KR20230101272A - 선박의 연료전지 시스템 및 이를 탑재한 선박 - Google Patents

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Abstract

수소와 산소의 전기화학반을을 통하여 전기를 생산하는 연료전지; 연료전지의 연료극으로 연료를 공급하기 위한 연료공급부; 연료가 연료극으로 공급되는 과정에서 수소가 생성될 수 있도록 수행되는 개질 반응에 필요한 개질용 물을 공급하기 위한 물공급부; 및 연료전지의 공기극으로 공기를 공급하는 공기공급부를 포함하고, 물공급부는 선박에 구비되는 선실의 생활용 청수 및 온수 공급을 위해 설치되는 냉/온수 시스템으로부터 물을 공급받아 개질용 물로서 이용하는 것을 특징으로 하는 선박의 연료전지 시스템이 개시된다.
본 발명은 기존 시스템을 활용함으로써 추가적인 설비 확충을 최소화하면서 선박용 연료전지 시스템의 구축이 가능한 효과가 있다.

Description

선박의 연료전지 시스템 및 이를 탑재한 선박 {Fuel cell system for ship and Ship equipped therewith}
본 발명은 선박의 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존 선박에서 사용되는 냉/온수 시스템을 이용하여 연료전지로 개질용 물을 안정적으로 공급할 수 있도록 하는 선박의 연료전지 시스템에 관한 것이다.
최근까지도 대부분의 선박은 추진이나 발전을 위한 에너지를 화석연료로부터 얻고 있었으나, 화석연료는 매장량이 제한되어 있고, 화석연료의 사용이 대기오염이나 산성비, 지구 온난화 등 아주 심각한 환경오염을 초래한다는 점에서 이를 대체할 에너지원에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
그 중 하나의 대안으로서 수소와 산소의 전기화학 반응을 통해 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 연료전지(Fuel cell)가 주목받고 있다. 연료전지는 기존의 일반적인 열기관에 비해 에너지 변환 효율이 월등히 높기 때문에 연료소비가 적고 대기오염물질 및 온실가스의 배출을 크게 감소시킬 수 있다는 점에서 최근 유가 급등과 기후 변화 협약에 따른 환경규제 등에 대응할 수 있는 차세대 동력 에너지원으로 크게 부각되고 있다.
연료전지는 수소 연료를 사용하는 특성상 수소 공급을 위한 기반시설이 갖추어지기 전까지는 상용화가 제한될 것으로 인식되어 왔으나, 600~1000℃의 고온에서 작동하는 고체산화물 연료전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)의 경우에는 천연가스, 석탄가스, 메탄올 등의 다양한 탄화수소계 연료를 사용할 수 있다는 점에서 수소 기반 시설 구축 여부와 상관 없이 폭 넓은 사용화가 가능할 것으로 기대되고 있다.
현재 전기자동차와 같은 소형 구조물에는 연료전지의 적용이 많이 이루어져 실용화 단계에 있는 상태이지만, 대형 구조물인 선박에는 아직 연료전지의 적용이 미비한 실정이다.
선박의 경우에는 요구되는 발전출력이 매우 크기 때문에 상대적으로 그에 따른 설비도 대형화되어야 한다. 따라서 선박에 연료전지 시스템을 적용하기 위해서는 발전효율과 발전용량을 고려하면서 시스템을 어떻게 최대한 컴팩트하게 구성하여 효율적으로 배치할 것인가가 매우 중요한 과제가 될 것이다.
이에 본 발명은 선박에 구축되어 있는 기존 시스템과의 연계 활용을 통하여 추가적인 설비 확충을 최소화할 수 있는 선박용 연료전지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하며, 보다 구체적으로는 기존 선박에서 사용되는 냉/온수 시스템을 이용하여 연료전지로 개질용 물을 안정적으로 공급하는 선박의 연료전지 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 수소와 산소의 전기화학반을을 통하여 전기를 생산하는 연료전지; 상기 연료전지의 연료극으로 연료를 공급하기 위한 연료공급부; 상기 연료가 상기 연료극으로 공급되는 과정에서 수소가 생성될 수 있도록 수행되는 개질 반응에 필요한 개질용 물을 공급하기 위한 물공급부; 및 상기 연료전지의 공기극으로 공기를 공급하는 공기공급부를 포함하고, 상기 물공급부는 선박에 구비되는 선실의 생활용 청수 및 온수 공급을 위해 설치되는 냉/온수 시스템으로부터 물을 공급받아 상기 개질용 물로서 이용하는 것을 특징으로 하는, 선박의 연료전지 시스템이 제공될 수 있다.
상기 연료공급부는, 연료탱크에 저장된 연료를 공급받아 상기 물공급부에 의해 공급되는 수증기 상태의 물과 혼합하는 가습기; 및 상기 가습기에 의해 수증기와 혼합된 습분 상태의 연료를 개질 반응시켜 수소를 생성하는 개질기를 포함할 수 있다. 그리고 상기 물공급부는, 상기 냉/온수 시스템에서 온수를 공급하는 온수공급부; 상기 냉/온수 시스템에서 청수를 공급하는 청수공급부; 및 상기 온수공급부 및 상기 청수공급부 중 어느 하나로부터 온수 및 청수 중 어느 하나를 선택적으로 공급받아 기화시켜 상기 가습기로 전달하는 기화기를 포함할 수 있다.
상기 온수공급부가 상기 개질용 물을 공급하기 위한 메인 구성이고, 상기 청수공급부는 상기 온수공급부의 페일을 대비한 리던던시 구성으로 마련될 수 있다.
평상 동작시에는 상기 온수공급부에 의해 온수가 상기 기화기 측으로 공급되고, 상기 온수공급부에 의한 온수 공급이 불가한 경우 상기 청수공급부에 의해 청수가 상기 기화기 측으로 공급될 수 있다.
상기 물공급부는, 상기 온수공급부로부터 온수가 공급되는 온수공급라인; 상기 청수공급부로부터 청수가 공급되는 청수공급라인; 및 상기 온수공급라인과 상기 청수공급라인이 통합되어 상기 가습기로 연결되는 물공급라인을 더 포함할 수 있고, 상기 물공급라인 상에 상기 기화기가 설치될 수 있다.
상기 물공급부는, 상기 온수공급라인 상에 설치되어 온수의 공급을 제어하는 제1 제어밸브; 상기 청수공급라인 상에 설치되어 청수의 공급을 제어하는 제2 제어밸브; 및 상기 물공급라인 상에 설치되어 상기 기화기로 공급되는 물의 압력을 제어하는 압력조절밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 특징 중 적어도 어느 하나의 특징을 포함하는 선박의 연료전지 시스템을 탑재한 선박을 제공할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 선박에 구비된 기존 설비를 활용하여 연료전지 시스템을 구축함으로써 추가적인 설비의 확충을 최소화하고, 온수공급부와 청수공급부가 리던던시(redundancy) 개념으로 적용됨에 따라 연료전지 시스템의 비정상 동작(abnormal case)을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 온수공급부의 온수 및 청수공급부의 청수가 항시 공급될 수 있도록 가압(pressurizing)되어 있으므로, 물 공급과 관련하여 장비 기동(starting)을 위한 대기 시간 없이 신속하게 연료전지로 개질용 물을 공급할 수 있으며, 따라서 물 공급 불가에 따른 연료전지의 페일(fail)을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 본 발명은 기본적으로 온수 가열기(hot water calorifier)를 통해 대략 70도로 데워진 온수를 개질용 물로 공급하도록 시스템이 구성됨에 따라 개질용 물의 기화(vaporizing)를 위한 열량 또한 감소시킬 수 있고, 따라서 에너지 절약(energy saving)의 효과도 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 선박에 기설치된 청수 생산기(fresh water generator)를 이용하여 연료전지의 개질용 물로 소비되는 물을 지속적으로 공급하는 것이 가능하다.
본 발명의 효과들은 상술된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 선박의 연료전지 시스템의 개략적인 구성도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적 및 효과를 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조해야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와는 다소 상이할 수 있으며, 도면에 도시된 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장되거나 축소될 수 있고 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예컨대, 본 명세서에서 어떤 구성요소를 '포함'한다고 하는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결'된다고 하는 것은 직접적인 연결은 물론 간접적인 연결을 포함하는 것이며, 두 구성요소 사이에 다른 구성요소가 존재할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로서 이에 의하여 본 발명이 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 선박의 연료전지 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 선박의 연료전지 시스템은, 수소와 산소의 전기화학반응을 통하여 전기를 생산하는 연료전지(100); 연료전지(100)의 연료극(anode)으로 연료를 공급하기 위한 연료공급부(200); 연료공급부(200)에서 연료의 개질 반응에 필요한 개질용 물을 공급하기 위한 물공급부(300); 및 연료전지(100)의 공기극(cathode)으로 공기(산소)를 공급하기 위한 공기공급부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 연료전지(100)는 산소 이온전도성 전해질(electrolyte)의 양면에 연료극 및 공기극이 위치하는 고체산화물 연료전지(SOFC)일 수 있으며, 전극(연료극, 공기극)과 전해질 및 분리판으로 이루어지는 여러 개의 연료전지 셀(cell)이 직렬 또는 병렬로 연결된 스택으로 구성될 수 있다.
연료전지(100)의 작동원리에 대하여 간략히 설명하면, 연료전지(100)의 연료극으로 공급되는 수소와 공기극으로 공급되는 산소의 전기화학반응에 의해 생성된 에너지를 전기 에너지로 변환시킨다. 보다 구체적으로는, 연료전지(100)의 공기극에서는 산화제인 산소의 환원반응이 일어나고, 연료극에서는 연료인 수소의 산화 반응이 일어나는 전기화학반응이 진행되어 전기가 발생한다. 연료전지(100)에 의해 생산된 직류 전류는 직류 전동기의 동력으로 사용되거나 인버터에 의해 교류 전류로 전환되어 선박 내 전력 수요처에서 사용될 수 있다.
연료전지(100)는 구동을 위하여 여러 주변장비(BoP: Balance of Plant)들을 필요로 하게 되는데, 그 중에서 MBoP(Mechanical Balance of Plant)는 연료전지(100) 스택에 연료(수소)와 공기(산소)를 공급하기 위한 기계적 장치를 통칭하는 것으로서, 이하에서 설명되는 연료공급부(200), 물공급부(300) 및 공기공급부(400)가 이에 해당할 수 있다.
연료공급부(200)는 연료전지(100)의 연료극으로 연료를 공급하기 위한 것으로서, 연료가 저장되는 연료탱크(미도시); 연료탱크(미도시)에 저장된 연료를 연료전지(100)의 연료극으로 공급하는 연료공급라인(FL); 연료공급라인(FL) 상에 설치되어 연료의 공급 압력을 제공하는 펌프(210); 연료전지(100)의 연료극으로 공급되는 연료를 가열하기 위한 연료히터(220); 압축 및 가열된 연료를 수증기와 혼합하여 가습시키는 가습기(230); 및 가습된 습분 연료를 공급받아 연료에 포함된 탄화수소를 수소로 개질하며, 개질에 의해 생성된 수소를 연료전지(100)의 연료극으로 공급하는 개질기(reformer, 240)를 포함할 수 있다.
연료탱크(미도시)에 저장되는 연료는 개질 반응을 통해 수소를 생산할 수 있는 화학 구조상 수소분자를 포함하는 모든 연료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 개질 가능한 연료는 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(LPG: Liquefied Petroleum Gas), 액화에탄가스(Liquefied Ethane Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas), 메탄올(Methanol, MeOH), 다이메틸에테르(DME: Di-Methyl Ether) 등과 같은 탄화수소 계열의 액화가스 연료는 물론이고, 해상 가스유(MGO: Marine Gas Oil), 해상 디젤유(MDO: Marine Diesel Oil) 또는 일반 중유(HFO: Heavy Fuel Oil) 등을 포함할 수 있다.
가습기(230)는 후술하는 물공급부(300)에 의해 공급되는 물, 보다 바람직하게는 물을 기화시켜 생성된 수증기를 공급받아 연료와 혼합한다. 연료를 수증기와 혼합하여 습분 상태로 만드는 것은 이후 개질기(240)에서 수소를 생성하는 데 도움을 주고 개질 효율을 높이기 위함이다.
개질기(240)는 가습기(230)로부터 수증기와 혼합된 습분 상태의 연료를 공급받아 화학촉매반응을 통해 연료에 포함된 탄화수소로부터 수소를 생성하고, 생성된 수소를 연료전지(100)의 연료극으로 공급한다.
개질기(240)는 도면에 도시된 바와 같이 연료전지(100) 전단의 연료공급라인(FL) 상에 설치되어 연료전지(100)의 외부에 설치되는 외부 개질기 형태로 구성될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 연료전지(100)의 스택 내부에서 개질이 이루어지는 내부 개질기 형태로 구비되거나, 연료전지(100)의 내/외부에 외부 개질기 및 내부 개질기 형태로 모두 배치되는 것도 가능하다.
도면에는 생략되었으나, 연료공급부(200)의 연료공급라인(FL) 상에는 연료탱크(미도시)에 액체 상태로 저장된 연료를 기화, 압축시키기 위한 기화기 및 컴프레서, 개질기(240)로 전달되는 연료에 포함된 불순물을 제거하는 필터나 황 성분을 제거하는 탈황기 등의 장치가 더 구비될 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 개질기(240)에서 연료를 개질할 때에는 반드시 일정량의 수분이 필요하게 되는데, 본 발명은 기존 선박에서 사용되는 냉/온수 시스템을 활용하여 연료전지(100)로 공급되는 연료의 개질에 필요한 물을 공급하도록 시스템을 구성함에 특징이 있다.
즉, 선박에는 선원들의 주거 공간인 선실(accommodation)에 필요한 물을 공급하기 위한 냉/온수 시스템이 필수적으로 설치되는데, 본 발명은 이러한 냉/온수 시스템을 연료전지 시스템과 연결하여 연료전지(100)의 개질용 물을 공급하도록 구성하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 선박의 연료전지 시스템의 물공급부(300)는, 선박에 구비되는 냉/온수 시스템의 온수공급부(310)로부터 온수가 공급되는 온수공급라인(HWL); 냉/온수 시스템의 청수공급부(320)로부터 청수가 공급되는 청수공급라인(CWL); 온수공급라인(HWL) 및 청수공급라인(CWL)이 통합되어 상기 가습기(230)로 연결되는 물공급라인(WL); 물공급라인(WL) 상에 설치되어 물을 기화시켜 수증기를 생성하는 기화기(330)를 포함할 수 있다.
온수공급부(310)는 선박의 선실에 공급되는 생활용 온수를 공급하기 위해 구비되는 것으로서, 본 발명에서는 선실의 생활용 목적에 더불어 연료전지 시스템의 개질용 물을 공급하는 기능을 더 갖게 된다. 온수공급부(310)는 청수탱크(미도시)에 저장된 청수를 가열하여 온수를 생산하기 위한 온수가열기(calorifier, 미도시)를 포함할 수 있다.
청수공급부(320)는 선박의 선실에 공급되는 생활용 청수를 공급하기 위해 구비되는 것으로서, 본 발명에서는 선실의 생활용 목적에 더불어 연료전지 시스템의 개질용 물을 공급하는 기능을 더 갖게 된다. 청수공급부(320)는 청수를 생산하기 위한 청수생성기(fresh water generator, 미도시)와 청수생성기에서 생산된 청수를 저장하는 청수탱크(미도시)를 포함할 수 있다.
기화기(330)는 온수공급부(310) 또는 청수공급부(320)로부터 공급되는 물을 가열하여 기화시키고, 기화에 의해 발생된 수증기를 가습기(230)로 공급한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 가습기(230)는 온수공급부(310) 또는 청수공급부(320)로부터 물을 공급받으며, 물공급라인(WL)을 따라 공급되는 물은 기화기(330)를 거치면서 수증기 상태로 전환되어 가습기(230)로 공급됨을 알 수 있는데, 평상 동작시(normal operation)에는 온수공급부(310)의 온수가열기(미도시)를 통하여 대략 70℃로 데워진 온수가 본 발명에 따른 연료전지 시스템으로 공급되도록 하고, 온수공급부(310)에 의한 공급이 어려울 때 청수공급부(320)에 의한 청수가 본 발명에 따른 연료전지 시스템으로 공급되도록 한다.
즉, 본 발명에서 온수공급부(310)가 연료전지 시스템의 개질용 물을 공급하기 위한 메인 구성이고, 청수공급부(320)는 온수공급부(320)의 페일(fail)시를 대비한 리던던시 구성으로 마련될 수 있다.
이와 같은 본 발명은 기본적으로 온수공급부(310)에 의해 높은 온도로 데워진 온수를 개질용 물로 공급하도록 시스템을 구성함으로써, 이후 기화기(330)에서 개질용 물을 기화시킬 때 소모되는 열량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
온수공급부(310)로부터 온수를 공급하는 온수공급라인(HWL) 및 청수공급부(320)로부터 청수를 공급하는 청수공급라인(CLW) 상에는 각각 원격으로 제어되는 제어밸브(CV1, CV2)가 설치될 수 있으며, 온수공급부(310)로부터 공급되는 온수가 기화기(330)에서 요구하는 조건(압력, 유량)을 만족시키지 못할 시에는 온수공급라인(HWL) 상의 제어밸브(CV1)를 잠그고 청수공급라인(CWL) 상의 제어밸브(CV2)를 열어서 개질용 물의 지속적인 공급이 가능하게 할 수 있다.
한편, 온수공급부(310) 및 청수공급부(320)에는 온수 및 청수가 항시 가압된 상태로 저장되어 있어 즉각적인 공급이 가능할 수 있다. 선실에 구비되는 화장실 및 세면대 등에서 항시 바로 물 사용이 가능하도록 온수공급부(310) 및 청수공급부(320)에는 온수 및 청수가 가압된 상태로 저장되어 있을 수 있다. 이를 위하여 온수공급부(310)와 청수공급부(320)에는 각각 물(온수/청수) 공급을 위한 가압탱크(미도시)가 설치될 수 있고, 물의 사용에 따라 압력이 떨어지면 펌프가 작동하여 가압탱크(미도시)의 압력을 유지하도록 시스템이 구성될 수 있다.
한편, 연료전지 시스템이 요구하는 개질용 물의 압력 조건이 온수공급부(310) 또는 청수공급부(320)의 물 공급 압력보다 낮은 경우를 대비하여, 온수공급라인(HWL)과 청수공급라인(CWL)이 합류되는 물공급라인(WL) 상에는 공급되는 물의 압력을 낮춰주기 위한 압력조절밸브(Pressure Control Valve, PCV)가 설치될 수 있다.
공기공급부(400)는 연료전지(100)의 공기극으로 공기를 공급하기 위한 것으로서, 외부 공기를 연료전지(100)의 공기극으로 공급하는 공기공급라인(AL)과; 공기공급라인(AL) 상에 설치되는 블로워(blower, 410) 및 공기히터(420)를 포함할 수 있다.
블로워(410)는 외부 공기를 흡입하여 연료전지(100)의 공기극으로 공급한다.
공기히터(420)는 연료전지(100)로 공급되는 공기를 가열하여 연료전지(100)에서 사용되기에 적절한 온도가 되도록 한다. 본 발명의 연료전지(100)는 고체산화물 연료전지(SOFC)로서 작동 온도가 대략 600 내지 1,000℃로 형성되므로 공기의 온도가 높은 상태일수록 작동 효율이 좋다.
또한, 연료전지(100)로 공급되는 공기는 설비가 손상을 입는 것을 방지하기 위하여 습기 및 이물질이 제거된 상태여야 하며, 또한, 연료전지(100)로 공급되는 공기의 압력이 높을수록 연료전지의 출력이 증가한다. 이를 고려하여 공기공급라인(AL) 상에는 공기 중에 포함된 습기 및 이물질을 제거하는 필터(미도시), 공기를 압축하는 공기 압축기(미도시) 등의 장치가 더 구비될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 선박에 구비된 기존 설비를 활용하여 연료전지 시스템을 구축함으로써 추가적인 설비의 확충을 최소화하고, 온수공급부와 청수공급부가 리던던시 개념으로 적용됨에 따라 연료전지 시스템의 비정상 동작을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 온수공급부의 온수와 청수공급부의 청수가 항시 공급될 수 있도록 가압되어 있으므로, 물 공급과 관련하여 장비 기동을 위한 대기 시간 없이 신속하게 연료전지로 개질용 물을 공급할 수 있으며, 따라서 물 공급 불가에 따른 연료전지의 페일을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 본 발명은 기본적으로 온수 가열기를 통해 대략 70도로 데워진 온수를 개질용 물로 공급하도록 시스템이 구성됨에 따라 개질용 물의 기화를 위한 열량 또한 감소시킬 수 있고, 따라서 에너지 절약의 효과도 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 선박에 기설치된 청수 생산기를 이용하여 연료전지의 개질용 물로 소비되는 물을 지속적으로 공급하는 것이 가능하다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 연료전지
200: 연료공급부
210: 펌프
220: 연료히터
230: 가습기
240: 개질기
300: 물공급부
310: 온수공급부
320: 청수공급부
330: 기화기
400: 공기공급부
410: 블로워
420: 공기히터

Claims (7)

  1. 수소와 산소의 전기화학반을을 통하여 전기를 생산하는 연료전지;
    상기 연료전지의 연료극으로 연료를 공급하기 위한 연료공급부;
    상기 연료가 상기 연료극으로 공급되는 과정에서 수소가 생성될 수 있도록 수행되는 개질 반응에 필요한 개질용 물을 공급하기 위한 물공급부; 및
    상기 연료전지의 공기극으로 공기를 공급하는 공기공급부를 포함하고,
    상기 물공급부는 선박에 구비되는 선실의 생활용 청수 및 온수 공급을 위해 설치되는 냉/온수 시스템으로부터 물을 공급받아 상기 개질용 물로서 이용하는 것을 특징으로 하는,
    선박의 연료전지 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료공급부는,
    연료탱크에 저장된 연료를 공급받아 상기 물공급부에 의해 공급되는 수증기 상태의 물과 혼합하는 가습기; 및
    상기 가습기에 의해 수증기와 혼합된 습분 상태의 연료를 개질 반응시켜 수소를 생성하는 개질기를 포함하고,
    상기 물공급부는,
    상기 냉/온수 시스템에서 온수를 공급하는 온수공급부;
    상기 냉/온수 시스템에서 청수를 공급하는 청수공급부; 및
    상기 온수공급부 및 상기 청수공급부 중 어느 하나로부터 온수 및 청수 중 어느 하나를 선택적으로 공급받아 기화시켜 상기 가습기로 전달하는 기화기를 포함하는,
    선박의 연료전지 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 온수공급부가 상기 개질용 물을 공급하기 위한 메인 구성이고, 상기 청수공급부는 상기 온수공급부의 페일을 대비한 리던던시 구성으로 마련되는 것을 특징으로 하는,
    선박의 연료전지 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    평상 동작시에는 상기 온수공급부에 의해 온수가 상기 기화기 측으로 공급되고, 상기 온수공급부에 의한 온수 공급이 불가한 경우 상기 청수공급부에 의해 청수가 상기 기화기 측으로 공급되는 것을 특징으로 하는,
    선박의 연료전지 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 물공급부는,
    상기 온수공급부로부터 온수가 공급되는 온수공급라인;
    상기 청수공급부로부터 청수가 공급되는 청수공급라인; 및
    상기 온수공급라인과 상기 청수공급라인이 통합되어 상기 가습기로 연결되는 물공급라인을 더 포함하고,
    상기 물공급라인 상에 상기 기화기가 설치되는 것을 특징으로 하는,
    선박의 연료전지 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 물공급부는,
    상기 온수공급라인 상에 설치되어 온수의 공급을 제어하는 제1 제어밸브;
    상기 청수공급라인 상에 설치되어 청수의 공급을 제어하는 제2 제어밸브; 및
    상기 물공급라인 상에 설치되어 상기 기화기로 공급되는 물의 압력을 제어하는 압력조절밸브를 더 포함하는,
    선박의 연료전지 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 선박의 연료전지 시스템을 탑재한 선박.
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