KR102252653B1 - 부유식 lng 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법 - Google Patents

부유식 lng 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 부유식 발전 플랜트에서 전력을 생산하면서 버려지는 냉열과 폐열을 활용하여 수소를 생산하고, 에너지 효율을 증대시키고 운영 비용을 절감할 수 있는 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트는, 액화가스를 기화시키는 기화기; 상기 기화기에서 기화된 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 가스 발전기; 상기 가스 발전기에서 전력을 생산하면서 발생하는 폐열을 회수하여 스팀을 생성하는 보일러; 상기 보일러에서 생성된 스팀과, 상기 기화기에서 기화된 재기화 가스를 이용하여 수소를 생성하는 개질기; 및 상기 개질기로부터 배출된 응축수를 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키는 열원으로 공급하는 제1 응축라인;을 포함한다.

Description

부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법 {Hydrogen Fuel Cell Complex Power Plant Equipped with the Floating LNG Power Plant and Hydrogen Generation System and Method for Thereof}
본 발명은, 부유식 발전 플랜트에서 전력을 생산하면서 버려지는 냉열과 폐열을 활용하여 수소를 생산하고, 에너지 효율을 증대시키고 운영 비용을 절감할 수 있는 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법에 관한 것이다.
최근, 친환경 전력 생산에 대한 요구로 천연가스를 이용한 발전에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히, 전력공급이 원활하지 않은 신흥개발국 등에서 가스 발전에 대한 관심이 높아지고 있다.
일반적으로, 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 운반된다. LNG는 천연가스를 상압에서 약 -163℃의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로서 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG 운반선은, LNG를 싣고 바다를 운항하여 수요처에 LNG를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, 극저온의 LNG를 견딜 수 있는 LNG 저장탱크를 포함하고 있다. 통상 이러한 LNG 운반선은 LNG 저장탱크 내의 LNG를 액화된 상태로 그대로 육상 터미널에 하역하며, 하역된 LNG는 육상 터미널에 설치된 LNG 재기화 설비에 의해 재기화된 후, 소비처로 각각 공급된다.
이와 같이, 가스 연료의 연소에 의해 전력을 생산하는 발전플랜트는 주로 육상, 특히 해안가에 설치되는 것이 일반적이었다. 해안가는 이러한 원료의 수급이 용이하다는 장점이 있다. 그러나, 용지 구입 등 기초 공사 비용이 비싸고, 주민들의 반대와 환경오염을 고려해야 한다. 또한, 여러 개의 섬으로 이루어진 동남아시아 국가 등에는 대용량의 가스 발전을 하는데 어려움이 많았다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 발전플랜트를 육상에 고정한 형태에서 벗어나 선박이나 해상 구조물에 탑재하는 기술들이 개발되고 있다. 선박이나 해상 구조물은 플랜트를 설치하기 위한 용지 구입 비용이나, 기초 공사 비용을 절감할 수 있으면서도, 원료 수급이 용이한 곳이나 전력 공급이 필요한 곳에 시의적절하게 배치할 수 있다는 점에서 유리하다.
이에, LNG를 저장하는 LNG 저장탱크, LNG를 재기화시키는 LNG 재기화 설비 및 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산할 수 있는 발전 설비가 탑재되어, 선상에서 생산된 전력을 육상으로 송전할 수 있는 부유식 발전 플랜트(FSPP; Floating, Storage, Power Plant)의 개발이 요구된다.
기존의 부유식 발전 플랜트의 발전 설비는, 가스 터빈과 발전기를 구비하여, 재기화 가스를 이용하여 가스 터빈을 구동시키고, 발전기를 이용하여 가스 터빈의 구동력을 전기 에너지로 전환함으로써 전력을 생산하였다.
그러나, 가스 터빈의 발전 효율이 낮고, LNG의 냉열, 발전 플랜트에서 발생하는 폐열 등이 효과적으로 활용되지 못하고 그대로 버려짐으로써, 부유식 발전 플랜트의 에너지 효율이 낮다는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 액화가스의 냉열 및 발전 설비로부터 배출되는 폐열을 이용하여 부유식 발전 플랜트의 공정 효율 및 에너지 효율을 향상시킬 수 있는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법을 제공하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 기화시키는 기화기; 상기 기화기에서 기화된 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 가스 발전기; 상기 가스 발전기에서 전력을 생산하면서 발생하는 폐열을 회수하여 스팀을 생성하는 보일러; 상기 보일러에서 생성된 스팀과, 상기 기화기에서 기화된 재기화 가스를 이용하여 수소를 생성하는 개질기; 및 상기 개질기로부터 배출된 응축수를 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키는 열원으로 공급하는 제1 응축라인;을 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트가 제공된다.
바람직하게는, 상기 보일러에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 스팀 발전기; 및 상기 스팀 발전기로부터 배출된 응축수를 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키는 열원으로 공급하는 제2 응축라인;을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키면서 온도가 낮아진 응축수를 상기 보일러로 재순환시키는 응축수 회수라인;을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 개질기에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 수소 수요처;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보일러에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 스팀 발전기; 상기 개질기에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 수소 수요처; 및 상기 가스 발전기, 스팀 발전기 및 수소 수요처 중 어느 하나 이상에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처로 공급하는 배전반;을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 및 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 개질기에서 요구하는 압력까지 압축하여 기화기로 공급하는 액화가스 공급펌프;를 더 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 액화가스를 재기화시키는 재기화 단계; 상기 재기화 단계에서 생성된 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 제1 전력 생산 단계; 상기 제1 전력 생산 단계에서 발생한 폐열을 회수하여 스팀을 생성하는 스팀 생성 단계; 상기 스팀 생성 단계에서 생성된 스팀과 상기 재기화 단계에서 생성된 재기화 가스를 이용하여 수소를 생성하는 수소 생성 단계; 및 상기 수소 생성 단계에서 스팀이 응축되어 생성된 응축수를 상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키기 위한 열원으로 공급하는 제1 열원 회수 단계;를 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운용 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키면서 온도가 낮아진 응축수를 상기 스팀 생성 단계로 공급하는 응축수 회수 단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스팀 생성 단계에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 제2 전력 생산 단계; 및 상기 스팀 생성 단계에서 전력을 생산하면서 스팀이 응축되어 생성된 응축수를 상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키기 위한 열원으로 공급하는 제2 열원 회수 단계;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 수소 생성 단계에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 제3 전력 생산 단계; 및 상기 제1 전력 생산 단계, 제2 전력 생산 단계 및 제3 전력 생산 단계 중 어느 한 단계 이상에서 생산된 전력을 육상 수요처로 공급하는 전력 공급 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법은, 액화가스를 재기화시키고, 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 것과 동시에, 전력을 생산하면서 생성된 폐열을 이용하여 청정에너지인 수소를 생산할 수 있다.
또한, 청정에너지인 수소를 생산함으로써, 에너지 청정화에 기여할 수 있고, 생산된 수소를 이용하여 전력을 추가로 생산할 수 있다.
또한, 폐열을 재활용하여 수소 및 전력을 생산함으로써 발전 플랜트의 에너지 이용 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 수소를 저장하지 않고도, 수소를 연료로 사용하여 전력을 생산할 수 있으므로, 수소 저장에 따른 비용과 공간을 절감하고, 수소 저장 효율이 낮은 문제를 고려하지 않아도 된다.
또한, 수소를 분리하면서 응축된 스팀을 액화가스 기화 열원으로 사용함으로써, 액화가스를 발전 설비로 공급하기 위한 열교환 효율을 높일 수 있어 경제적 측면에서 유리하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 공정 설비를 개략적으로 도시한 구성도이다.
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.
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.
후술하는 본 발명의 일 실시예에서 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. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스인 LNG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한, 후술하는 본 발명의 일 실시예에서 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트는, 액화가스를 연료로 사용하여 생산한 전력을 육상의 가스 수요처로 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트는, 추진 능력을 갖는 선박일 수도 있고, BMPP(Barge Mounted Power Plant), FSPP(Floating Storage Power Plnat)와 같이 추진 능력을 갖지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물을 포함할 수 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 FSPP에 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 공정 설비를 개략적으로 도시한 구성도이다. 이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법을 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트는, LNG를 저장하는 LNG 저장탱크(100); LNG를 기화시키는 기화기(200); 기화기(200)에서 기화된 재기화 가스, 즉 천연가스를 이용하여 전력을 생산하는 가스 발전기(400); 가스 발전기(400)로부터 배출되는 폐열을 이용하여 스팀을 생성하는 보일러(500); 보일러(500)에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 스팀 발전기(600); 및 기화기(200)에서 기화된 재기화 가스, 즉 천연가스와 보일러(500)에서 생성된 스팀을 이용하여 수소를 생성시키는 개질기(300);를 포함한다.
LNG 저장탱크(100)에 저장된 LNG는 LNG 공급펌프(110)에 의해 가압되며, LNG 공급펌프(110)와 기화기(200)를 연결하는 LNG 공급라인(LL)을 통해 기화기(200)로 이송된다.
LNG 공급펌프(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 LNG 저장탱크(100)의 내부에 설치되는 반잠수식 펌프일 수도 있고, LNG 저장탱크(100)의 밖에 설치되는 펌프일 수도 있다.
LNG 공급펌프(110)는 LNG를 개질기(300)에서 요구하는 압력까지 압축할 수 있다.
또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 고압펌프(미도시)를 더 포함하여, LNG 공급펌프(110)에 의해 1차 가압되어 LNG 저장탱크(100)로부터 배출된 LNG를 개질기(300)에서 요구하는 압력까지 2차로 압축하여 가스 발전기(400) 및 개질기(300)로 공급할 수도 있을 것이다.
기화기(200)에서 기화된 천연가스는 기화기(200)와 개질기(300)를 연결하는 제1 가스라인(NL1)을 따라 개질기(300)로 공급될 수 있고, 또한 기화기(200)와 가스 발전기(400)를 연결하는 제2 가스라인(NL2)을 따라 가스 발전기(400)로 공급될 수도 있다.
기화기(200)에서 기화된 천연가스를 개질기(300) 및 가스 발전기(400)로 공급하는 유량은 제1 가스라인(NL1) 및 제2 가스라인(NL2)에 각각 설치되어 있는 유량조절밸브(도면부호 미부여) 또는 제1 가스라인(NL1)과 제2 가스라인(NL2)이 분기되는 지점에 설치되는 삼방향 밸브(미도시)를 제어하여 조절할 수 있다.
제1 가스라인(NL1)에는, 기화기(200)로부터 개질기(300)로 공급되는 천연가스의 압력을 조절하는 압력조절장치(미도시)가 설치될 수 있다. 또한, 제1 가스라인(NL1)에는, 기화기(200)로부터 개질기(300)로 공급되는 천연가스의 온도를 조절하는 온도조절장치(미도시)가 설치될 수도 있다.
기화기(200)에서 LNG를 기화시키는 열원은, 개질기(300) 및/또는 스팀 발전기(600)로부터 이송되는 응축수일 수 있고, 보일러(500)에서 생성된 스팀일 수도 있다.
본 실시예의 가스 발전기(400)는, 기화기(200)에서 기화된 천연가스를 작동유체로 하여 전력을 생산하는 가스 터빈-발전기 또는 천연가스를 연소시켜 전력을 생산하는 가스 엔진일 수 있다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 제2 가스라인(NL2)에는 기화기(200)에서 기화된 천연가스의 압력을 가스 발전기(400)에서 요구하는 압력으로 가압 또는 감압시키는 압력조절장치(미도시)가 설치될 수 있다. 또한, 제2 가스라인(NL2)에는 기화기(200)에서 기화된 천연가스의 온도를 가스 발전기(400)에서 요구하는 온도로 가열 또는 냉각시키는 온도조절장치(미도시)가 설치될 수도 있을 것이다.
가스 발전기(400)에서 천연가스를 이용하여 전력을 생성하면서 발생하는 배기가스 등의 폐열은 보일러(500)에서 스팀을 생성하기 위해 필요한 열원으로 사용된다.
예를 들어, 가스 발전기(400)로부터 배출되는 배기가스는 가스 발전기(400)와 보일러(500)를 연결하는 폐열 회수라인(EL)을 통해 보일러(500)로 이송될 수 있다.
폐열 회수라인(EL)은 가스 발전기(400)로부터 배출된 배기가스가 직접 이송되는 라인일 수도 있고, 가스 발전기(400)로부터 배출된 배기가스 등 폐열을 이용하여 가열된 열전달 매체가 이송되는 라인일 수도 있다.
본 실시예의 보일러(500)는, 가스 발전기(400)의 폐열을 열원으로 하여, 개질기(300) 및/또는 스팀 발전기(600)로부터 회수된 응축수를 기화시킴으로써, 스팀을 생성할 수 있다.
보일러(500)에서 생성된 스팀은 보일러(500)와 개질기(300)를 연결하는 제1 스팀라인(SL1)을 통해 개질기(300)로 이송될 수 있다.
또한, 보일러(500)에서 생성된 스팀은 보일러(500)와 스팀 발전기(600)를 연결하는 제2 스팀라인(SL2)을 통해 스팀 발전기(600)로 이송될 수 있다.
보일러(500)에서 생성된 스팀을 개질기(300) 및 스팀 발전기(600)로 공급하는 유량은 제1 스팀라인(SL1) 및 제2 스팀라인(SL2)에 각각 설치되어 있는 유량조절밸브(도면부호 미부여) 또는 제1 스팀라인(SL1)과 제2 스팀라인(SL2)이 분기되는 지점에 설치되는 삼방향 밸브(미도시)를 제어하여 조절할 수 있다.
본 실시예의 개질기(300)는, 기화기(200)에서 기화된 천연가스와 보일러(500)에서 생성된 스팀을 공급받아 개질반응시켜, 수소를 주성분으로 하는 합성가스를 생성한다.
개질기(300)에서 개질반응에 의해 생성된 수소는 합성가스로부터 분리되어, 수소 라인(HL)을 따라 수소 수요처로 공급된다.
본 실시예에서 수소 수요처는, 수소를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 수소 엔진 또는 연료전지를 포함할 수 있다.
또한, 개질기(300)에서 일어나는 천연가스의 개질반응은 흡열반응이므로, 개질기(300)로 공급된 스팀은 응축되어 개질기(300)로부터 배출된다. 개질기(300)로부터 배출되는 응축수는, 개질기(300)와 기화기(200)를 연결하는 제1 응축라인(CL1)을 따라 기화기(200)로 이송된다.
기화기(200)에서는, 개질기(300)에서 응축된 응축수와 LNG를 열교환시켜, LNG를 천연가스로 기화시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 스팀 발전기(600)는 스팀을 작동 유체로 사용하여 전력을 생산하는 스팀 터빈-발전기일 수 있다. 스팀 터빈-발전기의 터빈을 구동시키면서 스팀은 응축수로 응축된다.
스팀 발전기(600)에서 전력을 생산하면서 스팀이 응축되어 생성된 응축수는, 스팀 발전기(600)와 기화기(200)를 연결하는 제2 응축라인(CL2)을 통해 기화기(200)로 이송된다.
제1 응축라인(CL1)과 제2 응축라인(CL2)은 기화기(200)로 각각 연결될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 기화기(200)의 상류에서 하나의 라인으로 연결될 수도 있다.
제1 응축라인(CL1) 및 제2 응축라인(CL2)에는 이송되는 응축수의 유량을 조절하는 유량조절밸브(도면부호 미부여)가 각각 설치될 수 있으며, 유량조절밸브의 개도 제어에 의해, 기화기(200)로 공급되는 응축수의 유량이 조절될 수 있다.
기화기(200)로 이송된 응축수는, LNG와의 열교환에 의해 온도가 더 낮아지고, 저온의 액체 상태인 응축수는 기화기(200)와 보일러(500)를 연결하는 응축수 회수라인(RL)을 통해 보일러(500)로 이송된다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 보일러(400)에서 생성된 스팀은, 스팀 수요처, 즉, 스팀 발전기(600) 및/또는 개질기(300)로 공급되어, 스팀 발전기(600)의 작동유체 및/또는 개질기(300)의 원료(열원)로 사용되면서 응축되고, 스팀 발전기(600) 및/또는 개질기(300)에서 응축된 응축수는 기화기(200)에서 온도가 더 낮아지거나 또는 기화기(200)로 공급되기 전에 응축되지 않은 스팀이 기화기(200)에서 전량 응축되어 보일러(500)로 재순환되는 폐쇄 사이클을 순환할 수 있다.
본 실시예의 스팀 수요처는, 스팀 발전기(600), 개질기(300) 및 기화기(200)를 포함할 수 있다. 즉, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 보일러(500)에서 생성된 스팀은, 개질기(300)나 스팀 발전기(600)를 거치지 않고 직접 기화기(200)로 공급되어 LNG를 기화시키는 열원으로 사용될 수도 있다.
본 실시예의 가스 발전기(400), 스팀 발전기(600) 및 수소 수요처에서 생성된 전력은, 배전반으로 보내져 시스템 내 전력 수요처나 육상의 수요처로 이송될 수 있고, 또한, 전력 저장수단에 저장될 수도 있다.
수소는, 청정하고 무한하며, 동일 중량 기준 휘발유의 3배 가량의 에너지량을 가지는 미래 청정 에너지이다. 수소를 연료로 사용하면 오염물질 배출이 없다는 점에서 주목받고 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 액화가스를 재기화시켜 수소를 생성하고, 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 것과 동시에, 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산할 수 있으므로 친환경적으로 전력을 생산하여 전력 수요처로 공급해줄 수 있다.
또한, 수소를 생성하는 과정에서 배출되는 폐열을 회수하여 액화가스를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있고, 또한, 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하면서 배출되는 폐열을 회수하여 수소를 생성하는데 필요한 열원을 생성할 수 있으며, 또한, 수소를 생성시키기 위해 공급하고 남은 나머지 열원을 이용하여 전력을 추가로 생성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 경제적이고 친환경적으로 전력을 생산할 수 있고, 에너지 이용 효율을 최대화시킬 수 있으며, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운전비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100 : LNG 저장탱크
110 : LNG 공급펌프
200 : 기화기
300 : 개질기
400 : 가스 발전기
500 : 보일러
600 : 스팀 발전기
LL : LNG 공급라인
NL1, NL2 : 가스라인
SL1, SL2 : 스팀라인
CL1, CL2 : 응축라인
RL : 응축수 회수라인
HL : 수소라인
EL : 폐열 회수라인

Claims (10)

  1. 액화가스를 기화시키는 기화기;
    상기 기화기에서 기화된 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 가스 발전기;
    상기 가스 발전기에서 전력을 생산하면서 발생하는 폐열을 회수하여 스팀을 생성하는 보일러;
    상기 보일러에서 생성된 스팀과, 상기 기화기에서 기화된 재기화 가스를 이용하여 수소를 생성하는 개질기;
    상기 개질기로부터 배출된 응축수를 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키는 열원으로 공급하는 제1 응축라인;
    상기 보일러에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 스팀 발전기; 및
    상기 스팀 발전기로부터 배출된 응축수를 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키는 열원으로 공급하는 제2 응축라인;을 포함하여,
    상기 개질기 및/또는 스팀 발전기에서 응축된 응축수를 상기 기화기로 공급하여 상기 액화가스를 기화시키는 열원으로 사용하고,
    상기 기화기에서 재기화된 가스는 상기 개질기 및 가스 발전기 중 어느 하나 이상으로 공급되는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기화기에서 액화가스를 기화시키면서 온도가 낮아진 응축수를 상기 보일러로 재순환시키는 응축수 회수라인;을 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 개질기에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 수소 수요처;를 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보일러에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 스팀 발전기;
    상기 개질기에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 수소 수요처; 및
    상기 가스 발전기, 스팀 발전기 및 수소 수요처 중 어느 하나 이상에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처로 공급하는 배전반;을 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 및
    상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 개질기에서 요구하는 압력까지 압축하여 기화기로 공급하는 액화가스 공급펌프;를 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트.
  7. 액화가스를 재기화시키는 재기화 단계;
    상기 재기화 단계에서 생성된 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 제1 전력 생산 단계;
    상기 제1 전력 생산 단계에서 발생한 폐열을 회수하여 스팀을 생성하는 스팀 생성 단계;
    상기 스팀 생성 단계에서 생성된 스팀과 상기 재기화 단계에서 생성된 재기화 가스를 이용하여 수소를 생성하는 수소 생성 단계; 및
    상기 수소 생성 단계에서 스팀이 응축되어 생성된 응축수를 상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키기 위한 열원으로 공급하는 제1 열원 회수 단계;를 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운용 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키면서 온도가 낮아진 응축수를 상기 스팀 생성 단계로 공급하는 응축수 회수 단계;를 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운용 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스팀 생성 단계에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 제2 전력 생산 단계; 및
    상기 스팀 생성 단계에서 전력을 생산하면서 스팀이 응축되어 생성된 응축수를 상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키기 위한 열원으로 공급하는 제2 열원 회수 단계;를 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운용 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 수소 생성 단계에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 제3 전력 생산 단계; 및
    상기 제1 전력 생산 단계, 제2 전력 생산 단계 및 제3 전력 생산 단계 중 어느 한 단계 이상에서 생산된 전력을 육상 수요처로 공급하는 전력 공급 단계;를 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운용 방법.
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