KR101886916B1 - 가스화 복합발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LNG 저장탱크에서 발생하는 자연증발가스(BOG,Boiled Off Gas)를 플레어 시스템에 이용하여 효율성을 높일 수 있는 가스화 복합발전 시스템을 제공한다.
일 예로, 가스화기, 가스정제기 및 복합 발전기를 포함하는 발전부; 및 LNG를 저장하는 LNG 저장탱크, 상기 LNG 저장탱크에 연결되어 상기 발전부에 LNG를 공급하는 LNG 공급관 및 상기 LNG 저장탱크에 연결되어 자연증발가스를 공급하는 자연증발가스 공급관을 포함하는 LNG 공급부를 포함하고, 상기 자연증발가스 공급관을 통하여 연료가 필요한 곳에 상기 자연증발가스를 연료로 공급하는 가스화 복합발전 시스템이 개시된다.

Description

가스화 복합발전 시스템{Integrated Gasification Combined Cycle System}
본 발명은 가스화 복합발전의 효율성을 높일 수 있는 가스화 복합발전 시스템에 관한 것이다.
석탄 등의 화석 연료를 연료 가스로서 사용하는 가스화 복합발전(IGCC,Integrated Gasification Combined Cycle)은 증기터빈과 가스터빈을 사용한 청정 복합발전 플랜트의 하나이다. 가스화 반응기에서 미분탄의 불완전 연소를 통해 고온, 고압의 합성가스를 생성한다.
가스화 복합발전은 합성가스를 생성하는 가스화공정, 합성가스에 포함된 입자 및 황 화합물 등을 제거하는 정제공정 및 가스터빈과 증기터빈으로 구성된 복합발전 플랜트로 구성된다.
또한, 가스화 복합발전 과정 중에 발생하는 위험물질을 안전하게 소각처리 하여 배출하기 위하여 플레어 시스템(Flare System)이 구비된다.
본 발명은 LNG 저장탱크에서 발생하는 자연증발가스(BOG,Boiled Off Gas)를 플레어 시스템에 이용하여 가스화 복합발전의 효율성을 높일 수 있는 가스화 복합발전 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 가스화 복합발전 시스템은 가스화기, 가스정제기 및 복합 발전기를 포함하는 발전부; 및 LNG를 저장하는 LNG 저장탱크, 상기 LNG 저장탱크에 연결되어 상기 발전부에 LNG를 공급하는 LNG 공급관 및 상기 LNG 저장탱크에 연결되어 자연증발가스를 공급하는 자연증발가스 공급관을 포함하는 LNG 공급부를 포함하고, 상기 자연증발가스 공급관을 통하여 연료가 필요한 곳에 상기 자연증발가스를 연료로 공급할 수 있다.
여기서, 상기 LNG 공급부는 상기 자연증발가스를 배출하기 위한 자연증발가스 배출관을 포함하고, 상기 자연증발가스 공급관은 상기 자연증발가스 배출관에 연결될 수 있다.
그리고 상기 발전부에서 배출되는 위험가스가 소각되는 플레어 시스템을 더 포함하고, 상기 자연증발가스 공급관은 상기 플레어 시스템에 자연증발가스를 공급하기 위하여, 상기 LNG 저장탱크와 상기 플레어 시스템 사이에 연결될 수 있다.
또한, 상기 플레어 시스템에 합성가스를 공급하기 위하여, 상기 발전부와 상기 플레어 시스템 사이에 연결된 합성가스 공급관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 합성가스를 상기 플레어 시스템의 주연료로 사용하고, 상기 자연증발가스를 상기 플레어 시스템의 보조연료로 사용할 수 있다.
또한, 상기 합성가스 공급관 및 자연증발가스 공급관의 가스 유입량을 조절하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 합성가스 공급관에 연결된 합성가스 밸브 및 합성가스 압력 측정기를 포함하고, 상기 자연증발가스 공급관에 연결된 자연증발가스 밸브 및 자연증발가스 압력 측정기 및 를 포함하며, 상기 제1압력 측정기 및 상기 제2압력 측정기로부터 측정된 압력을 입력받아 상기 제1밸브 및 제2밸브를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 합성가스 압력 측정기로부터 측정된 압력을 입력받아 상기 합성가스 밸브를 제어하는 합성가스 제어기; 및 상기 합성가스 압력 측정기로부터 측정된 압력을 입력받아 상기 자연증발가스 밸브를 제어하는 자연증발가스 제어기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 합성가스 제어기 및 자연증발가스 제어기는 서로 연결되어, 상기 합성가스의 공급량에 따라 상기 자연증발가스의 공급량을 유기적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 자연증발가스 공급관의 중간에 연결된 기화부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 가스화 복합발전 시스템은 LNG 저장탱크에서 발생하는 자연증발가스를 대기로 방출하지 않고 플레어 시스템 등의 연료가 필요한 곳에 사용함으로써, 가스화 복합발전의 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 복합발전 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 복합발전 시스템의 LNG 공급부를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 복합발전 시스템의 기화부를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 복합발전 시스템의 플레어 시스템을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 복합발전 시스템을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 복합발전 시스템(1000)은 발전부(100), LNG 공급부(200), 기화부(300) 및 플레어 시스템(400)을 포함할 수 있다.
상기 발전부(100)는 가스화기(110), 가스정제기(120) 및 복합 발전기(130)를 포함할 수 있다.
상기 가스화기(110)는 석탄 공급부, 산소 공급부, 가스화 반응기, 합성가스 냉각기 및 합성가스 배출부를 포함하고 있다. 상기 가스화기(110)는 석탄 등의 화석 연료를 불완전 연소시켜 합성가스를 생성한다. 상기 가스화기(110)에는 그라인딩(Griding) 등의 전 처리된 석탄과 산소가 상기 석탄 공급부 및 산소 공급부로부터 공급된다. 그리고 상기 가스화기(110)에 공급된 석탄은 상기 가스화 반응기에서 섭씨 1400℃ 내외로 불완전 연소된다. 상기 석탄이 상기 가스화 반응기에서 불완전 연소되면, 그 결과물로서 수소(H2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 황화수소(H2S) 등으로 이루어진 고온, 고압의 합성가스가 생성된다.
상기 가스화 반응기에서 생성된 고온, 고압의 합성가스는 합성가스 냉각기로 유입되어 열교환의 냉각방식 등을 통하여 저온, 저압의 상태가 된다. 상기 저온, 저압의 합성가스는 상기 가스정제기(120)로 공급된다.
상기 가스정제기(120)는 상기 저온, 저압의 상태가 된 상기 합성가스가 유입되고, 물리적, 화학적 방법을 이용하여 상기 합성가스의 오염가스를 제거한다. 즉, 정제과정에서 상기 합성가스의 이산화탄소(CO2) 및 황성분이 분리되고, 남은 수소(H2)와 일산화탄소(CO)를 이용하여 메탄(CH4)이 생산된다. 상기 정제된 합성가스는 주로 상기 복합 발전기(130)로 주로 공급되고, 일부가 상기 플레어 시스템(400)으로 공급된다.
상기 복합 발전기(130)는 가스터빈(131) 및 증기터빈(132)을 포함하고 있다. 상기 가스터빈(131)은 상기 가스정제기(120)로부터 유입된 합성가스를 연소시켜 발전한다. 상기 증기터빈(132)은 상기 가스터빈(131)에서 연소된 후 생성된 배기가스의 열에 의해 고온화된 증기뿐만 아니라, 상기 발전과정 중 회수된 재활용 가능한 열원을 이용하여 발전한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 복합발전 시스템의 LNG 공급부를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 LNG 공급부(200)는 LNG 저장탱크(210), 제1LNG 공급관(220), 자연증발가스 배출관(230) 및 제1자연증발가스 공급관(240)을 포함하고 있다.
상기 LNG 저장탱크(210)에는 LNG가 저장된다. 상기 저장된 LNG는 상기 LNG 저장탱크(210)에 그 일단이 연결된 상기 제1LNG 공급관(220)을 통하여 상기 복합 발전기(130)에 공급된다. 상기 LNG는 상기 합성가스가 상기 복합 발전기(130)에 공급되기 전에 상기 복합 발전기(130)에 공급되어, 상기 복합 발전기(130)를 가동시킨다. 또한, 상기 복합 발전기(130)의 작동 중에 상기 합성가스의 공급이 중단된 때에 상기 복합 발전기(130)에 공급되어, 상기 복합 발전기(130)의 작동이 중단되지 않도록 한다. 상기 제1LNG 공급관(220)에는 제1LNG 밸브(220a)가 설치될 수 있고, 상기 제1LNG 밸브(220a)는 상기 제1LNG 공급관(220)의 개폐 정도를 조절하여 상기 복합 발전기(130)에 공급되는 상기 LNG의 양을 조절할 수 있다.
그리고 상기 LNG가 저장된 LNG 저장탱크(210)의 내부에서는 상기 LNG 저장탱크(210) 외부의 온도차이에 의해서, 자연증발가스(BOG,Boil Off Gas)가 발생될 수 있다. 일 예로, 최대 외부 온도(38℃)를 기준으로 최대 충진상태(145 ton)에서 약 10.95 kg/h의 속도로 자연증발가스가 발생될 수 있다. 상기 발생된 자연증발가스는 상기 LNG 탱크(210)의 내부압력을 상승시킬 수 있으므로, 상기 LNG 탱크(210)의 상단에 그 일단이 연결된 상기 자연증발가스 배출관(230)을 통하여 외부로 배출될 수 있다. 또한, 상기 자연증발가스 배출관(230)의 타단에는 벤트(230a)가 설치될 수 있고, 상기 LNG 저장탱크(210)의 내부압력이 설정압력 이상이 되면 개방되어 상기 자연증발가스를 외부로 배출할 수 있다.
또한, 상기 제1자연증발가스 공급관(240)은 그 일단이 상기 자연증발가스 배출관(230)의 중간에 연결된다. 따라서, 상기 자연증발가스 배출관(230)으로 배출되는 자연증발가스는 상기 제1자연증발가스 공급관(240)을 통하여 상기 플레어 시스템(400)에 공급된다. 상기 자연증발가스는 상기 플레어 시스템(400)에 공급된다.
또한, 상기 제1자연증발가스 공급관(240)에는 상기 제1자연증발가스 밸브(240a)가 설치되어, 상기 제1자연증발가스 공급관(240)의 개폐 정도를 조절할 수 있다. 그리고 상기 제1자연증발가스 밸브(240a)는 상기 제1자연증발가스 공급관(240)의 내부압력을 일정하게 유지시킬 수 있는 감압밸브일 수 있고, 상기 감압밸브의 설정압력은 상기 벤트(230a)의 설정압력보다 낮게 설정될 수 있다. 일 예로, 상기 벤트(230a)의 설정압력은 9 bar이면, 상기 감압밸브의 설정압력은 7 bar로 설정될 수 있다.
따라서, 상기 자연증발가스 배출관(230)에 상기 제1자연증발가스 공급관(240)을 추가적으로 설치하여, 상기 플레어 시스템(400)에 상기 자연증발가스가 원활이 공급되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 복합발전 시스템의 기화부를 도시한 것이다.
도 1,도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 기화부(300)는 기화기(310), 제2LNG 공급관(320) 및 제2자연증발가스 공급관(330)을 포함할 수 있다.
상기 기화기(310)는 LNG 기화기(311) 및 자연증발가스 기화기(312)를 포함할 수 있다. 상기 LNG 기화기(311)의 유입구(311a)에는 상기 제1LNG 공급관(220)의 타단이 연결되고, 상기 자연증발가스 기화기(312)의 유입구(312a)에는 상기 제1자연증발가스 공급관(240)의 타단이 연결된다. 그리고 상기 LNG 기화기(311)의 유출구(311b)에는 상기 제2LNG 공급관(320)의 일단이 연결되고, 상기 자연증발가스 기화기(312)의 유출구(312b)에는 상기 제2자연증발가스 공급관(330)의 일단이 연결된다. 또한, 상기 제1LNG 공급관(220)에는 제2LNG 밸브(220b)가 설치될 수 있고, 상기 제2LNG 밸브(220b)는 상기 제1LNG 공급관(220)의 개폐 정도를 조절하여 상기 LNG 기화기(311)에 유입되는 상기 LNG의 양을 조절할 수 있다. 또한, 상기 제1자연증발가스 공급관(240)에는 제2자연증발가스 밸브(240b)가 설치될 수 있고, 상기 제2자연증발가스 밸브(240b)는 상기 제1자연증발가스 공급관(240)의 개폐 정도를 조절하여 상기 자연증발가스 기화기(312)에 유입되는 상기 자연증발가스의 양을 조절할 수 있다.
상기 제1LNG 공급관(230)을 통하여 공급된 액체 상태의 LNG는 상기 LNG 기화기(311)를 통과하여 기체 상태로 변화되고, 상기 기화된 LNG는 상기 제2LNG 공급관(320)을 통하여 상기 복합 발전기(400)에 공급된다.
또한, 상기 제1자연증발가스 공급관(240)을 통하여 공급된 자연증발가스는 상기 자연증발가스 기화기(312)를 통과하여 그 일부가 액체 상태일 수 있는 자연증발가스를 그 전부가 기체 상태로 변화되고, 상기 완전 기화된 자연증발가스는 상기 제2자연증발가스 공급관(330)을 통하여 상기 플레어 시스템(400)에 공급된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 복합발전 시스템의 플레어 시스템을 도시한 것이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 플레어 시스템(400)은 플레어 스택(Flare Stack,410), 유해물질 공급부(420), 합성가스 공급부(430) 및 자연증발가스 공급관(440)을 포함할 수 있다.
상기 플레어 스택(410)은 상기 유해물질 공급부(420)로부터 유입되는 유해물질을 소각시켜 대기 중으로 방출시키는 소각탑이다. 또한, 상기 플레어 스택(410)은 상기 합성가스 공급부(430) 및 자연증발가스 공급부(440) 각각에서 유입되는 합성가스 및 자연증발가스를 상기 유해물질을 소각시키는데 필요한 연료로서 사용한다. 즉, 상기 플레어 스택(410)으로 유입되는 상기 합성가스 및 자연증발가스를 이용하여, 상기 플레어 스택(410)에 화염을 발생시키고, 상기 화염에 의한 화력으로 상기 유해물질이 소각된다.
상기 유해물질 공급부(420)는 녹아웃 드럼(421) 및 실 드럼(422)을 포함할 수 있다. 상기 발전부(100)의 가스화기(110) 및 가스정제기(120)에서 발생한 위험물질(가연성 가스, 인화성 물질, 독성물질 등)은 상기 유해물질 공급부(420)를 통하여 상기 플레어 스택(410)으로 공급된다.
상기 녹아웃 드럼(421)은 상기 유해물질에 포함되어 있는 액체가 가스와 함께 상기 플레어 스택(410)으로 흘러 들어가지 않도록 액체를 분리 포집한다. 상기 분리된 액체는 기화과정을 거친 후 플레어 스택(410)으로 보내질 수 있다.
상기 실 드럼(422)은 상기 플레어 스택(410)에서 발생한 화염이 상기 유해물질 공급부(420)로 전파되는 것을 방지할 수 있다.
상기 합성가스 공급부(430)는 버퍼 베슬(Buffer Vessel,431), 제1합성가스 공급관(432), 제2합성가스 공급관(433), 제3합성가스 공급관(434) 및 제4합성가스 공급관(435)를 포함할 수 있다. 상기 발전부(100)의 가스정제기(120)에서 공급되는 정제된 합성가스는 상기 합성가스 공급부(430)를 통하여 상기 플레어 스택(410)으로 공급된다.
상기 버퍼 베슬(431)은 상기 가스정제기(120)로 유입되는 합성가스의 일부를 임시적으로 저장할 수 있다. 따라서, 상기 합성가스 공급부(430)로 유입되는 합성가스의 양이 일정하게 유지될 수 있다. 그리고 상기 버퍼 베슬(431)에는 상기 가스정제기(120)로부터의 공급관에 제1합성가스 밸브(431a)가 설치될 수 있고, 상기 제1합성가스 밸브(431a)는 상기 공급관의 개폐 정도를 조절하여 상기 버퍼 베슬(431)로 유입되는 상기 합성가스의 양을 조절할 수 있다. 또한, 상기 버퍼 베슬(431)에는 제1합성가스 압력 측정기(431b) 및 제1합성가스 제어기(431c)가 설치될 수 있다. 상기 제1합성가스 압력 측정기(431b)는 상기 버퍼 베슬(431)의 내부압력을 측정하여 상기 제1합성가스 제어기(431c)에게 전달하고, 상기 제1합성가스 제어기(431c)는 상기 버퍼 베슬(431)의 내부압력을 바탕으로 상기 버퍼 베슬(431)의 내부압력을 조절할 수 있다.
상기 제1합성가스 공급관(432)은 그 일단이 상기 버퍼 베슬(431)에 연결되어, 상기 버퍼 베슬(431) 내의 합성가스가 상기 제1합성가스 공급관(432)를 통하여 상기 플레어 스택(410)으로 공급된다. 상기 제1합성가스 공급관(432)에는 제2합성가스 밸브(432a)가 설치될 수 있고, 상기 제2합성가스 밸브(432a)는 상기 제1합성가스 공급관(432)의 개폐 정도를 조절하여 상기 플레어 스택(410)에 공급되는 상기 합성가스의 양을 조절할 수 있다.
상기 제2합성가스 공급관(433) 및 제3합성가스 공급관(434)의 일단은 상기 제1합성가스 공급관(432)의 타단에 분기되어 연결되고, 상기 제2합성가스 공급관(433) 및 제3합성가스 공급관(434)의 타단은 상기 제4합성가스 공급관(435)의 일단에 합쳐져 연결된다. 즉, 상기 제1합성가스 공급관(433)을 통과한 합성가스는 상기 제2합성가스 공급관(433) 또는 제3합성가스 공급관(434)을 통하여 상기 플레어 스택(410)으로 공급된다. 상기 제2합성가스 공급관(433)의 지름은 상기 제3합성가스 공급관(434)의 지름보다 더 클 수 있다. 바람직하게, 상기 제2합성가스 공급관(433)의 지름은 상기 제1합성가스 공급관(432)을 통하여 공급되는 상기 합성가스의 양의 70%를 전달할 수 있는 크기일 수 있고, 상기 제3합성가스 공급관(434)의 지름은 상기 제1합성가스 공급관(432)을 통하여 공급되는 상기 합성가스의 양의 30%를 전달할 수 있는 크기일 수 있다. 또한, 상기 제2합성가스 공급관(433)에는 제3합성가스 밸브(433a) 및 제2합성가스 제어기(433b)가 설치될 수 있고, 상기 제2합성가스 제어기(433b)는 상기 제3합성가스 밸브(433a)를 조절하여 상기 플레어 스택(410)에 공급되는 상기 합성가스의 양을 조절할 수 있다. 또한, 상기 제3합성가스 공급관(434)에는 제4합성가스 밸브(434a) 및 제3합성가스 제어기(434b)가 설치될 수 있고, 상기 제3합성가스 제어기(434b)는 상기 제4합성가스 밸브(434a)를 조절하여 상기 플레어 스택(410)에 공급되는 상기 합성가스의 양을 조절할 수 있다. 상기 제1합성가스 공급관(432)에서 공급되는 가스를 서로 지름이 다른 상기 제2합성가스 공급관(433)과 제3합성가스 공급관(434)을 분기하여 상기 플레어 스택(410)에 공급함으로써, 상기 플레어 스택(410)에 공급되는 상기 합성가스의 양을 세밀하게 조절할 수 있다.
상기 제4합성가스 공급관(435)의 일단이 상기 제2합성가스 공급관(433) 및 제3합성가스 공급관(434)이 합쳐지는 타단과 연결되고, 상기 제4합성가스 공급관(435)의 타단이 상기 플레어 스택(410)과 연결되어, 상기 제4합성가스 공급관(435)을 통하여 상기 플레어 스택(410)에 합성가스를 공급한다. 그리고 상기 제4합성가스 공급관(435)에는 제2합성가스 압력 측정기(435a) 및 제4합성가스 제어기(435b)가 설치될 수 있고, 상기 제2합성가스 압력 측정기(435a)는 상기 제4합성가스 공급관(435)의 내부압력을 측정하여 상기 제4합성가스 제어기(435b)에게 전달한다. 또한, 상기 제4합성가스 제어기(435b)는 상기 제2합성가스 제어기(433b) 및 제3합성가스 제어기(434b)와 연결되어, 상기 제2합성가스 압력 측정기(435a)로부터 전달받은 제4합성가스 공급관(435)의 내부압력을 바탕으로 상기 제2합성가스 제어기(433b) 및 제3합성가스 제어기(434b)를 제어할 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이 상기 제2합성가스 제어기(433b) 및 제3합성가스 제어기(434b)는 상기 제3합성가스 밸브(433a) 및 제4합성가스 밸브(434a)를 조절하여 상기 플레어 스택(410)에 공급되는 상기 합성가스의 양을 조절할 수 있다. 따라서, 지름이 서로 다른 상기 제2합성가스 공급관(433)과 제3합성가스 공급관(434)을 유기적으로 제어하여 상기 플레어 스택(410)에 공급되는 상기 합성가스의 양을 세밀하게 조절할 수 있다.
또한, 상기 제4합성가스 공급관(435)의 상기 제2합성가스 압력 측정기(435a) 및 제4합성가스 제어기(435b)가 설치된 다음 단에, 제5합성가스 밸브(435c), 제3합성가스 압력 측정기(435d) 및 제5합성가스 제어기(435e)가 설치될 수 있다. 상기 제3합성가스 압력 측정기(435d)는 상기 제4합성가스 공급관(435)의 내부압력을 측정하여 상기 제5합성가스 제어기(435e)에게 전달하고, 상기 제5합성가스 제어기(435e)는 상기 제5합성가스 밸브(435c)를 조절하여 상기 플레어 스택(410)에 공급되는 상기 합성가스의 양을 조절할 수 있다.
상기 제3자연증발가스 공급관(440)은 그 일단이 상기 제2자연증발가스 공급관(330)의 타단과 연결된다. 그리고 상기 제2자연증발가스 공급관(330)과 제3자연증발가스 공급관(440)의 사이에는 상기 제3자연증발가스 밸브(330a), 제1자연증발가스 압력 측정기(330b) 및 제1자연증발가스 제어기(330c)가 설치될 수 있다. 상기 제3자연증발가스 밸브(330a)는 상기 제2자연증발가스 공급관(330)의 개폐 정도를 조절하여 상기 플레어 스택(410)에 공급되는 상기 자연증발가스의 양을 조절할 수 있다. 또한, 상기 제1자연증발가스 압력 측정기(330b)는 상기 제2자연증발가스 공급관(330)의 내부압력을 측정하여 상기 제1자연증발가스 제어기(330c)에게 전달하고, 상기 제1자연증발가스 제어기(330c)는 상기 제2자연증발가스 공급관(330)의 내부압력을 바탕으로 상기 제2자연증발가스 공급관(330)의 내부압력을 조절할 수 있다.
또한, 상기 제3자연증발가스 공급관(440)은 그 타단이 상기 플레어 스택(410)과 연결되어, 상기 제3자연증발가스 공급관(440)을 통하여 상기 플레어 스택(410)에 상기 합성가스를 공급한다. 그리고 상기 자연증발가스 공급관(440)에는 제2자연증발가스 밸브(440a), 제2자연증발가스 압력 측정기(440b) 및 제2자연증발가스 제어기(440c)가 설치될 수 있다. 상기 제2자연증발가스 압력 측정기(440b)는 상기 제3자연증발가스 공급관(440)의 내부압력을 측정하여 상기 제2자연증발가스 제어기(440c)에게 전달하고, 상기 제2자연증발가스 제어기(440c)는 상기 제3자연증발가스 공급관(440)의 내부압력을 바탕으로 상기 제2자연증발가스 밸브(440a)를 조절하여 상기 플레어 스택(410)에 공급되는 상기 자연증발가스의 양을 조절할 수 있다.
상기 제4합성가스 공급관(435)에 설치된 제5합성가스 제어기(435e)와 제3자연증발가스 공급관(440)에 설치된 제2자연증발가스 제어기(440c)는 서로 연결되어, 상기 공급되는 합성가스의 공급량에 따라 상기 공급되는 자연증발가스의 공급량을 유기적으로 제어할 수 있다. 즉, 상기 합성가스가 공급되어 상기 제5합성가스 제어기(435e)와 연결된 상기 제5합성가스 밸브(435c)가 개방되었을 때 상기 제2자연증발가스 제어기(440c)와 연결된 제2자연증발가스 밸브(440a)를 폐쇠하고, 상기 합성가스가 공급되지 않아 상기 제5합성가스 밸브(435c)가 폐쇠되었을 때 상기 제2자연증발가스 밸브(440a)를 개방할 수 있다. 따라서, 상기 합성가스를 상기 플레어 스택(410)의 주연료로 사용하고, 상기 자연증발가스를 상기 플레어 스택(410)의 보조연로로 사용할 수 있다.
한편, 상기 제5합성가스 제어기(453e)와 제2자연증발가스 제어기(440c)는 하나의 제어기로 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 제어기가 상기 제3합성가스 압력 측정기(435c) 및 제2자연증발가스 압력 측정기(440b)로부터 측정된 상기 제4합성가스 공급관(435) 및 제3자연증발가스 공급관(440)의 내부압력을 전송받아, 상기 제5합성가스 밸브(435c) 및 제2자연증발가스 밸브(440a)를 조절할 수 있다.
또한, 상기 LNG 저장탱크(210)에서 발생하는 자연증발가스를 상기 플레어 시스템(400)뿐만 아니라, 상기 가스 정제기(120)에서 합성가스가 공급되어 사용되는 소요처에, 상기 합성가스를 대신하거나 보조하여 연료로서 공급될 수 있다.
본 발명의 가스화 복합발전 시스템(1000)은 상기 LNG 저장탱크(210)에서 발생하는 상기 자연증발가스를 대기로 방출하지 않고 상기 플레어 시스템(400)의 보조연료로 사용함으로써, 가스화 복합발전의 효율성을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 가스화 복합발전 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1000 : 가스화 복합발전 시스템 100 : 발전부
110 : 가스화기 110 : 가스정제기
130 : 복합발전기 200 : LNG 공급부
210 : LNG 저장탱크 220 : 제1LNG 공급관
230 : LNG 배출관 240 : 제1자연증발가스 공급관
300 : 기화부 310 : 기화기
320 : 제2LNG 공급관 330 : 제2자연증발가스 공급관
400 : 플레어 시스템 410 : 플레어 스택
420 : 유해물질 공급부 430: 합성가스 공급부
431 : 버퍼 베슬 432 : 제1합성가스 공급관
433 : 제2합성가스 공급관 434 : 제3합성가스 공급관
435 : 제4합성가스 공급관 440 : 자연증발가스 공급관

Claims (10)

  1. 가스화기, 가스정제기 및 복합 발전기를 포함하는 발전부; 및
    LNG를 저장하는 LNG 저장탱크, 상기 LNG 저장탱크에 연결되어 상기 발전부에 LNG를 공급하는 LNG 공급관 및 상기 LNG 저장탱크에 연결되어 자연증발가스를 공급하는 자연증발가스 공급관을 포함하는 LNG 공급부를 포함하고,
    상기 자연증발가스 공급관을 통하여 연료가 필요한 곳에 상기 자연증발가스를 연료로 공급하되,
    상기 발전부에서 배출되는 위험가스가 소각되는 플레어 시스템을 더 포함하고,
    상기 자연증발가스 공급관은 상기 플레어 시스템에 자연증발가스를 공급하기 위하여, 상기 LNG 저장탱크와 상기 플레어 시스템 사이에 연결되고,
    상기 플레어 시스템에 합성가스를 공급하기 위하여, 상기 발전부와 상기 플레어 시스템 사이에 연결된 합성가스 공급관을 더 포함하고,
    상기 합성가스 공급관 및 자연증발가스 공급관의 가스 유입량을 조절하기 위한 제어부를 더 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 합성가스 공급관에 연결된 합성가스 밸브 및 합성가스 압력 측정기를 포함하고,
    상기 자연증발가스 공급관에 연결된 자연증발가스 밸브 및 자연증발가스 압력 측정기 를 포함하며,
    상기 합성가스 압력 측정기 및 상기 자연증발가스 압력 측정기로부터 측정된 압력을 입력받아 상기 합성가스 밸브 및 자연증발가스 밸브를 제어하는 제어기를 포함하는 가스화 복합발전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LNG 공급부는 상기 자연증발가스를 배출하기 위한 자연증발가스 배출관을 포함하고,
    상기 자연증발가스 공급관은 상기 자연증발가스 배출관에 연결된 가스화 복합발전 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성가스를 상기 플레어 시스템의 주연료로 사용하고, 상기 자연증발가스를 상기 플레어 시스템의 보조연료로 사용하는 가스화 복합발전 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 합성가스 압력 측정기로부터 측정된 압력을 입력받아 상기 합성가스 밸브를 제어하는 합성가스 제어기; 및
    상기 합성가스 압력 측정기로부터 측정된 압력을 입력받아 상기 자연증발가스 밸브를 제어하는 자연증발가스 제어기를 포함하는 가스화 복합발전 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 합성가스 제어기 및 자연증발가스 제어기는 서로 연결되어, 상기 합성가스의 공급량에 따라 상기 자연증발가스의 공급량을 유기적으로 제어하는 가스화 복합발전 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 자연증발가스 공급관의 중간에 연결된 기화부를 더 포함하는 가스화 복합발전 시스템.
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