KR20220060944A - Combined system of power generation, desalination and water electrolysis using ocean thermal energy conversion - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해수발전 담수-수소 복합시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 표층 해수와 심층 해수의 온도차를 이용한 개방형 온도차발전을 통해 저압 증기를 생산하고 생산된 증기가 터빈을 통과하여 전력을 생산하고, 응축기에서 심층수와 증기와의 열교환을 통해 응축되어 담수를 생산하며 담수의 수전해 공급을 통해 수소를 생산함은 물론, 발전과 담수, 수소 각 자원의 생산을 극대화 하며, 수전해 기술을 이용하여 증기를 담수화 하지 않고 수소와 산소로 분리가 가능하도록 하는 해수발전 담수-수소 복합시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a seawater power generation desalination-hydrogen complex system, and more specifically, produces low-pressure steam through open temperature differential power generation using the temperature difference between surface seawater and deep seawater, and the produced steam passes through a turbine to produce electricity, , it produces fresh water by condensing through heat exchange with deep water and steam in the condenser, and produces hydrogen through water electrolysis supply of fresh water, as well as maximizing power generation, fresh water, and hydrogen production of each resource, and using water electrolysis technology to It relates to a seawater power generation desalination-hydrogen complex system that enables separation into hydrogen and oxygen without desalination of steam.
미래 주요 자원인 에너지와 물을 안정적으로 확보하는 방안으로서 기존 해수온도차발전은 랭킨사이클을 이용하여 발전 출력은 높으나 담수의 확보와 이를 활용한 수소 및 산소 생산이 제한된다. 반면 기존 증발식, RO 분리막 등 해수담수화 설비는 대규모의 개발이 요하며, 상당한 화석 에너지가 소요된다.As a method to stably secure energy and water, which are major future resources, the existing seawater temperature differential power generation uses the Rankine cycle to generate high power output, but the securing of fresh water and the production of hydrogen and oxygen using it are limited. On the other hand, existing seawater desalination facilities such as evaporative and RO separation membranes require large-scale development and require significant fossil energy.
특히, 남태평양 도서국에서는 전력뿐만 아니라 식수 부족 문제가 발생하고 있기 때문에, 개방형 온도차발전을 통하여 발전된 전력의 공급이 가능하며, 응축된 담수는 식수 및 생활용수로 활용이 가능하고, 저장된 담수는 수전해 장치로 공급되어 수소와 산소로 분리시켜 저장할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.In particular, in the South Pacific island countries, not only electricity but also drinking water is scarce, so it is possible to supply power generated through open temperature differential power generation, and the condensed fresh water can be used for drinking and living water, and the stored fresh water is electrolyzed. There is a need to develop a technology that can be supplied to hydrogen and oxygen and stored after being separated into hydrogen and oxygen.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 표층 해수와 심층 해수의 온도차를 이용한 개방형 온도차발전을 통해 저압 증기를 생산하고 생산된 증기가 터빈을 통과하여 전력을 생산하고, 응축기에서 심층수와 증기와의 열교환을 통해 응축되어 담수를 생산하며 담수의 수전해 공급을 통해 수소를 생산함은 물론, 발전과 담수, 수소 각 자원의 생산을 극대화 하며, 수전해 기술을 이용하여 증기를 담수화 하지 않고 수소와 산소로 분리가 가능하도록 하는 해수발전 담수-수소 복합시스템을 제공하고자 한다.The problem to be solved by the present invention is to produce low-pressure steam through open temperature differential power generation using the temperature difference between surface seawater and deep seawater, and the produced steam passes through a turbine to produce electricity, and through heat exchange with deep water and steam in a condenser It is condensed to produce fresh water and produces hydrogen by supplying fresh water through water electrolysis, as well as maximizing the production of power generation, fresh water, and hydrogen resources. We want to provide a seawater power generation desalination-hydrogen complex system.
본 발명의 일 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템은 표층해수를 끌어오는 표층해수 펌프, 상기 표층해수 펌프를 통해 끌어온 표층해수를 절대압 이하의 저압 증기로 전환시키는 저압 증발기, 상기 저압 증발기를 통과한 상기 저압 증기를 건증기 상태로 전환시키는 미스트 리무버, 상기 미스트 리무버를 통과한 상기 저압 증기를 통해 회전하는 터빈, 상기 터빈의 회전력을 통해 전력을 생산하는 발전기, 심층해수를 끌어오는 심층해수 펌프, 상기 터빈을 통과한 상기 저압 증기를 모으며, 상기 심층해수 펌프를 통해 끌어온 심층해수와 상기 저압 증기를 서로 열교환시켜 담수로 응축시키는 응축기, 응축되는 상기 담수를 저장하는 담수탱크 및 상기 응축기의 내부 압력을 저압 진공상태로 유지시키며, 상기 터빈에서 발생되는 불응축 가스를 외부로 배출시키는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The seawater power generation desalination-hydrogen complex system according to an embodiment of the present invention comprises a surface seawater pump for drawing surface seawater, a low-pressure evaporator for converting surface seawater drawn through the surface seawater pump into low-pressure steam below absolute pressure, and the low-pressure evaporator. A mist remover that converts the low-pressure steam that has passed through to dry steam, a turbine that rotates through the low-pressure steam that has passed through the mist remover, a generator that generates power through the rotational force of the turbine, and a deep seawater pump that draws deep seawater , a condenser that collects the low-pressure steam that has passed through the turbine and heat-exchanges the low-pressure steam with the deep seawater drawn through the deep seawater pump with each other to condense it into fresh water, a freshwater tank for storing the condensed fresh water, and the internal pressure of the condenser to maintain a low pressure vacuum state, and may include a vacuum pump for discharging non-condensing gas generated in the turbine to the outside.
일 실시예에서, 상기 응축기에서 응축 후 남은 물은 가온되어 해상으로 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment, the water remaining after condensation in the condenser may be heated and discharged to the sea.
일 실시예에서, 본 발명은 상기 담수탱크에 저장된 담수를 산소 및 수소로 분리시키는 수전해 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the present invention may further include a water electrolysis device for separating the fresh water stored in the fresh water tank into oxygen and hydrogen.
일 실시예에서, 상기 발전기에 의해 생산되는 전력은 상기 표층해수 펌프, 상기 심층해수 펌프, 상기 진공펌프 및 상기 수전해 장치에 공급되며, 공급 후 남는 여분의 전력은 외부 전원에 공급되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the power produced by the generator is supplied to the surface seawater pump, the deep seawater pump, the vacuum pump and the water electrolyzer, and the excess power remaining after supply is supplied to an external power source, characterized in that can do.
본 발명의 다른 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템은 표층해수를 끌어오는 표층해수 펌프, 상기 표층해수 펌프를 통해 끌어온 표층해수를 절대압 이하의 저압 증기로 전환시키는 저압 증발기, 상기 저압 증발기를 통과한 상기 저압 증기를 건증기 상태로 전환시키는 미스트 리무버, 상기 미스트 리무버를 통과한 상기 저압 증기를 통해 회전하는 터빈, 상기 터빈의 회전력을 통해 전력을 생산하는 발전기, 상기 터빈을 통과한 상기 저압 증기를 산소 및 수소로 분리시키는 수전해 장치 및 상기 수전해 장치와 연결되어, 상기 수전해 장치의 압력을 저압 진공상태로 유지시키며, 상기 수전해 장치에서 발생되는 불응축 가스를 외부로 배출시키는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The seawater power generation desalination-hydrogen complex system according to another embodiment of the present invention comprises a surface seawater pump for drawing surface seawater, a low-pressure evaporator for converting surface seawater drawn through the surface seawater pump into low-pressure steam below absolute pressure, and the low-pressure evaporator. A mist remover that converts the low-pressure steam that has passed through to dry steam, a turbine that rotates through the low-pressure steam that has passed through the mist remover, a generator that generates power through rotational force of the turbine, and the low-pressure steam that has passed through the turbine A water electrolysis device that separates hydrogen into oxygen and hydrogen and a vacuum pump connected to the water electrolysis device to maintain the pressure of the water electrolysis device in a low-pressure vacuum state, and to discharge non-condensable gas generated from the water electrolysis device to the outside It may be characterized in that it includes.
일 실시예에서, 상기 발전기에 의해 생산되는 전력은 상기 표층해수 펌프, 상기 수전해 장치 및 상기 진공펌프에 공급되며, 공급 후 남는 여분의 전력은 외부 전원에 공급되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the electric power produced by the generator is supplied to the surface seawater pump, the water electrolyzer, and the vacuum pump, and the excess electric power remaining after supply is supplied to an external power source.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템은 표층해수를 끌어오는 표층해수 펌프, 상기 표층해수 펌프를 통해 끌어온 표층해수를 절대압 이하의 저압 증기로 전환시키는 저압 증발기, 상기 저압 증발기를 통과한 상기 저압 증기를 건증기 상태로 전환시키는 미스트 리무버, 상기 미스트 리부머를 통과한 상기 저압 증기를 산소 및 수소로 분리시키는 수전해 장치 및 상기 수전해 장치와 연결되어, 상기 수전해 장치의 압력을 저압 진공상태로 유지시키며, 상기 수전해 장치에서 발생되는 불응축 가스를 외부로 배출시키는 진공펌프를 포함하며, 상기 표층해수 펌프, 상기 수전해 장치 및 상기 진공펌프가 동작되기 위한 전력을 외부 전원으로부터 공급받는 것을 특징으로 할 수 있다.Seawater power generation desalination-hydrogen complex system according to another embodiment of the present invention is a surface seawater pump that draws surface seawater, a low pressure evaporator that converts surface seawater drawn through the surface seawater pump into low pressure steam below absolute pressure, the low pressure evaporator A mist remover that converts the low-pressure vapor that has passed through to dry steam, a water electrolysis device that separates the low-pressure steam that has passed through the mist remover into oxygen and hydrogen, and the water electrolysis device are connected to the water electrolysis device It maintains the pressure in a low-pressure vacuum state, and includes a vacuum pump for discharging non-condensable gas generated from the water electrolysis device to the outside, and external power for operating the surface seawater pump, the water electrolysis device, and the vacuum pump. It may be characterized in that it is supplied from a power source.
본 발명에 따르면, 담수의 수전해 공급을 통해 수소를 생산함은 물론, 발전과 담수, 수소 각 자원의 생산을 극대화 하며, 수전해 기술을 이용하여 증기를 담수화 하지 않고 수소와 산소로 분리가 가능하도록 하는 이점을 가진다.According to the present invention, it is possible to produce hydrogen through water electrolysis supply of fresh water, as well as maximize the production of power generation, fresh water, and hydrogen resources, and separate hydrogen and oxygen without desalination of steam using water electrolysis technology have the advantage of doing so.
또한 본 발명에 따르면, 전력 생산만이 가능한 폐쇄형 방식과 달리 사용방식에 따라서 생산자가 원하는 전력, 담수, 수소자원의 극대화가 가능하며, 표층 해수의 온도가 감소하여 발전을 할 수 없는 경우 증발기에서 증발된 증기를 수전해 방식을 적용하여 수소와 산소로 분리가 가능한 이점을 가진다.In addition, according to the present invention, unlike the closed method that can only produce electricity, it is possible to maximize the power, fresh water, and hydrogen resources desired by the producer according to the usage method, and when the temperature of the surface seawater cannot be generated due to a decrease in the temperature of the surface seawater, power generation is performed in the evaporator. It has the advantage of being able to separate the evaporated vapor into hydrogen and oxygen by applying a water electrolysis method.
또한 본 발명에 따르면, 증발기를 통해 생성된 증기는 일반 공급 상수와 달리 수전해 분해를 저해하는 미네랄 및 미생물의 함유가 전무하여 지속적인 수소 생산이 가능하며, 대량의 전력이 소요되는 수전해는 개방형 온도차발전에서 공급되는 신재생에너지 전력으로 인해 그린수소로 생산이 가능한 이점을 가진다.In addition, according to the present invention, the steam generated through the evaporator does not contain minerals and microorganisms that inhibit water electrolysis unlike normal supply constant, so continuous hydrogen production is possible. It has the advantage of being able to produce green hydrogen due to the renewable energy supplied from power generation.
또한 본 발명에 따르면, 담수 생산 모드에서는 수전해를 사용하지 않아 더 많은 전력의 생산이 가능하며, 발전을 하지 않는 경우에는 외부에서 전력을 공급받아 증기를 통한 수전해가 가능한 이점을 가진다.In addition, according to the present invention, in the freshwater production mode, since water electrolysis is not used, more electric power can be produced, and when electricity is not generated, electric power is supplied from the outside and water electrolysis through steam is possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템(100)의 시스템 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템(200)의 시스템 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템(300)의 시스템 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수전해 장치를 통해 증기가 수소 및 산소로 분리되는 과정을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a system configuration of a seawater power generation desalination-
2 is a view showing the system configuration of the seawater power generation desalination-
3 is a diagram illustrating a system configuration of a seawater power generation desalination-
4 is a diagram illustrating a process in which steam is separated into hydrogen and oxygen through a water electrolysis device according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the examples.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템(100)의 시스템 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a system configuration of a seawater power generation desalination-
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템(100)은 크게 표층해수를 끌어오는 표층해수 펌프(101), 표층해수 펌프(101)를 통해 끌어온 표층해수를 절대압 이하의 저압 증기로 전환시키는 저압 증발기(102), 저압 증발기(102)를 통과한 저압 증기를 건증기 상태로 전환시키는 미스트 리무버(103), 미스트 리무버(103)를 통과한 저압 증기를 통해 회전하는 터빈(104), 터빈(104)의 회전력을 통해 전력을 생산하는 발전기(105), 심층해수를 끌어오는 심층해수 펌프(106), 터빈(104)을 통과한 저압 증기를 모으며, 심층해수 펌프(106)를 통해 끌어온 심층해수와 저압 증기를 서로 열교환시켜 담수로 응축시키는 응축기(107), 응축되는 담수를 저장하는 담수탱크(108), 응축기(107)의 내부 압력을 저압 진공상태로 유지시키며, 터빈(104)에서 발생되는 불응축 가스를 외부로 배출시키는 진공펌프(109)를 포함하여 구성된다.1, the seawater power generation desalination-
보다 구체적으로, 먼저 표층해수 펌프(101)를 통해 표층에 존재하는 비교적 온도가 높은 표층해수를 끌어온 후, 플래쉬 또는 VMD(Vacuum Membrane Distillation), AD를 활용한 저압 증발기(102)에서는 표층해수를 절대압(예컨대, 3kPa) 이하의 저압 증기로 전환한다.More specifically, first, surface seawater with a relatively high temperature existing in the surface layer is drawn through the
다음으로 미스트 리무버(Mist remover)(103)에서는 저압 증발기(102)를 통과한 저압 증기를 건증기 상태로 만든 후 터빈(104)으로 유입시킨다.Next, in the mist remover (Mist remover) 103, the low-pressure steam that has passed through the low-
터빈(104)에서는 터빈(104)을 통과하는 저압 증기를 이용하여 회전함으로써 회전력이 발생하게 되고, 터빈(104)과 연결된 발전기(105)에서는 터빈(104)의 회전력을 이용하여 전력을 생산하게 된다. 또한, 터빈(104)을 통과한 저압 증기는 발전 후에 응축기(107)에 모여 응축된다.In the
이 과정에서, 심층해수 펌프(106)에서는 비교적 저온의 심층해수를 끌어오게 되는데, 응축기(107)에서는 이러한 터빈(104)을 통과한 저압 증기와 심층해수 펌프(106)를 통해 끌어온 심층해수 간의 열교환 과정을 통해 담수를 응축하게 된다. 이렇게 응축된 담수는 담수탱크(108)에 저장되고, 식수 혹은 생활용수로 활용될 수 있다. 또한, 응축기(107)의 응축 후 남은 물은 가온되어 다시 해상으로 배출된다.In this process, the
이때, 응축기(107)에는 진공펌프(109)가 연결되는데, 진공펌프(109)에 의해 응축기(107)는 항시 저압 진공상태가 유지될 수 있으며, 진공펌프(109)는 또한 터빈(104)에서 발생되는 불응축 가스를 외부로 배출시키는 역할을 한다.At this time, the
담수탱크(108)에 저장된 담수는 수전해 장치(110)로 공급되며, 수전해 장치(110)(알카라인, PEM 등)에서는 담수를 산소 및 수소로 분리시키게 된다.The fresh water stored in the
한편, 이러한 과정에서 발전기(105)에 의해 생산되는 전력이 표층해수 펌프(101), 심층해수 펌프(106), 진공펌프(109) 및 수전해 장치(110)에 공급되고, 소요 전력 외에 남는 여분의 전력은 외부 전원(미도시)에 공급되게 된다.On the other hand, in this process, the electric power produced by the
다음으로는, 터빈으로 유입된 저압 증기가 응축기가 아닌 수전해 장치로 바로 공급되는 시스템을 살펴보기로 한다.Next, a system in which the low-pressure steam introduced into the turbine is directly supplied to the water electrolyzer rather than the condenser will be examined.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템(200)의 시스템 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing the system configuration of the seawater power generation desalination-
도 2를 살펴보면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템(200)은 도 1의 해수발전 담수-수소 복합시스템(100)과 유사하지만, 도 1에서의 심층해수 펌프(106) 및 응축기(107)가 존재하지 않는다.Referring to FIG. 2 , the seawater power generation freshwater-
이때, 표층해수 펌프(201), 저압 증발기(202), 미스트 리무버(203) 및 터빈(204) 및 발전기(205)의 과정까지는 동일하다.At this time, the processes of the
터빈(204)을 통과한 저압 증기는 곧바로 수전해 장치(206)로 공급되며, 수전해 장치(206)에서는 저압 증기를 산소 및 수소로 분리시키게 된다. 또한, 수전해 장치(206)에는 진공펌프(207)가 연결되며, 진공펌프(209)에 의해 수전해 장치(206)의 저압 진공상태가 유지됨은 물론, 공정에서 발생하는 불응축 가스가 외부로 배출된다.The low-pressure steam that has passed through the
한편, 이러한 과정에서 발전기(205)에 의해 생산되는 전력이 표층해수 펌프(201), 수전해 장치(206) 및 진공펌프(207)에 공급되고, 소요 전력 외에 남는 여분의 전력은 외부 전원(미도시)에 공급되게 된다.Meanwhile, in this process, the electric power produced by the
다음으로는, 표층해수가 낮은 지역에서 저압 증발기를 통해 증발되는 저압 증기를 이용하여 터빈을 돌릴 수 있을 상황이 아닐 경우에 적용할 수 있는 시스템을 살펴보기로 한다.Next, we will look at a system that can be applied when it is not possible to run a turbine using low-pressure steam evaporated through a low-pressure evaporator in an area with low surface seawater.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해수발전 담수-수소 복합시스템(300)의 시스템 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a system configuration of a seawater power generation desalination-
도 3을 살펴보면, 표층해수가 낮아 저압 증발기를 통해 증발되는 저압 증기의 양이 적어 터빈을 용이하게 돌릴 수 없는 상황일 경우, 표층해수 펌프(301), 저압 증발기(302)를 거친 저압 증기는 곧바로 수전해 장치(303)로 공급되며, 수전해 장치(303)에서는 저압 증기를 산소 및 수소로 분리시키게 된다. 상황에 따라서 수전해장치(303) 앞에 미스트 리무버를 배치할 수도 있다. 또한, 수전해 장치(303)에는 진공펌프(304)가 연결되며, 진공펌프(304)에 의해 수전해 장치(303)의 저압 진공상태가 유지된다.Referring to FIG. 3 , when the surface seawater is low and the amount of low-pressure steam evaporated through the low-pressure evaporator is small, and the turbine cannot be easily turned, the low-pressure steam passing through the
이 과정에서 표층해수 펌프(301), 수전해 장치(303) 및 진공펌프(304)에 필요한 전력은 외부 전원으로부터 공급받게 된다.In this process, the electric power required for the
다음으로는, 앞서 살펴본 도 1 내지 도 3에서의 수전해 장치를 이용하여 저압 증기로부터 산소와 수소를 분리시키는 과정을 살펴보기로 한다.Next, a process of separating oxygen and hydrogen from low-pressure steam using the water electrolyzer shown in FIGS. 1 to 3 will be described.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수전해 장치를 통해 증기가 수소 및 산소로 분리되는 과정을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a process in which steam is separated into hydrogen and oxygen through a water electrolysis device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 살펴보면, 도 4는 수전해 장치를 나타낸 도면이며, 저압 증발기를 통해 증발된 수증기는 미스트 리무버를 통해 수전해 장치로 공급되며, 이때 수증기는 스택에서 산소 및 수소로 분리되고, 분리된 산소 및 수소는 상부로 배출되지만 증기는 수전해 장치에 의해 정체되어 지속적인 수소분리가 진행된다. 이때 소수성 고분자 분리막을 통해 수증기와 산소를 분리하게 된다.Referring to FIG. 4 , FIG. 4 is a view showing a water electrolysis device, and water vapor evaporated through the low pressure evaporator is supplied to the water electrolysis device through a mist remover, wherein the water vapor is separated into oxygen and hydrogen in the stack, and separated oxygen And hydrogen is discharged to the upper part, but the vapor is stagnated by the water electrolysis device, so that hydrogen separation proceeds continuously. At this time, water vapor and oxygen are separated through a hydrophobic polymer membrane.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.
100: 해수발전 담수-수소 복합시스템
101: 표층해수 펌프
102: 저압 증발기
103: 미스트 리무버
104: 터빈
105: 발전기
106: 심층해수 펌프
107: 응축기
108: 담수탱크
109: 진공펌프
110: 수전해 장치
200: 해수발전 담수-수소 복합시스템
201: 표층해수 펌프
202: 저압 증발기
203: 미스트 리무버
204: 터빈
205: 발전기
206: 수전해 장치
207: 진공펌프
300: 해수발전 담수-수소 복합시스템
301: 표층해수 펌프
302: 저압 증발기
303: 수전해 장치
304: 진공펌프100: seawater power generation desalination-hydrogen complex system
101: surface seawater pump
102: low pressure evaporator
103: mist remover
104: turbine
105: generator
106: deep seawater pump
107: condenser
108: fresh water tank
109: vacuum pump
110: water electrolysis device
200: seawater power generation desalination-hydrogen complex system
201: surface seawater pump
202: low pressure evaporator
203: Mist Remover
204: turbine
205: generator
206: water electrolysis device
207: vacuum pump
300: seawater power generation desalination-hydrogen complex system
301: surface seawater pump
302: low pressure evaporator
303: water electrolysis device
304: vacuum pump
Claims (7)
상기 표층해수 펌프를 통해 끌어온 표층해수를 절대압 이하의 저압 증기로 전환시키는 저압 증발기;
상기 저압 증발기를 통과한 상기 저압 증기를 건증기 상태로 전환시키는 미스트 리무버;
상기 미스트 리무버를 통과한 상기 저압 증기를 통해 회전하는 터빈;
상기 터빈의 회전력을 통해 전력을 생산하는 발전기;
심층해수를 끌어오는 심층해수 펌프;
상기 터빈을 통과한 상기 저압 증기를 모으며, 상기 심층해수 펌프를 통해 끌어온 심층해수와 상기 저압 증기를 서로 열교환시켜 담수로 응축시키는 응축기;
응축되는 상기 담수를 저장하는 담수탱크; 및
상기 응축기의 내부 압력을 저압 진공상태로 유지시키며, 상기 터빈에서 발생되는 불응축 가스를 외부로 배출시키는 진공펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수발전 담수-수소 복합시스템.
surface seawater pumps that draw surface seawater;
a low-pressure evaporator for converting the surface seawater drawn through the surface seawater pump into low-pressure steam below absolute pressure;
a mist remover that converts the low-pressure steam that has passed through the low-pressure evaporator into a dry steam state;
a turbine rotating through the low pressure steam passing through the mist remover;
a generator for generating electric power through the rotational force of the turbine;
deep seawater pumps that draw deep seawater;
a condenser for collecting the low-pressure steam that has passed through the turbine, and condensing the low-pressure steam with the deep seawater drawn through the deep seawater pump into fresh water by exchanging heat with each other;
a fresh water tank for storing the condensed fresh water; and
Maintaining the internal pressure of the condenser in a low-pressure vacuum state, and a vacuum pump for discharging the non-condensed gas generated in the turbine to the outside; Seawater power generation desalination-hydrogen composite system comprising a.
상기 응축기에서 응축 후 남은 물은 가온되어 해상으로 배출되는 것을 특징으로 하는, 해수발전 담수-수소 복합시스템.
According to claim 1,
The water remaining after condensing in the condenser is heated and discharged to the sea, seawater power generation desalination-hydrogen complex system.
상기 담수탱크에 저장된 담수를 산소 및 수소로 분리시키는 수전해 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수발전 담수-수소 복합시스템.
According to claim 1,
Seawater power generation desalination-hydrogen complex system, characterized in that it further comprises; a water electrolysis device for separating the fresh water stored in the fresh water tank into oxygen and hydrogen.
상기 발전기에 의해 생산되는 전력은,
상기 표층해수 펌프, 상기 심층해수 펌프, 상기 진공펌프 및 상기 수전해 장치에 공급되며, 공급 후 남는 여분의 전력은 외부 전원에 공급되는 것을 특징으로 하는, 해수발전 담수-수소 복합시스템.
4. The method of claim 3,
The power produced by the generator is
It is supplied to the surface seawater pump, the deep seawater pump, the vacuum pump and the water electrolyzer, and the excess power remaining after supply is characterized in that supplied to an external power source, seawater power generation freshwater-hydrogen complex system.
상기 표층해수 펌프를 통해 끌어온 표층해수를 절대압 이하의 저압 증기로 전환시키는 저압 증발기;
상기 저압 증발기를 통과한 상기 저압 증기를 건증기 상태로 전환시키는 미스트 리무버;
상기 미스트 리무버를 통과한 상기 저압 증기를 통해 회전하는 터빈;
상기 터빈의 회전력을 통해 전력을 생산하는 발전기;
상기 터빈을 통과한 상기 저압 증기를 산소 및 수소로 분리시키는 수전해 장치; 및
상기 수전해 장치와 연결되어, 상기 수전해 장치의 압력을 저압 진공상태로 유지시키며, 상기 수전해 장치에서 발생되는 불응축 가스를 외부로 배출시키는 진공펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수발전 담수-수소 복합시스템.
surface seawater pumps that draw surface seawater;
a low-pressure evaporator for converting the surface seawater drawn through the surface seawater pump into low-pressure steam below absolute pressure;
a mist remover that converts the low-pressure steam that has passed through the low-pressure evaporator into a dry steam state;
a turbine rotating through the low pressure steam passing through the mist remover;
a generator for generating electric power through the rotational force of the turbine;
a water electrolysis device for separating the low-pressure steam passing through the turbine into oxygen and hydrogen; and
Seawater power generation comprising a; a vacuum pump connected to the water electrolysis device to maintain the pressure of the water electrolysis device in a low-pressure vacuum state and to discharge non-condensable gas generated from the water electrolysis device to the outside Freshwater-hydrogen complex system.
상기 발전기에 의해 생산되는 전력은,
상기 표층해수 펌프, 상기 수전해 장치 및 상기 진공펌프에 공급되며, 공급 후 남는 여분의 전력은 외부 전원에 공급되는 것을 특징으로 하는, 해수발전 담수-수소 복합시스템.
6. The method of claim 5,
The power produced by the generator is
It is supplied to the surface seawater pump, the water electrolyzer and the vacuum pump, and the excess power remaining after supply is supplied to an external power source, seawater power generation desalination-hydrogen complex system.
상기 표층해수 펌프를 통해 끌어온 표층해수를 절대압 이하의 저압 증기로 전환시키는 저압 증발기;
상기 저압 증발기를 통과한 상기 저압 증기를 산소 및 수소로 분리시키는 수전해 장치; 및
상기 수전해 장치와 연결되어, 상기 수전해 장치의 압력을 저압 진공상태로 유지시키며, 상기 수전해 장치에서 발생되는 불응축 가스를 외부로 배출시키는 진공펌프;를 포함하며,
상기 표층해수 펌프, 상기 수전해 장치 및 상기 진공펌프가 동작되기 위한 전력을 외부 전원으로부터 공급받는 것을 특징으로 하는, 해수발전 담수-수소 복합시스템.surface seawater pumps that draw surface seawater;
a low-pressure evaporator for converting the surface seawater drawn through the surface seawater pump into low-pressure steam below absolute pressure;
a water electrolysis device for separating the low-pressure vapor that has passed through the low-pressure evaporator into oxygen and hydrogen; and
a vacuum pump connected to the water electrolysis device, maintaining the pressure of the water electrolysis device in a low-pressure vacuum state, and discharging non-condensable gas generated from the water electrolysis device to the outside;
The seawater power generation desalination-hydrogen complex system, characterized in that receiving power for operating the surface seawater pump, the water electrolysis device, and the vacuum pump from an external power source.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020200147184A KR20220060944A (en) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | Combined system of power generation, desalination and water electrolysis using ocean thermal energy conversion |
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KR (1) | KR20220060944A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024153322A1 (en) * | 2023-01-17 | 2024-07-25 | Green Hydrogen Systems A/S | Hydrogen plant |
WO2024183248A1 (en) * | 2023-03-09 | 2024-09-12 | 中国科学院大连化学物理研究所 | System and method for coupling water electrolysis for hydrogen production with seawater desalination |
Citations (1)
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KR102048192B1 (en) | 2017-11-29 | 2019-11-25 | 한국해양과학기술원 | A Seawater Desalination Load Bank System and Its Control Method for Ocean Thermal Energy Conversion System Test and Surplus Power Utilization for Grid Stabilization |
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2020
- 2020-11-05 KR KR1020200147184A patent/KR20220060944A/en not_active Application Discontinuation
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