KR20190080365A

KR20190080365A - 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20190080365A
Application number: KR1020170182762A
Authority: KR
Inventors: 김윤기; 안수경; 우한별
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-07-08
Also published as: KR102394954B1

Abstract

본 발명은, 부유식 발전 플랜트에서 전력을 생산하면서 버려지는 냉열을 활용하여 담수를 생산함으로써, 에너지 효율을 증대시키고 운영 비용을 절감할 수 있는 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템은, 해수와 액화가스를 열교환시켜 해수는 동결시키고, 액화가스는 상온으로 기화시키는 결정기; 및 상기 결정기에서 해수에 포함된 물이 동결되고, 상기 물이 동결된 해수로부터 브라인 성분을 분리 제거하는 워셔;를 포함하여, 상기 결정기에서 액화가스가 기화된 재기화 가스는 발전 장치의 연료로 공급되고, 상기 워셔에서 브라인 성분이 분리 제거되어 얻어진 담수는 담수 수요처로 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템 및 방법 {Cold Heat Recovery System and Method of Floating Storage Power Plant}

본 발명은, 부유식 발전 플랜트에서 전력을 생산하면서 버려지는 냉열을 활용하여 담수를 생산함으로써, 에너지 효율을 증대시키고 운영 비용을 절감할 수 있는 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템 및 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 반대, 환경오염의 우려가 있다는 단점이 있다. 또한, 여러 개의 섬들로 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 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 해수와 액화가스를 열교환시켜 해수는 동결시키고, 액화가스는 상온으로 기화시키는 결정기; 및 상기 결정기에서 해수에 포함된 물이 동결되고, 상기 물이 동결된 해수로부터 브라인 성분을 분리 제거하는 워셔;를 포함하여, 상기 결정기에서 액화가스가 기화된 재기화 가스는 발전 장치의 연료로 공급되고, 상기 워셔에서 브라인 성분이 분리 제거되어 얻어진 담수는 담수 수요처로 공급되는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 상기 액화가스를 상기 결정기로 공급하기 전에 예열시키는 예열기;를 더 포함하고, 상기 예열기에서는, 상기 결정기로 공급되는 액화가스와, 상기 결정기로 공급되는 해수가 열교환하여, 상기 액화가스는 가열되고 상기 해수는 냉각될 수 있다.

바람직하게는, 상기 예열기에서 액화가스의 열교환에 의해 냉각된 해수 중 일부는 해상으로 배출시키고, 나머지 일부는 상기 결정기로 공급하는 분배기;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 결정기에서 상기 해수를 동결시키면서 기화된 액화가스를, 상기 발전 장치에서 요구하는 온도로 가열시키는 트림 히터;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 발전 장치는, 상기 액화가스를 결정기에서 기화된 재기화 가스를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 가스 터빈 및 가스 엔진 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 액화가스의 냉열을 회수하여 해수에 포함된 물을 동결시키는 단계; 상기 물이 동결된 해수로부터 브라인 성분을 분리 제거하는 단계; 및 상기 브라인 성분이 분리 제거되고 남은 동결된 물을 융해시키는 단계;를 포함하는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 해수에 포함된 물을 동결시키면서 기화된 액화가스를 발전 장치의 연료로 공급하는 단계; 및 상기 액화가스 연료를 이용하여 전력을 생산하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 브라인 성분이 분리 제거되고 남은 동결된 물이 융해되어 얻어진 담수를 담수 수요처로 공급하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 액화가스의 냉열을 회수하여 해수에 포함된 물을 동결시키기 전에, 상기 해수와 액화가스를 열교환시켜 액화가스를 예열시키는 단계; 및 상기 액화가스를 예열시키면서 온도가 낮아진 해수 중 일부는 해상으로 배출시키는 단계;를 더 포함하고, 상기 해상으로 배출되고 남은 나머지 해수를 상기 예열된 액화가스와 열교환시켜 상기 나머지 해수에 포함된 물을 동결시킬 수 있다.

본 발명에 따른 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템 및 방법은, 액화가스를 재기화시켜 가스 수요처로 공급하고, 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 것과 동시에, 액화가스의 냉열을 회수하여 담수를 생산할 수 있다.

액화가스의 냉열을 회수하여 담수를 생산함으로써, 액화가스의 냉열이 해상으로 버려지는 등의 에너지 낭비를 하지 않을 수 있고, 액화가스의 냉열을 해상으로 배출시킴으로써 발생하는 환경오염 문제를 일으키지 않을 수 있다.

또한, 액화가스의 냉열을 회수하여 담수를 생산함으로써, 전력 및 담수를 얻기 어려운 국가나 도서지역에서 효과적으로 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템을 간략하게 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 발전 플랜트는, 액화가스를 발전용 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되고, 발전용 엔진에서 생산한 전력을 육상의 가스 수요처로 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 부유식 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 FSPP인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다. 이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템 및 방법을 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, LNG를 저장하는 LNG 저장탱크(100); 천연가스를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 발전 장치(미도시); 발전 장치 등 가스 수요처로 재기화 가스를 공급하기 위하여, LNG 저장탱크(100)에 저장된 LNG를 가열시키는 열 교환 장치;를 포함한다.

도 1에서는, LNG 저장탱크(100)가 하나만 구비되는 것처럼 도시되어 있지만, 본 실시예의 부유식 발전 플랜트에는 다수개의 LNG 저장탱크(100)가 설치될 수 있다.

본 실시예에서 LNG는, LNG 저장탱크(100)에 약 1기압에서 약 -163℃로 저장되어 있을 수 있다. LNG 저장탱크(100)는 극저온의 LNG가 액체 상태를 유지할 수 있도록, 단열 구조를 가질 수 있다.

또한, 도면에 도시되지는 않았으나, LNG 저장탱크(100)의 내부에는, LNG를 외부로 배출시키는 LNG 공급펌프(미도시)가 구비되어 있을 수 있다. LNG 공급펌프는 반잠수식 펌프일 수 있고, 하나 이상 구비될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 재기화시킬 LNG를 압축시켜 열 교환 장치로 공급하는 재기화 펌프(110);를 더 포함한다.

본 실시예의 재기화 펌프(110)는, 재기화시켜 가스 수요처로 공급할 LNG를 가스 수요처에서 요구하는 압력으로 압축시킨다.

본 실시예의 가스 수요처는 재기화 가스를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 발전 장치인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

본 실시예의 발전 장치는 가스를 이용하여 터빈을 구동시키고, 터빈과 축으로 연결된 발전기에서 터빈의 구동력을 전력으로 전환시키는 발전기가 구비된 가스 터빈일 수 있다.

또한, 본 실시예의 발전 장치는, 발전용 엔진일 수 있고, 예를 들어, DFDG(Dual Fuel Diesel Generator)일 수 있다. DFDG는 엔진 축에 발전기가 연결된 것으로서, 4-행정(4-stroke) 사이클을 사용한다. 또한, DFDE 엔진은 약 2 bar 내지 8 bar, 또는 6.5 bar 정도의 저압 천연가스를 연소용 공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축시키는 오토 사이클(otto cycle)을 채택하고 있다.

본 실시예의 열 교환 장치는, 재기화 펌프(110)에서 압축된 LNG를 해수와 열교환시켜 LNG의 냉열에 의해 해수를 동결(crystallizing)시키는 결정기(310); 재기화 펌프(110)에서 압축된 LNG를 결정기(310)로 공급하기 전에, 결정기(310)로 공급되는 압축 LNG의 온도를 조절하는 예열기(120); 및 결정기(310)에서 냉열이 회수된 압축 LNG의 온도를 발전 장치에서 요구하는 온도로 조절하는 트림히터(140);를 포함한다.

본 실시예의 LNG 저장탱크(100), 재기화 펌프(110), 예열기(120), 결정기(310), 트림히터(140) 및 발전 장치는, 재기화 라인(VL)에 의해 연결된다.

LNG는, LNG 저장탱크(100)로부터 재기화 라인(VL)을 따라 재기화되고, 온도가 조절되어 발전 장치의 연료로 공급된다.

또한, 본 실시예에 따르면, 해수를 결정기(310)로 공급하는 해수 펌프(210);와, 예열기(120), 해수 펌프(210) 및 결정기(310)를 연결하는 해수 라인(SL);을 더 포함한다.

해상으로부터 흡입된 해수는, 해수 라인(SL)을 따라 LNG를 기화 또는 가열시키면서 담수화된다.

예열기(120)는, 재기화 라인(VL) 및 해수 라인(SL)과 연결된다. 예열기(120)에서는 재기화 라인(VL)을 따라 결정기(310)로 공급되는 LNG와 해수 라인(SL)을 따라 결정기(310)로 공급되는 해수가 열교환하여, LNG는 가열되고, 해수는 냉각된다.

LNG 저장탱크(100)로부터 재기화 라인(VL)을 따라 예열기(120)로 공급되는 LNG의 온도는 약 -162℃일 수 있고, 예열기(120)에서 해수와의 열교환에 의해 가열된 LNG는 약 -70℃ 내지 -50℃일 수 있다. 예열기(120)로부터 배출되는 LNG는 기체 상태, 또는 기액 혼합 상태일 수 있고, 또는 액체 상태일 수도 있다.

예열기(120)에서 예열된 LNG는 재기화 라인(VL)을 따라 결정기(310)로 공급되고, 예열기(120)에서 냉각된 해수는 해수 펌프(210)에 의해 가압되어 결정기(310)로 공급된다.

본 실시예에 따르면, 예열기(120)에서 냉각되고 해수 펌프(210)에 의해 가압된 해수의 흐름을 분배하는 분배기(220)를 더 포함할 수 있다.

분배기(220)는 제1 해수 분기라인(SL1)에 의해 결정기(310)와 연결된다. 해수 펌프(210)에서 가압된 해수는 제1 해수 분기라인(SL1)을 따라 결정기(310)로 유동한다.

또한, 분배기(220)는, 해수 펌프(210)에서 가압된 해수를 해상으로 배출시키는 제2 해수 분기라인(SL2);이 더 연결된다.

도시하지 않은 제어부는, 생산할 담수의 유량, 재기화시킬 LNG의 유량, 재기화 가스의 온도 등에 따라 분배기(220)를 제어하여, 제1 해수 분기라인(SL1)을 따라 결정기(310)로 공급될 해수의 유량 및 제2 해수 분기라인(SL2)을 따라 해상으로 배출될 해수의 유량을 조절할 수 있다.

즉, 예열기(120)에서 열교환에 의해 냉각된 해수 중 일부는 해상으로 배출되고, 나머지 일부만이 결정기(310)로 공급된다.

본 실시예의 결정기(310)는, 재기화 라인(VL) 및 제1 해수 분기라인(SL1)과 연결된다.

결정기(310)는, 베슬 타입의 용기일 수 있다. 제1 해수 분기라인(SL1)을 따라 결정기(310)로 이송된 해수는 결정기(310) 내부 공간에 수용된다.

또한, 결정기(310)의 내부 공간에는, 재기화 라인(VL)과 연결되며, 재기화 라인(VL)을 따라 유동하는 LNG가 유동하는 열교환용 배관(도면부호 미부여);이 설치될 수 있다.

열교환용 배관은, 결정기(310)의 내부 공간에 수용되어 있는 해수에 잠겨있도록 배치될 수 있다.

결정기(310) 내부 공간의 해수는 일정 수위 레벨을 유지하도록 제어될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 결정기(310) 내부 공간에 수용되어 있는 해수는, 열교환용 배관을 따라 유동하는 LNG의 냉열에 의해, 해수에 포함된 물 성분이 동결되며, 예를 들어, 고체 상태의 물(얼음)과 액체 또는 고체 상태의 브라인(brine)으로 분리된다.

본 실시예의 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템은, 결정기(310)에서 고체 상태의 물과 액체 또는 고체 상태의 브라인으로 분리된 해수 중에서 브라인을 제거하고, 브라인이 제거된 물, 즉 담수를 얻는 워셔(320, washer&melter);를 더 포함한다.

고체 상태의 물과 액체 또는 고체 상태의 브라인은 제1 해수 분기라인(SL1)을 따라 결정기(310)로부터 워셔(320)로 이송된다.

워셔(320)는, 고체 상태의 물과 액체 또는 고체 상태의 브라인 혼합물로부터 브라인 성분을 씻어내고, 브라인 성분이 분리 제거된 고체 상태의 물을 녹여 담수를 얻는 역할을 한다.

워셔(320)에서 얻어진 담수는, 제1 해수 분기라인(SL1)을 따라 담수 수요처로 공급된다.

결정기(310)에서 해수를 동결시키면서 가열된 LNG는, 재기화 라인(VL)을 따라 트림 히터(140)로 공급되어, 발전 장치에서 요구하는 온도로 가열된 후 가열 장치로 공급된다.

예를 들어, 결정기(310)에서 해수를 동결시키면서 가열된 LNG는 트림 히터(140)에서 상온, 예를 들어 약 15℃ 내지 30℃로 가열된다.

결정기(310)로부터 트림 히터(140)로 공급되는 LNG는 기체 상태일 수 있다.

재기화 라인(VL)을 따라 유동하는 LNG는, 예열기(120)를 통과하면서 적어도 일부가 기화될 수 있다.

또는, 재기화 라인(VL)을 따라 유동하는 LNG는, 예열기(120) 및 동결기(310)를 통과하면서 전량이 기화될 수 있다.

일반적으로, LNG를 재기화 시스템은, 열교환에 의해 LNG를 기화시키는 기화기(vaporizer)를 포함한다. 기화기에서 LNG를 기화시키는 열원으로는, 해수(seawater)나 공기(atmosphere) 등 자연으로부터 얻을 수 있는 열원을 사용할 수 있고, 또는 폐열이나 전기 등을 사용할 수도 있다.

LNG는 주로 선박에 의해 해상을 통해 운반되며, 기존의 재기화 시스템은 해상에 부유하고 있는 선박 또는 해안가의 육상 터미널에 설치되므로, 재기화 시스템의 기화기는, 주로 해수를 열원으로 사용하여 LNG를 기화시킨다.

해수를 열원으로 사용하는 기화기는, 해수와 LNG를 열교환시키는 방식에 의하여 직접 열교환 방식과 간접 열교환 방식으로 구분된다.

직접 열교환 방식은, 해수와 LNG를 직접 열교환시켜 LNG를 기화시키고, LNG를 기화시키면서 냉각된 해수는 해상으로 버려진다. 직접 열교환 방식은, 극저온의 LNG를 기화시키면서 극저온으로 냉각된 해수를 해상으로 그대로 배출함으로써, 주변 해상 온도 변화 등 환경오염의 우려가 있다.

또한, LNG를 기화시키면서 해수는 LNG의 냉열에 의해 어는(icing) 현상이 종종 발생할 수 있다. 또한, 겨울철이나 극지방 등 해수의 온도가 낮은 경우에는, LNG를 기화시키기에 충분한 열을 제공하지 못하므로, 그에 따라 열교환 효율은 현저히 감소한다.

근래에는, 이러한 문제를 개선하기 위하여, 해수와 LNG를 직접 열교환시키는 것이 아니라, 글리콜 워터 등 별도의 열매체를 순환시키면서 LNG를 기화시키는 간접 열교환식 재기화 방법(indirect regasification system)이 각광받고 있다.

간접 열교환 방식은, 별도의 열매체를 해수와 열교환시켜 별도의 열매체를 가열시키고, 해수에 의해 가열된 열매체가 LNG와 열교환하여 LNG를 기화시키는데, 열매체를 가열하면서 냉각된 해수는 해상으로 버려진다.

간접 열교환 방식은, 해수가 LNG와 간접 열교환함으로써, LNG를 상온으로 가열시키기 위해 많은 양의 해수가 필요하다는 단점이 있다.

또한, 이러한 간접 열교환 방식의 재기화 시스템을 적용하는 경우에도 기화기에서 LNG를 기화시키면서 냉각된 열매체를 재가열시켜야 한다. 예를 들어, 스팀을 생산하는 보일러를 추가로 설치하고 스팀을 이용하여 열매체를 재가열시키거나, 해수와 열매체를 열교환시키는 대용량의 열교환기를 추가로 설치하여 해수를 이용하여 열매체를 재가열시키는 등 LNG 재기화 시스템의 구성이 복잡해진다는 단점이 있다.

이러한, 직접 열교환 방식은 물론 간접 열교환 방식 모두, LNG를 기화시키면서 얻어진 냉열, 예를 들어, 기화기로부터 배출되는 온도가 낮아진 열매체나, 온도가 낮아진 열매체를 가열시키면서 응축된 스팀 등의 냉열은 단순히 열침(heat sink)이나 해상으로 그대로 버려지게 된다.

본 발명은, 직접 열교환 방식으로 LNG를 기화시키므로 기화 효율을 좋게 하면서도, LNG를 기화시키면서 회수된 냉열을 활용하여 해수를 담수화시킴으로써, LNG를 기화시켜 가스 수요처로 공급하는 것과 동시에 담수를 얻을 수 있다.

LNG를 기화시키면서 냉각된 해수는, 담수화되어 담수 수요처로 공급되며, 또한, LNG를 기화시키면서 냉각된 해수 중 해상으로 버려지는 일부의 해수는, LNG를 약 -70℃ 내지 -50℃ 정도로 예열시키는데 사용한 해수이므로, 환경오염 문제를 우려하지 않아도 된다.

또한, 본 발명에 따른 냉열 회수 시스템이 구비된 부유식 발전 플랜트를, 개발도상국이나 도서지역 등 전력과 담수의 수급이 용이하지 않은 지역에 배치하면, 전력과 담수를 저렴하고, 용이하게 공급할 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 : 고압펌프
120 : 예열기
140 : 트림히터
210 : 해수 펌프
220 : 분배기
310 : 결정기(crystalizer)
320 : 워셔(washer&melter)
VL : 재기화 라인
SL : 해수 라인

Claims

해수와 액화가스를 열교환시켜 해수는 동결시키고, 액화가스는 상온으로 기화시키는 결정기; 및
상기 결정기에서 해수에 포함된 물이 동결되고, 상기 물이 동결된 해수로부터 브라인 성분을 분리 제거하는 워셔;를 포함하여,
상기 결정기에서 액화가스가 기화된 재기화 가스는 발전 장치의 연료로 공급되고,
상기 워셔에서 브라인 성분이 분리 제거되어 얻어진 담수는 담수 수요처로 공급되는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 액화가스를 상기 결정기로 공급하기 전에 예열시키는 예열기;를 더 포함하고,
상기 예열기에서는, 상기 결정기로 공급되는 액화가스와, 상기 결정기로 공급되는 해수가 열교환하여, 상기 액화가스는 가열되고 상기 해수는 냉각되는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 예열기에서 액화가스의 열교환에 의해 냉각된 해수 중 일부는 해상으로 배출시키고, 나머지 일부는 상기 결정기로 공급하는 분배기;를 더 포함하는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 결정기에서 상기 해수를 동결시키면서 기화된 액화가스를, 상기 발전 장치에서 요구하는 온도로 가열시키는 트림 히터;를 더 포함하는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 발전 장치는,
상기 액화가스를 결정기에서 기화된 재기화 가스를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 가스 터빈 및 가스 엔진 중 어느 하나 이상을 포함하는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 시스템.
액화가스의 냉열을 회수하여 해수에 포함된 물을 동결시키는 단계;
상기 물이 동결된 해수로부터 브라인 성분을 분리 제거하는 단계; 및
상기 브라인 성분이 분리 제거되고 남은 동결된 물을 융해시키는 단계;를 포함하는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 해수에 포함된 물을 동결시키면서 기화된 액화가스를 발전 장치의 연료로 공급하는 단계; 및
상기 액화가스 연료를 이용하여 전력을 생산하는 단계;를 더 포함하는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 브라인 성분이 분리 제거되고 남은 동결된 물이 융해되어 얻어진 담수를 담수 수요처로 공급하는 단계;를 더 포함하는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 액화가스의 냉열을 회수하여 해수에 포함된 물을 동결시키기 전에, 상기 해수와 액화가스를 열교환시켜 액화가스를 예열시키는 단계; 및
상기 액화가스를 예열시키면서 온도가 낮아진 해수 중 일부는 해상으로 배출시키는 단계;를 더 포함하고,
상기 해상으로 배출되고 남은 나머지 해수를 상기 예열된 액화가스와 열교환시켜 상기 나머지 해수에 포함된 물을 동결시키는, 부유식 발전 플랜트의 냉열 회수 방법.