KR20200033648A - 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, and then pressurizes liquid air to supply 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 first heat exchanger to heat-exchange air and a refrigerant to create liquid air; a refrigerant cooling line including a compressor to compress a refrigerant passing through the first heat exchanger, a cooler to cool a refrigerant compressed by the compressor, and an expander to expand a refrigerant cooled by the cooler to supply a refrigerant to the first heat exchanger; 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 공기를 액체공기로 압축한 후 액체공기를 가압, 기화하여 연소기로 공급하여 발전을 수행하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a gas turbine power generation system using liquid air that compresses air into liquid air and then pressurizes and vaporizes the liquid air to supply it to a combustor to perform power generation.

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 공기를 냉매와 열교환시켜 냉각하여 액체공기를 생성하는 제1 열교환기; 상기 제1 열교환기를 통과한 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 냉각하는 냉각기와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 냉매를 팽창시켜 상기 제1 열교환기로 공급하는 팽창기를 포함하는 냉매 냉각라인; 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 comprises: a first heat exchanger that heats air with a refrigerant to cool and generates liquid air; Refrigerant cooling comprising a compressor for compressing the refrigerant that has passed through the first heat exchanger, a cooler for cooling the refrigerant compressed by the compressor, and an expander for expanding the refrigerant cooled by the cooler and supplying it to the first heat exchanger. line; 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 압축기에 의해 압축된 냉매와 열교환시켜 상기 액체공기를 기화시키는 제2 열교환기를 포함할 수 있다.The first vaporizer may include a second heat exchanger for vaporizing the liquid air by heat-exchanging the liquid air supplied by the first pump with the refrigerant compressed by the compressor.

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.

본 발명의 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템은 상기 제1 열교환기의 상류에 설치되고, 상기 공기를 상기 제2 펌프에 의해 공급되는 액화가스 중의 적어도 일부와 열교환시켜 냉각하는 제3 열교환기를 더 포함할 수 있다.A gas turbine power generation system using liquid air according to an embodiment of the present invention is installed upstream of the first heat exchanger, and is cooled by heat-exchanging at least a portion of the liquefied gas supplied by the second pump It may further include a heat exchanger.

상기 제2 열교환기는 상기 압축기와 상기 냉각기의 사이 또는 상기 냉각기와 상기 팽창기의 사이에 설치될 수 있다.The second heat exchanger may be installed between the compressor and the cooler or between the cooler and the expander.

상기 제3 열교환기는 -50 ~ 50℃, 0 ~ 1 barg 공기를 -150 ~ -100℃로 냉각하고, 상기 제1 열교환기는 상기 제3 열교환기에 의해 냉각된 공기를 상기 냉매와 열교환시켜 -200 ~ -190℃로 냉각할 수 있다.The third heat exchanger cools -50 to 50 ° C, 0 to 1 barg air to -150 to -100 ° C, and the first heat exchanger exchanges air cooled by the third heat exchanger with the refrigerant to -200 to It can be cooled to -190 ℃.

상기 압축기는 상기 제1 열교환기에서 상기 공기를 냉각시킨 -190 ~ -150℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 -100 ~ 0℃, 10 ~ 30 barg 냉매로 단열 압축하고, 상기 냉각기는 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 -170 ~ -150℃ 온도로 냉각하고, 상기 팽창기는 상기 냉각기에 의해 냉각된 냉매를 팽창시켜 -200 ~ -190℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 생성하여 상기 제1 열교환기로 공급할 수 있다.The compressor heat-insulates -190 to -150 ° C, 0 to 1 barg refrigerant cooled by the air in the first heat exchanger with -100 to 0 ° C, 10 to 30 barg refrigerant, and the cooler is provided by the compressor. The compressed refrigerant is cooled to a temperature of -170 to -150 ° C, and the expander expands the refrigerant cooled by the cooler to produce -200 to -190 ° C, 0 to 1 barg refrigerant, and can be supplied to the first heat exchanger. have.

상기 제2 열교환기는 상기 냉각기와 상기 팽창기의 사이에 설치되고, 상기 압축기는 -190 ~ -150℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 -100 ~ 0℃, 10 ~ 30 barg 냉매로 단열 압축시키고, 상기 제2 열교환기는 상기 냉각기에 의해 냉각된 냉매를 -170 ~ -150℃로 냉각하고, 상기 팽창기는 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 냉매를 팽창시켜 -200 ~ -190℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 생성할 수 있다.The second heat exchanger is installed between the cooler and the expander, and the compressor adiabatically compresses -190 to -150 ° C, 0 to 1 barg refrigerant to -100 to 0 ° C, 10 to 30 barg refrigerant, and the agent 2 The heat exchanger cools the refrigerant cooled by the cooler to -170 ~ -150 ℃, and the expander expands the refrigerant cooled by the second heat exchanger to produce -200 ~ -190 ℃, 0 ~ 1 barg refrigerant can do.

상기 제1 펌프는 상기 액체공기 저장탱크에 저장된 액체공기를 20 ~ 60 barg로 가압하여 상기 제2 열교환기로 공급하고, 상기 제2 열교환기는 상기 액체공기를 기화시켜 -160 ~ -10℃ 압축공기를 생성할 수 있다.The first pump pressurizes the liquid air stored in the liquid air storage tank to 20 to 60 barg to supply to the second heat exchanger, and the second heat exchanger vaporizes the liquid air to compress compressed air from -160 to -10 ° C. Can be created.

본 발명의 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템은 상기 제2 열교환기에 의해 기화된 압축공기를 400 ~ 600℃로 가열하는 가열기와, 상기 가열기에 의해 가열된 압축공기를 상기 연소기로 공급하는 압축공기 공급라인을 더 포함할 수 있다.The gas turbine power generation system using liquid air according to an embodiment of the present invention supplies a heater for heating compressed air vaporized by the second 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, 공기를 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, after the air is compressed into the liquid air, the liquid air is pressurized and vaporized and supplied to the combustor to perform power generation, and the power used to supply the compressed air to the combustor can be reduced to increase power generation efficiency. Gas turbine power generation system using liquid air is provided.

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.
도 4는 본 발명의 제3 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.
4 is a configuration diagram of a gas turbine power generation system using liquid air according to a third 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), 공기 유입라인(140), 제3 열교환기(150), 제1 열교환기(160), 액체공기 저장탱크(170), 압축기(180), 냉각기(190), 팽창기(200), 제1 펌프(210), 제1 기화기(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 , Air inlet line 140, third heat exchanger 150, first heat exchanger 160, liquid air storage tank 170, compressor 180, cooler 190, expander 200, first pump 210, a first carburetor 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.

제3 열교환기(150)는 제1 열교환기(160)의 상류에 설치되고, 공기 유입라인(140)을 통해 유입되는 공기를 제2 펌프(120)에 의해 공급되는 액화가스 중의 적어도 일부와 열교환시켜 냉각한다. 제2 펌프(120) 후단의 액화가스 공급라인(122)으로부터 분지된 분지라인(152)을 통해 극저온의 액화가스가 제3 열교환기(150)로 공급되고, 제3 열교환기(150)에서 액화가스와 공기 간의 열교환을 통해 공기가 냉각된다. 제3 열교환기(150)는 -50 ~ 50℃, 0 ~ 1 barg 공기를 액화가스와 열교환시켜 -150 ~ -100℃로 냉각할 수 있다.The third heat exchanger 150 is installed upstream of the first heat exchanger 160, and heats air introduced through the air inlet line 140 with at least a part of liquefied gas supplied by the second pump 120 Let it cool. The cryogenic liquefied gas is supplied to the third heat exchanger 150 through the branch line 152 branched from the liquefied gas supply line 122 at the rear end of the second pump 120, and liquefied in the third heat exchanger 150 Air is cooled by heat exchange between gas and air. The third heat exchanger 150 may be cooled to -150 to -100 ° C by exchanging -50 to 50 ° C and 0 to 1 barg air with liquefied gas.

제3 열교환기(150)에서 액화가스는 공기와의 열교환에 의해 기화되고, 회수라인(154)을 통해 제2 기화기(130) 후단의 연료가스 공급라인(132)으로 회수되어 연소기(230)로 공급된다. 제3 열교환기(150)에서 공기에 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.In the third heat exchanger 150, the liquefied gas is vaporized by heat exchange with air, and recovered through the recovery line 154 to the fuel gas supply line 132 at the rear end of the second vaporizer 130 to the combustor 230. Is supplied. Since the third heat exchanger 150 can vaporize a part of the liquefied gas by air, the energy consumption of the second vaporizer 130 required to vaporize the liquefied gas to generate the fuel gas to be supplied to the combustor 230 Can be reduced.

제3 열교환기(150)에 의해 냉각된 공기는 제1 열교환기(160)로 전달된다. 제1 열교환기(160)는 제3 열교환기(150)에 의해 냉각된 공기를 냉매와 열교환시켜 냉각하여 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. 제1 열교환기(160)는 -150 ~ -100℃ 공기를 냉매와 열교환하여 -200 ~ -190℃ 온도로 냉각할 수 있다.The air cooled by the third heat exchanger 150 is transferred to the first heat exchanger 160. The first heat exchanger 160 heats and cools the air cooled by the third heat exchanger 150 with a refrigerant to generate 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. The first heat exchanger 160 may heat air from -150 to -100 ° C with a refrigerant to cool to a temperature of -200 to -190 ° C.

제1 열교환기(160)에서 공기를 냉각시킨 냉매는 냉매 냉각라인을 순환하며, 냉매 냉각라인에 마련된 압축기(180), 냉각기(190) 및 팽창기(200)에 의해 냉각된다. 제1 열교환기(160)에서 공기와 열교환된 냉매는 -190 ~ -150℃로 온도가 상승한다.The refrigerant cooling the air in the first heat exchanger 160 circulates through the refrigerant cooling line, and is cooled by the compressor 180, the cooler 190, and the expander 200 provided in the refrigerant cooling line. The refrigerant heat-exchanged with the air in the first heat exchanger 160 increases in temperature from -190 to -150 ° C.

제1 열교환기(160)에서 공기와 열교환되어 승온된 냉매를 -200 ~ -190℃ 온도로 냉각하기 위하여, 압축기(180)는 제1 열교환기(160)의 냉매 배출라인(182)을 통해 배출되는 -190 ~ -150℃, 0 ~1 barg 냉매를 -100 ~ 0℃, 10 ~ 30 barg 냉매로 단열 압축할 수 있다.In order to cool the refrigerant heated by heat exchange with air in the first heat exchanger 160 to a temperature of -200 to -190 ° C, the compressor 180 discharges through the refrigerant discharge line 182 of the first heat exchanger 160 -190 ~ -150 ℃, 0 ~ 1 barg refrigerant can be adiabatically compressed with -100 ~ 0 ℃, 10 ~ 30 barg refrigerant.

압축기(180)에 의해 단열 압축된 고온, 고압의 냉매는 제1 이송라인(184)을 통해 냉각기(190)로 이송된다. 냉각기(190)는 압축기(180)에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 냉각한다. 냉각기(190)는 압축기(180)에 의해 압축된 냉매를 -170 ~ -150℃로 냉각할 수 있다.The high-temperature, high-pressure refrigerant heat-insulated by the compressor 180 is transferred to the cooler 190 through the first transfer line 184. The cooler 190 cools the high temperature and high pressure refrigerant compressed by the compressor 180. The cooler 190 may cool the refrigerant compressed by the compressor 180 to -170 to -150 ° C.

냉각기(190)에 의해 냉각된 냉매는 제2 이송라인(192)을 통해 팽창기(200)로 공급된다. 팽창기(200)는 냉각기(190)에 의해 냉각된 냉매를 팽창시켜 감압 및 냉각한다. 팽창기(200)는 냉각기(190)에 의해 냉각된 냉매를 팽창시켜 -200 ~ -190℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 생성하여 제1 열교환기(160)로 공급할 수 있다.The refrigerant cooled by the cooler 190 is supplied to the expander 200 through the second transfer line 192. The expander 200 expands and cools the refrigerant cooled by the cooler 190. The expander 200 may expand the refrigerant cooled by the cooler 190 to generate -200 to -190 ° C, 0 to 1 barg refrigerant, and supply the refrigerant to the first heat exchanger 160.

팽창기(200)는 팽창 터빈으로 제공될 수 있다. 압축기(180)에서 사용되는 전력 중의 일부는 팽창 터빈에 의해 회수될 수 있다. 팽창 터빈은 보조 발전기를 통해 전력의 일부가 회수되도록 구성될 수 있다. 팽창기(200)에서 배출되는 저온 냉매는 냉매 유입라인(202)을 통해 제1 열교환기(160)로 공급된다.The expander 200 may be provided as an expansion turbine. Some of the power used in the compressor 180 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 low-temperature refrigerant discharged from the expander 200 is supplied to the first heat exchanger 160 through the refrigerant inflow line 202.

제1 열교환기(160)는 냉매 냉각라인에서 냉각된 냉매에 의해 공기를 냉각시켜 액화함으로써, 액체공기를 생성할 수 있다. 제3 열교환기(150) 및 제1 열교환기(160)를 통해 생성된 액체공기는 액체공기 유입라인(162)을 통해 액체공기 저장탱크(170)로 이송되어 저장된다. 액체공기 저장탱크(170)는 내부에 저장된 액체공기를 약 -200 ~ -190℃ 온도로 유지할 수 있도록 단열탱크로 제공될 수 있다.The first heat exchanger 160 may generate liquid air by cooling and liquefying air by the refrigerant cooled in the refrigerant cooling line. The liquid air generated through the third heat exchanger 150 and the first heat exchanger 160 is transferred to and stored in the liquid air storage tank 170 through the liquid air inflow line 162. The liquid air storage tank 170 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(210)는 액체공기 저장탱크(170)에 저장된 액체공기를 가압하여 제1 기화기(220)로 공급한다. 액체공기 저장탱크(170)에 저장된 액체공기는 제1 펌프(210)에 의해 액체공기 공급라인(172, 212)을 통해 제1 기화기(220)로 공급된다. 제1 펌프(210)는 액체공기 저장탱크(170)에 저장된 액체공기를 20 ~ 60 barg로 가압하여 제1 기화기(220)로 공급할 수 있다.The first pump 210 pressurizes the liquid air stored in the liquid air storage tank 170 and supplies it to the first vaporizer 220. The liquid air stored in the liquid air storage tank 170 is supplied to the first vaporizer 220 through the liquid air supply lines 172 and 212 by the first pump 210. The first pump 210 may pressurize the liquid air stored in the liquid air storage tank 170 to 20 to 60 barg and supply it to the first vaporizer 220.

제1 기화기(220)는 제1 펌프(210)에 의해 공급되는 액체공기를 기화시켜 압축공기를 생성한다. 제1 기화기(220)는 액체공기를 기화시켜 400 ~ 600℃, 20 ~ 60barg 압축공기를 생성할 수 있다. 제1 기화기(220)는 제1 펌프(210)에 의해 공급되는 액체공기를 터빈(240)에서 배출되는 고온(약 500 ~ 600℃)의 폐가스와 열교환시키거나, 엔진 냉각수, 스팀터빈 발전기의 스팀 응축수 등의 폐열을 이용함으로써, 액체공기를 기화시킬 수 있다. 제1 기화기(220)에 의해 기화된 압축공기는 압축공기 공급라인(222)을 통해 연소기(230)로 공급된다.The first vaporizer 220 vaporizes the liquid air supplied by the first pump 210 to generate compressed air. The first vaporizer 220 may vaporize the liquid air to generate 400 ~ 600 ℃, 20 ~ 60barg compressed air. The first vaporizer 220 heat-exchanges the liquid air supplied by the first pump 210 with high-temperature (about 500 to 600 ° C) waste gas discharged from the turbine 240, or engine cooling water, steam of a steam turbine generator Liquid air can be vaporized by using waste heat such as condensate. The compressed air vaporized by the first vaporizer 220 is supplied to the combustor 230 through the compressed air supply line 222.

연소기(230)는 제2 기화기(130)에 의해 기화된 연료가스(예를 들어, 천연가스)를 연료가스 공급라인(132)을 통해 공급받고, 제1 기화기(220)에 의해 기화된 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.Combustor 230 receives the fuel gas (for example, natural gas) vaporized by the second vaporizer 130 through the fuel gas supply line 132, and compressed air vaporized by the first vaporizer 220 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 가압하여 연소기(230)로 공급하기 위하여 제1 펌프(210)의 가동에 사용되는 전력은 종래에 연소기로 압축공기를 공급하기 위해 사용되는 압축기의 사용 전력의 약 1/130 수준에 불과하다. 공기 액화를 위해 냉매를 단열 압축시키는 압축기(180)의 가동에 사용되는 사용되는 전력은 종래에 연소기로 압축공기를 공급하기 위해 사용되는 압축기의 사용 전력 대비 약 25% 정도 크지만, 압축기(180)의 가동에 사용되는 전력 중의 약 45% 이상의 전력을 팽창기(200)에 의해 회수 가능하다.The power used to operate the first pump 210 in order to pressurize the liquid air and supply it to the combustor 230 is only about 1/130 of the power used by the compressor conventionally used to supply compressed air to the combustor. Do. The power used for the operation of the compressor 180, which adiabatically compresses the refrigerant for liquefying air, is about 25% larger than the power used by the compressor used to supply compressed air to the combustor, but the compressor 180 More than about 45% of the power used for the operation of the power can be recovered by the expander 200.

따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 연소기(230)로 압축공기를 공급하기 위해 사용되는 전력을 종래 대비 약 30% 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.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, power used to supply compressed air to the combustor 230 can be reduced by about 30% 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 냉각라인에 의해 냉매를 냉각시키고, 공기를 냉각된 냉매와의 열교환에 의해 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 to cool the refrigerant by a refrigerant cooling line composed of a compressor, a cooler, and an expander instead of supplying combustion gas to a combustor. , Air is liquefied and stored by heat exchange with the cooled refrigerant, and the stored liquid air is pressurized by a pump and then vaporized to supply 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 95.27 MW95.27 MW 팽창기Inflator -- -43.76 MW-43.76 MW 펌프Pump -- 0.5902 MW0.5902 MW 총 사용 전력Total power consumption 75.17 MW75.17 MW 52.10 MW52.10 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 52.10 MW 로, 종래의 가스터빈 발전 시스템 대비 사용 전력이 약 30% 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, while the power used of the compressor 40 for air compression is 75.17 MW, the gas turbine power generation system using liquid air according to the embodiment of the present invention has a power consumption of 52.10 MW for air compression, conventionally It can be seen that compared to the gas turbine power generation system, power consumption is reduced by more than 30%.

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 제1 기화기(220)가 압축기(180)에 의해 압축된 냉매와 열교환에 의해 액체공기를 기화시키는 제2 열교환기로 구성되고, 제1 기화기(220)에 의해 기화된 압축공기를 가열하는 가열기(221)가 구비된 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, in the gas turbine power generation system 100 using liquid air according to the second embodiment of the present invention, the first vaporizer 220 is liquid air by heat exchange with refrigerant compressed by the compressor 180. It is composed of a second heat exchanger to vaporize, and is different from the first embodiment in that a heater 221 for heating compressed air vaporized by the first vaporizer 220 is provided.

제1 기화기(제2 열교환기)(220)는 냉각기(190)와 팽창기(200)의 사이에 설치되어, 압축기(180)에 의해 압축된 냉매가 냉각기(190)와 제2 열교환기를 순차적으로 거친 후에 팽창기(200)로 유입된다.The first vaporizer (second heat exchanger) 220 is installed between the cooler 190 and the expander 200, and the refrigerant compressed by the compressor 180 sequentially passes through the cooler 190 and the second heat exchanger. After that, it flows into the expander 200.

압축기(180)에 의해 단열 압축된 냉매는 냉각기(190)에 의해 1차 냉각된 후 제2 공기이송라인(191a)을 통해 제1 기화기(제2 열교환기)(220)로 전달되고, 제1 기화기(제2 열교환기)(220)에 의해 2차 냉각된다. 냉각기(190)에 의해 냉각된 냉매는 제1 기화기(제2 열교환기)(220)에서 액체공기와 열교환되어 -170 ~ -150℃로 냉각될 수 있다.The refrigerant compressed by heat insulation by the compressor 180 is first cooled by the cooler 190 and then transferred to the first vaporizer (second heat exchanger) 220 through the second air transfer line 191a, Secondary cooling by the vaporizer (second heat exchanger) 220. The refrigerant cooled by the cooler 190 may be exchanged with liquid air in the first vaporizer (second heat exchanger) 220 to be cooled to -170 to -150 ° C.

-200 ~ -190℃ 액체공기는 제1 기화기(220)에서 냉매와 열교환되어 -160 ~ -10℃ 온도로 가열되어 기화된다. 가열기(221)는 제1 기화기(220)에 의해 기화된 압축공기를 가열한다. 연소기(230)에서의 연소 효율을 높이기 위하여, 가열기(221)는 제1 기화기(220)에서 기화된 압축공기를 400 ~ 600℃로 가열할 수 있다. 가열기(221)는 압축공기를 터빈(240)에서 배출되는 고온(약 500 ~ 600℃)의 폐가스와 열교환시키거나, 엔진 냉각수, 스팀터빈 발전기의 스팀 응축수 등의 폐열을 이용함으로써, 압축공기를 가열할 수 있다. 가열기(221)에 의해 가열된 압축공기는 압축공기 공급라인(222)을 통해 연소기(230)로 공급된다.The -200 to -190 ° C liquid air is heat-exchanged with the refrigerant in the first vaporizer 220 and heated to a temperature of -160 to -10 ° C to be vaporized. The heater 221 heats the compressed air vaporized by the first vaporizer 220. In order to increase the combustion efficiency in the combustor 230, the heater 221 may heat the compressed air vaporized in the first vaporizer 220 to 400 ~ 600 ℃. The heater 221 heats the compressed air by exchanging compressed air with high-temperature (about 500 to 600 ° C) waste gas discharged from the turbine 240 or by using waste heat such as engine coolant and steam condensate from the steam turbine generator. can do. Compressed air heated by the heater 221 is supplied to the combustor 230 through the compressed air supply line 222.

본 발명의 제2 실시예에 의하면, 압축기(180)에 의해 단열 압축된 냉매의 열에너지를 이용하여 액체공기를 기화시킬 수 있으며, 액체공기의 기화를 위해 별도의 열에너지를 공급할 필요가 없다. 또한 액체공기를 기화시키는 반대 급부로, 액체공기의 냉열을 이용하여 압축기(180)에 의해 단열 압축된 냉매를 냉각할 수 있어, 발전 효율을 보다 높일 수 있다. 한편, 필요한 열의 양에 따라 냉각기(190)를 생략하고, 압축기(180)와 팽창기(200) 사이에 하나의 열교환기를 설치하여 사용할 수도 있다.According to the second embodiment of the present invention, the liquid air can be vaporized using the heat energy of the refrigerant adiabatically compressed by the compressor 180, and there is no need to supply a separate thermal energy for vaporization of the liquid air. In addition, as an opposite supply for vaporizing the liquid air, the refrigerant heat-insulated and compressed by the compressor 180 can be cooled using the cold heat of the liquid air, thereby increasing power generation efficiency. Meanwhile, the cooler 190 may be omitted according to the amount of heat required, and a single heat exchanger may be installed between the compressor 180 and the expander 200 to be used.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템(100)은 제1 기화기(제2 열교환기)(220)가 압축기(180)와 냉각기(190) 사이에 설치되는 점에서, 제2 실시예와 차이가 있다.4 is a configuration diagram of a gas turbine power generation system using liquid air according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, in the gas turbine power generation system 100 using liquid air according to the third embodiment of the present invention, a first vaporizer (second heat exchanger) 220 is provided between the compressor 180 and the cooler 190. In terms of being installed in, it is different from the second embodiment.

본 발명의 제3 실시예에서, 압축기(180)에 의해 압축된 냉매는 제1 기화기(제2 열교환기)(220)와 냉각기(190)를 순차적으로 거친 후에 팽창기(200)로 유입된다.In the third embodiment of the present invention, the refrigerant compressed by the compressor 180 flows through the first vaporizer (second heat exchanger) 220 and the cooler 190 sequentially, and then flows into the expander 200.

압축기(180)에 의해 압축된 냉매는 제1 기화기(제2 열교환기)(220)에 의해 1차 냉각된 후 제2 공기이송라인(191b)을 통해 냉각기(190)로 전달되고, 냉각기(190)에 의해 2차 냉각된다. 본 발명의 제3 실시예에 의하면, 압축기(180) 후단에 열교환기를 추가하여 압축기(180) 후단의 냉매의 온도를 이용하여 액체공기를 기화시킨 후 연소실(230)로 공급할 수 있고, 액체공기를 기화시키기 위한 별도의 기화 장치를 마련할 필요 없으므로, 설비 및 운용 비용을 줄일 수 있다.The refrigerant compressed by the compressor 180 is first cooled by the first vaporizer (second heat exchanger) 220 and then transferred to the cooler 190 through the second air transfer line 191b, and the cooler 190 ) Is secondary cooling. According to the third embodiment of the present invention, a heat exchanger is added to the rear stage of the compressor 180 to vaporize the liquid air using the temperature of the refrigerant at the rear stage of the compressor 180 and then supply the liquid air to the combustion chamber 230, Since there is no need to provide a separate vaporization device for vaporization, it is possible to reduce equipment and operating costs.

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: 공기 유입라인 150: 제3 열교환기
160: 제1 열교환기 170: 액체공기 저장탱크
180: 압축기 190: 냉각기
200: 팽창기 210: 제1 펌프
220: 제1 기화기 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: air inlet line 150: third heat exchanger
160: first heat exchanger 170: liquid air storage tank
180: compressor 190: cooler
200: expander 210: first pump
220: first carburetor 230: combustor
240: turbine 250: generator

Claims (10)

공기를 냉매와 열교환시켜 냉각하여 액체공기를 생성하는 제1 열교환기;
상기 제1 열교환기를 통과한 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 냉각하는 냉각기와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 냉매를 팽창시켜 상기 제1 열교환기로 공급하는 팽창기를 포함하는 냉매 냉각라인;
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 first heat exchanger that cools the air by heat exchange with a refrigerant to generate liquid air;
Refrigerant cooling including a compressor for compressing the refrigerant that has passed through the first heat exchanger, a cooler for cooling the refrigerant compressed by the compressor, and an expander for expanding the refrigerant cooled by the cooler and supplying it to the first heat exchanger. line;
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 압축기에 의해 압축된 냉매와 열교환시켜 상기 액체공기를 기화시키는 제2 열교환기를 포함하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 1,
The first gasifier is a gas turbine power generation system using a liquid air including a second heat exchanger for vaporizing the liquid air by heat-exchanging the liquid air supplied by the first pump with the refrigerant compressed by the compressor. 제2항에 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 2,
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. 제3항에 있어서,
상기 제1 열교환기의 상류에 설치되고, 상기 공기를 상기 제2 펌프에 의해 공급되는 액화가스 중의 적어도 일부와 열교환시켜 냉각하는 제3 열교환기를 더 포함하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 3,
A gas turbine power generation system using liquid air further comprising a third heat exchanger installed upstream of the first heat exchanger and heat-cooling the air with at least a portion of liquefied gas supplied by the second pump. 제2항에 있어서,
상기 제2 열교환기는 상기 압축기와 상기 냉각기의 사이 또는 상기 냉각기와 상기 팽창기의 사이에 설치되는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 2,
The second heat exchanger is a gas turbine power generation system using liquid air that is installed between the compressor and the cooler or between the cooler and the expander. 제4항에 있어서,
상기 제3 열교환기는 -50 ~ 50℃, 0 ~ 1 barg 공기를 -150 ~ -100℃로 냉각하고, 상기 제1 열교환기는 상기 제3 열교환기에 의해 냉각된 공기를 상기 냉매와 열교환시켜 -200 ~ -190℃로 냉각하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.According to claim 4,
The third heat exchanger cools -50 to 50 ° C, 0 to 1 barg air to -150 to -100 ° C, and the first heat exchanger exchanges air cooled by the third heat exchanger with the refrigerant to -200 to Gas turbine power generation system using liquid air cooled to -190 ℃. 제6항에 있어서,
상기 압축기는 상기 제1 열교환기에서 상기 공기를 냉각시킨 -190 ~ -150℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 -100 ~ 0℃, 10 ~ 30 barg 냉매로 단열 압축하고, 상기 냉각기는 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 -170 ~ -150℃ 온도로 냉각하고, 상기 팽창기는 상기 냉각기에 의해 냉각된 냉매를 팽창시켜 -200 ~ -190℃, 0 ~ 1 barg 냉매를 생성하여 상기 제1 열교환기로 공급하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.The method of claim 6,
The compressor heat-insulates -190 to -150 ° C, 0 to 1 barg refrigerant cooled by the air in the first heat exchanger with -100 to 0 ° C, 10 to 30 barg refrigerant, and the cooler is provided by the compressor. The compressed refrigerant is cooled to a temperature of -170 to -150 ° C, and the expander expands the refrigerant cooled by the cooler to produce -200 to -190 ° C, 0 to 1 barg refrigerant, and supplies it to the first heat exchanger. Gas turbine power generation system using liquid air. 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제1 펌프는 상기 액체공기 저장탱크에 저장된 액체공기를 20 ~ 60 barg로 가압하여 상기 제2 열교환기로 공급하고, 상기 제2 열교환기는 상기 액체공기를 기화시켜 -160 ~ -10℃ 압축공기를 생성하는 액체공기를 이용한 가스터빈 발전 시스템.The method of claim 7 or 8,
The first pump pressurizes the liquid air stored in the liquid air storage tank to 20 to 60 barg to supply to the second heat exchanger, and the second heat exchanger vaporizes the liquid air to compress compressed air from -160 to -10 ° C. Gas turbine power generation system using the generated liquid air. 제8항에 있어서,
상기 제2 열교환기에 의해 기화된 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 8,
Gas turbine power generation using liquid air further comprising a heater for heating compressed air vaporized by the second 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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