KR20180126976A - 부유식 발전 시스템 - Google Patents

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KR20180126976A
KR20180126976A KR1020170062187A KR20170062187A KR20180126976A KR 20180126976 A KR20180126976 A KR 20180126976A KR 1020170062187 A KR1020170062187 A KR 1020170062187A KR 20170062187 A KR20170062187 A KR 20170062187A KR 20180126976 A KR20180126976 A KR 20180126976A
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gas turbine
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KR1020170062187A
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송용석
정승재
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 해상 등 수상에 부유되는 부유체에 설치되어 액화 가스를 이용하여 전기를 생산하는 부유식 발전 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 발전 시스템은, 액화 가스를 저장하는 저장 탱크와; 액화 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 가스 터빈 및, 상기 저장 탱크 내에서 액화 가스가 증발하여 발생되는 증발 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 보조 발전기를 가지는 가스 발전 모듈과; 상기 저장 탱크에 저장된 액화 가스를 상기 가스 터빈으로 공급하는 가스 공급 모듈을 포함한다.

Description

부유식 발전 시스템{FLOATING GENERATING SYSTEM}
본 발명은 수상에 부유된 상태에서 전기를 생산하는 부유식 발전 시스템에 관한 것이다.
액화 천연 가스(LNG) 등의 액화 가스를 연료로 사용하는 발전 설비는 주로 육상에 설치되는데, 이를 위해서는 부지를 매입해야 하고, 송전선 등을 설치해야 하므로 과도한 설치 비용이 발생하였다.
이에 따라, 최근에는 원료 수급이 용이하고 용지확보 비용이 저렴한 해안가에 부유식 발전 시스템을 설치하는 사례가 늘어나고 있다.
일반적으로 부유식 발전 시스템은 액화 가스가 저장되는 저장 탱크로부터 액화 가스가 기화되어 발생되는 증발 가스를 부유식 발전 시스템의 전기를 생산하는 가스 터빈 등의 연료로 사용하기 위해 재압축시키는 응축기를 포함한다. 그러나, 액화 가스를 이송하는 액화가스 운반선으로부터 저장탱크로 액화 가스를 선적하는 등의 경우, 이송되는 도중에 받는 열 등에 의해 일반적인 상태에 비해 많은 양의 증발 가스가 발생된다.
이와 같이, 일반적인 상태에 비해 많은 양의 증발 가스가 발생되는 경우, 증발 가스의 발생량이 일반적인 응축기의 용량을 초과하는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명은 다량의 증발 가스를 활용할 수 있는 부유식 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 발전 효율을 높일 수 있는 부유식 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 해상 등 수상에 부유되는 부유체에 설치되어 액화 가스를 이용하여 전기를 생산하는 부유식 발전 시스템을 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 부유식 발전 시스템은, 액화 가스를 저장하는 저장 탱크와; 액화 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 가스 터빈 및, 상기 저장 탱크 내에서 액화 가스가 증발하여 발생되는 증발 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 보조 발전기를 가지는 가스 발전 모듈과; 상기 저장 탱크에 저장된 액화 가스를 상기 가스 터빈으로 공급하는 가스 공급 모듈을 포함한다.
상기 가스 공급 모듈은 상기 증발 가스를 액체 상태로 응축하는 재응축기와; 상기 상기 저장 탱크 및 재응축기를 연결하고, 상기 증발 가스가 이송되는 제 1 증발 가스관과; 상기 제 1 증발 가스관으로부터 분지되어 상기 보조 발전기와 연결되는 제 2 증발 가스관과; 상기 저장 탱크 내에서 단위 시간당 발생되는 상기 증발 가스의 양에 따라 상기 제 2 증발 가스관;을 개폐하는 제어 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제어 부재는 상기 가스 터빈이 자체적으로 동작되는지 여부에 따라, 상기 보조 발전기에 상기 증발 가스의 공급 여부를 제어할 수 있다.
상기 가스 터빈 및 상기 보조 발전기가 배출하는 배기 가스와의 열교환을 통해 증기를 발생시키는 증기 발생기 및, 상기 증기 발생기에 의해 발생된 증기의 증기압을 이용해 전기를 생산하는 증기 터빈을 가지는 증기 발전 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 보조 발전기는 상기 가스 터빈이 자체적으로 동작되기 전에 가스 터빈을 일정 알피엠(rpm) 이상으로 회전시키도록 상기 가스 터빈에 전기를 공급할 수 있다.
상기 제어 부재는 상기 가스 터빈이 자체적으로 동작되기 전에, 상기 제 2 증발 가스관은 열고, 상기 제 1 증발 가스관의 상기 제 2 증발 가스관이 분지된 지점으로부터 상기 재응축기 사이의 영역은 개방할 수 있다.
상기 가스 터빈이 자체적으로 동작되는 동안, 상기 제어 부재는, 상기 제 1 증발 가스관의 상기 제 2 증발 가스관이 분지된 지점으로부터 상기 재응축기 사이의 영역은 개방하되, 상기 제 2 증발 가스관은 상기 저장 탱크 내에서 시간 당 발생되는 상기 증발 가스의 양이 상기 재응축기에서 응축할 수 있는 최대량을 초과하는 경우 개방하고, 상기 저장 탱크 내에서 시간 당 발생되는 상기 증발 가스의 양이 상기 재응축기에서 응축할 수 있는 최대량 이하인 경우 닫을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 부유식 발전 시스템은 다량의 증발 가스를 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 부유식 발전 시스템은 발전 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 발전 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 가스 터빈이 자체적으로 동작되기 전 도 1의 부유식 발전 시스템의 가동되는 모습을 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 가스 터빈이 자체적으로 동작되는 동안, 증발 가스의 단위 시간 당 발생량이 재응축기에서 응축할 수 있는 최대량 이하인 경우, 도 1의 부유식 발전 시스템의 가동되는 모습을 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 가스 터빈이 자체적으로 동작되는 동안, 증발 가스의 단위 시간 당 발생량이 재응축기에서 응축할 수 있는 최대량을 초과하는 경우, 도 1의 부유식 발전 시스템의 가동되는 모습을 나타낸 블록 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 발전 시스템(10)을 나타낸 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 부유식 발전 시스템(10)은 부유체에 설치되어 액화 가스를 이용하여 전기를 생산한다. 부유체는 해상 또는 강물 등의 수상에 부유되고, 부유식 발전 시스템(10)이 설치되는 선박 또는 해양 구조물로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 부유식 발전 시스템(10)은 저장 탱크(1000), 가스 발전 모듈(2000), 가스 공급 모듈(3000) 및 증기 발전 모듈(4000)을 포함한다. 설명의 편의를 위해 도면 및 명세서에는 기재되지 않았으나, 부유식 발전 시스템(10)은 부유식 발전 시스템(10)의 운용에 당연히 요구되는 펌프, 압축기 및 밸브 등의 필수 구성을 포함하는 것으로 가정한다.
저장 탱크(1000)에는 액화 가스가 저장된다. 액화 가스는 상온에서는 기체 상태인 가스가 액체 상태로 응축된 가연성 물질이다. 예를 들면, 액화 가스는 액화천연가스(LNG)로 제공된다.
가스 발전 모듈(2000)은 저장 탱크(1000)로부터 공급된 액화 가스를 이용하여 전기를 생산한다. 일 실시 예에 따르면, 가스 발전 모듈(2000)은 가스 터빈(2100), 공기 냉각기(2200) 및 보조 발전기(2300)를 포함한다.
가스 터빈(2100)은 저장 탱크(1000)로부터 기체 상태로 공급된 액화 가스를 연소하여 터빈(Turbine)을 회전시킴으로써 전기를 생산한다.
공기 냉각기(2200)는 가스 터빈(2100)에 액화 가스의 연소를 위해 유입되는 외부 공기를 냉각한다. 가스 터빈(2100)에 유입되는 공기의 온도를 낮출수록 가스 터빈(2100)에 동일 시간 동안 공급되는 공기의 질량이 증가하여 가스 터빈의 출력을 높일 수 있다. 가스 발전 모듈(2000)은 공기 냉각기 우회관(미도시)을 더 포함할 수 있다. 공기 냉각기 우회관은 외부 공기가 공기 냉각기(2200)를 우회하여 흐르도록 제공된다. 예를 들면, 가스 터빈(2100)으로 공급되는 외부 공기의 온도가 충분히 낮아 별도의 냉각이 요구되지 않는 경우, 외부 공기는 공기 냉각기(2200)로 유입되지 않고, 공기 냉각기 우회관을 통해 가스 터빈(2100)으로 공급된다. 가스 터빈(2100)이 공급되는 외부 공기의 온도에 민감하지 않은 기종으로 제공되는 경우, 공기 냉각기(2200)는 선택적으로 제공되지 않을 수 있다.
보조 발전기(2300)는 저장 탱크(1000) 내에서 액화 가스가 증발하여 발생되는 증발 가스를 이용하여 전기를 발생시킨다. 보조 발전기(2300)는 가스 터빈(2100)이 자체적으로 동작되기 전에 가스 터빈(2100)의 터빈을 회전시키도록 가스 터빈(2100)에 전기를 공급하도록 제공될 수 있다. 예를 들면, 가스 터빈(2100)이 액화 가스를 이용하여 동작하기 위해서는 일반적으로 일정 알피엠(rpm) 이상의 회전이 요구된다. 따라서, 가스 터빈(2100)은 가스 터빈(2100)이 액화 가스를 연소하여 자체적으로 동작되기 전에 가스 터빈(2100)의 터빈을 상기 일정 알피엠 이상으로 회전시키는 모터를 포함하고, 보조 발전기(2300)는 상기 모터에 전기를 공급하도록 제공될 수 있다.
가스 공급 모듈(3000)은 저장 탱크(1000)에 저장된 액화 가스를 가스 터빈(2100)으로 공급한다. 일 실시 예에 따르면, 가스 공급 모듈(3000)은 재응축기(3100), 연료 공급관(3200), 액화 가스 기화기(3300), 공급 펌프(3400), 액화 가스 공급관(3500), 제 1 증발 가스관(3600), 제 2 증발 가스관(3900), 제어 부재(5000) 및 증발 가스 압축기(3700)를 포함한다.
재응축기(3100)는 저장 탱크(1000) 내의 액화 가스로부터 발생된 증발 가스를 응축한다. 예를 들면, 재응축기(3100)의 내부에는 상부로부터 저장 탱크(1000)에서 액화 가스가 증발된 증발 가스가 공급되고, 액체 상태의 액화 가스가 저장 탱크(1000)로부터 공급된다. 재응축기(3100)로 공급된 증발 가스는 액체 상태의 액화 가스와의 열교환을 통해 냉각되어 액체 상태로 재응축된다. 일 실시 예에 따르면, 재응축기(3100) 내로 공급되는 액체 상태의 액화 가스 중 일부는 재응축기(3100) 내에서 스프레이 방식으로 분사되어 공급된다. 따라서, 증발 가스와의 접촉 면적이 증가되어 액체 상태의 액화 가스와 증발 가스 간에 열교환이 보다 용이해진다.
연료 공급관(3200)은 재응축기(3100)와 가스 터빈(2100)을 연결한다. 따라서, 재응축기(3100)에서 재응축된 액화 가스는 연료 공급관(3200)을 통해 액화 가스 기화기(3300)에서 기화된 후 가스 터빈(2100)으로 공급된다. 연료 공급관(3200)에는 이송 펌프(3210)가 설치될 수 있다. 이송 펌프(3210)는 재응축기(3100) 내의 액화 가스가 가스 터빈(2100)으로 이송되도록 액화 가스에 압력을 인가한다.
액화 가스 기화기(3300)는 가스 터빈(2100)에서 연료로 사용될 수 있도록, 가스 터빈(2100)으로 공급되기 전에 액화 가스를 기화시킨다. 액화 가스 기화기(3300)는 연료 공급관(3200)에 설치된다.
공급 펌프(3400)는 저장 탱크(1000) 내의 액체 상태의 액화 가스를 재응축기(3100)로 이송시킨다. 즉, 공급 펌프(3400)는 저장 탱크(1000) 내의 액화 가스가 액화 가스 공급관(3500)을 따라 재응축기(3100)로 이동되도록 액화 가스에 압력을 인가한다.
액화 가스 공급관(3500)은 공급 펌프(3400)와 재응축기(3100)를 연결한다. 따라서, 공급 펌프(3400)에 의해 압력이 가해진 액화 가스는 액화 가스 공급관(3500)을 따라 재응축기(3100)로 이송된다.
제 1 증발 가스관(3600)은 저장 탱크(1000) 및 재응축기(3100)를 연결한다. 저장 탱크(1000)에서 발생된 증발 가스는 제 1 증발 가스관(3600)을 따라 증발 가스 압축기(3700)를 지나 증발 가스 압축기(3700)에서 압축된 후 재응축기(3100)로 이송된다.
제 2 증발 가스관(3900)은 제 1 증발 가스관(3600)으로부터 분지되어 보조 발전기(2300)와 연결된다. 일 실시 예에 따르면, 제 2 증발 가스관(3900)은 제 1 증발 가스관(3600)의 재응축기(3100) 및 증발 가스 압축기(3700) 사이의 영역으로부터 분지된다. 따라서, 제 1 증발 가스관(3600)을 흐르는 증발 가스의 일부 또는 전부는 제 2 증발 가스관(3900)을 통해 보조 발전기(2300)로 공급될 수 있다.
제어 부재(5000)는 저장 탱크(1000) 내에서 단위 시간당 발생되는 증발 가스의 양 및 가스 터빈(2100)의 상태에 따라 제 1 증발 가스관(3600) 및 제 2 증발 가스관(3900)을 개폐한다. 일 실시 예에 따르면, 제어 부재(5000)는 밸브(5100), 증발 가스량 측정기(5200) 및 제어기(5300)를 포함한다.
밸브(5100)는 제 1 증발 가스관(3600)의 제 2 증발 가스관(3900)이 분지된 지점 및 재응축기(3100) 사이의 영역과 제 2 증발 가스관(3900)을 독립적으로 개폐한다. 예를 들면, 밸브(5100)는 제 1 증발 가스관(3600)으로부터 제 2 증발 가스관(3900)이 분지된 지점에 제공되는 삼방 밸브로 제공될 수 있다. 이와 달리, 밸브(5100)는 제 1 증발 가스관(3600)의 제 2 증발 가스관(3900)이 분지된 지점 및 재응축기(3100) 사이의 영역과 제 2 증발 가스관(3900)에 각각 설치되는 밸브들로 제공될 수 있다.
증발 가스량 측정기(5200)는 저장 탱크(1000) 내에서 액화 가스가 기화되어 발생되는 증발 가스의 단위 시간당 발생량을 측정한다. 증발 가스량 측정기(5200)는 측정된 증발 가스의 단위 시간당 발생량을 제어기(5300)로 전달한다. 예를 들면, 증발 가스량 측정기(5200)는 제 1 증발 가스관(3600)의 저장 탱크(1000) 및 증발 가스 압축기(3700) 사이의 영역의 압력을 측정하여 증발 가스의 단위 시간당 발생량을 판단하도록 제공될 수 있다. 이와 달리, 증발 가스량 측정기(5200)는 증발 가스의 단위 시간당 발생량을 판단할 수 있는 다양한 방식으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 저장 탱크(1000)의 압력을 측정하여 증발 가스의 단위 시간당 발생량을 판단하도록 제공될 수 있다.
제어기(5300)는 증발 가스량 측정기(5200)에 의해 측정된 증발 가스의 단위 시간당 발생량 및 가스 터빈(2100)의 상태에 따라, 제 1 증발 가스관(3600)의 제 2 증발 가스관(3900)이 분지된 지점 및 재응축기(3100) 사이의 영역과 제 2 증발 가스관(3900)을 독립적으로 개폐하도록 밸브(5100)를 제어한다.
증발 가스 압축기(3700)는 저장 탱크(1000)에서 발생된 증발 가스를 재응축기(3100)로 공급되기 전에 압축한다. 증발 가스는 증발 가스 압축기(3700)에 의해 압축된 상태에서 재응축기(3100)로 공급됨으로써, 재응축기(3100) 내에서 보다 용이하게 액체 상태로 응축될 수 있다.
가스 공급 모듈(3000)은 가스 온도 조절기(3800)를 더 포함할 수 있다. 가스 온도 조절기(3800)는 가스 터빈(2100)의 효율을 높이기 위해, 액화 가스 기화기(3300)에서 기화된 액화 가스를 가스 터빈(2100)의 효율이 최적화되는 온도로 가열하여 가스 터빈(2100)으로 공급한다. 예를 들면, 가스 온도 조절기(3800)는 증기 발전 모듈(4000)에서 가스 터빈(2100)의 배기 가스와 열교환 된 증기와의 열교환을 통해 액화 가스를 가열할 수 있다.
증기 발전 모듈(4000)은 가스 터빈(2100) 및 보조 발전기(2300)의 배기 가스의 열에 의해 발생된 증기압을 이용해 전기를 생산한다. 따라서, 가스 터빈(2100) 및 보조 발전기(2300)의 전기 생산을 위한 가스 연소 후 배기 가스의 폐열을 이용해 전기를 생산하므로, 부유식 발전 시스템(10)의 전기 생산 효율을 높일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 증기 발전 모듈(4000)은 증기 발생기(4100), 증기 터빈(4200), 증기 응축기(4300) 및 배기 가스관(4400)을 포함한다.
증기 발생기(4100)는 가스 터빈(2100) 및 보조 발전기(2300)가 전기 생산을 위해 액화 가스를 연소시킴으로써 발생시킨 배기 가스와의 열 교환을 통해 증기를 발생시킨다.
증기 터빈(4200)은 증기 발생기(4100)로부터 발생된 증기의 압력을 이용하여 회전됨으로써 전기를 발생시킨다.
증기 응축기(4300)는 증기 터빈(4200)에서 터빈을 회전시킨 증기를 냉각 시킴으로써 응축시킨다. 응축된 증기는 증기 발생기(4100)로 이동된다.
배기 가스관(4400)은 가스 터빈(2100) 및 보조 발전기(2300)에서 배출된 배기 가스가 증기 발생기(4100)에서 열교환되고 배기구(7000)로 이동되도록 제공된다. 증기 발생기(4100)에서 열교환된 배기 가스는 배기구(7000)를 통해 외부로 배기된다.
도 2는 가스 터빈(2100)이 자체적으로 동작되기 전 도 1의 부유식 발전 시스템(10)의 가동되는 모습을 나타낸 블록 구성도이다. 도 2 내지 도 4에서 굵은 실선은 액화 가스, 증발 가스, 배기 가스, 증기 및/또는 전기 신호 등이 지나고 있는 관 또는 전선을 나타내고, 가는 실선은 액화 가스, 증발 가스, 배기 가스, 증기 및/또는 전기 신호 등이 지나고 있지 않는 관 또는 전선을 나타낸다. 도 2를 참조하면, 가스 터빈(2100)이 자체적으로 동작되기 전에는, 보조 발전기(2300)는 가스 터빈(2100)을 상기 일정 알피엠 이상으로 회전시키기 위해, 가스 터빈(2100)의 터빈을 회전시키는 모터에 전기를 공급한다. 따라서, 제어 부재(5000)는 보조 발전기(2300)로 증발 가스를 공급하기 위해, 제 2 증발 가스관(3900)은 개방되고, 제 1 증발 가스관(3600)의 제 2 증발 가스관(3900)이 분지된 지점 및 재응축기(3100) 사이의 영역은 닫히도록 밸브(5100)를 제어한다. 따라서, 보조 발전기(2300)는 증발 가스를 공급받고, 공급 받은 증발 가스를 이용하여 전기를 발생시킴으로써, 가스 터빈(2100)의 터빈이 상기 일정 알피엠 이상으로 회전될 때까지 상기 모터에 전기를 공급할 수 있다. 보조 발전기(2300)로부터 발생된 배기 가스는 배기 가스관(4400)을 통해 배기구(7000)로 배기된다. 이 경우, 밸브(5100)의 개폐율의 조절 등의 필요에 따라 선택적으로, 증발 가스량 측정기(5200)는 증발 가스량을 측정하여 제어기(5300)로 전송할 수 있다.
도 3은 가스 터빈(2100)이 자체적으로 동작되는 동안, 증발 가스의 단위 시간 당 발생량이 재응축기(3100)에서 응축할 수 있는 최대량 이하인 경우, 도 1의 부유식 발전 시스템(10)의 가동되는 모습을 나타낸 블록 구성도이다. 도 3을 참조하면, 가스 터빈(2100)이 자체적으로 동작되는 동안, 저장 탱크(1000) 내에서 발생되는 증발 가스를 재응축하여 연료로서 가스 터빈(2100)으로 공급하기 위해, 제어 부재(5000)는 제 1 증발 가스관(3600)의 제 2 증발 가스관(3900)이 분지된 지점 및 재응축기(3100) 사이의 영역은 개방시킨다. 예를 들면, 제어기(5300)는 제 1 증발 가스관(3600)의 제 2 증발 가스관(3900)이 분지된 지점 및 재응축기(3100) 사이의 영역이 개방되도록 밸브(5100)를 제어한다. 이 경우, 공급 펌프(3400)는 액화가스 공급관(3500)을 통해 재응축기(3100)로 액화가스를 공급한다. 재응축기(3100)는 증발 가스를 액체 상태로 재응축한다. 재응축기(3100)에서 혼합된 액화된 증발 가스 및 공급 펌프(3400)에 의해 공급된 액화 가스가 혼합된 액화 가스는 이송 펌프(3210)에 의해 액화 가스 기화기(3300)로 이송된다. 액화 가스 기화기(3300)에서 기화된 액화 가스는 가스 온도 조절기(3800)에 의해 가열된 후, 가스 터빈(2100)으로 공급된다. 가스 온도 조절기(3800)는 증기 발전 모듈(4000)에서 가스 터빈(2100)의 배기 가스와 열교환 된 증기와의 열교환을 통해 기화된 액화 가스를 가열할 수 있다. 가스 터빈(2100)은 공급된 액화 가스를 연소하여 전기를 발생시킨다. 가스 터빈(2100)에서 발생되는 배기 가스는 증기 발전 모듈(4000)의 증기 발생기(4100)에서 증기와 열교환된 후, 배기 가스관(4400)을 통해 배기구(7000)로 배출된다. 증기 터빈(4200)은 증기 발생기(4100)에서 발생된 증기의 압력을 이용하여 전기를 발생시킨다. 증기 응축기(4300)는 증기 터빈(4200)에서 터빈을 회전시킨 증기를 냉각 시킴으로써 응축시킨다. 응축된 증기는 증기 발생기(4100)로 이동된다. 밸브(5100)의 개폐율의 조절 등의 필요에 따라 선택적으로, 증발 가스량 측정기(5200)는 증발 가스량을 측정하여 제어기(5300)로 전송할 수 있다. 또한, 제어 부재(5000)는 증발 가스를 보조 발전기(2300)로 공급할 필요가 없으므로, 제 2 증발 가스관(3900)은 닫는다. 예를 들면, 증발 가스량 측정기(5200)는 측정된 단위 시간당 증발 가스 발생량을 실시간으로 제어기(5300)로 전송한다. 제어기(5300)는 증발 가스량 측정기(5200)로부터 전달된 증발 가스 발생량이 재응축기(3100)에서 응축할 수 있는 최대량 이하인 경우, 제 2 증발 가스관(3900)이 닫히도록 밸브(5100)를 제어한다.
도 4는 가스 터빈(2100)이 자체적으로 동작되는 동안, 증발 가스의 단위 시간 당 발생량이 재응축기(3100)에서 응축할 수 있는 최대량을 초과하는 경우, 도 1의 부유식 발전 시스템(10)의 가동되는 모습을 나타낸 블록 구성도이다. 도 4를 참조하면, 가스 터빈(2100)이 자체적으로 동작되는 동안, 저장 탱크(1000) 내에서 발생되는 증발 가스를 재응축하여 연료로서 가스 터빈(2100)으로 공급하기 위해, 제어 부재(5000)는 제 1 증발 가스관(3600)의 제 2 증발 가스관(3900)이 분지된 지점 및 재응축기(3100) 사이의 영역은 개방시킨다. 일 실시 예에 따른, 제어 부재(5000)가 제 1 증발 가스관(3600)의 제 2 증발 가스관(3900)이 분지된 지점 및 재응축기(3100) 사이의 영역은 개방시키는 방법은 도 3의 경우와 대체로 동일하다. 또한, 발생된 증발 가스 중 재응축기(3100)가 재응축할 수 있는 최대량을 제외한 나머지 증발 가스는 보조 발전기(2300)로 공급하기 위해, 증발 제어 부재(5000)는 제 2 증발 가스관(3900)을 연다. 예를 들면, 증발 가스량 측정기 측정된 단위 시간당 증발 가스 발생량을 실시간으로 제어기(5300)로 전송한다. 제어기(5300)는 증발 가스량 측정기(5200)로부터 전달된 증발 가스 발생량이 재응축기(3100)에서 응축할 수 있는 최대량을 초과하는 경우, 제 2 증발 가스관(3900)이 닫히도록 밸브(5100)를 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 발전 시스템(10)은 보조 발전기(2300)를 제공함으로써, 증발 가스를 이용하여, 전기를 생산할 수 있고, 가스 터빈(2100)이 자체적으로 작동되기 전 가스 터빈(2100)을 회전시킬 수 있도록 전기를 공급할 수 있으므로, 다량의 증발 가스를 처리할 수 있고, 발전 효율을 높일 수 있다.
10: 부유식 발전 시스템 1000: 저장 탱크
2000: 가스 발전 모듈 2100: 가스 터빈
2200: 공기 냉각기 2300: 보조 발전기
3000: 가스 공급 모듈 3100: 재응축기
3200: 연료 공급관 3300: 액화 가스 기화기
3400: 공급 펌프 3500: 액화 가스 공급관
3600: 제 1 증발 가스관 3700: 증발 가스 압축기
3800: 가스 온도 조절기 3900: 제 2 증발 가스관
4000: 증기 발전 모듈 4100: 증기 발생기
4200: 증기 터빈 4300: 증기 응축기
5000: 제어 부재

Claims (7)

  1. 부유체에 설치되어 액화 가스를 이용하여 전기를 생산하는 부유식 발전 시스템에 있어서,
    액화 가스를 저장하는 저장 탱크와;
    액화 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 가스 터빈 및, 상기 저장 탱크 내에서 액화 가스가 증발하여 발생되는 증발 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 보조 발전기를 가지는 가스 발전 모듈과;
    상기 저장 탱크에 저장된 액화 가스를 상기 가스 터빈으로 공급하는 가스 공급 모듈을 포함하는 부유식 발전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급 모듈은
    상기 증발 가스를 액체 상태로 응축하는 재응축기와;
    상기 상기 저장 탱크 및 재응축기를 연결하고, 상기 증발 가스가 이송되는 제 1 증발 가스관과;
    상기 제 1 증발 가스관으로부터 분지되어 상기 보조 발전기와 연결되는 제 2 증발 가스관과;
    상기 저장 탱크 내에서 단위 시간당 발생되는 상기 증발 가스의 양에 따라 상기 제 2 증발 가스관;을 개폐하는 제어 부재를 더 포함하는 부유식 발전 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 부재는 상기 가스 터빈이 자체적으로 동작되는지 여부에 따라, 상기 보조 발전기에 상기 증발 가스의 공급 여부를 제어하는 부유식 발전 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가스 터빈 및 상기 보조 발전기가 배출하는 배기 가스와의 열교환을 통해 증기를 발생시키는 증기 발생기 및, 상기 증기 발생기에 의해 발생된 증기의 증기압을 이용해 전기를 생산하는 증기 터빈을 가지는 증기 발전 모듈을 더 포함하는 부유식 발전 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 보조 발전기는 상기 가스 터빈이 자체적으로 동작되기 전에 가스 터빈을 일정 알피엠(rpm) 이상으로 회전시키도록 상기 가스 터빈에 전기를 공급하는 부유식 발전 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 부재는 상기 가스 터빈이 자체적으로 동작되기 전에, 상기 제 2 증발 가스관은 열고, 상기 제 1 증발 가스관의 상기 제 2 증발 가스관이 분지된 지점으로부터 상기 재응축기 사이의 영역은 개방하는 부유식 발전 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스 터빈이 자체적으로 동작되는 동안,
    상기 제어 부재는, 상기 제 1 증발 가스관의 상기 제 2 증발 가스관이 분지된 지점으로부터 상기 재응축기 사이의 영역은 개방하되, 상기 제 2 증발 가스관은 상기 저장 탱크 내에서 시간 당 발생되는 상기 증발 가스의 양이 상기 재응축기에서 응축할 수 있는 최대량을 초과하는 경우 개방하고, 상기 저장 탱크 내에서 시간 당 발생되는 상기 증발 가스의 양이 상기 재응축기에서 응축할 수 있는 최대량 이하인 경우 닫는 부유식 발전 시스템.
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