액화천연가스 재기화 공정 및 액체공기 에너지 저장 시스템
LNG Regasification process and liquid air energy storage system
특허 요약
본 발명은 액화가스 공급부에서 액화가스를 공급하는 제1기화 라인; 제1기화 라인에 배치되고 액화가스와 제1작동 유체가 열교환하는 제1열교환기; 제1열교환기를 포함하고 제1작동 유체가 순환하는 제1순환 라인; 제1기화 라인에 배치되고 액화가스와 제2작동 유체가 열교환하는 제2열교환기; 제2열교환기를 포함하고 제2작동 유체가 순환하는 제2순환 라인; 액화가스 공급부와 제1열교환기 사이에서 제1기화 라인과 분기되고, 제1열교환기와 제2열교환기 사이에서 제1기화 라인과 연결되는 제2기화 라인; 제2기화 라인에 배치되고 액화가스와 공기가 열교환하는 제3열교환기; 제3열교환기를 포함하고 공기 공급부와 액체공기 저장부를 연결하는 공기액화 라인; 액체공기 저장부에서 액체공기를 공급하는 공기발전 라인; 및 제1순환 라인, 제2순환 라인 및 공기발전 라인에 각각 설치되어 제1작동 유체, 제2작동 유체 및 액체공기를 이용하여 동력을 발생시키는 제1, 제2, 및 제3 터빈을 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템으로서, 본 발명의 시스템은, 액화가스 특히, 액화천연가스 재기화 공정 및 액체공기 에너지 저장 기술을 통합하여 에너지 효율을 높이고, 액화천연가스 재기화 공정에서의 천연가스 압력 및 액체공기 에너지의 저장 압력을 조절하여 안전성 및 경제성이 우수하며, 수요에 맞는 유연한 운영이 가능한 액화천연가스 재기화 공정 ...(이하생략)
청구항
번호청구항
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제1항에 있어서,제1순환 라인은,제1열교환기와 제1터빈 사이에 설치되고, 액화가스와 열교환된 제1작동 유체와 터빈에서 배출된 제1작동 유체를 열교환하는 제4열교환기; 제4열교환기와 제1터빈 사이에 설치되고, 제1작동 유체를 가열하는 제2가열기; 및제1열교환기와 제4열교환기 사이에 설치되는 제2펌프를 더 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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액화가스 공급부에서 액화가스를 공급하는 제1기화 라인;제1기화 라인에 배치되고, 액화가스와 제1작동 유체를 열교환하는 제1열교환기;제1열교환기에서 액화가스와 열교환되는 제1작동 유체가 순환하는 제1순환 라인;제1기화 라인에 배치되고, 액화가스와 제2작동 유체를 열교환하는 제2열교환기;제2열교환기에서 액화가스와 열교환되는 제2작동 유체가 순환하는 제2순환 라인;액화가스 공급부와 제1열교환기 사이에서 제1기화 라인과 분기되고, 제1열교환기와 제2열교환기 사이에서 제1기화 라인과 연결되는 제2기화 라인;상기 제2기화 라인에 배치되고 액화가스와 공기를 열교환하는 제3열교환기;상기 제3열교환기에서 액화가스와 열교환되는 공기를 공기공급부로부터 액체공기 저장부로 이송하는 공기액화 라인; 공기액화 라인에 배치되고, 제3열교환기와 액체공기 저장부 사이에 설치되며, 공기와 제3작동 유체를 열교환하는 제6열교환기;제6열교환기에서 공기와 열교환되는 제3작동 유체가 순환하는 제3순환 라인; 액체공기 저장부로부터 액체공기를 공급하는 공기발전 라인; 제3순환 라인 및 공기발전 라인에 배치되고, 제3작동 유체와 액체공기가 열교환하는 제7열교환기; 및제1순환 라인 및 제2순환 라인에 각각 설치되어 제1작동 유체 및 제2작동 유체를 이용하여 동력을 발생시키는 제1 터빈 및 제2 터빈을 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제1항에 있어서,제1기화 라인은,액화가스 공급부의 액화가스를 이송하기 위한 제1펌프; 및제2열교환기 하류에 설치되는 제1가열기를 더 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제2항에 있어서,제1기화 라인은,제1가열기 상류에서 분기되고, 제1가열기 하류에서 연결되는 바이패스 라인; 및바이패스 라인의 개방을 조절하는 바이패스 조절수단을 더 포함하고,제2열교환기 하류에서의 압력이 일정 압력 이상이면, 바이패스 조절수단에 의하여 바이패스 라인이 개방되는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제3항에 있어서,제1순환 라인은,복수의 제2가열기 또는 복수의 제1터빈이 직렬 설치된 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제1항에 있어서,제2순환 라인은,제2열교환기와 제2터빈 사이에 설치되고, 액화가스와 열교환된 제2작동 유체와 터빈에서 배출된 제2작동 유체를 열교환하는 제5열교환기; 제5열교환기와 제2터빈 사이에 설치되고, 제2작동 유체를 가열하는 제3가열기; 및제2열교환기와 제5열교환기 사이에 설치되는 제3펌프를 더 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제6항에 있어서,제2순환 라인은,복수의 제3가열기 또는 복수의 제2터빈이 직렬 설치된 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제1항에 있어서,제3순환 라인은,제6열교환기 하류와 제7열교환기 상류 사이에 설치되는 제1저장조;제7열교환기 하류와 제6열교환기 상류 사이에 설치되는 제2저장조;제1저장조와 제7열교환기 사이에 설치되는 제4펌프; 및제2저장조와 제6열교환기 사이에 설치되는 제5펌프를 더 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제1항에 있어서,공기액화 라인은,공기 공급부와 제3열교환기 사이에 설치되고, 제3열교환기에서 배출된 액화가스와 공기 공급부에서 공급된 공기를 열교환하는 제8열교환기; 및제8열교환기와 제3열교환기 사이에 설치되고, 공기를 압축하는 압축기를 더 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제9항에 있어서,공기액화 라인은,복수의 제8열교환기 또는 복수의 압축기가 직렬 설치되는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제1항에 있어서,공기액화 라인은,제3열교환기와 액체공기 저장부 사이에 설치되고, 액화가스와 열교환된 공기를 이용하여 동력을 발생시키는 제4터빈을 더 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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삭제

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제11항에 있어서,제4터빈과 액체공기 저장부 사이에 설치되고, 공기를 기체 또는 액체로 분리하는 기액분리기; 및기액분리기에서 공기액화 라인과 분기되고, 제3열교환기를 통과하여 공기 공급부로 연결되는 기화공기 라인을 더 포함하고,기화공기 라인은,제3열교환기를 통과한 공기를 가열하는 제4가열기를 더 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제1항에 있어서,공기발전 라인에 설치되어 액체공기 저장부로부터 공급된 액체공기를 이용하여 동력을 발생시키는 제3 터빈을 더 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제14항에 있어서,공기발전 라인은,액체공기 저장부의 하류에서 액체공기를 이송하기 위한 제6펌프; 및제6펌프와 제3터빈 사이에 설치되고, 액체공기를 가열하는 제5가열기를 더 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제15항에 있어서,공기발전 라인은,복수의 제5가열기 또는 복수의 제3터빈이 직렬 배치된 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제16항에 있어서,공기발전 라인은,제5가열기 상류에 설치되는 제7펌프를 더 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제1항에 있어서,액체공기 저장부는,안전 밸브, 측정계 및 냉각 장치를 포함하는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제18항에 있어서,안전 밸브의 설정 압력은 0.2MPa 이하이고,측정계는 압력 또는 온도 측정계이며,냉각 장치는 액체공기 저장부의 내부에 형성된 코일 형태 또는 외부를 감싸는 형태로서, 냉각 매체가 코일 또는 외부를 통과하며 액체공기 저장부 내부를 냉각하는 것이고,측정계의 압력 또는 온도가 설정된 수치 이상인 경우 냉각장치의 냉각 매체가 유입되는 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제1항에 있어서,제1작동 유체 또는 제2작동 유체는 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄 중에서 선택된 어느 하나인 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제1항에 있어서,제3작동 유체는 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄 중에서 선택된 어느 하나인 액체공기 저장 및 발전 시스템.

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제1항에 따른 시스템을 이용하고,액화가스의 가스화와 함께 전기를 생산하는 평상 모드; 또는액화가스의 가스화와 함께 저장가스를 액화하여 에너지를 저장하는 에너지 저장 모드로 작동 가능한 액체공기 저장 및 발전 방법.

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제14항에 따른 시스템을 이용하고,액화가스의 가스화와 함께 전기를 생산하는 평상 모드;액화가스의 가스화와 함께 저장가스를 액화하여 에너지를 저장하는 에너지 저장 모드; 및액화가스의 가스화와 함께 전기를 생산하고, 액화된 저장가스를 통해 전기를 추가로 생산하는 에너지 방출 모드; 중에서 선택되는 하나 이상의 모드로 작동 가능한 액체공기 저장 및 발전 방법.

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제23항에 있어서,평상 시간대에서 평상 모드로 작동하고,오프-피크 시간대에서 에너지 저장 모드로 작동하며,온-피크 시간대에서 에너지 방출 모드로 작동하는 액체공기 저장 및 발전 방법.