KR20110115196A - 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템 - Google Patents

재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20110115196A
KR20110115196A KR1020100034546A KR20100034546A KR20110115196A KR 20110115196 A KR20110115196 A KR 20110115196A KR 1020100034546 A KR1020100034546 A KR 1020100034546A KR 20100034546 A KR20100034546 A KR 20100034546A KR 20110115196 A KR20110115196 A KR 20110115196A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
working fluid
supplied
turbine
distributor
bypassed
Prior art date
Application number
KR1020100034546A
Other languages
English (en)
Inventor
김현주
이호생
정동호
문덕수
Original Assignee
한국해양연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양연구원 filed Critical 한국해양연구원
Priority to KR1020100034546A priority Critical patent/KR20110115196A/ko
Publication of KR20110115196A publication Critical patent/KR20110115196A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • F03G7/05—Ocean thermal energy conversion, i.e. OTEC
    • 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
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

본 발명은 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해양 온도차 발전시스템에서 응축용 냉각수로 사용되는 해양심층수와 기화용 온수로 사용되는 표층수를 기본적으로 사용하며, 기존의 해양 온도차 발전시스템보다 효율을 증대시키기 위하여 재열 과정을 적용 하였으며, 터빈 출력을 향상시키기 위해 다단 터빈과정을 적용한 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템은, 해양표층수가 공급되는 기화기에서 증기로 변환된 작동유체가 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기에 공급되어 열교환되며; 상기 열교환된 작동유체는 분배기로 공급되고 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기로 공급되며; 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 터빈으로 공급되어 터빈을 구동시켜 전력을 생산하고, 상기 터빈을 통과한 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기에서 액화되며; 상기 응축기에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프에 의해 재열기로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 한다.

Description

재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템{Power plant system of ocean thermal energy conversion with reheating process}
본 발명은 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해양 온도차 발전시스템에서 응축용 냉각수로 사용되는 해양심층수와 기화용 온수로 사용되는 표층수를 기본적으로 사용하며, 기존의 해양 온도차 발전시스템보다 효율을 증대시키기 위하여 재열과정을 적용하였으며, 터빈 출력을 향상시키기 위해 다단 터빈과정을 적용한 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 해양 온도차 발전은 수온이 높은 표층수와 수온이 낮은 심층수를 각각 기화열과 응축열로 활용하여 전기를 생산하는 발전 시스템이다. 경제성 있는 해양 온도차 발전을 위해서는 대량의 표층수와 심층수를 연속적으로 확보할 수 있어야 한다.
표층수는 태양열에 의해서 가열되며, 계절과 지리적인 영향을 많이 받게 되며 따라서 우리나라와 같은 나라에서는 연중 고수온의 표층수를 확보하기가 어려운 실정이다. 우리나라의 경우 여름에만 수온이 약 25℃를 초과하기 때문에 온도차 발전이 가능하다.
반면, 적도 부근의 표층수 수온은 연중 25℃를 초과하기 때문에 온도차 발전의 상업화가 가능한 곳이다. 다만, 우리나라는 해안가에 화력 및 원자력 발전소가 다수 위치하고 있는데, 발전소에서는 일일 수백만톤 이상의 고수온 배출수를 배출한다.
해양 온도차 발전시스템은 해양심층수와 표층수와의 온도차를 이용해 전력을 생산하는 것으로, 시스템 효율은 입력 에너지량인 증발부 열량에 대한 출력 에너지량인 터빈 출력의 비로서 나타낼 수 있다. 따라서 증발부의 열부하를 줄여 입력 에너지량을 줄이고, 터빈 출력을 증대시킬 수 있다면 해양 온도차 발전시스템 효율을 증대시킬 수 있다.
증발부에서 기화되는 작동유체 일부를 바이패스시켜 작동유체 펌프로 유입되는 작동유체와 열교환시키게 되면 작동유체 펌프로 유입되는 작동유체의 온도가 상승하게 되어 증발부 열부하를 줄일 수 있게 된다.
또한, 해양 온도차 발전시스템에서 터빈의 출력이 중요한 부분이라 할 수 있다. 터빈으로 유입되는 작동유체가 보다 높은 에너지 레벨을 가지고 있으면 좀 더 많은 터빈 출력을 달성할 수 있게 된다. 따라서 터빈과정을 다단화시켜 고단 터빈 출구에서의 작동유체와 좀 더 높은 온도 레벨을 가지는 미활용에너지(발전수 배열이나 폐열 혹은 태영열 집열기에 의한 축열조 등과 복합 구성하는 태양열 시스템과의 연계를 통해 태양열 시스템에서 축열된 고온수 등)를 이용하여 열교환시켜 저단 터빈으로 유입되는 작동유체의 에너지 레벨을 높이게 되면 해양 온도차 발전시스템의 효율을 증대시킬 수 있게 된다.
발전소 배출수는 계절적 변동이 있긴 하지만 대개 30℃이상의 고수온으로 배출되기 때문에 온도차 발전에 활용할 수 있는 주요 에너지원이 될 수 있다. 냉각수로 사용되는 해양심층수는 우리나라 동해안에 거의 무한량으로 부존하고 있으며, 수온도 2℃이하를 나타내기 때문에 해양 온도차 발전용 냉각수로 활용될 수 있다. 해양 심층수와 표층수의 온도차를 이용한 기존 해양 온도차 발전시스템에 발전소 배열을 이용한 재열과정을 활용한다면 25℃이상의 수온차가 발생하기 때문에 상업적인 발전이 가능할 수 있다.
해양 온도차 발전의 가장 큰 문제는 온수와 냉수가 대량으로 필요하다는 것이다. 발전소 배출수는 일일 수백만톤 이상의 대량의 온수를 확보할 수 있는 반면에 냉각수로 활용되는 해양심층수는 대량으로 확보하기가 매우 어렵다. 해양심층수를 취수하는 취수관이 현재 국내에서는 직경 500mm정도가 최대 직경인 반면, 상용 해양 온도차 발전을 위해서는 직경 3000mm이상의 대구경 취수관이 필요한 상황이다.
따라서 해양 온도차 발전의 효율을 증대시키면서 경제성을 향상시키기 위해서는 대량의 해양심층수를 취수할 수 있는 대구경의 취수관을 개발하거나, 혹은 해양심층수를 냉각수로 활용할 시 시스템 효율을 증대시킬 수 있는 사이클을 개발하는 것이 필요하다. 현재, 개발된 해양 온도차 발전 사이클은 표층수와 해양심층수를 사용할 지라도 단순한 1차 사이클만을 적용하고 있기 때문에 발전효율과 경제성이 낮은 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 해양심층수 및 표층수의 온도차를 이용하는 해양 온도차 발전시스템에 있어서 발전 효율을 증대시킬 수 있도록 재열과정을 포함하고, 터빈 출력을 향상시키기 위해 다단 터빈 과정을 포함하는 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템은, 해양표층수가 공급되는 기화기에서 증기로 변환된 작동유체가 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기에 공급되어 열교환되며; 상기 열교환된 작동유체는 분배기로 공급되고 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기로 공급되며; 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 터빈으로 공급되어 터빈을 구동시켜 전력을 생산하고, 상기 터빈을 통과한 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기에서 액화되며; 상기 응축기에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프에 의해 재열기로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 해양표층수가 공급되는 기화기에서 증기로 변환된 작동유체를 고단 터빈으로 공급하여 1차 전력을 생산하고, 상기 고단 터빈을 통과한 작동유체는 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기에 공급되어 열교환되며; 상기 열교환된 작동유체는 분배기로 공급되고 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기로 공급되며; 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 저단 터빈으로 공급되어 터빈을 구동시켜 2차 전력을 생산하고, 상기 저단 터빈을 나온 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기에서 액화되며; 상기 응축기에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프에 의해 재열기로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 해양표층수가 공급되는 기화기에서 증기로 변환된 작동유체를 고단 터빈으로 공급하여 1차 전력을 생산하고, 상기 고단 터빈을 통과한 작동유체는 분배기로 공급되며; 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기로 공급되고, 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기에 공급되어 열교환되며; 상기 열교환된 작동유체는 저단 터빈으로 공급되어 터빈을 구동시켜 2차 전력을 생산하고, 상기 저단 터빈을 나온 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기에서 액화되며; 상기 응축기에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프에 의해 재열기로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템은, 재열과정을 통해 입력 에너지량인 기화기 열량을 감소시켜 발전 효율을 증대시킬 수 있으며, 발전을 위해 필요한 기화기 용량 및 해양 표층수 수량이 감소되기 때문에 증발부에서 필요한 시설의 규모가 상대적으로 감소되는 효과가 있다.
또한, 다단 해양 온도차 발전시스템을 통해 기존 해양 온도차 발전시스템보다 터빈 출력을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템을 도시한 구성도.
본 발명에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템은, 해양표층수가 공급되는 기화기에서 증기로 변환된 작동유체가 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기에 공급되어 열교환되며; 상기 열교환된 작동유체는 분배기로 공급되고 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기로 공급되며; 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 터빈으로 공급되어 터빈을 구동시켜 전력을 생산하고, 상기 터빈을 통과한 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기에서 액화되며; 상기 응축기에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프에 의해 재열기로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 해양표층수가 공급되는 기화기에서 증기로 변환된 작동유체를 고단 터빈으로 공급하여 1차 전력을 생산하고, 상기 고단 터빈을 통과한 작동유체는 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기에 공급되어 열교환되며; 상기 열교환된 작동유체는 분배기로 공급되고 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기로 공급되며; 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 저단 터빈으로 공급되어 터빈을 구동시켜 2차 전력을 생산하고, 상기 저단 터빈을 나온 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기에서 액화되며; 상기 응축기에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프에 의해 재열기로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 해양표층수가 공급되는 기화기에서 증기로 변환된 작동유체를 고단 터빈으로 공급하여 1차 전력을 생산하고, 상기 고단 터빈을 통과한 작동유체는 분배기로 공급되며; 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기로 공급되고, 상기 분배기에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기에 공급되어 열교환되며; 상기 열교환된 작동유체는 저단 터빈으로 공급되어 터빈을 구동시켜 2차 전력을 생산하고, 상기 저단 터빈을 나온 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기에서 액화되며; 상기 응축기에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프에 의해 재열기로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템을 도시한 구성도이며, 도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템을 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템은 응축용 냉각수로 사용되는 해양심층수와 기화용 온수로 사용되는 표층수를 기본적으로 사용하며, 발전효율을 증대시키기 위하여 재열과정을 적용하였다.
먼저, 해양표층수가 공급되는 기화기(1)에서 증기로 변환된 작동유체가 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기(2)에 공급되어 열교환된다.
상기 미활용에너지는 배경기술에서 언급했듯이 해양표층수보다 좀 더 높은 온도를 가지는 발전소 배열이나 폐열 혹은 태양열 집열기에 의한 축열조 등과 복합 구성하는 태양열 시스템과의 연계를 통해 태양열 시스템에서 축열된 고온수 등이 있다.
상기 열교환된 작동유체는 분배기(3)로 공급되고 상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기(4)로 공급된다.
상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 터빈(5)으로 공급되어 터빈(5)을 구동시켜 전력을 생산하고, 상기 터빈(5)을 통과한 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기(6)에서 액화된다.
상기 응축기(6)에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프(7)에 의해 재열기(4)로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프(8)에 의해 순환되는 것이다.
상기 기화기(1), 열교환기(2), 분배기(3), 재열기(4), 터빈(5), 응축기(6), 작동유체 공급펌프(7), 작동유체 순환펌프(8)는 작동유체 파이프라인(9)에 의해 서로 연결된다. 특히, 상기 분배기(3)에는 복수개의 파이프라인(9)이 설치되어 각각 재열기(4)와 터빈(5)과 연결된다.
상기 기화기(1)에는 별도의 표층수 취수관(11)이 연결되어 해양표층수가 공급되고, 상기 응축기(6)에는 별도의 심층수 취수관(61)이 연결되어 해양심층수가 공급된다. 상기 표층수 취수관(11)과 심층수 취수관(61)에는 펌프(미도시)가 연결 설치된다.
상기 열교환기(2)는 기화기(1)에서 증발된 증기보다 높은 온도를 가지는 발전소 배열 혹은 폐열 등과 열교환하기 위한 것이다. 상기 열교환기(2)에는 미활용에너지가 공급되도록 공급관(21)이 연결된다.
분배기(3)와 재열기(4)는 기화기(1)로 유입되는 작동유체의 온도를 상승시켜 기화기(1)에서 필요한 열량을 감소시켜 최종적으로 해양 온도차 발전시스템의 효율을 증대시키기 위한 것으로, 상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 증기상태의 작동유체는 재열기(4)로 공급되어 작동유체 공급펌프(7)에 의해 공급되는 응축기(6)에 의해 액화된 작동유체와 열교환된다.
상기 응축기(6)는 수심 200m 아래에 위치하는 해양심층수를 이용하여 응축열을 얻게 된다. 해양표층수는 수온이 약 25℃상태로 배출되어 작동유체를 기화시키며, 해양심층수는 수온이 약 2℃이하를 연중 유지하면서 작동유체를 응축시키는 역할을 하게 된다. 상기 작동유체로는 끓는점이 낮은 암모니아, 프레온 중에서 어느 하나를 활용한다.
일반적으로, 30∼35℃의 온도를 갖는 발전소 배열 혹은 태양열 집열기에 의한 축열조 등과 복합 구성하는 태양열 시스템과의 연계를 통해 태양열 시스템에서 축열된 고온수 등을 이용하여 열교환기(2)에서 증기상태의 작동유체와 열교환함으로써, 증기의 온도 레벨을 상승시켜 터빈(5)에서의 출력을 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 분배기(3)에서 일부 바이패스되어 상기 재열기(4)로 공급된 증기상태의 작동유체를 이용하여 응축기(6)를 통과한 액상의 작동유체의 온도를 상승시켜 기화기(1) 열량을 감소시켜 기존의 해양 온도차 발전시스템보다 큰 발전효율을 얻을 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템은 해양표층수가 공급되는 기화기(1)에서 증기로 변환된 작동유체를 고단 터빈(5a)으로 공급하여 1차 전력을 생산하고, 상기 고단 터빈(5a)을 통과한 작동유체는 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기(2)에 공급되어 열교환되며, 상기 열교환된 작동유체는 분배기(3)로 공급되고 상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기(4)로 공급된다.
상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 저단 터빈(5b)으로 공급되어 터빈을 구동시켜 2차 전력을 생산하고, 상기 저단 터빈(5b)을 나온 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기(6)에서 액화된다.
상기 응축기(6)에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프(7)에 의해 재열기(4)로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프(8)에 의해 순환되는 것이다.
상기 터빈(5)은 고단 터빈(5a)과 저단 터빈(5b)이 다단으로 설치되며, 특히 상기 열교환기(2)에서 해양표층수 혹은 미활용에너지와 열교환한 후 저단 터빈(5b)으로 유입되어 2차로 전력을 생산하게 되므로 기존의 해양 온도차 발전시스템보다 큰 발전출력 및 효율을 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예는 다단 터빈을 사용한다는 점을 제외하고는 대부분 제1 실시예의 구성과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템은 해양표층수가 공급되는 기화기(1)에서 증기로 변환된 작동유체를 고단 터빈(5a)으로 공급하여 1차 전력을 생산하고, 상기 고단 터빈(5a)을 통과한 작동유체는 분배기(3)로 공급된다.
상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기(4)로 공급되고, 상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기(2)에 공급되어 열교환된다.
상기 열교환된 작동유체는 저단 터빈(5b)으로 공급되어 터빈을 구동시켜 2차 전력을 생산하고, 상기 저단 터빈(5b)을 나온 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기(6)에서 액화된다.
상기 응축기(6)에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프(7)에 의해 재열기(4)로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프(8)에 의해 순환되는 것이다.
상기 제3 실시예의 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템은 상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체를 미활용에너지가 공급되는 열교환기(2)에 공급하여 열교환시킨 후 저단 터빈(5b)에 공급함으로써, 저단 터빈(5b)의 발전 출력을 향상시킬 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 제3 실시예는 열교환기의 설치 위치를 제외하고는 대부분 제2 실시예의 구성과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
1 : 기화기
11 : 표층수 취수관
2 : 열교환기
21 : 공급관
3 : 분배기
4 : 재열기
5 : 터빈
5a : 고단 터빈
5b : 저단 터빈
6 : 응축기
61 : 심층수 취수관
7 : 작동유체 공급펌프
8 : 작동유체 순환펌프
9 : 파이프라인

Claims (3)

  1. 해양표층수가 공급되는 기화기(1)에서 증기로 변환된 작동유체가 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기(2)에 공급되어 열교환되며;
    상기 열교환된 작동유체는 분배기(3)로 공급되고 상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기(4)로 공급되며;
    상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 터빈(5)으로 공급되어 터빈(5)을 구동시켜 전력을 생산하고, 상기 터빈(5)을 통과한 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기(6)에서 액화되며;
    상기 응축기(6)에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프(7)에 의해 재열기(4)로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프(8)에 의해 순환되는 것을 특징으로 하는 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전 시스템.
  2. 해양표층수가 공급되는 기화기(1)에서 증기로 변환된 작동유체를 고단 터빈(5a)으로 공급하여 1차 전력을 생산하고, 상기 고단 터빈(5a)을 통과한 작동유체는 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기(2)에 공급되어 열교환되며;
    상기 열교환된 작동유체는 분배기(3)로 공급되고 상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기(4)로 공급되며;
    상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 저단 터빈(5b)으로 공급되어 터빈을 구동시켜 2차 전력을 생산하고, 상기 저단 터빈(5b)을 나온 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기(6)에서 액화되며;
    상기 응축기(6)에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프(7)에 의해 재열기(4)로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프(8)에 의해 순환되는 것을 특징으로 하는 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전 시스템.
  3. 해양표층수가 공급되는 기화기(1)에서 증기로 변환된 작동유체를 고단 터빈(5a)으로 공급하여 1차 전력을 생산하고, 상기 고단 터빈(5a)을 통과한 작동유체는 분배기(3)로 공급되며;
    상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체는 재열기(4)로 공급되고, 상기 분배기(3)에서 일부 바이패스된 작동유체를 제외한 나머지 작동유체는 발전설비에서 발생된 미활용에너지가 공급되는 열교환기(2)에 공급되어 열교환되며;
    상기 열교환된 작동유체는 저단 터빈(5b)으로 공급되어 터빈을 구동시켜 2차 전력을 생산하고, 상기 저단 터빈(5b)을 나온 증기상태의 작동유체는 해양심층수가 공급되는 응축기(6)에서 액화되며;
    상기 응축기(6)에 의해 액화된 작동유체는 작동유체 공급펌프(7)에 의해 재열기(4)로 공급되어 상기 바이패스된 증기상태의 작동유체와 열교환 후 작동유체 순환펌프(8)에 의해 순환되는 것을 특징으로 하는 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전 시스템.
KR1020100034546A 2010-04-15 2010-04-15 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템 KR20110115196A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100034546A KR20110115196A (ko) 2010-04-15 2010-04-15 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100034546A KR20110115196A (ko) 2010-04-15 2010-04-15 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110115196A true KR20110115196A (ko) 2011-10-21

Family

ID=45029889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100034546A KR20110115196A (ko) 2010-04-15 2010-04-15 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110115196A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101322625B1 (ko) * 2012-11-20 2013-10-29 에스티엑스조선해양 주식회사 선박용 증기 발전장치
KR101416624B1 (ko) * 2013-03-27 2014-07-08 한국해양과학기술원 냉각기와 저단터빈을 적용한 해양 온도차 발전사이클
KR101481010B1 (ko) * 2013-05-20 2015-01-14 한국과학기술원 해양온도차발전 시스템 및 그 작동방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101322625B1 (ko) * 2012-11-20 2013-10-29 에스티엑스조선해양 주식회사 선박용 증기 발전장치
KR101416624B1 (ko) * 2013-03-27 2014-07-08 한국해양과학기술원 냉각기와 저단터빈을 적용한 해양 온도차 발전사이클
KR101481010B1 (ko) * 2013-05-20 2015-01-14 한국과학기술원 해양온도차발전 시스템 및 그 작동방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101431133B1 (ko) 이젝터가 포함된 해양 온도차 발전사이클장치
KR100975276B1 (ko) 흡수식 히트펌프를 이용한 지역난방수 공급 시스템
KR101188335B1 (ko) 다단 재열 랭킨 사이클을 이용한 해양 지열 발전시스템
KR20150089110A (ko) 가변용량 orc 분산발전시스템
CN104420906B (zh) 蒸汽轮机设备
JP5812955B2 (ja) 発電給熱装置
JPS6354882B2 (ko)
CN103477150A (zh) 用于产生供在工业过程中使用的蒸汽的方法和装置
CN101806445B (zh) 槽式太阳能多级热利用装置
KR20190062802A (ko) 해수온도차발전 시운전 및 잉여전력 활용을 위한 해수담수화 겸용 로드 뱅크 시스템 및 이의 제어방법
KR20150138661A (ko) 석탄화력 발전소에서 온배수 폐열 회수 시스템 및 제어 방법
JP5904351B2 (ja) 吸収冷却器、熱交換器
CN104895630A (zh) 基于不同蒸发温度的多级有机朗肯循环发电***
Park et al. Simulated production of electric power and desalination using Solar‐OTEC hybrid system
CN102278285A (zh) 一种高温蓄热型新能源利用***
KR20110101754A (ko) 해양심층수와 발전소 배출수 혹은 표층수를 이용한 다단 사이클형 해양 온도차 발전시스템
US9194377B2 (en) Auxiliary steam supply system in solar power plants
RU2755501C1 (ru) Способ теплохладоснабжения с применением абсорбционного термотрансформатора с двухступенчатой абсорбцией
KR20130000914A (ko) 발전소 복수기의 온배수를 이용한 고효율 온도차 발전시스템
Zhang et al. An overview of 200 kW solar power plant based on organic Rankine cycle
KR20110115196A (ko) 재열과정을 포함한 해양 온도차 발전시스템
CN201680347U (zh) 槽式太阳能多级热利用装置
KR101500489B1 (ko) 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템
KR101315918B1 (ko) 저온 폐열 및 흡수식 냉동기를 이용한 ｏｒｃ 열병합 시스템
RU2559093C1 (ru) Солнечная энергетическая установка

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application