特表 2024-541707 エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-11

(54)【発明の名称】エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システム

(51)【国際特許分類】

   B63J 3/02 20060101AFI20241101BHJP

   F01D 15/10 20060101ALI20241101BHJP

   F01K 9/02 20060101ALI20241101BHJP

   F01K 23/10 20060101ALI20241101BHJP

   F02G 5/02 20060101ALI20241101BHJP

   B63J 2/12 20060101ALI20241101BHJP

【ＦＩ】

B63J3/02 D

F01D15/10 B

F01K9/02

F01K23/10 P

F02G5/02 A

B63J2/12 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024524748

(86)(22)【出願日】2023-08-22

(85)【翻訳文提出日】2024-04-24

(86)【国際出願番号】 KR2023012408

(87)【国際公開番号】W WO2024085408

(87)【国際公開日】2024-04-25

(31)【優先権主張番号】10-2022-0135912

(32)【優先日】2022-10-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513107735

【氏名又は名称】コリア インスティチュート オブ オーシャン サイエンス アンド テクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】イ、ホ セン

(72)【発明者】

【氏名】イム、スン テク

(72)【発明者】

【氏名】キム、セ ギュ

(72)【発明者】

【氏名】ソ、ジョン ボム

(72)【発明者】

【氏名】ムン、ジョン ヒョン

【テーマコード（参考）】

3G081

【Ｆターム（参考）】

3G081BA02

3G081BB10

3G081BC07

(57)【要約】

本発明は、エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムに係り、特に、ＬＮＧエンジンから発生する廃熱をエコノマイザを介して回収し、これから流出する高温高圧の蒸気を有機ランキンサイクルの蒸発器に供給して電力を生産し、前記高温高圧の蒸気の一部を用いて、ＬＮＧエンジンの排気ガスとエコノマイザとの接触面に発生する煤を除去することができる、エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムに関する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ（３００）が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて生成した高温高圧の蒸気を熱源とし、海水熱交換器（２００）を介して熱交換された淡水をヒートシンクとする有機ランキンサイクル（１００）を含む、エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムであって、
前記有機ランキンサイクルは、
前記エコノマイザによって生成された高温高圧の蒸気を熱源として用いる蒸発器（１１０）と、
前記蒸発器によって蒸発された後に流出する冷媒によって回転して電力を生産するタービン発電機（１２０）と、
前記海水熱交換器を介して熱交換された淡水をヒートシンクとして用いて、前記タービン発電機から流出する冷媒を液化させる凝縮器（１３０）と、
前記凝縮器から流出する冷媒を圧縮させて前記蒸発器に提供する循環ポンプ（１４０）と、を含み、
前記蒸発器から流出する流体を前記エコノマイザに循環させる循環ポンプ（４１０）をさらに含む、船舶廃熱発電システム。

【請求項2】

ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ（３００）が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて生成した高温高圧の蒸気を熱源とし、海水熱交換器（２００）を介して熱交換された淡水をヒートシンクとする第１有機ランキンサイクル（１００）と、
前記第１有機ランキンサイクルで熱源として用いられた後に排出される流体を熱源とし、前記第１有機ランキンサイクルでヒートシンクとして用いられた後に排出される淡水をヒートシンクとする第２有機ランキンサイクル（１００´）と、を含む、エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムであって、
前記第１有機ランキンサイクルは、
前記エコノマイザによって生成された高温高圧の蒸気を熱源として用いる第１蒸発器（１１０）と、
前記第１蒸発器によって蒸発された後に流出する冷媒によって回転して電力を生産する第１タービン発電機（１２０）と、
前記海水熱交換器を介して熱交換された淡水をヒートシンクとして用いて、前記第１タービン発電機から流出する冷媒を液化させる第１凝縮器（１３０）と、
前記第１凝縮器から流出する冷媒を圧縮させて前記第１蒸発器に提供する循環ポンプ（１４０）と、を含み、
前記第２有機ランキンサイクルは、
前記第１蒸発器でヒートシンクとして用いられた後に排出される流体を熱源として用いる第２蒸発器（１１０´）と、
前記第２蒸発器によって蒸発された後に流出する冷媒によって回転して電力を生産する第２タービン発電機（１２０´）と、
前記第１凝縮器でヒートシンクとして用いられた後に排出される流体をヒートシンクとして、前記第２タービン発電機から流出する冷媒を液化させる第２凝縮器（１３０´）と、
前記第２凝縮器から流出する冷媒を圧縮させて前記第２蒸発器に提供する循環ポンプ（１４０´）と、を含み、
前記第１タービン発電機から流出する高温の冷媒を用いて、前記第２凝縮器から流出する冷媒を熱交換させて前記循環ポンプ（１４０´）に提供する熱交換器（６００）をさらに含み、
前記第２蒸発器から流出する流体を前記エコノマイザに循環させる循環ポンプ（４１０）をさらに含む、船舶廃熱発電システム。

【請求項3】

前記エコノマイザ（３００）で生成された高温高圧の蒸気のうちの一部がスチームバルブ（４００）を介して排気ガスと前記エコノマイザとの接触面に提供されて煤を除去するように構成された、請求項１または２に記載の船舶廃熱発電システム。

【請求項4】

前記循環ポンプ（４１０）を介して前記エコノマイザ（３００）に供給される流体は、前記メインエンジンから発生する排気ガスを熱源とする第１予熱器（５００）及び第２予熱器（５１０）によって予熱されるように構成された、請求項１または２に記載の船舶廃熱発電システム。

【請求項5】

前記海水熱交換器（２００）は、循環ポンプ（２１０）によって取水された海水を用いて熱交換された淡水を前記第１凝縮器（１３０）にヒートシンクとして提供し、
前記第１凝縮器でヒートシンクとして用いられた後に排出される淡水が前記第２凝縮器（１３０´）にヒートシンクとして提供され、
前記第２凝縮器でヒートシンクとして用いられた後に排出される淡水は、前記海水熱交換器に提供されるように構成された、請求項２に記載の船舶廃熱発電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムに係り、特に、ＬＮＧエンジンから発生する廃熱をエコノマイザを介して回収し、これから流出する高温高圧の蒸気を有機ランキンサイクルの蒸発器に供給して電力を生産し、前記高温高圧の蒸気の一部を用いてＬＮＧエンジンの排気ガスとエコノマイザとの接触面に発生する煤を除去することができる、エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、国際海事機関（ＩＭＯ）の環境調和型船舶の実現の一環として、ＬＮＧなどの天然ガスを燃料として用いるエンジンの開発が行われており、補給化を予備している。既存のディーゼルエンジンの場合、燃料加温のために高温のスチーム生産が必要であり、このようなスチームは、船舶から発生する排気ガス廃熱を活用して熱を供給する。ところが、ＬＮＧを燃料として活用する船舶は、燃料加温が不要であり、これは、既存のディーゼル類船舶から発生する排気ガス廃熱よりもさらに多くの廃熱の活用が可能となる。

【0003】

また、ＬＮＧ船舶のメインエンジンから発生した高温の排気ガスを高密度の安定した水で熱交換して、モジュール化された有機ランキンサイクル発電設備の熱源として活用することができる。水の場合、密度が高く潜熱量が大きいので、排気熱を回収する過程でエコノマイザのチューブの体積を最小限に抑えることができるという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】韓国特許公開第２０１２－０１１０７０９号公報（発明の名称：廃熱を利用した有機ランキンサイクル発電システム）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、本発明は、上述したような状況を考慮してなされたもので、その目的は、ＬＮＧエンジンから発生する排気ガスの熱回収率を極大化することができる、エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムを提供することにある。

【0006】

本発明の他の目的は、エネルギー転換を極大化することができる、エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムは、ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ３００が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて生成した高温高圧の蒸気を熱源とし、海水熱交換器２００を介して熱交換された淡水をヒートシンクとする有機ランキンサイクル１００を含む、エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムであって、前記有機ランキンサイクルは、前記エコノマイザによって生成された高温高圧の蒸気を熱源として用いる蒸発器１１０と、前記蒸発器によって蒸発された後に流出する冷媒によって回転して電力を生産するタービン発電機１２０と、前記海水熱交換器を介して熱交換された淡水をヒートシンクとして用いて前記タービン発電機から流出する冷媒を液化させる凝縮器１３０と、前記凝縮器から流出する冷媒を圧縮させて前記蒸発器に提供する循環ポンプ１４０と、を含み、前記蒸発器から流出する流体を前記エコノマイザに循環させる循環ポンプ４１０をさらに含むことを特徴とする。

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の他の実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムは、ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ３００が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて生成した高温高圧の蒸気を熱源とし、海水熱交換器２００を介して熱交換された淡水をヒートシンクとする第１有機ランキンサイクル１００と、前記第１有機ランキンサイクルで熱源として用いられた後に排出される流体を熱源とし、前記第１有機ランキンサイクルでヒートシンクとして用いられた後に排出される淡水をヒートシンクとする第２有機ランキンサイクル１００´と、を含む、エコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムであって、前記第１有機ランキンサイクルは、前記エコノマイザによって生成された高温高圧の蒸気を熱源として用いる第１蒸発器１１０と、前記第１蒸発器によって蒸発された後に流出する冷媒によって回転して電力を生産する第１タービン発電機１２０と、前記海水熱交換器を介して熱交換された淡水をヒートシンクとして用いて、前記第１タービン発電機から流出する冷媒を液化させる第１凝縮器１３０と、前記第１凝縮器から流出する冷媒を圧縮させて前記第１蒸発器に提供する循環ポンプ１４０と、を含み、前記第２有機ランキンサイクルは、前記第１蒸発器でヒートシンクとして用いられた後に排出される流体を熱源として用いる第２蒸発器１１０´と、前記第２蒸発器によって蒸発された後に流出する冷媒によって回転して電力を生産する第２タービン発電機１２０´と、前記第１凝縮器でヒートシンクとして用いられた後に排出される流体をヒートシンクとして、前記第２タービン発電機から流出する冷媒を液化させる第２凝縮器１３０´と、前記第２凝縮器から流出する冷媒を圧縮させて前記第２蒸発器に提供する循環ポンプ１４０´と、を含み、前記第１タービン発電機から流出する高温の冷媒を用いて、前記第２凝縮器から流出する冷媒を熱交換させて前記循環ポンプ１４０´に提供する熱交換器６００をさらに含み、前記第２蒸発器から流出する流体を前記エコノマイザに循環させる循環ポンプ５１０をさらに含むことを特徴とする。

【0009】

前記実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムは、前記エコノマイザ３００で生成された高温高圧の蒸気のうちの一部がスチームバルブ４００を介して排気ガスと前記エコノマイザとの接触面に提供されて煤を除去するように構成できる。

【0010】

前記実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムは、前記循環ポンプ４１０を介して前記エコノマイザ３００に供給される流体が、前記メインエンジンから発生する排気ガスを熱源とする第１予熱器５００及び第２予熱器５１０によって予熱されるように構成できる。

【0011】

前記実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムにおいて、前記海水熱交換器２００は、循環ポンプ２１０によって取水された海水を用いて熱交換された淡水を前記第１凝縮器１３０にヒートシンクとして提供し、前記第１凝縮器でヒートシンクとして用いられた後に排出される淡水が前記第２凝縮器１３０´にヒートシンクとして提供され、前記第２凝縮器でヒートシンクとして用いられた後に排出される淡水は、前記海水熱交換器に提供されるように構成できる。

【発明の効果】

【0012】

本発明の実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムによれば、ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ３００が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて生成した高温高圧の蒸気を熱源とし、海水熱交換器２００を介して熱交換された淡水をヒートシンクとする有機ランキンサイクルを含み、循環ポンプ４１０を介してエコノマイザ３００に供給される流体が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源とする第１予熱器５００及び第２予熱器５１０によって予熱されるように構成されることにより、ＬＮＧエンジンから発生する排気ガスの熱回収率を極大化することができるという優れた効果がある。

【0013】

本発明の実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムによれば、ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ３００が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて生成した高温高圧の蒸気を熱源として用いる第１、第２有機ランキンサイクルを直列連結して構成することにより、エネルギー転換を極大化することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムの構成図である。

【図2】本発明の第２実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムの構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施形態を説明するにあたり、本発明に関連した公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にするおそれがあると判断された場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であり、これは、ユーザ、運用者の意図または慣例などによって変わり得る。このため、その定義は、本明細書全般にわたった内容に基づいて下されるべきである。詳細な説明で使用される用語は、本発明の実施形態を記述するためのものに過ぎず、決して制限的に解釈されてはならない。特に明記しない限り、単数形の表現は複数形の意味を含む。本説明において、「含む」または「具備」などの表現は、ある特性、数字、ステップ、動作、要素、これらの一部または組み合わせを指すためのものであり、記述されたもの以外に１つまたはそれ以上の他の特性、数字、ステップ、動作、要素、これらの一部または組み合わせの存在または可能性を排除すると解釈されてはならない。

【0016】

図面に示されている各システムにおいて、いくつかの場合における要素は、それぞれ同じ参照番号または異なる参照番号を有し、表現された要素が異なるまたは類似する可能性があることを示唆することができる。しかし、要素は、異なる実現を有し、本明細書に開示または記述されたシステムのうちの幾つかまたは全部と作動することができる。図面に示されている多様な要素は、同じでも異なってもよい。どれが第１の要素と呼ばれるか、及びどれが第２の要素と呼ばれるかは任意である。

【0017】

本明細書において、ある一つの構成要素が他の構成要素へデータまたは信号を「伝送」、「伝達」または「提供」するというのは、ある一つの構成要素が他の構成要素へ直接データ又は信号を伝送するのはもとより、少なくとも一つの別の構成要素を介してデータまたは信号を他の構成要素へ伝送することを含む。

【0018】

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

【0019】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムの構成図である。

【0020】

本発明の第１実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムは、図１に示すように、有機ランキンサイクル１００および周辺装置を含む。

【0021】

有機ランキンサイクル１００は、ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ３００が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて生成した高温高圧の蒸気を熱源とし、海水熱交換器２００を介して熱交換された淡水をヒートシンクとして電力を生産する役割を果たす。有機ランキンサイクル１００は、蒸発器１１０、タービン発電機１２０、凝縮器１３０及び循環ポンプ１４０を含む。

【0022】

蒸発器１１０は、ＬＮＧ船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ３００によって生成された高温高圧の蒸気を熱源として冷媒を蒸発させる役割を果たす。

【0023】

タービン発電機１２０は、蒸発器１１０によって蒸発された後に流出する冷媒によって回転して電力を生産する役割を果たし、流出する冷媒によって回転するタービンと、タービンの回転時に電力を生産する発電機と、を含む。

【0024】

凝縮器１３０は、海水熱交換器２００を介して熱交換された淡水をヒートシンクとして用いて、タービン発電機１２０から流出する冷媒を液化させる役割を果たす。

【0025】

循環ポンプ１４０は、凝縮器１３０から流出する冷媒を圧縮させて蒸発器１１０に提供する役割を果たす。

【0026】

周辺装置は、海水熱交換器２００、循環ポンプ２１０、エコノマイザ３００、スチームバルブ４００、第１予熱器５００、第２予熱器５１０及び循環ポンプ４１０を含む。

【0027】

海水熱交換器２００は、循環ポンプ２１０によって取水された海水を用いて淡水を熱交換させて凝縮器１３０にヒートシンクとして提供する役割を果たす。

【0028】

循環ポンプ２１０は、海水を取水して海水熱交換器２００に提供する役割を果たす。

【0029】

エコノマイザ３００は、ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置され、メインエンジンから発生する４００℃以上の排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて高温高圧の蒸気を生成し、これを蒸発器１１０に提供する役割を果たす。

【0030】

スチームバルブ４００は、エコノマイザ３００で生成された高温高圧の蒸気のうちの一部を分岐させる管に設置され、排気ガスとエコノマイザ３００との接触面に蓄積される煤の除去に活用される。排気ガスに含まれている煤は、エコノマイザ３００に付着し、これは、熱容量の減少と排気圧の圧力損失といった問題を起こし、スチームバルブ４００を開放する場合、エコノマイザ３００からの高温高圧の蒸気の一部が排気ガスとエコノマイザ３００との接触面に提供されることにより、付着した煤が除去される。これにより、煤のエコノマイザ３００の付着による熱容量の減少と排気圧の圧力損失などの問題が解決できる。

【0031】

第１予熱器５００は、循環ポンプ４１０を介してエコノマイザ３００に供給される流体を、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として予熱させる役割を果たす。

【0032】

第２予熱器５１０は、第１予熱器５００を通過した流体を、排気ガスを熱源として予熱させてエコノマイザ３００に提供する役割を果たす。

【0033】

循環ポンプ４１０は、蒸発器１１０と第１予熱器５００との間で流体を循環させる役割を果たす。

【0034】

上述のように構成された本発明の第１実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムによれば、ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ３００が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて生成した高温高圧の蒸気を熱源とし、海水熱交換器２００を介して熱交換された淡水をヒートシンクとする有機ランキンサイクルを含み、循環ポンプ４１０を介してエコノマイザ３００に供給される流体が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源とする第１予熱器５００及び第２予熱器５１０によって予熱されるように構成されることにより、ＬＮＧエンジンから発生する排気ガスの熱回収率を極大化することができる。

【0035】

［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムの構成図である。

【0036】

本発明の第２実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムは、図２に示すように、第１有機ランキンサイクル１００、第２有機ランキンサイクル１００´および周辺装置を含む。

【0037】

第１有機ランキンサイクル１００は、ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ３００が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて生成した高温高圧の蒸気を熱源とし、海水熱交換器２００を介して熱交換された淡水をヒートシンクとして電力を生産する役割を果たす。第１有機ランキンサイクル１００は、第１蒸発器１１０、タービン発電機１２０、第１凝縮器１３０、及び循環ポンプ１４０を含む。

【0038】

第１蒸発器１１０は、ＬＮＧ船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ３００によって生成された高温高圧の蒸気を熱源として冷媒を蒸発させる役割を果たす。

【0039】

タービン発電機１２０は、第１蒸発器１１０によって蒸発された後に流出する冷媒によって回転して電力を生産する役割を果たし、流出する冷媒によって回転するタービンと、タービンの回転時に電力を生産する発電機と、を含む。

【0040】

第１凝縮器１３０は、海水熱交換器２００を介して熱交換された淡水をヒートシンクとして用いて、タービン発電機１２０から流出する冷媒を液化させる役割を果たす。

【0041】

循環ポンプ１４０は、第１凝縮器１３０から流出する冷媒を圧縮させて第１蒸発器１１０に提供する役割を果たす。

【0042】

第２有機ランキンサイクル１００´は、第１有機ランキンサイクル１００の第１蒸発器１１０で熱源として用いられた後に排出される流体を熱源とし、第１有機ランキンサイクル１００の第１凝縮器１３０でヒートシンクとして用いられた後に排出される淡水をヒートシンクとして電力を生産する役割を果たす。第２有機ランキンサイクル１００´は、第２蒸発器１１０´、第２タービン発電機１２０´、第２凝縮器１３０´及び循環ポンプ１４０´を含む。

【0043】

第２蒸発器１１０´は、第１蒸発器１１０でヒートシンクとして用いられた後に排出される流体を熱源として冷媒を蒸発させる役割を果たす。

【0044】

第２タービン発電機１２０´は、第２蒸発器１１０´によって蒸発された後に流出する冷媒によって回転して電力を生産する役割を果たし、流出する冷媒によって回転するタービンと、タービンの回転時に電力を生産する発電機と、を含む。

【0045】

第２凝縮器１３０´は、第１凝縮器１３０でヒートシンクとして用いられた後に排出される流体をヒートシンクとして、第２タービン発電機１２０´から流出する冷媒を液化させる役割を果たす。

【0046】

循環ポンプ１４０´は、第２凝縮器１３０´から流出する冷媒を圧縮させて第２蒸発器１１０´に提供する役割を果たす。

【0047】

周辺装置は、熱交換器６００、海水熱交換器２００、循環ポンプ２１０、エコノマイザ３００、スチームバルブ４００、第１予熱器５００、第２予熱器５１０及び循環ポンプ４１０を含む。

【0048】

熱交換器６００は、第１タービン発電機１２０から流出する高温の冷媒を用いて、第２凝縮器１３０´から流出する冷媒を熱交換させて循環ポンプ１４０´に提供する役割を果たす。また、冷媒熱交換器６００は、第２有機ランキンサイクル１００´の低温冷媒と第１有機ランキンサイクル１００の高温冷媒との熱交換によって捨てられるエネルギーを減縮し、各サイクルの凝縮器の体積を減少させる役割を果たす。

【0049】

海水熱交換器２００は、循環ポンプ２１０によって取水された海水を用いて淡水を熱交換させて第１凝縮器１３０にヒートシンクとして提供する役割を果たす。

【0050】

循環ポンプ２１０は、海水を取水して海水熱交換器２００に提供する役割を果たす。

【0051】

エコノマイザ３００は、ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置され、メインエンジンから発生する４００℃以上の排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて高温高圧の蒸気を生成し、これを第１蒸発器１１０に提供する役割を果たす。

【0052】

スチームバルブ４００は、エコノマイザ３００で生成された高温高圧の蒸気のうちの一部を分岐させる管に設置され、排気ガスとエコノマイザ３００との接触面に蓄積される煤の除去に活用される。排気ガスに含まれている煤は、エコノマイザ３００に付着し、これは、熱容量の減少と排気圧の圧力損失などの問題を起こし、スチームバルブ４００を開放する場合、エコノマイザ３００からの高温高圧の蒸気の一部が排気ガスとエコノマイザ３００との接触面に提供されることにより、付着した煤が除去される。これにより、煤のエコノマイザ３００の付着による熱容量の減少と排気圧の圧力損失などの問題が解決できる。

【0053】

第１予熱器５００は、循環ポンプ４１０を介してエコノマイザ３００に供給される流体を、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として予熱させる役割を果たす。

【0054】

第２予熱器５１０は、第１予熱器５００を通過した流体を、排気ガスを熱源として予熱させてエコノマイザ３００に提供する役割を果たす。

【0055】

循環ポンプ４１０は、第２蒸発器１１０´と第１予熱器５００との間で流体を循環させる役割を果たす。

【0056】

上述のように構成された本発明の第２実施形態によるエコノマイザを介して回収したＬＮＧエンジン船舶の廃熱を利用した船舶廃熱発電システムによれば、ＬＮＧエンジン船舶の排気口側に設置されたエコノマイザ３００が、メインエンジンから発生する排気ガスを熱源として用いて水を熱交換させて生成した高温高圧の蒸気を熱源として用いる第１、第２有機ランキンサイクルを直列連結して構成することにより、エネルギー転換を極大化することができる。

【0057】

図面と明細書には最適な実施形態が開示されており、特定の用語が使用されたが、これは、単に本発明の実施形態を説明するための目的で使用されたものであり、意味を限定するか或いは特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使用されたものではない。したがって、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することができるだろう。したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は、添付された特許請求の範囲の技術的思想によって定められるべきである。

【図1】

【図2】

【国際調査報告】