KR101858508B1 - 해상 부유식 발전 플랜트 및 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 방법 - Google Patents

해상 부유식 발전 플랜트 및 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 방법 Download PDF

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Abstract

해상 부유식 발전 플랜트 및 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 방법이 제공된다.
해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급되는데 송전 과정에서 송전 케이블의 저항에 의해 전력 손실이 발생하므로 초전도 케이블을 통한 송전이 이루어질 수 있다. 이때, 초전도 케이블을 구성하는 초전도체는 초전도 상태를 유지해야 한다. 따라서, 본 발명은 액화 가스가 갖는 냉열을 이용하여 액화 질소를 생산하여 초전도 케이블에 공급하는 발명에 관한 것이다.

Description

해상 부유식 발전 플랜트 및 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 방법{Offshore-floating power plant and method of supplying electric power to onshore-demand of electric power produced by the same}
본 발명은 해상 부유식 발전 플랜트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해상을 부유하는 발전 플랜트로서 액화 가스를 연료로 전력을 생산한 후 육상의 전력 수요처에 생산 전력을 공급하는 해상 부유식 발전 플랜트에 관한 것이다.
여러가지 이유로 육상에서 전력을 생산하기 위한 발전 플랜트를 건설하지 못하는 경우 해상에서 전력을 생산한 후 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 방법이 이용된다. 이러한 발전 플랜트를 해상 부유식 발전 플랜트라 부른다. 이러한 해상 부유식 발전 플랜트의 종류로서 해상 부유 저장 및 발전 플랜트(Floating Storage Power Plant, 또는 FSPP) 등을 들 수 있다. 이러한 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력은 송전 케이블을 통해 육상의 전력 수요처에 공급된다.
한편, 해상 및 육상에서 생산된 전력을 전력 수요처에 공급하는 송전 과정에서는 송전 케이블의 전력 손실이 발생하는 비효율성이 발생한다. 이러한 전력 손실을 최소화하기 위하여 송전 케이블을 초전도체로 제작하는 방법 등이 이용될 수 있다.
한편, 초전도체는 특정 조건(특정 온도 등)에서 저항이 사라지는 물질로서 이러한 특정 조건 중 하나를 구성하는 온도는 대부분 상온보다 훨씬 낮은 극저온의 상태이므로 초전도체를 이용하여 송전하는 경우 초전도체를 극저온으로 유지하는 것이 매우 중요하다.
초전도체를 극저온으로 유지하기 위해 송전을 위한 초전도 케이블에 극저온의 물질을 공급하는 방법이 이용되는데 예를 들어, 액화 질소를 초전도 케이블에 공급하는 방법이 이용될 수 있다. 도 1은 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 구성의 일 예를 도시한 도면으로서, 도 1을 참조하여 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력은 초전도 케이블(1)에 의해 송전되며 결국 육상의 전력 수요처(2)에 공급된다. 이때, 초전도 케이블(1)의 초전도체의 저항이 0이 되는 초저온 상태를 유지하기 위해 액화 질소 역시 초전도 케이블(1)에 공급된다. 초전도 케이블(1)에 공급된 액화 질소는 초전도 케이블(1) 냉각 작용을 마친 후 배출되는데 배출된 질소는 질소 재순환 라인(3)을 통해 회수된 후 다시 냉각된 후 초전도 케이블(1)에 재차 공급된다.
이처럼, 초전도 케이블을 이용하여 송전하는 경우 냉매(도 1의 경우 액화 질소)를 초전도 케이블에 지속적으로 공급해야 하는 문제가 있으며, 질소를 액화시키기 위하여 별도의 장치가 필요하다는 문제가 있다. 그 뿐만 아니라, 도 1에 도시된 일 예에 따르면 초전도 케이블로부터 배출된 질소를 회수하여 활용하기 위한 질소 재순환 라인까지 필요하다는 문제가 발생하며 이는 결국 해상 부유식 발전 플랜트의 건조 및 유지에 과다한 비용의 발생을 의미한다.
또한, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 비롯한 액화 가스를 연료로 하는 해상 부유식 발전 플랜트의 경우 액화 가스를 기화하기 위한 기화기가 구비된다. 이러한 기화기에서는 열매(Heatinv Medium)와 액화 가스를 열교환시켜 액화 가스를 기화시키는데 이러한 열매로서 해수 등이 이용된다. 그러나, 기화기에서 배출되는 열매는 액화 가스로부터 냉열을 회수하였으므로 상당한 저온의 상태인데 이를 이용하지 않고 그대로 배출하는 경우 해상 환경에도 좋지 않고 에너지 효율 측면에서도 좋지 않다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 해상 부유식 발전 플랜트에서 저장하고 있는 액화 가스의 냉열을 이용하여 액화 질소를 생산하고, 이러한 액화 질소를 외부의 질소 수요처에 공급함으로써 액화 가스가 갖는 냉열을 활용함과 동시에, 별도의 질소 재순환 라인을 구비하지 않고도 초전도 케이블을 이용한 송전이 가능하도록 하는 해상 부유식 발전 플랜트를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 해상에서 전력을 생산하는 발전 플랜트에 있어서, 액화 가스를 저장하는 액화 가스 저장 탱크; 상기 액화 가스 저장 탱크에 저장되어 있는 액화 가스의 냉열을 회수하여 공기로부터 액화 질소를 생산하는 액화 질소 생산 장치; 및 상기 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하기 위한 초전도 케이블; 을 포함하며, 상기 액화 질소 장치에서 생산된 액화 질소는 상기 초전도 케이블에 공급되는 해상 부유식 발전 플랜트가 제공된다.
상기 액화 질소 생산 장치는, 상기 액화 가스를 기화시켜 전력을 생산하는 발전 설비에 공급하기 위한 연료 공급 장치; 를 포함하며, 상기 연료 공급 장치는, 상기 액화 가스 저장 탱크에서 배출되는 액화 가스를 압축하기 위한 연료 공급 펌프; 및 상기 연료 공급 펌프에서 배출되는 액화 가스를 기화하기 위한 연료 공급용 기화기; 를 포함할 수 있다.
상기 액화 질소 생산 장치는, 상기 액화 가스를 기화시켜 육상의 가스 수요처에 공급하기 위한 가스 공급 장치; 를 포함하며, 상기 가스 공급 장치는 상기 액화 가스 저장 탱크에서 배출되는 액화 가스를 압축하기 위한 고압 펌프; 및 상기 고압 펌프에서 배출되는 액화 가스를 기화하기 위한 가스 공급용 기화기; 를 포함할 수 있다.
상기 기화기에는 공기가 공급되며, 상기 기화기에서 상기 액화 가스와 상기 공기가 열교환하여 상기 액화 가스가 기화할 수 있다.
상기 액화 질소 생산 장치는 액화 공기로부터 액화 산소 및 액화 질소를 분리하는 분리 장치; 를 더 포함할 수 있다.
상기 액화 질소 생산 장치는 상기 기화기에서 배출되는 상기 공기와 상기 분리 장치에서 배출되는 액화 산소가 열교환이 일어나는 열교환기; 를 더 포함할 수 있다.
상기 액화 질소 생산 장치는, 상기 분리 장치에서 배출된 액화 질소를 저장하기 위한 질소 저장 탱크; 를 더 포함하며, 상기 질소 저장 탱크에 저장된 액화 질소는 상기 초전도 케이블에 공급될 수 있다.
상기 초전도 케이블에 공급된 후 배출되는 상기 액화 질소 또는 질소는 외부의 질소 수요처에 공급될 수 있다.
상기 초전도 케이블에서 배출되는 상기 액화 질소 또는 질소를 회수하기 위한 질소 재순환 라인; 을 포함하지 않을 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 해상 부유식 발전 플랜트에서 전력을 생산하여 육상의 전력 수요처에 공급하기 위한 방법에 있어서, 상기 해상 부유식 발전 플랜트는 초전도 케이블을 통해 육상의 전력 수요처에 전력을 공급하고, 상기 해상 부유식 발전 플랜트는 액화 가스를 연료로 하여 전력을 생산하고, 상기 액화 가스가 갖는 냉열을 회수하여 공기로부터 액화 질소를 생산하는 단계; 및 생산된 상기 액화 질소를 상기 초전도 케이블에 공급하는 단계; 를 포함하는, 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 방법이 제공된다.
상기 해상 부유식 발전 플랜트에 구비된 액화 가스 기화기에서 상기 액화 가스는 공기와 열교환하여 기화될 수 있다.
상기 기화기에서 배출되는 압축 공기는 액화된 후 액화 산소 및 액화 질소로 분리될 수 있다.
상기 기화기에서 배출되는 압축 공기는 상기 액화 산소와 열교환할 수 있다.
상기 초전도 케이블에 공급된 후 배출되는 상기 액화 질소 또는 질소는 외부의 질소 수요처에 공급될 수 있다.
상기 초전도 케이블에서 배출되는 상기 액화 질소 또는 질소는 상기 해상 부유식 발전 플랜트에 의해 다시 회수되지 않을 수 있다.
본 발명에 따르면 해상 부유식 발전 플랜트에서 저장하고 있는 액화 가스의 냉열을 이용하여 액화 질소를 생산하고, 이러한 액화 질소를 외부의 질소 수요처에 공급함으로써 별도의 질소 재순환 라인을 구비하지 않고도 초전도 케이블을 이용한 송전이 가능하다는 기술적 효과가 있다.
도 1은 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유식 발전 플랜트에 구비된 액화 질소 생산 장치 및 그 주변 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명될 것이나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
한편, 본 발명에 따른 해상 부유식 발전 플랜트는 액화 가스(Liquefied)를 연료로 전력을 생산하는 해상 부유식 발전 플랜트에 적용될 수 있다. 여기서, 액화 가스는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 또는, LNG)를 포함하는 개념이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유식 발전 플랜트에 구비된 액화 질소 생산 장치 및 그 주변 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유식 발전 플랜트는 액화 가스를 저장하는 액화 가스 저장 탱크(10) 및 액화 가스가 갖는 냉열을 이용하여 공기로부터 액화 질소를 생산하는 액화 질소 생산 장치(20)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 질소 생산 장치(20)는 액화 가스 저장 탱크(10)에 저장된 극저온 상태의 액화 가스가 갖는 냉열을 회수하여 공기로부터 액화 질소를 생산하는 구성이다.
한편, 본 발명에 따른 해상 부유식 발전 플랜트는 액화 가스를 연료로 하여 전력을 생산한 후 전력을 육상의 전력 수요처에 공급할 뿐만 아니라, 액화 가스를 기화시킨 후 육상에 기화된 가스를 가스 수요처에 공급할 수 있다. 따라서, 액화 질소 생산 장치(20)는, 기화된 액화 가스를 육상의 가스 수요처에 공급하기 위한 가스 공급 장치(30) 및 기화된 액화 가스를 해상 부유식 발전 플랜트 내의 발전 설비에 공급하기 위한 연료 공급 장치(40)를 포함할 수 있다. 이하, 가스 공급 장치(30) 및 연료 공급 장치(40)를 자세히 설명하면 다음과 같다.
가스 공급 장치(30)는, 액화 가스 저장 탱크(10)로부터 배출된 액화 가스를 압축하기 위한 고압 펌프(32) 및 고압 펌프(32)에서 배출된 액화 가스를 기화시키기 위한 가스 공급용 기화기(34)를 포함할 수 있다. 고압 펌프(32) 및 가스 공급용 기화기(34)를 거친 후 배출된 가스는 가스 공급용 파이프(36)를 통해 육상의 가스 수요처에 공급될 수 있다.
한편, 연료 공급 장치(40)는, 액화 가스 저장 탱크(10)로부터 배출된 액화 가스를 발전 설비에서 요구하는 압력으로 압축하기 위한 연료 공급 펌프(42) 및 연료 공급 펌프(42)에서 배출된 액화 가스를 기화시키기 위한 연료 공급용 기화기(44)를 포함할 수 있다. 연료 공급 펌프(42) 및 연료 공급용 기화기(44)를 거친 후 배출된 가스는 발전 설비(46)에 공급되고 발전 설비(46)는 전력을 생산하게 된다. 발전 설비(46)는 가스 터빈을 포함할 수 있다. 따라서, 연료 공급용 기화기(44)에서 배출된 가스는 가스 터빈에 공급될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 해상 부유식 발전 플랜트에 구비되는 액화 질소 생산 장치(20)는 액화 가스가 갖는 냉열을 회수하여 액화 질소를 생산한다. 따라서, 종래의 기화기에서 열매로 사용되는 해수와 달리 질소 생산 장치(20)에 구비되는 가스 공급용 기화기(34) 및 연료 공급용 기화기(44)에 공급되는 열매(Heat medium)는 공기(air)이다. 이때, 후술할 바와 같이 기화기(34, 44)에서 배출되는 공기는 팽창 장치를 통해 감압되므로 기화기(34, 44)에 열매로서 공급되는 공기는 압축 공기일 수 있다. 또한, 기화기(34, 44)에 공급되는 열매로서의 공기는 발전 설비(46), 특히 가스 터빈에 공급되는 연소 공기로부터 일부 분기된 공기일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 질소 생산 장치(20)는, 액화 공기로부터 액화 질소 및 액화 산소를 분리하는 분리 장치(50), 기화기(34, 44)에서 배출된 공기와 분리 장치(50)에서 배출된 액화 산소를 열교환하여 공기를 냉각시키는 열교환기(60), 및 열교환기(60)에서 배출된 공기를 감압시켜 추가로 냉각시켜 액화 공기를 생성하는 팽창 장치(70)를 포함할 수 있다. 팽창 장치(70)는, 예를 들어, Joule-Thomson 밸브일 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 해상 부유식 발전 플랜트는, 분리 장치(50)에서 배출된 액화 질소를 저장하는 질소 저장 탱크(80)를 포함할 수 있고, 및 질소 저장 탱크(80)로부터 액화 질소를 공급받는 초전도 케이블(90)을 더 포함할 수 있다. 초전도 케이블(90)은 공급받은 액화 질소에 의해 저항이 0에 가까워지는 초전도 상태를 유지할 수 있게 되고, 따라서 송전 과정에서의 전력 손실이 최소화된다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 액화 질소 생산 과정에 대해 설명하도록 한다.
전술한 바와 같이 액화 가스 저장 탱크(10)에서 배출된 액화 가스는 고압 펌프(32) 또는 연료 공급 펌프(42)를 거쳐 가스 공급용 기화기(34) 또는 연료 공급용 기화기(44)에 각각 공급된다. 한편, 공기 또는 압축된 공기 역시 가스 공급용 기화기(34) 또는 연료 공급용 기화기(44)에 공급된다.
기화기(34, 44)에서 액화 가스와 공기는 서로 열교환을 하게 되는데 액화 가스가 극저온 상태(LNG의 경우 약 섭씨 영하 163도)이므로 액화 가스는 가열되고 공기는 냉각된다. 따라서, 기화기(34, 44)에서 액화 가스는 기화되어 가스 상태로 배출된다. 기화기(34, 44)에서 배출된 가스는 전술한 바와 같이 가스 공급용 파이프(36) 또는 발전 설비(46)에 공급된다.
한편, 기화기(34, 44)에서 냉각된 후 배출된 공기는 열교환기(60)에서 액화 산소와 열교환함으로써 냉각되고, 열교환기(60)에서 배출된 공기는 팽창 장치(70)를 통과하면서 감압되면서 추가적으로 냉각된다. 팽창 장치(70)를 통과한 공기 중 적어도 일부는 액화될 수 있다.
팽창 장치(70)에서 배출된 액화 공기는 분리 장치(50)에 공급되고 분리 장치(50)에서 액화 공기는 액화 산소 및 액화 질소로 분리된다. 이후, 액화 질소는 질소 저장 탱크(80)에 공급되고, 액화 산소는 열교환기(60)에 공급되어 기화기(34, 44)를 거쳐 열교환기(60)에 공급된 공기와 열교환하게 된다. 열교환기(60)에 공급된 액화 산소는 열교환을 거쳐 기체 산소가 되어 배출될 수 있다. 이후, 이러한 기체 산소는 발전 설비(46)를 비롯하여 산소를 필요로 하는 수요처에 공급될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력 및 액화 질소는 초전도 케이블(100)에 공급된다. 초전도 케이블(100)에 의해 전력은 육상의 전력 수요처(200)에 공급되고, 액화 질소는 초전도 케이블(100)을 유동하면서 전력을 송전하는 초전도체의 전기 저항이 0에 가까운 초전도 상태를 유지하도록 한다. 초전도 케이블(100)에서 배출된 액화 질소는 해상 또는 육상의 질소 수요처(300)에 공급될 수 있다.
한편, 종래와 달리 본 발명에 따른 해상 부유식 발전 플랜트는 초전도 케이블(100)에서 배출된 기체 질소 또는 액화 질소를 회수하기 위한 질소 재순환 라인이 구비되지 않을 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 해상 부유식 발전 플랜트 내에서 자체적으로 액화 질소의 지속적인 생산이 가능하다. 이는, 액화 가스를 연료로 전력을 생산하는 해상 부유식 발전 플랜트에서 전력을 생산하기 위해서는 액화 가스를 지속적으로 소비해야 하고, 따라서 회수 가능한 액화 가스의 냉열 역시 지속적으로 발생하기 때문에 가능한 것이다. 따라서, 생산된 액화 가스를 회수할 필요가 없으므로, 초전도체에서 배출되는 기체 질소 또는 액화 질소를 질소 수요처(300)에 공급할 수 있어, 질소 판매를 통한 수익이 발생할 수 있다. 또한, 종래와 달리 질소 재순환 라인이 구비될 필요가 없어 해상 부유식 발전 플랜트의 건조 기간 및 비용이 감축되는 기술적 효과가 발생한다.
10 - 액화 가스 저장 탱크
20 - 액화 질소 생산 장치
30 - 가스 공급 장치
32 - 고압 펌프
34 - 가스 공급용 기화기
36 - 가스 공급용 파이프
40 - 연료 공급 장치
42 - 연료 공급 펌프
44 - 연료 공급용 기화기
46 - 발전 설비
50 - 분리 장치
60 - 열교환기
70 - 팽창 장치
80 - 질소 저장 장치
90, 100 - 초전도 케이블
200 - 전력 수요처
300 - 질소 수요처

Claims (13)

  1. 해상에서 전력을 생산하는 발전 플랜트에 있어서,
    액화 가스를 저장하는 액화 가스 저장 탱크;
    상기 액화 가스 저장 탱크에 저장되어 있는 액화 가스의 냉열을 회수하여 공기로부터 액화 질소를 생산하는 액화 질소 생산 장치; 및
    상기 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하기 위한 초전도 케이블; 을 포함하며,
    상기 액화 질소 생산 장치는,
    열매로써 공기를 사용하며, 상기 액화 가스 저장탱크에서 배출되는 액화 가스를 발전 설비에 공급하기 전에 기화시키기 위한 기화기;
    상기 기화기에서 액화 가스와 열교환하여 냉각된 공기를 공급받아 냉각시키는 열교환기;
    상기 열교환기에서 배출되는 공기를 감압하여 추가 냉각시키는 팽창 장치; 및
    상기 팽창 장치로부터 배출되는 액화 공기로부터 액화 질소 및 액화 산소를 분리하는 분리 장치; 를 포함하고,
    상기 분리 장치에서 분리된 액화 산소는 상기 열교환기 측으로 공급되어, 공기를 냉각시키는 열매체로 사용되고,
    상기 분리 장치에서 분리된 액화 질소는 상기 초전도 케이블에 공급되는,
    해상 부유식 발전 플랜트.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 액화 질소 생산 장치는,
    상기 액화 가스를 기화시켜 육상의 가스 수요처에 공급하기 위한 가스 공급 장치; 를 포함하며,
    상기 가스 공급 장치는,
    상기 액화 가스 저장 탱크에서 배출되는 액화 가스를 압축하기 위한 고압 펌프; 및
    상기 고압 펌프에서 배출되는 액화 가스를 기화하기 위한 가스 공급용 기화기; 를 포함하는,
    해상 부유식 발전 플랜트.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 초전도 케이블에 공급된 후 배출되는 상기 액화 질소 또는 질소는 외부의 질소 수요처에 공급되는,
    해상 부유식 발전 플랜트.
  9. 해상 부유식 발전 플랜트에서 전력을 생산하여 육상의 전력 수요처에 공급하기 위한 방법에 있어서,
    상기 해상 부유식 발전 플랜트는 액화 가스를 연료로 하여 전력을 생산하여, 초전도 케이블을 통해 육상의 전력 수요처에 전력을 공급하고,
    (a) 액화가스를 기화시키는 기화기의 열매로 공기를 공급하여, 공기를 냉각하는 단계;
    (b) 상기 기화기에서 냉각된 후 배출되는 공기를 열교환기로 공급하여, 공기를 냉각하는 단계;
    (c) 상기 열교환기에서 배출되는 공기를 감압하여, 공기를 추가로 냉각하는 단계; 및
    (d) 상기 (a) 내지 (c) 단계를 거치며 액화된 공기를, 액화 산소 및 액화 질소로 분리하는 단계; 를 포함하고,
    상기 분리된 상기 액화 산소는 열교환기 측으로 공급하여, 공기를 냉각시키는 열매체로 사용하고, 상기 분리된 액화 질소는 상기 초전도 케이블에 공급하는 것을 특징으로 하는,
    해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 초전도 케이블에 공급된 후 배출되는 상기 액화 질소 또는 질소는 외부의 질소 수요처에 공급되는,
    해상 부유식 발전 플랜트에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처에 공급하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006325328A (ja) * 2005-05-19 2006-11-30 Mayekawa Mfg Co Ltd 高効率エネルギー供給システム
KR100839771B1 (ko) * 2007-05-31 2008-06-20 대우조선해양 주식회사 해상 구조물에 구비되는 질소 생산장치 및 상기 질소생산장치를 이용한 해상 구조물에서의 질소 생산방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006325328A (ja) * 2005-05-19 2006-11-30 Mayekawa Mfg Co Ltd 高効率エネルギー供給システム
KR100839771B1 (ko) * 2007-05-31 2008-06-20 대우조선해양 주식회사 해상 구조물에 구비되는 질소 생산장치 및 상기 질소생산장치를 이용한 해상 구조물에서의 질소 생산방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210066459A (ko) * 2019-11-28 2021-06-07 삼성중공업 주식회사 가스공급 및 발전 시스템
KR102573545B1 (ko) * 2019-11-28 2023-09-01 삼성중공업 주식회사 가스공급 및 발전 시스템

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