KR101745947B1 - 고온가스로 시스템 - Google Patents

고온가스로 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101745947B1
KR101745947B1 KR1020160141440A KR20160141440A KR101745947B1 KR 101745947 B1 KR101745947 B1 KR 101745947B1 KR 1020160141440 A KR1020160141440 A KR 1020160141440A KR 20160141440 A KR20160141440 A KR 20160141440A KR 101745947 B1 KR101745947 B1 KR 101745947B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
working fluid
heat exchanger
heat
flow path
temperature
Prior art date
Application number
KR1020160141440A
Other languages
English (en)
Inventor
이상일
유연재
장현식
Original Assignee
현대엔지니어링 주식회사
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 현대엔지니어링 주식회사 filed Critical 현대엔지니어링 주식회사
Priority to KR1020160141440A priority Critical patent/KR101745947B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101745947B1 publication Critical patent/KR101745947B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D5/00—Arrangements of reactor and engine in which reactor-produced heat is converted into mechanical energy
    • G21D5/04—Reactor and engine not structurally combined
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • 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
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

본 발명은 고온가스로 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 고온가스로 시스템은 핵분열을 통해 제1 작동 유체에 열을 공급하는 고온가스로; 상기 고온가스로에서 배출된 상기 제1 작동 유체의 일부와 제2 작동 유체를 열교환하는 제1 열교환기; 상기 제1 열교환기와 병렬 연결되며, 상기 가스로에서 배출된 상기 제1 작동 유체의 나머지를 제3 작동 유체와 열교환하는 제2 열교환기; 상기 제1 열교환기에서 열교환된 제2 작동 유체로부터 열을 공급받아, 수소를 생산하는 수소 생성 장치; 및 상기 제3 열교환기에서 열교환된 제3 작동 유체로부터 열을 공급받아, 전력을 생산하는 전력 생성 장치를 포함한다.

Description

고온가스로 시스템{System for High Temperature Reactor}
본 발명은 고온가스로 시스템에 관한 것이다.
최근 들어 화석연료를 대체하는 청정한 에너지원으로서 수소에 대한 관심이 증대되고 있으며, 수소는 화석연료 와는 달리 지구환경오염 물질의 배출 없이 기존의 화석연료를 사용하는 에너지 시스템을 부분적으로 수정하여 활용할 수 있다는 측면에서 미래의 유망한 청정에너지로 부각되고 있다.
이러한 수소의 생산 방법 중에서 고온 열 화학 공정을 이용한 열분해 수소생산 방법이 대량의 수소 생산에 적합한 방법으로 고려되고 있다. 하지만, 고온 열 화학 공정에 높은 열이 요구된다. 하지만, 물을 냉각재로 사용하는 경수로는 고온 열화학 공정에 요구되는 열을 생성하기 어렵지만, 헬륨을 냉각재로 사용하는 고온가스로는 고온 열화학 공정에 요구되는 열을 생성하기가 용이할 수 있다. 그러므로, 최근에 수소 생산을 위해 고온가스로를 이용하는 연구가 진행 중인 추세이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수소 생성 장치와 전력 생성 장치에 고온가스로에서 생성한 고온의 열을 동일하게 공급하기 위한 고온가스로 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 고온가스로 시스템은, 핵분열을 통해 제1 작동 유체에 열을 공급하는 고온가스로; 상기 고온가스로에서 배출된 상기 제1 작동 유체의 일부와 제2 작동 유체를 열교환하는 제1 열교환기; 상기 제1 열교환기와 병렬 연결되며, 상기 가스로에서 배출된 상기 제1 작동 유체의 나머지를 제3 작동 유체와 열교환하는 제2 열교환기; 상기 제1 열교환기에서 열교환된 제2 작동 유체로부터 열을 공급받아, 수소를 생산하는 수소 생성 장치; 및 상기 제3 열교환기에서 열교환된 제3 작동 유체로부터 열을 공급받아, 전력을 생산하는 전력 생성 장치를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전력 생성 장치는: 상기 제3 작동 유체의 열을 이용하여, 초초임계(Ultra-supercritical) 상태의 증기를 발생시키는 증기 발생기; 상기 증기 발생기에서 발생된 증기에 의해 구동되는 터빈; 상기 터빈의 구동에 의해 전력을 발생시키는 발전기; 및 상기 터빈을 통과한 증기를 응축시키는 복수기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전력 생성 장치는: 이산화탄소 유체를 압축하는 압축기; 상기 제3 작동 유체와 상기 압축기에서 압축된 이산화탄소 유체를 열교환하는 제3 열교환기; 상기 제3 열교환기에서 열교환된 상기 이산화탄소 유체에 의해 구동되는 터빈; 상기 터빈의 구동에 의해 전력을 발생시키는 발전기; 및 상기 터빈을 통과한 상기 이산화탄소 유체를 냉각시키는 프리쿨러를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 열교환기에서 열교환된 이산화탄소 유체는 초임계(Supercritical) 상태일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터빈을 통과한 이산화탄소 유체와 상기 압축기에서 압축된 이산화탄소 유체를 열교환하는 복열기(recuperator)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 열교환기에서 열교환된 제1 작동 유체의 온도를 측정하는 제1 온도 센서; 및 상기 제2 열교환기에서 열교환된 제1 작동 유체의 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 열교환기에서 열교환된 제1 작동 유체 및 상기 제2 열교환기에서 열교환된 제1 작동 유체 중 적어도 어느 하나를 가열하는 유체 가열기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고온가스로에서 상기 제1 열교환기로 유동하는 제1 작동 유체의 일부를 상기 제1 열교환기를 통과한 제1 작동 유체로 바이 패스하는 제1 바이 패스 유로; 및 상기 고온가스로에서 상기 제2 열교환기로 유동하는 제1 작동 유체의 일부를 상기 제2 열교환기를 통과한 제1 작동 유체로 바이 패스하는 제2 바이 패스 유로를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 작동 유체는 헬륨 가스(He(g))이고, 상기 제2 작동 유체는 상기 제1 작동 유체와 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 작동 유체는 상기 제1 작동 유체와 동일할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 수소 생성 장치와 전력 생성 장치에 고온가스로에서 생성한 고온의 열을 균일하게 공급할 수 있다. 이에 따라, 수소 생성의 효율과 전력 생산 효율을 동시에 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 고온가스로 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 도 1의 고온가스로 시스템의 일부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 고온가스로 시스템의 변형 예들을 설명하기 위한 개략도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 개념 및 이에 따른 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 고온가스로 시스템을 설명하기 위한 개략도이다. 도 2는 도 1의 고온가스로 시스템의 일부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 고온가스로 시스템(1)은 고온가스로(10), 제1 열교환기(20), 제2 열교환기(25), 수소 생성 장치(30) 및 전력 생성 장치(40)를 포함할 수 있다. 고온가스로 시스템(1)은 유체 가열기(50), 온도 측정부(60), 밸브부(80), 컨트롤러(90), 제1 순환 유로부(100), 제2 순환 유로부(200), 및 제3 순환 유로부(300)를 포함할 수 있다.
고온가스로(10)는 핵분열을 이용하여, 900℃이상의 초고온 열을 생성할 수 있다. 고온가스로(10)는 제1 작동 유체를 냉각재로 사용하여, 제1 작동 유체에 열을 공급할 수 있다. 고온가스로(10)는 세라믹 피복입자 핵연료를 사용하고, 흑연을 감속재로 사용하는 원자로일 수 있다. 예를 들면, 고온가스로(10)는 대략 350MW(Megawatt)의 열출력을 제공하는 원자로일 수 있다.
제1 작동 유체는 헬륨 가스(He(g))일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 헬륨은 물보다 고온가스로(10)로부터 매우 높은 열을 공급받을 수 있다. 고온가스로(10)에서 배출된 제1 작동 유체는 대략 950℃의 온도, 대략 7000kpa의 압력, 및 대략 4822kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다. 고온가스로(10)로 유입된 제1 작동 유체는 대략 450℃의 온도, 대략 7000kpa의 압력, 및 대략 2227kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
제1 열교환기(20)는 고온가스로(10)에서 배출된 제1 작동 유체의 일부와 제2 작동 유체를 서로 열교환할 수 있다. 즉, 제2 작동 유체는 제1 열교환기(20)에서 제1 작동 유체로부터 열을 공급받을 수 있다. 예를 들면, 열교환된 제2 작동 유체는 대략 920℃의 온도, 및 대략 7000kpa의 압력을 가질 수 있다. 열교환된 제2 작동 유체는 수소 생성 장치(30)에 공급될 수 있다. 제2 작동 유체는 제1 작동 유체와 동일할 수 있다. 예를 들면, 제2 작동 유체는 헬륨 가스(He(g))일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 열교환기(20)에서 열교환된 제1 작동 유체는 고온가스로(10)를 향해 유동될 수 있다. 예를 들면, 제1 작동 유체는 대략 450℃의 온도와 대략 7000kpa의 압력을 가질 수 있다.
제2 열교환기(25)는 제1 열교환기(20)에 병렬로 연결될 수 있다. 제2 열교환기(25)는 고온가스로(10)에서 배출된 제1 작동 유체의 나머지와 제3 작동 유체를 서로 열교환할 수 있다. 즉, 제3 작동 유체는 제2 열교환기(25)에서 제1 작동 유체로부터 열을 공급받을 수 있다. 예를 들면, 열교환된 제3 작동 유체는 대략 750℃의 온도와, 대략 7000kpa의 압력을 가질 수 있다. 열교환된 제3 작동 유체는 전력 생성 장치(40)에 공급될 수 있다. 제3 작동 유체는 제1 작동 유체와 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 열교환기(25)에서 열교환된 제1 작동 유체는 고온가스로(10)를 향해 유동할 수 있다. 예를 들면, 제1 작동 유체는 대략 445℃의 온도, 대략 6900kpa의 압력, 및 대략 2203kJ/kg의 엔탈피(enthalpy)를 가질 수 있다.
제1 및 제2 열교환기들(20, 25)은 대향류 방식의 플레이트 열교환기 형태를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
수소 생성 장치(30)는 열교환된 고온의 제2 작동 유체의 열을 공급받아, 수소를 생산할 수 있다. 수소 생성 장치(30)는 전기분해 또는 열화학 공정 등을 통해 수소를 생산할 수 있다. 실시예에 따르면, 수소 생성 장치는 고온에서 요오드와 황산을 촉매로 사용하여 물을 분해하는 열화학 공정을 통해 수소를 생산할 수 있다. 수소 생성 장치(30)는 제2 작동 유체의 온도가 대략 800℃ 이상일 때, 열화학 공정을 통해 수소를 생성할 수 있다. 제2 작동 유체는 고온가스로에서 배출된 제1 작동 유체와 열교환할 때, 대략 800℃ 이상의 온도를 가질 수 있다.
수소 생성 장치는 고온의 제2 작동 유체의 열을 이용하여, 아래의 반응식1에 따라 황산(H2SO4)을 수증기(H2O(g)), 산소(O2(g)), 이산화황(SO2(g))으로 분해할 수 있다.
반응식 1: 2H2SO4 + 열 ? 2H2O + 2SO2 + O2
수소 생성 장치(30)는 산소(O2(g)를 제거하고, 수증기(H2O(g)), 및 이산화황(SO2(g))을 냉각시켜 요오드(I)와 반응시킬 수 있다. 이에 따라, 수소 생성 장치(30)는 아래의 반응 식2에 따라 황산(H2SO4), 및 요오드화 수소(HI)를 형성할 수 있다.
반응식 2: 4H2O + 2SO2 + 2I2 ? 2H2SO4 + 4HI + 열
요오드화 수소(HI)는 제2 작동 유체의 열을 이용하여, 아래의 반응식 3에 따라 수소(H2), 및 요오드(I)로 분리될 수 있다. 이에 따라, 수소 생성 장치(30)는 수소를 생성할 수 있다.
반응식 3: 4HI + 열 ? 2I2 + 2H2
수소 생성 장치(30)를 통과한 제2 작동 유체는 대략 600℃의 온도를 가질 수 있다.
전력 생성 장치(40)는 증기 발생기(steam generator, 410), 터빈(turbine, 420), 발전기(generator, 430), 복수기(condenser, 440) 및 급수 펌프(feed pump, 450)를 포함할 수 있다.
증기 발생기(410)은 제3 작동 유체로부터 열을 공급받을 수 있다. 증기 발생기(410)는 제3 작동 유체의 열을 이용하여, 공급된 급수를 가열할 수 있다. 이에 따라, 증기 발생기(410)는 고온 고압의 증기를 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 증기 발생기(410)는 초초임계(Ultra-supercritical) 상태의 증기를 발생시킬 수 있다. 증기 발생기(410)의 증기는 대략 585℃의 온도, 대략 16,500kpa의 압력, 및 대략 3528kJ/kg의 엔탈피(enthalpy)를 가질 수 있다. 초초임계 상태의 증기는 터빈(420)으로 공급될 수 있다.
터빈(420)은 증기 발생기(410)에서 발생된 증기에 의해 회전 구동될 수 있다. 터빈(420)은 증기의 열에너지를 회전 에너지로 변환할 수 있다.
터빈(420)을 통과한 증기는 팽창될 수 있다. 터빈(420)은 팽창기의 기능을 수행할 수 있다. 터빈(420)은 복수 개일 수 있다. 실시예들에 따르면, 터빈(420)은 고압 터빈부(high pressure turbine, 421), 및 저압 터빈부(low pressure turbine, 422)을 포함할 수 있다. 고압 터빈부(421)은 저압 터빈부(422), 및 증기 발생기(410)에 연결될 수 있고, 저압 터빈부(422)은 고압 터빈부(421), 및 발전기(430)에 연결될 수 있다.
초초임계 상태의 증기는 고압 터빈부(421)을 회전 구동시킬 수 있고, 고압 터빈부(421)을 통과한 증기는 대략 384℃의 온도, 대략 4600kpa의 압력, 및 대략 3166kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다. 고압 터빈부(421)을 통과한 증기는 저압 터빈부(422)으로 공급되어, 저압 터빈부(422)을 회전 구동시킬 수 있다. 저압 터빈부(422)을 통과한 증기는 대략 39℃의 온도, 대략 7kpa의 압력, 및 대략 2154kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
발전기(430)는 터빈(420)에 연결될 수 있다. 발전기(430)는 터빈(420)의 회전 구동에 의해 전력을 발생시킬 수 있다. 발전기(430)는 터빈(420)의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 터빈(420)이 고온의 초초임계 상태의 증기를 이용함으로써, 발전기(430)는 큰 전기 에너지를 생성할 수 있다. 즉, 전력 생성 장치(40)의 발전 효율이 향상될 수 있다.
터빈(420)을 통과한 증기는 복수기(440)로 유동할 수 있다. 복수기(440)는 터빈(420)으로부터 배출된 증기를 응축할 수 있다. 상세하게, 복수기(440)는 증기를 냉매와 열교환하여, 증기를 물로 환원할 수 있다. 복수기(440)에서 환원된 물은 대략 39℃의 온도, 대략 7kpa의 압력 및 대략 163kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
복수기(440)에서 환원된 물은 급수 펌프(450)에 의해 증기 발생기(410)로 공급될 수 있다. 급수 펌프(450)를 통과한 물은 압력이 증가될 수 있다. 예를 들면, 급수 펌프(450)를 통과한 물은 대략 39도℃의 온도, 대략 18000kpa의 압력, 및 대략 183kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
제1 순환 유로부(100)는 고온가스로(10), 제1 열교환기(20) 및 제2 열교환기(25)를 연결할 수 있다. 제1 순환 유로부(100) 내에 제1 작동 유체가 흐를 수 있다. 제1 순환 유로부(100)는 고온가스로(10)의 배출구와 연결되는 제1 유로(110), 고온가스로(10)의 유입구와 연결되는 제2 유로(120), 제1 유로(110), 및 제1 열교환기(20)를 연결하는 제3 유로(130), 제1 열교환기(20), 및 제2 유로(120)를 연결하는 제4 유로(140), 제1 유로(110), 및 제2 열교환기(25)를 연결하는 제5 유로(150), 및 제2 열교환기(25), 및 제2 유로(120)를 연결하는 제6 유로(160)를 포함할 수 있다.
제2 순환 유로부(200)는 제1 열교환기(20), 및 수소 생성 장치(30)를 연결할 수 있다. 제2 순환 유로부(200) 내에 제2 작동 유체가 흐를 수 있다.
제3 순환 유로부(300)는 제2 열교환기(25), 및 전력 생성 장치(40)를 연결할 수 있다. 실시예들에 따르면, 제3 순환 유로부(300)는 제2 열교환기(25), 및 증기 발생기(410)를 연결할 수 있다. 제3 순환 유로부(300) 내에 제3 작동 유체가 흐를 수 있다.
제1 내지 제3 순환 유로부들(100, 200, 300) 상에 순환기(70)가 배치될 수 있다. 순환기(70)는 순환 유로들 내의 작동 유체들을 순환시킬 수 있다. 순환기(70) 펌프(pump)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제4 유로(140) 상에 배치된 순환기(70)는 압력 조절을 통해, 고온 가스로(10)에서 제1 열교환기(20)로 유동하는 제1 작동 유체의 유량을 조절할 수 있다. 제6 유로(160) 상의 순환기(70)는 압력 조절을 통해, 고온 가스로(10)에서 제2 열교환기(25)로 유동하는 제1 작동 유체의 유량을 조절할 수 있다.
온도 측정부(60)는 제1 온도 센서(61), 및 제2 온도 센서(62)를 포함할 수 있다. 제1 온도 센서(61)는 제1 열교환기(20)에서 열교환된 제1 작동 유체의 온도를 측정할 수 있다. 제1 온도 센서(61)는 제4 유로(140)에 배치될 수 있다. 제2 온도 센서(62)는 제2 열교환기(25)에서 열교환된 제1 작동 유체의 온도를 측정할 수 있다. 제2 온도 센서(62)는 제6 유로(160)에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 온도 센서들(61, 62)에서 측정한 온도 정보들(I)는 컨트롤러(90)로 전송될 수 있다.
유체 가열기(50)는 제1 열교환기(20)에서 열교환된 제1 작동 유체, 및 제2 열교환기(25)에서 열교환된 제1 작동 유체 중 적어도 어느 하나를 가열할 수 있다. 제1 순환 유로부(100)는 2개의 순환 루프를 가질 수 있다. 예를 들면, 제3 유로(130), 및 제4 유로(140)는 하나의 순환 루프를 형성하고, 제5 유로(150) 및 제6 유로(160)가 하나의 순환 루프를 형성할 수 있다. 유체 가열기(50)는 제3 및 제5 유로들(130, 150) 내의 제1 작동 유체가 기 설정된 온도 범위 내의 온도를 가질 수 있도록 가열할 수 있다.
유체 가열기(50)는 제1 열교환기(20)에서 열교환된 제1 작동 유체를 가열하는 제1 가열부(51)및 제2 열교환기(25)에서 열교환된 제1 작동 유체를 가열하는 제2 가열부(52)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 가열부들(51, 52)는 버너(burner)일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제1 가열부(51)는 제4 유로(140)에 인접하게 배치될 수 있고, 제2 가열부(52)는 제6 유로(160)에 인접하게 배치될 수 있다.
밸브부(80)는 고온가스로(10)에서 제1 열교환기(20)로 유동하는 제1 작동 유체의 유량을 조절하는 제1 유량 조절밸브(81)를 포함할 수 있다. 제1 유량 조절밸브(81)는 제3 유로(130) 및/또는 제4 유로(140) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 유량 조절 밸브(81)는 제3 유로(130)의 개방 정도를 조절하거나 폐쇄할 수 있다.
밸브부(80)는 고온 가스로(10)에서 제2 열교환기(25)로 유동하는 제1 작동 유체의 유량을 조절하는 제2 유량 조절 밸브(82)를 포함할 수 있다. 제2 유량 조절 밸브(82)는 제5 유로(150) 및/또는 제6 유로(160) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 유량 조절 밸브(82)는 제5 유로(150)의 개방 정도를 조절하거나 폐쇄할 수 있다.
컨트롤러(90)는 유체 가열기(50) 및 밸브부(80)를 제어할 수 있다.
컨트롤러(90)는 온도 측정부(60)에서 측정한 온도 정보(I)를 이용하여, 유체 가열기(50)를 제어할 수 있다. 온도 정보(I)에는 제1 온도 센서에서 측정한 제1 작동 유체의 온도 값(이하, 제1 온도 값), 및 제2 온도 센서(62)에서 측정한 제1 작동 유체의 온도 값(이하, 제2 온도 값)을 포함할 수 있다.
고온 가스로(10)는 정밀 제어를 요구하기 때문에, 고온 가스로(10)로 유입되는 제1 작동 유체의 온도는 일정해야한다. 따라서, 컨트롤러(90)는 고온 가스로(10)로 유입되는 제1 작동 유체의 온도를 일정하게 유지하기 위해, 유체 가열기(50)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(90)는 제1 온도 값과 제2 온도 값을 이용하여, 유체 가열기(50)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(90)는 제1 온도 값 및 제2 온도 값이 기 설정된 온도 이하인지를 판단할 수 있다. 예를 들면, 기 설정된 온도는 대략 450℃ 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
컨트롤러(90)는 제1 온도 값이 기 설정된 온도보다 낮은 때, 제1 가열부(51)를 구동할 수 있다. 이에 따라, 제1 온도 값이 기 설정된 온도에 대응될 수 있다. 컨트롤러(90)는 제2 온도 값이 기 설정된 온도보다 낮은 때, 제2 가열부(52)를 구동할 수 있다. 이에 따라, 제2 온도 값이 기 설정된 온도에 대응될 수 있다. 이에 따라, 고온 가스로(10)로 유입되는 제1 작동 유체의 온도는 일정하게 유지될 수 있다.
또한, 컨트롤러(90)는 제1 온도 값 및 제2 온도 값의 차가 기 설정된 온도 범위를 벗어나는지를 판단할 수 있다. 예를 들면, 기 설정된 온도 범위는 대략 -2℃ 이상 2℃ 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
컨트롤러(90)는 제1 온도 값과 제2 온도 값의 차가 기 설정된 범위를 벗어나는 때, 제1 온도 값과 제2 온도 값을 비교할 수 있다. 컨트롤러(90)는 제1 온도 값과 제2 온도 값 중 작은 온도 값을 판단할 수 있다. 컨트롤러(90)는 작은 온도 값을 갖는 제1 작동 유체를 가열하도록 유체 가열기(50)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(90)는 제1 온도 값이 제2 온도 값보다 클 때, 제2 가열부(52)를 구동할 수 있다. 이에 따라, 제2 열교환기(25)에서 열교환된 제1 작동 유체의 온도는 제1 열교환기(20)에서 열교환된 제1 작동 유체의 온도에 대응될 수 있다. 여기서, 대응된다는 것은 온도가 동일하거나 소정의 오차 범위 내에 있는 것을 의미할 수 있다.
컨트롤러(90)는 기 설정된 정보 및/또는 사용자에 의한 입력 정보에 의해 유량 제어밸브(81)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(90)는 전력 사용량이 많은 낮 시간에 제1 열교환기(20)로 유동하는 제1 작동 유체의 양이 감소하도록 유량 조절밸브(81)를 제어할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 고온가스로 시스템의 변형 예들을 설명하기 위한 개략도들이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도 3의 전력 생성 장치(41)는 도 1의 전력 생성 장치(40, 도 1 참조)와 달리, 이산화탄소를 외부로 배출하지 않는 폐루프(close-loop) 사이클 또는 이산화탄소를 외부로 배출하는 개루프(open-loop)를 이를 수 있다. 또한, 도 3의 전력 생성 장치(41)는 작동 유체로 초임계 상태의 이산화탄소를 이용할 수 있다. 여기서, 이산화탄소란 화학적인 의미에서 순수한 이산화 탄소, 불순물이 다소 포함된 이산화탄소 등을 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 초임계 상태의 이산화탄소 유체는 7.38Mpa과 31℃ 이상에서 발생될 수 있다.
초임계 상태의 이산화탄소 유체는 일반적인 유체보다 농도가 높아, 압축기(460)의 펌핑 동력을 현저히 감소시킬 수 있고, 발전 효율을 향상시킬 수 있다. 초임계 상태의 이산화탄소 유체는 고압에서 체적 유량이 작아져, 전체적인 열변환 사이클의 크기를 줄일 수 있다. 즉, 이산화탄소를 작동 유체를 사용함으로써, 전력 생성 장치(41)의 크기가 작아질 수 있다.
전력 생성 장치(41)는 제3 열교환기(415), 압축기(compressor, 460), 복열기(recuperator, 480), 프리쿨러(precooler, 470), 및 터빈(423)을 포함할 수 있다.
압축기(460)는 이산화탄소 유체를 고압으로 압축할 수 있다. 압축기(460)에서 압축된 이산화탄소 유체는 제3 열교환기(415)로 제공될 수 있다. 실시예에 따르면, 압축기(460)는 제1 압축부(461), 및 제2 압축부(462)를 포함할 수 있다. 이에 대한 설명은 후술한다.
제3 열교환기(415)는 제3 작동 유체와 압축기(460)에서 압축된 이산화탄소 유체를 열교환할 수 있다. 이산화탄소 유체는 제3 열교환기(415)에서 제3 작동 유체의 열을 공급받을 수 있다. 예를 들면, 제3 열교환기(415)에서 열교환된 이산화탄소 유체는 대략 513℃의 온도, 대략 19.3kpa의 압력, 및 대략 483kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다. 이에 따라, 제3 열교환기(415)에서 열교환된 이산화탄소 유체는 초임계 상태일 수 있다.
터빈(423)은 제3 열교환기(415)에서 열교환된 이산화탄소 유체에 의해 회전 구동될 수 있다. 터빈(423)은 이산화탄소 유체의 열에너지를 회전 에너지로 변환할 수 있다. 터빈(423)을 통과한 이산화탄소 유체를 프리쿨러(470)를 향해 유동할 수 있다.
발전기(430)는 터빈(423)에 연결될 수 있다. 발전기(430)는 터빈(423)의 회전 구동에 의해 전력을 발생시킬 수 있다. 발전기(430)는 터빈(523)의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.
프리쿨러(470)는 터빈(423)을 통과한 이산화탄소 유체를 냉각시킬 수 있다. 프리쿨러(470)를 통과한 이산화탄소 유체는 압축기(460)를 향해 유동할 수 있다.
복열기(480)는 압축기(460)에서 압축된 이산화탄소 유체와 터빈(423)을 통과한 이산화탄소 유체를 열교환할 수 있다. 이에 따라, 복열기(480)는 제3 열교환기(415)로 유동하는 이산화탄소 유체를 예열할 수 있다. 실시예들에 따르면, 복열기(480)는 제1 복열부(481), 및 제2 복열부(482)를 포함할 수 있다.
제2 복열부(482)를 통과한 이산화탄소 유체의 일부는 프리쿨러(470)로 유동하고, 나머지는 제2 압축부(462)로 유동할 수 있다. 제2 복열부(482)를 통과한 이산화탄소 유체는 대략 106℃의 온도, 대략 7.5Mpa의 압력, 및 대략 24.3kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
이산화탄소 유체의 일부는 프리쿨러(470)에서 냉각될 수 있다. 프리쿨러(470)에서 냉각된 이산화탄소 유체는 대략 35℃의 온도, 대략 7.55Mpa의 압력, 및 대략 -111.7kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
제1 압축부(461)는 프리쿨러(470)를 통과한 이산화탄소 유체를 압축할 수 있다. 제1 압축부(461)에서 압축된 이산화탄소 유체는 제3 열교환기(415)로 유동할 수 있다. 제1 압축부(461)에서 압축된 이산화탄소 유체는 대략 102℃의 온도, 대략 20Mpa의 압력, 및 대략 -75.9kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
제2 압축부(462)는 제2 복열부(482)를 통과한 이산화 탄소 유체를 압축할 수 있다. 제2 압축부(462)에서 압축된 이산화탄소 유체는 제3 열교환기(415)로 유동할 수 있다. 제2 압축부(462)에서 압축된 이산화탄소 유체는 대략 203.5℃의 온도, 대략 19.8Mpa의 압력, 및 대략 96.58kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
제1 압축부(461)에서 압축된 이산화탄소 유체는 제2 복열부(482)에서 터빈(423)을 통과한 이산화탄소 유체로부터 열을 공급받을 수 있다. 이에 따라, 제1 압축부(461)에서 압축된 이산화탄소 유체의 온도는 상승할 수 있다. 제2 복열부(482)에서 열을 공급받은 이산화탄소 유체는 제2 압축부(462)에서 압축된 이산화탄소 유체와 혼합될 수 있다.
혼합된 이산화탄소 유체는 제1 복열부(481)에서 터빈(423)을 통과한 이산화탄소 유체로부터 열을 공급받을 수 있다. 제1 복열부(481)에서 열을 공급받은 이산화탄소 유체는 대략 391℃의 온도, 대략 19.5Mpa의 압력, 및 대략 333kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
제1 복열부(481)에서 열을 공급받은 이산화탄소 유체는 제3 열교환기(415)에서 제3 작동 유체와 열교환될 수 있다. 즉, 제1 복열부(481)에서 열을 공급받은 이산화탄소 유체는 제3 열교환기(415)에서 제3 작동 유체로부터 열을 공급받을 수 있다. 제3 열교환기(415)를 통과한 이산화탄소 유체는 대략 513℃의 온도, 대략 19.3Mpa의 압력, 및 대략 483kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
제3 열교환기(415)를 통과한 이산화탄소 유체는 터빈(423)을 회전 구동할 수 있다. 터빈(423)을 통과한 이산화탄소 유체는 프리쿨러(470)를 향해 유동할 수 있다. 터빈(423)을 통과한 이산화탄소 유체는 대략 403℃의 온도, 대략 7.7Mpa의 압력, 및 대략 364.4kJ/kg의 엔탈피를 가질 수 있다.
터빈(423)을 통과한 이산화탄소 유체는 제1 복열부(481), 및 제2 복열부(482)를 통과할 수 있다. 터빈(423)을 통과한 이산화탄소 유체는 제1 복열부(481)에서 상기 혼합된 이산화탄소 유체로 열을 공급할 수 있고, 제2 복열부(482)에서 상기 제1 압축부(461)에서 압축된 이산화탄소 유체로 열을 공급할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 도 4의 고온가스로 시스템(1)은 도 1의 고온가스로 시스템(1)과 같이 유체 가열기(50)를 포함할 수 있다. 또한, 도 4의 제1 순환 유로부(100)는 도 1의 제1 순환 유로부(100)와 달리, 제1 바이 패스 유로(170), 제2 바이 패스 유로(180), 제1 바이 패스 밸브(83) 및 제2 바이 패스 밸브(84)를 더 포함할 수 있다.
제1 바이 패스 유로(170)는 제3 유로(130), 및 제4 유로(140)를 연결할 수 있다. 이에 따라, 제1 바이 패스 유로(170)은 고온가스로(10)에서 제1 열교환기(20)로 유동하는 제1 작동 유체의 적어도 일부를 제1 열교환기(20)를 통과한 제1 작동 유체로 바이 패스할 수 있다.
제2 바이 패스 유로(180)는 제5 유로(150), 및 제6 유로(160)를 연결할 수 있다. 이에 따라, 제2 바이 패스 유로(180)는 고온가스로(10)에서 제2 열교환기(25)로 유동하는 제1 작동 유체의 적어도 일부를 제2 열교환기(25)를 통과한 제1 작동 유체로 바이 패스할 수 있다.
제1 바이 패스 밸브(83)는 제1 바이 패스 유로(170) 상에 배치되고, 제1 바이 패스 유로(170)를 개폐할 수 있다. 제2 바이 패스 밸브(84)는 제2 바이 패스 유로(180) 상에 배치되고, 제2 바이 패스 유로(180)를 개폐할 수 있다.
컨트롤러(90)는 제1 유량 조절 밸브(81), 제2 유량 조절 밸브(83), 제1 바이 패스 밸브(83), 및 제2 바이 패스 밸브(84)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(90)는 고온 가스로(10)로 유입되는 제1 작동 유체의 온도를 일정하게 유지하기 위해, 제1 온도 값과 제2 온도 값을 이용하여, 제1 및 제2 바이 패스 밸브들(82, 83)을 개폐할 수 있다. 컨트롤러(90)는 제1 온도 값과 제2 온도 값의 각각이 기 설정된 온도보다 낮은지를 판단할 수 있다. 컨트롤러(90)는 제1 온도 값이 기 설정된 온도보다 낮은 때, 제1 바이 패스 밸브(83)를 개방할 수 있다. 이에 따라, 제1 온도 값이 기 설정된 온도에 대응될 수 있다. 컨트롤러(90)는 제2 온도 값이 기 설정된 온도보다 낮은 때, 제2 가열부(52)를 구동할 수 있다. 이에 따라, 제2 온도 값이 기 설정된 온도에 대응될 수 있다. 이에 따라, 고온 가스로(10)로 유입되는 제1 작동 유체의 온도는 일정하게 유지될 수 있다.
컨트롤러(90)는 제1 유량 조절 밸브(81)를 폐쇄하고, 제1 바이 패스 밸브(84)을 개방할 수 있다. 이에 따라, 제3 유로(130) 내의 제1 작동 유체는 제1 열교환기(20)로 유동하지 않고, 제1 바이 패스 유로(170)로만 유동할 수 있다.
컨트롤러(90)는 제1 유량 조절 밸브(81)를 개방하고, 제1 바이 패스 밸브(84)을 폐쇄할 수 있다. 이에 따라, 제3 유로(130) 내의 제1 작동 유체는 제1 열교환기(20)로만 유동하고, 제1 바이 패스 밸브(84)로 유동하지 않을 수 있다.
컨트롤러(90)는 제1 유량 조절 밸브(81)의 일부를 개방하고, 제1 바이 패스(84)를 개방할 수 있다. 이에 따라, 제3 유로(130) 내의 제1 작동 유체의 일부는 제1 열교환기(20)로 유동하고, 나머지는 제1 바이 패스 유로(170)로 유동할 수 있다.
컨트롤러(90)는 제2 유량 조절 밸브(83)와 제2 바이 패스 밸브(84)를 전술한 제1 유량 조절 밸브(83)와 제1 바이 패스 밸브(84)의 제어 방식과 동일한 방식으로 제어할 수 있다.
도 5의 고온가스로 시스템(1)은 도 1의 고온가스로 시스템(1)과 달리, 공정 장치(35), 제3 온도 센서(63), 제3 바이 패스 유로(210), 및 제3 바이 패스 밸브(85)를 더 포함할 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 제2 순환 유로부(200)는 제3 바이 패스 유로(210)를 더 포함할 수 있다. 제3 바이 패스 유로(210)는 수소 생성 장치(30)를 통과한 제2 작동 유체의 일부를 바이 패스할 수 있다. 제3 바이 패스 밸브(85)는 제3 바이 패스 유로(210) 상에 배치되고, 제3 바이 패스 유로(210)를 개폐할 수 있다.
공정 장치(35)는 제3 바이 패스 유로(210) 상에 배치될 수 있다. 공정 장치(35)는 수소 생성 장치(30)를 통과한 제2 작동 유체의 열을 이용하여, 각종 공정에 수행할 수 있다. 실시예들에 따르면, 공정 장치(35)는 원유를 정체하는 석유 정제 기구일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이에 따라, 수소 생성 장치(30)를 통과한 제2 작동 유체의 폐열을 공정 장치(35)의 공정 열로 이용할 수 있다.
온도 측정부(60)는 제3 온도 센서(63)를 더 포함할 수 있다. 제3 온도 센서(63)는 수소 생성 장치(30)를 통과한 제2 작동 유체의 온도(이하, 제3 온도 값)를 측정할 수 있다. 제3 온도 센서(63)는 측정된 제3 온도 값을 컨트롤러(90)로 전송할 수 있다.
컨트롤러(90)는 제3 온도 값을 이용하여, 제3 바이 패스 밸브(85)를 개폐할 수 있다. 컨트롤러(90)는 제3 온도 값이 기 설정된 온도 값 이상일 때, 제3 바이 패스 밸브(85)를 개방할 수 있다. 예를 들면, 경유는 원유에서 대략 200℃ 내지 350℃에서 분리될 수 있고, 등유는 원유에서 대략 150℃ 내지 320℃에서 분리될 수 있다. 이에 따라, 컨트롤러(90)는 제3 온도 값이 600℃ 이상일 때, 제3 바이 패스 밸브(85)를 개방할 수 있다. 600℃의 제2 작동 유체의 열은 석유 정제 기구에 공급되어, 등유 및 경유를 원유에서 분리하는데 이용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 고온가스로 시스템 10: 고온가스로
20: 제1 열교환기 25: 제2 열교환기
30: 수소 생성 장치 40, 41: 전력 생성 장치
50: 유체 가열기 60: 온도 측정부
80: 밸브부 90: 컨트롤러

Claims (10)

  1. 핵분열을 통해 제1 작동 유체에 열을 공급하는 고온가스로;
    상기 고온가스로에서 배출된 상기 제1 작동 유체의 일부와 제2 작동 유체를 열교환하는 제1 열교환기;
    상기 제1 열교환기와 병렬 연결되며, 상기 고온가스로에서 배출된 상기 제1 작동 유체의 나머지를 제3 작동 유체와 열교환하는 제2 열교환기;
    상기 제1 열교환기에서 열교환된 제2 작동 유체로부터 열을 공급받아, 수소를 생산하는 수소 생성 장치;
    상기 제2 열교환기에서 열교환된 제3 작동 유체로부터 열을 공급받아, 전력을 생산하는 전력 생성 장치;
    상기 고온가스로에서 상기 제1 열교환기로 유동하는 제1 작동 유체의 일부를 상기 제1 열교환기를 통과한 제1 작동 유체로 바이 패스하는 제1 바이 패스 유로;
    상기 제1 바이 패스 유로 상에 위치되어 상기 제1 바이 패스 유로를 개폐하는 제1 바이 패스 밸브;
    상기 제1 열교환기에서 열교환된 제1 작동 유체의 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서; 및
    상기 제1 온도 센서에서 측정한 온도 정보를 이용하여, 상기 제1 바이 패스 밸브를 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 온도가 기 설정된 온도보다 낮은 때, 상기 제1 바이 패스 밸브가 상기 제1 바이 패스 유로를 개방하도록 제어하는 고온가스로 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 생성 장치는:
    상기 제3 작동 유체의 열을 이용하여, 초초임계(Ultra-supercritical) 상태의 증기를 발생시키는 증기 발생기;
    상기 증기 발생기에서 발생된 증기에 의해 구동되는 터빈;
    상기 터빈의 구동에 의해 전력을 발생시키는 발전기; 및
    상기 터빈을 통과한 증기를 응축시키는 복수기를 포함하는 고온가스로 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력 생성 장치는:
    이산화탄소 유체를 압축하는 압축기;
    상기 제3 작동 유체와 상기 압축기에서 압축된 이산화탄소 유체를 열교환하는 제3 열교환기;
    상기 제3 열교환기에서 열교환된 상기 이산화탄소 유체에 의해 구동되는 터빈;
    상기 터빈의 구동에 의해 전력을 발생시키는 발전기; 및
    상기 터빈을 통과한 상기 이산화탄소 유체를 냉각시키는 프리쿨러를 포함하는 고온가스로 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 열교환기에서 열교환된 이산화탄소 유체는 초임계(Supercritical) 상태인 고온가스로 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 터빈을 통과한 이산화탄소 유체와 상기 압축기에서 압축된 이산화탄소 유체를 열교환하는 복열기(recuperator)를 포함하는 고온가스로 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 열교환기에서 열교환된 제1 작동 유체의 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서;
    상기 고온가스로에서 상기 제2 열교환기로 유동하는 제1 작동 유체의 일부를 상기 제2 열교환기를 통과한 제1 작동 유체로 바이 패스하는 제2 바이 패스 유로; 및
    상기 제2 바이 패스 유로 상에 위치되어, 상기 제2 바이 패스 유로를 개폐하는 제2 바이 패스 밸브를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 제2 온도가 기 설정된 온도보다 낮은 때, 상기 제2 바이 패스 밸브가 상기 제2 바이 패스 유로를 개방하도록 제어하는 고온가스로 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열교환기에서 열교환된 제1 작동 유체 및 상기 제2 열교환기에서 열교환된 제1 작동 유체 중 적어도 어느 하나를 가열하는 유체 가열기를 포함하는 고온가스로 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고온가스로에서 배출된 제1 작동 유체가 유동하는 제1 유로;
    상기 고온가스로로 유입되는 제1 작동 유체가 유동하는 제2 유로;
    상기 제1 유로와 상기 제1 열교환기를 연결하는 제3 유로;
    상기 제1 열교환기와 상기 제2 유로를 연결하는 제4 유로;
    상기 제1 유로와 상기 제2 열교환기를 연결하는 제5 유로; 및
    상기 제2 열교환기와 상기 제2 유로를 연결하는 제6 유로를 더 포함하고,
    상기 제1 바이 패스 유로는 상기 제3 유로와 상기 제4 유로를 연결하는 고온가스로 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제4 유로와 상기 제6 유로를 연결하여, 상기 고온가스로에서 상기 제2 열교환기로 유동하는 제1 작동 유체의 일부를 상기 제2 열교환기를 통과한 제1 작동 유체로 바이 패스하는 제2 바이 패스 유로를 더 포함하는 고온가스로 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 작동 유체는 헬륨 가스(He(g))이고,
    상기 제2 및 제3 작동 유체들은 상기 제1 작동 유체와 동일한 고온가스로 시스템.
KR1020160141440A 2016-10-27 2016-10-27 고온가스로 시스템 KR101745947B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160141440A KR101745947B1 (ko) 2016-10-27 2016-10-27 고온가스로 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160141440A KR101745947B1 (ko) 2016-10-27 2016-10-27 고온가스로 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101745947B1 true KR101745947B1 (ko) 2017-06-28

Family

ID=59280555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160141440A KR101745947B1 (ko) 2016-10-27 2016-10-27 고온가스로 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101745947B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230092177A (ko) * 2021-12-17 2023-06-26 현대건설(주) 암모니아 크래킹을 이용한 수소 생산 설비 및 수소 생산 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003057391A (ja) * 2001-08-09 2003-02-26 Tokyo Inst Of Technol 原子炉プラント
JP2004224661A (ja) * 2003-01-24 2004-08-12 Toshiba Corp 発電・水素生成組合せプラント
KR101505904B1 (ko) * 2013-10-14 2015-03-25 한국원자력연구원 지속적인 원자로 운전을 가능하게 하는 수소생산원자로 중간계통을 포함하는 원자력 수소생산시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003057391A (ja) * 2001-08-09 2003-02-26 Tokyo Inst Of Technol 原子炉プラント
JP2004224661A (ja) * 2003-01-24 2004-08-12 Toshiba Corp 発電・水素生成組合せプラント
KR101505904B1 (ko) * 2013-10-14 2015-03-25 한국원자력연구원 지속적인 원자로 운전을 가능하게 하는 수소생산원자로 중간계통을 포함하는 원자력 수소생산시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230092177A (ko) * 2021-12-17 2023-06-26 현대건설(주) 암모니아 크래킹을 이용한 수소 생산 설비 및 수소 생산 방법
KR102618758B1 (ko) * 2021-12-17 2023-12-27 현대건설(주) 암모니아 크래킹을 이용한 수소 생산 설비 및 수소 생산 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8186142B2 (en) Systems and method for controlling stack temperature
WO2020181677A1 (zh) 一种太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法
US8132410B2 (en) Methods and systems for the production of hydrogen
US10400636B2 (en) Supercritical CO2 generation system applying plural heat sources
KR101660923B1 (ko) 증기 터빈 플랜트
CN103206317B (zh) 一种内燃发电机组余热梯级回收利用系统
WO2020073698A1 (zh) 一种带回热循环的利用lng冷能和工业废热的orc发电系统
US20170234266A1 (en) Waste heat recovery power generation system and flow control method thereof
CN109281719B (zh) 混合发电系统
CN105576269A (zh) 一种固定式的微型燃料电池热电联产装置的热控制系统
KR20160059730A (ko) 초임계 이산화탄소 발전시스템
EP3869599A1 (en) Reversible water electrolysis system and method for operating same
KR102061275B1 (ko) 하이브리드형 발전 시스템
CN112577349A (zh) 一种余热梯级储存和利用的双工质储能系统
KR101811580B1 (ko) 고온가스로 시스템
CN109915219B (zh) 集成燃料电池与超临界二氧化碳太阳能热发电的供能系统及方法
KR101745947B1 (ko) 고온가스로 시스템
CN101517795A (zh) 操作与吸收式冷凝器结合的燃料电池的方法和装置
Du et al. Novel operation strategy for a gas turbine and high-temperature KCS combined cycle
CN109826684A (zh) 一种可高效利用低温冷能的低压型有机朗肯循环发电系统
CN109441577A (zh) 吸收式热泵热电联产机组循环冷却水零上塔运行方法
CN109282280A (zh) 循环流化床锅炉风水联合回收炉渣热量系统及其控制方法
KR101726685B1 (ko) 열병합발전 시스템
CN111287817A (zh) 一种回收黑水闪蒸汽余热的有机朗肯循环发电系统
WO2013086895A1 (zh) 太阳能与外源蒸汽互补发电设备

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant