KR20220163140A - 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템에 관한 것으로, 특히 연료전지를 냉각시킨 후 배출되는 고온열 또는 저온열을 갖는 냉각수가 유기 랭킨 사이클 장치의 증발기의 냉매와 열 교환되는 과정에서 발생된 냉각수 열을 열원으로 하여 발전하게 함과 아울러, 열 교환된 냉각수를 외부에 배출하지 않고 연료전지의 냉각수로 재사용하는, 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템에 관한 것이다.

Description

연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템{POWER GENERATION SYSTEM USING HEAT OF COOLING WATER FROM FUEL CELL}
본 발명은 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템에 관한 것으로, 특히 연료전지를 냉각시킨 후 배출되는 고온열 또는 저온열을 갖는 냉각수가 유기 랭킨 사이클 장치의 증발기의 냉매와 열 교환되는 과정에서 발생된 냉각수 열을 열원으로 하여 발전하게 함과 아울러, 열 교환된 냉각수를 외부에 배출하지 않고 연료전지의 냉각수로 재사용하는, 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 랭긴 사이클(ORC)이란 연료를 사용하지 않고 미활용 열에너지를 사용한 전력을 생산하는 발전시스템이다. 즉, 증기를 만들기 위해 석탄을 태우는 기존 화력 발전기와 달리 내연기관 및 산업공정에서 버려지는 폐열로 전력을 생산하는 발전시스템이다. 태양력 또는 지열과 같은 친환경 에너지원들과 선박 폐열, 쓰레기 소각장 등 다양한 산업체의 미활용 에너지가 유기 랭킨 사이클의 열원이 된다.
국내 특허 공개 2015-0071872호 공보(이하, 선행기술이라 함)에는 연료전지로부터 배기되는 배기가스를 선택적으로 활용하여 연료전지의 작동온도가 저하된다 하더라도 계속적으로 전체 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 연료전지 하이브리드 시스템에 관한 기술이 개시되어 있다.
그러나, 선행기술은 연료전지의 배기가스를 이용하는 것이며, 연료전지 측으로부터는 배기가스 외에 연료전지를 냉각하기 위해 사용되는 냉각수도 배출되게 되는데, 이 냉각수는 연료전지를 냉각하는 과정에서 고온 또는 저온의 냉각수 열을 갖게 되는 데 이에 대한 활용방안이 필요하게 되었다.
[특허문헌 1] 국내 특허 공개 2015-0071872호 공보(공개일: 2015년 06월 29일)
따라서 본 발명은 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 연료전지로부터 배출되는 냉각수의 열을 활용하여 발전할 수 있으며, 이 냉각수를 외부로부터 끌어오기 위해 필요한 관련 비용 및 에너지를 절감할 수 있는, 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시형태에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템은 연료전지를 냉각하기 위해 상기 연료전지를 기준으로 냉각수를 순환시키도록 구성된 순환관; 상기 연료전지로부터 배출되는 냉각수의 냉각수열을 냉매의 열교환을 통해 받아들여 발전하도록 구성된 유기랭킨사이클 장치; 및 상기 유기랭킨사이클 장치에서 열침으로 사용하기 위한 LNG 냉열, 심층수 또는 댐 중하층수를 끌어들이는 공급관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템에 있어서, 상기 유기랭킨사이클 장치는 작동유체인 냉매를 상기 연료전지로부터 배출되는 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하도록 구성된 증발기; 상기 증발기에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하도록 구성된 터빈 발전기; 상기 터빈 발전기에서 인출되는 기체 냉매를 상기 열침에 의해 응축시켜 액화시키도록 구성된 응축기; 및 상기 응축기에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 상기 증발기에 전달하도록 구성된 냉매 펌프;를 포함할 수 있다.
상기 실시형태에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템에 있어서, 상기 유기랭킨사이클 장치는 제 1, 2 유기랭킨사이클 장치를 포함하며, 상기 제 1 유기랭킨사이클 장치는 작동유체인 냉매를 상기 연료전지로부터 배출되는 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하도록 구성된 제 1 증발기; 상기 제 1 증발기에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하도록 구성된 제 1 터빈 발전기; 상기 제 1 터빈 발전기에서 인출되는 기체 냉매를 상기 열침에 의해 응축시켜 액화시키도록 구성된 제 1 응축기; 및 상기 제 1 응축기에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 상기 제 1 증발기에 전달하도록 구성된 제 1 냉매 펌프;를 포함하고, 상기 제 2 유기랭킨사이클 장치는 작동유체인 냉매를 상기 제 1 증발기를 통과한 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하도록 구성된 제 2 증발기; 상기 제 2 증발기에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하도록 구성된 제 2 터빈 발전기; 상기 제 2 터빈 발전기에서 인출되는 기체 냉매를 상기 열침에 의해 응축시켜 액화시키도록 구성된 제 2 응축기; 및 상기 제 2 응축기에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 상기 제 2 증발기에 전달하도록 구성된 제 2 냉매 펌프;를 포함할 수 있다.
상기 실시형태에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템은 상기 공급관을 통해 열침을 인가받아 분배하여 상기 제 1 응축기 및 제 2 응축기에 공급하도록 구성된 분배기를 더 포함할 수 있다.
상기 실시형태에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템에 있어서, 상기 제 1 응축기는 상기 공급관을 통해 열침을 인가받도록 구성되고, 상기 제 2 응축기는 상기 제 1 응축기를 통과한 열침을 인가받도록 구성될 수 있다.
상기 실시형태에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템에 있어서, 상기 유기랭킨사이클 장치는 작동유체인 냉매를 상기 연료전지로부터 배출되는 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하도록 구성된 제 1 증발기; 작동유체인 냉매를 상기 제 1 증발기를 통과한 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하도록 구성된 제 2 증발기; 상기 제 1, 2 증발기에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하도록 구성된 제 3 터빈 발전기; 상기 제 3 터빈 발전기에서 인출되는 기체 냉매를 분배시키도록 구성된 터빈발전기용 분배기; 상기 터빈발전기용 분배기에 의해 분배된 일 방향의 기체 냉매를 상기 열침에 의해 응축시켜 액화시키도록 구성된 제 1 응축기; 상기 터빈 발전기용 분배기에 의해 분배된 다른 방향의 기체 냉매를 상기 열침에 의해 응축시켜 액화시키도록 구성된 제 2 응축기; 상기 제 1 응축기에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 상기 제 1 증발기에 전달하도록 구성된 제 1 냉매 펌프; 및 상기 제 2 응축기에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 상기 제 2 증발기에 전달하도록 구성된 제 2 냉매 펌프;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템에 의하면, 연료전지를 냉각하기 위해 상기 연료전지를 기준으로 냉각수를 순환시키도록 구성된 순환관; 상기 연료전지로부터 배출되는 냉각수의 냉각수열을 냉매의 열교환을 통해 받아들여 발전하도록 구성된 유기랭킨사이클 장치; 및 상기 유기랭킨사이클 장치에서 열침으로 사용하기 위한 LNG 냉열, 심층수 또는 댐 중하층수를 끌어들이는 공급관;을 포함하여 구성됨으로써, 연료전지로부터 배출되는 냉각수의 열을 활용하여 발전할 수 있으며, 이 냉각수를 외부로부터 끌어오기 위해 필요한 관련 비용 및 에너지를 절감할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템의 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템의 전체 구성도이다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예를 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도면에서 도시된 각 시스템에서, 몇몇 경우에서의 요소는 각각 동일한 참조 번호 또는 상이한 참조 번호를 가져서 표현된 요소가 상이하거나 유사할 수가 있음을 시사할 수 있다. 그러나 요소는 상이한 구현을 가지고 본 명세서에서 보여지거나 기술된 시스템 중 몇몇 또는 전부와 작동할 수 있다. 도면에서 도시된 다양한 요소는 동일하거나 상이할 수 있다. 어느 것이 제1 요소로 지칭되는지 및 어느 것이 제2 요소로 불리는지는 임의적이다.
본 명세서에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송', '전달' 또는 '제공'한다 함은 어느 한 구성요소가 다른 구성요소로 직접 데이터 또는 신호를 전송하는 것은 물론, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송하는 것을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
[제 1 실시예]
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템의 전체 구성도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 순환관(P1), 유기랭킨사이클 장치(C) 및 공급관(P2)를 포함한다.
순환관(P1)은 연료전지(F)를 냉각하기 위해 연료전지(F)를 기준으로 냉각수를 순환시키는 관으로서, 연료전지를 통과한 냉각수는 고온열 및 저온열을 포함하는 냉각수열을 가지고 있다. 냉각수열을 갖는 냉각수는 유기랭킨사이클 장치(C)의 증발기(10)에 공급되어 냉매와 열교환된다. 순환관(P1)에서 증발기(10)를 통과한 냉각수는 외부로 배출되지 않고 연료전지(F)를 냉각하기 위해 재순환됨으로써, 냉각수를 외부로부터 끌어오기 위해 소요되는 관련 비용 및 에너지를 절감할 수 있다.
유기랭킨사이클 장치(C)는 연료전지(F)로부터 배출되는 냉각수의 냉각수열을 냉매의 열교환을 통해 받아들여 발전하는 역할을 한다.
유기랭킨사이클 장치(C)는 작동유체인 냉매를 연료전지(F)로부터 배출되는 냉각수열을 갖는 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하는 증발기(10), 증발기(10)에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하는 터빈 발전기(20), 터빈 발전기(20)에서 인출되는 기체 냉매를 공급관(P2)을 통해 공급되는 열침(LNG 냉열, 심층수 또는 댐 중하층수)에 의해 응축시켜 액화시키는 응축기(30), 및 응축기(30)에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 증발기(10)에 전달하는 냉매 펌프(40)를 포함한다.
공급관(P2)은 유기랭킨사이클 장치(C)에서 열침으로 사용하기 위한 LNG 냉열, 심층수 또는 댐 중하층수를 끌어들이는 역할을 한다.
이와 같이 구성된 제 1 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 연료전지(F)의 발전 동작이 이루어지면서 연료전지(F)로부터 냉각수열을 가진 냉각수가 배출되게 되고, 이 냉각수는 증발기(10)에서 냉매와 열교환되어 냉매는 고온 고압의 기체 상태가 된다.
이어서, 증발기(10)에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체는 터빈 발전기(20)에 인가되어 터빈을 구동시켜 전력을 생산하게 된다.
다음, 터빈 발전기(20)에서 인출되는 기체 냉매는 응축기(30)에서 열침에 의해 응축되어 액화상태의 냉매로 변환되고, 냉매 펌프(40)에 의해 펌핑되어 증발기(10)로 제공되어 발전 동작을 반복수행하게 된다.
[제 2 실시예]
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템의 전체 구성도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 순환관(P1), 제 1, 2 유기랭킨사이클 장치(C1, C2), 공급관(P2) 및 분배기(50)를 포함한다.
순환관(P1)은 연료전지(F)를 냉각하기 위해 연료전지(F)를 기준으로 냉각수를 순환시키는 관으로서, 연료전지(F)를 통과한 냉각수는 고온열 및 저온열을 포함하는 냉각수열을 가지고 있다. 냉각수열을 갖는 냉각수는 제 1, 2 유기랭킨사이클 장치(C1, C2)의 제 1 증발기(10′) 및 제 2 증발기(10″)에 공급되어 냉매와 열교환된다. 순환관(P1)에서 제 1, 2 증발기(10′, 10″)를 통과한 냉각수는 외부로 배출되지 않고 연료전지(F)를 냉각하기 위해 재순환됨으로써, 냉각수를 외부로부터 끌어오기 위해 소요되는 관련 비용 및 에너지를 절감할 수 있다.
제 1 유기랭킨사이클 장치(C1)는 작동유체인 냉매를 연료전지(F)로부터 배출되는 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하는 제 1 증발기(10′), 제 1 증발기(10′)에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하는 제 1 터빈 발전기(20′), 제 1 터빈 발전기(20′)에서 인출되는 기체 냉매를 분배기(50)를 통해 제공되는 열침에 의해 응축시켜 액화시키는 제 1 응축기(30′), 및 제 1 응축기(30′)에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 제 1 증발기(10′)에 전달하는 제 1 냉매 펌프(40′)를 포함한다.
제 2 유기랭킨사이클 장치(C2)는 작동유체인 냉매를 제 1 증발기(10′)를 통과한 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하는 제 2 증발기(10″), 제 2 증발기(10″)에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하는 제 2 터빈 발전기(20″), 제 2 터빈 발전기(20″)에서 인출되는 기체 냉매를 분배기(50)를 통해 제공된 열침에 의해 응축시켜 액화시키는 제 2 응축기(30″), 및 제 2 응축기(30″)에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 제 2 증발기(10″)에 전달하는 제 2 냉매 펌프(40″)를 포함한다.
분배기(50)는 공급관(P2)을 통해 열침을 인가받아 분배하여 제 1 응축기(30′) 및 제 2 응축기(30″)에 공급하는 역할을 한다. 여기서, 분배기(50)를 통해 열침이 공급되는 형태는 병렬 구성 형태이다.
한편, 제 2 실시예에서는 유기랭킨사이클 장치를 제 1, 2 유기랭킨사이클 장치인 2단 형태로 구성하였으나, 3단 이상의 형태로 구성할 수도 있으며, 이에 따라 열침을 공급하는 분배기(50)는 열침을 3개 이상의 응축기에 공급하기 위한 형태를 변경하면 된다.
이와 같이 구성된 제 2 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 연료전지(F)의 발전 동작이 이루어지면서 연료전지(F)로부터 냉각수열을 가진 냉각수가 배출되게 되고, 이 냉각수는 제 1 증발기(10′)에서 냉매와 열교환되어 냉매는 고온 고압의 기체 상태가 되며, 제 1 증발기(10′)를 통과한 냉각수는 제 2 증발기(10″)에 인가되어 내부에서 유동되는 냉매와 열교환되어 냉매는 고온 고압의 기체 상태가 된다.
이어서, 각각의 제 1, 2 유기랭킨사이클 장치(C1, C2)가 작동하게 되어 발전 동작이 이루어지는데, 이는 제 1 실시예에서는 1개의 유기랭킨사이클이 사용되는 대신에 2개의 유기랭킨사이클이 사용됨으로써, 발전 시스템의 출력 및 사이클 효율의 증가 효과가 달성되게 된다.
[제 3 실시예]
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템의 전체 구성도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템은, 도 3에 도시된 바와 같이, 순환관(P1), 제 1, 2 유기랭킨사이클 장치(C1, C2), 및 공급관(P2)의 구성은 제 2 실시예와 동일하다.
단지 제 2 실시예의 분배기(50)를 포함하고 있지 않고, 공급관(P2)을 통해 열침이 제 1 응축기(30′)에 제공되며, 제 1 응축기(30′)를 통과한 열침이 제 2 응축기(30″)에 제공되는 형태가 제 2 실시예와 상이하다.
이와 같이 열침이 공급되는 형태는 직렬 구성 형태이다.
[제 4 실시예]
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템의 전체 구성도이다.
본 발명의 제 4 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템은, 도 4에 도시된 바와 같이, 순환관(P1) 및 공급관(P2)의 구성은 제 2 실시예와 동일하다.
유기랭킨사이클 장치(C3)의 구성에 있어서, 제 2 실시예의 제 1, 2 터빈발전기(20′, 20″)를 포함하는 대신 제 3 터빈발전기(20-1) 하나만을 포함하고 있다. 또한, 제 2 증발기(10″)를 통한 냉매가 제 3 터빈발전기(20-1)에 제공되며, 제 3 터빈발전기(20-1)를 통과한 냉매가 터빈발전기용 분배기(60)를 통해 제 1 응축기(30′)와 제 2 응축기(30″)에 제공되는 형태가 제 2 실시예와 상이하다.
한편, 위의 제 4 실시예에서는 분배기(50)가 공급관(P2)을 통해 열침을 인가받아 분배하여 제 1 응축기(30′) 및 제 2 응축기(30″)에 공급하는 병렬 구성 형태를 예로 들어 설명하였으나, 제 3 실시예에서와 같이 열침이 공급되는 형태가 직렬 구성 형태일 수도 있다.
본 발명의 실시예에 의한 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템에 의하면, 연료전지를 냉각하기 위해 상기 연료전지를 기준으로 냉각수를 순환시키도록 구성된 순환관; 상기 연료전지로부터 배출되는 냉각수의 냉각수열을 냉매의 열교환을 통해 받아들여 발전하도록 구성된 유기랭킨사이클 장치; 및 상기 유기랭킨사이클 장치에서 열침으로 사용하기 위한 LNG 냉열, 심층수 또는 댐 중하층수를 끌어들이는 공급관;을 포함하여 구성됨으로써, 연료전지로부터 배출되는 냉각수의 열을 활용하여 발전할 수 있으며, 이 냉각수를 외부로부터 끌어오기 위해 필요한 관련 비용 및 에너지를 절감할 수 있다.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 증발기
10′: 제 1 증발기
10″: 제 2 증발기
P1: 순환관
P2: 공급관
C1: 제 1 유기랭킨사이클 장치
C2: 제 2 유기랭킨사이클 장치
20: 터빈 발전기
20′: 제 1 터빈 발전기
20″: 제 2 터빈 발전기
20-1: 제 3 터빈 발전기
30: 응축기
30′: 제 1 응축기
30″: 제 2 응축기
40: 냉매 펌프
40′: 제 1 냉매 펌프
40″: 제 2 냉매 펌프
50: 분배기
60: 터빈발전기용 분배기

Claims (6)

  1. 연료전지(F)를 냉각하기 위해 상기 연료전지를 기준으로 냉각수를 순환시키도록 구성된 순환관(P1);
    상기 연료전지로부터 배출되는 냉각수의 냉각수열을 냉매의 열교환을 통해 받아들여 발전하도록 구성된 유기랭킨사이클 장치; 및
    상기 유기랭킨사이클 장치에서 열침으로 사용하기 위한 LNG 냉열, 심층수 또는 댐 중하층수를 끌어들이는 공급관(P2);을 포함하는, 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기랭킨사이클 장치는,
    작동유체인 냉매를 상기 연료전지로부터 배출되는 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하도록 구성된 증발기(10);
    상기 증발기에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하도록 구성된 터빈 발전기(20);
    상기 터빈 발전기에서 인출되는 기체 냉매를 상기 열침에 의해 응축시켜 액화시키도록 구성된 응축기(30); 및
    상기 응축기에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 상기 증발기에 전달하도록 구성된 냉매 펌프(40);를 포함하는, 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기랭킨사이클 장치는
    제 1, 2 유기랭킨사이클 장치(C1, C2)를 포함하며,
    상기 제 1 유기랭킨사이클 장치는
    작동유체인 냉매를 상기 연료전지로부터 배출되는 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하도록 구성된 제 1 증발기(10′);
    상기 제 1 증발기에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하도록 구성된 제 1 터빈 발전기(20′);
    상기 제 1 터빈 발전기에서 인출되는 기체 냉매를 상기 열침에 의해 응축시켜 액화시키도록 구성된 제 1 응축기(30′); 및
    상기 제 1 응축기에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 상기 제 1 증발기에 전달하도록 구성된 제 1 냉매 펌프(40′);를 포함하고,
    상기 제 2 유기랭킨사이클 장치는
    작동유체인 냉매를 상기 제 1 증발기를 통과한 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하도록 구성된 제 2 증발기(10″);
    상기 제 2 증발기에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하도록 구성된 제 2 터빈 발전기(20″);
    상기 제 2 터빈 발전기에서 인출되는 기체 냉매를 상기 열침에 의해 응축시켜 액화시키도록 구성된 제 2 응축기(30″); 및
    상기 제 2 응축기에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 상기 제 2 증발기에 전달하도록 구성된 제 2 냉매 펌프(40″);를 포함하는, 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공급관(P2)을 통해 열침을 인가받아 분배하여 상기 제 1 응축기(30′) 및 제 2 응축기(30″)에 공급하도록 구성된 분배기(50)를 더 포함하는, 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 응축기(30′)는 상기 공급관(P2)을 통해 열침을 인가받도록 구성되고,
    상기 제 2 응축기(30″)는 상기 제 1 응축기를 통과한 열침을 인가받도록 구성된, 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기랭킨사이클 장치는
    작동유체인 냉매를 상기 연료전지로부터 배출되는 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하도록 구성된 제 1 증발기(10′);
    작동유체인 냉매를 상기 제 1 증발기를 통과한 냉각수와 열교환시켜 고온고압의 기체로 변환하도록 구성된 제 2 증발기(10″);
    상기 제 1, 2 증발기에 의해 열교환되어 얻어진 고온 고압의 기체를 이용하여 터빈을 구동시켜 전력을 생산하도록 구성된 제 3 터빈 발전기(20-1);
    상기 제 3 터빈 발전기에서 인출되는 기체 냉매를 분배시키도록 구성된 터빈발전기용 분배기(60);
    상기 터빈발전기용 분배기에 의해 분배된 일 방향의 기체 냉매를 상기 열침에 의해 응축시켜 액화시키도록 구성된 제 1 응축기(30′);
    상기 터빈 발전기용 분배기에 의해 분배된 다른 방향의 기체 냉매를 상기 열침에 의해 응축시켜 액화시키도록 구성된 제 2 응축기(30″);
    상기 제 1 응축기에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 상기 제 1 증발기에 전달하도록 구성된 제 1 냉매 펌프(40′); 및
    상기 제 2 응축기에 의해 액화된 냉매를 펌핑시켜 상기 제 2 증발기에 전달하도록 구성된 제 2 냉매 펌프(40″);를 포함하는, 연료전지의 냉각수 열을 이용한 발전 시스템.
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