KR102005812B1 - Air Liquefaction System and Method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체 공기를 얻기 위하여 액화가스 재기화 시스템에서 버려지는 액화가스의 냉열을 활용함으로써 공기의 액화 효율을 높일 수 있는 공기 액화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기 액화 시스템은, 액화시킬 공기를 압축하는 제1 압축기; 상기 제1 압축기에서 압축된 압축 공기를, 재기화시킬 액화가스의 냉열을 이용하여 냉각시키는 제1 열교환기; 및 상기 제1 열교환기에서 냉각된 예냉 공기를 냉매와의 열교환에 의해 액화시키는 액화부;를 포함하고, 상기 제1 열교환기에서 냉열이 회수되면서 기화된 재기화 가스는 가스 수요처로 공급되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an air liquefaction system and method capable of enhancing liquefaction efficiency of air by utilizing cold heat of liquefied gas discharged from a liquefied gas regeneration system to obtain liquid air.
An air liquefaction system according to the present invention comprises: a first compressor for compressing air to be liquefied; A first heat exchanger for cooling the compressed air compressed by the first compressor by using cold heat of the liquefied gas to be regenerated; And a liquefier which liquefies the pre-cooled air cooled in the first heat exchanger by heat exchange with the refrigerant, wherein the regenerated gas that is vaporized while the cold heat is recovered in the first heat exchanger is supplied to the gas consumer .

Description

공기 액화 시스템 및 방법 {Air Liquefaction System and Method}[0001] Air Liquefaction System and Method [

본 발명은 액체 공기를 얻기 위하여 액화가스 재기화 시스템에서 버려지는 액화가스의 냉열을 활용함으로써 공기의 액화 효율을 높일 수 있는 공기 액화 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air liquefaction system and method capable of enhancing liquefaction efficiency of air by utilizing cold heat of liquefied gas discharged from a liquefied gas regeneration system to obtain liquid air.

일반적으로 전력 공급은, 대단위 발전소, 예를 들어 천연가스를 연료로 사용하는 가스 발전소나 원자력 발전소에서 전력을 생산하고, 생산된 전력을 전국에 깔려 있는 송배전망을 통하여 일반 가정이나 건물에 공급하는 중앙집중형 발전 방식으로 이루어진다. Generally, electric power is generated by generating electric power from a large power plant, for example, a gas power plant or a nuclear power plant using natural gas as a fuel, and supplying the electric power to a general home or a building through a transmission- It is done in a concentrated power generation mode.

이에 반해, 전력 수요처의 에너지 수요 패턴은 매우 다양하다. 예를 들어, 사무실, 호텔, 병원 등 건물의 용도나, 계절 등에 따라 냉난방 및 전력 수요량이 지속적으로 변화하고 그 에너지 수요의 규모도 다양하다. 특히, 우리나라의 여름철 공기는 고온다습하여 최근 여름철 냉방 수요가 급격하게 상승하고 있다.On the other hand, the pattern of energy demand for energy demand is very diverse. For example, there is a constant change in the demand and demand of the air-conditioner and electric power according to the use of the office, the hotel, the hospital, and the season, and the scale of the demand for the energy varies. In particular, the summer air temperature in Korea is hot and humid.

중앙집중형 발전은 송배전망을 통해 전력을 공급하므로, 송배전망 내에서 전체 전력 수요와 공급의 불균형이 일어나면 계통망 전체가 붕괴되어 광역 정전 사태가 발생할 수 있다. 따라서, 에너지 수급 불균형에 따른 문제해결이 요구되고 있다.Since centralized power generation supplies electricity through the transmission forecast, if the entire power demand and supply imbalance occurs within the transmission forecast, the entire grid will collapse, resulting in a wide-scale power outage. Therefore, it is required to solve the problem caused by unbalanced energy supply and demand.

한편, 기후변화가 심각해짐에 따라 전세계적으로 화석연료의 사용을 억제하고 신재생에너지, 청정에너지 기술을 발전시키기 위한 노력이 강조되고 있다. 태양광 에너지나 풍력 발전 등 신재생 에너지 기술은 화석연료를 대체하기 위한 가장 유력한 후보로 거론되었지만, 수요변동에 따라 전력을 탄력적으로 생산할 수 없으며 환경적인 요인으로 인해 안정적으로 전력을 생산하기 어렵다는 문제점이 있다.On the other hand, as climate change becomes serious, efforts are being made to suppress the use of fossil fuels worldwide and to develop new and renewable energy and clean energy technologies. New and renewable energy technologies such as photovoltaic energy and wind power generation have been mentioned as the most promising candidates for replacing fossil fuels. However, there is a problem in that it is difficult to produce electricity in a stable manner due to environmental factors have.

천연가스(natural gas)는 청정 연료로서, 전 세계적으로 수요가 급증하고 있다. 천연가스는 가스정(gas well)으로부터 생산할 때 탈황 등의 정화처리를 거치므로, 석탄이나 석유에 비해 연소 후 배출되는 연소가스에 환경오염 물질이 거의 없다.Natural gas is a clean fuel, and demand is increasing rapidly around the world. Since natural gas is subjected to purification treatment such as desulfurization when it is produced from a gas well, there is little environmental pollution in the combustion gas discharged after combustion compared with coal or petroleum.

일반적으로 천연가스는 생산지에서 액화시켜 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)의 상태로 저장되어 LNG 운반선 등에 의해 목적지까지 운반된다. LNG는 천연가스를 상압에서 약 -163℃의 극저온으로 냉각하여 얻어진다. LNG는 가스 상태인 천연가스일 때보다 그 부피가 약 1/600로 감소되므로 원거리 운반에 매우 적합하다. Generally, natural gas is liquefied at the place of production, stored in the state of LNG (Liquefied Natural Gas) and transported to the destination by LNG carrier. LNG is obtained by cooling the natural gas to a cryogenic temperature of about -163 ° C at normal pressure. LNG is very suitable for long haul because its volume is reduced to about 1/600 compared to that of natural gas.

목적지에 운반된 LNG는 해상 또는 육상의 가스 터미널로 하역하고, 재기화 시스템을 이용하여 재기화시키며, 재기화 가스(regas)는 배관망(regas network)을 통하여 가스 수요처(consumer)로 공급한다. LNG는 주로 선박에 의해 해상을 통해 운반되고, 가스 터미널은 주로 해안가에 설치되므로, LNG를 기화시키는 열원으로는 수급이 용이한 해수를 주로 사용한다.The LNG transported to the destination is unloaded to the offshore or offshore gas terminal, regasified using the regasification system, and the regas gas is supplied to the gas consumer through the regas network. LNG is mainly transported by sea by sea, and gas terminals are installed mainly on the coast, so seawater which can supply and receive easily is used as a heat source for vaporizing LNG.

에너지 수급 불균형에 따른 문제를 해결하기 위한 방안으로, 전기 수요량이 적은 시간에는 폐기되는 잉여 전력을 저장하였다가, 전기 수요량이 급증하는 시간에 사용하는 방법을 고려해볼 수 있다. 전력을 저장하는 방법으로는, 공급에 제한이 없는 공기를 활용하는 액체 공기 에너지 저장(LAES; Liquefied Air Energy Storage) 기술이 부각되고 있다.As a solution to solve the problem caused by energy imbalance, it is possible to consider a method of using surplus power to be stored at a time when electricity demand is low and using it at a time when electricity demand is rapidly increasing. Liquefied air energy storage (LAES) technology, which utilizes air that has no restriction on supply, is highlighted as a method for storing electric power.

액체 공기 에너지 저장 기술은, 전기 수요량이 적은 시간에는 잉여 전력을 이용하여 상온의 공기를 압축 및 응축시킴으로써 액체 공기를 얻어 액체 공기의 형태로 에너지를 저장한 후, 전기 수요량이 많은 시간에는 저장된 액체 공기를 기화 및 팽창시켜 터빈을 구동시킴으로써 전력을 생산하는 기술이다. Liquid air energy storage technology compresses and condenses air at room temperature using surplus power when electricity demand is low, thereby obtaining liquid air to store energy in the form of liquid air, To generate electricity by driving the turbine.

현재 실증용 파일럿 플랜트 규모의 액체 공기 에너지 저장 기술을 접목한 발전 시스템의 효율은 약 8% 정도에 불과한 것으로 알려져 있다. It is known that the efficiency of a power generation system that combines liquid air energy storage technology of the demonstration pilot plant scale is only about 8%.

한편, 육상 터미널의 LNG 재기화 시스템은, LNG와 해수를 열교환시켜 LNG를 기화시키는 기화기를 포함한다. 기화기에서는 해수가 LNG의 냉열을 회수하여 LNG는 기화되고 해수는 냉각된다. 기화된 LNG는 가스 수요처로 공급되며, LNG의 냉열을 회수하면서 냉각된 해수는 그대로 해상으로 버려지게 된다. 이때 해상으로 버려지는 극저온의 해수는 주변 해양환경의 온도를 변화시키는 등 환경오염의 우려도 있다.On the other hand, the LNG regasification system of the land terminal includes a vaporizer for vaporizing the LNG by heat exchange between the LNG and seawater. In the vaporizer, seawater recovers the cold of LNG, the LNG is vaporized and the seawater is cooled. The vaporized LNG is supplied to the demand of the gas, and the cooled sea water is discarded as it is while recovering the cold heat of the LNG. At this time, the cryogenic seawater abandoned to the sea has environmental pollution concerns such as changing the temperature of the surrounding marine environment.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전국적으로 분포되어 있는 수십 내지 수백개의 LNG 터미널에서 버려지는 LNG의 냉열을 활용하여, 액체 공기 에너지 저장 시스템의 공기 액화 효율을 향상시킬 수 있는, 공기 액화 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an LNG storage and recovery system capable of improving air liquefaction efficiency of a liquid air energy storage system by utilizing the cold heat of LNG discharged from several tens to several hundred LNG terminals distributed nationwide, And to provide an air liquefaction system and method.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 액화시킬 공기를 압축하는 제1 압축기; 상기 제1 압축기에서 압축된 압축 공기를, 재기화시킬 액화가스의 냉열을 이용하여 냉각시키는 제1 열교환기; 및 상기 제1 열교환기에서 냉각된 예냉 공기를 냉매와의 열교환에 의해 액화시키는 액화부;를 포함하고, 상기 제1 열교환기에서 냉열이 회수되면서 기화된 재기화 가스는 가스 수요처로 공급되는, 공기 액화 시스템이 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a compressor comprising: a first compressor for compressing air to be liquefied; A first heat exchanger for cooling the compressed air compressed by the first compressor by using cold heat of the liquefied gas to be regenerated; And a liquefied portion for liquefying the pre-cooled air cooled in the first heat exchanger by heat exchange with the refrigerant, wherein the regenerated gas vaporized while the cold heat is recovered in the first heat exchanger is supplied to the gas consumer A liquefaction system is provided.

바람직하게는, 상기 액화부는, 상기 예냉 공기를 더 압축시키는 제2 압축기; 및 상기 제2 압축기에서 압축된 압축 예냉 공기와 냉매를 열교환시켜, 상기 압축 예냉 공기를 액화시키는 제2 열교환기;를 포함할 수 있다.Preferably, the liquefier includes a second compressor further compressing the pre-cooled air; And a second heat exchanger for exchanging heat between the compressed precooled air compressed by the second compressor and the refrigerant to liquefy the compressed precooled air.

바람직하게는, 상기 액화부는, 상기 제2 열교환기에서 액화된 압축 예냉 공기를 팽창시키는 팽창밸브; 및 상기 팽창밸브와 제2 열교환기를 연결하며, 상기 팽창밸브를 통과하면서 냉각된 팽창 공기가 상기 압축 예냉 공기를 액화시키는 냉매로서 상기 제2 열교환기로 공급되도록 유로를 제공하는 제1 냉매 라인;을 더 포함할 수 있다.Preferably, the liquefier includes: an expansion valve for expanding compressed precooled air liquefied in the second heat exchanger; And a first refrigerant line connecting the expansion valve and the second heat exchanger, the first refrigerant line providing refrigerant to be supplied to the second heat exchanger as refrigerant for cooling the compressed precooled air while passing through the expansion valve .

바람직하게는, 상기 액화부는, 상기 예냉 공기와 냉매가 열교환하여 예냉 공기가 액화되는 제3 열교환기; 및 상기 제3 열교환기로 공급할 냉매를 순환시키는 냉매 순환부;를 포함할 수 있다.Preferably, the liquefier includes a third heat exchanger in which the pre-cooled air and the refrigerant undergo heat exchange and the pre-cooled air is liquefied; And a refrigerant circulation unit for circulating the refrigerant to be supplied to the third heat exchanger.

바람직하게는, 상기 냉매 순환부는, 상기 제3 열교환기로 공급할 냉매를 압축시키는 냉매 압축기; 및 상기 냉매 압축기에서 압축된 냉매를 냉각시키는 냉각기;를 포함하고, 상기 냉매 압축기, 냉각기 및 제3 열교환기를 연결하며, 상기 냉각기에서 냉각된 냉매가 상기 제3 열교환기로 공급되고, 상기 제3 열교환기에서 열교환에 의해 가열된 냉매가 상기 냉매 압축기로 순환하도록 사이클을 형성하는 제2 냉매 라인;을 포함할 수 있다.Preferably, the refrigerant circulation unit includes: a refrigerant compressor for compressing the refrigerant to be supplied to the third heat exchanger; And a cooler for cooling the refrigerant compressed in the refrigerant compressor, wherein the refrigerant compressor, the cooler, and the third heat exchanger are connected, the refrigerant cooled in the cooler is supplied to the third heat exchanger, and the third heat exchanger And a second refrigerant line that forms a cycle such that the refrigerant heated by heat exchange circulates to the refrigerant compressor.

바람직하게는, 상기 냉매 순환부는, 상기 냉각기에서 적어도 일부가 응축된 냉매를 수용하여, 액체 상태의 냉매가 상기 제3 열교환기로 공급되도록 하는 리시버 탱크; 및 상기 제3 열교환기에서 적어도 일부가 증발된 냉매를 수용하여, 기체 상태의 냉매가 상기 냉매 압축기로 공급되도록 하는 석션 드럼;을 더 포함할 수 있다.Preferably, the refrigerant circulation unit includes a receiver tank for receiving a refrigerant condensed at least partially in the condenser, and supplying refrigerant in a liquid state to the third heat exchanger; And a suction drum for receiving a refrigerant evaporated at least partially from the third heat exchanger and supplying gaseous refrigerant to the refrigerant compressor.

바람직하게는, 상기 제3 열교환기는, 다수개의 열교환기를 포함하여, 다단계에 걸친 냉매와 예냉 공기의 열교환을 통해 상기 예냉 공기를 액화시키는 다단 열교환기일 수 있다.Preferably, the third heat exchanger includes a plurality of heat exchangers, and may be a multi-stage heat exchanger for liquefying the pre-cooled air through heat exchange between refrigerant and pre-cooled air over a multistage.

바람직하게는, 상기 냉매는, 질소, 수소 및 헬륨을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 단일 물질, 혼합 물질 또는 화합 물질일 수 있다.Preferably, the refrigerant may be any one or more of a single substance, a mixed substance or a compound selected from the group consisting of nitrogen, hydrogen and helium.

바람직하게는, 상기 제1 압축기는, 다수개의 압축기를 포함하여 다단계에 걸쳐 공기를 압축시키는 다단 압축기일 수 있다.Preferably, the first compressor may include a plurality of compressors, and may be a multi-stage compressor compressing air over a plurality of stages.

바람직하게는, 상기 제1 열교환기는, 다수개의 열교환기를 포함하여 다단계에 걸친 액화가스와 압축 공기의 열교환을 통해, 상기 액화가스의 냉열을 회수하는 다단 열교환기일 수 있다.Preferably, the first heat exchanger may include a plurality of heat exchangers, and may be a multi-stage heat exchanger that recovers the cold heat of the liquefied gas through heat exchange between the liquefied gas and compressed air over multiple stages.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 액화시킬 공기를 압축하는 단계; 상기 압축 공기와, 재기화시킬 액화가스를 열교환시켜, 상기 압축 공기는 냉각시키고, 상기 액화가스는 기화시키는 단계; 및 상기 액화가스와의 열교환에 의해 냉각된 예냉 공기를, 냉매와의 열교환에 의해 액화시키는 단계;를 포함하여, 상기 기화된 액화가스는 가스 수요처로 공급하고, 상기 열교환에 의해 생성된 액체 공기는 액체 공기 탱크에 저장하는, 공기 액화 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of compressing air to be liquefied, comprising: compressing air to be liquefied; Exchanging the compressed air with a liquefied gas to be regasified, cooling the compressed air, and vaporizing the liquefied gas; And liquefying the pre-cooled air cooled by the heat exchange with the liquefied gas by heat exchange with the refrigerant, wherein the vaporized liquefied gas is supplied to the gas consumer, and the liquid air generated by the heat exchange is A method for air liquefaction is provided, which is stored in a liquid air tank.

바람직하게는, 상기 예냉 공기를 냉매와의 열교환에 의해 액화시키는 단계는, 상기 예냉 공기를 더 압축시키는 단계; 상기 액체 공기를 팽창시키는 단계; 및상기 팽창에 의해 냉각된 팽창 공기와, 압축된 예냉 공기를 열교환시켜 상기 압축된 예냉 공기를 액화시키는 단계;를 포함할 수 있다.Preferably, the step of liquefying the precooled air by heat exchange with the refrigerant further comprises: compressing the precooled air further; Expanding the liquid air; And liquefying the compressed precooled air by exchanging the expanded air cooled by the expansion and the compressed precooled air.

바람직하게는, 상기 압축된 예냉 공기를 액화시키면서 온도가 상승한 팽창 공기는, 상기 더 압축시키기 위해 압축기로 도입되는 예냉 공기 흐름에 합류시킬 수 있다.Advantageously, the expanded air with the elevated temperature while liquefying the compressed pre-cooled air may join the pre-cooled air stream introduced into the compressor for further compression.

바람직하게는, 상기 예냉 공기를 냉매와의 열교환에 의해 액화시키는 단계는, 상기 냉매를 압축하는 단계; 상기 압축 냉매를 응축시키는 단계; 상기 응축된 냉매와 상기 예냉 공기를 열교환시켜 응축된 냉매는 증발시키고 상기 예냉 공기는 액화시키는 단계; 및 상기 예냉 공기를 액화시키면서 증발된 냉매는 상기 냉매를 압축하는 단계로 순환시킬 수 있다.Preferably, the step of liquefying the pre-cooled air by heat exchange with the refrigerant includes: compressing the refrigerant; Condensing the compressed refrigerant; Exchanging heat between the condensed refrigerant and the precooled air to evaporate the condensed refrigerant and liquefy the precooled air; And the refrigerant evaporated while liquefying the precooled air can be circulated to the step of compressing the refrigerant.

본 발명의 공기 액화 시스템 및 방법에 따르면, 액화가스 터미널의 재기화 시스템에서 버려지는 액화가스의 냉열을 회수하여, 공기를 액화시키기 위한 냉매로 사용함으로써, 냉열 손실을 줄이고, 공기 액화 효율을 향상시킬 수 있다. According to the air liquefaction system and method of the present invention, the cold heat of the liquefied gas discarded in the regeneration system of the liquefied gas terminal is recovered and used as a refrigerant for liquefying the air, thereby reducing the cooling loss and improving the air liquefaction efficiency .

또한, 액화가스를 기화시키기 위해 해수가 아닌 공기를 사용하므로, 액화가스의 냉열을 해상으로 버리지 않아도 되며 따라서 환경오염에 우려가 없고, 버려지는 냉열을 회수하여 활용하므로, 공기 액화에 필요한 에너지를 절감할 수 있다. In addition, since air rather than seawater is used to vaporize the liquefied gas, the cold heat of the liquefied gas is not abandoned to the sea, and therefore there is no fear of environmental pollution, and the cold heat that is discarded is recovered and utilized. can do.

또한, 잉여의 전력을 액체 공기 형태로 저장하여, 필요 시 액체 공기를 이용하여 전력을 생산할 수 있고, 따라서, 전력 수급의 불균형을 해소할 수 있다.Further, surplus electric power can be stored in the form of liquid air, and electric power can be produced by using liquid air, if necessary, so that the imbalance in power supply and demand can be solved.

또한, 액체 공기를 이용하여 생산된 전력은 액화가스를 재기화시키기 위해 필요한 전력이나 공기를 액화시키기 위해 필요한 전력으로 사용할 수 있고, 전력 생산 용량이 큰 경우에는 국가 전력 공급망(grid)으로도 활용할 수도 있으며, 전력 공급에 있어 친환경적이고 효율적으로 전력을 생산할 수 있다.In addition, the power produced by using the liquid air can be used as power required to regenerate the liquefied gas or as power necessary to liquefy the air, or as a power supply grid when the power generation capacity is large And can produce electricity in an environmentally friendly and efficient manner.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 액화 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 액화 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.1 is a schematic view showing an air liquefaction system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing an air liquefaction system according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects attained by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention, and to the contents of the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

후술하는 본 발명의 실시예들에서 액화가스는, 가스를 저온으로 액화시켜 수송할 수 있는 액화가스일 수 있으며, 예를 들어, LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화 석유화학 가스일 수 있다. 또는, 액화 이산화탄소, 액화 수소, 액화 암모니아 등의 액체 가스일 수도 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스인 LNG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.The liquefied gas may be a liquefied natural gas (LNG), a liquefied ethane gas (LEG), a liquefied natural gas (LPG), or the like. Petroleum gas, liquefied ethylene gas, liquefied propylene gas, and the like. Alternatively, it may be a liquid gas such as liquefied carbon dioxide, liquefied hydrogen, or liquefied ammonia. However, in the following embodiments, LNG, which is a typical liquefied gas, is applied will be described as an example.

LNG는 메탄을 주성분으로 하며, 에탄, 프로판, 부탄 등을 포함하고, 그 조성은 생산지에 따라 달라질 수 있다. LNG is mainly composed of methane, and includes ethane, propane, butane, etc., and its composition may vary depending on the place of production.

따라서, 후술하는 본 발명의 일 실시예들에서 액화가스 재기화 시스템은 LNG 재기화 시스템인 것을 예로 들어 설명하기로 한다. Thus, in one embodiment of the present invention described below, the liquefied gas regeneration system will be described as an example of an LNG regeneration system.

또한, 후술하는 본 발명의 일 실시예들에 따른 공기 액화 시스템은, LNG 재기화 시스템이 설치된 육상의 가스 터미널, LNG 재기화 시스템이 설치되고 천연가스를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 천연가스 발전소 또는 전력 공급망(grid)이 연결되고 발전소에서 생산된 전력을 분배하는 정압시설 등에 설치될 수 있다. 후술하는 본 발명의 일 실시예들에서는 공기 액화 시스템이 육상의 가스 터미널에 설치되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. In addition, the air liquefaction system according to one embodiment of the present invention described below includes a land gas terminal equipped with an LNG regeneration system, a natural gas power plant where an LNG regeneration system is installed, and natural gas is used as fuel, Or a static pressure facility to which the grid is connected and which distributes the power produced by the power plant. In an embodiment of the present invention, an air liquefaction system is installed in a gas terminal on the land.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 액화 시스템을 간략하게 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 액화 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예들에 따른 공기 액화 시스템 및 방법을 설명하기로 한다. FIG. 1 is a schematic view illustrating an air liquefaction system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view illustrating an air liquefaction system according to a second embodiment of the present invention. Hereinafter, an air liquefaction system and method according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 액화 시스템 및 방법을 설명하기로 한다. First, referring to Fig. 1, an air liquefaction system and method according to a first embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 제1 실시예에 다른 공기 액화 시스템은, 액화시킬 공기를 LNG와의 열교환에 의해 예냉시키는 예냉부(S1); 및 예냉부(S1)에서 예냉된 공기를 액화시키는 액화부(S2);를 포함한다.Another air liquefaction system according to the first embodiment of the present invention includes a pre-cooling unit S1 for precooling air to be liquefied by heat exchange with LNG; And a liquefier S2 for liquefying the precooled air in the precooled portion S1.

본 실시예의 예냉부(S1)는, 액화시킬 공기를 압축하는 제1 압축기(101); 및 제1 압축기(101)에서 압축된 압축 공기와, 재기화시킬 LNG를 열교환시키는 제1 열교환기(201);를 포함한다. The precool portion S1 of the present embodiment includes a first compressor 101 for compressing air to be liquefied; And a first heat exchanger (201) for exchanging heat between the compressed air compressed in the first compressor (101) and the LNG to be regasified.

도 1에서는, 제1 압축기(101)가 하나의 압축기로 구성되는 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 본 실시예의 제1 압축기(101)는 하나 이상 또는 다수개의 압축기가 직렬로 연결되어 공기를 1단 또는 다단계에 걸쳐 압축시키는 다단압축기(multi-stage compressor)일 수 있다. 1, the first compressor 101 is constituted by one compressor. However, the first compressor 101 of the present embodiment may be a multi-stage compressor in which one or more compressors are connected in series to compress air in one stage or in multiple stages.

즉, 제1 압축기(101)에서 공기는, 1단 또는 다단계에 걸쳐 목표 압력까지 압축된다. 목표 압력은 공기의 임계압력 이상일 수 있다. 제1 압축기(101)에서 공기를 임계압력 이상으로 압축시켜 제1 열교환기(201)로 공급하면, 초임계상태의 압축 공기가 LNG와 열교환하므로 열교환 효율을 높일 수 있다.That is, in the first compressor 101, the air is compressed to the target pressure through one stage or multiple stages. The target pressure may be greater than the critical pressure of the air. When the air is compressed to the first heat exchanger 201 by the first compressor 101 at a pressure higher than the critical pressure, the compressed air in the supercritical state exchanges heat with the LNG, so that heat exchange efficiency can be increased.

또한, 도 1에서는, 제1 열교환기(201)가 하나의 열교환기로 구성되는 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 본 실시예의 제1 열교환기(201)는 하나 이상 또는 다수개의 열교환기가 직렬로 연결되어 1단 또는 다단계에 걸쳐 압축 공기를 냉각시키는 다단 열교환기일 수 있다. 1, the first heat exchanger 201 is constituted by one heat exchanger. However, the first heat exchanger 201 of the present embodiment may be a multi-stage heat exchanger in which one or more heat exchangers are connected in series to cool the compressed air in one step or multiple stages.

즉, 제1 열교환기(201)에서 압축 공기는, 1단 또는 다단계에 걸쳐 예냉되며, 제1 열교환기(201)에서 냉각된 압축 공기의 온도는, 약 -160℃ 내지 -140℃일 수 있다. 또한, 제1 열교환기(201)에서 LNG는 1단 또는 다단계에 걸쳐 냉열이 회수되고 기화될 수 있다.That is, in the first heat exchanger 201, the compressed air is precooled in one stage or multi-stage, and the temperature of the compressed air cooled in the first heat exchanger 201 may be about -160 ° C. to -140 ° C. . Also, in the first heat exchanger 201, LNG can be recovered and vaporized in one stage or in multiple stages.

본 실시예의 제1 압축기(101), 제1 열교환기(201) 및 액화부(S2)는, 공기가 유동하는 공기 라인(AL)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 액화시킬 공기는, 공기 라인(AL)을 따라 유동하며 제1 압축기(101)에서 압축되고, 제1 열교환기(201)에서 LNG와 열교환하여 냉각된 후, 액화부(S2)로 공급된다. The first compressor 101, the first heat exchanger 201 and the liquefier S2 of the present embodiment can be connected by an air line AL through which the air flows. That is, the air to be liquefied flows along the air line AL and is compressed in the first compressor 101, cooled by heat exchange with the LNG in the first heat exchanger 201, and then supplied to the liquefier S2 .

본 실시예의 예냉부(S1)는, 재기화시킬 LNG를 저장하는 LNG 저장탱크(T); 및 LNG 저장탱크(T)에 저장된 LNG를 가압하여 제1 열교환기(201)로 공급하는 LNG 펌프(P);를 더 포함할 수 있다. The precool portion S1 of the present embodiment includes an LNG storage tank T for storing the LNG to be regasified; And an LNG pump (P) for pressurizing the LNG stored in the LNG storage tank (T) and supplying the pressurized LNG to the first heat exchanger (201).

도 1에서는 LNG 저장탱크(T)가 하나만 설치되는 것을 예로 들어 도시하였으나, LNG 저장탱크(T)는 하나 이상 설치될 수 있다.1, only one LNG storage tank T is installed as an example. However, one or more LNG storage tanks T may be installed.

또한, LNG 저장탱크(T)는, LNG를 약 -163℃ 내외의 극저온으로 저장할 수 있도록 단열처리되어 있을 수 있다.Also, the LNG storage tank T may be thermally insulated so as to store the LNG at a cryogenic temperature of about -163 ° C.

본 실시예의 LNG 펌프(P)는, 재기화시킬 LNG를 가압하여 제1 열교환기(201)로 공급하는데, 예를 들어, LNG 펌프(P)는, 재기화시킬 LNG를 가스 수요처에서 요구하는 압력 또는 임계 압력 이상으로 압축시킬 수 있다.The LNG pump P of this embodiment pressurizes the LNG to be regasified and supplies the pressurized LNG to the first heat exchanger 201. For example, the LNG pump P regulates the pressure of the LNG to be regenerated Or more than the critical pressure.

LNG 저장탱크(T), LNG 펌프(P), 제1 열교환기(201) 및 가스 수요처는, LNG가 유동하는 LNG 라인(LL)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 기화시킬 LNG는, LNG 저장탱크(T)로부터 배출되어 LNG 라인(LL)을 따라 유동하면서, LNG 펌프(P)에서 가압되고, 제1 열교환기(201)에서 압축 공기와 열교환하여 기화되며, 기화된 재기화 가스(천연가스)는 가스 수요처로 공급된다.The LNG storage tank T, the LNG pump P, the first heat exchanger 201 and the gas demanding entity can be connected by the LNG line LL through which the LNG flows. That is, the LNG to be vaporized is discharged from the LNG storage tank T, flows along the LNG line LL, is pressurized by the LNG pump P, is heat-exchanged with the compressed air in the first heat exchanger 201, , And the vaporized regasification gas (natural gas) is supplied to the gas consumer.

본 실시예의 제1 열교환기(201)는, 공기 라인(AL) 및 LNG 라인(LL)과 연결되며, 제1 열교환기(201)에서는 공기 라인(AL)을 따라 유동하는 압축 공기와, LNG 라인(LL)을 따라 유동하는 압축 LNG가 열교환하여, 압축 공기가 압축 LNG의 냉열을 회수하면서, 압축 공기는 냉각되고 압축 LNG는 기화된다.The first heat exchanger 201 of this embodiment is connected to the air line AL and the LNG line LL and the compressed air flowing in the first heat exchanger 201 along the air line AL and the LNG line The compressed LNG flowing along the line LL is heat-exchanged, and the compressed air recovers the cold heat of the compressed LNG, the compressed air is cooled and the compressed LNG is vaporized.

제1 열교환기(201)에서 예냉된 공기는 액화부(S2)로 공급된다. 제1 열교환기(201)에서 예냉된 공기는 액화부(S2)에서 액화되며, 액화부(S2)에서 액화된 액체 공기는 액체 공기를 저장하는 액체 공기 저장탱크(미도시)에 저장된다.The precooled air in the first heat exchanger (201) is supplied to the liquefier (S2). The precooled air in the first heat exchanger 201 is liquefied in the liquefier S2 and the liquid air liquefied in the liquefier S2 is stored in a liquid air storage tank (not shown) storing the liquid air.

본 실시예의 액화부(S2)는, 예냉된 공기를 더 압축시키는 제2 압축기(102); 및 제2 압축기(102)에서 압축된 예냉 공기를 냉매와의 열교환에 의해 액화시키는 제2 열교환기(202);를 포함한다.The liquefier S2 of the present embodiment includes a second compressor 102 for further compressing precooled air; And a second heat exchanger (202) for liquefying the pre-cooled air compressed in the second compressor (102) by heat exchange with the refrigerant.

도 1에서는, 제2 압축기(102)가 하나의 압축기로 구성되는 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 본 실시예의 제2 압축기(102)는 하나 이상 또는 다수개의 압축기가 직렬로 연결되어 예냉 공기를 1단 또는 다단계에 걸쳐 압축시키는 다단압축기(multi-stage compressor)일 수 있다. 즉, 제2 압축기(102)에서 예냉 공기는, 1단 이상 또는 다단계에 걸쳐 목표 압력까지 압축된다. In FIG. 1, it is illustrated that the second compressor 102 is constituted by one compressor. However, the second compressor 102 of the present embodiment may be a multi-stage compressor in which one or more compressors are connected in series to compress the precooled air in one stage or in multiple stages. That is, the pre-cooled air in the second compressor 102 is compressed to a target pressure over one or more stages or in multiple stages.

또한, 도 1에서는, 제2 열교환기(202)가 하나의 열교환기로 구성되는 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 본 실시예의 제2 열교환기(202)는 하나 이상 또는 다수개의 열교환기가 직렬로 연결되어 1단 이상 또는 다단계에 걸쳐 예냉 압축 공기를 냉각시키는 다단 열교환기일 수 있다. 1, the second heat exchanger 202 is constituted by one heat exchanger as an example. However, the second heat exchanger 202 of the present embodiment may be a multi-stage heat exchanger in which one or more heat exchangers are connected in series to cool the pre-compressed air over one or more stages.

즉, 제2 열교환기(202)에서 예냉 압축 공기는, 1단 또는 다단계에 걸쳐 냉각되면서 액화되며, 약 -190℃까지 냉각될 수 있고, 액화될 수 있다.That is, in the second heat exchanger 202, the precooled compressed air is liquefied while being cooled in a single stage or multiple stages, can be cooled to about -190 ° C, and can be liquefied.

본 실시예의 예냉부(S1), 액화부(S2) 및 액체 공기 저장탱크는 공기 라인(AL)에 의해 연결된다. 또한, 본 실시예의 제2 압축기(102), 제2 열교환기(202) 및 액체 공기 저장탱크는 공기 라인(AL)에 의해 연결된다. The precool portion S1, the liquefier S2, and the liquid air storage tank of this embodiment are connected by an air line AL. In addition, the second compressor 102, the second heat exchanger 202, and the liquid air storage tank of this embodiment are connected by an air line (AL).

즉, 본 실시예에서 공기는, 공기 라인(AL)을 따라 유동하면서 예냉부(S1)에서 예냉된 후 액화부(S2)로 유입되어, 제2 압축기(102)에서 압축되고, 제2 열교환기(202)에서 액화되며, 액체 공기는 공기 라인(AL)을 따라 액체 공기 저장탱크로 유입된다.That is, in the present embodiment, the air is precooled in the precool portion S1 while flowing along the air line AL, then flows into the liquefier S2, is compressed in the second compressor 102, (202), and the liquid air flows into the liquid air storage tank along the air line (AL).

본 실시예의 액화부(S2)는, 제2 열교환기(202)에서 액화된 공기를 팽창시켜 온도는 낮추는 팽창밸브(301);를 더 포함한다. The liquefier S2 of the present embodiment further includes an expansion valve 301 that inflates the liquefied air in the second heat exchanger 202 to lower the temperature.

팽창밸브(301)는, 제2 열교환기(202) 후단에서 공기 라인(AL)으로부터 분기되며 제2 압축기(102) 전단으로 연결되는 제1 냉매 라인(RL1);에 설치될 수 있다.The expansion valve 301 may be installed in the first refrigerant line RL1 branched from the air line AL at the rear end of the second heat exchanger 202 and connected to the front end of the second compressor 102.

본 실시예의 제1 냉매 라인(RL1)은, 공기 라인(AL)으로부터 분기되어, 팽창밸브(301) 및 제2 열교환기(202)를 연결하고, 제2 압축기(102)의 전단에서 공기 라인(AL)에 연결된다.The first refrigerant line RL1 of this embodiment is branched from the air line AL to connect the expansion valve 301 and the second heat exchanger 202 and connects the air line AL.

즉, 제2 열교환기(202)에서 액화된 공기 중 적어도 일부는, 제1 냉매 라인(RL1)으로 분기되어, 제1 냉매 라인(RL1)을 따라 유동하면서 팽창밸브(301)에서 팽창되고, 팽창에 의해 온도가 하강한 팽창 공기는 제2 열교환기(202)에서 예냉 압축 공기를 액화시키는 냉매로서 사용된다. That is, at least a part of the air liquefied in the second heat exchanger 202 is branched into the first refrigerant line RL1, expanded in the expansion valve 301 while flowing along the first refrigerant line RL1, Is used as a refrigerant for liquefying pre-cooled compressed air in the second heat exchanger (202).

제2 열교환기(202)에서 예냉 압축 공기를 액화시키면서 온도가 상승한 팽창 공기는, 제2 압축기(102)로 공급되는 예냉 공기 흐름에 합류된다.The expanded air whose temperature has been increased while liquefying the precooled compressed air in the second heat exchanger (202) is joined to the precooled air flow supplied to the second compressor (102).

본 실시예의 제2 열교환기(202)는 공기 라인(AL) 및 제1 냉매 라인(RL1)이 연결되고, 제2 열교환기(202)에서는, 제2 압축기(102)에서 압축된 예냉 압축 공기와, 팽창밸브(301)에서 팽창에 의해 냉각된 팽창 공기가 열교환하여, 예냉 압축 공기가 액화된다. In the second heat exchanger 202 of the present embodiment, the air line AL and the first refrigerant line RL1 are connected. In the second heat exchanger 202, the precooled compressed air compressed by the second compressor 102 , The expansion air cooled by the expansion in the expansion valve 301 is heat-exchanged, and the precooled compressed air is liquefied.

따라서, 본 실시예에 따르면, 별도의 냉매 사이클 없이 액체 공기를 팽창시켜 액체 공기를 생성하는 냉매로 사용할 수 있다.Therefore, according to the present embodiment, the refrigerant can be used as a refrigerant that generates liquid air by expanding liquid air without a separate refrigerant cycle.

제2 열교환기(202)에서 액화된 액체 공기는 액체 공기 저장탱크에 저장된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 본 실시예에 따르면, 액체 공기 저장탱크에 저장된 액체 공기를 기화시키는 기화기(미도시); 기화기에서 기화된 공기에 의해 구동되는 터빈(미도시); 및 터빈에 연결되며 터빈의 구동력을 전력으로 전환하는 발전기(미도시);를 더 포함할 수 있다. The liquid air liquefied in the second heat exchanger (202) is stored in a liquid air storage tank. Although not shown in the drawing, according to the present embodiment, a vaporizer (not shown) for vaporizing the liquid air stored in the liquid air storage tank; A turbine (not shown) driven by air vaporized in the vaporizer; And a generator (not shown) connected to the turbine and converting the driving force of the turbine into electric power.

즉, 액체 공기 저장탱크에 저장된 액체 공기는, 기화기에서 기화되어 터빈을 구동시킴으로써 전력을 생산하는 에너지원으로 활용할 수 있다.That is, the liquid air stored in the liquid air storage tank can be utilized as an energy source for generating electric power by being vaporized in the vaporizer and driving the turbine.

액체 공기를 이용하여 생산된 전력은, 전력 공급망을 통해 전력 수요처로 공급될 수 있다. 또한, 액체 공기를 이용하여 생산된 전력은, 상술한 제1 압축기(101), 제2 압축기(102) 및 LNG 펌프(P) 등을 구동시키기 위한 전력으로 사용될 수 있다. The power produced using liquid air can be supplied to the power consumer through the power supply network. Also, the electric power produced by using the liquid air can be used as electric power for driving the first compressor 101, the second compressor 102, the LNG pump P, and the like.

또한, 전력 수요량이 적은 시간, 예를 들어 밤 시간대에는 전력 공급망을 통해 송전된 전력을 이용하여 액체 공기를 생성하고, 전력 수요량이 많은 시간, 예를 들어 낮 시간대에는 액체 공기를 이용하여 전력을 생산할 수 있다. Also, in a time when power demand is low, for example, at night time, liquid air is generated using electric power transmitted through a power supply network, and electric power is produced using liquid air at a time when power demand is high, for example, .

다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 액화 시스템 및 방법을 설명하기로 한다. Next, referring to Fig. 2, an air liquefaction system and method according to a second embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 제2 실시예는, 상술한 제1 실시예의 변형예로서, 액화부(S3)의 구성에 있어서 제1 실시예의 액화부(S2)와 차이가 있고, 예냉부(S1)의 구성은 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 예냉부(S1)의 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 액화부(S3)의 구성을 중점적으로 설명하기로 하고, 예냉부(S1)에 대해서는 상술한 제1 실시예가 참고될 수 있다. 구체적인 설명이 생략되더라도, 동일한 부재번호를 갖는 동일한 구성요소에 대해서는 제1 실시예와 동일하게 적용될 수 있다.The second embodiment of the present invention is different from the liquefier S2 of the first embodiment in the configuration of the liquefier S3 as a modification of the first embodiment described above and the configuration of the precooler S1 The same can be applied. Therefore, the detailed description of the precooled portion S1 will be omitted, and the configuration of the liquefier portion S3 will be mainly described. The first embodiment described above can be referred to for the precool portion S1. Even if the detailed description is omitted, the same constituent elements having the same number can be applied in the same manner as in the first embodiment.

본 발명의 제2 실시예에 다른 공기 액화 시스템은, 액화시킬 공기를 LNG와의 열교환에 의해 예냉시키는 예냉부(S1); 및 예냉부(S1)에서 예냉된 공기를 액화시키는 액화부(S3);를 포함한다.Another air liquefaction system according to the second embodiment of the present invention comprises a precool portion S1 for precooling air to be liquefied by heat exchange with LNG; And a liquefier (S3) for liquefying the precooled air in the precooled portion (S1).

본 실시예의 예냉부(S1)는, 액화시킬 공기를 압축하는 제1 압축기(101); 및 제1 압축기(101)에서 압축된 압축 공기와, 재기화시킬 LNG를 열교환시키는 제1 열교환기(201);를 포함한다. The precool portion S1 of the present embodiment includes a first compressor 101 for compressing air to be liquefied; And a first heat exchanger (201) for exchanging heat between the compressed air compressed in the first compressor (101) and the LNG to be regasified.

제1 열교환기(201)에서 압축 공기는 약 -160℃ 내지 -140℃까지 냉각될 수 있다.In the first heat exchanger 201, the compressed air can be cooled to about -160 캜 to -140 캜.

본 실시예의 제1 압축기(101), 제1 열교환기(201) 및 액화부(S3)는, 공기가 유동하는 공기 라인(AL)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 액화시킬 공기는, 공기 라인(AL)을 따라 유동하며 제1 압축기(101)에서 압축되고, 제1 열교환기(201)에서 LNG와 열교환하여 냉각된 후, 액화부(S3)로 공급된다. The first compressor 101, the first heat exchanger 201 and the liquefier S3 of the present embodiment can be connected by an air line AL through which air flows. That is, the air to be liquefied flows along the air line AL and is compressed in the first compressor 101, cooled by the heat exchange with the LNG in the first heat exchanger 201, and then supplied to the liquefier S3 .

본 실시예의 예냉부(S1)는, 재기화시킬 LNG를 저장하는 LNG 저장탱크(T); 및 LNG 저장탱크(T)에 저장된 LNG를 가압하여 제1 열교환기(201)로 공급하는 LNG 펌프(P);를 더 포함할 수 있다. The precool portion S1 of the present embodiment includes an LNG storage tank T for storing the LNG to be regasified; And an LNG pump (P) for pressurizing the LNG stored in the LNG storage tank (T) and supplying the pressurized LNG to the first heat exchanger (201).

LNG 저장탱크(T), LNG 펌프(P), 제1 열교환기(201) 및 가스 수요처는, LNG가 유동하는 LNG 라인(LL)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 기화시킬 LNG는, LNG 저장탱크(T)로부터 배출되어 LNG 라인(LL)을 따라 유동하면서, LNG 펌프(P)에서 가압되고, 제1 열교환기(201)에서 압축 공기와 열교환하여 기화되며, 기화된 재기화 가스(천연가스)는 가스 수요처로 공급된다.The LNG storage tank T, the LNG pump P, the first heat exchanger 201 and the gas demanding entity can be connected by the LNG line LL through which the LNG flows. That is, the LNG to be vaporized is discharged from the LNG storage tank T, flows along the LNG line LL, is pressurized by the LNG pump P, is heat-exchanged with the compressed air in the first heat exchanger 201, , And the vaporized regasification gas (natural gas) is supplied to the gas consumer.

본 실시예의 제1 열교환기(201)는, 공기 라인(AL) 및 LNG 라인(LL)과 연결되며, 제1 열교환기(201)에서는 공기 라인(AL)을 따라 유동하는 압축 공기와, LNG 라인(LL)을 따라 유동하는 압축 LNG가 열교환하여, 압축 공기가 압축 LNG의 냉열을 회수하면서, 압축 공기는 냉각되고 압축 LNG는 기화된다.The first heat exchanger 201 of this embodiment is connected to the air line AL and the LNG line LL and the compressed air flowing in the first heat exchanger 201 along the air line AL and the LNG line The compressed LNG flowing along the line LL is heat-exchanged, and the compressed air recovers the cold heat of the compressed LNG, the compressed air is cooled and the compressed LNG is vaporized.

제1 열교환기(201)에서 예냉된 공기는 액화부(S3)로 공급된다. 제1 열교환기(201)에서 예냉된 공기는 액화부(S3)에서 액화되며, 액화부(S3)에서 액화된 액체 공기는 액체 공기를 저장하는 액체 공기 저장탱크(미도시)에 저장된다.The precooled air in the first heat exchanger (201) is supplied to the liquefier (S3). The precooled air in the first heat exchanger 201 is liquefied in the liquefier portion S3 and the liquid air liquefied in the liquefier portion S3 is stored in a liquid air storage tank (not shown) storing the liquid air.

본 실시예의 액화부(S3)는, 예냉부(S1)에서 예냉된 공기를 냉매와의 열교환에 의해 액화시키는 제3 열교환기(203);를 포함한다.The liquefier S3 of the present embodiment includes a third heat exchanger 203 for liquefying the precooled air in the precool portion S1 by heat exchange with the refrigerant.

본 실시예의 예냉부(S1), 액화부(S3) 및 액체 공기 저장탱크는 공기 라인(AL)에 의해 연결된다. The precool portion S1, the liquefier portion S3, and the liquid air storage tank of this embodiment are connected by an air line AL.

즉, 본 실시예에서 공기는, 공기 라인(AL)을 따라 유동하면서 예냉부(S1)에서 예냉된 후 액화부(S3)로 유입되어, 제3 열교환기(203)에서 액화되며, 액체 공기는 공기 라인(AL)을 따라 액체 공기 저장탱크로 유입된다.That is, in this embodiment, the air is precooled in the precool portion S1 while flowing along the air line AL, then flows into the liquefier S3 and is liquefied in the third heat exchanger 203, And flows into the liquid air storage tank along the air line (AL).

도 2에서는, 제3 열교환기(203)가 하나의 열교환기로 구성되는 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 본 실시예의 제3 열교환기(203)는 하나 이상 또는 다수개의 열교환기가 직렬로 연결되어 1단 또는 다단계에 걸쳐 예냉 공기를 냉각시키는 다단 열교환기일 수 있다. In FIG. 2, the third heat exchanger 203 is shown as one heat exchanger. However, the third heat exchanger 203 of the present embodiment may be a multi-stage heat exchanger in which one or more heat exchangers are connected in series to cool the pre-cooling air in one step or multiple stages.

즉, 제3 열교환기(203)에서 예냉 공기는, 1단 또는 다단계에 걸쳐 냉각되면서 액화된다. 제3 열교환기(203)에서 예냉 공기는 약 -190℃까지 냉각될 수 있으며, 액화된다. That is, the pre-cooled air in the third heat exchanger (203) is liquefied while being cooled in one step or multiple steps. In the third heat exchanger (203), the precooled air can be cooled to about -190 DEG C and liquefied.

본 실시예의 액화부(S3)는, 제3 열교환기(203)에서 예냉 공기를 액화시키기 위한 냉매가 순환하는 냉매 순환부(도면부호 미부여);를 더 포함할 수 있다.The liquefier (S3) of this embodiment may further include a refrigerant circulating part (not designated) circulating a refrigerant for liquefying the pre-cooled air in the third heat exchanger (203).

제3 열교환기(203)에서는, 냉매 순환부를 순환하는 냉매와 예냉 공기가 열교환하여, 예냉 공기는 액화되고, 냉매는 예냉 공기로 냉열이 회수되면서 온도가 상승한다. In the third heat exchanger (203), the refrigerant circulating in the refrigerant circulating unit is heat-exchanged with the precooled air, the precooled air is liquefied, and the temperature rises while the cold heat is recovered by the precooled air.

본 실시예의 냉매 순환부는, 제3 열교환기(203)에서 예냉 공기를 액화시키면서 가열 또는 적어도 일부가 증발된 냉매를 수용하는 석션 드럼(401); 석션 드럼(401)으로부터 기체 상태의 냉매만을 공급받아 압축시키는 냉매 압축기(103); 냉매 압축기(103)에서 압축된 압축 냉매를 냉각 또는 적어도 일부를 응축시키는 냉각기(501); 및 냉각기(501)로부터 냉매를 공급받아 수용하고, 냉매를 제3 열교환기(203)로 공급하는 리시버 탱크(402);를 포함할 수 있다. The refrigerant circulation unit of the present embodiment includes a suction drum 401 for receiving a refrigerant heated or at least partially evaporated while liquefying the pre-cooled air in the third heat exchanger 203; A refrigerant compressor (103) for receiving and compressing only the gaseous refrigerant from the suction drum (401); A cooler (501) for cooling or at least partially condensing the compressed refrigerant compressed in the refrigerant compressor (103); And a receiver tank 402 for receiving and receiving the refrigerant from the cooler 501 and supplying the refrigerant to the third heat exchanger 203.

본 실시예의 석션 드럼(401), 냉매 압축기(103), 냉각기(501), 리시버 탱크(402) 및 제3 열교환기(203)는, 냉매가 유동하는 제2 냉매 라인(RL2);에 의해 연결될 수 있다. The suction drum 401, the refrigerant compressor 103, the cooler 501, the receiver tank 402 and the third heat exchanger 203 of this embodiment are connected by a second refrigerant line RL2 through which the refrigerant flows .

즉, 본 실시예에서 냉매는, 제2 냉매 라인(RL2)을 따라 유동하며 냉매 압축기(103)에서 압축되고, 냉각기(501)에서 냉각 또는 응축되며, 리시버 탱크(402)에 수용되고, 제3 열교환기(203)에서 예냉 공기와 열교환에 의해 가열 또는 증발된 후, 석션 드럼(401)으로 수용되며, 다시 냉매 압축기(103)로 공급된다. 이와 같이, 본 실시예의 냉매 순환부는, 폐쇄 사이클(closed loop)을 형성할 수 있다. That is, in this embodiment, the refrigerant flows along the second refrigerant line RL2, is compressed in the refrigerant compressor 103, cooled or condensed in the cooler 501, is accommodated in the receiver tank 402, Is heated or evaporated by heat exchange with the precooled air in the heat exchanger (203), is accommodated in the suction drum (401), and is again supplied to the refrigerant compressor (103). Thus, the refrigerant circulation unit of this embodiment can form a closed loop.

본 실시예의 냉매는, 상압에서 공기보다 액화온도가 낮은 물질이거나 또는 상압에서 액화온도가 약 -190℃ 이하인 물질일 수 있다. 예를 들어, 냉매는, 질소(N2), 수소(H2) 및 헬륨(He)을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나의 단일 물질이거나 또는 어느 하나 이상이 혼합된 혼합물일 수 있고, 또는, 질소(N), 수소(H), 및 헬륨(He) 원소를 포함하는 화합물일 수도 있다.The refrigerant of this embodiment may be a substance having a lower liquefaction temperature than air at normal pressure or a substance having a liquefaction temperature at normal pressure of about -190 DEG C or lower. For example, the refrigerant may be any single substance selected from the group consisting of nitrogen (N 2 ), hydrogen (H 2 ) and helium (He), or a mixture of any two or more thereof, Nitrogen (N), hydrogen (H), and helium (He).

제2 냉매 라인(RL2)을 순환하는 냉매는, 액체 또는 기체 상태일 수 있고, 또는 기액 혼합물일 수도 있다. 또한, 냉매는, 냉매 순환부를 순환하면서 상변화가 일어날 수 있다.The refrigerant circulating through the second refrigerant line RL2 may be in a liquid or gaseous state, or may be a gas-liquid mixture. In addition, the refrigerant may undergo a phase change while circulating the refrigerant circulation unit.

이하, 냉매 순환부를 순환하는 냉매의 작동 원리의 일 실시예를 설명하기로 한다. Hereinafter, an operation principle of a refrigerant circulating through a refrigerant circulation unit will be described.

냉매 압축기(103)는, 제2 냉매 라인(RL2)을 따라 순환하는 냉매가 냉매 순환부를 순환할 수 있도록 가압하고, 냉매를 압축시킴으로써 냉매의 액화점을 높이는 역할을 한다. 냉매 압축기(103)에서 압축된 냉매는 냉각기(501)에서 냉각되면서 적어도 일부가 응축될 수 있다. The refrigerant compressor (103) pressurizes the refrigerant circulating along the second refrigerant line (RL2) so as to circulate the refrigerant circulating part, and compresses the refrigerant, thereby enhancing the liquefaction point of the refrigerant. The refrigerant compressed in the refrigerant compressor (103) can be at least partially condensed while being cooled in the cooler (501).

냉각기(501)에서 응축된 냉매는 리시버 탱크(402)로 수용되며, 리시버 탱크(402)에서는, 냉각기(501)로부터 리시버 탱크(402)로 수용된 냉매가 안정화되면서 응축되지 않은 나머지 냉매가 응축될 수 있다. The refrigerant condensed in the cooler 501 is received in the receiver tank 402 and the refrigerant received in the receiver tank 402 from the cooler 501 is stabilized in the receiver tank 402 so that the remaining refrigerant that has not been condensed can be condensed have.

또한, 도시하지 않은 제어부는, 리시버 탱크(402)로부터 배출시키는 냉매의 유량을 조절하여, 제3 열교환기(203)로 공급되는 냉매의 유량을 조절하고, 그에 따라 제3 열교환기(203)에서 냉각되는 공기의 온도, 즉, 액체 공기 생성량을 조절할 수도 있다.A control unit (not shown) controls the flow rate of the refrigerant discharged from the receiver tank 402 to adjust the flow rate of the refrigerant supplied to the third heat exchanger 203, and thereby controls the flow rate of the refrigerant discharged from the third heat exchanger 203 The temperature of the air to be cooled, that is, the amount of liquid air produced may be adjusted.

냉매는 제3 열교환기(203)에서 공기를 액화시키면서 온도가 상승하고, 이 과정에서 냉매의 일부 또는 전부가 증발될 수 있다. The temperature of the refrigerant rises while the air is liquefied in the third heat exchanger 203, and a part or all of the refrigerant can be evaporated in this process.

제3 열교환기(203)에서 열교환 후 배출되는 냉매는 석션 드럼(401)으로 수용되며, 석션 드럼(401)에서는 기액분리가 일어나고, 석션 드럼(401)으로부터 냉매 압축기(103)로는 기체 상태의 냉매만이 공급될 수 있다.The refrigerant discharged from the suction drum 401 to the refrigerant compressor 103 is supplied to the refrigerant compressor 103 via the suction drum 401. The refrigerant is discharged from the suction drum 401 to the refrigerant compressor 103, Can be supplied.

이와 같이, 석션 드럼(401)에서 기체 상태의 냉매만이 냉매 압축기(103)로 공급되도록 함으로써, 냉매 압축기(103)로 액적이나 미스트가 동반되어 공급될 경우 냉매 압축기(103)의 프로펠러 등이 손상되는 문제 등을 방지할 수 있다. In this way, only the gaseous refrigerant in the suction drum 401 is supplied to the refrigerant compressor 103, so that when a droplet or mist is supplied to the refrigerant compressor 103, the propeller of the refrigerant compressor 103 is damaged And the like can be prevented.

따라서, 본 실시예에 따르면, 공기를 액화시키기 위한 공정에 있어서, 제1 열교환기(201)에서 재기화시킬 LNG의 냉열을 활용하여 공기를 예냉시키고, 예냉된 공기를 제3 열교환기(203)에서 냉매 순환부를 순환하는 냉매와의 열교환에 의해 냉각시킴으로써, 액체 공기를 얻을 수 있다. Therefore, according to the present embodiment, in the process for liquefying air, the air is pre-cooled by utilizing the cold heat of the LNG to be regenerated in the first heat exchanger 201, the precooled air is passed through the third heat exchanger 203, The refrigerant circulating unit is cooled by heat exchange with the refrigerant circulating, whereby liquid air can be obtained.

제3 열교환기(203)에서 액화된 액체 공기는 액체 공기 저장탱크에 저장된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 본 실시예에 따르면, 액체 공기 저장탱크에 저장된 액체 공기를 기화시키는 기화기(미도시); 기화기에서 기화된 공기에 의해 구동되는 터빈(미도시); 및 터빈에 연결되며 터빈의 구동력을 전력으로 전환하는 발전기(미도시);를 더 포함할 수 있다. The liquid air liquefied in the third heat exchanger (203) is stored in the liquid air storage tank. Although not shown in the drawing, according to the present embodiment, a vaporizer (not shown) for vaporizing the liquid air stored in the liquid air storage tank; A turbine (not shown) driven by air vaporized in the vaporizer; And a generator (not shown) connected to the turbine and converting the driving force of the turbine into electric power.

즉, 액체 공기 저장탱크에 저장된 액체 공기는, 기화기에서 기화되어 터빈을 구동시킴으로써 전력을 생산하는 에너지원으로 활용할 수 있다.That is, the liquid air stored in the liquid air storage tank can be utilized as an energy source for generating electric power by being vaporized in the vaporizer and driving the turbine.

액체 공기를 이용하여 생산된 전력은, 전력 공급망을 통해 전력 수요처로 공급될 수 있다. 또한, 액체 공기를 이용하여 생산된 전력은, 상술한 제1 압축기(101), 냉매 압축기(103) 및 LNG 펌프(P) 등을 구동시키기 위한 전력으로 사용될 수 있다.The power produced using liquid air can be supplied to the power consumer through the power supply network. Also, the power produced by using the liquid air can be used as electric power for driving the first compressor 101, the refrigerant compressor 103, the LNG pump P, and the like.

또한, 전력 수요량이 적은 시간, 예를 들어 밤 시간대에는 전력 공급망을 통해 송전된 전력을 이용하여 액체 공기를 생성하고, 전력 수요량이 많은 시간, 예를 들어 낮 시간대에는 액체 공기를 이용하여 전력을 생산할 수 있다. Also, in a time when power demand is low, for example, at night time, liquid air is generated using electric power transmitted through a power supply network, and electric power is produced using liquid air at a time when power demand is high, for example, .

따라서, 본 발명에 따르면, 공기를 액화시키기 위하여, 액화시킬 공기를 LNG를 기화시키는 열원으로 사용하여 LNG의 냉열을 회수함으로써, LNG는 기화시켜 가스 수요처로 공급하고, 액화시킬 공기는 예냉시킨다. 그에 따라, 버려지는 LNG의 냉열을 재활용할 수 있고, 액화시킬 공기를 예냉시킴으로써 공기의 액화 효율을 향상시킬 수 있다. Therefore, according to the present invention, in order to liquefy the air, the air to be liquefied is used as a heat source for vaporizing the LNG, thereby recovering the cold heat of the LNG, thereby vaporizing the LNG to supply it to the gas consumer and precooling the air to be liquefied. Accordingly, the cold heat of the discarded LNG can be recycled, and the liquefaction efficiency of the air can be improved by precooling the air to be liquefied.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. . Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and thus the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

S1 : 예냉부
S2, S3 : 액화부
101 : 제1 압축기
102 : 제2 압축기
103 : 냉매 압축기
201 : 제1 열교환기
202 : 제2 열교환기
203 : 제3 열교환기
301 : 팽창 밸브
401 : 석션 드럼
402 : 리시버 탱크
501 : 냉각기
T : LNG 저장탱크
P : LNG 펌프
AL : 공기 라인
LL : LNG 라인
RL1 : 제1 냉매 라인
RL2 : 제2 냉매 라인S1: Precooled part
S2, S3: liquefied part
101: first compressor
102: second compressor
103: Refrigerant compressor
201: first heat exchanger
202: second heat exchanger
203: third heat exchanger
301: Expansion valve
401: suction drum
402: Receiver tank
501: cooler
T: LNG storage tank
P: LNG pump
AL: air line
LL: LNG line
RL1: first refrigerant line
RL2: second refrigerant line

Claims (14)

액화시킬 공기를 압축하는 제1 압축기;
상기 제1 압축기에서 압축된 압축 공기를, 가스 수요처에서 요구하는 압력까지 압축한 재기화시킬 액화가스의 냉열을 이용하여 냉각시키는 제1 열교환기; 및
상기 제1 열교환기에서 냉각된 예냉 공기를 압축하는 제2 압축기;를 포함하고,
상기 제2 압축기에서 압축된 압축 예냉 공기를, 액화된 공기 중 일부를 팽창시켜 온도를 낮춘 팽창 공기와의 열교환에 의해 액화시키는 제2 열교환기; 및
상기 제2 압축기에서 압축된 압축 예냉 공기를, 냉매 순환부를 순환하는 냉매와의 열교환에 의해 액화시키는 제3 열교환기; 중 어느 하나를 더 포함하며,
상기 제2 열교환기 또는 제3 열교환기에 의해 액화된 액체 공기를 기화시키는 기화기;
상기 기화기에서 기화된 공기에 의해 구동되는 터빈; 및
상기 터빈에 연결되며 전력을 생산하는 발전기;를 더 포함하여,
상기 제1 열교환기에서 냉열이 회수되면서 기화된 재기화 가스는 가스 수요처로 공급되고,
상기 액체 공기를 이용하여 전력을 생산하는, 공기 액화 시스템.A first compressor for compressing air to be liquefied;
A first heat exchanger for cooling the compressed air compressed by the first compressor by using cold heat of a liquefied gas compressed and compressed to a pressure required by a gas consumer; And
And a second compressor for compressing the pre-cooled air cooled in the first heat exchanger,
A second heat exchanger for compressing the compressed precooled air in the second compressor by heat exchange with expanded air having a lower temperature by expanding a part of the liquefied air; And
A third heat exchanger for liquefying compressed precooled air compressed in the second compressor by heat exchange with a refrigerant circulating in the refrigerant circulating unit; , And further comprising:
A vaporizer for vaporizing the liquid air liquefied by the second heat exchanger or the third heat exchanger;
A turbine driven by air vaporized in the vaporizer; And
And a generator connected to the turbine and generating electric power,
As the cold heat is recovered in the first heat exchanger, the vaporized regeneration gas is supplied to the gas consumer,
Wherein the liquid air is used to produce electric power. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제2 열교환기에서 액화된 압축 예냉 공기를 팽창시키는 팽창밸브; 및
상기 팽창밸브와 제2 열교환기를 연결하며, 상기 팽창밸브를 통과하면서 냉각된 팽창 공기가 상기 압축 예냉 공기를 액화시키는 냉매로서 상기 제2 열교환기로 공급되도록 유로를 제공하는 제1 냉매 라인;을 더 포함하는, 공기 액화 시스템. The method according to claim 1,
An expansion valve for expanding compressed precooled air liquefied in said second heat exchanger; And
And a first refrigerant line connecting the expansion valve and the second heat exchanger and providing a flow path to supply the compressed precooled air to the second heat exchanger as refrigerant for cooling the expanded precooled air while passing through the expansion valve Air liquefaction system. 청구항 1에 있어서,
상기 예냉 공기와 냉매가 열교환하여 예냉 공기가 액화되는 제3 열교환기; 및
상기 제3 열교환기로 공급할 냉매를 순환시키는 냉매 순환부;를 포함하는, 공기 액화 시스템. The method according to claim 1,
A third heat exchanger in which the precooled air and the refrigerant undergo heat exchange and the precooled air is liquefied; And
And a refrigerant circulation unit for circulating the refrigerant to be supplied to the third heat exchanger. 청구항 4에 있어서,
상기 냉매 순환부는,
상기 제3 열교환기로 공급할 냉매를 압축시키는 냉매 압축기; 및
상기 냉매 압축기에서 압축된 냉매를 냉각시키는 냉각기;를 포함하고,
상기 냉매 압축기, 냉각기 및 제3 열교환기를 연결하며, 상기 냉각기에서 냉각된 냉매가 상기 제3 열교환기로 공급되고, 상기 제3 열교환기에서 열교환에 의해 가열된 냉매가 상기 냉매 압축기로 순환하도록 사이클을 형성하는 제2 냉매 라인;을 포함하는, 공기 액화 시스템.The method of claim 4,
The refrigerant circulation unit includes:
A refrigerant compressor for compressing the refrigerant to be supplied to the third heat exchanger; And
And a cooler for cooling the refrigerant compressed in the refrigerant compressor,
A refrigerant compressor is connected to the refrigerant compressor, the cooler and the third heat exchanger, the refrigerant cooled by the cooler is supplied to the third heat exchanger, and the refrigerant heated by the heat exchange in the third heat exchanger is circulated to the refrigerant compressor And a second refrigerant line through which the refrigerant flows. 청구항 5에 있어서,
상기 냉매 순환부는,
상기 냉각기에서 적어도 일부가 응축된 냉매를 수용하여, 액체 상태의 냉매가 상기 제3 열교환기로 공급되도록 하는 리시버 탱크; 및
상기 제3 열교환기에서 적어도 일부가 증발된 냉매를 수용하여, 기체 상태의 냉매가 상기 냉매 압축기로 공급되도록 하는 석션 드럼;을 더 포함하는, 공기 액화 시스템. The method of claim 5,
The refrigerant circulation unit includes:
A receiver tank for receiving a refrigerant condensed at least partially in the cooler and supplying liquid refrigerant to the third heat exchanger; And
And a suction drum for receiving at least a portion of the refrigerant vaporized in the third heat exchanger and supplying gaseous refrigerant to the refrigerant compressor. 청구항 4에 있어서,
상기 제3 열교환기는, 다수개의 열교환기를 포함하여, 다단계에 걸친 냉매와 예냉 공기의 열교환을 통해 상기 예냉 공기를 액화시키는 다단 열교환기인, 공기 액화 시스템. The method of claim 4,
Wherein the third heat exchanger includes a plurality of heat exchangers and is a multi-stage heat exchanger for liquefying the pre-cooling air through heat exchange between refrigerant and pre-cooling air over a multistage. 청구항 4 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉매는, 질소, 수소 및 헬륨을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 단일 물질, 혼합 물질 또는 화합 물질인, 공기 액화 시스템. The method according to any one of claims 4 to 7,
Wherein the refrigerant is at least one of a single substance, a mixed substance or a compound selected from the group consisting of nitrogen, hydrogen and helium. 청구항 1 및 3 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 압축기는, 다수개의 압축기를 포함하여 다단계에 걸쳐 공기를 압축시키는 다단 압축기인, 공기 액화 시스템. The method according to any one of claims 1 and 3 to 7,
Wherein the first compressor is a multi-stage compressor that includes a plurality of compressors to compress air over a plurality of stages. 청구항 1 및 3 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 열교환기는, 다수개의 열교환기를 포함하여 다단계에 걸친 액화가스와 압축 공기의 열교환을 통해, 상기 액화가스의 냉열을 회수하는 다단 열교환기인, 공기 액화 시스템.The method according to any one of claims 1 and 3 to 7,
Wherein the first heat exchanger includes a plurality of heat exchangers and is a multi-stage heat exchanger that recovers the cold heat of the liquefied gas through heat exchange between the liquefied gas and the compressed air over multiple stages. 액화시킬 공기를 압축하는 단계;
상기 압축 공기와, 가스 수요처에서 요구하는 압력까지 압축한 재기화시킬 액화가스를 열교환시켜, 상기 압축 공기는 냉각시키고, 상기 액화가스는 기화시키는 단계;
상기 냉각된 예냉 압축 공기를 더 압축하는 단계; 및
상기 더 압축된 예냉 공기를 열교환에 의해 액화시키는 단계;를 더 포함하고,
상기 액화시키는 단계는,
상기 액화된 공기 중 일부를 팽창시켜 온도를 낮춘 팽창 공기를 냉매로 하여 상기 더 압축된 예냉 공기를 액화시키는 단계; 및
냉매 순환부를 순환하는 별도의 냉매를 이용하여 상기 더 압축된 예냉 공기를 액화시키는 단계; 중 어느 한 단계를 포함하며,
상기 액화된 공기를 기화시키는 단계; 및
상기 기화된 공기를 이용하여 터빈을 구동시키고, 전력을 생산하는 단계;를 더 포함하여,
상기 기화된 액화가스는 가스 수요처로 공급하고, 상기 열교환에 의해 생성된 액체 공기를 이용하여 전력을 생산하는, 공기 액화 방법.Compressing air to be liquefied;
Exchanging heat between the compressed air and a liquefied gas compressed and compressed to a pressure required by a gas consumer, cooling the compressed air, and vaporizing the liquefied gas;
Further compressing said cooled precooled compressed air; And
Further comprising liquefying the further compressed pre-cooled air by heat exchange,
Wherein the liquefaction comprises:
Liquefying the compressed precooled air with the expanded air having a lower temperature by expanding a part of the liquefied air as a refrigerant; And
Liquefying the further compressed precooled air using a separate refrigerant circulating through the refrigerant circulating unit; And a second step,
Vaporizing the liquefied air; And
Driving the turbine using the vaporized air and producing power,
Wherein the vaporized liquefied gas is supplied to a gas consumer, and the liquid air produced by the heat exchange is used to produce electric power. 삭제delete 청구항 11에 있어서,
상기 더 압축된 예냉 공기를 액화시키면서 온도가 상승한 팽창 공기는, 상기 더 압축시키기 위해 압축기로 도입되는 예냉 공기 흐름에 합류시키는, 공기 액화 방법.The method of claim 11,
And the expanded air with the increased temperature while liquefying the further compressed pre-cooled air joins the pre-cooled air flow introduced into the compressor for further compression. 청구항 11에 있어서,
상기 별도의 냉매를 냉매 순환부에 순환시키는 것은,
상기 냉매를 압축하는 단계;
상기 압축 냉매를 응축시키는 단계;
상기 응축된 냉매와 상기 예냉 공기를 열교환시켜 응축된 냉매는 증발시키고 상기 예냉 공기는 액화시키는 단계; 및
상기 예냉 공기를 액화시키면서 증발된 냉매는 상기 냉매를 압축하는 단계로 순환시키는, 공기 액화 방법.The method of claim 11,
Circulating the separate refrigerant to the refrigerant circulation unit,
Compressing the refrigerant;
Condensing the compressed refrigerant;
Exchanging heat between the condensed refrigerant and the precooled air to evaporate the condensed refrigerant and liquefy the precooled air; And
And circulating the refrigerant evaporated while liquefying the pre-cooled air to compress the refrigerant.
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