KR102383198B1 - Lng 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템 - Google Patents

Lng 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102383198B1
KR102383198B1 KR1020200126409A KR20200126409A KR102383198B1 KR 102383198 B1 KR102383198 B1 KR 102383198B1 KR 1020200126409 A KR1020200126409 A KR 1020200126409A KR 20200126409 A KR20200126409 A KR 20200126409A KR 102383198 B1 KR102383198 B1 KR 102383198B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas turbine
lng
combustion
cooling system
air
Prior art date
Application number
KR1020200126409A
Other languages
English (en)
Inventor
김형동
서종춘
Original Assignee
한국서부발전 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국서부발전 주식회사 filed Critical 한국서부발전 주식회사
Priority to KR1020200126409A priority Critical patent/KR102383198B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102383198B1 publication Critical patent/KR102383198B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
    • F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
    • F02C7/185—Cooling means for reducing the temperature of the cooling air or gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • F17C9/04—Recovery of thermal energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/232—Heat transfer, e.g. cooling characterized by the cooling medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0311—Air heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

본 발명은 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템에 관한 것이다.
일례로, LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 공급받는 기화기; 및 냉매이송배관을 통해 상기 LNG를 공급받는 가스터빈의 입구 열교환부;를 포함하고, 상기 LNG는 상기 입구 열교환부에서 가스터빈 연소용 공기와 열교환되어 가스터빈 연소용 공기를 냉각시키고, 상기 가스터빈 연소용 공기의 열을 공급받아 기화기로 이동하여 상기 기화기 내의 LNG를 NG로 기화시키는 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템을 개시한다.

Description

LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템{Gas Turbine Inlet Air Cooling System utilizing LNG Cold Energy}
본 발명은 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템에 관한 것이다.
종래의 포깅 시스템(Fogging System)은 별도의 냉각장치로, 고압노즐을 통하여 물을 안개화시켜 가스터빈의 입구공기에 직접 분사하는 장치이다. 이러한 냉각장치는 가스터빈의 부식과 손상을 발생시키고 높아진 습분에 따라 수증기 잠열이 배기가스로 배출되어 복합효율이 하락하는 문제가 발생한다. 따라서, 가스터빈을 손상시키지 않으면서도 복합효율을 향상시킬 수 있는 냉각 시스템이 필요하다.
본 발명은 LNG 냉열을 활용하여 가스터빈 연소용 공기를 냉각시킬 수 있는 냉각 시스템을 제공한다.
본 발명에 의한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템은 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 공급받는 기화기; 및 냉매이송배관을 통해 상기 LNG를 공급받는 가스터빈의 입구 열교환부;를 포함하고, 상기 LNG는 상기 입구 열교환부에서 가스터빈 연소용 공기와 열교환되어 가스터빈 연소용 공기를 냉각시키고, 상기 가스터빈 연소용 공기의 열을 공급받아 기화기로 이동하여 상기 기화기 내의 LNG를 NG로 기화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템은 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 공급받아 LNG를 NG로 기화시키는 기화기; 상기 LNG가 상기 기화기를 통과할 때 냉각된 순환 냉매를 저장하는 냉열저장 탱크; 냉매이송배관을 통해 상기 순환 냉매를 공급받는 가스터빈의 입구 열교환부;를 포함하고, 상기 순환 냉매는 상기 입구 열교환부에서 가스터빈 연소용 공기와 열교환되어 가스터빈 연소용 공기를 냉각시키고, 상기 가스터빈 연소용 공기의 열을 공급받아 기화기로 이동하여 상기 기화기 내의 LNG를 NG로 기화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 기화기와 상기 냉열저장 탱크 사이에 위치한 열교환기를 더 포함하고, 상기 순환 냉매는 상기 열교환기에서 열교환 된 후 상기 냉열저장 탱크에 저장될 수 있다.
본 발명에 의한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템은 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 공급받아 LNG를 NG로 기화시키는 기화기; 냉매이송배관을 통해 상기 순환 냉매를 공급받는 가스터빈의 입구 열교환부; 및 상기 기화기와 상기 입구 열교환부 사이에 위치한 열교환기;를 포함하고, 상기 순환 냉매는 상기 기화기 및 상기 열교환기에서 열교환된 후 상기 입구 열교환부에 공급되고, 상기 입구 열교환부에서 가스터빈 연소용 공기와 열교환되어 가스터빈 연소용 공기를 냉각시키고, 상기 가스터빈 연소용 공기의 열을 공급받아 기화기로 이동하여 상기 기화기 내의 LNG를 NG로 기화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템은 LNG 인수기지에서 공급되는 LNG가 보유한 냉열을 이용하여 가스터빈 연소용 공기를 냉각하여, 복합화력 출력을 증가시켜 전력판매수익을 올릴 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템은 복합화력 출력을 증가시켜 연료비 절감, 연소온도 하락에 따른 NOx 발생량 저하로 미세먼지 저감 효과를 낼 수 있으며, 연소용 공기와 열교환된 냉매로 LNG에 기화열을 제공하여 LNG 기화공정의 가열 에너지 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템을 도시한 구성도이다.
도 5는 복합화력의 가스터빈 입구 공기온도와 복합화력 출력 및 효율의 관계를 도시한 그래프이다.
도 6은 가스터빈의 연소온도와 당량비에 따른 NOx 생성량 관계를 도시한 그래프이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(100)은 저장탱크(110), 기화기(120), 입구 열교환부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
LNG 인수기지의 저장탱크(110)에는 극저온의 LNG(액화천연가스)가 저장되어 있다. 상기 저장탱크(110) 저장된 LNG는 -162℃일 수 있다. 저장탱크(110)에 저장된 LNG는 기화기(120)로 공급된다.
기화기(120)는 LNG를 가스터빈 입구에 위치한 입구 열교환부(130)로 제공할 수 있다. 기화기(120)에서 공급된 냉열을 갖는 LNG는 냉매이송배관(11)을 통해 입구 열교환부(130)로 제공될 수 있다. 제어부(140)는 가스터빈 입구부(12)에 설정된 연소용 공기의 온도 정보를 받아 LNG 순환 펌프(13)의 순환량을 조절함으로써, 자동으로 가스터빈 입구부(12)의 연소용 공기의 온도를 조절할 수 있다.
더불어, 본 발명에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(100)은 기화기(120)와 입구 열교환부(130)의 정비작업을 위한 바이 패스(By-pass) 배관을 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(100)은 기화기(120)와 입구 열교환부(130) 사이를 순환하는 순환 냉매로 LNG를 사용하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(100)은 LNG가 가진 냉열을 입구 열교환부(130)에 제공하고, 입구 열교환부(130)에서 적정한 냉각온도(약 27℃ 이상)로 열교환하여 복합화력 출력을 약10-15% 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(100)은 순환 냉매로 액화상태의 LNG를 직접 사용하기 때문에 냉매이송배관(11)의 동결과 같은 문제가 발생하지 않게 된다. 도 1에 도시된 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(100)은 순환 냉매를 저장하지 않고 바로 사용하므로, 상대적으로 근거리에 위치한 가스터빈에 사용되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(200)은 저장탱크(110), 기화기(120), 입구 열교환부(130), 제어부(140), 냉열저장 탱크(250) 및 냉매 탱크(260)를 포함한다. 도 2의 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(200)은 도 1의 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(100)에서 냉열저장 탱크(250) 및 냉매 탱크(260)를 더 포함한다.
냉열저장 탱크(250)는 인수기지의 저장탱크(110)에서 이송된 LNG(액화천연가스)가 기화기(120)를 통과할 때 냉각된 순환 냉매를 저장한다. 이때, 기화기(120)와 입구 열교환부(130) 사이를 순환하는 순환 냉매는 LNG(액화천연가스)와의 열교환에 의해 동결되지 않도록 빙점이 낮은 물질, 예를 들어 글리콜 워터(glycol water)를 사용할 수 있다. 글리콜 워터는 글리콜과 물의 혼합물이며, 상기 순환 냉매는 글리콜과 물의 비율이 3:7 내지 5:5 로 혼합될 수 있다. 이러한 순환 냉매는 넓은 온도 범위(약 -30℃ 내지 100℃)에서 사용될 수 있다. 냉각되지 않은 순환 냉매는 냉매 탱크(260)에 저장되어 있고, 기화기(120)를 통과하여 냉각된 순환 냉매는 냉열저장 탱크(250)에 저장될 수 있다. 냉열저장 탱크(250)에 저장된 순환 냉매는 냉매이송배관(11)을 통해 입구 열교환부(130)로 제공되어 가스터빈 입구부(12)의 연소용 공기를 냉각시킨 후, 연소용 공기의 열을 공급받아 기화기(120)로 이동하여 LNG를 NG로 기화시킬 수 있다.
상기 입구 열교환부(130)는 응축수 제거장치를 포함하고, 응축수 제거장치는 저온의 순환 냉매가 냉매이송배관(11)을 따라 흐를 때 공기 중 습분이 응결하여 발생하는 다량의 응축수를 제거할 수 있다. 이러한 입구 열교환부(130)는 가스터빈 연소기 안으로 유입되는 습도를 저하시켜 복합발전 효율을 향상시킬 수 있다.
제어부(140)는 가스터빈 입구부(12)에 설정된 연소용 공기의 온도 정보를 받아 냉열저장 탱크의 순환 냉매의 온도 및 냉매 순환 펌프(13)의 순환량을 조절함으로써, 자동으로 가스터빈 입구부(12)의 연소용 공기의 온도를 조절할 수 있다. 도 2에 도시된 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(200)은 순환 냉매를 저장하는 냉열저장 탱크를 구비하므로, 상대적으로 원거리에 위치한 가스터빈에 사용되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(200)은 냉열저장 탱크(250)의 순환 냉매를 입구 열교환부(130)에서 적정한 냉각온도(약 27℃ 이상)로 열교환하여 복합화력 출력을 약10-15% 증가시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(300)은 저장탱크(110), 기화기(120), 입구 열교환부(130), 제어부(140), 냉매 탱크(260) 및 열교환기(370)를 포함한다.
가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(300)은 기화기(120)와 열교환기(370) 사이를 순환하는 1차 순환 냉매와, 열교환기(370)와 입구 열교환부(130)를 순환하는 2차 순환 냉매를 포함한다.
먼저, 1차 순환 냉매는 인수기지의 저장탱크(110)에서 이송된 LNG가 기화기(120)를 통과할 때 발생되는 냉열에 의해 냉각되며, 기화기(120)와 열교환기(370) 사이를 순환한다. 2차 순환 냉매는 1차 순환 냉매가 열교환기(370)를 통과할 때 발생되는 냉열에 의해 냉각되며, 열교환기(370)와 입구 열교환부(130) 사이를 순환한다. 2차 순환 냉매는 냉매이송배관(11)을 통해 입구 열교환부(130)로 제공되어 가스터빈 입구부(12)의 입구공기를 냉각시킨 후, 입구공기의 열을 공급받아 열교환기(370)로 이동하고 1차 순환 냉매를 통해 기화기(120)로 열을 전달하여 LNG를 NG로 기화시킬 수 있다.
제어부(140)는 가스터빈 입구부(12)에 설정된 연소용 공기의 온도 정보를 받아 1차 순환 냉매와 2차 순환 냉매의 온도 및 냉매 순환 펌프(13)의 순환량을 조절함으로써, 자동으로 가스터빈 입구부(12)의 연소용 공기의 온도를 조절할 수 있다. 도 3에 도시된 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(300)은 순환 냉매를 저장하지 않고 바로 사용하므로, 상대적으로 근거리에 위치한 가스터빈에 사용되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(300)은 2차 순환 냉매를 입구 열교환부(130)에서 적정한 냉각온도(약 27℃ 이상)로 열교환하여 복합화력 출력을 약10-15% 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LNG 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(400)은 저장탱크(110), 기화기(120), 입구 열교환부(130), 제어부(140), 냉열저장 탱크(250), 냉매 탱크(260) 및 열교환기(370)를 포함한다. 도 4의 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(400)은 도 3의 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(300)에서 냉열저장 탱크(250)를 더 포함한다.
즉, 1차 순환 냉매에 의해 냉각된 2차 순환 냉매는 냉열저장 탱크(250)에 저장될 수 있다. 냉열저장 탱크(250)에 저장된 2차 순환 냉매는 냉매이송배관(11)을 통해 입구 열교환부(130)로 제공되어 가스터빈 입구부(12)의 입구공기를 냉각시킨 후, 입구공기의 열을 공급받아 열교환기(370)로 이동하고 1차 순환 냉매를 통해 기화기(120)로 열을 전달하여 LNG를 NG로 기화시킬 수 있다.
제어부(140)는 가스터빈 입구부(12)에 설정된 연소용 공기의 온도 정보를 받아 냉열저장 탱크에 저장된 2차 순환 냉매의 온도 및 냉매 순환 펌프(13)의 순환량을 조절함으로써, 자동으로 가스터빈 입구부(12)의 연소용 공기의 온도를 조절할 수 있다. 도 4에 도시된 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템(400)은 순환 냉매를 저장하는 냉열저장 탱크를 구비하므로, 상대적으로 원거리에 위치한 가스터빈에 사용되는 것이 바람직하다.
도 5는 복합화력의 가스터빈 입구 공기온도와 복합화력 출력 및 효율의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 복합화력(Combined Cycle: GT*2+ST*1) 출력은 가스터빈 입구 공기온도가 약 -6℃까지 내려가는 동안에는 비례적으로 증가하는 것을 알 수 있다. 구체적으로, -6℃에서 복합화력 출력은 15℃ 에서의 출력 대비 1.1배 증가하고, 38℃ 에서 복합화력 출력은 15℃ 에서의 출력 대비 0.9배로 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 복합화력 효율은 가스터빈 입구 공기온도가 15℃일 때가 최대이며, 온도가 상승 또는 하락 시에는 0.99배 정도 감소하는 것을 알 수 있다.
도 6은 가스터빈의 연소온도와 당량비에 따른 NOx 생성량 관계를 도시한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 당량비(연료/공기)가 커질수록 또는 1.2부근까지는 연소온도가 올라갈수록 NOx 생성량이 약 3배로 많아지는 현상을 알 수 있다. NOx 생성량을 줄이기 위해서는 온도를 낮추거나 밀도를 높여 공기량을 증가시키는 방법이 효과적이다.
일반적으로, 가스터빈 연소용 공기를 냉각시키면 온도 하락에 따라 공기밀도가 증가하여 출력 및 효율을 증가시키는 효과가 있다. 특히, 겨울철에는 출력이 크게 증가하여 여름철 대비 약 15% 정도의 발전 입찰량이 늘어나고, 여름철에는 출력 감소가 발생한다. 여름철 하계피크 시 가스터빈 출력을 증가시킬 수 있다면 새로 발전기를 건설하지 않아도 적은 비용으로 공급/운영 예비력으로 활용할 수 있다.
이를 위해, 본 발명과 같이 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템을 사용하여 연료만 지속적으로 공급한다면, 무제한의 대용량 ESS 역할을 수행할 수 있으므로 전력계통 안정화에 크게 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템은 복합화력 출력을 증가시켜 추가 전력판매 수익을 기대할 수 있고, 동일 출력에서 효율을 향상시켜 연료비를 절감시킬 수 있으며, 복합화력 출력 증가로 입찰전력량 증가에 따라 용량요금 수익을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템은 가스터빈의 연소온도를 낮춤으로써, 복합화력에서 발생하는 주 오염물질인 Thermal NOx 발생량을 줄여 미세먼지 저감 효과를 가질 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 가스터빈 연소용 공기 냉각 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.
100,200,300,400: 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템
110: 저장탱크 120: 기화기
130: 열교환부 140: 제어부
250: 냉열저장 탱크 260: 냉매 탱크
370: 열교환기

Claims (4)

  1. LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 공급받는 기화기; 및
    냉매이송배관을 통해 상기 LNG를 공급받는 가스터빈의 입구 열교환부;를 포함하고,
    상기 LNG는 상기 입구 열교환부와 상기 기화기 사이를 순환하는 순환 냉매로, 상기 입구 열교환부에서 가스터빈 연소용 공기와 열교환되어 가스터빈 연소용 공기를 냉각시키고, 상기 가스터빈 연소용 공기의 열을 공급받아 기화기로 이동하여 상기 기화기 내의 LNG를 NG로 기화시키는 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템.

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
KR1020200126409A 2020-09-28 2020-09-28 Lng 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템 KR102383198B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200126409A KR102383198B1 (ko) 2020-09-28 2020-09-28 Lng 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200126409A KR102383198B1 (ko) 2020-09-28 2020-09-28 Lng 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102383198B1 true KR102383198B1 (ko) 2022-04-05

Family

ID=81181691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200126409A KR102383198B1 (ko) 2020-09-28 2020-09-28 Lng 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102383198B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06173710A (ja) * 1992-11-05 1994-06-21 Chiyoda Corp ガスタービン用空気冷却装置
JPH06257464A (ja) * 1992-10-16 1994-09-13 Kobe Steel Ltd 液化天然ガスを燃料として用いるガスタービンの運転方法およびガスタービン機構
JP2003161574A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Mitsubishi Chemicals Corp 液化天然ガスの冷熱利用システム
KR20090106681A (ko) * 2008-04-07 2009-10-12 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ의 냉열을 이용한 가스 터빈의 효율 증가 방법 및상기 가스 터빈을 갖는 해상 구조물
KR20160044235A (ko) * 2014-10-15 2016-04-25 대우조선해양 주식회사 부유 저장식 발전플랜트의 에어 컴프레서 냉각시스템, 냉각방법 및 그 에어 컴프레서 냉각시스템을 이용한 연료가스 공급방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06257464A (ja) * 1992-10-16 1994-09-13 Kobe Steel Ltd 液化天然ガスを燃料として用いるガスタービンの運転方法およびガスタービン機構
JPH06173710A (ja) * 1992-11-05 1994-06-21 Chiyoda Corp ガスタービン用空気冷却装置
JP2003161574A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Mitsubishi Chemicals Corp 液化天然ガスの冷熱利用システム
KR20090106681A (ko) * 2008-04-07 2009-10-12 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ의 냉열을 이용한 가스 터빈의 효율 증가 방법 및상기 가스 터빈을 갖는 해상 구조물
KR20160044235A (ko) * 2014-10-15 2016-04-25 대우조선해양 주식회사 부유 저장식 발전플랜트의 에어 컴프레서 냉각시스템, 냉각방법 및 그 에어 컴프레서 냉각시스템을 이용한 연료가스 공급방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2676155C (en) Ecological liquefied natural gas (lng) vaporizer system
JP2856552B2 (ja) 液化天然ガスを燃料とする改良された共同サイクルプラント
US20030005698A1 (en) LNG regassification process and system
US20060174627A1 (en) Gas turbine cycle
EP1208293A1 (en) A method and apparatus for vaporizing liquid gas in a combined cycle power plant
JPH03215139A (ja) 発電方法
JP2001193483A (ja) ガスタービンシステム
JPH10288047A (ja) 液化天然ガス気化発電装置
KR102405754B1 (ko) Lng 재기화
JP6397247B2 (ja) 液化ガスの冷熱利用システム及びその冷熱利用方法
JPS5930887B2 (ja) 中間熱媒体式液化天然ガス冷熱発電システム
CN106285808A (zh) 一种液化天然气冷能综合利用系统及方法
JP6142360B2 (ja) 再ガス化プラント
KR102383198B1 (ko) Lng 냉열을 활용한 가스터빈 연소용 공기 냉각 시스템
KR102525128B1 (ko) Lng 냉열을 이용한 데이터센터 서버의 쿨링시스템
JP2001081484A (ja) 冷熱発生機能付き液化ガス気化設備
JP2005291094A (ja) 液化ガス気化装置利用発電設備
JPH0688538A (ja) ガスタービンプラント
KR20200033433A (ko) 액체산소를 이용한 가스터빈 발전 시스템
CN215633192U (zh) Lng冷能利用装置
KR102403854B1 (ko) 액화가스 발전 시스템
JPH06235332A (ja) ガスタービン用の液化天然ガス燃料を蒸発させる方法、及びガスタービン性能を向上させる方法
JP2000179984A (ja) 蓄熱型熱電併給システム
CN113309591A (zh) Lng冷能利用装置
JPH11117766A (ja) ガスタービン用空気冷却システムおよび冷却方法

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant