WO2017183754A1 - 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치 - Google Patents

유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치 Download PDF

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WO2017183754A1
WO2017183754A1 PCT/KR2016/004373 KR2016004373W WO2017183754A1 WO 2017183754 A1 WO2017183754 A1 WO 2017183754A1 KR 2016004373 W KR2016004373 W KR 2016004373W WO 2017183754 A1 WO2017183754 A1 WO 2017183754A1
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WO
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working fluid
heater
valve
pressure
pipe
Prior art date
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PCT/KR2016/004373
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English (en)
French (fr)
Inventor
전언찬
박흥석
Original Assignee
동아대학교 산학협력단
동림지앤텍(주)
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Publication date
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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    • F01K9/04—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines with dump valves to by-pass stages

Definitions

  • the present invention relates to a power generation apparatus using an organic Rankine cycle, wherein the working fluid is circulated by bypass so that the operating fluid is above a sufficient temperature and pressure in the organic Rankine cycle, and a working fluid having an appropriate temperature and pressure is supplied to a turbine to generate power generation efficiency. It is a technology related to a power generation apparatus using an organic material Rankine cycle that can increase.
  • Organic Rankine cycle is generally composed of transfer pump, boiler or heater, turbine, and condenser, and each device is connected to the pipe. It is a system.
  • 1 is a configuration diagram of a conventional organic Rankine cycle system, a preheater 21, an evaporator 22, a turbine 23, a generator 24, a condenser 25. It comprises a condensation tank 26 and the transfer pump (28).
  • the working fluid is circulated through the piping.
  • the turbine In order to efficiently generate electricity, the turbine must be supplied with steam having high temperature and high pressure.
  • the present invention has been made to solve the above problems, to provide a power generation apparatus using an organic material Rankine cycle to enable the working fluid to be supplied at an appropriate temperature and pressure for operating the turbine to increase the power generation efficiency of the turbine. Its purpose is to.
  • the present invention includes a main line in which a pipe is circulatedly connected to a heater, a turbine, a condenser, and a transfer pump to circulate the working fluid;
  • a bypass line installed in the main line between the heater and the condenser so that the working fluid is circulated to the heater, the condenser and the transfer pump;
  • a valve installed at each of the main line and the bypass pipe to allow a working fluid to flow into the main line or the bypass line;
  • a sensor installed in a pipe between each of the heater, turbine, condenser and transfer pump of the main line to measure pressure and temperature; And receiving a signal from the sensor, and installed in an outlet pipe of the heater to receive a measured value of a temperature and a pressure of a working fluid to compare a predetermined temperature value and a pressure value to control opening and closing of the valve to control the working fluid.
  • It comprises a; controller to allow the flow to the main line or bypass line.
  • the valve may include a first valve installed in the bypass pipe; a second valve installed in the inlet pipe of the turbine; and a third valve installed in the outlet pipe of the turbine. do.
  • the controller receives the temperature value and the pressure value of the working fluid flowing in the outlet pipe of the heater, and closes the first valve when the temperature value and the pressure value are higher than the predetermined temperature value, and the second valve and the third valve.
  • the second valve and the third The valve is closed, and the first valve is opened to allow the working fluid to flow to the bypass line.
  • the heater is characterized in that it further comprises a heat source supply line including a waste heat supply for supplying a heat source by heat exchange with the heater by fluid circulation.
  • the heat source supply line characterized in that the pre-heater is installed to maintain a constant temperature and pressure in the fluid to compensate for the irregular temperature and pressure of the heat source of the waste heat supply.
  • the condenser may further include a water tank and a cooling line through which refrigerant is circulated to the transfer pump.
  • the main line for supplying the working fluid to the turbine and the bypass line for preventing the working fluid from passing through the turbine are formed so that the working fluid flows to the main line when the working fluid is maintained at a constant temperature and a constant pressure. Can be operated to increase the power generation efficiency in the turbine.
  • the main line is connected to the heat source supply line can be recycled by exchanging the external waste heat to the working fluid, and can also compensate for the heat of the unstable waste heat by the preheater.
  • FIG. 1 is a block diagram of a conventional organic Rankine cycle system.
  • Figure 2 is a circulation diagram of a power generation device using an organic Rankine cycle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exemplary view illustrating a next screen of a touch screen by a start button of FIG. 2;
  • Figure 2 shows a circuit diagram of a power generation device using the organic Rankine cycle of the present invention.
  • the power generation apparatus using the organic Rankine cycle according to the present invention includes a main line 100, a bypass line 200, a valve, a sensor, and a controller.
  • the main line 100 is a line in which power is generated by a working fluid, and the pipe 110 is circulatedly connected to the heater 120, the turbine 140, the condenser 160, and the transfer pump 180, and the transfer is performed.
  • the working fluid is circulated by the pump 180 to generate power in the turbine 140.
  • the working fluid When the working fluid is circulated in the main line 100, the working fluid is heated in the heater 120 to generate high pressure steam and to be supplied to the turbine 140 to generate electricity, and the turbine 140.
  • the low pressure steam passing through) is liquefied through the condenser 160, and the liquefied working fluid is transferred to the heater 120 by the transfer pump 180 to be circulated.
  • the heater 120 may be any one as long as it has a calorific value that causes the working fluid to be phase-converted to high-pressure steam.
  • the heater 120 is used as a brazing plate heat exchanger.
  • a tubular reservoir tank 170 which is more than twice the diameter of the pipe may be further provided between the condenser 160 and the transfer pump 180 to purify the working fluid during evaporation.
  • the bypass line 200 is to circulate the working fluid by repeatedly circulating the working fluid, the bypass line 210 is installed between the heater 120 and the condenser 140 in the main line 100 is A working fluid is circulated to the heater 120, the condenser 160, and the transfer pump 180 without passing through the turbine 140.
  • bypass line 200 allows the working fluid to be idle without generating power until the working fluid has a temperature and pressure suitable for power generation.
  • the valve is to control the flow direction to selectively flow the working fluid to the main line or the bypass line, is installed in the main line and the bypass pipe, respectively, opening and closing the working fluid flows to the main line or bypass line can do.
  • the valve may include a first valve V1 installed in the bypass pipe 210, a second valve V2 installed in an inlet pipe of the turbine 140, and an outlet pipe of the turbine 140. It is characterized by consisting of a third valve (V3) is installed.
  • a working fluid may flow through the bypass pipe 210, and the working fluid may be transferred to the turbine 140 by opening and closing the second and third valves 340 and 360. Can be flowed.
  • the sensor is installed in the pipe between each of the heater 120, turbine 140, condenser 160 and the transfer pump 180 of the main line 100 to enable the pressure and temperature of the working fluid.
  • the sensor includes the temperature sensors (T1, T2, T3, T4) and pressure sensors (P1, P2, P3, P4) and can transmit the measured data to the controller.
  • the controller controls the flow direction of the working fluid by controlling the opening and closing of the valve, and receives the signal of the sensor, is installed in the outlet pipe of the heater 120 to measure the measured value of the working fluid temperature and pressure
  • the input temperature is compared with a predetermined pressure value and the valve is controlled to open and close the working fluid to flow to the main line 100 or the bypass line 200.
  • the controller receives the temperature value and the pressure value of the working fluid flowing into the outlet pipe of the heater 120 and closes the first valve V1 when the temperature value and the pressure value are higher than the predetermined temperature value.
  • the controller By opening the second valve V2 and the third valve V3 to allow the working fluid to flow to the main line 100, the working fluid having an appropriate temperature and pressure can be supplied to the turbine.
  • the controller receives the temperature value and the pressure value of the working fluid flowing in the outlet pipe of the heater 120 and the second valve (V2) and the third valve ( Close the V3) and open the first valve (V1) to allow the working fluid to flow to the bypass line 200, it is possible to bypass the working fluid does not have the proper temperature and pressure in the turbine. .
  • the heater 120 may further include a heat source supply line 600 including a waste heat supply 620 for supplying a heat source by exchanging heat with the heater by fluid circulation.
  • the heat source supply line 600 characterized in that the preheater 640 is provided to maintain a constant temperature and pressure in the fluid by supplementing the irregular temperature and pressure of the heat source of the waste heat supply (620). . Since the waste heat source 620 is supplied with a waste heat source, its heat quantity is irregular. In addition, a waste heat source may not be supplied. Thus, the preheater 640 is installed to supply a stable amount of heat to the heater 120. Here, the preheater 640 may be connected to a constant power supply of electricity to stably supply a heat source.
  • the condenser 160 is further characterized in that it is further provided with a water tank and a cooling line 700 for circulating the refrigerant to the transfer pump.
  • controller is to display the circuit diagram shown in Figure 1 above, and the touch screen is installed to be operable by touch.
  • the first screen of the touch screen outputs the circulatory system diagram of FIG. 1, and outputs the screen of the temperature T and the pressure P received by the sensor. And, it is displayed to check the open / close state (Open or Close) of each valve (V1, V2, V3) and can control the set value of the temperature and pressure by clicking the start button of the alarm window.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a next screen of a touch screen by the start button of FIG. 2.
  • the touch screen displays the sensor alarm setup menu, the valve control setup menu, the pump control setup menu, and the data logging cycle menu by the start button.
  • the Sensor Alarm Setup menu sets the minimum and maximum values of the temperature sensors (T1, T2, T3, T4) and pressure sensors (P1, P2, P3, P4) among the sensors.
  • the Valve Control Setup menu displays the open valve on the first screen of the first, second, and third valves.
  • the first valve is open and is output on the screen.
  • the temperature sensor (T2) and the pressure sensor (P2) are displayed. You can set the minimum and maximum values of).
  • the Data Logging Cycle menu allows you to adjust the cycle time of the transfer pump in seconds.
  • the present invention has a basic technical idea to provide a power generation apparatus using an organic material Rankine cycle, and those skilled in the art within the scope of the basic idea of the present invention. Of course, many other variations are possible.
  • the present invention relates to a power generation apparatus using an organic Rankine cycle, wherein the working fluid is circulated by bypass so that the operating fluid is above a sufficient temperature and pressure in the organic Rankine cycle, and a working fluid having an appropriate temperature and pressure is supplied to a turbine to generate power generation efficiency. It can be used in the field of power generation equipment using organic Rankine cycle to increase the.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

본 발명은 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 유기물 랭킨 사이클에서 작동유체가 충분한 온도와 압력이상이 되도록 바이패스되게 순환시킨 후 적절한 온도와 압력을 갖춘 작동유체를 터빈에 공급되게 하여 발전효율을 높일 수 있는 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치에 관한 기술이다. 본 발명은 히터, 터빈, 응축기 및 이송펌프로 배관이 순환 연결되게 설치되어 작동유체가 순환 유동되는 메인라인; 상기 메인라인에서 상기 히터와 상기 응축기 사이로 바이패스배관이 설치되어 상기 작동유체가 상기 히터, 응축기 및 이송펌프로 순환 유동되는 바이패스라인; 상기 메인라인과 바이패스배관에 각각 설치되어 작동유체가 상기 메인라인 또는 바이패스라인으로 유동되게 하는 밸브; 상기 메인라인의 상기 히터, 터빈, 응축기 및 이송펌프 각 사이의 배관에 설치되어 압력과 온도 측정이 가능한 센서; 및 상기 센서의 신호를 입력받되, 상기 히터의 출구측 배관에 설치되어 작동유체의 온도와 압력의 측정값을 입력받아 기설정된 온도값과 압력값을 비교하여 상기 밸브 개폐를 제어하여 작동유체를 상기 메인라인 또는 바이패스라인으로 유동되게 하는 제어기;가 포함된 것을 특징으로 한다.

Description

유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치
본 발명은 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 유기물 랭킨 사이클에서 작동유체가 충분한 온도와 압력이상이 되도록 바이패스되게 순환시킨 후 적절한 온도와 압력을 갖춘 작동유체를 터빈에 공급되게 하여 발전효율을 높일 수 있는 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치에 관한 기술이다.
통상적으로 유기물 랭킨 사이클은 크게, 이송펌프, 보일러 또는 가열기, 터빈, 응축기로 이루어지며 각 장치들이 배관에 연결되게 되며, 이 사이클 내부의 작동유체인 물이 증발할 때 생기는 압력을 이용하여 터빈을 돌려 발전하는 시스템이다.
도 1은 종래 유기물 랭킨 사이클 시스템의 구성도로써, 예열기(21), 증발기(22), 터빈(23), 발전기(24), 응축기(25). 응축탱크(26) 및 이송펌프(28)를 포함하여 이루어진다.
종래 유기물 랭킨 사이클 시스템에서, 배관을 통해 작동유체가 순환되게 되는데, 발전을 효율적으로 하기 위해서 터빈에는 고온과 고압을 가진 증기가 공급되어야 한다.
그러나, 증발기에서 배출된 작동유체가 고압 및 고온이 형성되지 않은 채 터빈으로 유동되는 경우에는 터빈에서 발전이 잘 되지 않게 되어 결국 발전효율이 떨어지는 문제점이 있어왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 작동유체가 터빈을 동작하기 위한 적절한 온도와 압력으로 공급가능하게 하여 터빈의 발전효율을 높일 수 있는 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 히터, 터빈, 응축기 및 이송펌프로 배관이 순환 연결되게 설치되어 작동유체가 순환 유동되는 메인라인; 상기 메인라인에서 상기 히터와 상기 응축기 사이로 바이패스배관이 설치되어 상기 작동유체가 상기 히터, 응축기 및 이송펌프로 순환 유동되는 바이패스라인; 상기 메인라인과 바이패스배관에 각각 설치되어 작동유체가 상기 메인라인 또는 바이패스라인으로 유동되게 하는 밸브; 상기 메인라인의 상기 히터, 터빈, 응축기 및 이송펌프 각 사이의 배관에 설치되어 압력과 온도 측정이 가능한 센서; 및 상기 센서의 신호를 입력받되, 상기 히터의 출구측 배관에 설치되어 작동유체의 온도와 압력의 측정값을 입력받아 기설정된 온도값과 압력값을 비교하여 상기 밸브 개폐를 제어하여 작동유체를 상기 메인라인 또는 바이패스라인으로 유동되게 하는 제어기;가 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 밸브는, 상기 바이패스배관에 설치되는 제1밸브;와, 상기 터빈의 입구측 배관에 설치되는 제2밸브;와 상기 터빈의 출구측 배관에 설치되는 제3밸브;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어기는, 상기 히터의 출구측 배관에 유동되는 작동유체의 온도값과 압력값을 입력받아 기설정된 온도값과 압력값 이상인 경우에는 상기 제1밸브를 폐구시키고, 상기 제2밸브와 제3밸브를 개구시켜 작동유체가 메인라인으로 유동되게 하고, 상기 히터의 출구측 배관에 유동되는 작동유체의 온도값과 압력값을 입력받아 기설정된 온도값과 압력값 미만인 경우에는 상기 제2밸브와 제3밸브를 폐구시키고, 상기 제1밸브를 개구시켜 작동유체가 바이패스라인으로 유동되게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 히터에는, 유체 순환에 의해 상기 히터와 열교환하여 열원을 공급할 수 있도록 하는 폐열공급기가 포함된 열원공급라인이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 열원공급라인에는, 상기 폐열공급기의 열원의 불규칙한 온도와 압력을 보완하여 상기 유체에 일정온도와 압력을 유지하게 하는 프리히터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 응축기에는, 워터탱크와, 이송펌프로 냉매가 순환되는 냉각라인이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.
터빈에 작동유체가 공급되게 하는 메인라인과 터빈에 작동유체가 거치지 않도록 하는 바이패스라인이 형성되어 있어 작동유체가 일정온도와 일정압력이 유지된 상태인 경우 작동유체가 메인라인에 유동되게 하여 터빈을 작동시킬 수 있으므로 터빈에서 발전 효율이 높아진다.
또한, 메인라인에 열원공급라인과 연결되어 작동유체에 외부의 폐열을 열교환되게 하여 재활용할 수 있고, 또한 프리히터에 의해 불안정한 폐열의 열량을 보완해줄 수 있다.
도 1은 종래의 유기물 랭킨 사이클 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치의 순환계통도.
도 3은 도 2의 start 버튼에 의해 터치스크린의 다음 화면을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치의 순환계통도를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명인 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치는 크게, 메인라인(100), 바이패스라인(200), 밸브, 센서 및 제어기가 포함되어 이루어지게 된다.
상기 메인라인(100)은 작동유체에 의해 발전이 이루어지는 라인으로, 히터(120), 터빈(140), 응축기(160) 및 이송펌프(180)로 배관(110)이 순환 연결되게 설치되어 상기 이송펌프(180)에 의해 작동유체가 순환 유동되어 상기 터빈(140)에서 발전이 이루어지게 된다.
*상기 메인라인(100)에서 작동유체가 순환되는 과정을 보면 상기 히터(120)에서 작동유체가 가열되어 고압의 증기가 생성되어 상기 터빈(140)에 공급되게 하여 발전이 되고, 상기 터빈(140)을 통과한 저압의 증기가 상기 응축기(160)를 거쳐 액화되고, 액화된 작동유체는 상기 이송펌프(180)에 의해 상기 히터(120)로 이송되어 순환되게 된다.
여기서, 상기 히터(120)는 작동유체를 고압의 증기로 상변환되게 하는 열량을 가진 것이면 어떠한 것이라도 가능하고, 본 발명에서는 상기 히터(120)를 브레이징 판형 열교환기로 사용하였다.
그리고, 상기 응축기(160)와 상기 이송펌프(180) 사이에는 상기 배관의 직경보다 2배이상이 되는 관형상의 리저버탱크(170)가 더 구비되게 하여 증발되는 작동유체의 유동안정화할 수 있다.
상기 바이패스라인(200)은 작동유체를 반복 순환하여 작동유체를 공회전 시키는 것으로, 상기 메인라인(100)에서 상기 히터(120)와 상기 응축기(140) 사이로 바이패스배관(210)이 설치되어 상기 작동유체가 상기 터빈(140)을 거치지 않고, 상기 히터(120), 응축기(160) 및 이송펌프(180)로 순환 유동되게 한다.
여기서, 상기 바이패스라인(200)은 작동유체가 발전에 적합한 온도와 압력이 될때까지 작동유체를 발전에 이용하지 않고 공회전되게 하는 것이다.
상기 밸브는 작동유체를 선택적으로 상기 메인라인 또는 바이패스라인으로 유동되게 유량방향을 제어하는 것으로, 상기 메인라인과 바이패스배관에 각각 설치되어 작동유체가 상기 메인라인 또는 바이패스라인으로 유동되게 개폐할 수 있다.
상기 밸브는 상기 바이패스배관(210)에 설치되는 제1밸브(V1)와, 상기 터빈(140)의 입구측 배관에 설치되는 제2밸브(V2)와 상기 터빈(140)의 출구측 배관에 설치되는 제3밸브(V3)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1밸브(V1)의 개폐에 의해 작동유체가 상기 바이패스배관(210)에 유체가 유동될 수 있고, 상기 제2,3밸브(340,360)에 개폐에 의해 작동유체가 터빈(140)으로 유동될 수 있다.
상기 센서는 상기 메인라인(100)의 상기 히터(120), 터빈(140), 응축기(160) 및 이송펌프(180) 각 사이의 배관에 설치되어 작동유체의 압력과 온도 측정을 가능하게 한다.
여기서, 센서는 온도센서(T1, T2, T3, T4)와 압력센서(P1, P2, P3, P4)를 포함하며 측정된 데이터를 제어기에 신호를 전달할 수 있다.
상기 제어기는 상기 밸브의 개폐를 제어하여 작동유체의 유동방향을 제어하는 것으로, 상기 센서의 신호를 입력받되, 상기 히터(120)의 출구측 배관에 설치되어 작동유체의 온도와 압력의 측정값을 입력받아 기설정된 온도값과 압력값을 비교하고 상기 밸브 개폐를 제어하여 작동유체를 상기 메인라인(100) 또는 바이패스라인(200)으로 유동되게 한다.
상세하게 상기 제어기는 상기 히터(120)의 출구측 배관에 유동되는 작동유체의 온도값과 압력값을 입력받아 기설정된 온도값과 압력값 이상인 경우에는 상기 제1밸브(V1)를 폐구시키고, 상기 제2밸브(V2)와 제3밸브(V3)를 개구시켜 작동유체가 메인라인(100)으로 유동되게 하여 상기 터빈에 적절한 온도와 압력을 가진 작동유체를 공급할 수 있다.
그리고, 상기 제어기는 상기 히터(120)의 출구측 배관에 유동되는 작동유체의 온도값과 압력값을 입력받아 기설정된 온도값과 압력값 미만인 경우에는 상기 제2밸브(V2)와 제3밸브(V3)를 폐구시키고, 상기 제1밸브(V1)를 개구시켜 작동유체가 바이패스라인(200)으로 유동되게 하는 것을 특징으로 하여 터빈에 적절한 온도와 압력을 가지지 못한 작동유체를 바이패스할 수 있다.
한편, 상기 히터(120)에는, 유체 순환에 의해 상기 히터와 열교환하여 열원을 공급할 수 있도록 하는 폐열공급기(620)가 포함된 열원공급라인(600)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 열원공급라인(600)에는, 상기 폐열공급기(620)의 열원의 불규칙한 온도와 압력을 보완하여 상기 유체에 일정온도와 압력을 유지하게 하는 프리히터(640)가 설치되는 것을 특징으로 한다. 상기 폐열공급기(620)는 폐열원이 공급되므로 그 열량이 불규칙하다. 또한 폐열원이 공급이 되지 않는 경우가 발생할 수 있다. 그래서, 프리히터(640)가 설치되어 상기 히터(120)에 안정적인 열량을 공급할 수 있게 된다. 여기서, 프리히터(640)는 전기의 상시 전원에 연결되어 안정적으로 열원을 공급할 수 있다.
상기 응축기(160)에는 워터탱크와, 이송펌프로 냉매가 순환되는 냉각라인(700)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
다음은 본 발명인 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치의 운영에 관한 작동예를 설명한다.
먼저, 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치에 전원을 인가하고, 제어기에 설정된 프로그램을 로딩되게 한다.
여기서, 제어기는 상기의 도 1에 표시된 순환계통도가 표시되게 되게 하고, 터치에 의해 조작가능하도록 터치스크린이 설치된다.
터치스크린의 첫화면은 도 1의 순환계통도가 출력되고, 센서에 의해 수신된 온도(T)와 압력(P)을 화면이 출력된다. 그리고, 각 밸브(V1, V2, V3)의 개폐 상태(Open 또는 Close)를 점검할 수 있도록 표시되게 하며 알람창의 start 버튼을 클릭하여 온도와 압력의 설정값을 제어할 수 있다.
도 3은 도 2의 start 버튼에 의해 터치스크린의 다음 화면을 나타낸 예시도이다.
여기서, start 버튼에 의해 터치스크린은 Sensor Alarm Setup 메뉴와, Valve Control Setup 메뉴와 Pump Control Setup메뉴와 Data Logging Cycle 메뉴가 출력된다.
Sensor Alarm Setup메뉴는 센서 중 온도센서(T1, T2, T3, T4)와 압력센서(P1, P2, P3, P4)의 최소값과 최대값을 설정하도록 하여 그 범위를 벗어나는 경우 알람이 발생되게 된다.
Valve Control Setup 메뉴는 제1,2,3 밸브 중 첫 화면에 open이 된 밸브를 표시하게 되며, 실시예에서는 제1밸브가 open되어 있으므로 화면에 출력되고, 온도센서(T2)와 압력센서(P2)의 최소값과 최대값을 설정할 수 있다.
Pump Control Setup메뉴 이송펌프의 압력을 설정할 수 있다.
Data Logging Cycle 메뉴는 이송펌프의 Cycle Time을 sec 단위로 조절할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명은 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 유기물 랭킨 사이클에서 작동유체가 충분한 온도와 압력이상이 되도록 바이패스되게 순환시킨 후 적절한 온도와 압력을 갖춘 작동유체를 터빈에 공급되게 하여 발전효율을 높일 수 있는 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치 분야에 이용가능하다.

Claims (6)

  1. 히터, 터빈, 응축기 및 이송펌프로 배관이 순환 연결되게 설치되어 작동유체가 순환 유동되는 메인라인;
    상기 메인라인에서 상기 히터와 상기 응축기 사이로 바이패스배관이 설치되어 상기 작동유체가 상기 히터, 응축기 및 이송펌프로 순환 유동되는 바이패스라인;
    상기 메인라인과 바이패스배관에 각각 설치되어 작동유체가 상기 메인라인 또는 바이패스라인으로 유동되게 하는 밸브;
    상기 메인라인의 상기 히터, 터빈, 응축기 및 이송펌프 각 사이의 배관에 설치되어 압력과 온도 측정이 가능한 센서; 및
    상기 센서의 신호를 입력받되, 상기 히터의 출구측 배관에 설치되어 작동유체의 온도와 압력의 측정값을 입력받아 기설정된 온도값과 압력값을 비교하여 상기 밸브 개폐를 제어하여 작동유체를 상기 메인라인 또는 바이패스라인으로 유동되게 하는 제어기;가 포함된 것을 특징으로 하는 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브는,
    상기 바이패스배관에 설치되는 제1밸브;와,
    상기 터빈의 입구측 배관에 설치되는 제2밸브;와
    상기 터빈의 출구측 배관에 설치되는 제3밸브;로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 히터의 출구측 배관에 유동되는 작동유체의 온도값과 압력값을 입력받아 기설정된 온도값과 압력값 이상인 경우에는 상기 제1밸브를 폐구시키고, 상기 제2밸브와 제3밸브를 개구시켜 작동유체가 메인라인으로 유동되게 하고,
    상기 히터의 출구측 배관에 유동되는 작동유체의 온도값과 압력값을 입력받아 기설정된 온도값과 압력값 미만인 경우에는 상기 제2밸브와 제3밸브를 폐구시키고, 상기 제1밸브를 개구시켜 작동유체가 바이패스라인으로 유동되게 하는 것을 특징으로 하는 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히터에는,
    유체 순환에 의해 상기 히터와 열교환하여 열원을 공급할 수 있도록 하는 폐열공급기가 포함된 열원공급라인이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열원공급라인에는,
    상기 폐열공급기의 열원의 불규칙한 온도와 압력을 보완하여 상기 유체에 일정온도와 압력을 유지하게 하는 프리히터가 설치되는 것을 특징으로 하는 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 응축기에는,
    워터탱크와, 이송펌프로 냉매가 순환되는 냉각라인이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 유기물 랭킨 사이클을 이용한 발전장치.
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