KR20230136270A - Power generating system - Google Patents

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KR20230136270A
KR20230136270A KR1020220033758A KR20220033758A KR20230136270A KR 20230136270 A KR20230136270 A KR 20230136270A KR 1020220033758 A KR1020220033758 A KR 1020220033758A KR 20220033758 A KR20220033758 A KR 20220033758A KR 20230136270 A KR20230136270 A KR 20230136270A
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cooling tower
cooling water
supply pipe
cooling
cooler
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KR1020220033758A
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최정인
김선정
김재관
김정남
박어진
이상혁
이승재
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 동력발생시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동력발생시스템은, 액화천연가스를 연소하여 동력을 생성하는 연소기관과, 연소기관에 액화천연가스를 공급하는 연료공급관과, 연소기관에서 배출되는 배기가스가 유동하는 배기관과, 배기관 상에 설치되어 배기가스를 강제로 배출시키는 블로어와, 배기관 상에 설치되며 배기가스에 냉각수를 분사하는 냉각탑, 및 냉각탑에 냉각수를 공급하는 냉각수공급관을 포함하며, 냉각수는 액화천연가스의 냉열로 냉각되어 냉각탑으로 공급될 수 있다.
A power generation system is provided by one embodiment of the present invention.
The power generation system according to an embodiment of the present invention includes a combustion engine that generates power by burning liquefied natural gas, a fuel supply pipe that supplies liquefied natural gas to the combustion engine, and a flow through which exhaust gas discharged from the combustion engine flows. It includes an exhaust pipe, a blower installed on the exhaust pipe to forcibly discharge exhaust gas, a cooling tower installed on the exhaust pipe and spraying cooling water into the exhaust gas, and a cooling water supply pipe supplying cooling water to the cooling tower, and the cooling water is liquefied natural gas. It can be cooled with cold heat and supplied to the cooling tower.

Description

동력발생시스템{Power generating system}Power generating system

본 발명은 동력발생시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이산화탄소 포집공정 및 액화공정의 전력사용량을 줄여 발전기에서 사용되는 연료 소모량, 및 이산화탄소의 추가 발생량을 줄이고, 이산화탄소포집장치가 목표로 하는 이산화탄소 저감량도 용이하게 만족시킬 수 있는 동력발생시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation system, and more specifically, by reducing the power usage of the carbon dioxide capture process and the liquefaction process, thereby reducing the fuel consumption used in the generator and the amount of additional carbon dioxide generated, and the amount of carbon dioxide reduction targeted by the carbon dioxide capture device. It is about a power generation system that can be easily satisfied.

대기오염이 증가함에 따라 선박의 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 각종 유해물질에 대한 규제가 엄격해지고 있는 실정이며, 질소산화물과 황산화물뿐만 아니라 이산화탄소도 유엔산하기관인 국제 해사기구(IMO; International Maritime Organization)로부터 배출규제를 받고 있다. 선박의 엔진에서 배출되는 배기가스는 압력이 상압 수준이고 이산화탄소 농도가 낮으므로, 아민 계열의 흡수제를 이용한 습식 포집 방식이 효과적이다. 습식 포집 방식은, 흡수제가 존재하는 흡수부에 배기가스를 통과시켜 배기가스에 포함된 이산화탄소를 흡수제에 흡수시키고, 재생부에 이산화탄소를 흡수한 흡수제를 통과시켜 이산화탄소와 흡수제를 분리하는 방식으로, 이산화탄소포집장치를 통해 이산화탄소 포집공정이 진행된다.As air pollution increases, regulations on various harmful substances contained in exhaust gases emitted from ship engines are becoming stricter. Not only nitrogen oxides and sulfur oxides, but also carbon dioxide are also subject to the International Maritime Organization (IMO), a United Nations agency. Organization) is subject to emission regulations. Since the exhaust gas discharged from a ship's engine has an atmospheric pressure and a low carbon dioxide concentration, a wet capture method using an amine-based absorbent is effective. The wet capture method passes the exhaust gas through the absorption part where the absorbent is present, absorbs the carbon dioxide contained in the exhaust gas into the absorbent, and passes the absorbent that has absorbed the carbon dioxide into the regeneration part to separate the carbon dioxide and the absorbent. The carbon dioxide capture process is carried out through a capture device.

그러나, 전술한 바와 같이, 선박의 엔진에서 배출되는 배기가스는 이산화탄소 농도가 4~5% 수준으로 낮고 산소 농도는 15% 수준으로 높으므로, 효율적인 공정 설계에 어려움이 있다. 특히, 흡수제에 흡수된 이산화탄소의 분리 시 흡수제의 온도를 높이기 위해 고온의 스팀이 필요한데, 스팀 생성을 위해 보일러가 가동되므로, 보일러 가동에 필요한 연료로부터 발생하는 이산화탄소의 양을 고려하여 이산화탄소포집장치의 설계 용량을 결정해야 한다. 즉, 이산화탄소포집장치가 목표로 하는 이산화탄소 저감량을 만족시키기 위해 포집되는 이산화탄소 양이 증가할수록 보일러 가동에 필요한 연료 소모량이 증가하여 더 많은 양의 이산화탄소를 포집해야 하는 문제가 발생되는 것이다. 또한, 포집되는 이산화탄소의 양이 증가하려면, 이산화탄소포집장치로 공급되는 배기가스의 유량도 증가해야 하므로, 이산화탄소포집장치의 크기를 크게 해야 하며, 이에 따라, 선내 공간 활용도를 저하시키는 문제도 있다. 또한, 포집공정에 사용되는 블로어, 이산화탄소 액화공정에 사용되는 컴프레서 등은 전력사용량이 많은데, 기본효율이 낮은 선박용 발전기를 이용하여 저부하 운전 조건으로 포집공정 및 액화공정에 필요한 전력을 추가로 생산함에 따라, 발전효율이 더욱 저하되어 연료 소모량이 증가하는 문제도 있다. 전술한 바와 같이, 연료 소모량의 증가는 이산화탄소의 추가 발생량이 증가하는 것을 의미하므로, 더 많은 양의 이산화탄소를 포집해야 하는 악순환을 초래한다.However, as mentioned above, the exhaust gas emitted from a ship's engine has a carbon dioxide concentration as low as 4-5% and an oxygen concentration as high as 15%, making it difficult to design an efficient process. In particular, when separating carbon dioxide absorbed into the absorbent, high-temperature steam is needed to raise the temperature of the absorbent. Since the boiler is operated to generate steam, the carbon dioxide capture device is designed considering the amount of carbon dioxide generated from the fuel required to operate the boiler. Capacity must be determined. In other words, as the amount of carbon dioxide collected increases to satisfy the carbon dioxide reduction target of the carbon dioxide capture device, the fuel consumption required to operate the boiler increases, resulting in the problem of having to capture a larger amount of carbon dioxide. In addition, in order to increase the amount of carbon dioxide captured, the flow rate of exhaust gas supplied to the carbon dioxide capture device must also increase, so the size of the carbon dioxide capture device must be increased, which also reduces space utilization within the ship. In addition, blowers used in the capture process and compressors used in the carbon dioxide liquefaction process consume a lot of power, and by using marine generators with low basic efficiency, additional power required for the capture and liquefaction processes is produced under low-load operating conditions. Accordingly, there is a problem that power generation efficiency further decreases and fuel consumption increases. As mentioned above, an increase in fuel consumption means an increase in the amount of additional carbon dioxide generated, resulting in a vicious cycle in which a greater amount of carbon dioxide must be captured.

이에, 이산화탄소 포집공정 및 액화공정의 전력사용량을 줄여 발전기에서 사용되는 연료 소모량, 및 이산화탄소의 추가 발생량을 줄이고, 이산화탄소포집장치가 목표로 하는 이산화탄소 저감량도 용이하게 만족시킬 수 있는 구조의 동력발생시스템이 필요하게 되었다.Accordingly, a power generation system with a structure that reduces the power consumption of the carbon dioxide capture process and the liquefaction process to reduce fuel consumption used in the generator and the amount of additional carbon dioxide generated, and can easily satisfy the carbon dioxide reduction targeted by the carbon dioxide capture device. It became necessary.

대한민국 등록특허 제10-2121670호 (2020.06.04.)Republic of Korea Patent No. 10-2121670 (2020.06.04.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이산화탄소 포집공정 및 액화공정의 전력사용량을 줄여 발전기에서 사용되는 연료 소모량, 및 이산화탄소의 추가 발생량을 줄이고, 이산화탄소포집장치가 목표로 하는 이산화탄소 저감량도 용이하게 만족시킬 수 있는 동력발생시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the power consumption of the carbon dioxide capture process and the liquefaction process, thereby reducing the fuel consumption used in the generator and the amount of additional carbon dioxide generated, and to easily satisfy the carbon dioxide reduction amount targeted by the carbon dioxide capture device. The purpose is to provide a power generation system with

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 동력발생시스템은, 액화천연가스를 연소하여 동력을 생성하는 연소기관과, 상기 연소기관에 상기 액화천연가스를 공급하는 연료공급관과, 상기 연소기관에서 배출되는 배기가스가 유동하는 배기관과, 상기 배기관 상에 설치되어 상기 배기가스를 강제로 배출시키는 블로어와, 상기 배기관 상에 설치되며 상기 배기가스에 냉각수를 분사하는 냉각탑, 및 상기 냉각탑에 상기 냉각수를 공급하는 냉각수공급관을 포함하며, 상기 냉각수는 상기 액화천연가스의 냉열로 냉각되어 상기 냉각탑으로 공급된다.A power generation system according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem includes a combustion engine that generates power by burning liquefied natural gas, a fuel supply pipe that supplies the liquefied natural gas to the combustion engine, and a combustion engine that generates power by burning liquefied natural gas. An exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the engine flows, a blower installed on the exhaust pipe to forcibly discharge the exhaust gas, a cooling tower installed on the exhaust pipe and spraying cooling water into the exhaust gas, and the cooling tower It includes a cooling water supply pipe that supplies cooling water, and the cooling water is cooled by the cold heat of the liquefied natural gas and supplied to the cooling tower.

상기 동력발생시스템은, 상기 연료공급관에 설치되어 상기 액화천연가스를 기화시키는 기화기와, 상기 냉각수공급관에 설치되는 제1 냉각기, 및 상기 기화기와 상기 제1 냉각기 사이를 순환하여 상기 액화천연가스와 상기 냉각수 사이에 냉열을 전달하는 냉매가 순환하는 냉매순환관을 더 포함할 수 있다.The power generation system includes a vaporizer installed in the fuel supply pipe to vaporize the liquefied natural gas, a first cooler installed in the cooling water supply pipe, and a vaporizer that circulates between the vaporizer and the first cooler to produce the liquefied natural gas and the It may further include a refrigerant circulation pipe through which a refrigerant that transfers cold heat between coolants circulates.

상기 냉각탑은, 상기 냉각수로 해수가 사용되는 제1 냉각탑과, 상기 냉각수로 청수가 사용되는 제2 냉각탑이 순차적으로 연결될 수 있다.The cooling tower may be sequentially connected to a first cooling tower in which seawater is used as the cooling water and a second cooling tower in which fresh water is used as the cooling water.

상기 블로어는, 상기 제2 냉각탑 후단이나 상기 제1 냉각탑과 상기 제2 냉각탑 사이에 설치될 수 있다.The blower may be installed at a rear end of the second cooling tower or between the first cooling tower and the second cooling tower.

상기 냉각수공급관은 상기 냉각탑에서 배출된 상기 냉각수를 다시 냉각탑으로 순환시켜 공급할 수 있다.The cooling water supply pipe may circulate and supply the cooling water discharged from the cooling tower back to the cooling tower.

상기 냉각수공급관은, 상기 제1 냉각기가 설치되며 상기 해수가 유동하는 제1 냉각수공급관과, 상기 청수가 유동하는 제2 냉각수공급관을 포함하고, 상기 동력발생시스템은, 상기 제2 냉각수공급관 상에 설치되어 상기 청수를 상기 제1 냉각기를 통과한 상기 해수와 열교환하여 냉각하는 제2 냉각기를 더 포함할 수 있다.The cooling water supply pipe includes a first cooling water supply pipe through which the first cooler is installed and the sea water flows, and a second cooling water supply pipe through which the fresh water flows, and the power generation system is installed on the second cooling water supply pipe. It may further include a second cooler that cools the fresh water by exchanging heat with the seawater that has passed through the first cooler.

상기 동력발생시스템은, 상기 제2 냉각기 전단의 상기 제2 냉각수공급관에서 분기되어 제2 냉각기를 우회하는 우회관과, 상기 우회관 상에 설치되어 상기 청수를 재생하는 조수기모듈을 더 포함할 수 있다.The power generation system may further include a bypass pipe branched from the second cooling water supply pipe in front of the second cooler and bypassing the second cooler, and a water generator module installed on the bypass pipe to regenerate the fresh water. there is.

상기 동력발생시스템은, 상기 기화기 후단의 상기 연료공급관에 설치되며, 기화된 상기 액화천연가스를 상기 제1 냉각기로 공급되는 상기 냉각수와 열교환하여 가열하는 가열기를 더 포함할 수 있다.The power generation system may further include a heater installed in the fuel supply pipe at a rear end of the vaporizer and heating the vaporized liquefied natural gas by exchanging heat with the cooling water supplied to the first cooler.

상기 동력발생시스템은, 상기 제1 냉각기 후단의 상기 냉매순환관에 설치되며, 상기 제1 냉각기를 통과한 상기 냉매를 상기 냉각탑으로 공급되는 상기 배기가스와 열교환하여 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.The power generation system is installed in the refrigerant circulation pipe at a rear end of the first cooler, and may further include a heater that heats the refrigerant that has passed through the first cooler by exchanging heat with the exhaust gas supplied to the cooling tower. .

상기 블로어는, 상기 연소기관과 상기 냉각탑 사이의 상기 배기관 상에 적어도 하나가 설치될 수 있다.At least one blower may be installed on the exhaust pipe between the combustion engine and the cooling tower.

본 발명에 따르면, 액화천연가스의 냉열을 회수하여 냉각탑으로 공급되는 냉각수를 냉각시킴으로써, 배기가스가 보다 효과적으로 냉각될 수 있으며, 이에 따라, 배기가스의 부피가 감소하여 배기가스를 강제 유동시키는 블로어의 전력사용량이 감소할 수 있다. 블로어의 전력사용량이 감소함에 따라, 선박용 발전기의 연료 소모량이 감소하게 되며, 이에 따라, 이산화탄소의 추가 발생량도 감소하게 되어 이산화탄소포집장치가 목표로 하는 이산화탄소 저감량을 용이하게 만족시킬 수 있음은 물론, 이산화탄소포집장치의 크기를 줄일 수 있어 선내 공간 활용도를 증대시킬 수 있다.According to the present invention, by recovering the cold heat of liquefied natural gas and cooling the cooling water supplied to the cooling tower, the exhaust gas can be cooled more effectively, and as a result, the volume of the exhaust gas is reduced and the blower that forces the exhaust gas to flow Power usage may decrease. As the power usage of the blower decreases, the fuel consumption of the marine generator decreases, and thus the amount of additional carbon dioxide generated also decreases, making it possible to easily meet the carbon dioxide reduction amount targeted by the carbon dioxide capture device. By reducing the size of the collection device, space utilization within the ship can be increased.

또한, 배기가스가 냉각탑에서 충분히 냉각되어 블로어의 전력사용량이 감소함에 따라, 추가 냉각장치(after cooler)를 설치하지 않고도 블로어를 냉각탑 후단에 설치하는 것이 가능하며, 이에 따라, 블로어의 효율이 증가함은 물론 추가 냉각장치의 생략에 따른 비용을 절감할 수 있다.In addition, as the exhaust gas is sufficiently cooled in the cooling tower and the power consumption of the blower is reduced, it is possible to install the blower at the rear of the cooling tower without installing an additional cooling device (after cooler), thereby increasing the efficiency of the blower. Of course, costs can be reduced by omitting additional cooling devices.

또한, 냉각탑을 해수가 냉각수로 사용되는 제1 냉각탑, 및 청수가 냉각수로 사용되는 제2 냉각탑으로 구성함으로써, 냉각탑에서 사용되는 청수의 양을 줄일 수 있어 선박 내 다른 사용처에 청수를 활용할 수 있으며, 해수를 냉각수로 사용함에 따른 배기가스 내 염분이 청수에 의해 제거 가능한 장점도 있다.In addition, by configuring the cooling tower with a first cooling tower in which seawater is used as cooling water and a second cooling tower in which fresh water is used as cooling water, the amount of fresh water used in the cooling tower can be reduced, allowing the fresh water to be utilized for other purposes within the ship. The advantage of using seawater as a coolant is that salts in the exhaust gas can be removed by fresh water.

또한, 액화천연가스의 냉열을 회수한 냉매를 냉각수와 열교환하여 미리 가열함으로써, 냉매를 재가열하는데 사용되는 에너지를 절감할 수 있어 엔진 효율이 향상될 수 있다.In addition, by preheating the refrigerant from which the cold heat of liquefied natural gas is recovered by exchanging heat with the cooling water, the energy used to reheat the refrigerant can be saved, thereby improving engine efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력발생시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 동력발생시스템의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력발생시스템의 작동도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력발생시스템의 작동도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력발생시스템의 작동도이다.
Figure 1 is a diagram showing a power generation system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an operational diagram for explaining the operation of the power generation system of Figure 1.
Figure 3 is an operational diagram of a power generation system according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is an operational diagram of a power generation system according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is an operational diagram of a power generation system according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력발생시스템에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, a power generation system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 실시예에 따른 동력발생시스템은 연료를 연소하여 선박의 구동에 필요한 동력을 생성하고, 연료의 연소에 따른 배기가스를 효과적으로 냉각시키는 장치로, 선박에 적용될 수 있다.The power generation system according to an embodiment of the present invention is a device that burns fuel to generate power necessary to drive a ship and effectively cools exhaust gas resulting from fuel combustion, and can be applied to ships.

동력발생시스템은 액화천연가스의 냉열을 회수하여 냉각탑으로 공급되는 냉각수를 냉각시키므로, 배기가스가 보다 효과적으로 냉각될 수 있으며, 이에 따라, 배기가스의 부피가 감소하여 배기가스를 강제 유동시키는 블로어의 전력사용량이 감소할 수 있다. 블로어의 전력사용량이 감소함에 따라, 선박용 발전기의 연료 소모량이 감소하게 되며, 이에 따라, 이산화탄소의 추가 발생량도 감소하게 되어 이산화탄소포집장치가 목표로 하는 이산화탄소 저감량을 용이하게 만족시킬 수 있음은 물론, 이산화탄소포집장치의 크기를 줄일 수 있어 선내 공간 활용도를 증대시킬 수 있다. 또한, 배기가스가 냉각탑에서 충분히 냉각되어 블로어의 전력사용량이 감소함에 따라, 추가 냉각장치(after cooler)를 설치하지 않고도 블로어를 냉각탑 후단에 설치하는 것이 가능하며, 이에 따라, 블로어의 효율이 증가함은 물론 추가 냉각장치의 생략에 따른 비용을 절감할 수 있다. 또한, 냉각탑을 해수가 냉각수로 사용되는 제1 냉각탑, 및 청수가 냉각수로 사용되는 제2 냉각탑으로 구성함으로써, 냉각탑에서 사용되는 청수의 양을 줄일 수 있어 선박 내 다른 사용처에 청수를 활용할 수 있으며, 해수를 냉각수로 사용함에 따른 배기가스 내 염분이 청수에 의해 제거 가능한 장점도 있다. 또한, 액화천연가스의 냉열을 회수한 냉매를 냉각수와 열교환하여 미리 가열함으로써, 냉매를 재가열하는데 사용되는 에너지를 절감할 수 있어 엔진 효율이 향상될 수 있는 특징이 있다.The power generation system recovers the cold heat of liquefied natural gas and cools the cooling water supplied to the cooling tower, so the exhaust gas can be cooled more effectively. As a result, the volume of the exhaust gas is reduced and the power of the blower that forces the exhaust gas to flow is reduced. Usage may decrease. As the power usage of the blower decreases, the fuel consumption of the marine generator decreases, and thus the amount of additional carbon dioxide generated also decreases, making it possible to easily meet the carbon dioxide reduction amount targeted by the carbon dioxide capture device. By reducing the size of the collection device, space utilization within the ship can be increased. In addition, as the exhaust gas is sufficiently cooled in the cooling tower and the power consumption of the blower is reduced, it is possible to install the blower at the rear of the cooling tower without installing an additional cooling device (after cooler), thereby increasing the efficiency of the blower. Of course, costs can be reduced by omitting additional cooling devices. In addition, by configuring the cooling tower with a first cooling tower in which seawater is used as cooling water and a second cooling tower in which fresh water is used as cooling water, the amount of fresh water used in the cooling tower can be reduced, allowing the fresh water to be utilized for other purposes within the ship. The advantage of using seawater as a coolant is that salts in the exhaust gas can be removed by fresh water. In addition, by pre-heating the refrigerant from which the cold heat of liquefied natural gas is recovered by exchanging heat with the cooling water, the energy used to reheat the refrigerant can be saved, thereby improving engine efficiency.

이하, 도 1을 참조하여, 동력발생시스템(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 1, the power generation system 1 will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력발생시스템을 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a power generation system according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 동력발생시스템(1)은 연소기관(10), 연료공급관(20), 배기관(30), 블로어(40), 냉각탑(50), 및 냉각수공급관(60)을 포함한다.The power generation system 1 according to the present invention includes a combustion engine 10, a fuel supply pipe 20, an exhaust pipe 30, a blower 40, a cooling tower 50, and a cooling water supply pipe 60.

연소기관(10)은 액화천연가스를 연소하여 동력을 생성하는 것으로, 예를 들어, 추진력을 생성하는 메인 엔진일 수 있다. 연소기관(10)은 연료공급관(20)으로부터 액화천연가스를 공급받으며, 연료공급관(20)은 연료탱크(21)와 연소기관(10) 사이를 연결하여 연료탱크(21)에 저장된 액화천연가스를 연소기관(10)으로 공급할 수 있다. 연료공급관(20) 상에는 기화기(70)와 가열기(130)가 설치된다. 기화기(70)는 액화천연가스를 기화시키는 것으로, 후술할 냉매순환관(90)을 순환하는 냉매와 열교환하여 액화천연가스를 기화시킬 수 있다. 가열기(130)는 기화기(70) 후단의 연료공급관(20)에 설치되며, 기화기(70)에서 기화된 액화천연가스를 후술할 제1 냉각기(80)로 공급되는 냉각수와 열교환하여 가열할 수 있다. 연료탱크(21)에 저장된 액화천연가스가 기화기(70)와 가열기(130)를 차례로 통과하며 기화 및 가열됨으로써, 연소기관(10)에서 요구하는 연료 상태가 되어 연소가 효과적으로 이루어질 수 있다. 필요에 따라, 기화기(70)와 가열기(130) 사이의 연료공급관(20) 상에는 보조히터(도면부호 미도시)가 설치될 수 있으며, 보조히터는 예를 들어, 액화천연가스를 암모니아와 열교환하여 가열할 수 있다. 보조히터에서 액화천연가스와 열교환하여 냉각된 암모니아는 이산화탄소 액화공정으로 공급되어 이산화탄소를 액화시키는 냉열원으로 활용될 수 있다. 연소기관(10)은 액화천연가스를 연료로 하여 연소하므로, 배기가스가 생성되며, 생성된 배기가스에는 이산화탄소가 포함되어 있으므로, 이산화탄소포집장치(CCS)를 통과시켜 제거할 필요가 있다. 이산화탄소포집장치(CCS)는 배기가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 것으로, 후술할 냉각탑(50)으로부터 공급된 배기가스에 흡수제를 분사하는 흡수탑(도시되지 않음), 및 흡수탑으로부터 이산화탄소가 흡수된 흡수제를 공급받아 흡수제로부터 이산화탄소를 분리하는 재생탑(도시되지 않음)을 포함한다. 이산화탄소포집장치(CCS)는 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.The combustion engine 10 generates power by burning liquefied natural gas, and may be, for example, a main engine that generates propulsion. The combustion engine 10 receives liquefied natural gas from the fuel supply pipe 20, and the fuel supply pipe 20 connects the fuel tank 21 and the combustion engine 10 to receive liquefied natural gas stored in the fuel tank 21. Can be supplied to the combustion engine (10). A vaporizer 70 and a heater 130 are installed on the fuel supply pipe 20. The vaporizer 70 vaporizes liquefied natural gas, and can vaporize the liquefied natural gas by exchanging heat with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation pipe 90, which will be described later. The heater 130 is installed in the fuel supply pipe 20 at the rear end of the vaporizer 70, and can heat the liquefied natural gas vaporized in the vaporizer 70 by exchanging heat with the cooling water supplied to the first cooler 80, which will be described later. . The liquefied natural gas stored in the fuel tank 21 sequentially passes through the vaporizer 70 and the heater 130 and is vaporized and heated, thereby entering the fuel state required by the combustion engine 10 and enabling effective combustion. If necessary, an auxiliary heater (not shown) may be installed on the fuel supply pipe 20 between the vaporizer 70 and the heater 130. The auxiliary heater, for example, heat exchanges liquefied natural gas with ammonia to It can be heated. Ammonia cooled by heat exchange with liquefied natural gas in an auxiliary heater can be supplied to the carbon dioxide liquefaction process and used as a cold heat source to liquefy carbon dioxide. Since the combustion engine 10 burns liquefied natural gas as fuel, exhaust gas is generated. Since the generated exhaust gas contains carbon dioxide, it needs to be removed by passing it through a carbon dioxide capture system (CCS). The carbon dioxide capture system (CCS) separates carbon dioxide contained in exhaust gas, and includes an absorption tower (not shown) that injects an absorbent into the exhaust gas supplied from the cooling tower 50, which will be described later, and carbon dioxide is absorbed from the absorption tower. It includes a regeneration tower (not shown) that receives the absorbent and separates carbon dioxide from the absorbent. Carbon dioxide capture system (CCS) is a known technology, so detailed description will be omitted.

연소기관(10)과 이산화탄소포집장치(CCS)는 배기관(30)으로 연결되며, 배기관(30)은 연소기관(10)에서 배출되는 배기가스를 이산화탄소포집장치(CCS)로 유동시킨다. 배기관(30) 상에는 블로어(40)와 냉각탑(50)이 설치될 수 있다. 블로어(40)는 배기가스를 강제로 배출시켜 유동을 돕고, 냉각탑(50)은 배기가스에 냉각수를 분사하여 배기가스를 냉각시킨다. 연소기관(10)에서 배출되는 배기가스는 약 150~400℃의 고온이므로, 이러한 배기가스를 흡수탑에 그대로 공급할 경우, 이산화탄소가 흡수제에 제대로 흡수되지 않게 된다. 즉, 흡수탑에서 분사되는 흡수제는 약 30~50℃에서 이산화탄소의 흡수 효율이 높으므로, 냉각탑(50)에서 미리 배기가스를 냉각시키는 것이다. 냉각탑(50)으로 공급되는 배기가스는 냉각수와 열교환을 통해 적정 온도로 냉각되며, 배기가스와 열교환하여 온도가 증가한 냉각수는 냉각탑(50)에서 배출되어 일련의 냉각 과정을 거친 후 다시 냉각탑(50)으로 순환될 수 있다.The combustion engine 10 and the carbon dioxide capture system (CCS) are connected to the exhaust pipe 30, and the exhaust pipe 30 flows exhaust gas discharged from the combustion engine 10 to the carbon dioxide capture system (CCS). A blower 40 and a cooling tower 50 may be installed on the exhaust pipe 30. The blower 40 assists the flow by forcibly discharging the exhaust gas, and the cooling tower 50 sprays cooling water into the exhaust gas to cool the exhaust gas. Since the exhaust gas discharged from the combustion engine 10 has a high temperature of approximately 150 to 400° C., when such exhaust gas is supplied as is to the absorption tower, carbon dioxide is not properly absorbed by the absorbent. In other words, the absorbent sprayed from the absorption tower has a high carbon dioxide absorption efficiency at about 30 to 50°C, so the exhaust gas is cooled in advance in the cooling tower 50. The exhaust gas supplied to the cooling tower (50) is cooled to an appropriate temperature through heat exchange with the cooling water, and the cooling water whose temperature has increased through heat exchange with the exhaust gas is discharged from the cooling tower (50) and goes through a series of cooling processes before returning to the cooling tower (50). can be circulated.

냉각탑(50)은 냉각수공급관(60)을 통해 냉각수를 공급받으며, 냉각수공급관(60)은 액화천연가스의 냉열로 냉각된 냉각수를 냉각탑(50)으로 공급할 수 있다. 액화천연가스의 냉열로 냉각된 냉각수가 냉각탑(50)으로 공급됨으로써, 배기가스가 보다 효과적으로 냉각될 수 있으며, 이에 따라, 배기가스의 부피가 감소하여 배기가스를 강제 유동시키는 블로어(40)의 전력사용량이 감소할 수 있다. 블로어(40)의 전력사용량이 감소함에 따라, 선박용 발전기의 연료 소모량이 감소하게 되며, 이에 따라, 이산화탄소의 추가 발생량도 감소하게 되어 이산화탄소포집장치(CCS)가 목표로 하는 이산화탄소 저감량을 용이하게 만족시킬 수 있음은 물론, 이산화탄소포집장치(CCS)의 크기를 줄일 수 있어 선내 공간 활용도를 증대시킬 수 있다. 또한, 배기가스가 냉각탑(50)에서 충분히 냉각되어 블로어(40)의 전력사용량이 감소함에 따라, 추가 냉각장치(after cooler)를 설치하지 않고도 도시된 바와 같이, 블로어(40)를 냉각탑(50) 후단에 설치하는 것이 가능하며, 이에 따라, 블로어(40)의 효율이 증가함은 물론 추가 냉각장치의 생략에 따른 비용을 절감할 수 있다.The cooling tower 50 receives cooling water through the cooling water supply pipe 60, and the cooling water supply pipe 60 can supply cooling water cooled by the cold heat of liquefied natural gas to the cooling tower 50. By supplying cooling water cooled by the cold heat of liquefied natural gas to the cooling tower 50, the exhaust gas can be cooled more effectively. Accordingly, the volume of the exhaust gas is reduced and the power of the blower 40 that forces the exhaust gas to flow Usage may decrease. As the power usage of the blower 40 decreases, the fuel consumption of the marine generator decreases, and accordingly, the amount of additional carbon dioxide generated also decreases, making it possible to easily meet the carbon dioxide reduction amount targeted by the carbon dioxide capture system (CCS). In addition, the size of the carbon dioxide capture system (CCS) can be reduced, thereby increasing space utilization within the ship. In addition, as the exhaust gas is sufficiently cooled in the cooling tower 50 and the power consumption of the blower 40 is reduced, the blower 40 can be installed in the cooling tower 50 as shown without installing an additional cooling device (after cooler). It is possible to install it at the rear end, which not only increases the efficiency of the blower 40 but also reduces costs due to omitting an additional cooling device.

보다 구체적으로, 냉각수공급관(60) 상에는 제1 냉각기(80)가 설치되며, 제1 냉각기(80)는 냉각수를 냉매순환관(90)을 순환하는 냉매와 열교환하여 냉각시킬 수 있다. 냉매는 예를 들어, 글리콜 워터(glycol water)일 수 있다. 냉매순환관(90)은 기화기(70)와 제1 냉각기(80)를 경유하므로, 냉매는 기화기(70)와 제1 냉각기(80)를 순환하여 액화천연가스와 냉각수 사이의 냉열을 전달할 수 있다. 즉, 기화기(70)에서 액화천연가스와 열교환하여 냉각된 냉매는 제1 냉각기(80)에서 냉각수와 열교환하여 냉각수를 냉각시키고, 가열된 상태로 후술할 히터(140)로 공급되어 추가로 가열된 후 다시 기화기(70)로 순환된다. 액화천연가스의 냉열을 회수한 냉매를 냉각수와 열교환하여 미리 가열함으로써, 냉매를 재가열하는데 사용되는 에너지를 절감할 수 있어 엔진 효율을 향상될 수 있다. 필요에 따라, 기화기(70)와 제1 냉각기(80) 사이의 냉매순환관(90) 상에는 기액분리기(도면부호 미도시)와 펌프(도면부호 미도시)가 설치될 수도 있다. 히터(140)는 제1 냉각기(80) 후단의 냉매순환관(90)에 설치되어, 제1 냉각기(80)를 통과한 냉매를 냉각탑(50)으로 공급되는 배기가스와 열교환하여 가열할 수 있다. 냉각탑(50)으로 공급되는 배기가스가 히터(140)에서 냉매와 열교환하여 미리 냉각됨으로써, 냉각탑(50)의 냉각 용량을 줄일 수 있으며, 이에 따라, 냉각탑(50)의 크기를 줄일 수 있어 선내 공간 활용도가 증대될 수 있다. 필요에 따라, 히터(140)와 기화기(70) 사이의 냉매순환관(90) 상에는 보조히터(도면부호 미도시)가 설치될 수도 있다.More specifically, a first cooler 80 is installed on the cooling water supply pipe 60, and the first cooler 80 can cool the cooling water by exchanging heat with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation pipe 90. The refrigerant may be, for example, glycol water. Since the refrigerant circulation pipe 90 passes through the vaporizer 70 and the first cooler 80, the refrigerant can circulate through the vaporizer 70 and the first cooler 80 to transfer cold heat between the liquefied natural gas and the cooling water. . That is, the refrigerant cooled by heat exchange with liquefied natural gas in the vaporizer 70 exchanges heat with the coolant in the first cooler 80 to cool the coolant, and is supplied in a heated state to the heater 140, which will be described later, and is further heated. Afterwards, it is circulated back to the vaporizer (70). By pre-heating the refrigerant from which the cold heat of liquefied natural gas is recovered by exchanging heat with the cooling water, the energy used to reheat the refrigerant can be saved, thereby improving engine efficiency. If necessary, a gas-liquid separator (not shown) and a pump (not shown) may be installed on the refrigerant circulation pipe 90 between the vaporizer 70 and the first cooler 80. The heater 140 is installed in the refrigerant circulation pipe 90 at the rear of the first cooler 80, and can heat the refrigerant that has passed through the first cooler 80 by exchanging heat with the exhaust gas supplied to the cooling tower 50. . The exhaust gas supplied to the cooling tower 50 is pre-cooled by heat exchange with the refrigerant in the heater 140, thereby reducing the cooling capacity of the cooling tower 50. Accordingly, the size of the cooling tower 50 can be reduced, thereby reducing space within the ship. Utilization can be increased. If necessary, an auxiliary heater (not shown) may be installed on the refrigerant circulation pipe 90 between the heater 140 and the vaporizer 70.

냉각탑(50)은, 냉각수로 해수가 사용되는 제1 냉각탑(51)과, 냉각수로 청수가 사용되는 제2 냉각탑(52)이 순차적으로 연결되어 형성될 수 있다. 이 때, 냉각탑(50)은 도시된 바와 같이, 하나의 탑 내부가 구획되어 제1 냉각탑(51) 상단에 제2 냉각탑(52)이 형성될 수도 있고, 두 개의 탑으로 분리되어 제1 냉각탑(51) 상단에 제2 냉각탑(52)이 형성될 수도 있다. 냉각탑(50)이 하나의 탑 내부가 구획되어 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52)을 형성하는 경우, 블로어(40)는 제2 냉각탑(52) 후단에 형성될 수 있으며, 냉각탑(50)이 두 개의 탑으로 분리되어 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52)을 형성하는 경우, 블로어(40)는 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52) 사이에 설치될 수 있다. 냉각탑(50)이, 냉각수로 해수가 사용되는 제1 냉각탑(51)과, 냉각수로 청수가 사용되는 제2 냉각탑(52)이 순차적으로 연결되어 형성됨으로써, 냉각탑(50)에서 사용되는 청수의 양을 줄일 수 있어 선박 내 다른 사용처에 청수를 활용할 수 있으며, 해수를 냉각수로 사용함에 따른 배기가스 내 염분이 청수에 의해 제거될 수도 있다. 이하, 냉각탑(50)이 하나의 탑 내부가 구획되어 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52)을 형성하는 구조를 보다 중점적으로 설명한다.The cooling tower 50 may be formed by sequentially connecting a first cooling tower 51 using seawater as cooling water and a second cooling tower 52 using fresh water as cooling water. At this time, as shown, the cooling tower 50 may be divided into one tower to form a second cooling tower 52 at the top of the first cooling tower 51, or may be divided into two towers and form a first cooling tower ( 51) A second cooling tower 52 may be formed at the top. When the cooling tower 50 is divided into one tower to form a first cooling tower 51 and a second cooling tower 52, the blower 40 may be formed at the rear of the second cooling tower 52, and the cooling tower ( When 50) is separated into two towers to form a first cooling tower 51 and a second cooling tower 52, the blower 40 can be installed between the first cooling tower 51 and the second cooling tower 52. there is. The cooling tower 50 is formed by sequentially connecting the first cooling tower 51, which uses seawater as cooling water, and the second cooling tower 52, which uses fresh water as cooling water, so that the amount of fresh water used in the cooling tower 50 can be reduced, allowing fresh water to be used for other purposes within the ship, and salt in the exhaust gas due to using seawater as coolant can be removed by fresh water. Hereinafter, the structure of the cooling tower 50 in which the interior of one tower is partitioned to form the first cooling tower 51 and the second cooling tower 52 will be described in more detail.

제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52)은 냉각탑(50) 내부가 구획되어 형성되며, 각각, 다공성 구조물로 형성되어 배기가스와 냉각수의 접촉 면적을 증가시키는 패킹유닛(도시되지 않음)이 설치될 수 있다. 이 때, 제1 냉각탑(51)에 설치되는 패킹유닛은, 배기가스가 상대적으로 많은 양이 공급되는 해수와 열교환하여 해수의 온도와 유사하게 냉각될 수 있도록 비정형화된 패킹(random packing)이 적용될 수 있으며, 제2 냉각탑(52)에 설치되는 패킹유닛은, 제1 냉각탑(51)에서 1차로 냉각된 배기가스가 청수와 충분히 접촉하면서 냉각됨과 동시에 염분이 제거될 수 있도록 정형화된 패킹(structured packing)이 적용될 수 있다. 제2 냉각탑(52)에서 배기가스에 포함된 염분이 제거됨으로써, 염분으로 인한 이산화탄소포집장치(CCS)의 성능 저하를 방지할 수 있다.The first cooling tower 51 and the second cooling tower 52 are formed by partitioning the inside of the cooling tower 50, and each has a packing unit (not shown) formed of a porous structure to increase the contact area between the exhaust gas and the cooling water. Can be installed. At this time, the packing unit installed in the first cooling tower 51 uses irregular packing (random packing) so that the exhaust gas can be cooled to a temperature similar to that of seawater by heat exchange with seawater supplied in a relatively large amount. The packing unit installed in the second cooling tower 52 may be structured packing so that the exhaust gas primarily cooled in the first cooling tower 51 can be cooled while sufficiently contacting fresh water and at the same time remove salt. ) can be applied. Since salt contained in the exhaust gas is removed in the second cooling tower 52, performance degradation of the carbon dioxide capture system (CCS) due to salt can be prevented.

냉각수공급관(60)은, 제1 냉각탑(51)에서 배출된 해수를 다시 제1 냉각탑(51)으로 순환시키는 제1 냉각수공급관(61)과, 제2 냉각탑(52)에서 배출된 청수를 다시 제2 냉각탑(52)으로 순환시키는 제2 냉각수공급관(62)을 포함한다. 제1 냉각수공급관(61) 상에는 펌프(도면부호 미도시)를 비롯하여 전술한 가열기(130)와 제1 냉각기(80)가 설치되며, 제2 냉각수공급관(62) 상에는 청수를 제1 냉각기(80)를 통과한 해수와 열교환하여 냉각하는 제2 냉각기(100)가 설치될 수 있다. 즉, 제1 냉각탑(51)에서 배출된 해수는, 가열기(130)와 제1 냉각기(80)를 차례로 통과하며 냉각된 후 제2 냉각기(100)를 거쳐 제1 냉각탑(51)으로 순환되고, 제2 냉각탑(52)에서 배출된 청수는, 제2 냉각기(100)에서 해수와 열교환하여 냉각된 후 제2 냉각탑(52)으로 순환된다. 제2 냉각기(100) 후단의 제1 냉각수공급관(61)은 외부로부터 유입된 해수를 제1 냉각탑(51)으로 공급하는 해수공급관(63)에 연결될 수 있으며, 해수공급관(63)은 해수유입펌프(63a)에 연결되어 해수를 공급받을 수 있다. 또한, 가열기(130) 전단의 제1 냉각수공급관(61) 상에는 해수저장탱크(150)에 연결되는 분기관(64)이 분기될 수 있으며, 분기관(64)을 통해 해수저장탱크(150)에 저장된 해수는 필요 시 회수관(151)을 통해 후술할 조수기모듈(120)로 공급되거나 배출관(152)을 통해 방류될 수 있다. 또한, 제2 냉각기(100) 전단의 제2 냉각수공급관(62) 상에는 제2 냉각기(100)를 우회하는 우회관(110)이 분기되며, 우회관(110) 상에는 청수를 재생하는 조수기모듈(120)이 설치될 수 있다. 청수는 제2 냉각탑(52)에서 배출되어 제2 냉각수공급관(62)을 통해 제2 냉각탑(52)으로 다시 순환하므로, 시간이 경과하면 청수 내 염분 농도가 증가할 수 있다. 청수 내 염분 농도가 증가하면, 이산화탄소포집장치(CCS)의 성능 저하를 유발하므로, 청수를 재생할 필요가 있다. 우회관(110)은 제2 냉각기(100) 전단의 제2 냉각수공급관(62) 상에 설치된 분리기(도면부호 미도시)에 연결되어 청수를 조수기모듈(120)로 공급하며, 조수기모듈(120)은 전술한 회수관(151)을 통해 공급된 해수와, 우회관(110)을 통해 공급된 청수를 재생시켜 우회관(110)을 통해 다시 제2 냉각탑(52)으로 공급할 수 있다. 필요에 따라, 분리기 후단의 제2 냉각수공급관(62) 상에는 펌프(도면부호 미도시)가 설치될 수도 있다.The cooling water supply pipe 60 circulates the seawater discharged from the first cooling tower 51 back to the first cooling tower 51, and the fresh water discharged from the second cooling tower 52 is recycled back to the first cooling tower 51. 2 It includes a second cooling water supply pipe (62) that circulates to the cooling tower (52). The heater 130 and the first cooler 80, including a pump (not shown), are installed on the first coolant supply pipe 61, and fresh water is supplied to the first cooler 80 on the second coolant supply pipe 62. A second cooler 100 may be installed to cool the water by exchanging heat with the seawater that has passed through it. That is, the seawater discharged from the first cooling tower 51 passes through the heater 130 and the first cooler 80 in turn, is cooled, and then circulates to the first cooling tower 51 through the second cooler 100, Fresh water discharged from the second cooling tower (52) is cooled by heat exchange with seawater in the second cooler (100) and then circulated to the second cooling tower (52). The first cooling water supply pipe 61 at the rear end of the second cooler 100 may be connected to the seawater supply pipe 63 that supplies seawater introduced from the outside to the first cooling tower 51, and the seawater supply pipe 63 is connected to the seawater inlet pump. It can be connected to (63a) to receive seawater. In addition, a branch pipe 64 connected to the seawater storage tank 150 may be branched on the first cooling water supply pipe 61 in front of the heater 130, and connected to the seawater storage tank 150 through the branch pipe 64. When necessary, the stored seawater can be supplied to the water generator module 120, which will be described later, through the return pipe 151 or discharged through the discharge pipe 152. In addition, on the second cooling water supply pipe 62 in front of the second cooler 100, a bypass pipe 110 that bypasses the second cooler 100 is branched, and on the bypass pipe 110, a fresh water generator module ( 120) can be installed. Since the fresh water is discharged from the second cooling tower 52 and circulates back to the second cooling tower 52 through the second cooling water supply pipe 62, the salt concentration in the fresh water may increase over time. As the salt concentration in fresh water increases, it causes a decrease in the performance of carbon dioxide capture system (CCS), so it is necessary to regenerate fresh water. The bypass pipe 110 is connected to a separator (not shown) installed on the second cooling water supply pipe 62 in front of the second cooler 100 and supplies fresh water to the fresh water generator module 120, and the fresh water generator module ( 120) can regenerate the seawater supplied through the aforementioned recovery pipe 151 and the fresh water supplied through the bypass pipe 110 and supply them back to the second cooling tower 52 through the bypass pipe 110. If necessary, a pump (not shown) may be installed on the second cooling water supply pipe 62 at the rear end of the separator.

한편, 청수와 냉매를 직접 열교환하는 것도 가능하나, 제1 냉각탑(51) 상단에서 폐루프로 운전되는 제2 냉각수공급관(62)의 배관 배치를 고려하여, 해수와 냉매를 먼저 열교환 후 해수를 청수와 열교환하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 제1 냉각기(80)에서 냉매와 열교환하는 해수는 해수유입펌프(63a)에서 유입된 해수를 일부 분기하여 공급할 수도 있으나, 제1 냉각탑(51) 하단에서 배출되는 고온의 해수를 분기하여 공급하는 것이 냉열 회수 효율면에서 바람직할 것이다.Meanwhile, it is also possible to directly exchange heat between fresh water and refrigerant, but considering the piping arrangement of the second cooling water supply pipe 62, which is operated in a closed loop at the top of the first cooling tower 51, heat exchange between seawater and refrigerant first, and then transfer seawater into fresh water. It would be desirable to exchange heat with. In addition, the seawater that exchanges heat with the refrigerant in the first cooler (80) may be supplied by partially branching the seawater introduced from the seawater inlet pump (63a), but the high temperature seawater discharged from the bottom of the first cooling tower (51) is branched and supplied. This would be preferable in terms of cold heat recovery efficiency.

이하, 도 2를 참조하여, 동력발생시스템(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, the operation of the power generation system 1 will be described in more detail.

도 2는 도 1의 동력발생시스템의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.Figure 2 is an operational diagram for explaining the operation of the power generation system of Figure 1.

본 발명에 따른 동력발생시스템(1)은 액화천연가스의 냉열을 회수하여 냉각탑(50)으로 공급되는 냉각수를 냉각시키므로, 배기가스가 보다 효과적으로 냉각될 수 있으며, 이에 따라, 배기가스의 부피가 감소하여 배기가스를 강제 유동시키는 블로어(40)의 전력사용량이 감소할 수 있다. 블로어(40)의 전력사용량이 감소함에 따라, 선박용 발전기의 연료 소모량이 감소하게 되며, 이에 따라, 이산화탄소의 추가 발생량도 감소하게 되어 이산화탄소포집장치(CCS)가 목표로 하는 이산화탄소 저감량을 용이하게 만족시킬 수 있음은 물론, 이산화탄소포집장치(CCS)의 크기를 줄일 수 있어 선내 공간 활용도를 증대시킬 수 있다. 또한, 배기가스가 냉각탑(50)에서 충분히 냉각되어 블로어(40)의 전력사용량이 감소함에 따라, 추가 냉각장치(after cooler)를 설치하지 않고도 블로어(40)를 냉각탑(50) 후단에 설치하는 것이 가능하며, 이에 따라, 블로어(40)의 효율이 증가함은 물론 추가 냉각장치의 생략에 따른 비용을 절감할 수 있다. 또한, 냉각탑(50)을 해수가 냉각수로 사용되는 제1 냉각탑(51), 및 청수가 냉각수로 사용되는 제2 냉각탑(52)으로 구성함으로써, 냉각탑(50)에서 사용되는 청수의 양을 줄일 수 있어 선박 내 다른 사용처에 청수를 활용할 수 있으며, 해수를 냉각수로 사용함에 따른 배기가스 내 염분이 청수에 의해 제거 가능한 장점도 있다. 또한, 액화천연가스의 냉열을 회수한 냉매를 냉각수와 열교환하여 미리 가열함으로써, 냉매를 재가열하는데 사용되는 에너지를 절감할 수 있어 엔진 효율이 향상될 수 있다.The power generation system 1 according to the present invention recovers the cold heat of liquefied natural gas and cools the cooling water supplied to the cooling tower 50, so that the exhaust gas can be cooled more effectively, thereby reducing the volume of the exhaust gas. As a result, the power consumption of the blower 40 that forces the exhaust gas to flow can be reduced. As the power usage of the blower 40 decreases, the fuel consumption of the marine generator decreases, and accordingly, the amount of additional carbon dioxide generated also decreases, making it possible to easily meet the carbon dioxide reduction amount targeted by the carbon dioxide capture system (CCS). In addition, the size of the carbon dioxide capture system (CCS) can be reduced, thereby increasing space utilization within the ship. In addition, as the exhaust gas is sufficiently cooled in the cooling tower 50 and the power consumption of the blower 40 is reduced, it is possible to install the blower 40 at the rear of the cooling tower 50 without installing an additional cooling device (after cooler). This is possible, and as a result, the efficiency of the blower 40 can be increased and costs due to omission of an additional cooling device can be reduced. In addition, by configuring the cooling tower 50 with a first cooling tower 51 in which sea water is used as cooling water, and a second cooling tower 52 in which fresh water is used as cooling water, the amount of fresh water used in the cooling tower 50 can be reduced. Therefore, fresh water can be used for other purposes within the ship, and the use of seawater as a coolant also has the advantage that salts in the exhaust gas can be removed by fresh water. In addition, by preheating the refrigerant from which the cold heat of liquefied natural gas is recovered by exchanging heat with the cooling water, the energy used to reheat the refrigerant can be saved, thereby improving engine efficiency.

연료탱크(21)에 저장된 액화천연가스는 연료공급관(20)을 통해 기화기(70)로 이동하고, 기화기(70)에서 냉매순환관(90)을 순환하는 냉매와 열교환하여 기화된다. 기화된 액화천연가스는 연료공급관(20)을 통해 가열기(130)로 이동하며, 가열기(130)에서 제1 냉각수공급관(61)을 순환하는 해수와 열교환하여 가열된다. 가열기(130)에서 가열된 액화천연가스는 연소기관(10)으로 공급되며, 연소기관(10)은 기화 및 가열된 액화천연가스를 연소하여 동력을 생성한다. 연소기관(10)에서 연료의 연소에 따라 발생된 배기가스는 배기관(30)으로 배출되며, 히터(140)에서 냉매순환관(90)을 순환하는 냉매와 열교환하여 냉각된 후 냉각탑(50)으로 공급된다. 배기가스는 제1 냉각탑(51) 하부로 공급되어 상방으로 유동하며 해수와 기액 접촉하면서 냉각된다. 이 때, 해수는 해수공급관(63)을 통해 공급된 것일 수 있다. 배기가스와 기액 접촉한 해수는 제1 냉각수공급관(61)으로 배출되어, 일부가 가열기(130), 제1 냉각기(80)를 차례로 통과하며 냉각된 후 제2 냉각기(100)를 경유하여 제1 냉각탑(51)으로 순환되고, 나머지 일부는 분기관(64)으로 분기되어 해수저장탱크(150)에 저장된다. 해수저장탱크(150)에 저장된 해수는 필요에 따라 회수관(151)을 통해 조수기모듈(120)로 공급되거나 배출관(152)을 통해 방류될 수 있다. 제1 냉각탑(51)에서 1차로 냉각된 배기가스는 제2 냉각탑(52) 하부로 공급되어 상방으로 유동하며 청수와 기액 접촉하면서 2차로 냉각된 후 배기관(30)으로 배출된다. 배기관(30) 상에는 블로어(40)가 설치되므로, 배기가스는 제2 냉각탑(52)으로부터 용이하게 배출되어 이산화탄소포집장치(CCS)로 공급될 수 있다. 한편, 배기가스와 기액 접촉한 청수는 제2 냉각수공급관(62)으로 배출되어, 제2 냉각기(100)에서 해수와 열교환하여 냉각된 후 제2 냉각탑(52)으로 순환된다. 이 때, 청수 내 염분 농도가 기준치 이상인 경우, 우회관(110)이 개방되어 제2 냉각수공급관(62)으로 배출된 청수 중 일부가 제2 냉각기(100)를 우회하여 조수기모듈(120)로 공급될 수 있다. 청수 내 염분 농도의 측정을 위해, 제2 냉각수공급관(62) 상에는 염분 농도를 측정하는 농도센서(도시되지 않음)가 설치될 수 있다.The liquefied natural gas stored in the fuel tank 21 moves to the vaporizer 70 through the fuel supply pipe 20 and is vaporized by heat exchange with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation pipe 90 in the vaporizer 70. The vaporized liquefied natural gas moves to the heater 130 through the fuel supply pipe 20, and is heated by heat exchange with seawater circulating in the first cooling water supply pipe 61 in the heater 130. The liquefied natural gas heated in the heater 130 is supplied to the combustion engine 10, and the combustion engine 10 generates power by burning the vaporized and heated liquefied natural gas. The exhaust gas generated by combustion of fuel in the combustion engine 10 is discharged through the exhaust pipe 30, is cooled by heat exchange with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation pipe 90 in the heater 140, and then flows to the cooling tower 50. supplied. The exhaust gas is supplied to the lower part of the first cooling tower 51, flows upward, and is cooled as it comes into contact with seawater and gas-liquid. At this time, seawater may be supplied through the seawater supply pipe 63. The seawater in contact with the exhaust gas and liquid is discharged to the first cooling water supply pipe 61, and a portion of it is cooled by sequentially passing through the heater 130 and the first cooler 80, and then passes through the second cooler 100 to the first coolant supply pipe 61. It is circulated to the cooling tower (51), and the remaining part is branched to the branch pipe (64) and stored in the seawater storage tank (150). Seawater stored in the seawater storage tank 150 may be supplied to the fresh water generator module 120 through the return pipe 151 or discharged through the discharge pipe 152, as needed. The exhaust gas primarily cooled in the first cooling tower 51 is supplied to the lower part of the second cooling tower 52, flows upward, is secondarily cooled while coming into contact with fresh water and gas liquid, and is then discharged through the exhaust pipe 30. Since the blower 40 is installed on the exhaust pipe 30, the exhaust gas can be easily discharged from the second cooling tower 52 and supplied to the carbon dioxide capture system (CCS). Meanwhile, the fresh water in contact with the exhaust gas and liquid is discharged to the second cooling water supply pipe 62, cooled by heat exchange with seawater in the second cooler 100, and then circulated to the second cooling tower 52. At this time, when the salt concentration in the fresh water is higher than the standard value, the bypass pipe 110 is opened and some of the fresh water discharged to the second cooling water supply pipe 62 bypasses the second cooler 100 and goes to the fresh water generator module 120. can be supplied. To measure the salt concentration in fresh water, a concentration sensor (not shown) that measures the salt concentration may be installed on the second cooling water supply pipe 62.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력발생시스템(1-1)에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, the power generation system 1-1 according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력발생시스템의 작동도이다.Figure 3 is an operational diagram of a power generation system according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 동력발생시스템(1-1)은 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52)이 분리되어 배기관(30)으로 연결되고, 블로어(40)가 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52) 사이의 배기관(30)에 설치된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력발생시스템(1-1)은 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52)이 분리되어 배기관(30)으로 연결되고, 블로어(40)가 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52) 사이의 배기관(30)에 설치되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.In the power generation system 1-1 according to another embodiment of the present invention, the first cooling tower 51 and the second cooling tower 52 are separated and connected to the exhaust pipe 30, and the blower 40 is connected to the first cooling tower ( It is installed in the exhaust pipe 30 between 51) and the second cooling tower 52. In the power generation system 1-1 according to another embodiment of the present invention, the first cooling tower 51 and the second cooling tower 52 are separated and connected to the exhaust pipe 30, and the blower 40 is connected to the first cooling tower ( 51) and the second cooling tower 52, except that it is installed in the exhaust pipe 30, which is substantially the same as the above-described embodiment. Therefore, this will be mainly explained, but unless otherwise stated, the description of the remaining components will be replaced by the above-mentioned details.

제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52)은 서로 분리되어 형성되고, 블로어(40)는 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52) 사이를 연결하는 배기관(30) 상에 설치될 수 있다. 하나의 탑 내부를 구획하여 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52)을 형성하는 경우, 높이 제한 등의 이유로 선박에 적용이 불가할 수 있으며, 이러한 이유로 탑의 높이를 낮추면 배기가스와 냉각수가 접촉하는 시간 및 면적이 줄어 배기가스의 냉각 효과가 저하되는 문제가 있다. 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52)을 분리하고 배기관(30)으로 연결하면, 높이를 낮출 수 있어 선박에 적용이 용이한 장점이 있다. 블로어(40)어의 위치는 한정될 것은 아니며, 도시된 바와 같이, 제1 냉각탑(51)과 제2 냉각탑(52)을 연결하는 배기관(30) 상에 설치될 수도 있고, 제2 냉각탑(52) 후단이 배기관(30) 상에 설치될 수도 있다The first cooling tower 51 and the second cooling tower 52 are formed separately from each other, and the blower 40 is installed on the exhaust pipe 30 connecting the first cooling tower 51 and the second cooling tower 52. You can. When dividing the inside of one tower to form a first cooling tower (51) and a second cooling tower (52), it may not be applicable to ships due to height restrictions, etc. For this reason, if the height of the tower is lowered, exhaust gas and cooling water There is a problem that the cooling effect of the exhaust gas is reduced as the contact time and area are reduced. If the first cooling tower 51 and the second cooling tower 52 are separated and connected to the exhaust pipe 30, the height can be lowered, which has the advantage of being easy to apply to ships. The position of the blower 40 is not limited, and as shown, it may be installed on the exhaust pipe 30 connecting the first cooling tower 51 and the second cooling tower 52, and the second cooling tower 52 ) The rear end may be installed on the exhaust pipe 30

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력발생시스템(1-2)에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4, the power generation system 1-2 according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력발생시스템의 작동도이다.Figure 4 is an operational diagram of a power generation system according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력발생시스템(1-2)은 전술한 해수공급관(63)과 분기관(64)이 생략되고, 제1 냉각수공급관(61)이 해수저장탱크(150)를 관통하여 제1 냉각탑(51)에 연결되며, 연소기관(10)과 냉각탑(50) 사이의 배기관(30) 상에 적어도 하나의 블로어(40)가 설치된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력발생시스템(1-2)은 전술한 해수공급관(63)과 분기관(64)이 생략되고, 제1 냉각수공급관(61)이 해수저장탱크(150)를 관통하여 제1 냉각탑(51)에 연결되며, 연소기관(10)과 냉각탑(50) 사이의 배기관(30) 상에 적어도 하나의 블로어(40)가 설치되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.In the power generation system (1-2) according to another embodiment of the present invention, the seawater supply pipe 63 and branch pipe 64 described above are omitted, and the first cooling water supply pipe 61 connects the seawater storage tank 150. It penetrates and is connected to the first cooling tower 51, and at least one blower 40 is installed on the exhaust pipe 30 between the combustion engine 10 and the cooling tower 50. In the power generation system (1-2) according to another embodiment of the present invention, the seawater supply pipe 63 and branch pipe 64 described above are omitted, and the first cooling water supply pipe 61 connects the seawater storage tank 150. It is connected to the first cooling tower 51 through and through, and is substantially similar to the above-described embodiment, except that at least one blower 40 is installed on the exhaust pipe 30 between the combustion engine 10 and the cooling tower 50. is the same as Therefore, this will be mainly explained, but unless otherwise stated, the description of the remaining components will be replaced by the above-mentioned details.

제1 냉각수공급관(61)은 해수저장탱크(150)를 관통하여 양단이 제1 냉각탑(51)의 하단과 상단에 각각 연결되고, 제1 냉각기(80)와 제2 냉각기(100)는 해수저장탱크(150) 후단의 제1 냉각수공급관(61) 상에 위치할 수 있다. 해수공급관(63)과 분기관(64)이 생략되고, 제1 냉각수공급관(61)이 해수저장탱크(150)를 관통하여 제1 냉각탑(51)에 연결됨으로써, 해수공급관(63)에 연결된 해수유입펌프(63a)의 전력 소모를 줄일 수 있고 배관 배치를 간소화할 수 있어 선내 공간 활용도를 증대시킬 수 있다. 블로어(40)는 연소기관(10)과 냉각탑(50) 사이의 배기관(30) 상에 적어도 하나가 설치될 수 있다. 도면 상에는 블로어(40)가 히터(140)의 전단과 후단에 각각 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 블로어(40)는 히터(140)의 전단과 후단 중 어느 하나에만 설치될 수도 있다.The first cooling water supply pipe 61 penetrates the seawater storage tank 150 and is connected at both ends to the lower and upper ends of the first cooling tower 51, respectively, and the first cooler 80 and the second cooler 100 store seawater. It may be located on the first coolant supply pipe 61 at the rear end of the tank 150. The seawater supply pipe 63 and the branch pipe 64 are omitted, and the first cooling water supply pipe 61 passes through the seawater storage tank 150 and is connected to the first cooling tower 51, so that the seawater connected to the seawater supply pipe 63 The power consumption of the inlet pump (63a) can be reduced and the piping arrangement can be simplified, thereby increasing space utilization within the ship. At least one blower 40 may be installed on the exhaust pipe 30 between the combustion engine 10 and the cooling tower 50. In the drawing, the blower 40 is shown as installed at the front and rear ends of the heater 140, but it is not limited thereto, and if necessary, the blower 40 is installed only at either the front end or the rear end of the heater 140. It could be.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력발생시스템(1-3)에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, the power generation system 1-3 according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력발생시스템의 작동도이다.Figure 5 is an operational diagram of a power generation system according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력발생시스템(1-3)은 냉매순환관(90)을 순환하는 냉매가 이산화탄소를 액화시키는 냉열원으로 활용된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력발생시스템(1-3)은 냉매순환관(90)을 순환하는 냉매가 이산화탄소를 액화시키는 냉열원으로 활용되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.The power generation system (1-3) according to another embodiment of the present invention uses the refrigerant circulating in the refrigerant circulation pipe (90) as a cold heat source to liquefy carbon dioxide. The power generation system (1-3) according to another embodiment of the present invention is substantially the same as the above-described embodiment, except that the refrigerant circulating in the refrigerant circulation pipe (90) is used as a cold heat source to liquefy carbon dioxide. do. Therefore, this will be mainly explained, but unless otherwise stated, the description of the remaining components will be replaced by the above-mentioned details.

연소기관(10)에 연결된 연료공급관(20) 상에는 기화기(70)와 가열기(130)가 설치된다. 기화기(70)는 액화천연가스를 냉매순환관(90)을 순환하는 냉매와 열교환하여 기화시키며, 가열기(130)는 기화된 액화천연가스를 제1 냉각수공급관(61)을 통해 제1 냉각기(80)로 공급되는 냉각수와 열교환하여 가열한다. 이 때, 냉매는 한정될 것은 아니나, 예를 들어, 프로필렌일 수 있다. 냉매가 프로필렌으로 형성되는 경우, 액화천연가스의 냉열로 냉각수를 냉각시킴과 동시에 이산화탄소도 액화시킬 수 있어 시스템이 보다 효율적으로 운용될 수 있다.A vaporizer 70 and a heater 130 are installed on the fuel supply pipe 20 connected to the combustion engine 10. The vaporizer 70 vaporizes the liquefied natural gas by exchanging heat with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation pipe 90, and the heater 130 heats the vaporized liquefied natural gas through the first cooling water supply pipe 61 to the first cooler (80). ) is heated by heat exchange with the coolant supplied. At this time, the refrigerant is not limited, but may be, for example, propylene. If the refrigerant is made of propylene, the cold heat of liquefied natural gas can cool the coolant and simultaneously liquefy carbon dioxide, allowing the system to operate more efficiently.

보다 구체적으로, 기화기(70)에서 액화천연가스와 열교환하여 냉각된 냉매는 감압밸브(도면부호 미도시)를 통과하며 팽창된 후 적어도 일부가 액화되어 기액분리기(91)로 공급되며, 기액분리기(91)에서 분리된 액상의 냉매는 펌프(92)를 거쳐 일부가 제1 냉각기(80)로 공급되고 나머지 일부가 제1 보조히터(93)로 공급된다. 제1 냉각기(80)로 공급된 액상의 냉매는 냉각수와 열교환하여 냉각수를 냉각시키고, 가열되어 기화된 상태로 히터(140)로 공급되어 추가로 가열된 후 다시 기화기(70)로 순환된다. 히터(140)와 기화기(70) 사이의 냉매순환관(90) 상에는 제2 보조히터(94)와 압축기(95)가 설치되므로, 냉매는 가열 및 가압 후 기화기(70)로 순환될 수 있다. 제1 보조히터(94)로 공급된 액상의 냉매는 이산화탄소와 직접 열교환하여 이산화탄소를 액화시키고, 가열되어 기화된 상태로 제2 보조히터(94) 전단으로 합류된다. 기액분리기(91)에서 분리된 기상의 냉매 역시 제2 보조히터(94) 전단으로 합류될 수 있다. 도면 상에는 기액분리기(91)에서 분리된 기상의 냉매가 제1 보조히터(93)를 통과한 기상의 냉매에 합류되어 제2 보조히터(94) 전단으로 합류되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 기액분리기(91)에서 분리된 기상의 냉매는 제2 보조히터(94) 전단으로 직접 합류될 수도 있다.한편, 해수공급관(63)으로 유입된 해수는 분기되어 일부가 제1 냉각탑(51)으로 공급되고, 나머지 일부는 제1 냉각기(80)로 공급되는 냉각수의 흐름에 합류될 수 있다.More specifically, the refrigerant cooled by heat exchange with liquefied natural gas in the vaporizer 70 is expanded while passing through a pressure reducing valve (not shown), and then at least part of it is liquefied and supplied to the gas-liquid separator 91, and the gas-liquid separator ( Part of the liquid refrigerant separated in 91) is supplied to the first cooler 80 through the pump 92, and the remaining part is supplied to the first auxiliary heater 93. The liquid refrigerant supplied to the first cooler 80 exchanges heat with the coolant to cool the coolant, is heated and supplied to the heater 140 in a vaporized state, is further heated, and then circulates back to the vaporizer 70. Since the second auxiliary heater 94 and the compressor 95 are installed on the refrigerant circulation pipe 90 between the heater 140 and the vaporizer 70, the refrigerant can be heated and pressurized and then circulated to the vaporizer 70. The liquid refrigerant supplied to the first auxiliary heater (94) directly exchanges heat with carbon dioxide to liquefy the carbon dioxide, and joins the front end of the second auxiliary heater (94) in a heated and vaporized state. The vapor phase refrigerant separated in the gas-liquid separator (91) may also join the front end of the second auxiliary heater (94). In the drawing, it is shown that the gaseous refrigerant separated in the gas-liquid separator 91 joins the gaseous refrigerant that passed through the first auxiliary heater 93 and joins the front end of the second auxiliary heater 94, but it is not limited to this. , If necessary, the gaseous refrigerant separated in the gas-liquid separator 91 may be directly joined to the front end of the second auxiliary heater 94. Meanwhile, the seawater flowing into the seawater supply pipe 63 is branched and some of it is divided into the first auxiliary heater 94. It is supplied to the cooling tower 51, and the remaining part may join the flow of cooling water supplied to the first cooler 80.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

1: 동력발생시스템
10: 연소기관 20: 연료공급관
21: 연료탱크 30: 배기관
40: 블로어 50: 냉각탑
51: 제1 냉각탑 52: 제2 냉각탑
60: 냉각수공급관 61: 제1 냉각수공급관
62: 제2 냉각수공급관 63: 해수공급관
64: 분기관 70: 기화기
80: 제1 냉각기 90: 냉매순환관
91: 기액분리기 92: 펌프
93: 제1 보조히터 94: 제2 보조히터
95: 압축기 100: 제2 냉각기
110: 우회관 120: 조수기모듈
130: 가열기 140: 히터
150: 해수저장탱크 151: 회수관
152: 배출관
CCS: 이산화탄소포집장치
1: Power generation system
10: combustion engine 20: fuel supply pipe
21: fuel tank 30: exhaust pipe
40: blower 50: cooling tower
51: first cooling tower 52: second cooling tower
60: Cooling water supply pipe 61: First cooling water supply pipe
62: second cooling water supply pipe 63: seawater supply pipe
64: branch pipe 70: carburetor
80: first cooler 90: refrigerant circulation pipe
91: Gas-liquid separator 92: Pump
93: 1st auxiliary heater 94: 2nd auxiliary heater
95: compressor 100: second cooler
110: Bypass pipe 120: Water generator module
130: heater 140: heater
150: Seawater storage tank 151: Recovery pipe
152: discharge pipe
CCS: Carbon dioxide capture system

Claims (10)

액화천연가스를 연소하여 동력을 생성하는 연소기관;
상기 연소기관에 상기 액화천연가스를 공급하는 연료공급관;
상기 연소기관에서 배출되는 배기가스가 유동하는 배기관;
상기 배기관 상에 설치되어 상기 배기가스를 강제로 배출시키는 블로어;
상기 배기관 상에 설치되며 상기 배기가스에 냉각수를 분사하는 냉각탑, 및
상기 냉각탑에 상기 냉각수를 공급하는 냉각수공급관을 포함하며,
상기 냉각수는 상기 액화천연가스의 냉열로 냉각되어 상기 냉각탑으로 공급되는 동력발생시스템.
A combustion engine that generates power by burning liquefied natural gas;
A fuel supply pipe supplying the liquefied natural gas to the combustion engine;
an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the combustion engine flows;
A blower installed on the exhaust pipe to forcibly discharge the exhaust gas;
A cooling tower installed on the exhaust pipe and spraying cooling water into the exhaust gas, and
It includes a cooling water supply pipe that supplies the cooling water to the cooling tower,
A power generation system in which the cooling water is cooled by the cold heat of the liquefied natural gas and supplied to the cooling tower.
제1 항에 있어서,
상기 연료공급관에 설치되어 상기 액화천연가스를 기화시키는 기화기와,
상기 냉각수공급관에 설치되는 제1 냉각기, 및
상기 기화기와 상기 제1 냉각기 사이를 순환하여 상기 액화천연가스와 상기 냉각수 사이에 냉열을 전달하는 냉매가 순환하는 냉매순환관을 더 포함하는 동력발생시스템.
According to claim 1,
A vaporizer installed in the fuel supply pipe to vaporize the liquefied natural gas,
A first cooler installed in the cooling water supply pipe, and
A power generation system further comprising a refrigerant circulation pipe in which a refrigerant circulates between the vaporizer and the first cooler to transfer cold heat between the liquefied natural gas and the cooling water.
제2 항에 있어서, 상기 냉각탑은,
상기 냉각수로 해수가 사용되는 제1 냉각탑과, 상기 냉각수로 청수가 사용되는 제2 냉각탑이 순차적으로 연결되는 동력발생시스템.
The method of claim 2, wherein the cooling tower is:
A power generation system in which a first cooling tower using seawater as the cooling water and a second cooling tower using fresh water as the cooling water are sequentially connected.
제3 항에 있어서, 상기 블로어는,
상기 제2 냉각탑 후단이나 상기 제1 냉각탑과 상기 제2 냉각탑 사이에 설치되는 동력발생시스템.
The method of claim 3, wherein the blower is:
A power generation system installed at the rear of the second cooling tower or between the first cooling tower and the second cooling tower.
제3 항에 있어서,
상기 냉각수공급관은 상기 냉각탑에서 배출된 상기 냉각수를 다시 냉각탑으로 순환시켜 공급하는 동력발생시스템.
According to clause 3,
The cooling water supply pipe is a power generation system that circulates and supplies the cooling water discharged from the cooling tower back to the cooling tower.
제5 항에 있어서, 상기 냉각수공급관은,
상기 제1 냉각기가 설치되며 상기 해수가 유동하는 제1 냉각수공급관과,
상기 청수가 유동하는 제2 냉각수공급관을 포함하고,
상기 제2 냉각수공급관 상에 설치되어 상기 청수를 상기 제1 냉각기를 통과한 상기 해수와 열교환하여 냉각하는 제2 냉각기를 더 포함하는 동력발생시스템.
The method of claim 5, wherein the cooling water supply pipe is:
A first cooling water supply pipe through which the first cooler is installed and the seawater flows,
It includes a second cooling water supply pipe through which the fresh water flows,
A power generation system further comprising a second cooler installed on the second cooling water supply pipe to cool the fresh water by exchanging heat with the seawater that has passed through the first cooler.
제6 항에 있어서,
상기 제2 냉각기 전단의 상기 제2 냉각수공급관에서 분기되어 제2 냉각기를 우회하는 우회관과,
상기 우회관 상에 설치되어 상기 청수를 재생하는 조수기모듈을 더 포함하는 동력발생시스템.
According to clause 6,
a bypass pipe branching from the second cooling water supply pipe at the front of the second cooler and bypassing the second cooler;
A power generation system further comprising a fresh water generator module installed on the bypass pipe to regenerate the fresh water.
제2 항에 있어서,
상기 기화기 후단의 상기 연료공급관에 설치되며, 기화된 상기 액화천연가스를 상기 제1 냉각기로 공급되는 상기 냉각수와 열교환하여 가열하는 가열기를 더 포함하는 동력발생시스템.
According to clause 2,
A power generation system further comprising a heater installed in the fuel supply pipe at a rear end of the vaporizer and heating the vaporized liquefied natural gas by exchanging heat with the cooling water supplied to the first cooler.
제2 항에 있어서,
상기 제1 냉각기 후단의 상기 냉매순환관에 설치되며, 상기 제1 냉각기를 통과한 상기 냉매를 상기 냉각탑으로 공급되는 상기 배기가스와 열교환하여 가열하는 히터를 더 포함하는 동력발생시스템.
According to clause 2,
A power generation system further comprising a heater installed in the refrigerant circulation pipe at a rear end of the first cooler and heating the refrigerant that has passed through the first cooler by exchanging heat with the exhaust gas supplied to the cooling tower.
제9 항에 있어서,
상기 블로어는, 상기 연소기관과 상기 냉각탑 사이의 상기 배기관 상에 적어도 하나가 설치되는 동력발생시스템.
According to clause 9,
The blower is a power generation system in which at least one is installed on the exhaust pipe between the combustion engine and the cooling tower.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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