KR20100068568A - Power generation system using waste heat of ship engines - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A power generation system using waste heat of a ship is provided to reduce the power consumption for an external cooling water supply system or a circulation pump. CONSTITUTION: A power generation system using waste heat of a ship comprises a high-pressure cooling water control valve(52), a middle-pressure cooling water control valve(51), a flash steam generator(31), and a hot water cooler(32).The high-pressure cooling water control valve is installed in a third cooling water supply line(44) and controls the amount of high-temperature cooling water. The middle-pressure cooling water control valve is installed in a middle-pressure condensate supply line(45) and controls the amount of the middle-pressure condensate. The flash steam generator produces steam by expanding the high-pressure cooling water or middle-pressure condensate at low pressure and supplies the steam to a steam turbine generator set(3) and the hot water cooler. The hot water cooler cools the high-temperature condensate to the predetermined temperature and supplies the condensate to the steam turbine generator set.

Description

선박의 폐열을 이용한 발전 시스템{Power Generation System Using Waste Heat of Ship Engines}Power Generation System Using Waste Heat of Ship Engines

본 발명은 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박 엔진 폐열을 이용한 발전 시스템에 플래쉬 증기 발생기와, 플래쉬 증기 발생기에 유입되는 고온의 냉각수 유량을 제어하는 제어 밸브와, 스팀 터빈 발전기 세트의 구성 요소 중 2단 스팀 터빈 대신 3단 스팀 터빈을 추가 설치하여 스팀 생산량의 증가를 통해 전기 발생량을 증대시킬 수 있고, 추가적인 증기 발생에 폐열이 사용된 만큼 엔진으로부터 열량을 빼앗아올 수 있어 외부 냉각수의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 외부 냉각수 공급을 위해 사용되는 시스템이나 순환 펌프 등에서 사용되는 전력 소비를 대폭 줄여 발전 시스템 자체의 경제성을 대폭 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.The present invention relates to a power generation system using waste heat of a ship, and more particularly, to a power generation system using waste heat of a ship engine, a control valve for controlling a flow rate of a high temperature cooling water flowing into a flash steam generator, and a steam turbine. By adding an additional three-stage steam turbine instead of a two-stage steam turbine among the generator sets, it is possible to increase the amount of electricity generated by increasing the steam output and take away the heat from the engine as waste heat is used to generate additional steam. In addition to significantly reducing the amount of external coolant used, the present invention has been invented to significantly improve the economics of the power generation system itself by significantly reducing the power consumption used in systems and circulation pumps used for external coolant supply.

도 1은 종래 선박 폐열을 이용한 발전 시스템의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a power generation system using a conventional vessel waste heat.

도 1을 참조하면, 종래의 선박 폐열 발전 시스템은, 선박엔진(1)과 제 1 냉각수 공급라인(10)에 의해 연결되는 중압 스팀 드럼(11)과; 상기 중압 스팀 드 럼(11)과 제 1 중압 응축수 공급라인(5) 및 중압 응축수 회수라인(4)에 의해 연결되는 배가스 폐열 회수기(2)와; 상기 제 1 냉각수 공급라인(10)에는 제 2 냉각수 공급라인(13)에 의해 연결되며, 상기 배가스 폐열 회수기(2)와는 제 1 고압 스팀 공급라인(14)과 고압 응축수 공급라인(15) 및 고압 응축수 회수라인(16)에 의해 연결되는 고압 스팀 드럼(21)과; 선박엔진(1)과 제 3 냉각수 공급라인(17)에 의해 연결되고, 중압 스팀 드럼(11)과는 제 1 중압 스팀 공급라인(42)에 의해 연결되며, 배가스 폐열 회수기(2)와는 제 2 고압 스팀 공급라인(41)에 의해 연결되는 스팀 터빈 발전기 세트(3)와; 상기 제 1 중압 응축수 공급라인(5) 상에 설치되는 중압 응축수 순환 펌프(12)와; 상기 고압 응축수 공급라인(15) 상에 설치되는 고압 응축수 순환 펌프(22)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the conventional ship waste heat power generation system includes a medium pressure steam drum 11 connected by a ship engine 1 and a first cooling water supply line 10; An exhaust gas waste heat recoverer (2) connected by the medium pressure steam drum (11), the first medium pressure condensate water supply line (5) and the medium pressure condensate water recovery line (4); The first cooling water supply line 10 is connected by a second cooling water supply line 13, and the exhaust gas waste heat recovery unit 2 is connected to a first high pressure steam supply line 14, a high pressure condensate supply line 15, and a high pressure. A high pressure steam drum 21 connected by the condensate return line 16; It is connected by the ship engine 1 and the 3rd cooling water supply line 17, and is connected with the medium pressure steam drum 11 by the 1st medium pressure steam supply line 42, and is connected with the waste gas waste heat recoverer 2 by 2nd. A steam turbine generator set 3 connected by a high pressure steam supply line 41; A medium pressure condensate circulation pump (12) installed on the first medium pressure condensate supply line (5); It is configured to include a high pressure condensate circulation pump 22 is installed on the high pressure condensate supply line 15.

이때, 상기 스팀 터빈 발전기 세트(3)의 구체적인 도시는 생략하였으나, 그 내부에는 발전기와 2단 스팀 터빈, 응축기, 펌프 및 열교환기를 포함하여 구성되어 있다. At this time, although the specific illustration of the steam turbine generator set 3 is omitted, it is configured to include a generator, a two-stage steam turbine, a condenser, a pump and a heat exchanger.

상기와 같이 구성되는 종래의 선박 폐열을 이용한 발전 시스템은, 먼저 제 3 냉각수 공급라인(17)을 통해 스팀 터빈 발전기 세트(3)로부터 선박엔진(1)으로 공급된 고온의 냉각수는 배가스 폐열 회수기(2)의 배가스와 접촉하기 전에 선박엔진(1)과 열 교환되어 온도가 상승된 후 제 1 냉각수 공급라인(10)과 제 2 냉각수 공급라인(13)을 통해 중압 스팀 드럼(11)과 고압 스팀 드럼(21)으로 분배된다.In the conventional power generation system using the vessel waste heat configured as described above, the high temperature cooling water supplied from the steam turbine generator set 3 to the vessel engine 1 through the third cooling water supply line 17 is a waste gas waste heat recoverer ( The medium pressure steam drum 11 and the high pressure steam through the first cooling water supply line 10 and the second cooling water supply line 13 after the temperature is raised by heat exchange with the ship engine 1 before contacting the exhaust gas of 2). To the drum 21.

상기와 같이 제 1 냉각수 공급라인(10)을 통해 중압 스팀 드럼(11)으로 공급된 고온의 냉각수는 중압 응축수 순환펌프(4)가 작동함에 따라 제 1 중압 응축수 공급라인(5)을 통해 배가스 폐열 회수기(2)로 유입되어 상기 배가스 폐열 회수기(2)와 열 교환된 후 그 일부분이 스팀이 되어 중압 응축수 회수라인(4)을 통해 다시 중압 스팀 드럼(11)으로 유입된다.As described above, the high temperature cooling water supplied to the medium pressure steam drum 11 through the first cooling water supply line 10 is the waste gas waste heat through the first medium pressure condensate circulation pump 4 as the middle pressure condensate circulation pump 4 operates. After being introduced into the recoverer 2 and heat exchanged with the waste gas waste heat recoverer 2, a portion thereof becomes steam and flows back into the medium pressure steam drum 11 through the medium pressure condensate recovery line 4.

또한, 제 2 냉각수 공급라인(13)을 통해 고압 스팀 드럼(21)으로 공급된 고온의 냉각수는 고압 응축수 순환펌프(22)가 작동함에 따라 고압 응축수 공급라인(15)을 통해 배가스 폐열 회수기(2)로 유입되어 상기 배가스 폐열 회수기(2)와 열 교환된 후 그 일부분이 스팀이 되어 고압 응축수 회수라인(16)을 통해 다시 고압 스팀 드럼(21)으로 유입된다.In addition, the high temperature cooling water supplied to the high pressure steam drum 21 through the second cooling water supply line 13 is exhaust gas waste heat recovery unit 2 through the high pressure condensate supply line 15 as the high pressure condensate circulation pump 22 operates. ) Is introduced into the high pressure steam drum 21 through the high pressure condensate recovery line 16 after being exchanged with the exhaust gas waste heat recovery unit 2 and heat exchanged thereto.

상기와 같이 배가스 폐열 회수기(2)와 열 교환되어 일부분이 스팀이 되어 중압 스팀 드럼(11)으로 재유입된 응축수 중의 스팀은 제 1 중압 스팀 공급라인(42)을 통해 스팀 터빈 발전기 세트(3)로 공급되고, 배가스 폐열 회수기(2)와 열 교환되어 일부분이 스팀이 되어 고압 스팀 드럼(21)으로 재유입된 응축수 중의 스팀은 제 1 고압 스팀 공급라인(14)을 통해 배가스 폐열 회수기(2)로 다시 유입되어 한 번 더 열 교환된 다음, 제 2 고압 스팀 공급라인(41)을 통해 스팀 터빈 발전기 세트(3)로 유입되어 상기 스팀 터빈 발전기 세트(3)를 작동시켜 전기를 생산하게 되는 것이다.The steam in the condensate, which is heat exchanged with the exhaust gas waste heat recovery unit 2 as described above and becomes part of steam and is reintroduced into the medium pressure steam drum 11, is passed through the first medium pressure steam supply line 42 to the steam turbine generator set 3. Steam in the condensate, which is supplied to the heat exchanger and is heat exchanged with the exhaust gas waste heat recoverer 2 and is partially steamed and re-introduced into the high pressure steam drum 21, the exhaust gas waste heat recoverer 2 through the first high pressure steam supply line 14. Is introduced again into the steam turbine generator set 3 through the second high-pressure steam supply line 41 to operate the steam turbine generator set 3 to produce electricity. .

그러나 이와 같은 구성을 갖는 종래 선박 폐열을 이용한 발전 시스템은, 단순히 스팀 터빈 발전기 세트(3)의 응축수를 배가스 폐열 회수기(2)의 배가스와 접촉하여 열 교환되기 전에 선박엔진(1)을 냉각시키는 냉각수로 활용하여 1차적으로 선박엔진(1)에 의해 예비 가열하여 스팀 발생 효율을 상승시키는 것으로서, 이는 어느 정도의 스팀 발생 효율을 상승시키기는 하나 상기한 응축수는 선박엔진(1)을 냉각시키기에는 불충분하여 외부로부터 추가적으로 냉각수를 공급받아 선박엔진(1)을 냉각시켜야만 함으로써 외부로부터 선박엔진(1)으로 공급되는 냉각수의 사용량이 매우 많을 뿐만 아니라, 외부로부터 냉각수 공급을 위해 사용되는 순환 펌프 등의 전력소모가 많음으로써 운전 경제성이 저하된다는 문제점이 있었다.However, in the conventional power generation system using the ship's waste heat, the cooling water for cooling the ship engine 1 before the heat exchange by simply contacting the condensate of the steam turbine generator set 3 with the exhaust gas of the waste gas waste heat recoverer 2. By preheating by the ship engine (1) primarily to increase the steam generation efficiency, which increases the steam generation efficiency to some extent, but the above condensate is insufficient to cool the ship engine (1) Since the ship engine 1 must be cooled by receiving additional coolant from the outside, the amount of coolant supplied to the ship engine 1 from the outside is very high, and power consumption of a circulation pump used for supplying the coolant from the outside is consumed. There is a problem that the driving economy is lowered by a large number.

즉, 종래의 선박 폐열을 이용한 발전 시스템은 엔진 배가스와 응축수를 적절히 열 교환하여 중압과 고압의 스팀을 얻고, 이를 응축기가 장착된 터빈에 공급하여 구동력을 얻으며, 이 구동력을 바탕으로 발전기를 사용하여 전기를 얻을 수 있는 구성으로 되어 있으므로 효율을 향상시키기 위해 배가스와 접촉하기 전에 응축수를 엔진 냉각수로 사용하면 온도를 올릴 수 있으며, 예비 가열 효과에 의해 효율이 상승된다.In other words, the conventional power generation system using ship's waste heat heat exchanges the engine exhaust gas and condensate properly to obtain medium pressure and high pressure steam, and supplies it to a turbine equipped with a condenser to obtain driving power. Since the condensed water is used as the engine cooling water before contacting the exhaust gas to improve the efficiency, the temperature can be raised, and the efficiency is increased by the preheating effect.

그러나, 이와 같은 구성은 배가스와 접촉하기 전에 응축수를 엔진 냉각수 일부로 사용하여 온도를 상승시키고 이에 따른 효율 상승을 얻을 수 있는데, 이러한 상황에서 공급되는 응축수는 엔진의 냉각에 불충하며, 외부로부터 추가적으로 냉각수를 공급받아 엔진을 냉각시켜야 하므로 외부로부터 선박엔진으로 공급되는 냉각수의 사용량이 매우 많을 뿐만 아니라, 외부로부터 냉각수 공급을 위해 사용되는 순환 펌프 등에서 전력소모가 많아 발전 시스템의 운용에 따른 경제성이 저하되는 문제점이 있는 것이다. However, such a configuration can use condensate as part of the engine coolant before contacting the exhaust gas to raise the temperature and thereby increase the efficiency. In this situation, the condensate supplied is insufficient for cooling the engine, and additional coolant from outside Since the engine must be supplied to cool the engine, the amount of cooling water supplied from the outside to the ship engine is very high, and the power consumption of the circulation pump used for supplying the cooling water from the outside is high. It is.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 종래 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템에 고압의 고온 엔진 냉각수가 저압으로 팽창하여 증기를 발생하는 플래쉬 증기 발생기와, 플래쉬 증기 발생기에 유입되는 고온 냉각수 및 중압 응축수의 유량을 제어하는 제어 밸브를 추가 설치함은 물론 스팀 터빈 발전기 세트의 구성 요소 중 2단 스팀 터빈 대신 3단 스팀 터빈을 설치하여 줌으로써 스팀의 생산량을 증가시킬 수 있어 전기 발생량을 대폭 증대시킬 수 있고, 추가적인 증기 발생에 폐열이 사용된 만큼 엔진으로부터 그만큼 많은 열량을 빼앗아올 수 있어 외부 냉각수의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있으며, 또한 외부 냉각수 공급을 위해 사용되는 시스템이나 순환 펌프 등에서 사용되는 전력 소비를 대폭 줄일 수 있어 발전 시스템 자체의 경제성을 대폭 향상시킬 수 있는 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, a flash steam generator for generating a steam by expanding the high-temperature high-temperature engine cooling water to a low pressure in the power generation system using the waste heat of the conventional vessel, and flows into the flash steam generator By installing a control valve to control the flow rate of the high temperature coolant and the medium pressure condensate, as well as installing a three-stage steam turbine instead of the two-stage steam turbine among the components of the steam turbine generator set, the production of steam can be increased. Can greatly reduce the amount of heat consumed from the engine as waste heat is used to generate additional steam, which can drastically reduce the amount of external cooling water used, and in systems and circulation pumps used to supply external cooling water. Can significantly reduce the power consumption To provide a power generation system using waste heat of a ship that can dramatically improve the economics of the entire system itself has its purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발전 시스템은, 선박엔진과 중압 스팀 드럼, 배가스 폐열 회수기, 고압 스팀 드럼, 중압 응축수 순환 펌프, 고압 응축수 순환 펌프 및 스팀 터빈 발전기 세트로 구성된 선박의 폐열을 이용한 발전 시스 템에 있어서, 상기 선박엔진을 플래쉬 증기 발생기에 연결시켜 주는 제 3 냉각수 공급라인 상에 설치되어 플래쉬 증기 발생기로 공급되는 고온 냉각수 양을 제어하는 고압 냉각수 제어밸브와; 상기 제 3 냉각수 공급라인과 중압 스팀 드럼의 응축수 배출구 사이에 설치된 제 2 중압 응축수 공급라인 상에 설치되어 상기 중압 스팀 드럼에서 배출되어 플래쉬 증기 발생기로 공급되는 중압 응축수의 량을 제어하는 중압 냉각수 제어밸브와; 상기 제 3 냉각수 공급라인을 통해 선박엔진 또는 중압 스팀 드럼 중 어느 하나에서 공급되는 고온의 냉각수 또는 중압 응축수를 저압 팽창시켜 스팀을 생성시킨 후 이를 저압 스팀 공급라인을 통해 스팀 터빈 발전기 세트에 공급시켜 줌과 동시에 고온수 냉각기로 공급시켜 주는 플래쉬 증기 발생기와; 상기 플래쉬 증기 발생기에서 공급되는 고온의 응축수를 정해진 온도로 냉각시킨 후 스팀 터빈 발전기 세트에 공급시켜 주는 고온수 냉각기;를 더 설치한 것을 특징으로 한다.The power generation system of the present invention for achieving the above object, using a ship engine and the waste heat of the vessel consisting of a medium pressure steam drum, exhaust gas waste heat recovery, high pressure steam drum, medium pressure condensate circulation pump, high pressure condensate circulation pump and steam turbine generator set A power generation system, comprising: a high pressure coolant control valve installed on a third coolant supply line connecting said ship engine to a flash steam generator to control an amount of high temperature coolant supplied to a flash steam generator; A medium pressure coolant control valve installed on a second medium pressure condensate supply line installed between the third cooling water supply line and the condensate outlet of the medium pressure steam drum to control the amount of medium pressure condensate discharged from the medium pressure steam drum and supplied to the flash steam generator. Wow; The low-temperature expansion of the high-temperature cooling water or medium pressure condensate supplied from any one of the marine engine or the medium pressure steam drum through the third cooling water supply line to generate steam and then supply it to the steam turbine generator set through the low pressure steam supply line And a flash steam generator for feeding the hot water cooler at the same time; And a high temperature water cooler for cooling the high temperature condensate water supplied from the flash steam generator to a predetermined temperature and then supplying the steam turbine generator set to the steam turbine generator set.

또한, 상기 중압 스팀 드럼과 스팀 터빈 발전기 세트 사이를 연결시켜 주는 제 1 중압 스팀 공급라인 상에 중압 스팀 드럼으로부터 스팀 터빈 발전기 세트로 공급시켜 주는 중압 스팀의 량을 제어할 수 있는 중압 스팀 제어밸브를 더 설치한 것을 특징으로 한다.In addition, a medium pressure steam control valve for controlling the amount of medium pressure steam supplied from the medium pressure steam drum to the steam turbine generator set on the first medium pressure steam supply line connecting between the medium pressure steam drum and the steam turbine generator set It is characterized by further installation.

이때, 상기 스팀 터빈 발전기 세트는 발전기와 스팀 터빈, 응축기, 펌프 및 열교환기를 포함하는 구성을 갖되, 상기 스팀 터빈은 3단 스팀 터빈인 것을 설치한 것을 특징으로 한다.At this time, the steam turbine generator set has a configuration including a generator and a steam turbine, a condenser, a pump and a heat exchanger, characterized in that the steam turbine is installed three-stage steam turbine.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 발전 시스템에 의하면, 공지된 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템에, 고압 냉각수 제어밸브와 중압 냉각수 제어밸브, 플래쉬 증기 발생기 및 고온수 냉각기를 부가 설치함과 동시에 스팀 터빈 발전기 세트 내에 설치되는 스팀 터빈은 3단 스팀 터빈을 설치하여 줌으로써 첫째 스팀의 생산량을 증가시킬 수 있어 전기 발생량을 대폭 증대시킬 수 있고, 둘째 추가적인 증기 발생에 폐열이 사용된 만큼 엔진으로부터 그만큼 많은 열량을 빼앗아올 수 있어 외부 냉각수의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있으며, 셋째 외부 냉각수 공급을 위해 사용되는 시스템이나 순환 펌프 등에서 사용되는 전력 소비를 대폭 줄일 수 있어 발전 시스템 자체의 경제성을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.As described above, according to the power generation system of the present invention, a steam turbine generator is installed in a power generation system using waste heat of a known vessel, while additionally installing a high pressure coolant control valve, a medium pressure coolant control valve, a flash steam generator, and a high temperature water cooler. The steam turbine installed in the set can increase the output of the first steam by installing a three-stage steam turbine, which can greatly increase the electricity generation, and secondly, as waste heat is used for additional steam generation, it takes away that much heat from the engine. It is possible to drastically reduce the amount of external cooling water used, and to significantly reduce the power consumption of systems and circulation pumps used to supply external coolant, which can greatly improve the economics of the power generation system itself. It is an invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명 발전 시스템의 블록 구성도를 나타낸 것이다.Figure 2 shows a block diagram of the power generation system of the present invention.

이에 따르면 본 발명의 발전 시스템은, 선박엔진(1)과 중압 스팀 드럼(11), 배가스 폐열 회수기(2), 고압 스팀 드럼(21), 중압 응축수 순환 펌프(12), 고압 응축수 순환 펌프(22) 및 스팀 터빈 발전기 세트(3)로 구성된 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템에 있어서,According to the power generation system of the present invention, the marine engine 1, the medium pressure steam drum 11, the exhaust gas waste heat recovery unit 2, the high pressure steam drum 21, the medium pressure condensate circulation pump 12, the high pressure condensate circulation pump 22 In the power generation system using the waste heat of the ship consisting of the steam turbine generator set (3),

상기 선박엔진(1)을 플래쉬 증기 발생기(31)에 연결시켜 주는 제 3 냉각수 공급라인(44) 상에 설치되어 플래쉬 증기 발생기(31)로 공급되는 고온 냉각수 양을 제어하는 고압 냉각수 제어밸브(52)와;The high pressure coolant control valve 52 installed on the third cooling water supply line 44 connecting the ship engine 1 to the flash steam generator 31 to control the amount of high temperature coolant supplied to the flash steam generator 31. )Wow;

상기 제 3 냉각수 공급라인(44)과 중압 스팀 드럼(11)의 응축수 배출구 사이에 설치된 제 2 중압 응축수 공급라인(45) 상에 설치되어 상기 중압 스팀 드럼(11)에서 배출되어 플래쉬 증기 발생기(31)로 공급되는 중압 응축수의 량을 제어하는 중압 냉각수 제어밸브(51)와;A flash steam generator 31 is installed on the second medium pressure condensate supply line 45 installed between the third cooling water supply line 44 and the condensate outlet of the medium pressure steam drum 11 to be discharged from the medium pressure steam drum 11. A medium pressure cooling water control valve 51 for controlling the amount of medium pressure condensate supplied to the;

상기 제 3 냉각수 공급라인(44)을 통해 선박엔진(1) 또는 중압 스팀 드럼(11) 중 어느 하나로부터 공급되는 고온의 냉각수 또는 중압 응축수를 저압 팽창시켜 스팀을 생성시킨 후 이를 저압 스팀 공급라인(43)을 통해 스팀 터빈 발전기 세트(3)에 공급시켜 줌과 동시에 고온수 냉각기(32)로 공급시켜 주는 플래쉬 증기 발생기(31)와;Low-pressure expansion of the high-temperature cooling water or medium-pressure condensate supplied from any one of the marine engine 1 or the medium pressure steam drum 11 through the third cooling water supply line 44 to generate steam and then low pressure steam supply line ( A flash steam generator 31 for supplying the steam turbine generator set 3 through 43 to the hot water cooler 32;

상기 플래쉬 증기 발생기(31)에서 공급되는 고온의 응축수를 정해진 온도로 냉각시킨 후 스팀 터빈 발전기 세트(3)에 공급시켜 주는 고온수 냉각기(32);를 더 설치한 것을 특징으로 한다.And a high temperature water cooler 32 for cooling the high temperature condensed water supplied from the flash steam generator 31 to a predetermined temperature and then supplying it to the steam turbine generator set 3.

또한, 상기 중압 스팀 드럼(11)과 스팀 터빈 발전기 세트(3) 사이를 연결시켜 주는 제 1 중압 스팀 공급라인(42) 상에 중압 스팀 드럼(11)으로부터 스팀 터빈 발전기 세트(3)로 공급시켜 주는 중압 스팀의 량을 제어할 수 있는 중압 스팀 제어 밸브(53)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.In addition, it is supplied to the steam turbine generator set 3 from the medium pressure steam drum 11 on the first medium pressure steam supply line 42 connecting the medium pressure steam drum 11 and the steam turbine generator set 3. The main is characterized in that the medium pressure steam control valve 53 further installed to control the amount of medium pressure steam.

이때, 상기 스팀 터빈 발전기 세트(3)는 발전기와 스팀 터빈, 응축기, 펌프 및 열교환기를 포함하는 구성을 갖되, 상기 스팀 터빈은 3단 스팀 터빈인 것을 설치한 것을 특징으로 한다.At this time, the steam turbine generator set 3 has a configuration including a generator and a steam turbine, a condenser, a pump and a heat exchanger, characterized in that the steam turbine is installed three-stage steam turbine.

참고로 본 발명에서 미설명 부호는 종래 발전 시스템의 구성과 동일한 것이므로 이들에 대한 상세한 설명은 생략하고 도면상에서는 이들 부호와 동일하게 병기하기로 한다.For reference, in the present invention, the reference numerals are the same as those of the conventional power generation system, so the detailed description thereof will be omitted and the same reference numerals will be used in the drawings.

이와 같이 구성된 본 발명의 선박 폐열을 이용한 발전 시스템에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다. Referring to the effect of the power generation system using the ship waste heat of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 본 발명은 공지된 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템에, 고압 냉각수 제어밸브(52)와 중압 냉각수 제어밸브(51), 플래쉬 증기 발생기(31) 및 고온수 냉각기(32)를 부가 설치함과 동시에 상기 스팀 터빈 발전기 세트(3) 내에 설치되는 스팀 터빈은 3단 스팀 터빈을 설치한 것을 주요기술 구성요소로 한다.First, the present invention is to install a high pressure coolant control valve 52, a medium pressure coolant control valve 51, a flash steam generator 31 and a hot water cooler 32 in the power generation system using the waste heat of a known ship, At the same time, the steam turbine installed in the steam turbine generator set 3 is a main technical component of the installation of a three-stage steam turbine.

이때, 공지된 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템은 선박에 추진력을 공급하는 선박엔진(1)과; 엔진 배가스를 이용하여 스팀을 발생시키는 배가스 폐열 회수기(2)와; 발전기와 2단 스팀 터빈, 응축기, 펌프 및 열교환기를 포함하여 구성되는 배가스 폐열 회수기(2)와; 중압의 스팀과 응축수를 보관하는 중압 스팀 드럼(11)과; 중압의 응축수를 이송하는 중압 응축수 순환 펌프(12)와; 고압의 스팀과 응축수를 보관하는 고압 스팀 드럼(21)과; 고압의 응축수를 이송하는 고압 응축수 순환 펌프(22)로 구성되어 있다.At this time, the power generation system using the waste heat of the known ship is a ship engine (1) for supplying a propulsion force to the ship; An exhaust gas waste heat recovery unit 2 generating steam using the engine exhaust gas; Exhaust gas waste heat recovery unit 2 including a generator, a two-stage steam turbine, a condenser, a pump, and a heat exchanger; A medium pressure steam drum (11) for storing medium pressure steam and condensate; A medium pressure condensate circulating pump (12) for transferring the medium pressure condensate; A high pressure steam drum 21 for storing high pressure steam and condensate; It consists of the high pressure condensate circulation pump 22 which conveys a high pressure condensate.

한편, 상기 고압 냉각수 제어밸브(52)는 선박엔진(1)을 플래쉬 증기 발생기(31)에 연결시켜 주는 제 3 냉각수 공급라인(44) 상에 설치되어 플래쉬 증기 발 생기(31)로 공급되는 고온 냉각수 양을 제어하는 기능을 수행하게 된다.Meanwhile, the high pressure coolant control valve 52 is installed on a third coolant supply line 44 connecting the ship engine 1 to the flash steam generator 31 and supplied to the flash steam generator 31. It will control the amount of coolant.

또, 상기 중압 냉각수 제어밸브(51)는 제 3 냉각수 공급라인(44)과 중압 스팀 드럼(11)의 응축수 배출구 사이에 설치된 제 2 중압 응축수 공급라인(45) 상에 설치되어 상기 중압 스팀 드럼(11)에서 배출되어 플래쉬 증기 발생기(31)로 공급되는 중압 응축수의 량을 제어하는 기능을 수행한다.In addition, the medium pressure coolant control valve 51 is installed on the second medium pressure condensate supply line 45 installed between the third cooling water supply line 44 and the condensate outlet of the medium pressure steam drum 11 to supply the medium pressure steam drum ( 11) to control the amount of medium pressure condensate discharged from the flash steam generator 31 is supplied.

또한, 상기 플래쉬 증기 발생기(31)는 제 3 냉각수 공급라인(44)을 통해 선박엔진(1) 및 중압 스팀 드럼(11)과 연결되어 상기 고압 냉각수 제어밸브(52)와 중압 냉각수 제어밸브(51)를 통해 각각 그 량이 제어된 상태에서 상기 선박엔진(1) 또는 중압 스팀 드럼(11) 중 어느 하나로부터 공급되는 고온의 냉각수 또는 중압 응축수를 유입받아 저압 팽창시켜 스팀을 생성시킨 후 이를 저압 스팀 공급라인(43)을 통해 스팀 터빈 발전기 세트(3)에 공급시켜 줌은 물론 고온수 냉각기(32)로 공급시켜 주는 기능을 수행하게 된다.In addition, the flash steam generator 31 is connected to the marine engine 1 and the medium pressure steam drum 11 through the third cooling water supply line 44 to control the high pressure coolant control valve 52 and the medium pressure coolant control valve 51. The high-temperature cooling water or the medium-pressure condensed water supplied from any one of the marine engine 1 or the medium pressure steam drum 11 in the state in which the amount is controlled through) to generate low pressure expansion to generate steam, and then supply the low pressure steam. The line 43 is supplied to the steam turbine generator set 3 as well as to supply the hot water cooler 32.

그리고, 상기 고온수 냉각기(32)는 플래쉬 증기 발생기(31)에서 공급되는 고온의 응축수를 정해진 온도로 냉각시킨 후 스팀 터빈 발전기 세트(3)에 공급시켜 주는 기능을 수행하게 된다.In addition, the hot water cooler 32 performs a function of cooling the high temperature condensate water supplied from the flash steam generator 31 to a predetermined temperature and then supplying the steam turbine generator set 3 to the steam turbine generator set 3.

한편, 본 발명에서는 상기 중압 스팀 드럼(11)과 스팀 터빈 발전기 세트(3) 사이를 연결시켜 주는 제 1 중압 스팀 공급라인(42) 상에 중압 스팀 제어 밸브(53)를 더 설치하여 중압 스팀 드럼(11)으로부터 스팀 터빈 발전기 세트(3)로 공급시켜 주는 중압 스팀의 량을 제어할 수 있도록 한 것을 부가적인 주요기술 구성요소로 한다.Meanwhile, in the present invention, the medium pressure steam drum is further provided by installing a medium pressure steam control valve 53 on the first medium pressure steam supply line 42 connecting the medium pressure steam drum 11 and the steam turbine generator set 3 to each other. An additional main technical component is to control the amount of medium pressure steam supplied from (11) to the steam turbine generator set (3).

따라서, 상기 중압 스팀 드럼(11)에서 생성된 중압의 스팀을 제 1 중압 스팀 공급라인(42)을 통해 스팀 터빈 발전기 세트(3)로 공급시켜 줄 때 그 량을 상기 중압 스팀 제어 밸브(53)를 통해 제어하여 원하는 량 만큼 공급시켜 줄 수 있다.Accordingly, when the medium pressure steam generated by the medium pressure steam drum 11 is supplied to the steam turbine generator set 3 through the first medium pressure steam supply line 42, the amount of the medium pressure steam control valve 53 is increased. Can be controlled by supplying the desired amount.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명 발전 시스템은, 선박엔진(1)에서 온도가 상승한 냉각수는 중압 스팀 드럼(11)과 고압 스팀 드럼(21)에 분배되고, 상기 중압 스팀 드럼(11)과 고압 스팀 드럼(21)에 의해 형성된 응축수는 중압 및 고압 응축수 순환 펌프(12)(22)에 의해 배가스 폐열 회수기(2)로 공급되어 배가스 폐열 회수기(2) 내에서 열 교환되며 일부분이 증기가 되며, 이렇게 발생된 증기는 스팀 터빈 발전기 세트(3)로 보내져 스팀 터빈의 구동력으로 사용되어 지므로 상기 스팀 터빈 발전기 세트(3)에서 전기가 얻어지게 된다.In the power generation system of the present invention having such a configuration, the cooling water whose temperature rises in the ship engine 1 is distributed to the medium pressure steam drum 11 and the high pressure steam drum 21, and the medium pressure steam drum 11 and the high pressure steam drum. The condensate formed by (21) is supplied to the exhaust gas waste heat recoverer (2) by medium and high pressure condensate circulation pumps (12) (22), and is heat exchanged in the exhaust gas waste heat recoverer (2), and a portion thereof becomes steam. The steam is sent to the steam turbine generator set 3 to be used as a driving force of the steam turbine, so that electricity is obtained from the steam turbine generator set 3.

이때, 상기 플래쉬 증기 발생기(31)는 제 3 냉각수 공급라인(44)을 통해 상기 선박엔진(1) 또는 중압 스팀 드럼(11)으로부터 고온의 냉각수 또는 중압 응축수를 유입받아 압력을 낮추게 되므로 추가적인 스팀이 생성되는데, 이와 같이 생성된 스팀을 저압 스팀 공급라인(43)을 통해 스팀 터빈 발전기 세트(3)에 공급시켜 줌으로써 3단 스팀 터빈을 구비한 상기 스팀 터빈 발전기 세트(3)에 공급시켜 주기 위한 스팀의 생산량이 종래의 발전 시스템보다 대폭 증가되어 상기 스팀 터빈 발전기 세트(3)에서 발생되는 전기의 발생량이 그만큼 대폭 증대되는 것이다.At this time, the flash steam generator 31 receives the high-temperature cooling water or the medium pressure condensate from the marine engine 1 or the medium pressure steam drum 11 through the third cooling water supply line 44, thereby lowering the pressure. The steam for supplying the steam thus generated to the steam turbine generator set 3 through the low pressure steam supply line 43 is supplied to the steam turbine generator set 3 having the three-stage steam turbine. The amount of produced is significantly increased compared to the conventional power generation system so that the amount of electricity generated in the steam turbine generator set (3) is significantly increased by that much.

한편, 상기 플래쉬 증기 발생기(31)에서 고압의 고온 냉각수나 중압의 응축수의 압력이 낮아지면서 증기를 추가적으로 발생시킨 발생 이후에도 냉각수는 상당히 높은 온도를 갖는 상태가 되는데, 이와 같이 상기 플래쉬 증기 발생기(31)에서 배출되는 고온의 냉각수는 고온수 냉각기(32)를 통해 정해진 온도로 냉각시킨 후 상기 스팀 터빈 발전기 세트(3)로 유입시켜 준다On the other hand, even after the generation of additional steam as the pressure of the high-temperature high-temperature cooling water or the medium-pressure condensate in the flash steam generator 31 is lowered, the cooling water is in a state having a fairly high temperature, the flash steam generator 31 as described above The high temperature coolant discharged from the coolant is cooled to a predetermined temperature through the hot water cooler 32 and then introduced into the steam turbine generator set 3.

이와 같이 본 발명은 공지된 선박 폐열을 이용한 발전 시스템의 구동될 때 플래쉬 증기 발생기(31)에서 선박엔진(1) 또는 중압 스팀 드럼(11)으로부터 공급되는 고온의 냉각수 또는 중압 응축수를 유입받아 추가적인 스팀이 생성하여 스팀 터빈 발전기 세트(3)에 더 공급시켜 줌으로써 전술한 바와 같이 스팀의 생산량이 크게 증가되어 전기의 발전량을 대폭 증대시킬 수 있고, 또 추가적인 증기 발생에 폐열이 사용된 만큼 엔진으로부터 그만큼 많은 열량을 빼앗아올 수 있어 외부 냉각수의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 외부 냉각수 공급을 위해 사용되는 시스템이나 순환 펌프 등에서 사용되는 전력 소비를 대폭 줄일 수 있으므로 발전 시스템 자체의 경제성을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.As described above, the present invention receives additional high-temperature cooling water or medium pressure condensate supplied from the ship engine 1 or the medium pressure steam drum 11 in the flash steam generator 31 when the power generation system using the known ship waste heat is driven. By generating this and supplying it further to the steam turbine generator set 3, the production of steam can be greatly increased as described above, which can greatly increase the amount of electricity generated, and as much heat from the engine as waste heat is used for additional steam generation. Since the heat can be taken away, the amount of external cooling water used can be drastically reduced, and the power consumption of the system or circulation pump used for supplying the external cooling water can be greatly reduced, thereby greatly improving the economics of the power generation system itself. It is.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.It should be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

도 1은 종래 선박 폐열을 이용한 발전 시스템의 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a power generation system using a conventional vessel waste heat.

도 2는 본 발명 발전 시스템의 블록 구성도.Figure 2 is a block diagram of the power generation system of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 선박엔진 2 : 배가스 폐열 회수기1: ship engine 2: waste gas waste heat recovery system

3 : 스팀 터빈 발전기 세트 11 : 중압 스팀 드럼3: steam turbine generator set 11: medium pressure steam drum

12 : 중압 응축수 순환 펌프 21 : 고압 스팀 드럼12 medium pressure condensate circulation pump 21 high pressure steam drum

22 : 고압 응축수 순환 펌프 31 : 플래쉬 증기 발생기22: high pressure condensate circulation pump 31: flash steam generator

32 : 고온수 냉각기 41 : 제 2 고압 스팀 공급라인32: high temperature water cooler 41: second high pressure steam supply line

42 : 제 1 중압 스팀 공급라인 43 : 저압 스팀 공급라인42: first medium pressure steam supply line 43: low pressure steam supply line

44 : 제 3 냉각수 공급라인 45 : 제 2 중압 응축수 공급라인44: third cooling water supply line 45: second medium pressure condensate supply line

51 : 중압 냉각수 제어밸브 52 : 고압 냉각수 제어밸브51: medium pressure coolant control valve 52: high pressure coolant control valve

53 : 중압 스팀 제어 밸브53: medium pressure steam control valve

Claims (3)

선박엔진과 중압 스팀 드럼, 배가스 폐열 회수기, 고압 스팀 드럼, 중압 응축수 순환 펌프, 고압 응축수 순환 펌프 및 스팀 터빈 발전기 세트로 구성된 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템에 있어서,In the power generation system using the ship's waste heat consisting of a marine engine, medium pressure steam drum, exhaust gas waste heat recovery, high pressure steam drum, medium pressure condensate circulation pump, high pressure condensate circulation pump and steam turbine generator set, 상기 선박엔진을 플래쉬 증기 발생기에 연결시켜 주는 제 3 냉각수 공급라인 상에 설치되어 플래쉬 증기 발생기로 공급되는 고온 냉각수 양을 제어하는 고압 냉각수 제어밸브와;A high pressure coolant control valve installed on a third coolant supply line connecting the ship engine to a flash steam generator to control an amount of high temperature coolant supplied to the flash steam generator; 상기 제 3 냉각수 공급라인과 중압 스팀 드럼의 응축수 배출구 사이에 설치된 제 2 중압 응축수 공급라인 상에 설치되어 상기 중압 스팀 드럼에서 배출되어 플래쉬 증기 발생기로 공급되는 중압 응축수의 량을 제어하는 중압 냉각수 제어밸브와;A medium pressure coolant control valve installed on a second medium pressure condensate supply line installed between the third cooling water supply line and the condensate outlet of the medium pressure steam drum to control the amount of medium pressure condensate discharged from the medium pressure steam drum and supplied to the flash steam generator. Wow; 상기 제 3 냉각수 공급라인을 통해 선박엔진 또는 중압 스팀 드럼 중 어느 하나에서 공급되는 고온의 냉각수 또는 중압 응축수를 저압 팽창시켜 스팀을 생성시킨 후 이를 저압 스팀 공급라인을 통해 스팀 터빈 발전기 세트에 공급시켜 줌과 동시에 고온수 냉각기로 공급시켜 주는 플래쉬 증기 발생기와;The low-temperature expansion of the high-temperature cooling water or medium pressure condensate supplied from any one of the marine engine or the medium pressure steam drum through the third cooling water supply line to generate steam and then supply it to the steam turbine generator set through the low pressure steam supply line And a flash steam generator for feeding the hot water cooler at the same time; 상기 플래쉬 증기 발생기에서 공급되는 고온의 응축수를 정해진 온도로 냉각시킨 후 스팀 터빈 발전기 세트에 공급시켜 주는 고온수 냉각기;를 더 설치한 것을 특징으로 하는 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템.And a high temperature water cooler for cooling the high temperature condensate water supplied from the flash steam generator to a predetermined temperature and then supplying the steam turbine generator set to the steam turbine generator set. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 중압 스팀 드럼과 스팀 터빈 발전기 세트 사이를 연결시켜 주는 제 1 중압 스팀 공급라인 상에 중압 스팀 드럼으로부터 스팀 터빈 발전기 세트로 공급시켜 주는 중압 스팀의 량을 제어할 수 있는 중압 스팀 제어밸브를 더 설치한 것을 특징으로 하는 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템.Further installed on the first medium pressure steam supply line for connecting between the medium pressure steam drum and the steam turbine generator set, a medium pressure steam control valve for controlling the amount of medium pressure steam supplied from the medium pressure steam drum to the steam turbine generator set. Power generation system using the waste heat of the ship, characterized in that. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 스팀 터빈 발전기 세트는 발전기와 스팀 터빈, 응축기, 펌프 및 열교환기를 포함하는 구성을 갖되, 상기 스팀 터빈은 3단 스팀 터빈인 것을 설치한 것을 특징으로 하는 선박의 폐열을 이용한 발전 시스템.The steam turbine generator set has a configuration including a generator and a steam turbine, a condenser, a pump and a heat exchanger, wherein the steam turbine is a three-stage steam turbine installed, characterized in that installed in the ship's waste heat.
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