발기(201)에 입력되고, 온도가 34[℃]로 냉각되어 증발기(201)로부터 배출된다. 증발기(201)로부터 배출된 표층해수는, 담수화 장치(7)를 통과하고, 일부가 담수화되고, 열 교환기(8) 내를 유통하고, 31[℃]의 온도로 냉각되어 1000[t/day]의 생산량으로 생성된다. 담수화되지 않은 표층해수는, 1.93[t/s]의 유량으로 또한 온도가 33[℃]로 배출된다. From the first acquisition unit 3, the surface seawater that has cooled the generator 105 is acquired at a flow rate of 1.94 [t/s], the temperature is input to the evaporator 201 at 37 [°C], and the temperature is 34 It is cooled to [°C] and discharged from the evaporator 201 . The surface seawater discharged from the evaporator 201 passes through the desalination device 7, is partially desalinated, circulates in the heat exchanger 8, is cooled to a temperature of 31 [° C.], and is 1000 [t/day] produced by the production of The surface seawater that is not desalinated is discharged at a flow rate of 1.93 [t/s] and a temperature of 33 [°C].

작동 매체는, 온도차 발전 장치(200)의 유로(210)를 순환하고, 온도가 4[℃]의 액체의 상태에서 증발기(201)에 입력되고, 온도가 26[℃]로 가온되어 기화한 상태에서 증발기(201)로부터 배출된다. 그 후, 기화 후의 작동 매체는 온도가 26[℃]로 발전기(203)에 입력되고, 온도가 5[℃]로 발전기(203)로부터 배출된다. 작동 매체는, 온도가 5[℃]로 응축기(202)에 입력되고, 온도가 4[℃]로 냉각되어 액화한 상태에서 응축기(202)로부터 배출된다. 작동 매체는, 온도가 4[℃]의 액체의 상태에서 펌프(205)에 의해 유로(210) 내에 다시 압송되어 유로(210) 내를 순환한다. The working medium circulates through the flow path 210 of the temperature difference power generation device 200, is input to the evaporator 201 in a liquid state with a temperature of 4 [°C], and is vaporized by being heated to a temperature of 26 [°C] is discharged from the evaporator (201). Then, the working medium after vaporization is input to the generator 203 at a temperature of 26 [°C], and discharged from the generator 203 at a temperature of 5 [°C]. The working medium is inputted to the condenser 202 at a temperature of 5 [°C] and discharged from the condenser 202 in a state in which the temperature is cooled to 4 [°C] and liquefied. The working medium circulates in the flow path 210 by being pressurized again into the flow path 210 by the pump 205 in a liquid state with a temperature of 4 [°C].

상기의 열 사이클에 의해, 제4 실시 형태에 따른 발전 시스템(1C)의 온도차 발전 장치(200)는 200[MW]의 GT 가스 공급량으로 가동할 수 있다. 단, 상기의 열 사이클은 일례이며, 발전 시스템(1C)의 발전량에 의해 각 수치는 변동한다. 발전 시스템(1C)은 발전기(105)의 폐열을 이용함과 함께, 해수를 담수화할 수 있다. By the above thermal cycle, the temperature difference power generation device 200 of the power generation system 1C according to the fourth embodiment can be operated with a GT gas supply amount of 200 [MW]. However, the above thermal cycle is an example, and each numerical value fluctuates depending on the amount of power generated by the power generation system 1C. The power generation system 1C can desalinate seawater while using the waste heat of the generator 105 .

[제5 실시 형태] [Fifth embodiment]

도 6에 도시된 바와 같이, 제5 실시 형태에 따른 발전 시스템(1D)은, 제1 실시 형태에 따른 발전 시스템(1)에 간접적인 열 교환을 행하는 제1 중간 설비(300)가 추가되어 구성되어 있다. 제1 중간 설비(300)는, 예를 들어, 제1 취득부(3)와 온도차 발전 장치(200) 사이에 마련되어 있다. 제1 중간 설비(300) 내에는, 제1 작동 매체가 유로(310) 내를 순환하고 있다. 제1 작동 매체는, 예를 들어, 에틸렌글리콜 등의 냉각수이다. As shown in FIG. 6 , the power generation system 1D according to the fifth embodiment is configured by adding a first intermediate facility 300 that indirectly exchanges heat to the power generation system 1 according to the first embodiment. has been The 1st intermediate facility 300 is provided between the 1st acquisition part 3 and the temperature difference power generation apparatus 200, for example. In the first intermediate facility 300 , the first working medium circulates in the flow path 310 . The first working medium is, for example, cooling water such as ethylene glycol.

제1 중간 설비(300)는, 제1 취득부(3)가 취득한 제1 열 매체와 제1 작동 매체의 열 교환을 행하는 열 교환기(301)와, 가열된 제1 작동 매체를 순환시키는 펌프(302)를 구비한다. 제1 중간 설비(300)는, 제1 취득부(3)가 취득한 제1 열 매체를 열원으로 하여 제1 작동 매체를 가열한다. 가열된 제1 작동 매체는 하류측에 접속된 온도차 발전 장치(200)의 증발기(201)의 열원이 된다. 제1 중간 설비(300)를 사용함으로써, 온도차 발전 장치(200)의 오염이 저감된다. The first intermediate equipment 300 includes a heat exchanger 301 for exchanging heat between the first heat medium and the first working medium acquired by the first acquisition unit 3, and a pump for circulating the heated first working medium ( 302) is provided. The 1st intermediate installation 300 uses the 1st heat medium acquired by the 1st acquisition part 3 as a heat source, and heats a 1st working medium. The heated first working medium becomes a heat source of the evaporator 201 of the temperature difference generator 200 connected to the downstream side. By using the first intermediate facility 300 , contamination of the temperature difference power generation device 200 is reduced.

[제6 실시 형태] [Sixth embodiment]

도 7에 도시된 바와 같이, 제6 실시 형태에 따른 발전 시스템(1E)은, 제5 실시 형태에 따른 발전 시스템(1D)에 또한 간접적인 열 교환을 행하는 제2 중간 설비(400)가 추가되어 구성되어 있다. 제2 중간 설비(400)는, 예를 들어, 기화 장치(104)와 온도차 발전 장치(200) 사이에 마련되어 있다. 제2 중간 설비(400)의 배관(410)에는, 제2 작동 매체가 순환되고 있다. 제2 작동 매체는, 예를 들어, 프로판이다. 제2 중간 설비(400)는, LNG를 열원으로 하여 냉각된 제2 열 매체를 냉열원으로 하여 온도차 발전 장치(200)의 작동 매체를 냉각한다. As shown in FIG. 7 , in the power generation system 1E according to the sixth embodiment, a second intermediate facility 400 for performing indirect heat exchange is added to the power generation system 1D according to the fifth embodiment, Consists of. The 2nd intermediate installation 400 is provided between the vaporization apparatus 104 and the temperature difference power generation apparatus 200, for example. A second working medium is circulated in the pipe 410 of the second intermediate facility 400 . The second working medium is, for example, propane. The second intermediate facility 400 cools the working medium of the temperature difference power generation device 200 by using the second heat medium cooled by using LNG as a heat source as a cooling heat source.

제2 중간 설비(400)는, 예를 들어, 제2 작동 매체를 냉각하는 열 교환기(401)와, 제2 작동 매체를 배관(410) 내에서 순환시키는 펌프(402)를 구비한다. 제2 중간 설비(400)는 펌프(402)의 상류측에 온도차 발전 장치(200)의 응축기(202)가 접속되고, 하류측에 열 교환기(401)가 접속되어 있다. 제2 중간 설비(400)는 냉각된 제2 작동 매체에 의해 응축기(202)에서 온도차 발전 장치(200)의 작동 매체를 냉각하고 응축시킨다. 제2 중간 설비(400)는 열 교환기(401)에 있어서 기화 장치(104)로부터 발생하는 냉열을 열원으로 하여 제2 작동 매체를 냉각한다. The second intermediate installation 400 includes, for example, a heat exchanger 401 for cooling the second working medium and a pump 402 for circulating the second working medium in the pipe 410 . In the second intermediate facility 400 , the condenser 202 of the temperature difference generator 200 is connected to the upstream side of the pump 402 , and the heat exchanger 401 is connected to the downstream side of the pump 402 . The second intermediate facility 400 cools and condenses the working medium of the temperature difference generator 200 in the condenser 202 by the cooled second working medium. The second intermediate facility 400 uses the cooling heat generated from the vaporization device 104 in the heat exchanger 401 as a heat source to cool the second working medium.

제2 중간 설비(400)는, 중간 매체식 기화기(Intermediate Fluid type Vaporizer:IFV)이어도 된다. 제2 취득부(4)는, 예를 들어, 하류측에 블로워(140)를 마련하여 공기를 제2 열 매체로서 기화 장치(104)나 제2 중간 설비(400)의 열 교환기(401)에 유통시켜도 된다. 제2 취득부(4)로부터 취득된 공기는, 기화 장치(104)에 있어서 LNG를 기화함과 함께, 냉각된 공기를 열 교환기(401)에 유통시키고, 제2 중간 설비(400)의 제2 작동 매체를 냉각해도 된다. 제2 중간 설비(400)를 사용함으로써, 온도차 발전 장치(200)의 오염이 저감된다. The second intermediate facility 400 may be an intermediate fluid type vaporizer (IFV). The 2nd acquisition part 4 provides the blower 140 on the downstream side, for example, and uses air as a 2nd heat medium to the heat exchanger 401 of the vaporization apparatus 104 or the 2nd intermediate facility 400. may be distributed. The air acquired from the 2nd acquisition part 4 vaporizes LNG in the vaporization apparatus 104, and makes the cooled air flow through the heat exchanger 401, The 2nd of the 2nd intermediate equipment 400 The working medium may be cooled. By using the second intermediate facility 400 , contamination of the temperature difference power generation device 200 is reduced.

[변형예] [Variation]

상기 실시 형태에 따른 발전 시스템(1)은, 해수를 열 매체로서 취득하고 있었다. 발전 시스템(1)이 적용되는 장소는, 해양의 근처가 아니어도 된다. 발전 시스템(1)은 호수, 강, 연못, 저수조, 지하수 등의 수원으로부터의 물이 소정 조건을 충족하는 것이면, 이들의 물을 열 매체로서 취득해도 된다. 발전 시스템(1)은 지상의 설비뿐만 아니라, 선체 내에 재가스화 설비를 구비하는 부체식 LNG 저장 최가스화 설비(FSRU:Floating Storage & Regasification Unit)에 마련되는 설비이어도 된다. FSRU는, 신조선이어도 되고, 기존의 선체를 개조하여 마련되는 것이어도 된다. 발전 시스템(1)이 FSRU에 마련된 경우, 계절 등의 시기마다 변동하는 전력수요에 유연하게 대응할 수 있다. The power generation system 1 according to the above embodiment has acquired seawater as a heat medium. The place where the power generation system 1 is applied does not need to be in the vicinity of the ocean. The power generation system 1 may acquire these water as a heat medium as long as the water from water sources, such as a lake, a river, a pond, a water storage tank, and groundwater, satisfy|fills predetermined conditions. The power generation system 1 may be a facility provided in a floating storage & regasification unit (FSRU) having a regasification facility in the hull as well as a facility on the ground. The FSRU may be a new ship or may be provided by remodeling an existing hull. When the power generation system 1 is provided in the FSRU, it is possible to flexibly respond to power demand that fluctuates at each time such as a season.

발전 시스템(1)은 온열을 갖는 온열 열 매체를 표층해수로부터 취득하고 있었지만, 이에 한정하지 않고, 발전기(105)가 기화된 LNG를 연소했을 때에 배출하는 온열이나, 발전소 이외의 공장의 폐열, FSRU의 엔진의 폐열, 지열 등의 다른 온열을 이용하여 해수, 상기 수원의 물, 발전 시스템(1)에서 공통으로 사용되는 냉각수 등의 작동 유체 등을 가온하여 온열 열 매체를 생성해도 된다. 발전 시스템(1)은 기화한 LNG의 냉온의 잠열을 부대 설비 Q에 이용해도 된다. The power generation system 1 obtains a thermal heat medium having heat from the surface seawater, but is not limited thereto, and the heat discharged when the generator 105 burns vaporized LNG, waste heat from factories other than the power plant, FSRU A warming heat medium may be generated by heating seawater, water from the water source, and a working fluid such as cooling water commonly used in the power generation system 1 by using other heat such as engine waste heat or geothermal heat. The power generation system 1 may use the latent heat of the cold and temperature of vaporized LNG for the auxiliary equipment Q.

이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 실시 형태를 사용하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 하등 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변형 및 치환을 추가할 수 있다. 예를 들어, 온도차 발전 장치(200)의 냉열원에 LNG가 사용되어 있었지만, 이에 한정되지 않고 그 밖의 저온 액화 가스가 사용되어도 된다. As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using embodiment, this invention is not limited at all to this embodiment, Various modifications and substitutions can be added within the range which does not deviate from the summary of this invention. can For example, although LNG was used for the cooling heat source of the temperature difference power generation device 200, it is not limited to this, Other low-temperature liquefied gas may be used.

1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E:발전 시스템
2:취득부
3:제1 취득부
4:제2 취득부
7:담수화 장치
8:열 교환기
101:제1 저장부
102:압축기
103:제2 저장부
104:기화 장치
105:발전기
140:블로워
200, 200A1, 200A2:온도차 발전 장치
201:증발기
202:응축기
203:발전기
205:펌프
208:배출구
210:유로
300:제1 중간 설비
301:열 교환기
302:펌프
310:유로
400:제2 중간 설비
401:열 교환기
402:펌프
410:배관
B, C, D, F, H:배관
G:가스 배관
NG:가스
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E: power generation system
2: Acquisition Department
3: First acquisition part
4: 2nd acquisition part
7: Desalination device
8: heat exchanger
101: first storage unit
102: Compressor
103: second storage unit
104: vaporizer
105: generator
140: blower
200, 200A1, 200A2: temperature difference generator
201: evaporator
202: condenser
203: generator
205: pump
208: outlet
210: Euro
300: first intermediate equipment
301: heat exchanger
302: pump
310: Euro
400: second intermediate equipment
401: heat exchanger
402: pump
410: plumbing
B, C, D, F, H: Piping
G:gas pipe
NG: gas

Claims (14)

액화 가스를 사용한 설비에서 발생하는 폐열을 사용하여 발전하는 발전 시스템이며,
열 매체를 취득하는 취득부와,
상기 열 매체를 열원으로 하여 상기 액화 가스를 기화하는 기화 장치와,
상기 기화 장치에 의해 열 교환되어 배출되는 냉열을 열원으로 하는 저온 열 매체와, 상기 저온 열 매체에 비해 온도가 높은 온열을 갖는 온열 열 매체의 온도차를 이용하여 작동 매체에 기화와 응축의 사이클을 발생시켜서 가동하는 열 기관을 구비하는,
발전 시스템.
It is a power generation system that generates power using waste heat generated from facilities using liquefied gas,
an acquisition unit for acquiring a thermal medium;
a vaporizer for vaporizing the liquefied gas using the heat medium as a heat source;
A cycle of vaporization and condensation is generated in the working medium by using the temperature difference between a low-temperature heat medium whose heat source is cold heat that is heat exchanged and discharged by the vaporization device and a warm heat medium that has a higher temperature than the low-temperature heat medium having a heat engine operated by
power generation system.
제1항에 있어서,
상기 취득부는, 상기 열 매체로서 적어도 TOC 1.3[㎎/l] 이하의 소정 조건을 갖는 물을 취득하는, 발전 시스템.
According to claim 1,
The power generation system, wherein the acquisition unit acquires, as the heat medium, water having a predetermined condition of at least TOC 1.3 [mg/l] or less.
제2항에 있어서,
상기 취득부는, 상기 열 매체로서 적어도 100[m] 이심의 소정 조건을 갖는 해수를 취득하는, 발전 시스템.
3. The method of claim 2,
The power generation system, wherein the acquisition unit acquires seawater having a predetermined condition of at least 100 [m] eccentricity as the thermal medium.
제2항에 있어서,
상기 물을 상기 기화 장치에 유통시켜서 상기 기화 장치의 내부에 생물이 부착되는 것을 방지하는, 발전 시스템.
3. The method of claim 2,
A power generation system for preventing organisms from adhering to the inside of the vaporization apparatus by distributing the water to the vaporization apparatus.
제1항에 있어서,
상기 열 기관을 유통한 상기 온열 열 매체의 온도 또는 상기 열 기관을 유통한 상기 저온 열 매체의 온도를 이용하는 부대 설비를 더 구비하는, 발전 시스템.
According to claim 1,
The power generation system further comprising an auxiliary facility that uses the temperature of the warm heating medium circulating the heat engine or the temperature of the low temperature heating medium circulating the heat engine.
제1항에 있어서,
상기 열 기관을 유통한 상기 저온 열 매체의 냉온을 이용하는 공조 설비를 더 구비하는, 발전 시스템.
According to claim 1,
The power generation system further comprising an air-conditioning facility using the cold and temperature of the low-temperature heat medium that has circulated the heat engine.
제3항에 있어서,
상기 열 기관을 유통한 상기 해수를 사용하여 해산물의 양식을 행하는 양식 설비를 더 구비하는, 발전 시스템.
4. The method of claim 3,
The power generation system which further comprises aquaculture equipment which culture|cultivates seafood using the said seawater which circulated the said heat engine.
제3항에 있어서,
상기 열 기관을 유통한 상기 해수로부터 생성되는 부산물을 제조하는 공장을 더 구비하는, 발전 시스템.
4. The method of claim 3,
The power generation system further comprising a factory for manufacturing a by-product generated from the seawater circulating the heat engine.
제3항에 있어서,
상기 열 기관을 유통한 상기 해수를 사용하여 농작물의 재배 또는 저장을 행하는 설비를 더 구비하는, 발전 시스템.
4. The method of claim 3,
The power generation system further comprising a facility for cultivating or storing crops using the seawater that has circulated the heat engine.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액화 가스로부터 발생하는 보일 오프 가스를 수집하고, 잉여 전력을 사용하여 상기 보일 오프 가스를 응축해서 재생 액화 가스를 생성하는 재생부를 더 구비하는, 발전 시스템.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
and a regeneration unit that collects boil-off gas generated from the liquefied gas and condenses the boil-off gas using surplus electric power to generate regeneration liquefied gas.
제10항에 있어서,
상기 취득부는,
상기 작동 매체를 기화하는 열원이 되는 제1 열 매체를 취득하는 제1 취득부와,
상기 액화 가스를 기화함과 함께 상기 작동 매체를 응축하는 열원이 되는 제2 열 매체를 취득하는 제2 취득부를 구비하는, 발전 시스템.
11. The method of claim 10,
The acquisition unit,
a first acquisition unit configured to acquire a first heat medium serving as a heat source for vaporizing the working medium;
The power generation system comprising the 2nd acquisition part which acquires the 2nd heat medium used as the heat source which vaporizes the said liquefied gas and condenses the said working medium.
제11항에 있어서,
상기 제1 취득부와 상기 열 기관 사이에 마련된 제1 중간 설비를 구비하고,
상기 제1 중간 설비는, 상기 제1 열 매체를 열원으로 한 상기 온열 열 매체가 순환되는, 발전 시스템.
12. The method of claim 11,
and a first intermediate facility provided between the first acquisition unit and the heat engine,
The first intermediate facility is a power generation system in which the thermal heating medium using the first heating medium as a heat source is circulated.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 제2 취득부와 상기 기화 장치 사이에 마련된 제2 중간 설비를 구비하고,
상기 제2 중간 설비는, 상기 제2 열 매체를 열원으로 하는 상기 기화 장치에 의해 냉각되는 상기 저온 열 매체가 순환되는, 발전 시스템.
13. The method of claim 11 or 12,
and a second intermediate facility provided between the second acquisition unit and the vaporization device,
In the second intermediate facility, the low-temperature heat medium cooled by the vaporizer using the second heat medium as a heat source is circulated.
액화 가스를 사용한 설비에서 발생하는 폐열을 사용하여 발전하는 발전 방법이며,
열 매체를 취득하는 공정과,
상기 열 매체를 열원으로 하여 기화 장치에 있어서 상기 액화 가스를 기화하는 공정과,
상기 기화 장치에 있어서의 열 교환에 의해 배출되는 냉열을 열원으로 하여 저온 열 매체를 냉각하는 공정과,
상기 저온 열 매체에 비해 온도가 높은 온열을 갖는 온열 열 매체를 취득하는 공정과,
상기 온열 열 매체를 열원으로 하여 작동 매체를 기화시켜서 열 기관의 발전기에서 발전하는 공정과,
상기 저온 열 매체를 열원으로 하여 상기 발전기를 유통한 기화 후의 상기 작동 매체를 응축하는 공정을 구비하는,
발전 방법.
It is a power generation method that generates power using waste heat generated from facilities using liquefied gas,
a process of obtaining a thermal medium;
vaporizing the liquefied gas in a vaporizer using the heat medium as a heat source;
a step of cooling a low-temperature heat medium using, as a heat source, the cooling heat discharged by heat exchange in the vaporization device;
obtaining a thermal heating medium having a temperature higher than that of the low-temperature thermal medium;
a step of vaporizing the working medium using the warm heat medium as a heat source to generate electricity in a generator of a heat engine;
A step of condensing the working medium after vaporization through the generator using the low-temperature heat medium as a heat source;
How to develop.
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