KR20210046107A - Hydrogen Fuel Cell Complex Power Plant Equipped with the Floating LNG Power Plant and Hydrogen Generation System and Method for Thereof - Google Patents

Hydrogen Fuel Cell Complex Power Plant Equipped with the Floating LNG Power Plant and Hydrogen Generation System and Method for Thereof Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a hydrogen fuel cell combined cycle power plant having a floating LNG power generation and hydrogen generation system, capable of producing hydrogen by using cold heat and waste heat, thrown away while electricity is generated in a floating power plant, and increasing energy efficiency and reducing operating costs, and a method of operating the combined cycle power plant. According to the present invention, a hydrogen fuel cell combined cycle power plant having a floating LNG power generation and hydrogen generation system comprises: a vaporizer for vaporizing liquefied gas; a gas generator for generating electricity using regasification gas vaporized by the vaporizer; a boiler for generating steam by recollecting waste heat generated while electricity is generated in the gas generator; a reformer for generating hydrogen by using the steam generated in the boiler, and the regasification gas vaporized in the vaporizer; and a first condensing line for supplying condensate water, discharged from the reformer, as a heat source for vaporizing liquefied gas in the vaporizer.

Description

부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법 {Hydrogen Fuel Cell Complex Power Plant Equipped with the Floating LNG Power Plant and Hydrogen Generation System and Method for Thereof}Hydrogen Fuel Cell Complex Power Plant Equipped with the Floating LNG Power Plant and Hydrogen Generation System and Method for Thereof}

본 발명은, 부유식 발전 플랜트에서 전력을 생산하면서 버려지는 냉열과 폐열을 활용하여 수소를 생산하고, 에너지 효율을 증대시키고 운영 비용을 절감할 수 있는 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법에 관한 것이다.The present invention is a hydrogen fuel equipped with a floating LNG power generation and hydrogen generation system capable of producing hydrogen using cold heat and waste heat discarded while generating power in a floating power plant, increasing energy efficiency and reducing operating costs. It relates to a battery complex power plant and a method of operating the complex power plant.

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.Recently, interest in power generation using natural gas has increased due to the demand for eco-friendly power generation. In particular, interest in gas power generation is increasing in emerging and developing countries where power supply is not smooth.

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. In general, natural gas is made in the form of liquefied natural gas (LNG) liquefied at cryogenic temperatures at the production site, and then transported over a long distance to the destination by an LNG carrier. LNG is obtained by cooling natural gas from atmospheric pressure to a cryogenic temperature of about -163°C, and its volume is reduced to about 1/600 compared to that of gaseous natural gas, so it is very suitable for long-distance transportation through sea.

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. The LNG carrier is to load LNG and operate the sea to unload LNG to a customer, and for this purpose, it includes an LNG storage tank that can withstand cryogenic LNG. Typically, these LNG carriers unload LNG in the LNG storage tank in a liquefied state at an onshore terminal, and the unloaded LNG is regasified by an LNG regasification facility installed at the onshore terminal, and then supplied to each consumer.

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 반대와 환경오염을 고려해야 한다. 또한, 여러 개의 섬으로 이루어진 동남아시아 국가 등에는 대용량의 가스 발전을 하는데 어려움이 많았다.As described above, power plants that generate electric power by combustion of gaseous fuel are generally installed on land, especially coastal areas. The coastal area has the advantage that it is easy to supply and supply these raw materials. However, the cost of basic construction such as land purchase is expensive, and residents' opposition and environmental pollution must be considered. In addition, in Southeast Asian countries composed of several islands, there were many difficulties in generating large-capacity gas.

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.In order to solve this problem, technologies for mounting a power plant on a ship or offshore structure are being developed, away from the form of fixing the power plant on land. Ships and offshore structures are advantageous in that they can reduce the cost of purchasing land for installing the plant or the cost of foundation construction, and they can be arranged in a timely manner in a place where the supply of raw materials is easy or where power supply is required.

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. Accordingly, an LNG storage tank to store LNG, an LNG regasification facility to regasify LNG, and a power generation facility capable of generating power using the regasification gas are mounted. Development of a power plant (FSPP; Floating, Storage, Power Plant) is required.

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.A power generation facility of a conventional floating power plant has a gas turbine and a generator, drives the gas turbine using regasification gas, and generates electric power by converting the driving force of the gas turbine into electric energy using a generator.

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. However, the power generation efficiency of the gas turbine is low, the cooling heat of LNG, the waste heat generated from the power generation plant, and the like are not effectively utilized and are discarded, so that the energy efficiency of the floating power plant is low.

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 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법을 제공하고자 한다. Therefore, the present invention has been devised to solve the above-described problems, using the cold heat of liquefied gas and waste heat discharged from the power generation facility to improve the process efficiency and energy efficiency of the floating power plant, floating LNG power generation And a hydrogen fuel cell combined cycle power plant equipped with a hydrogen generation system and a method of operating the combined cycle power plant.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 기화시키는 기화기; 상기 기화기에서 기화된 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 가스 발전기; 상기 가스 발전기에서 전력을 생산하면서 발생하는 폐열을 회수하여 스팀을 생성하는 보일러; 상기 보일러에서 생성된 스팀과, 상기 기화기에서 기화된 재기화 가스를 이용하여 수소를 생성하는 개질기; 및 상기 개질기로부터 배출된 응축수를 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키는 열원으로 공급하는 제1 응축라인;을 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트가 제공된다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a vaporizer for vaporizing liquefied gas; A gas generator generating electric power by using the regasification gas vaporized in the vaporizer; A boiler for generating steam by recovering waste heat generated while generating power from the gas generator; A reformer for generating hydrogen using steam generated in the boiler and regasification gas vaporized in the vaporizer; And a first condensation line for supplying the condensed water discharged from the reformer as a heat source for vaporizing liquefied gas in the vaporizer.

바람직하게는, 상기 보일러에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 스팀 발전기; 및 상기 스팀 발전기로부터 배출된 응축수를 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키는 열원으로 공급하는 제2 응축라인;을 포함할 수 있다.Preferably, a steam generator for generating electric power by using the steam generated by the boiler; And a second condensation line for supplying the condensed water discharged from the steam generator to a heat source for vaporizing liquefied gas in the vaporizer.

바람직하게는, 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키면서 온도가 낮아진 응축수를 상기 보일러로 재순환시키는 응축수 회수라인;을 더 포함할 수 있다.Preferably, a condensed water recovery line for recirculating the condensed water having a lowered temperature to the boiler while vaporizing the liquefied gas in the vaporizer may further include.

바람직하게는, 상기 개질기에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 수소 수요처;를 더 포함할 수 있다.Preferably, it may further include a; hydrogen demand for generating electric power using the hydrogen generated in the reformer.

바람직하게는, 상기 보일러에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 스팀 발전기; 상기 개질기에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 수소 수요처; 및 상기 가스 발전기, 스팀 발전기 및 수소 수요처 중 어느 하나 이상에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처로 공급하는 배전반;을 더 포함할 수 있다.Preferably, a steam generator for generating electric power by using the steam generated by the boiler; A hydrogen consumer that generates electric power by using the hydrogen generated in the reformer; And a switchboard for supplying electric power produced by one or more of the gas generator, the steam generator, and the hydrogen consumer to the onshore power consumer.

바람직하게는, 상기 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 및 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 개질기에서 요구하는 압력까지 압축하여 기화기로 공급하는 액화가스 공급펌프;를 더 포함할 수 있다.Preferably, a liquefied gas storage tank for storing the liquefied gas; And a liquefied gas supply pump for compressing the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank to a pressure required by the reformer and supplying it to the vaporizer.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 액화가스를 재기화시키는 재기화 단계; 상기 재기화 단계에서 생성된 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 제1 전력 생산 단계; 상기 제1 전력 생산 단계에서 발생한 폐열을 회수하여 스팀을 생성하는 스팀 생성 단계; 상기 스팀 생성 단계에서 생성된 스팀과 상기 재기화 단계에서 생성된 재기화 가스를 이용하여 수소를 생성하는 수소 생성 단계; 및 상기 수소 생성 단계에서 스팀이 응축되어 생성된 응축수를 상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키기 위한 열원으로 공급하는 제1 열원 회수 단계;를 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운용 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a regasification step of regasifying the liquefied gas; A first power generation step of generating power by using the regasification gas generated in the regasification step; A steam generation step of recovering waste heat generated in the first power generation step to generate steam; A hydrogen generation step of generating hydrogen using the steam generated in the steam generation step and the regasification gas generated in the regasification step; And a first heat source recovery step of supplying condensed water generated by condensing steam in the hydrogen generation step as a heat source for regasifying the liquefied gas in the regasification step; including, a floating LNG power generation and hydrogen generation system equipped with a system A method of operating a hydrogen fuel cell combined cycle power plant is provided.

바람직하게는, 상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키면서 온도가 낮아진 응축수를 상기 스팀 생성 단계로 공급하는 응축수 회수 단계;를 더 포함할 수 있다.Preferably, it may further include a condensed water recovery step of supplying the condensed water whose temperature is lowered to the steam generation step while regasifying the liquefied gas in the regasification step.

바람직하게는, 상기 스팀 생성 단계에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 제2 전력 생산 단계; 및 상기 스팀 생성 단계에서 전력을 생산하면서 스팀이 응축되어 생성된 응축수를 상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키기 위한 열원으로 공급하는 제2 열원 회수 단계;를 포함할 수 있다.Preferably, a second power generation step of generating power by using the steam generated in the steam generation step; And a second heat source recovery step of supplying condensed water generated by condensing steam while generating power in the steam generating step as a heat source for regasifying the liquefied gas in the regasifying step.

바람직하게는, 상기 수소 생성 단계에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 제3 전력 생산 단계; 및 상기 제1 전력 생산 단계, 제2 전력 생산 단계 및 제3 전력 생산 단계 중 어느 한 단계 이상에서 생산된 전력을 육상 수요처로 공급하는 전력 공급 단계;를 더 포함할 수 있다.Preferably, a third power generation step of generating power by using the hydrogen generated in the hydrogen generation step; And a power supply step of supplying the power produced in at least one of the first power generation step, the second power generation step, and the third power generation step to a land consumer.

본 발명에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법은, 액화가스를 재기화시키고, 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 것과 동시에, 전력을 생산하면서 생성된 폐열을 이용하여 청정에너지인 수소를 생산할 수 있다.A hydrogen fuel cell combined cycle power plant equipped with a floating LNG power generation and hydrogen generation system according to the present invention and a method of operating the combined power plant include regasifying liquefied gas and generating electric power using the regasification gas, The waste heat generated while generating electricity can be used to produce hydrogen, which is clean energy.

또한, 청정에너지인 수소를 생산함으로써, 에너지 청정화에 기여할 수 있고, 생산된 수소를 이용하여 전력을 추가로 생산할 수 있다. In addition, by producing hydrogen, which is clean energy, it is possible to contribute to energy purification, and additional electric power can be produced using the produced hydrogen.

또한, 폐열을 재활용하여 수소 및 전력을 생산함으로써 발전 플랜트의 에너지 이용 효율을 증대시킬 수 있다. In addition, it is possible to increase the energy use efficiency of the power plant by recycling waste heat to produce hydrogen and electric power.

또한, 수소를 저장하지 않고도, 수소를 연료로 사용하여 전력을 생산할 수 있으므로, 수소 저장에 따른 비용과 공간을 절감하고, 수소 저장 효율이 낮은 문제를 고려하지 않아도 된다. In addition, since it is possible to generate electric power by using hydrogen as fuel without storing hydrogen, it is not necessary to consider the problem of reducing the cost and space associated with hydrogen storage and low hydrogen storage efficiency.

또한, 수소를 분리하면서 응축된 스팀을 액화가스 기화 열원으로 사용함으로써, 액화가스를 발전 설비로 공급하기 위한 열교환 효율을 높일 수 있어 경제적 측면에서 유리하다.In addition, by using the condensed steam as the liquefied gas vaporization heat source while separating hydrogen, it is possible to increase the heat exchange efficiency for supplying the liquefied gas to the power plant, which is advantageous in terms of economy.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 공정 설비를 개략적으로 도시한 구성도이다. 1 is a block diagram schematically showing a process facility of a hydrogen fuel cell combined cycle power plant equipped with a floating LNG power generation and hydrogen generation system according to an embodiment of the present invention.

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.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the object achieved by the implementation of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

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.Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that only the same elements are marked with the same numerals as possible, even if they are indicated on different drawings.

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. In an embodiment of the present invention to be described later, the liquefied gas may be a liquefied gas that can be transported by liquefying the gas at a low temperature, for example, LNG (Liquefied Natural Gas), LEG (Liquefied Ethane Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), Liquefied Ethylene Gas, Liquefied Propylene Gas, etc. may be a liquefied petrochemical gas. However, in the embodiments to be described later, a representative liquefied gas, LNG, is applied as an example.

또한, 후술하는 본 발명의 일 실시예에서 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트는, 액화가스를 연료로 사용하여 생산한 전력을 육상의 가스 수요처로 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다. In addition, in an embodiment of the present invention to be described later, a hydrogen fuel cell complex power plant equipped with a floating LNG power generation and hydrogen generation system is characterized in that it is capable of supplying power produced by using liquefied gas as a fuel to a gas consumer on land. It is done.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 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 FSPP에 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. In addition, in an embodiment of the present invention, the hydrogen fuel cell complex power plant equipped with a floating LNG power generation and hydrogen generation system may be a ship having a propulsion capability, a Barge Mounted Power Plant (BMPP), a Floating Storage Power Plnat (FSPP). ), but may include offshore structures that are floating on the sea. However, in an embodiment to be described later, an example applied to FSPP will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 공정 설비를 개략적으로 도시한 구성도이다. 이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트 및 상기 복합 발전 플랜트의 운용 방법을 설명하기로 한다.1 is a block diagram schematically showing a process facility of a hydrogen fuel cell combined cycle power plant equipped with a floating LNG power generation and hydrogen generation system according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, with reference to FIG. 1, a hydrogen fuel cell hybrid power generation plant equipped with a floating LNG power generation and hydrogen generation system according to an embodiment of the present invention and a method of operating the combined power generation plant will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트는, LNG를 저장하는 LNG 저장탱크(100); LNG를 기화시키는 기화기(200); 기화기(200)에서 기화된 재기화 가스, 즉 천연가스를 이용하여 전력을 생산하는 가스 발전기(400); 가스 발전기(400)로부터 배출되는 폐열을 이용하여 스팀을 생성하는 보일러(500); 보일러(500)에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 스팀 발전기(600); 및 기화기(200)에서 기화된 재기화 가스, 즉 천연가스와 보일러(500)에서 생성된 스팀을 이용하여 수소를 생성시키는 개질기(300);를 포함한다. A hydrogen fuel cell hybrid power generation plant equipped with a floating LNG power generation and hydrogen generation system according to an embodiment of the present invention includes an LNG storage tank 100 for storing LNG; A vaporizer 200 for vaporizing LNG; A gas generator 400 for generating electric power by using the regasification gas vaporized in the vaporizer 200, that is, natural gas; A boiler 500 for generating steam using waste heat discharged from the gas generator 400; A steam generator 600 that generates electric power by using the steam generated by the boiler 500; And a reformer 300 for generating hydrogen using regasification gas vaporized in the vaporizer 200, that is, natural gas and steam generated in the boiler 500.

LNG 저장탱크(100)에 저장된 LNG는 LNG 공급펌프(110)에 의해 가압되며, LNG 공급펌프(110)와 기화기(200)를 연결하는 LNG 공급라인(LL)을 통해 기화기(200)로 이송된다. The LNG stored in the LNG storage tank 100 is pressurized by the LNG supply pump 110, and is transferred to the carburetor 200 through the LNG supply line LL connecting the LNG supply pump 110 and the carburetor 200. .

LNG 공급펌프(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 LNG 저장탱크(100)의 내부에 설치되는 반잠수식 펌프일 수도 있고, LNG 저장탱크(100)의 밖에 설치되는 펌프일 수도 있다. The LNG supply pump 110 may be a semi-submersible pump installed inside the LNG storage tank 100 as shown in FIG. 1, or may be a pump installed outside the LNG storage tank 100.

LNG 공급펌프(110)는 LNG를 개질기(300)에서 요구하는 압력까지 압축할 수 있다. The LNG supply pump 110 can compress LNG to a pressure required by the reformer 300.

또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 고압펌프(미도시)를 더 포함하여, LNG 공급펌프(110)에 의해 1차 가압되어 LNG 저장탱크(100)로부터 배출된 LNG를 개질기(300)에서 요구하는 압력까지 2차로 압축하여 가스 발전기(400) 및 개질기(300)로 공급할 수도 있을 것이다. In addition, although not shown in the drawing, including a high-pressure pump (not shown), the first pressurized by the LNG supply pump 110, the LNG discharged from the LNG storage tank 100 is required by the reformer 300. It may be compressed to the second pressure and supplied to the gas generator 400 and the reformer 300.

기화기(200)에서 기화된 천연가스는 기화기(200)와 개질기(300)를 연결하는 제1 가스라인(NL1)을 따라 개질기(300)로 공급될 수 있고, 또한 기화기(200)와 가스 발전기(400)를 연결하는 제2 가스라인(NL2)을 따라 가스 발전기(400)로 공급될 수도 있다. The natural gas vaporized in the carburetor 200 may be supplied to the reformer 300 along the first gas line NL1 connecting the carburetor 200 and the reformer 300, and also the carburetor 200 and the gas generator ( It may be supplied to the gas generator 400 along the second gas line NL2 connecting the 400.

기화기(200)에서 기화된 천연가스를 개질기(300) 및 가스 발전기(400)로 공급하는 유량은 제1 가스라인(NL1) 및 제2 가스라인(NL2)에 각각 설치되어 있는 유량조절밸브(도면부호 미부여) 또는 제1 가스라인(NL1)과 제2 가스라인(NL2)이 분기되는 지점에 설치되는 삼방향 밸브(미도시)를 제어하여 조절할 수 있다. The flow rate for supplying the natural gas vaporized in the carburetor 200 to the reformer 300 and the gas generator 400 is a flow rate control valve installed in each of the first gas line NL1 and the second gas line NL2 (Fig. (Not shown) or a three-way valve (not shown) installed at a branch where the first gas line NL1 and the second gas line NL2 are branched to be controlled.

제1 가스라인(NL1)에는, 기화기(200)로부터 개질기(300)로 공급되는 천연가스의 압력을 조절하는 압력조절장치(미도시)가 설치될 수 있다. 또한, 제1 가스라인(NL1)에는, 기화기(200)로부터 개질기(300)로 공급되는 천연가스의 온도를 조절하는 온도조절장치(미도시)가 설치될 수도 있다. In the first gas line NL1, a pressure regulating device (not shown) may be installed to adjust the pressure of natural gas supplied from the vaporizer 200 to the reformer 300. In addition, a temperature control device (not shown) for controlling the temperature of natural gas supplied from the vaporizer 200 to the reformer 300 may be installed in the first gas line NL1.

기화기(200)에서 LNG를 기화시키는 열원은, 개질기(300) 및/또는 스팀 발전기(600)로부터 이송되는 응축수일 수 있고, 보일러(500)에서 생성된 스팀일 수도 있다. The heat source for vaporizing LNG in the vaporizer 200 may be condensed water transferred from the reformer 300 and/or the steam generator 600, or may be steam generated in the boiler 500.

본 실시예의 가스 발전기(400)는, 기화기(200)에서 기화된 천연가스를 작동유체로 하여 전력을 생산하는 가스 터빈-발전기 또는 천연가스를 연소시켜 전력을 생산하는 가스 엔진일 수 있다.The gas generator 400 of the present embodiment may be a gas turbine-generator that generates power by using natural gas vaporized in the carburetor 200 as a working fluid or a gas engine that generates power by burning natural gas.

도면에 도시되어 있지는 않지만, 제2 가스라인(NL2)에는 기화기(200)에서 기화된 천연가스의 압력을 가스 발전기(400)에서 요구하는 압력으로 가압 또는 감압시키는 압력조절장치(미도시)가 설치될 수 있다. 또한, 제2 가스라인(NL2)에는 기화기(200)에서 기화된 천연가스의 온도를 가스 발전기(400)에서 요구하는 온도로 가열 또는 냉각시키는 온도조절장치(미도시)가 설치될 수도 있을 것이다. Although not shown in the drawing, a pressure regulating device (not shown) is installed in the second gas line NL2 to pressurize or reduce the pressure of the natural gas vaporized in the vaporizer 200 to the pressure required by the gas generator 400 Can be. In addition, a temperature control device (not shown) may be installed in the second gas line NL2 to heat or cool the temperature of the natural gas vaporized in the vaporizer 200 to a temperature required by the gas generator 400.

가스 발전기(400)에서 천연가스를 이용하여 전력을 생성하면서 발생하는 배기가스 등의 폐열은 보일러(500)에서 스팀을 생성하기 위해 필요한 열원으로 사용된다. Waste heat such as exhaust gas generated while generating electric power using natural gas in the gas generator 400 is used as a heat source required to generate steam in the boiler 500.

예를 들어, 가스 발전기(400)로부터 배출되는 배기가스는 가스 발전기(400)와 보일러(500)를 연결하는 폐열 회수라인(EL)을 통해 보일러(500)로 이송될 수 있다. For example, exhaust gas discharged from the gas generator 400 may be transferred to the boiler 500 through a waste heat recovery line EL connecting the gas generator 400 and the boiler 500.

폐열 회수라인(EL)은 가스 발전기(400)로부터 배출된 배기가스가 직접 이송되는 라인일 수도 있고, 가스 발전기(400)로부터 배출된 배기가스 등 폐열을 이용하여 가열된 열전달 매체가 이송되는 라인일 수도 있다. The waste heat recovery line (EL) may be a line through which exhaust gas discharged from the gas generator 400 is directly transferred, or a line through which a heat transfer medium heated using waste heat such as exhaust gas discharged from the gas generator 400 is transferred. May be.

본 실시예의 보일러(500)는, 가스 발전기(400)의 폐열을 열원으로 하여, 개질기(300) 및/또는 스팀 발전기(600)로부터 회수된 응축수를 기화시킴으로써, 스팀을 생성할 수 있다. The boiler 500 of the present embodiment may generate steam by vaporizing the condensed water recovered from the reformer 300 and/or the steam generator 600 using waste heat of the gas generator 400 as a heat source.

보일러(500)에서 생성된 스팀은 보일러(500)와 개질기(300)를 연결하는 제1 스팀라인(SL1)을 통해 개질기(300)로 이송될 수 있다.The steam generated by the boiler 500 may be transferred to the reformer 300 through a first steam line SL1 connecting the boiler 500 and the reformer 300.

또한, 보일러(500)에서 생성된 스팀은 보일러(500)와 스팀 발전기(600)를 연결하는 제2 스팀라인(SL2)을 통해 스팀 발전기(600)로 이송될 수 있다. In addition, the steam generated by the boiler 500 may be transferred to the steam generator 600 through the second steam line SL2 connecting the boiler 500 and the steam generator 600.

보일러(500)에서 생성된 스팀을 개질기(300) 및 스팀 발전기(600)로 공급하는 유량은 제1 스팀라인(SL1) 및 제2 스팀라인(SL2)에 각각 설치되어 있는 유량조절밸브(도면부호 미부여) 또는 제1 스팀라인(SL1)과 제2 스팀라인(SL2)이 분기되는 지점에 설치되는 삼방향 밸브(미도시)를 제어하여 조절할 수 있다. The flow rate for supplying the steam generated from the boiler 500 to the reformer 300 and the steam generator 600 is a flow rate control valve installed in each of the first steam line SL1 and the second steam line SL2. Not provided), or a three-way valve (not shown) installed at a branch where the first and second steam lines SL1 and SL2 are branched to be controlled.

본 실시예의 개질기(300)는, 기화기(200)에서 기화된 천연가스와 보일러(500)에서 생성된 스팀을 공급받아 개질반응시켜, 수소를 주성분으로 하는 합성가스를 생성한다. The reformer 300 of the present embodiment receives natural gas vaporized in the vaporizer 200 and steam generated in the boiler 500 and undergoes a reforming reaction to generate a synthetic gas containing hydrogen as a main component.

개질기(300)에서 개질반응에 의해 생성된 수소는 합성가스로부터 분리되어, 수소 라인(HL)을 따라 수소 수요처로 공급된다. Hydrogen generated by the reforming reaction in the reformer 300 is separated from the syngas and supplied to a hydrogen consumer along the hydrogen line HL.

본 실시예에서 수소 수요처는, 수소를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 수소 엔진 또는 연료전지를 포함할 수 있다. In this embodiment, the hydrogen consumer may include a hydrogen engine or a fuel cell that generates electric power by using hydrogen as a fuel.

또한, 개질기(300)에서 일어나는 천연가스의 개질반응은 흡열반응이므로, 개질기(300)로 공급된 스팀은 응축되어 개질기(300)로부터 배출된다. 개질기(300)로부터 배출되는 응축수는, 개질기(300)와 기화기(200)를 연결하는 제1 응축라인(CL1)을 따라 기화기(200)로 이송된다. In addition, since the reforming reaction of natural gas occurring in the reformer 300 is an endothermic reaction, the steam supplied to the reformer 300 is condensed and discharged from the reformer 300. The condensed water discharged from the reformer 300 is transferred to the vaporizer 200 along a first condensation line CL1 connecting the reformer 300 and the vaporizer 200.

기화기(200)에서는, 개질기(300)에서 응축된 응축수와 LNG를 열교환시켜, LNG를 천연가스로 기화시킬 수 있다. In the carburetor 200, the condensed water condensed in the reformer 300 and LNG are heat-exchanged, so that LNG can be vaporized into natural gas.

또한, 본 실시예의 스팀 발전기(600)는 스팀을 작동 유체로 사용하여 전력을 생산하는 스팀 터빈-발전기일 수 있다. 스팀 터빈-발전기의 터빈을 구동시키면서 스팀은 응축수로 응축된다. In addition, the steam generator 600 of the present embodiment may be a steam turbine-generator that generates power by using steam as a working fluid. Steam turbine-Driving the turbine of the generator, the steam is condensed into condensate.

스팀 발전기(600)에서 전력을 생산하면서 스팀이 응축되어 생성된 응축수는, 스팀 발전기(600)와 기화기(200)를 연결하는 제2 응축라인(CL2)을 통해 기화기(200)로 이송된다. The condensed water generated by condensing steam while generating power in the steam generator 600 is transferred to the carburetor 200 through a second condensation line CL2 connecting the steam generator 600 and the carburetor 200.

제1 응축라인(CL1)과 제2 응축라인(CL2)은 기화기(200)로 각각 연결될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 기화기(200)의 상류에서 하나의 라인으로 연결될 수도 있다. The first condensation line CL1 and the second condensation line CL2 may be respectively connected to the vaporizer 200 or may be connected to one line upstream of the vaporizer 200 as shown in FIG. 1.

제1 응축라인(CL1) 및 제2 응축라인(CL2)에는 이송되는 응축수의 유량을 조절하는 유량조절밸브(도면부호 미부여)가 각각 설치될 수 있으며, 유량조절밸브의 개도 제어에 의해, 기화기(200)로 공급되는 응축수의 유량이 조절될 수 있다. The first condensation line (CL1) and the second condensation line (CL2) may be provided with a flow control valve (not shown) that controls the flow rate of the transferred condensate, respectively, and by controlling the opening degree of the flow control valve, the vaporizer The flow rate of the condensed water supplied to 200 can be adjusted.

기화기(200)로 이송된 응축수는, LNG와의 열교환에 의해 온도가 더 낮아지고, 저온의 액체 상태인 응축수는 기화기(200)와 보일러(500)를 연결하는 응축수 회수라인(RL)을 통해 보일러(500)로 이송된다.The temperature of the condensed water transferred to the carburetor 200 is lowered by heat exchange with LNG, and the condensed water in a low-temperature liquid state is transferred to the boiler through a condensed water recovery line RL connecting the carburetor 200 and the boiler 500. 500).

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 보일러(400)에서 생성된 스팀은, 스팀 수요처, 즉, 스팀 발전기(600) 및/또는 개질기(300)로 공급되어, 스팀 발전기(600)의 작동유체 및/또는 개질기(300)의 원료(열원)로 사용되면서 응축되고, 스팀 발전기(600) 및/또는 개질기(300)에서 응축된 응축수는 기화기(200)에서 온도가 더 낮아지거나 또는 기화기(200)로 공급되기 전에 응축되지 않은 스팀이 기화기(200)에서 전량 응축되어 보일러(500)로 재순환되는 폐쇄 사이클을 순환할 수 있다. As described above, according to the present embodiment, the steam generated in the boiler 400 is supplied to the steam consumer, that is, the steam generator 600 and/or the reformer 300, and the working fluid of the steam generator 600 and/or Or condensed while being used as a raw material (heat source) of the reformer 300, and the condensed water condensed in the steam generator 600 and/or the reformer 300 is lowered in temperature in the vaporizer 200 or supplied to the vaporizer 200 The steam that has not been condensed before it is completely condensed in the vaporizer 200 may be circulated through a closed cycle in which it is recycled to the boiler 500.

본 실시예의 스팀 수요처는, 스팀 발전기(600), 개질기(300) 및 기화기(200)를 포함할 수 있다. 즉, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 보일러(500)에서 생성된 스팀은, 개질기(300)나 스팀 발전기(600)를 거치지 않고 직접 기화기(200)로 공급되어 LNG를 기화시키는 열원으로 사용될 수도 있다. The steam consumer of this embodiment may include a steam generator 600, a reformer 300, and a vaporizer 200. That is, although not shown in the drawings, the steam generated by the boiler 500 may be directly supplied to the vaporizer 200 without passing through the reformer 300 or the steam generator 600 and may be used as a heat source for vaporizing LNG.

본 실시예의 가스 발전기(400), 스팀 발전기(600) 및 수소 수요처에서 생성된 전력은, 배전반으로 보내져 시스템 내 전력 수요처나 육상의 수요처로 이송될 수 있고, 또한, 전력 저장수단에 저장될 수도 있다. The power generated by the gas generator 400, the steam generator 600, and the hydrogen consumer of this embodiment may be sent to a switchboard and transferred to a power demander in the system or a demander on land, and may also be stored in a power storage means. .

수소는, 청정하고 무한하며, 동일 중량 기준 휘발유의 3배 가량의 에너지량을 가지는 미래 청정 에너지이다. 수소를 연료로 사용하면 오염물질 배출이 없다는 점에서 주목받고 있다. Hydrogen is clean, infinite, and future clean energy with three times the energy of gasoline on an equal weight basis. When hydrogen is used as fuel, it is attracting attention because there is no emission of pollutants.

즉, 본 발명에 따르면, 액화가스를 재기화시켜 수소를 생성하고, 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 것과 동시에, 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산할 수 있으므로 친환경적으로 전력을 생산하여 전력 수요처로 공급해줄 수 있다. That is, according to the present invention, it is possible to generate hydrogen by regasifying liquefied gas, and at the same time using the generated hydrogen to generate power, and at the same time, power can be generated using the regasification gas. Can be supplied with.

또한, 수소를 생성하는 과정에서 배출되는 폐열을 회수하여 액화가스를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있고, 또한, 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하면서 배출되는 폐열을 회수하여 수소를 생성하는데 필요한 열원을 생성할 수 있으며, 또한, 수소를 생성시키기 위해 공급하고 남은 나머지 열원을 이용하여 전력을 추가로 생성할 수 있다.In addition, the waste heat discharged in the process of generating hydrogen can be recovered and used as a heat source to regasify the liquefied gas.In addition, the waste heat discharged while generating power using the regasification gas is recovered to generate the heat source required to generate hydrogen. It can be generated, and additional power can be generated by using the remaining heat source remaining after supplying to generate hydrogen.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 경제적이고 친환경적으로 전력을 생산할 수 있고, 에너지 이용 효율을 최대화시킬 수 있으며, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운전비용을 절감할 수 있다.As described above, according to the present invention, electricity can be economically and eco-friendly, energy use efficiency can be maximized, and operating costs of a hydrogen fuel cell complex power plant equipped with a floating LNG power generation system and a hydrogen generation system can be reduced. have.

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.It is apparent to those of ordinary skill in the art that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications or variations within the scope not departing from the technical gist of the present invention. I did it.

100 : LNG 저장탱크
110 : LNG 공급펌프
200 : 기화기
300 : 개질기
400 : 가스 발전기
500 : 보일러
600 : 스팀 발전기
LL : LNG 공급라인
NL1, NL2 : 가스라인
SL1, SL2 : 스팀라인
CL1, CL2 : 응축라인
RL : 응축수 회수라인
HL : 수소라인
EL : 폐열 회수라인100: LNG storage tank
110: LNG supply pump
200: carburetor
300: reformer
400: gas generator
500: boiler
600: steam generator
LL: LNG supply line
NL1, NL2: Gas line
SL1, SL2: Steam line
CL1, CL2: Condensation line
RL: Condensate recovery line
HL: hydrogen line
EL: Waste heat recovery line

Claims (10)

액화가스를 기화시키는 기화기;
상기 기화기에서 기화된 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 가스 발전기;
상기 가스 발전기에서 전력을 생산하면서 발생하는 폐열을 회수하여 스팀을 생성하는 보일러;
상기 보일러에서 생성된 스팀과, 상기 기화기에서 기화된 재기화 가스를 이용하여 수소를 생성하는 개질기; 및
상기 개질기로부터 배출된 응축수를 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키는 열원으로 공급하는 제1 응축라인;을 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트. A vaporizer for vaporizing liquefied gas;
A gas generator generating electric power by using the regasification gas vaporized in the vaporizer;
A boiler for generating steam by recovering waste heat generated while generating power from the gas generator;
A reformer for generating hydrogen using steam generated in the boiler and regasification gas vaporized in the vaporizer; And
A first condensation line for supplying the condensed water discharged from the reformer as a heat source for vaporizing liquefied gas in the carburetor; including, a hydrogen fuel cell complex power plant having a floating LNG power generation system and a hydrogen generation system. 청구항 1에 있어서,
상기 보일러에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 스팀 발전기; 및
상기 스팀 발전기로부터 배출된 응축수를 상기 기화기에서 액화가스를 기화시키는 열원으로 공급하는 제2 응축라인;을 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트. The method according to claim 1,
A steam generator generating electric power by using the steam generated by the boiler; And
A second condensation line for supplying the condensed water discharged from the steam generator to a heat source for vaporizing liquefied gas in the vaporizer. Containing, a hydrogen fuel cell complex power plant having a floating LNG power generation system and a hydrogen generation system. 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 기화기에서 액화가스를 기화시키면서 온도가 낮아진 응축수를 상기 보일러로 재순환시키는 응축수 회수라인;을 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트. The method according to claim 1 or 2,
A condensed water recovery line for recirculating condensed water having a lowered temperature to the boiler while vaporizing liquefied gas in the carburetor; further comprising, a hydrogen fuel cell combined cycle power plant having a floating LNG power generation system and a hydrogen generation system. 청구항 1에 있어서,
상기 개질기에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 수소 수요처;를 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트. The method according to claim 1,
Hydrogen fuel cell complex power plant having a floating LNG power generation and hydrogen generation system further comprising; a hydrogen consumer that generates power using the hydrogen generated by the reformer. 청구항 1에 있어서,
상기 보일러에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 스팀 발전기;
상기 개질기에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 수소 수요처; 및
상기 가스 발전기, 스팀 발전기 및 수소 수요처 중 어느 하나 이상에서 생산된 전력을 육상의 전력 수요처로 공급하는 배전반;을 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트. The method according to claim 1,
A steam generator generating electric power by using the steam generated by the boiler;
A hydrogen consumer that generates electric power by using the hydrogen generated in the reformer; And
The gas generator, the steam generator, and a switchboard for supplying power produced by any one or more of the hydrogen demanders to the onshore power demander; further comprising, a hydrogen fuel cell complex power generation plant with a floating LNG power generation and hydrogen generation system. 청구항 1에 있어서,
상기 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 및
상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 개질기에서 요구하는 압력까지 압축하여 기화기로 공급하는 액화가스 공급펌프;를 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트. The method according to claim 1,
A liquefied gas storage tank for storing the liquefied gas; And
A liquefied gas supply pump for compressing the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank to a pressure required by the reformer and supplying it to the vaporizer; further comprising, a hydrogen fuel cell complex power plant having a floating LNG power generation and hydrogen generation system. 액화가스를 재기화시키는 재기화 단계;
상기 재기화 단계에서 생성된 재기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 제1 전력 생산 단계;
상기 제1 전력 생산 단계에서 발생한 폐열을 회수하여 스팀을 생성하는 스팀 생성 단계;
상기 스팀 생성 단계에서 생성된 스팀과 상기 재기화 단계에서 생성된 재기화 가스를 이용하여 수소를 생성하는 수소 생성 단계; 및
상기 수소 생성 단계에서 스팀이 응축되어 생성된 응축수를 상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키기 위한 열원으로 공급하는 제1 열원 회수 단계;를 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운용 방법. A regasification step of regasifying the liquefied gas;
A first power generation step of generating power by using the regasification gas generated in the regasification step;
A steam generation step of recovering waste heat generated in the first power generation step to generate steam;
A hydrogen generation step of generating hydrogen using the steam generated in the steam generation step and the regasification gas generated in the regasification step; And
A first heat source recovery step of supplying condensed water generated by condensing steam in the hydrogen generation step as a heat source for regasifying the liquefied gas in the regasification step; including, hydrogen having a floating LNG power generation system and a hydrogen generation system How to operate a fuel cell combined cycle power plant. 청구항 7에 있어서,
상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키면서 온도가 낮아진 응축수를 상기 스팀 생성 단계로 공급하는 응축수 회수 단계;를 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운용 방법.The method of claim 7,
Condensate recovery step of supplying condensed water having a lowered temperature to the steam generation step while regasifying the liquefied gas in the regasification step; operation of a hydrogen fuel cell complex power plant having a floating LNG power generation system and a hydrogen generation system further comprising Way. 청구항 8에 있어서,
상기 스팀 생성 단계에서 생성된 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 제2 전력 생산 단계; 및
상기 스팀 생성 단계에서 전력을 생산하면서 스팀이 응축되어 생성된 응축수를 상기 재기화 단계에서 액화가스를 재기화시키기 위한 열원으로 공급하는 제2 열원 회수 단계;를 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운용 방법. The method of claim 8,
A second power generation step of generating power by using the steam generated in the steam generation step; And
A second heat source recovery step of supplying condensed water generated by condensing steam while generating power in the steam generating step as a heat source for regasifying liquefied gas in the regasification step; including, floating LNG power generation and hydrogen generation A method of operating a hydrogen fuel cell combined cycle power plant equipped with a system. 청구항 7에 있어서,
상기 수소 생성 단계에서 생성된 수소를 이용하여 전력을 생산하는 제3 전력 생산 단계; 및
상기 제1 전력 생산 단계, 제2 전력 생산 단계 및 제3 전력 생산 단계 중 어느 한 단계 이상에서 생산된 전력을 육상 수요처로 공급하는 전력 공급 단계;를 더 포함하는, 부유식 LNG 발전 및 수소 생성 시스템을 갖춘 수소 연료전지 복합 발전 플랜트의 운용 방법.
The method of claim 7,
A third power generation step of generating power by using the hydrogen generated in the hydrogen generation step; And
A power supply step of supplying the power produced in one or more of the first power production step, the second power production step, and the third power production step to a land demand destination; further comprising, floating LNG power generation and hydrogen generation system A method of operating a hydrogen fuel cell combined cycle power plant equipped with.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021251707A1 (en) 2020-06-09 2021-12-16 사회복지법인 삼성생명공익재단 Genetically-modified cell line for nk cell activation and amplification, and use thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120130239A (en) * 2010-02-25 2012-11-29 모덱 인터내셔날, 엘엘씨 Tension leg platform with improved hydrodynamic performance
KR20130062327A (en) * 2010-07-08 2013-06-12 아이티알이씨 비. 브이. Semi-submersible vessel and operating method
KR20140012263A (en) * 2012-07-19 2014-02-03 한국건설기술연구원 Floating platform and manufacturing method of floating platform
KR20190080354A (en) * 2017-12-28 2019-07-08 대우조선해양 주식회사 Floating Power Plant and Employment Method therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120130239A (en) * 2010-02-25 2012-11-29 모덱 인터내셔날, 엘엘씨 Tension leg platform with improved hydrodynamic performance
KR20130062327A (en) * 2010-07-08 2013-06-12 아이티알이씨 비. 브이. Semi-submersible vessel and operating method
KR20140012263A (en) * 2012-07-19 2014-02-03 한국건설기술연구원 Floating platform and manufacturing method of floating platform
KR20190080354A (en) * 2017-12-28 2019-07-08 대우조선해양 주식회사 Floating Power Plant and Employment Method therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021251707A1 (en) 2020-06-09 2021-12-16 사회복지법인 삼성생명공익재단 Genetically-modified cell line for nk cell activation and amplification, and use thereof

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