KR20200033647A - Gas turbine power generation system using liquid air - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a gas turbine power generation system using liquid air which compresses air into liquid air by a refrigerant cooling line and a three-stream heat exchanger, and then pressurizes and vaporizes liquid air to supply vaporized liquid air to a combustor to perform power generation. According to embodiments of the present invention, the gas turbine power generation system using liquid air comprises: a refrigerant cooling line including a compressor to compress a refrigerant, a cooler to cool a refrigerant compressed by the compressor, and an expander to expand a refrigerant cooled by the cooler; a first heat exchanger to heat-exchange air flowing in a first line with a refrigerant flowing in a second line upstream of the expander and a refrigerant flowing in a third line downstream of the expander to create liquid air; a liquid air storage tank to store liquid air created by the first heat exchanger; a first pump to pressurize liquid air stored in the liquid air storage tank to supply pressurized liquid air; a first vaporizer to vaporize liquid air supplied by the first pump to create compressed air; a combustor to combust compressed air vaporized by the first vaporizer with fuel gas to rotate a turbine; and a generator to generate power by rotation of the turbine.

Description

액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템{GAS TURBINE POWER GENERATION SYSTEM USING LIQUID AIR}Gas turbine power generation system using liquid air {GAS TURBINE POWER GENERATION SYSTEM USING LIQUID AIR}

본 발명은 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기를 액체공기로 압축한 후 액체공기를 가압하여 연소기로 공급하여 발전을 수행하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gas turbine power generation system using liquid air, and more particularly, to a gas turbine power generation system using liquid air that compresses air into liquid air and then pressurizes the liquid air to supply it to a combustor. will be.

일반적으로 가스터빈 발전 시스템은 압축공기를 연료가스와 함께 연소시켜 터빈을 회전시켜 발전을 하는 시스템이다. 도 1은 종래의 해양플랜트 가스터빈 발전 시스템을 보여주는 도면이다. 종래의 해양플랜트 가스터빈 발전 시스템은 저장탱크(10), 펌프(20), 기화기(30), 압축기(40), 연소기(50), 터빈(60) 및 발전기(70)를 포함한다.In general, a gas turbine power generation system is a system that generates power by rotating a turbine by burning compressed air together with fuel gas. 1 is a view showing a conventional offshore plant gas turbine power generation system. The conventional offshore plant gas turbine power generation system includes a storage tank 10, a pump 20, a vaporizer 30, a compressor 40, a combustor 50, a turbine 60 and a generator 70.

저장탱크(10)에 저장된 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)는 기화기(30)에 의해 천연가스(NG)로 기화되어 연소기(50)에 연료가스로 공급된다. 압축기(40)에서 공기를 압축하여 압축된 공기를 연소기(50)로 공급하면, 연소기(50)는 압축공기를 연료가스(NG)와 같이 연소하여 터빈(60)을 회전시켜 발전기(70)에 의해 전기에너지를 생산한다.Liquefied natural gas (LNG) stored in the storage tank 10 is vaporized into natural gas NG by the vaporizer 30 and supplied as fuel gas to the combustor 50. When the compressed air is compressed by the compressor 40 and the compressed air is supplied to the combustor 50, the combustor 50 burns compressed air like fuel gas NG to rotate the turbine 60 to the generator 70. To produce electrical energy.

연소기(50)가 가압된 공기 속에서 연료를 연소시킬 수 있도록, 압축기(40)는 공기를 일정 수준의 압력(예를 들어, 20 ~ 60 barg)까지 압축시킨 압축공기를 공급해야 한다. 이때, 압축기(40)에서 공기를 압축하는데 사용되는 일(전력)은 발전기(70)에 의해 발생되는 전력의 약 60%를 차지하고 있다. 따라서, 압축기(40)에서 소모되는 전력을 차감하고 나면, 실제 발전기(70)에 의해 발생되는 전력의 약 40%의 전력 만을 얻을 수 있게 된다.In order for the combustor 50 to combust fuel in pressurized air, the compressor 40 must supply compressed air compressed with air to a certain level of pressure (eg, 20 to 60 barg). At this time, the work (power) used to compress air in the compressor 40 accounts for about 60% of the power generated by the generator 70. Therefore, after subtracting the power consumed by the compressor 40, only about 40% of the power generated by the actual generator 70 can be obtained.

본 발명은 냉매 냉각라인과 3-스트림 열교환기를 이용하여 공기를 냉각시켜 액체공기로 압축한 후 액체공기를 가압, 기화하여 연소기로 공급하여 발전을 수행하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a gas turbine power generation system using liquid air that cools air using a refrigerant cooling line and a 3-stream heat exchanger, compresses it into liquid air, and pressurizes and vaporizes the liquid air to supply it to a combustor. It is for.

또한, 본 발명은 연소기로 압축공기를 공급하기 위해 사용되는 전력을 줄여 발전 효율을 높일 수 있는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a gas turbine power generation system using liquid air that can increase power generation efficiency by reducing power used to supply compressed air to a combustor.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above. Other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템은 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 냉각하는 냉각기와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 냉매를 팽창시키는 팽창기를 포함하는 냉매 냉각라인; 제1 라인에 흐르는 공기를 상기 팽창기의 상류 측의 제2 라인에 흐르는 냉매 및 상기 팽창기의 하류 측의 제3 라인에 흐르는 냉매와 열교환시켜 액체공기를 생성하는 제1 열교환기; 상기 제1 열교환기에 의해 생성된 액체공기를 저장하는 액체공기 저장탱크; 상기 액체공기 저장탱크에 저장된 액체공기를 가압하여 공급하는 제1 펌프; 상기 제1 펌프에 의해 공급되는 액체공기를 기화시켜 압축공기를 생성하는 제1 기화기; 상기 제1 기화기에 의해 기화된 압축공기를 연료가스와 함께 연소시켜 터빈을 회전시키는 연소기; 및 상기 터빈의 회전에 의해 발전하는 발전기를 포함한다.A gas turbine power generation system using liquid air according to an embodiment of the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant, a cooler for cooling the refrigerant compressed by the compressor, and an expander for expanding the refrigerant cooled by the cooler. Refrigerant cooling line; A first heat exchanger that heats the air flowing in the first line with the refrigerant flowing in the second line upstream of the expander and the refrigerant flowing in the third line downstream of the expander to generate liquid air; A liquid air storage tank for storing liquid air generated by the first heat exchanger; A first pump to pressurize and supply the liquid air stored in the liquid air storage tank; A first vaporizer that vaporizes the liquid air supplied by the first pump to generate compressed air; A combustor that rotates the turbine by burning compressed air vaporized by the first vaporizer together with fuel gas; And a generator that is generated by rotation of the turbine.

상기 제1 기화기는, 상기 제1 펌프에 의해 공급되는 액체공기를 상기 제1 라인의 상류에 흐르는 공기와 열교환시키는 제2 열교환기를 포함할 수 있다.The first vaporizer may include a second heat exchanger for exchanging liquid air supplied by the first pump with air flowing upstream of the first line.

상기 냉각기는 상기 압축기에 의해 단열 압축된 냉매를 상기 제2 열교환기의 하류에 흐르는 압축공기와 열교환시키는 제3 열교환기를 포함할 수 있다.The cooler may include a third heat exchanger for exchanging the refrigerant heat-insulated by the compressor with compressed air flowing downstream of the second heat exchanger.

본 발명의 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템은 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 가압하여 공급하는 제2 펌프; 및 상기 제2 펌프에 의해 공급되는 액화가스를 기화시켜 상기 연료가스를 생성하는 제2 기화기를 더 포함할 수 있다.Gas turbine power generation system using liquid air according to an embodiment of the present invention includes a liquefied gas storage tank for storing liquefied gas; A second pump to pressurize and supply the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank; And a second vaporizer that vaporizes the liquefied gas supplied by the second pump to generate the fuel gas.

상기 냉각기는, 상기 제3 열교환기에 의해 냉각된 냉매를 상기 제2 펌프에 의해 공급되는 액화가스 중의 적어도 일부와 열교환시켜 냉각하는 제4 열교환기를 더 포함할 수 있다.The cooler may further include a fourth heat exchanger that cools by cooling the refrigerant cooled by the third heat exchanger with at least a portion of liquefied gas supplied by the second pump.

본 발명의 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템은 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 공기를 상기 제2 펌프에 의해 공급되는 액화가스 중의 적어도 일부와 열교환시켜 냉각하는 제5 열교환기를 더 포함할 수 있다.The gas turbine power generation system using liquid air according to an embodiment of the present invention further includes a fifth heat exchanger that heats and cools the air cooled by the second heat exchanger with at least a portion of liquefied gas supplied by the second pump can do.

상기 제2 열교환기는 -50 ~ 50℃ 공기를 -150 ~ -50℃로 냉각하고, 상기 제1 열교환기는 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 공기를 -200 ~ -190℃로 냉각할 수 있다.The second heat exchanger may cool air from -50 to 50 ° C to -150 to -50 ° C, and the first heat exchanger may cool air cooled by the second heat exchanger to -200 to -190 ° C.

상기 압축기는 상기 제3 라인의 하류에 흐르는 -190 ~ -150℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 -100 ~ 0℃, 10 ~ 30 barg 냉매로 단열 압축하고, 상기 제3 열교환기는 상기 압축기에 의해 단열 압축된 냉매를 상기 제2 열교환기의 하류에 흐르는 압축공기와 열교환시켜 -150 ~ -120℃로 냉각하고, 상기 팽창기는 상기 제2 라인의 하류에 흐르는 -170 ~ -150℃ 냉매를 팽창시켜 -200 ~ -190℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 상기 제3 라인으로 유입시킬 수 있다.The compressor adiabatically compresses -190 to -150 ° C, 0 to 1 barg refrigerant flowing downstream of the third line with -100 to 0 ° C, 10 to 30 barg refrigerant, and the third heat exchanger is insulated by the compressor The compressed refrigerant is exchanged with compressed air flowing downstream of the second heat exchanger to cool to -150 to -120 ° C, and the expander expands -170 to -150 ° C refrigerant flowing downstream of the second line- 200 ~ -190 ℃, 0 ~ 1 barg refrigerant can be introduced into the third line.

상기 제1 펌프는 상기 액체공기 저장탱크에 저장된 액체공기를 20 ~ 60 barg로 가압하여 상기 제2 열교환기로 공급하고, 상기 제2 열교환기는 상기 제1 펌프에 의해 가압되어 공급되는 액체공기를 상기 제1 라인의 상류에 흐르는 공기와의 열교환에 의해 기화시켜 -140 ~ -40℃ 압축공기를 생성하고, 상기 제3 열교환기는 상기 제2 열교환기에 의해 기화된 압축공기를 상기 압축기에 의해 압축된 냉매와 열교환시켜 -100 ~ 40℃로 가열할 수 있다.The first pump pressurizes the liquid air stored in the liquid air storage tank to 20 to 60 barg to the second heat exchanger, and the second heat exchanger pressurizes the liquid air supplied by being pressurized by the first pump. Vaporized by heat exchange with air flowing upstream of one line to produce -140 to -40 ° C compressed air, and the third heat exchanger is compressed air vaporized by the second heat exchanger with a refrigerant compressed by the compressor It can be heated to -100 ~ 40 ℃ by heat exchange.

본 발명의 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템은 상기 제3 열교환기에 의해 가열된 압축공기를 400 ~ 600℃로 가열하는 가열기와, 상기 가열기에 의해 가열된 압축공기를 상기 연소기로 공급하는 압축공기 공급라인을 더 포함할 수 있다.A gas turbine power generation system using liquid air according to an embodiment of the present invention supplies a heater heating compressed air heated by the third heat exchanger to 400 to 600 ° C, and compressed air heated by the heater to the combustor It may further include a compressed air supply line.

상기 팽창기는 팽창 터빈으로 제공될 수 있다.The expander may be provided as an expansion turbine.

본 발명의 실시예에 의하면, 냉매 냉각라인과 3-스트림 열교환기를 이용하여 공기를 냉각시켜 액체공기로 압축한 후 액체공기를 가압, 기화하여 연소기로 공급하여 발전을 수행하고, 연소기로 압축공기를 공급하기 위해 사용되는 전력을 줄여 발전 효율을 높일 수 있는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the air is cooled by using a refrigerant cooling line and a 3-stream heat exchanger, compressed into liquid air, and then pressurized and vaporized by supplying the liquid air to a combustor to perform power generation, and compressed air into a combustor. Provided is a gas turbine power generation system using liquid air that can increase power generation efficiency by reducing power used for supply.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 종래의 해양플랜트 가스터빈 발전 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템의 구성도이다.1 is a view showing a conventional offshore plant gas turbine power generation system.
2 is a configuration diagram of a gas turbine power generation system using liquid air according to the first embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a gas turbine power generation system using liquid air according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다.Other advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the examples disclosed below, and the present invention is only defined by the scope of the claims. If not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as generally accepted by universal technology in the prior art to which this invention belongs. The general description of known configurations may be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention. In the drawings of the present invention, the same reference numerals are used wherever possible.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms “include”, “have” or “have” are intended to indicate that there are features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described in the specification, but one Or further features or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, should not be excluded in advance.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템(100)은 액화가스 저장탱크(110), 제2 펌프(120), 제2 기화기(130), 제1 열교환기(140), 액체공기 저장탱크(150), 제1 펌프(160), 제2 열교환기(170), 제3 열교환기(180), 압축기(190), 제4 열교환기(200), 쿨러(210), 팽창기(220), 연소기(230), 터빈(240) 및 발전기(250)를 포함한다.2 is a configuration diagram of a gas turbine power generation system using liquid air according to the first embodiment of the present invention. 2, the gas turbine power generation system 100 using liquid air according to the first embodiment of the present invention is a liquefied gas storage tank 110, the second pump 120, the second vaporizer 130 , First heat exchanger 140, liquid air storage tank 150, first pump 160, second heat exchanger 170, third heat exchanger 180, compressor 190, fourth heat exchanger ( 200), a cooler 210, an expander 220, a combustor 230, a turbine 240 and a generator 250.

액화가스 저장탱크(110)는 액화가스를 저장한다. 액화가스는 예를 들어, 천연가스를 액화시킨 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas), 석유가스를 액화시킨 액화석유가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화된 가스일 수 있다. 액화가스 저장탱크(110)는 예를 들어, LNG와 같은 액화가스를 약 -160℃ 이하의 극저온 상태로 저장하는 단열탱크로 제공될 수 있다.The liquefied gas storage tank 110 stores liquefied gas. The liquefied gas may be, for example, a liquefied natural gas (LNG; Liquefied Natural Gas), or a liquefied petroleum gas (LPG; Liquefied Petroleum Gas). The liquefied gas storage tank 110 may be provided as an insulating tank that stores liquefied gas, such as LNG, in a cryogenic state of about -160 ° C or less.

제2 펌프(120)는 액화가스 저장탱크(110)에 저장된 액화가스를 가압하여 공급한다. 액화가스 저장탱크(110)에 저장된 액화가스는 제2 펌프(120)에 의해 액화가스 공급라인(112, 122)을 통해 제2 기화기(130)로 공급된다.The second pump 120 pressurizes and supplies the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 110. The liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 110 is supplied to the second vaporizer 130 through the liquefied gas supply lines 112 and 122 by the second pump 120.

제2 기화기(130)는 제2 펌프(120)에 의해 공급되는 액화가스를 기화시켜 연료가스(예를 들어, 천연가스)를 생성한다. 제2 기화기(130)는 액화가스를 100 ~ 200℃로 가열하여 기화시킬 수 있다. 제2 기화기(130)에 의해 기화된 연료가스는 연료가스 공급라인(132)을 통해 연소기(230)로 공급된다.The second vaporizer 130 vaporizes the liquefied gas supplied by the second pump 120 to generate fuel gas (eg, natural gas). The second vaporizer 130 may be vaporized by heating the liquefied gas to 100 ~ 200 ℃. The fuel gas vaporized by the second vaporizer 130 is supplied to the combustor 230 through the fuel gas supply line 132.

제1 열교환기(140)는 냉매 냉각라인에서 냉각된 냉매에 의해 공기를 냉각시켜 액화함으로써, 액체공기를 생성할 수 있다. 제1 열교환기(140)는 제1 라인(146)에 흐르는 공기를 팽창기(220) 상류 측의 제2 라인(214)에 흐르는 냉매 및 팽창기(220) 하류 측의 제3 라인(226)에 흐르는 냉매와 열교환시켜 액체공기를 생성한다. 공기 냉각을 위해 사용되는 냉매는 예를 들어, 질소, 메탄 등의 단일 냉매 또는 둘 이상의 냉매가 혼합된 혼합 냉매일 수 있으나, 이러한 냉매로 제한되지 않고 다른 냉매가 사용될 수도 있음은 물론이다.The first heat exchanger 140 may cool the air by the refrigerant cooled in the refrigerant cooling line to liquefy it, thereby generating liquid air. The first heat exchanger 140 flows the air flowing in the first line 146 to the refrigerant flowing in the second line 214 upstream of the expander 220 and the third line 226 downstream of the expander 220. Heat exchange with the refrigerant creates liquid air. The refrigerant used for air cooling may be, for example, a single refrigerant such as nitrogen or methane or a mixed refrigerant in which two or more refrigerants are mixed, but of course, other refrigerants may be used without being limited to such refrigerants.

제1 열교환기(140)에서 냉매와의 열교환에 의해 생성되는 액체공기는 액체공기 유입라인(148)을 통해 액체공기 저장탱크(150)로 이송되어 저장된다. 액체공기 저장탱크(150)는 내부에 저장된 액체공기를 약 -200 ~ -190℃ 온도로 유지할 수 있도록 단열탱크로 제공될 수 있다.The liquid air generated by heat exchange with the refrigerant in the first heat exchanger 140 is transferred to and stored in the liquid air storage tank 150 through the liquid air inlet line 148. The liquid air storage tank 150 may be provided as an insulating tank to maintain the liquid air stored therein at a temperature of about -200 to -190 ° C.

제1 펌프(160)는 액체공기 저장탱크(150)에 저장된 액체공기를 가압하여 제1 기화기(170)로 공급한다. 액체공기 저장탱크(150)에 저장된 액체공기는 제1 펌프(160)에 의해 액체공기 공급라인(162)을 통해 제1 기화기(170)로 공급된다. 제1 펌프(160)는 액체공기 저장탱크(150)에 저장된 액체공기를 20 ~ 60 barg로 가압하여 제1 기화기(170)로 공급할 수 있다.The first pump 160 pressurizes the liquid air stored in the liquid air storage tank 150 and supplies it to the first vaporizer 170. The liquid air stored in the liquid air storage tank 150 is supplied to the first vaporizer 170 through the liquid air supply line 162 by the first pump 160. The first pump 160 may pressurize the liquid air stored in the liquid air storage tank 150 to 20 to 60 barg and supply it to the first vaporizer 170.

제1 기화기(170)는 제1 펌프(160)에 의해 공급되는 액체공기를 기화시켜 압축공기를 생성한다. 제1 기화기(170)는 제1 펌프(160)에 의해 가압되어 공급되는 액체공기를 제1 라인(146)의 상류에 흐르는 공기와 열교환시켜 기화시키는 제2 열교환기로 구성될 수 있다. 제2 열교환기는 액체공기를 공기와의 열교환에 의해 기화시켜 -140 ~ -40℃ 압축공기를 생성하고, 반대 급부로 -50 ~ 50℃, 0 ~ 1 barg 공기를 -150 ~ -50℃로 미리 냉각할 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 제2 열교환기에 의해 액체공기를 기화시킴으로써, 액체공기를 기화시키기 위한 별도의 기화 장치를 마련할 필요 없으므로, 설비 및 운용 비용을 줄일 수 있다.The first vaporizer 170 vaporizes the liquid air supplied by the first pump 160 to generate compressed air. The first vaporizer 170 may be configured as a second heat exchanger to vaporize the liquid air supplied by being pressurized by the first pump 160 by heat-exchanging it with air flowing upstream of the first line 146. The second heat exchanger vaporizes the liquid air by heat exchange with air to produce -140 to -40 ° C compressed air, and -50 to 50 ° C and 0 to 1 barg air in advance to -150 to -50 ° C in the opposite order. It can be cooled. According to an embodiment of the present invention, by vaporizing the liquid air by the second heat exchanger, there is no need to provide a separate vaporization device for vaporizing the liquid air, and thus it is possible to reduce equipment and operating costs.

제2 열교환기에 의해 냉각된 공기는 제1 공기 이송라인(144)을 통해 제1 열교환기(140)의 제1 라인(146)으로 이송되고, 제1 열교환기(140)의 제1 라인(146)을 통과하면서 냉매 냉각라인을 통해 냉각된 냉매와의 열교환에 의해 -200 ~ -190℃로 냉각되어 액체공기로 상변화된다. 제1 펌프(160)에 의해 가압된 후 제2 열교환기에서 기화된 공기는 제2 공기 이송라인(172)을 통해 제3 열교환기(180)로 이송된다.The air cooled by the second heat exchanger is transferred to the first line 146 of the first heat exchanger 140 through the first air transfer line 144 and the first line 146 of the first heat exchanger 140. ), It is cooled to -200 ~ -190 ℃ by heat exchange with the refrigerant cooled through the refrigerant cooling line, and is changed into liquid air. After being pressurized by the first pump 160, air vaporized in the second heat exchanger is transferred to the third heat exchanger 180 through the second air transfer line 172.

제1 열교환기(140)에서 공기를 냉각시킨 냉매는 냉매 냉각라인을 순환하며, 냉매 냉각라인에 마련된 압축기(190), 냉각기(180, 200, 210) 및 팽창기(220)에 의해 냉각된다. 제1 열교환기(140)의 제3 라인(226)에서 공기와 열교환된 냉매는 -190 ~ -150℃로 온도가 상승한 상태로, 냉매 이송라인(228)을 통해 압축기(190)로 이송된다. 제1 열교환기(140)에서 공기와 열교환되어 승온된 냉매를 -200 ~ -190℃ 온도로 냉각하기 위하여, 압축기(190)는 제1 열교환기(140)의 제3 라인(226)으로부터 배출되는 -190 ~ -150℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 -100 ~ 0℃, 10 ~ 30 barg 냉매로 단열 압축할 수 있다.The refrigerant cooling the air in the first heat exchanger 140 circulates through the refrigerant cooling line, and is cooled by the compressor 190, the coolers 180, 200, 210 and the expander 220 provided in the refrigerant cooling line. The refrigerant heat-exchanged with air in the third line 226 of the first heat exchanger 140 is transferred to the compressor 190 through the refrigerant transfer line 228 in a state where the temperature is increased to -190 to -150 ° C. The compressor 190 is discharged from the third line 226 of the first heat exchanger 140 in order to cool the heated refrigerant heated by heat exchange with air in the first heat exchanger 140 to a temperature of -200 to -190 ° C. -190 ~ -150 ℃, 0 ~ 1 barg refrigerant can be adiabatically compressed with -100 ~ 0 ℃, 10 ~ 30 barg refrigerant.

압축기(190)에 의해 단열 압축된 냉매는 제1 이송라인(192)을 통해 냉각기(180, 200, 210)로 이송된다. 압축기(190)에 의해 단열 압축된 냉매를 냉각한다. 실시예에서, 냉각기는 제3 열교환기(180), 제4 열교환기(200) 및 쿨러(210)를 포함할 수 있다. 제3 열교환기(180)는 압축기(190)에 의해 단열 압축된 냉매를 제2 열교환기(170)의 하류에 흐르는 기화된 압축공기와 열교환시켜 -150 ~ -120℃로 냉각할 수 있다. 제2 열교환기에 의해 기화된 -140 ~ -40℃ 압축공기는 제3 열교환기(180)에서 냉매와 열교환되어 -100 ~ 40℃로 가열될 수 있다.The refrigerant adiabatically compressed by the compressor 190 is transferred to the coolers 180, 200, and 210 through the first transfer line 192. The refrigerant compressed in adiabatic compression by the compressor 190 is cooled. In an embodiment, the cooler may include a third heat exchanger 180, a fourth heat exchanger 200 and a cooler 210. The third heat exchanger 180 may heat the compressed refrigerant adiabatic by the compressor 190 with the vaporized compressed air flowing downstream of the second heat exchanger 170 to cool to -150 to -120 ° C. The compressed air of -140 to -40 ° C vaporized by the second heat exchanger may be heat exchanged with the refrigerant in the third heat exchanger 180 and heated to -100 to 40 ° C.

제3 열교환기(180)에서 압축공기와의 열교환에 의해 냉각된 냉매는 제2 이송라인(184)를 통해 제4 열교환기(180)로 이송된다. 제4 열교환기(200)는 제3 열교환기(180)에 의해 냉각된 냉매를 제2 펌프(120)에 의해 공급되는 액화가스 중의 적어도 일부와 열교환시켜 냉각할 수 있다.The refrigerant cooled by heat exchange with compressed air in the third heat exchanger 180 is transferred to the fourth heat exchanger 180 through the second transfer line 184. The fourth heat exchanger 200 may cool by cooling the refrigerant cooled by the third heat exchanger 180 with at least a portion of the liquefied gas supplied by the second pump 120.

제2 펌프(120) 후단의 액화가스 공급라인(122)으로부터 분지된 분지라인(202)을 통해 극저온의 액화가스가 제4 열교환기(200)로 공급되고, 제4 열교환기(200)에서 액화가스와 냉매 간의 열교환을 통해 냉매가 냉각된다. 제4 열교환기(200)에서 액화가스는 냉매와의 열교환에 의해 기화되고, 회수라인(204)을 통해 제2 기화기(130) 후단의 연료가스 공급라인(132)으로 회수되어 연소기(230)로 공급된다. 제4 열교환기(200)에서 냉매에 의해 액화가스의 일부를 기화할 수 있으므로, 연소기(230)로 공급될 연료가스를 생성하기 위해 액화가스를 기화시키는데 필요한 제2 기화기(130)의 에너지 사용량을 줄일 수 있다. 제4 열교환기(200)에서 액화가스에 의해 냉각된 냉매는 제3 이송라인(206)을 통해 쿨러(210)로 이송되어 냉각된다. 제3 열교환기(180)와 제4 열교환기(200)에 의해 냉매가 충분히 냉각될 수 있는 경우, 쿨러(210)는 생략될 수 있다.The cryogenic liquefied gas is supplied to the fourth heat exchanger 200 through the branch line 202 branched from the liquefied gas supply line 122 at the rear end of the second pump 120, and liquefied in the fourth heat exchanger 200 The refrigerant is cooled through heat exchange between the gas and the refrigerant. In the fourth heat exchanger 200, liquefied gas is vaporized by heat exchange with a refrigerant, and recovered through the recovery line 204 to the fuel gas supply line 132 at the rear end of the second vaporizer 130 to the combustor 230. Is supplied. Since a part of the liquefied gas can be vaporized by the refrigerant in the fourth heat exchanger 200, the energy consumption of the second vaporizer 130 required to vaporize the liquefied gas to generate fuel gas to be supplied to the combustor 230 Can be reduced. The refrigerant cooled by the liquefied gas in the fourth heat exchanger 200 is transferred to the cooler 210 through the third transfer line 206 and cooled. When the refrigerant can be sufficiently cooled by the third heat exchanger 180 and the fourth heat exchanger 200, the cooler 210 may be omitted.

압축기와 냉각기에 의해 압축 및 냉각된 냉매는 제4 이송라인(212)을 통해 제1 열교환기(140)의 제2 라인(214)으로 이송된다. 제1 열교환기(140)의 제2 라인(214)을 통과한 냉매는 제5 이송라인(222)을 통해 팽창기(220)로 이송된다. 팽창기(220)는 압축기(190)에 의해 단열 압축된 후 냉각된 -170 ~ -150℃ 냉매를 팽창시켜 -200 ~ -190℃, 0 ~ 1 barg로 감압 및 냉각한다.The refrigerant compressed and cooled by the compressor and the cooler is transferred to the second line 214 of the first heat exchanger 140 through the fourth transfer line 212. The refrigerant that has passed through the second line 214 of the first heat exchanger 140 is transferred to the expander 220 through the fifth transfer line 222. The expander 220 is adiabatically compressed by the compressor 190 and then expands the cooled -170 to -150 ° C refrigerant to decompress and cool to -200 to -190 ° C, 0 to 1 barg.

팽창기(220)는 팽창 터빈으로 제공될 수 있다. 압축기(190)에서 사용되는 전력 중의 일부는 팽창 터빈에 의해 회수될 수 있다. 팽창 터빈은 보조 발전기를 통해 전력의 일부가 회수되도록 구성될 수 있다. 팽창기(220)에 의해 감압, 냉각된 극저온 냉매는 제6 이송라인(224)을 통해 제1 열교환기(140)의 제3 라인(226)으로 이송된다.The expander 220 may be provided as an expansion turbine. Some of the power used in the compressor 190 can be recovered by an expansion turbine. The expansion turbine can be configured to recover a portion of the power through the auxiliary generator. The cryogenic refrigerant cooled under reduced pressure by the expander 220 is transferred to the third line 226 of the first heat exchanger 140 through the sixth transfer line 224.

가열기(181)는 제3 열교환기(180)에 의해 가열된 -100 ~ 40℃ 압축공기를 400 ~ 600℃로 가열한다. 가열기(181)는 제3 열교환기(180)에 의해 가열된 압축공기를 터빈(240)에서 배출되는 고온(약 500 ~ 600℃)의 폐가스와 열교환시키거나, 엔진 냉각수, 스팀터빈 발전기의 스팀 응축수 등의 폐열을 이용함으로써, 압축공기를 연소기(230)의 연소 효율을 높일 수 있는 온도로 가열할 수 있다. 가열기(181)에 의해 가열된 압축공기는 압축공기 공급라인(182)을 통해 연소기(230)로 공급된다.The heater 181 heats -100 to 40 ° C compressed air heated by the third heat exchanger 180 to 400 to 600 ° C. The heater 181 exchanges compressed air heated by the third heat exchanger 180 with high-temperature (about 500 to 600 ° C) waste gas discharged from the turbine 240, or engine cooling water and steam condensate from the steam turbine generator. By using such waste heat, compressed air can be heated to a temperature at which the combustion efficiency of the combustor 230 can be increased. Compressed air heated by the heater 181 is supplied to the combustor 230 through the compressed air supply line 182.

연소기(230)는 제2 기화기(130)에 의해 기화된 연료가스(예를 들어, 천연가스)를 연료가스 공급라인(132)을 통해 공급받고, 제1 기화기(170)에 의해 기화되어 제2 열교환기(180) 및 가열기(181)에 의해 가열된 압축공기를 압축공기 공급라인(222)을 통해 공급받는다. 연소기(230)는 압축공기를 연료가스와 함께 연소시켜 터빈(240)을 회전시킨다. 발전기(250)는 터빈(240)의 회전에 의해 발전하여 전기에너지를 생산한다.The combustor 230 receives the fuel gas (for example, natural gas) vaporized by the second vaporizer 130 through the fuel gas supply line 132, and is vaporized by the first vaporizer 170 to the second The compressed air heated by the heat exchanger 180 and the heater 181 is supplied through the compressed air supply line 222. The combustor 230 rotates the turbine 240 by burning compressed air together with fuel gas. The generator 250 generates electricity by rotating the turbine 240 to produce electrical energy.

액체공기를 가압 기화시켜 연소기(230)로 공급하기 위하여 제1 펌프(160)의 가동에 사용되는 전력은 종래에 연소기로 압축공기를 가압 공급하기 위해 사용되는 압축기의 사용 전력의 1/100 미만 수준에 불과하다. 공기 액화를 위해 냉매를 단열 압축시키는 압축기(190)의 가동에 사용되는 사용되는 전력은 종래에 연소기로 압축공기를 공급하기 위해 사용되는 압축기의 사용 전력 대비 약 35% 정도 크지만, 압축기(190)의 가동에 사용되는 전력 중의 약 50% 이상의 전력을 팽창기(220)에 의해 회수 가능하다.The power used to operate the first pump 160 to vaporize the liquid air and supply it to the combustor 230 is less than 1/100 of the power used by the compressor conventionally used to pressurize and supply compressed air to the combustor. It is only. The power used for the operation of the compressor 190 to adiabatically compress the refrigerant for air liquefaction is about 35% greater than the power used by the compressor used to supply compressed air to the combustor, but the compressor 190 More than about 50% of the power used for the operation of the power can be recovered by the expander 220.

따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 연소기(230)로 압축공기를 공급하기 위해 사용되는 전력을 종래 대비 약 1/3 정도 절감할 수 있다. 종래에 공기를 압축공기로 압축하는데 사용되는 전력은 발전기에 의해 생산되는 전력의 약 60% 수준으로 매우 높고 실제 얻을 수 있는 전력은 40%에 불과하다. 그러나, 본 발명의 실시예에 의하면, 공기를 압축공기로 압축하는데 사용되는 전력을 발전기에 의해 생산되는 전력의 약 40% 수준까지 낮출 수 있고, 발전기에 의해 실제 얻을 수 있는 전력을 종래 대비 20% 혹은 그 이상 높일 수 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, the power used to supply compressed air to the combustor 230 can be reduced by about 1/3 compared to the prior art. Conventionally, the power used to compress air into compressed air is very high, about 60% of the power produced by the generator, and the actual power that can be obtained is only 40%. However, according to an embodiment of the present invention, the power used to compress air into compressed air can be lowered to about 40% of the power produced by the generator, and the power actually obtained by the generator is 20% compared to the prior art. Or higher.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템은 공기를 압축하여 연소기로 연소가스를 공급하는 대신, 압축기, 냉각기 및 팽창기로 이루어지는 냉매 냉각라인과 3-스트림 열교환기를 이용하여 공기를 액화시켜 저장하고, 저장된 액체공기를 펌프에 의해 가압 후 기화시켜 가스터빈의 연소가스로 공급함으로써, 연소가스의 공급 비용을 절감하고 에너지 효율을 향상시킨다.As described above, the gas turbine power generation system using liquid air according to an embodiment of the present invention compresses air and supplies combustion gas to a combustor, instead of a refrigerant cooling line composed of a compressor, a cooler, and an expander and a 3-stream heat exchanger. By using liquefied air to store and pressurize the stored liquid air by using a pump to vaporize it and supply it to the combustion gas of the gas turbine, thereby reducing the supply cost of the combustion gas and improving energy efficiency.

비고Remark 사용 전력 (종래 발전 시스템)Power consumption (conventional power generation system) 사용 전력 (본 발명의 발전 시스템)Power used (power generation system of the present invention) 압축기compressor 75.17 MW75.17 MW 101.8 MW101.8 MW 팽창기Inflator -- -52.37 MW-52.37 MW 펌프Pump -- 0.5321 MW0.5321 MW 총 사용 전력Total power consumption 75.17 MW75.17 MW 49.93 MW49.93 MW

도 1에 도시된 종래의 가스터빈 발전 시스템과 본 발명의 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템의 발전 효율을 시뮬레이션에 의해 비교 분석한 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 가스터빈 발전 시스템의 경우, 공기 압축을 위한 압축기(40)의 사용 전력이 75.17 MW 인 반면, 본 발명의 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템은 공기 압축을 위한 사용 전력이 49.93 MW 로, 종래의 가스터빈 발전 시스템 대비 사용 전력이 약 1/3 이상 절감됨을 알 수 있다.As a result of comparing and analyzing the power generation efficiency of the conventional gas turbine power generation system shown in FIG. 1 and the gas turbine power generation system using liquid air according to an embodiment of the present invention by simulation, as shown in Table 1, the conventional gas turbine In the case of the power generation system, the power used for the compressor 40 for air compression is 75.17 MW, while the gas turbine power generation system using liquid air according to the embodiment of the present invention has a power consumption for air compression of 49.93 MW, It can be seen that power consumption is reduced by more than 1/3 compared to the gas turbine power generation system of

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템(100)은 제5 열교환기(201)를 더 포함하는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다.3 is a configuration diagram of a gas turbine power generation system using liquid air according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the gas turbine power generation system 100 using liquid air according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that it further includes a fifth heat exchanger 201.

제5 열교환기(201)는 제2 열교환기(170)와 제1 열교환기(140) 사이에 설치된다. 제5 열교환기(201)는 제2 열교환기(170)에서 액체공기와의 열교환에 의해 냉각된 공기를 제2 펌프(120)에 의해 공급되는 액화가스 중의 적어도 일부와 열교환시켜 냉각할 수 있다.The fifth heat exchanger 201 is installed between the second heat exchanger 170 and the first heat exchanger 140. The fifth heat exchanger 201 may cool the air cooled by heat exchange with liquid air in the second heat exchanger 170 with at least a portion of liquefied gas supplied by the second pump 120.

제5 열교환기(201)는 제2 펌프(120) 후단의 액화가스 공급라인(122)으로부터 분지된 분지라인(202)을 통해 극저온의 액화가스를 공급받고, 공기를 액화가스와 열교환시켜 공기를 냉각시키는 동시에, 액화가스를 기화시킨다. 제5 열교환기(201)에서 액화가스는 공기와의 열교환에 의해 기화되고, 회수라인(204)을 통해 제2 기화기(130) 후단의 연료가스 공급라인(132)으로 회수되어 연소기(230)로 공급된다.The fifth heat exchanger 201 receives cryogenic liquefied gas through the branch line 202 branched from the liquefied gas supply line 122 at the rear end of the second pump 120, and exchanges air with liquefied gas to exchange air. At the same time as cooling, the liquefied gas is vaporized. In the fifth heat exchanger 201, the liquefied gas is vaporized by heat exchange with air, and recovered through the recovery line 204 to the fuel gas supply line 132 at the rear end of the second vaporizer 130 to the combustor 230. Is supplied.

본 발명의 제2 실시예에 의하면, 제5 열교환기(201)에서 공기에 의해 액화가스의 일부를 기화할 수 있으므로, 연소기(230)로 공급될 연료가스를 생성하기 위해 액화가스를 기화시키는데 필요한 제2 기화기(130)의 에너지 사용량이 감소될 수 있다. 제5 열교환기(201)에서 액화가스에 의해 냉각된 공기는 공기 이송라인(145)를 통해 제1 열교환기(140)의 제1 라인으로 이송되고, 냉매와의 열교환에 의해 액화된다.According to the second embodiment of the present invention, since part of the liquefied gas can be vaporized by air in the fifth heat exchanger 201, it is necessary to vaporize the liquefied gas to generate fuel gas to be supplied to the combustor 230. Energy consumption of the second vaporizer 130 may be reduced. The air cooled by the liquefied gas in the fifth heat exchanger 201 is transferred to the first line of the first heat exchanger 140 through the air transfer line 145 and liquefied by heat exchange with a refrigerant.

이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.The above embodiments are presented to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited, and it should be understood that various modified examples belong to the scope of the present invention. The technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims, and the technical protection scope of the present invention is not limited to the literary description of the claims, but is a category in which technical value is substantially equal. It should be understood that it extends to the invention.

100: 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템 110: 액화가스 저장탱크
120: 제2 펌프 130: 제2 기화기
140: 제1 열교환기 150: 액체공기 저장탱크
160: 제1 펌프 170: 제2 열교환기
180: 제3 열교환기 190: 압축기
200: 제4 열교환기 201: 제5 열교환기
210: 쿨러 220: 팽창기
230: 연소기 240: 터빈
250: 발전기100: gas turbine power generation system using liquid air 110: liquefied gas storage tank
120: second pump 130: second vaporizer
140: first heat exchanger 150: liquid air storage tank
160: first pump 170: second heat exchanger
180: third heat exchanger 190: compressor
200: fourth heat exchanger 201: fifth heat exchanger
210: cooler 220: inflator
230: combustor 240: turbine
250: generator

Claims (11)

냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 냉각하는 냉각기와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 냉매를 팽창시키는 팽창기를 포함하는 냉매 냉각라인;
제1 라인에 흐르는 공기를 상기 팽창기의 상류 측의 제2 라인에 흐르는 냉매 및 상기 팽창기의 하류 측의 제3 라인에 흐르는 냉매와 열교환시켜 액체공기를 생성하는 제1 열교환기;
상기 제1 열교환기에 의해 생성된 액체공기를 저장하는 액체공기 저장탱크;
상기 액체공기 저장탱크에 저장된 액체공기를 가압하여 공급하는 제1 펌프;
상기 제1 펌프에 의해 공급되는 액체공기를 기화시켜 압축공기를 생성하는 제1 기화기;
상기 제1 기화기에 의해 기화된 압축공기를 연료가스와 함께 연소시켜 터빈을 회전시키는 연소기; 및
상기 터빈의 회전에 의해 발전하는 발전기를 포함하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.A refrigerant cooling line including a compressor for compressing a refrigerant, a cooler for cooling the refrigerant compressed by the compressor, and an expander for expanding the refrigerant cooled by the cooler;
A first heat exchanger that exchanges air flowing in the first line with a refrigerant flowing in a second line upstream of the expander and a refrigerant flowing in a third line downstream of the expander to generate liquid air;
A liquid air storage tank for storing liquid air generated by the first heat exchanger;
A first pump to pressurize and supply the liquid air stored in the liquid air storage tank;
A first vaporizer that vaporizes the liquid air supplied by the first pump to generate compressed air;
A combustor that rotates the turbine by burning compressed air vaporized by the first vaporizer together with fuel gas; And
Gas turbine power generation system using a liquid air including a generator that is generated by the rotation of the turbine. 제1항에 있어서,
상기 제1 기화기는, 상기 제1 펌프에 의해 공급되는 액체공기를 상기 제1 라인의 상류에 흐르는 공기와 열교환시키는 제2 열교환기를 포함하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 1,
The first vaporizer, gas turbine power generation system using a liquid air including a second heat exchanger for exchanging the liquid air supplied by the first pump with the air flowing upstream of the first line. 제2항에 있어서,
상기 냉각기는 상기 압축기에 의해 단열 압축된 냉매를 상기 제2 열교환기의 하류에 흐르는 압축공기와 열교환시키는 제3 열교환기를 포함하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 2,
The cooler is a gas turbine power generation system using a liquid air including a third heat exchanger for heat-exchanging the refrigerant compressed by the compressor with the compressed air flowing downstream of the second heat exchanger. 제3항에 있어서,
액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크;
상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 가압하여 공급하는 제2 펌프; 및
상기 제2 펌프에 의해 공급되는 액화가스를 기화시켜 상기 연료가스를 생성하는 제2 기화기를 더 포함하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 3,
A liquefied gas storage tank for storing liquefied gas;
A second pump to pressurize and supply the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank; And
Gas turbine power generation system using liquid air further comprising a second vaporizer to vaporize the liquefied gas supplied by the second pump to generate the fuel gas. 제4항에 있어서,
상기 냉각기는, 상기 제3 열교환기에 의해 냉각된 냉매를 상기 제2 펌프에 의해 공급되는 액화가스 중의 적어도 일부와 열교환시켜 냉각하는 제4 열교환기를 더 포함하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 4,
The cooler further comprises a fourth heat exchanger that cools the refrigerant cooled by the third heat exchanger by exchanging heat with at least a portion of the liquefied gas supplied by the second pump, thereby gas turbine power generation system using liquid air. 제4항에 있어서,
상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 공기를 상기 제2 펌프에 의해 공급되는 액화가스 중의 적어도 일부와 열교환시켜 냉각하는 제5 열교환기를 더 포함하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 4,
A gas turbine power generation system using liquid air further comprising a fifth heat exchanger that cools the air cooled by the second heat exchanger by exchanging heat with at least a portion of liquefied gas supplied by the second pump. 제2항에 있어서,
상기 제2 열교환기는 -50 ~ 50℃ 공기를 -150 ~ -50℃로 냉각하고, 상기 제1 열교환기는 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 공기를 -200 ~ -190℃로 냉각하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 2,
The second heat exchanger uses liquid air to cool air from -50 to 50 ° C to -150 to -50 ° C, and the first heat exchanger cools air cooled by the second heat exchanger to -200 to -190 ° C. Gas turbine power generation system. 제7항에 있어서,
상기 압축기는 상기 제3 라인의 하류에 흐르는 -190 ~ -150℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 -100 ~ 0℃, 10 ~ 30 barg 냉매로 단열 압축하고, 상기 제3 열교환기는 상기 압축기에 의해 단열 압축된 냉매를 상기 제2 열교환기의 하류에 흐르는 압축공기와 열교환시켜 -150 ~ -120℃로 냉각하고, 상기 팽창기는 상기 제2 라인의 하류에 흐르는 -170 ~ -150℃ 냉매를 팽창시켜 -200 ~ -190℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 상기 제3 라인으로 유입시키는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.The method of claim 7,
The compressor adiabatically compresses -190 to -150 ° C, 0 to 1 barg refrigerant flowing downstream of the third line with -100 to 0 ° C, 10 to 30 barg refrigerant, and the third heat exchanger is insulated by the compressor The compressed refrigerant is exchanged with compressed air flowing downstream of the second heat exchanger to cool to -150 to -120 ° C, and the expander expands -170 to -150 ° C refrigerant flowing downstream of the second line- Gas turbine power generation system using liquid air that flows 200 ~ -190 ℃, 0 ~ 1 barg refrigerant into the third line. 제8항에 있어서,
상기 제1 펌프는 상기 액체공기 저장탱크에 저장된 액체공기를 20 ~ 60 barg로 가압하여 상기 제2 열교환기로 공급하고, 상기 제2 열교환기는 상기 제1 펌프에 의해 가압되어 공급되는 액체공기를 상기 제1 라인의 상류에 흐르는 공기와의 열교환에 의해 기화시켜 -140 ~ -40℃ 압축공기를 생성하고, 상기 제3 열교환기는 상기 제2 열교환기에 의해 기화된 압축공기를 상기 압축기에 의해 압축된 냉매와 열교환시켜 -100 ~ 40℃로 가열하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.The method of claim 8,
The first pump pressurizes the liquid air stored in the liquid air storage tank to 20 to 60 barg to the second heat exchanger, and the second heat exchanger pressurizes the liquid air supplied by being pressurized by the first pump. Vaporized by heat exchange with air flowing upstream of one line to produce -140 to -40 ° C compressed air, and the third heat exchanger is compressed air vaporized by the second heat exchanger with a refrigerant compressed by the compressor Gas turbine power generation system using liquid air that heats up to -100 ~ 40 ℃ by heat exchange. 제9항에 있어서,
상기 제3 열교환기에 의해 가열된 압축공기를 400 ~ 600℃로 가열하는 가열기와, 상기 가열기에 의해 가열된 압축공기를 상기 연소기로 공급하는 압축공기 공급라인을 더 포함하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.The method of claim 9,
Gas turbine power generation using liquid air further comprising a heater for heating compressed air heated by the third heat exchanger to 400 to 600 ° C. and a compressed air supply line for supplying compressed air heated by the heater to the combustor. system. 제1항에 있어서,
상기 팽창기는 팽창 터빈으로 제공되는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 1,
The expander is a gas turbine power generation system using liquid air provided as an expansion turbine.
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