KR20110048747A - 고온가스냉각로 기반의 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법 - Google Patents

고온가스냉각로 기반의 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고온가스냉각로 기반의 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 헬륨을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로와; 상기 고온가스냉각로에 직접 연결되어 상기 고온가스냉각로의 노심에서 발생된 열을 전달받아 가스터빈을 구동하여 전기를 생산하는 발전부와; 상기 고온가스냉각로부터 발생된 열 및/또는 상기 발전부로부터 생산된 전기를 전달받아 수소를 생산하는 수소생산부와; 상기 발전부에 연결되어 전기를 사용하여 담수를 생산하는 전기사용담수생산부와; 상기 가스터빈에서 발전 후 배출되는 폐열을 회수하여 물을 증발시켜 담수를 생산하는 증발담수생산부를 포함한다. 본 발명에 따른 방법은 사용자의 요구에 따라 전기, 수소 및 담수의 생산량을 조절하여 제공할 수 있고, 밤이나 주말과 같은 전기 수요가 줄어드는 시기에는 잉여 전기를 수소에너지로 저장하거나 담수생산에 이용할 수 있으며, 하나의 열원을 다단계의 복수의 용도로 이용함으로써 열이용률을 증가시킬 수 있다.
고온가스냉각로, 전기생산, 수소생산, 담수화, 하이브리드, 열이용률

Description

고온가스냉각로 기반의 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법{Integrated process for water-hydrogen-electricity nuclear gas-cooled reactor}
본 발명은 고온가스냉각로 기반의 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법에 관한 것이다.
전 세계적으로 에너지의 사용이 급증하면서 화석 연료 가격의 불안정과 고갈에 대한 우려가 커지고, 이에 안정적 에너지 확보에 큰 관심이 쏠리고 있다. 또한 최근에 일어나는 이상 기후로 인해 지구 곳곳에서는 물 부족 지역이 늘고 있다. 따라서 미래의 인간 삶의 질적 향상을 위해서는 청정한 에너지와 물의 생산이 반드시 필요하며 이에 관한 기술들이 부각되고 있다.
특히 원자력 에너지는 온실 가스 및 유해가스(CO2, NOx, SOx 등)의 배출이 없고 높은 효율로 안정적인 에너지 공급이 가능하므로 미래의 유망한 청정에너지원으로 각광받고 있다.
고온가스냉각로(High Temperature Gas-cooled Reactor, HTGR)는 플랜트의 크기가 기존의 원자력 발전소에 비해 작고 고온의 열원을 공급할 수 있으며, 사고 시 잔열(decay heat) 제거에 있어 피동적 안전성을 가지므로 전기 생산 이외에 물의 분해를 통한 수소 생산 등 다양한 용도로 사용될 수 있다.
수소 에너지의 생산은 원자로로부터 에너지를 공급받아 물을 분해하여 대량으로 수소를 생산하는 방법으로서, 일반적으로 열화학적 분해법(Thermo-Chemical process)과 전기 분해법(Electrolysis), 이런 방식들을 통합한 하이브리드(hybrid)법, 고온의 열을 이용하여 수증기를 만들고, 이 증기를 전기분해하여 수소를 생산하는 고온수증기전해법(High Temperature Steam Electrolysis) 등이 연구되고 있다.
상기 열화학적 분해법 중 요오드-황 사이클(Iodine-Sulfur Cycle, 이하 IS 사이클)은 수소 생산 공정 중 가장 유망한 공정으로 알려져 있다. 1980년대 초반 미국의 General Atomics(이하 GA)사에 의해 처음 제시된 이후에 미국, 한국, 일본, 프랑스, 이탈리아 등에서 활발히 연구가 이루어지고 있다. IS 사이클은 분젠반응 공정, 황산(H2SO4) 분해 공정, 요오드화수소(HI) 분해 공정의 세 공정으로 구성되어있으며, 고온가스로에서 950 ℃의 고온의 열을 공급받아 물(H2O)을 분해하여 수소(H2)와 산소(O2)를 생산한다.
GA사에서 제시된 IS 사이클은 공정 실현에 있어 몇 가지 제한이 따른다. 분 젠반응 공정은 요오드화수소의 공비점에 의해 그 효율이 제한받는다. 또한 기존 IS 사이클은 강산의 원료를 고온·고압의 환경에서 운전해야 하나, 공정 재료의 부식성 문제로 인해 고온·저압 환경의 운전이 더 유리한다. 그러나 고온·저압 운전의 경우, 원자로와 수소 계통간의 차압으로 인한 안전성과 경제성 문제로 실현에 제약을 받고 있다. 따라서 이러한 문제를 극복하기 위한 대책이 필요하다.
이 외에도 1970년대 후반 웨스팅하우스(Westinghouse)의 하이브리드 황산 열화학공정(Hybrid Sulfur thermo-chemical process)은 황산을 전기분해하여 수소를 생산하고 열화학 공정을 이용하여 삼산화황(SO3)을 이산화황(SO2)과 산소로 분해한다.
담수화 시장은 매년 16.6%의 성장률을 보이며 큰 시장을 형성하고 있는데, 기후 변화와 사막화 진행 등으로 늘어나는 수요를 충족하기 위하여 다양한 종류의 담수 플랜트가 대규모로 건설되고 있다.
일반적으로 상용 담수화 설비에 사용하는 담수화 방법으로 물을 증발시키는 다단 증발법(Multiple Stage Flash, 이하 MSF)과 다중효용 증발법(Multiple Effect Distillation, 이하 MED)이 있으며, 이들은 고순도의 담수를 얻을 수 있는 장점이 있는 반면 에너지 소비가 크다는 단점을 가진다. 이 외에 막여과법인 역삼투압법(Reverse Osmosis, 이하 RO)과 정삼투압법(Forward Osmosis, 이하 FO)이 있으며, 이들은 증발법에 비해 에너지 소비는 적으나 주기적인 세척, 필터 및 투과막 교환 으로 유지·보수의 비용이 높은 단점이 있다. 또한, 담수의 생산량과 효율을 증가시키기 위하여 대한민국 특허공개 제2009-0067902호에서 두산 중공업이 제시한 하이브리드 법을 사용하기도 한다.
최근에는 초축전기(Super Capacitor)를 사용하여 전기흡착을 통하여 제염하는 방식으로 축전 탈이온화(Capacitive Deionization, 이하 CDI) 방식을 상용화하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이와 같이 전기, 수소 및 담수 생산 공정에 대한 연구가 이루어지고 있으나 종래에는 각각의 공정들이 분리되어 있어, 열원을 효율적으로 사용하지 못하고 낭비하는 문제가 있었다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 미국 특허공개 제2004/0237526호에서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 1) 물을 산소 및 수소로 변환시키는 열화학 공정, 2) 전기를 생산하는 개량된 재생 브레이튼 사이클(modified Regenerative Brayton cycle), 3) 열 플래시 증류 담수화 사이클, 4) 역삼투압 담수화 사이클, 및 5) 이온교환 미네랄 추출 시스템을 포함하는 수소, 전기, 담수를 모두 생산할 수 있는 L&N 사이클을 개시하고 있다. 그러나, 이 시스템은 고온의 열원을 사용하여 담수를 수소와 산소로 열분해한 다음, 생산된 고온의 수소 및 산소를 담수와 전기 생산을 위한 운전 유체로 사용하므로 열원이 수소생산에 집중되어 있음을 알 수 있다.
이에, 본 발명자들은 하나의 열원을 이용하여 생활에 필수적 에너지인 전기, 물, 수소를 동시에 생산하고, 사용자 수요에 따라 각 공정의 생산비율을 최적화하기 위하여 연구한 결과, 고온가스냉각로에서 발생하는 열 에너지를 발전부, 수소생산부, 담수생산부에 공급하여 전기, 수소 및 담수를 동시에 생산할 수 있고, 사용자 수요에 따라 상기 전기, 수소 및 담수의 생산비율을 조절할 수 있는 통합 시스템을 고안하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법에 있어서,
헬륨을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로와;
상기 고온가스냉각로에 직접 또는 간접적으로 연결되어 상기 고온가스냉각로의 노심에서 발생된 열을 전달받아 가스터빈을 구동하여 전기를 생산하는 발전부와;
상기 고온가스냉각로부터 발생된 열 및/또는 상기 발전부로부터 생산된 전기를 전달받아 수소를 생산하는 수소생산부와;
상기 발전부에 연결되어 전기를 사용하여 담수를 생산하는 전기사용담수생산부와;
상기 가스터빈에서 발전 후 폐열을 회수하여 물을 증발시켜 담수를 생산하는 증발담수생산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법은 사용자의 요구에 따라 전기, 수소 및 담수의 생산량을 조절할 수 있으며, 하나의 열원을 다단계의 복수의 용도로 이용함으로써 열이용률을 비약적으로 증가시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법의 모식도를 나타낸다.
본 발명에 따른 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 헬륨(10)을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로(100)와;
상기 고온가스냉각로(100)에 직접 또는 간접적으로 연결되어 상기 고온가스냉각로의 노심에서 발생된 열을 전달받아 가스터빈(210)을 구동하여 전기를 생산하는 발전부(200)와;
상기 고온가스냉각로(100)부터 발생된 열 및/또는 상기 발전부(200)로부터 생산된 전기(70)를 전달받아 수소(50)를 생산하는 수소생산부(300)와;
상기 발전부(200)에 연결되어 전기를 사용하여 담수(30)를 생산하는 전기사용담수생산부(400)와;
상기 가스 터빈에서 발전 후 예냉기(230)와 중간냉각기(250)로부터 폐열을 회수하여 물을 증발시켜 담수를 생산하는 증발담수생산부(410)를 통해 이루어진다.
상기 발전부(200)는 고온가스냉각로에서 발생된 열을 받아 가스 터빈(210)을 작동시켜 전기를 생산한다. 이때 상기 발전부는 상기 고온가스냉각로의 운전 유체를 직접 발전부에 사용하는 직접 사이클(direct cycle, 도 2 참조) 또는 고온가스냉각로에서 발생한 열을 중간 열교환기(120)를 통하여 발전부에 전달하는 간접 사이클(indirect cycle, 도 3 참조)을 사용할 수 있다. 상기 발전부에서 생산된 전기는 각 가정으로 전달되어 사용되거나, 담수 및/또는 수소 생산부로 전달되어 담수 및/또는 수소 생산을 위해 사용될 수 있다.
상기 수소생산부(300)는 고온가스냉각로에서 발생한 열을 중간 열교환기(110)를 통하여 전달받거나 상기 발전부에서 생산된 전기를 전달받아 수소를 생산한다. 상기 수소생산부에서 수소를 생산하는 방법으로는 열화학적 분해법, 전기 분해법, 하이브리드법, 고온수증기전해법 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 상기 수소생산부에서 물(담수)이 분해되어 수소와 산소가 생산되며, 생산된 수소는 수소저장소(310)로 이동되고, 생산된 산소는 산소저장소(320)로 이동된다.
상기 담수생산부는 상기 발전부에서 생산된 전기를 이용하여 염수에서 담수 를 생산하는 전기사용 담수생산부(400)와, 가스 터빈(210) 하단에서 발전 후 폐열을 회수하여 그 열로 염수를 증발시킨 다음 수증기를 응축시켜 담수를 생산하는 증발 담수생산부(410)로 구성되어 있다.
상기 전기사용 담수생산부에서는 역삼투압법(RO), 정삼투압법(FO), 축전 탈이온화(CDI) 등을 사용하여 담수를 생산할 수 있으며, 상기 증발 담수생산부에서는 다단 증발법(MSF), 다중효용 증발법(MED) 등을 사용하여 담수를 생산할 수 있다. 그러나, 담수 생산시 상기 방법에만 제한되지는 않는다.
상기 담수생산부에서 생산된 담수는 담수저장소(430)로 이동되며, 상기 담수저장소의 물은 수소생산에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법에 있어서, 상기 발전부, 수소생산부, 담수생산부는 하나로 연결된 통합 시스템이기 때문에 사용자의 수요에 맞도록 전기, 수소 및 담수의 생산량을 조절하여 최적화시킬 수 있다.
첫 번째 방법은 고온가스냉각로(100)로부터 나온 헬륨을 수소 생산 공정을 위한 중간 열교환기(110)로 보내거나, 전기 및 담수 생산 공정을 위한 가스 터빈(210, 도 2 참조) 또는 중간 열교환기(120, 도 3 참조)로 보낼 때, 더 많은 생산을 요구하는 공정 쪽으로 헬륨 유량의 비율을 늘림으로써 전기, 수소 및 담수의 생산량을 수요에 맞게 조절할 수 있다.
두 번째 방법은 발전부(200)로부터 생산된 전기(70)를 다시 수소생산부(300)나 전기사용담수생산부(400)에 공급하여 수소나 담수를 생산하는데 사용함으로써 전기, 수소 및 담수의 생산량을 수요에 맞게 조절할 수 있다.
예를 들면, 전기와 수소의 수요보다 담수의 수요가 큰 지역의 경우에는 고온가스냉각로(100)로부터 나온 헬륨(10)을 수소 생산 공정을 위한 중간 열교환기(110)보다 전기 및 담수 생산 공정을 위한 가스 터빈(210, 도 2) 또는 중간 열교환기(120, 도 3)로 더 보내고, 발전부(200)에서 생산된 전기를 담수생산부에 주로 이용함으로써 사용자의 요구를 만족시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법은 잉여 에너지를 저장할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법에 있어서, 상기 발전부, 수소생산부, 담수생산부는 하나로 연결된 통합 시스템이기 때문에 밤이나 주말과 같이 전기 또는 담수의 수요가 줄어드는 시기에는 고온가스냉각로로부터 나온 헬륨을 주로 수소 생산 공정을 위한 중간 열교환기(110))로 보냄으로써 잉여 에너지(열 에너지)를 수소에너지 형태로 저장할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법은 하나의 열원을 다단계의 복수의 용도로 이용함으로써, 전기, 수소 및 담수 생산 공정을 각각 분리함으로써 발생할 수 있는 열 사용의 비효율성을 최소화하여 열이용률을 비약적으로 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법은 전기 및 수소의 통합 생산 또는 전기 및 담수의 통합 생산으로 변형시켜 사용될 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 있어서, 전기 및 수소의 통합 생산은 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이,
헬륨(10)을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로(100)와;
상기 고온가스냉각로(100)에 직접 또는 간접적으로 연결되어 상기 고온가스냉각로의 노심에서 발생된 열을 전달받아 가스터빈(210)을 구동하여 전기를 생산하는 발전부(200)와;
상기 고온가스냉각로(100)부터 발생된 열 및/또는 상기 발전부(200)로부터 생산된 전기(70)를 전달받아 수소(50)를 생산하는 수소생산부(300)를 통하여 이루어진다.
상기 발전부(200)는 고온가스냉각로에서 발생된 열을 받아 가스 터빈(210)을 작동시켜 전기를 생산한다. 이때 상기 발전부는 상기 고온가스냉각로의 운전 유체를 직접 발전부에 사용하는 직접 사이클(direct cycle, 도 4 참조) 또는 고온가스냉각로에서 발생한 열을 중간 열교환기(120)를 통하여 발전부에 전달하는 간접 사이클(indirect cycle, 도 5 참조)을 사용할 수 있다. 상기 발전부에서 생산된 전기는 각 가정으로 전달되어 사용되거나, 수소 생산부로 전달되어 수소 생산을 위해 사용될 수 있다.
상기 수소생산부(300)는 고온가스냉각로에서 발생한 열을 중간 열교환기(110)를 통하여 전달받거나 상기 발전부에서 생산된 전기를 전달받아 수소를 생산한다. 상기 수소생산부에서 수소를 생산하는 방법으로는 열화학적 분해법, 전기 분해법, 하이브리드법, 고온수증기전해법 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 상기 수소생산부에서 물(담수)이 분해되어 수소와 산소가 생산되며, 생산된 수소는 수소저장소(310)로 이동되고, 생산된 산소는 산소저장소(320)로 이동된다.
상기 방법은 사용자의 수요에 맞도록 전기 및 수소의 생산량을 조절하여 최적화시킬 수 있으며, 전기의 수요가 줄어드는 밤이나 주말에는 잉여 에너지를 수소에너지 형태로 저장할 수 있다. 또한, 하나의 열원을 다단계의 복수의 용도로 이용함으로써, 전기 및 수소 생산 공정을 각각 분리함으로써 발생할 수 있는 열 사용의 비효율성을 최소화하여 열이용률을 비약적으로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 있어서, 전기 및 담수의 통합 생산은 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이,
헬륨(10)을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로(100)와;
상기 고온가스냉각로(100)에 직접 또는 간접적으로 연결되어 상기 고온가스냉각로의 노심에서 발생된 열을 전달받아 가스터빈(210)을 구동하여 전기를 생산하는 발전부(200)와;
상기 발전부(200)에 연결되어 전기를 사용하여 담수(30)를 생산하는 전기사용담수생산부(400)와;
상기 가스 터빈에서 발전 후 예냉기(230)와 중간냉각기(250)로부터 폐열을 회수하여 물을 증발시켜 담수를 생산하는 증발담수생산부(410)를 통해 이루어진다.
상기 발전부(200)는 고온가스냉각로에서 발생된 열을 받아 가스 터빈(210)을 작동시켜 전기를 생산한다. 이때 상기 발전부는 상기 고온가스냉각로의 운전 유체를 직접 발전부에 사용하는 직접 사이클(direct cycle, 도 6 참조) 또는 고온가스냉각로에서 발생한 열을 중간 열교환기(120)를 통하여 발전부에 전달하는 간접 사이클(indirect cycle, 도 7 참조)을 사용할 수 있다. 상기 발전부에서 생산된 전기는 각 가정으로 전달되어 사용되거나, 담수 생산부로 전달되어 담수 생산을 위해 사용될 수 있다.
상기 담수생산부는 상기 발전부에서 생산된 전기를 이용하여 염수에서 담수를 생산하는 전기사용 담수생산부(400)와, 가스 터빈(210) 하단에서 발전 후 폐열을 회수하여 그 열로 염수를 증발시킨 다음 수증기를 응축시켜 담수를 생산하는 증발 담수생산부(410)로 구성되어 있다.
상기 전기사용 담수생산부에서는 역삼투압법(RO), 정삼투압법(FO), 축전 탈이온화(CDI) 등을 사용하여 담수를 생산할 수 있으며, 상기 증발 담수생산부에서는 다단 증발법(MSF), 다중효용 증발법(MED) 등을 사용하여 담수를 생산할 수 있다. 그러나, 담수 생산시 상기 방법에만 제한되지는 않는다.
상기 담수생산부에서 생산된 담수는 담수저장소(430)로 이동된다.
상기 방법은 사용자의 수요에 맞도록 전기 및 담수의 생산량을 조절하여 최적화시킬 수 있으며, 전기의 수요가 줄어드는 밤이나 주말에는 잉여 전기를 담수 생산에 이용함으로써 잉여 전기를 유용하게 사용할 수 있다. 또한, 하나의 열원을 다단계의 복수의 용도로 이용함으로써, 전기 및 담수 생산 공정을 각각 분리함으로써 발생할 수 있는 열 사용의 비효율성을 최소화하여 열이용률을 비약적으로 증가시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
도 1은 종래의 전기, 수소, 담수 통합 생산 장치(L&N cycle)의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기 및 수소의 통합 생산 방법의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기 및 수소의 통합 생산 방법의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기 및 담수의 통합 생산 방법의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기 및 담수의 통합 생산 방법의 모식도이다.
<주요 도면 부호에 대한 간단한 설명>
10: 헬륨 20: 열유체 1
30: 담수 40: 염수
50: 수소 60: 산소
70: 전기 80: 열유체 2
90: 냉각수 100: 고온가스냉각로
110: 중간 열교환기 1 120: 중간 열교환기 2
200: 발전부 210: 가스 터빈
220: 폐열회수열교환기 230: 예냉기
240: 저압 압축기 250: 중간냉각기
260: 고압 압축기 300: 수소생산부
310: 수소저장소 320: 산소저장소
400: 전기사용담수생산부 410: 증발담수생산부
420: 염수저장소 430: 담수저장소

Claims (22)

  1. 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법에 있어서,
    헬륨을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로와;
    상기 고온가스냉각로에 직접 연결되어 상기 고온가스냉각로의 노심에서 발생된 열을 전달받아 가스터빈을 구동하여 전기를 생산하는 발전부와;
    상기 고온가스냉각로부터 발생된 열 및/또는 상기 발전부로부터 생산된 전기를 전달받아 수소를 생산하는 수소생산부와;
    상기 발전부에 연결되어 전기를 사용하여 담수를 생산하는 전기사용담수생산부와;
    상기 가스터빈에서 발전 후 폐열을 회수하여 물을 증발시켜 담수를 생산하는 증발담수생산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법.
  2. 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법에 있어서,
    헬륨을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로와;
    상기 고온가스냉각로에서 발생한 열을 중간 열교환기를 통하여 간접적으로 전달받아 가스터빈을 구동하여 전기를 생산하는 발전부와;
    상기 고온가스냉각로부터 발생된 열 및/또는 상기 발전부로부터 생산된 전기를 전달받아 수소를 생산하는 수소생산부와;
    상기 발전부에 연결되어 전기를 사용하여 담수를 생산하는 전기사용담수생산부와;
    상기 가스터빈에서 발전 후 폐열을 회수하여 물을 증발시켜 담수를 생산하는 증발담수생산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수소생산부는 상기 담수생산부에서 생산된 담수를 공급받아 물을 분해하여 수소를 생산하는 것을 특징으로 하는 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수소생산부의 수소 생산 방법은 열화학적 분해법, 전기 분해법, 하이브리드법 또는 고온수증기전해법을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기사용 담수생산부의 담수 생산 방법은 역삼투압법(RO), 정삼투압법(FO) 또는 축전 탈이온화(CDI)를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증발 담수생산부의 담수 생산 방법은 다단 증발법(MSF) 또는 다중효용 증발법(MED)을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 고온가스냉각로로부터 나온 헬륨을 수소생산부 쪽이나 발전부 및 담수생산부 쪽으로 보낼 때 더 많은 생산을 요구하는 공정쪽으로 헬륨 유량의 비율을 늘리거나, 발전부로부터 생산된 전기를 수소생산부나 전기사용담수생산부에 공급하여 수소나 담수를 생산하는데 사용함으로써 사용자의 수요에 맞도록 전기, 수소 및 담수의 생산량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 전기 또는 담수의 수요가 줄어드는 시기에는 고온가스냉각로로부터 나온 헬륨을 주로 수소생산부 쪽으로 보냄으로써 잉여 에너지를 수소에너지 형태로 저장할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 하나의 열원을 다단계의 복수의 용도로 이용함으로써, 전기, 수소 및 담수 생산 공정이 분리되어 공정마다 각각의 열원이 사용될 때보다 열이용률이 증가되는 것을 특징으로 하는 전기, 수소 및 담수의 통합 생산 방법.
  10. 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기 및 수소의 통합 생산 방법에 있어서,
    헬륨을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로와;
    상기 고온가스냉각로에 직접 연결되어 상기 고온가스냉각로의 노심에서 발생된 열을 전달받아 가스터빈을 구동하여 전기를 생산하는 발전부와;
    상기 고온가스냉각로부터 발생된 열 및/또는 상기 발전부로부터 생산된 전기를 전달받아 수소를 생산하는 수소생산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 및 수소의 통합 생산 방법.
  11. 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기 및 수소의 통합 생산 방법에 있어서,
    헬륨을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로와;
    상기 고온가스냉각로에서 발생한 열을 중간 열교환기를 통하여 간접적으로 전달받아 가스터빈을 구동하여 전기를 생산하는 발전부와;
    상기 고온가스냉각로부터 발생된 열 및/또는 상기 발전부로부터 생산된 전기를 전달받아 수소를 생산하는 수소생산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 및 수소의 통합 생산 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 수소생산부의 수소 생산 방법은 열화학적 분해법, 전기 분해법, 하이브리드법 또는 고온수증기전해법을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기 및 수소의 통합 생산 방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 방법은 고온가스냉각로로부터 나온 헬륨을 수소생산부 쪽이나 발전부 쪽으로 보낼 때 더 많은 생산을 요구하는 공정쪽으로 헬륨 유량의 비율을 늘리거나, 상기 발전부로부터 생산된 전기를 수소생산부에 공급하여 수소를 생산하는데 사용함으로써 사용자의 수요에 맞도록 전기 및 수소의 생산량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 및 수소의 통합 생산 방법.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 방법은 전기의 수요가 줄어드는 시기에는 고온가스냉각로로부터 나온 헬륨을 주로 수소생산부 쪽으로 보냄으로써 잉여 에너지를 수소에너지 형태로 저장할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 및 수소의 통합 생산 방법.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 방법은 하나의 열원을 다단계의 복수의 용도로 이용함으로써, 전기 및 수소 생산 공정이 분리되어 공정마다 각각의 열원이 사용될 때보다 열이용률이 증가되는 것을 특징으로 하는 전기 및 수소의 통합 생산 방법.
  16. 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기 및 담수의 통합 생산 방법에 있어서,
    헬륨을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로와;
    상기 고온가스냉각로에 직접 연결되어 상기 고온가스냉각로의 노심에서 발생된 열을 전달받아 가스터빈을 구동하여 전기를 생산하는 발전부와;
    상기 발전부에 연결되어 전기를 사용하여 담수를 생산하는 전기사용담수생산 부와;
    상기 가스터빈에서 발전 후 폐열을 회수하여 물을 증발시켜 담수를 생산하는 증발담수생산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 및 담수의 통합 생산 방법.
  17. 고온가스냉각로를 단일 열원으로 이용한 전기 및 담수의 통합 생산 방법에 있어서,
    헬륨을 운전 유체로 하여 고온의 열원을 발생시키는 고온가스냉각로와;
    상기 고온가스냉각로에서 발생한 열을 중간 열교환기를 통하여 간접적으로 전달받아 가스터빈을 구동하여 전기를 생산하는 발전부와;
    상기 발전부에 연결되어 전기를 사용하여 담수를 생산하는 전기사용담수생산부와;
    상기 가스터빈에서 발전 후 폐열을 회수하여 물을 증발시켜 담수를 생산하는 증발담수생산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 및 담수의 통합 생산 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 전기사용 담수생산부의 담수 생산 방법은 역삼투압법(RO), 정삼투압법(FO) 또는 축전 탈이온화(CDI)를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기 및 담수의 통합 생산 방법.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 증발 담수생산부의 담수 생산 방법은 다단 증발법(MSF) 또는 다중효용 증발법(MED)을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기 및 담수의 통합 생산 방법.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 방법은 상기 발전부로부터 생산된 전기를 전기사용담수생산부에 공급하여 담수를 생산하는데 사용함으로써 사용자의 수요에 맞도록 전기 및 담수의 생산량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 및 담수의 통합 생산 방법.
  21. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 방법은 전기의 수요가 줄어드는 시기에는 잉여 전기를 담수 생산에 이용함으로써 잉여 전기를 유용하게 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 및 담수의 통합 생산 방법.
  22. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 방법은 하나의 열원을 다단계의 복수의 용도로 이용함으로써, 전기 및 담수 생산 공정이 분리되어 공정마다 각각의 열원이 사용될 때보다 열이용률이 증가되는 것을 특징으로 하는 전기 및 담수의 통합 생산 방법.
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