KR20220020609A - Nuclear power load response generation system using carbon dioxide compression storage system - Google Patents

Nuclear power load response generation system using carbon dioxide compression storage system Download PDF

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KR20220020609A
KR20220020609A KR1020200101118A KR20200101118A KR20220020609A KR 20220020609 A KR20220020609 A KR 20220020609A KR 1020200101118 A KR1020200101118 A KR 1020200101118A KR 20200101118 A KR20200101118 A KR 20200101118A KR 20220020609 A KR20220020609 A KR 20220020609A
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Abstract

The present invention relates to a nuclear power load response generation system which comprises: a thermal energy storage system that is connected to a secondary system of a nuclear power plant through a thermal coupling method to convert surplus energy branched from the secondary system into thermal energy and store the converted thermal energy; and a carbon dioxide compression storage system linked with the secondary system of the nuclear power plant through a mechanical coupling method to convert the surplus energy branched from the secondary system into carbon dioxide compression energy to store it and generate load response power based on the carbon dioxide compression energy and the thermal energy.

Description

이산화탄소 압축 저장 시스템을 활용한 원자력 부하대응 발전 시스템{NUCLEAR POWER LOAD RESPONSE GENERATION SYSTEM USING CARBON DIOXIDE COMPRESSION STORAGE SYSTEM}Nuclear Load Response Power Generation System Using Carbon Dioxide Compression Storage System

본 발명은 원자력 부하대응 발전 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원자력 발전소의 2차 계통과 연계하여 상기 2차 계통의 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 저장 시스템 및 열에너지 저장 시스템에 저장할 수 있는 원자력 부하대응 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a nuclear load response power generation system, and more particularly, a nuclear load response power generation system capable of storing the surplus energy of the secondary system in a carbon dioxide compression storage system and a thermal energy storage system in connection with the secondary system of a nuclear power plant is about

원자력 발전소는 원자력을 이용하여 전력을 생산하는 발전소이다. 원자핵이 붕괴하거나 핵 반응을 일으킬 때 방출되는 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 시설을 갖춘 곳이다.A nuclear power plant is a power plant that uses nuclear power to produce electricity. It is a place equipped with a facility to generate electricity using the energy released when an atomic nucleus decays or initiates a nuclear reaction.

도 1은 일반적인 원자력 발전소의 계통 구조를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 원자력 발전소(10)는 핵 증기 관련 설비 계통인 1차 계통(primary system, 11)과 터빈 발전기 관련 설비 계통인 2차 계통(secondary system, 12)으로 분류될 수 있다.1 is a diagram showing the system structure of a typical nuclear power plant. As shown in FIG. 1 , the nuclear power plant 10 may be classified into a primary system 11 , which is a nuclear steam-related facility system, and a secondary system 12 , which is a turbine generator-related facility system. .

1차 계통(11)은 감속재 및 냉각재로 경수를 사용하며, 원자로 내의 연료다발에서 열을 흡수하여 증기발생기를 통해 증기를 발생시키는 원자력 발전소의 핵심 계통이다. 한편, 2차 계통(12)은 핵 증기 공급 계통에서 증기발생기를 통해 발생한 증기의 열에너지를 동력, 즉 전기에너지로 변환시켜주는 계통으로 일반 화력발전소의 계 통과 유사하다.The primary system 11 is a core system of a nuclear power plant that uses light water as a moderator and a coolant, and generates steam through a steam generator by absorbing heat from a fuel bundle in the nuclear reactor. On the other hand, the secondary system 12 is a system that converts thermal energy of steam generated through the steam generator in the nuclear steam supply system into power, that is, electrical energy, and is similar to that of a general thermal power plant.

이러한 1/2차 계통 구조를 갖는 원자력 발전은 소량의 핵 연료로 막대한 에너지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 화석 연료와는 달리 이산화탄소(CO2)와 같은 환경오염물질의 배출이 없어 환경보전 차원에서도 지속적인 개발이 불가피한 실정이다.Nuclear power generation with such a secondary system structure can obtain enormous energy with a small amount of nuclear fuel, and unlike fossil fuels, there is no emission of environmental pollutants such as carbon dioxide (CO 2 ), so it is continuously developed in terms of environmental conservation. This is an unavoidable situation.

한편, 국제 기후 협약에 따른 탄소 배출량을 의무적으로 줄이게 되면서, 신 재생 에너지의 비율이 점점 높아지는 추세이다. 이러한 신 재생 에너지 중 태양광 에너지의 증가로 인해 태양광 에너지가 최대가 되는 정오에 다다르면 전력 계통에서 공급 과잉이 일어나 기존 발전 시스템들은 발전량을 줄여야 한다. 그런데, 기존 화력 발전이나 가스 발전의 경우 출력 조절이 용이하나, 원자력 발전의 경우 1차 계통의 핵 연료 및 피복관 등의 건전성 문제로 출력 감발이 쉽지 않아 부하 대응 능력이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 전력 계통 상에서 신 재생 에너지원의 출력 변동성에 따라 공급 과잉이 발생하는 경우, 원자력 발전소의 1차 계통에 미치는 영향을 최소화하면서 해당 발전소의 잉여 에너지를 저장할 수 있는 시스템의 필요성이 대두되고 있다.On the other hand, as carbon emissions are compulsorily reduced according to international climate agreements, the proportion of new and renewable energy is gradually increasing. Among these renewable energies, when solar energy reaches its maximum at noon due to the increase in solar energy, there is an oversupply in the power system, and existing power generation systems must reduce the amount of power generation. However, in the case of conventional thermal power generation or gas power generation, it is easy to control the output, but in the case of nuclear power generation, it is not easy to reduce the output due to the soundness of the primary system nuclear fuel and cladding, so there is a problem that the load response ability is lowered. Therefore, when an oversupply occurs according to the output variability of the renewable energy source on the power system, the need for a system capable of storing the surplus energy of the nuclear power plant while minimizing the effect on the primary system of the nuclear power plant is emerging.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 전력 계통(grid)의 부하 변동 시, 원자력 발전소의 부하 대응 능력을 향상시킬 수 있는 원자력 부하대응 발전 시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above and other problems. Another object of the present invention is to provide a nuclear load response power generation system capable of improving the load response capability of a nuclear power plant when a load of a power grid changes.

또 다른 목적은 원자력 발전소의 2차 계통과 연계되어, 상기 2차 계통의 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 저장 시스템 및 열에너지 저장 시스템에 저장할 수 있는 원자력 부하대응 발전 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a nuclear load response power generation system that is connected to the secondary system of a nuclear power plant and can store the surplus energy of the secondary system in a carbon dioxide compression storage system and a thermal energy storage system.

또 다른 목적은 증기 터빈을 이용한 기계적 결합 방식 및 열 교환기를 이용한 열적 결합 방식을 통해 원자력 발전소의 2차 계통과 연계할 수 있는 원자력 부하대응 발전 시스템을 제공함에 있다.Another object is to provide a nuclear load response power generation system that can be linked with the secondary system of a nuclear power plant through a mechanical coupling method using a steam turbine and a thermal coupling method using a heat exchanger.

또 다른 목적은 이산화탄소 압축 저장 시스템에 저장된 압축 에너지와 열에너지 저장 시스템에 저장된 열에너지를 이용하여 부하 대응 전력을 생산할 수 있는 원자력 부하대응 발전 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a nuclear power generation system capable of generating load-response power by using compressed energy stored in the carbon dioxide compression storage system and thermal energy stored in the thermal energy storage system.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 원자력 발전소의 2차 계통과 열적 결합 방식을 통해 연계되어, 상기 2차 계통에서 분기되는 잉여 에너지를 열에너지로 변환하고, 상기 변환된 열에너지를 저장하는 열에너지 저장 시스템; 및 상기 원자력 발전소의 2차 계통과 기계적 결합 방식을 통해 연계되어, 상기 2차 계통에서 분기되는 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 에너지로 변환하여 저장하고, 상기 이산화탄소 압축 에너지와 상기 열에너지를 기반으로 부하 대응 전력을 생산하는 이산화탄소 압축 저장 시스템을 포함하는 원자력 부하대응 발전 시스템을 제공한다.According to one aspect of the present invention in order to achieve the above or other object, it is connected through a thermal coupling method with the secondary system of a nuclear power plant, and converts surplus energy branched from the secondary system into thermal energy, and the converted thermal energy thermal energy storage system to store; And it is linked with the secondary system of the nuclear power plant through a mechanical coupling method, converts the surplus energy branched from the secondary system into carbon dioxide compressed energy and stores it, and provides load response power based on the carbon dioxide compressed energy and the thermal energy It provides a nuclear load response power generation system including a carbon dioxide compressed storage system for producing.

좀 더 바람직하게는, 상기 열에너지 저장 시스템은 열 교환기를 이용한 열적 결합 방식을 사용하여 원자력 발전소의 2차 계통과 연계하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 열에너지 저장 시스템은 열 교환기, 고온 탱크, 저온 탱크 및 열 전달 유체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 열 전달 유체는, HITEC salt임을 특징으로 한다. More preferably, the thermal energy storage system is characterized in that it is linked with the secondary system of the nuclear power plant using a thermal coupling method using a heat exchanger. In addition, the thermal energy storage system is characterized in that it includes a heat exchanger, a high temperature tank, a low temperature tank and a heat transfer fluid. In addition, the heat transfer fluid is characterized in that it is a HITEC salt.

좀 더 바람직하게는, 상기 이산화탄소 압축 저장 시스템은 증기 터빈을 이용한 기계적 결합 방식을 사용하여 원자력 발전소의 2차 계통과 연계하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 이산화탄소 압축 저장 시스템은 증기 터빈, 압축기, 제1 및 제2 이산화탄소 탱크, 히터, 이산화탄소 터빈, 냉각기 및 발전기를 포함하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the carbon dioxide compression storage system is characterized in that it is linked with the secondary system of the nuclear power plant using a mechanical coupling method using a steam turbine. In addition, the carbon dioxide compression storage system is characterized in that it includes a steam turbine, a compressor, first and second carbon dioxide tanks, a heater, a carbon dioxide turbine, a cooler and a generator.

좀 더 바람직하게는, 상기 이산화탄소 압축 저장 시스템은 증기 터빈, 압축기, 제1 및 제2 이산화탄소 탱크, 히터, 이산화탄소 터빈, 열 교환 시스템 및 발전기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 열 교환 시스템은, 제1 열 교환기, 제2 열 교환기, 저온 탱크, 고온 탱크, 냉각기 및 열 전달 유체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 열 전달 유체는 물(H2O)임을 특징으로 한다. More preferably, the carbon dioxide compression storage system comprises a steam turbine, a compressor, first and second carbon dioxide tanks, a heater, a carbon dioxide turbine, a heat exchange system and a generator. Further, the heat exchange system is characterized in that it comprises a first heat exchanger, a second heat exchanger, a low temperature tank, a high temperature tank, a cooler and a heat transfer fluid. In addition, the heat transfer fluid is characterized in that water (H 2 O).

좀 더 바람직하게는, 상기 원자력 부하대응 발전 시스템은, 전력 계통에서의 부하 변동에 따라, 원자력 발전의 2차 계통에서 발생하는 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 저장 시스템 및 열에너지 저장 시스템에 저장하는 충전 과정과, 상기 이산화탄소 압축 저장 시스템의 압축 에너지와 상기 열에너지 저장 시스템의 열에너지를 기반으로 부하 대응 전력을 생산하는 방전 과정을 번갈아 가며 수행하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the nuclear load response power generation system comprises: a charging process of storing surplus energy generated in the secondary system of nuclear power generation in a carbon dioxide compression storage system and a thermal energy storage system according to a load change in the power system; It is characterized in that the discharge process for generating load-response power is alternately performed based on the compressed energy of the carbon dioxide compression storage system and the thermal energy of the thermal energy storage system.

본 발명의 실시 예들에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the nuclear load response power generation system according to embodiments of the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 원자력 발전의 2차 계통과 기계적 및 열적으로 연계되어 상기 2차 계통에서 생성되는 잉여 에너지를 이용함으로써, 상기 원자력 발전의 1차 계통에 미치는 영향을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, by using the surplus energy generated in the secondary system in mechanical and thermal connection with the secondary system of the nuclear power plant, the impact on the primary system of the nuclear power plant can be minimized. It has the advantage of being able to

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 이산화탄소 압축 저장 시스템에 저장된 압축 에너지와 열에너지 저장 시스템에 저장된 열에너지를 이용하여 부하 대응 전력을 생산함으로써, 원자력 발전의 부하 대응 능력을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, by using the compressed energy stored in the carbon dioxide compression storage system and the thermal energy stored in the thermal energy storage system to produce load-response power, it is possible to significantly improve the load-response capability of nuclear power generation. There are advantages.

다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be achieved by the nuclear load response power generation system according to the embodiments of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned are common in the technical field to which the present invention belongs from the description below. It will be clearly understood by those with the knowledge of

도 1은 일반적인 원자력 발전소의 계통 구조를 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템의 전체 구성도;
도 3은 도 2의 원자력 부하대응 발전 시스템의 충전 과정을 나타내는 도면;
도 4는 도 2의 원자력 부하대응 발전 시스템의 방전 과정을 나타내는 도면;
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템의 전체 구성도;
도 6은 도 5의 원자력 부하대응 발전 시스템의 충전 과정을 나타내는 도면;
도 7은 도 5의 원자력 부하대응 발전 시스템의 방전 과정을 나타내는 도면.1 is a view showing the system structure of a typical nuclear power plant;
2 is an overall configuration diagram of a nuclear load response power generation system according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a view showing a charging process of the nuclear load response power generation system of Figure 2;
Figure 4 is a view showing a discharge process of the nuclear load response power generation system of Figure 2;
5 is an overall configuration diagram of a nuclear load response power generation system according to another embodiment of the present invention;
6 is a view showing a charging process of the nuclear load response power generation system of FIG. 5;
7 is a view showing a discharge process of the nuclear load response power generation system of FIG. 5;

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.

한편, 이하 본 명세서에서 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.On the other hand, when a component is referred to as "connected" or "connected" to another component in the present specification, it may be directly connected or connected to the other component, but other components in the middle It should be understood that there may be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly contacted" with another element, it should be understood that no other element is present in the middle. Other expressions for describing the relationship between elements, that is, expressions such as "between" and "immediately between" or "adjacent to" and "directly adjacent to", should be interpreted similarly.

또한, 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the existence of an embodied feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, one or more other features or numbers, It should be understood that the existence or addition of steps, operations, components, parts or combinations thereof is not precluded in advance.

본 발명은 전력 계통의 부하 변동 시, 원자력 발전소의 부하 대응 능력을 향상시킬 수 있는 원자력 부하대응 발전 시스템을 제안한다. 또한, 본 발명은 원자력 발전소의 2차 계통과 연계되어, 상기 2차 계통의 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 저장 시스템 및 열에너지 저장 시스템에 저장할 수 있는 원자력 부하대응 발전 시스템을 제안한다. 또한, 본 발명은 증기 터빈을 이용한 기계적 결합 방식 및 열 교환기를 이용한 열적 결합 방식을 통해 원자력 발전소의 2차 계통과 연계할 수 있는 원자력 부하대응 발전 시스템을 제안한다. 또한, 본 발명은 이산화탄소 압축 저장 시스템에 저장된 압축 에너지와 열에너지 저장 시스템에 저장된 열에너지를 이용하여 부하 대응 전력을 생산할 수 있는 원자력 부하대응 발전 시스템을 제안한다.The present invention proposes a nuclear load response power generation system capable of improving the load response capability of a nuclear power plant when the load of a power system changes. In addition, the present invention is linked to the secondary system of a nuclear power plant, and proposes a nuclear load response power generation system capable of storing the surplus energy of the secondary system in a carbon dioxide compression storage system and a thermal energy storage system. In addition, the present invention proposes a nuclear load response power generation system that can be linked with the secondary system of a nuclear power plant through a mechanical coupling method using a steam turbine and a thermal coupling method using a heat exchanger. In addition, the present invention proposes a nuclear load response power generation system capable of producing load response power using the compressed energy stored in the carbon dioxide compression storage system and the thermal energy stored in the thermal energy storage system.

이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템의 전체 구성도이고, 도 3은 도 2의 원자력 부하대응 발전 시스템의 충전 과정을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 원자력 부하대응 발전 시스템의 방전 과정을 나타내는 도면이다.2 is an overall configuration diagram of a nuclear load response power generation system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram illustrating a charging process of the nuclear load response power generation system of FIG. 2 , and FIG. 4 is a nuclear load response power generation system of FIG. It is a diagram showing the discharge process of the power generation system.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템(100)은 이산화탄소 압축 에너지를 저장하는 이산화탄소 압축 저장 시스템(110)과, 열에너지를 저장하는 열에너지 저장 시스템(120)으로 구성될 수 있다. 한편, 도면에 도시되고 있지 않지만, 상기 원자력 부하 대응 발전 시스템(100)은 이산화탄소 압축 저장 시스템(110) 및 열에너지 저장 시스템(120)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있는 제어장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.2 to 4 , the nuclear load response power generation system 100 according to an embodiment of the present invention includes a carbon dioxide compression storage system 110 for storing compressed carbon dioxide energy, and a thermal energy storage system 120 for storing thermal energy. ) can be composed of On the other hand, although not shown in the drawings, the nuclear load response power generation system 100 further includes a control device (not shown) that can control the overall operation of the carbon dioxide compression storage system 110 and the thermal energy storage system 120 . may include

이산화탄소 압축 저장 시스템(110)은, 증기 터빈을 이용한 기계적 결합 방식을 통해 원자력 발전의 2차 계통(50)과 연계되어, 상기 2차 계통(50)에서 분기되는 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 에너지로 변환하고, 상기 변환된 압축 에너지를 이산화탄소 탱크에 저장하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 이산화탄소 압축 저장 시스템(110)은 열에너지지 저장 시스템(120)에 저장된 열에너지를 기반으로 하나 이상의 터빈을 구동하여 부하 대응 전력을 생산하는 역할을 수행할 수 있다.The carbon dioxide compression storage system 110 is connected with the secondary system 50 of nuclear power generation through a mechanical coupling method using a steam turbine, and converts surplus energy branched from the secondary system 50 into carbon dioxide compressed energy, and , may serve to store the converted compressed energy in a carbon dioxide tank. In addition, the carbon dioxide compression storage system 110 may serve to generate load corresponding power by driving one or more turbines based on the thermal energy stored in the thermal energy paper storage system 120 .

이산화탄소 압축 저장 시스템(110)은 증기 터빈(111), 제1 및 제2 회전 부재(112a, 112b), 압축기(113), 제1 및 제2 이산화탄소 탱크(114, 115), 히터(116), 이산화탄소 터빈(117), 냉각기(118) 및 발전기(119)를 포함할 수 있다. The carbon dioxide compression storage system 110 includes a steam turbine 111, first and second rotating members 112a and 112b, a compressor 113, first and second carbon dioxide tanks 114 and 115, a heater 116, It may include a carbon dioxide turbine 117 , a cooler 118 and a generator 119 .

증기 터빈(111)은 원자력 발전소의 2차 계통(50)에서 분기된 고온/고압의 증기가 팽창하면서 터빈의 회전 날개에 충동 또는 반동력을 주어 열 에너지를 기계적 에너지로 변환시킬 수 있다. 상기 증기 터빈(111)을 통해 획득한 기계적 에너지는 압축기(113)에서 작동 유체인 이산화탄소(CO2)를 압축하는데 필요한 에너지로 공급된다. 상기 증기 터빈(111)을 통과한 증기는 원자력 발전소의 2차 계통(50)으로 복귀한다.The steam turbine 111 may convert thermal energy into mechanical energy by applying impulse or reaction force to the rotor blades of the turbine while the high-temperature/high-pressure steam branched from the secondary system 50 of the nuclear power plant expands. Mechanical energy obtained through the steam turbine 111 is supplied as energy required to compress carbon dioxide (CO 2 ), which is a working fluid, in the compressor 113 . The steam passing through the steam turbine 111 returns to the secondary system 50 of the nuclear power plant.

증기 터빈(111)에는 축류식과 원심식의 2 종류가 있으며 발전 용량에 따라 그 사용이 나누어진다. 일 실시 예로, 상기 증기 터빈(111)은 다단 축류식이 사용될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다. 다단 축류식 터빈의 기본 구조는 증속류를 만들어 내는 정익과 그것을 회전 에너지로 변환시키는 동익으로 구성되며, 고온/고압의 공기 매질을 서서히 증속 팽창시켜 회전 에너지를 추출해 낸다.There are two types of steam turbine 111, axial flow type and centrifugal type, and their use is divided according to power generation capacity. In one embodiment, the steam turbine 111 may use a multi-stage axial flow type, but is not necessarily limited thereto. The basic structure of a multi-stage axial flow turbine is composed of a stator blade that generates an incremental flow and a rotor blade that converts it into rotational energy.

제1 회전 부재(112a)는 증기 터빈(111)과 압축기(113)를 서로 연결하며, 상기 증기 터빈(111)에서 발생된 기계적 에너지(즉, 회전 에너지)를 상기 압축기(113)로 전달하는 동작을 수행할 수 있다. 상기 제1 회전 부재(112a)는 회전 축(rotator) 및/또는 기어 박스(gear box) 등을 통해 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The first rotating member 112a connects the steam turbine 111 and the compressor 113 to each other, and transfers mechanical energy (ie, rotational energy) generated in the steam turbine 111 to the compressor 113 . can be performed. The first rotating member 112a may be configured through a rotating shaft (rotator) and/or a gear box (gear box), but is not necessarily limited thereto.

압축기(113)는 증기 터빈(111)에서 제공 받은 기계적 에너지를 이용하여 제1 이산화탄소 탱크(114)로부터 유입되는 이산화탄소(CO2)를 압축시키는 동작을 수행할 수 있다. 상기 압축기(113)를 통과한 이산화탄소는 제2 이산화탄소 탱크(115)로 이동하게 된다. 이때, 제1 이산화탄소 탱크(114)로부터 유입된 이산화탄소는 저온/저압 상태에서 저온/고압 상태로 변환되어 제2 이산화탄소 탱크(115)로 이동하게 된다.The compressor 113 may perform an operation of compressing the carbon dioxide (CO 2 ) introduced from the first carbon dioxide tank 114 by using the mechanical energy provided from the steam turbine 111 . The carbon dioxide that has passed through the compressor 113 moves to the second carbon dioxide tank 115 . At this time, the carbon dioxide introduced from the first carbon dioxide tank 114 is converted from a low temperature/low pressure state to a low temperature/high pressure state and moves to the second carbon dioxide tank 115 .

압축기(113)는 증기 터빈(111)과 제1 회전 부재(112a)로 연결되어 회전 구동한다. 상기 압축기(113)로는 축류식 압축기와 원심식 압축기 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 상기 압축기(113)는 회전하여 유체에 에너지를 제공하는 하나 이상의 동익과 이 유체를 감속시켜 압력을 상승시키는 하나 이상의 정익으로 구성될 수 있다.The compressor 113 is connected to the steam turbine 111 and the first rotating member 112a to rotate. As the compressor 113, any one of an axial compressor and a centrifugal compressor may be used. The compressor 113 may be composed of one or more rotor blades that rotate to provide energy to the fluid and one or more stator blades that increase the pressure by decelerating the fluid.

제1 이산화탄소 탱크(또는 저압 이산화탄소 탱크, 114)는 냉각기(118)로부터 유입되는 저온/저압 상태의 이산화탄소를 저장하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 제1 이산화탄소 탱크(114)는, 제어장치의 제어 명령에 따라, 상기 저온/저압 상태의 이산화탄소를 압축기(113) 방향으로 제공할 수 있다.The first carbon dioxide tank (or low-pressure carbon dioxide tank, 114 ) may serve to store carbon dioxide in a low-temperature/low-pressure state introduced from the cooler 118 . The first carbon dioxide tank 114 may provide the carbon dioxide in the low temperature/low pressure state toward the compressor 113 according to a control command of the control device.

제2 이산화탄소 탱크(또는 고압 이산화탄소 탱크, 115)는 압축기(113)로부터 유입되는 저온/고압 상태의 이산화탄소를 저장하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 제2 이산화탄소 탱크(115)는, 제어장치의 제어 명령에 따라, 상기 저온/고압 상태의 이산화탄소를 히터(116) 방향으로 제공할 수 있다.The second carbon dioxide tank (or high-pressure carbon dioxide tank, 115 ) may serve to store carbon dioxide in a low-temperature/high-pressure state introduced from the compressor 113 . The second carbon dioxide tank 115 may provide the low-temperature/high-pressure carbon dioxide in the direction of the heater 116 according to a control command of the controller.

히터(116)는, 일종의 열 교환기로서, 고온 탱크(122)에서 배출되는 열 전달 유체와 제2 이산화탄소 탱크(115)에서 배출되는 작동 유체 간에 열 교환 처리를 수행할 수 있다. 즉, 히터(116)는 고온 탱크(122)로부터 유입되는 열 전달 유체의 열을 흡수하고, 상기 흡수된 열을 제2 이산화탄소 탱크(115)로부터 유입되는 작동 유체로 전달할 수 있다. 이러한 히터(116)를 통과한 열 전달 유체는 저온 탱크(123)로 이동하게 되고, 히터(116)를 통과한 작동 유체는 이산화탄소 터빈(117)으로 이동하게 된다.The heater 116 is a type of heat exchanger, and may perform heat exchange treatment between the heat transfer fluid discharged from the high temperature tank 122 and the working fluid discharged from the second carbon dioxide tank 115 . That is, the heater 116 may absorb the heat of the heat transfer fluid flowing from the high temperature tank 122 and transfer the absorbed heat to the working fluid flowing in from the second carbon dioxide tank 115 . The heat transfer fluid passing through the heater 116 moves to the low temperature tank 123 , and the working fluid passing through the heater 116 moves to the carbon dioxide turbine 117 .

이산화탄소 터빈(117)은 히터(116)를 통과한 고온/고압의 작동 유체가 팽창하면서 터빈의 회전 날개에 충동 또는 반동력을 주어 열 에너지를 기계적 에너지로 변환시킬 수 있다. 상기 이산화탄소 터빈(117)을 통해 획득한 기계적 에너지는 발전기(119)에서 전기를 생산하는데 필요한 에너지로 공급된다.The carbon dioxide turbine 117 may convert thermal energy into mechanical energy by applying an impulse or reaction force to the rotor blades of the turbine while the high-temperature/high-pressure working fluid passing through the heater 116 expands. The mechanical energy obtained through the carbon dioxide turbine 117 is supplied as energy required to produce electricity in the generator 119 .

이산화탄소 터빈(117)에는 축류식과 원심식의 2 종류가 있으며 발전 용량에 따라 그 사용이 나누어진다. 일 실시 예로, 상기 이산화탄소 터빈(117)은 다단 축류식이 사용될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다. 다단 축류식 터빈의 기본 구조는 증속류를 만들어 내는 정익과 그것을 회전 에너지로 변환시키는 동익으로 구성되며, 고온/고압의 작동 유체를 서서히 증속 팽창시켜 회전 에너지를 추출해 낸다.There are two types of carbon dioxide turbine 117, axial flow type and centrifugal type, and their use is divided according to power generation capacity. In one embodiment, the carbon dioxide turbine 117 may use a multi-stage axial flow type, but is not necessarily limited thereto. The basic structure of a multi-stage axial flow turbine is composed of a stator blade that creates an increasing flow and a rotor blade that converts it into rotational energy.

냉각기(118)는 이산화탄소 터빈(117)으로부터 유입되는 작동 유체를 냉각시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 냉각기(118)의 냉각 방식으로는 공랭식 또는 수랭식이 사용될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다. 또한, 상기 냉각기(118)의 냉매로는 공기, 물(H2O), 수소(H2), 이산화탄소(CO2), 초임계 이산화탄소(S-CO2) 등이 사용될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The cooler 118 may perform a function of cooling the working fluid introduced from the carbon dioxide turbine 117 . As a cooling method of the cooler 118 , an air cooling type or a water cooling type may be used, but is not necessarily limited thereto. In addition, as the refrigerant of the cooler 118, air, water (H 2 O), hydrogen (H 2 ), carbon dioxide (CO 2 ) , supercritical carbon dioxide (S-CO 2 ), etc. may be used, and are not necessarily limited thereto. does not

제2 회전 부재(112b)는 이산화탄소 터빈(117)과 발전기(119)를 서로 연결하며, 상기 이산화탄소 터빈(117)에서 발생된 기계적 에너지(즉, 회전 에너지)를 상기 발전기(119)로 전달하는 동작을 수행할 수 있다. 상기 제2 회전 부재(112b)는 회전 축(rotator) 및/또는 기어 박스(gear box) 등을 통해 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The second rotating member 112b connects the carbon dioxide turbine 117 and the generator 119 to each other, and transfers mechanical energy (ie, rotational energy) generated in the carbon dioxide turbine 117 to the generator 119 . can be performed. The second rotation member 112b may be configured through a rotation shaft and/or a gear box, but is not limited thereto.

발전기(119)는 이산화탄소 터빈(117)과 제2 회전 부재(112b)를 통해 연결되어 회전 구동한다. 상기 발전기(119)는 이산화탄소 터빈(117)에서 공급 받은 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 발전기(119)로는 직류 발전기와 교류 발전기 중 어느 하나가 사용될 수 있으며, 좀 더 바람직하게는 교류 발전기가 사용될 수 있다.The generator 119 is connected to the carbon dioxide turbine 117 and the second rotating member 112b to rotate. The generator 119 may generate electricity by converting mechanical energy supplied from the carbon dioxide turbine 117 into electrical energy. As the generator 119, any one of a DC generator and an AC generator may be used, and more preferably, an AC generator may be used.

이산화탄소 압축 저장 시스템(110)의 작동 유체인 이산화탄소는 발전 사이클을 순환하면서 열에너지 저장 시스템(120)의 열원을 기반으로 추가 전력을 생산하는데 사용된다. Carbon dioxide, which is the working fluid of the carbon dioxide compressed storage system 110 , is used to generate additional power based on the heat source of the thermal energy storage system 120 while circulating the power generation cycle.

열에너지 저장 시스템(120)은, 열 교환기를 이용한 열적 결합 방식을 통해 원자력 발전의 2차 계통(50)과 연계되어, 상기 2차 계통(50)에서 분기되는 잉여 에너지를 열에너지로 변환하고, 상기 변환된 열에너지를 열 탱크(heat tank)에 저장하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 열에너지 저장 시스템(120)은 열 교환기(121), 고온 탱크(122) 및 저온 탱크(123)를 포함할 수 있다.The thermal energy storage system 120 is linked with the secondary system 50 of nuclear power generation through a thermal coupling method using a heat exchanger, and converts the surplus energy branched from the secondary system 50 into thermal energy, and the conversion It may serve to store the converted thermal energy in a heat tank. The thermal energy storage system 120 may include a heat exchanger 121 , a high temperature tank 122 , and a low temperature tank 123 .

열 교환기(121)는 원자력 발전의 2차 계통(50)에서 일부 분기되어 배출되는 증기와 저온 탱크(123)에서 배출되는 열 전달 유체 간에 열 교환 처리를 수행할 수 있다. 즉, 열 교환기(121)는 원자력 발전의 2차 계통(50)으로부터 유입되는 잉여 에너지의 열을 흡수하고, 상기 흡수된 열을 저온 탱크(123)로부터 유입되는 열 전달 유체로 전달할 수 있다. 이러한 열 교환기(121)를 통과한 증기는 원자력 발전의 2차 계통(50)으로 복귀하게 되고, 열 교환기(121)를 통과한 열 전달 유체는 고온 탱크(122)로 이동하게 된다.The heat exchanger 121 may perform a heat exchange process between the partially branched and discharged steam from the secondary system 50 of nuclear power and the heat transfer fluid discharged from the low-temperature tank 123 . That is, the heat exchanger 121 may absorb the heat of surplus energy flowing in from the secondary system 50 of nuclear power generation, and transfer the absorbed heat to the heat transfer fluid flowing in from the low-temperature tank 123 . The steam that has passed through the heat exchanger 121 returns to the secondary system 50 of nuclear power generation, and the heat transfer fluid that has passed through the heat exchanger 121 moves to the high-temperature tank 122 .

고온 탱크(122)는 열 교환기(121)를 거치면서 열을 흡수한 고온 상태의 열 전달 유체를 저장할 수 있다. 상기 고온 탱크(122)는, 제어장치의 제어 명령에 따라, 고온 상태의 열 전달 유체를 이산화탄소 압축 저장 시스템(110)의 히터(116)로 제공할 수 있다. The high temperature tank 122 may store a heat transfer fluid in a high temperature state that has absorbed heat while passing through the heat exchanger 121 . The high-temperature tank 122 may provide a high-temperature heat transfer fluid to the heater 116 of the carbon dioxide compression storage system 110 according to a control command of the controller.

저온 탱크(123)는 히터(116)를 거치면서 열을 빼앗긴 저온 상태의 열 전달 유체를 저장할 수 있다. 상기 저온 탱크(123)는, 제어장치의 제어 명령에 따라, 저온 상태의 열 전달 유체를 열 교환기(121)로 제공할 수 있다.The low-temperature tank 123 may store a low-temperature heat transfer fluid from which heat is taken away while passing through the heater 116 . The low-temperature tank 123 may provide a low-temperature heat transfer fluid to the heat exchanger 121 according to a control command from the controller.

열 전달 유체는 열에너지 저장 시스템(120)을 순환하면서 작동 유체와의 열 교환 처리를 수행하는데 사용된다. 상기 열 전달 유체로는 열 전달 효율이 우수하고 비용이 저렴한 HITEC salt가 사용될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The heat transfer fluid is used to perform heat exchange treatment with the working fluid while circulating the thermal energy storage system 120 . As the heat transfer fluid, HITEC salt having excellent heat transfer efficiency and low cost may be used, but is not necessarily limited thereto.

본 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템(100)의 전체적인 동작은 원자력 발전의 2차 계통에서 발생하는 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 저장 시스템(110) 및 열에너지 저장 시스템(120)에 저장하는 충전(charging) 과정과, 상기 이산화탄소 압축 저장 시스템(110)의 압축 에너지와 상기 열에너지 저장 시스템(120)의 열에너지를 기반으로 부하 대응 전력을 생산하는 방전(discharging) 과정으로 구성된다.The overall operation of the nuclear load response power generation system 100 according to the present embodiment is charging to store the surplus energy generated in the secondary system of the nuclear power generation in the carbon dioxide compression storage system 110 and the thermal energy storage system 120 . process, and a discharging process for generating load corresponding power based on the compressed energy of the carbon dioxide compressed storage system 110 and the thermal energy of the thermal energy storage system 120 .

좀 더 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 원자력 부하대응 발전 시스템(100)의 충전 과정은 저온 탱크(123)에서 나온 열 전달 유체가 열 교환기(121)를 거치면서 고온의 열을 전달받은 후 고온 탱크(122)로 이동하는 일련의 과정과, 제1 이산화탄소 탱크(114)에서 나온 작동 유체가 증기 터빈 구동 압축기를 통해 압축된 후 제2 이산화탄소 탱크(115)로 이동하는 일련의 과정을 의미한다. 한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 원자력 부하대응 발전 시스템(100)의 방전 과정은 고온 탱크(122)에서 나온 열 전달 유체가 히터(116)를 거치면서 발전 사이클의 작동 유체로 열을 전달한 후 저온 탱크(123)로 이동하고, 상기 열 전달 유체로부터 열을 전달 받은 작동 유체가 발전 사이클을 순환하면서 추가 전력을 생산하는 일련의 과정을 의미한다. 여기서, 상기 충전 및 방전 과정은 전력 계통 상에서 신 재생 에너지원의 출력 변동성에 따라 번갈아 가며 수행될 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 3 , in the charging process of the nuclear load response power generation system 100 , the heat transfer fluid from the low temperature tank 123 passes through the heat exchanger 121 to receive high temperature heat. It refers to a series of processes moving to the high-temperature tank 122 and a series of processes in which the working fluid from the first carbon dioxide tank 114 is compressed through a steam turbine driven compressor and then moves to the second carbon dioxide tank 115 do. On the other hand, as shown in FIG. 4 , in the discharge process of the nuclear load response power generation system 100 , the heat transfer fluid from the high temperature tank 122 passes through the heater 116 and heat is transferred to the working fluid of the power generation cycle. It refers to a series of processes in which the working fluid that moves to the low-temperature tank 123 and receives heat from the heat transfer fluid circulates the power generation cycle to generate additional power. Here, the charging and discharging process may be alternately performed according to the output variability of the renewable energy source on the power system.

원자력 부하대응 발전 시스템(100)은, 제1 이벤트 발생 시, 원자력 발전소의 2차 계통과 연계하여 상기 2차 계통의 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 저장 시스템(110) 및 열에너지 저장 시스템(120)에 저장하는 충전 과정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제1 이벤트는 전력 계통 상에서 신 재생 에너지원의 출력 변동성에 따라 발생하는 전력 공급 과잉 이벤트일 수 있다.The nuclear load response power generation system 100, when the first event occurs, in connection with the secondary system of the nuclear power plant, the surplus energy of the secondary system is stored in the carbon dioxide compression storage system 110 and the thermal energy storage system 120. A charging process may be performed. In this case, the first event may be an excessive power supply event that occurs according to the output variability of the renewable energy source on the power system.

한편, 원자력 부하대응 발전 시스템(100)은, 제2 이벤트 발생 시, 이산화탄소 압축 저장 시스템의 압축 에너지와 열에너지 저장 시스템의 열에너지를 기반으로 부하 대응 전력을 생산하는 방전 과정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2 이벤트는 전력 계통 상에서 신 재생 에너지원의 출력 변동성에 따라 발생하는 전력 공급 부족 이벤트이거나 혹은 전력 계통 상에서 수용가의 부하 변동성에 따라 발생하는 전력 수요 과잉 이벤트일 수 있다.Meanwhile, when the second event occurs, the nuclear load response power generation system 100 may perform a discharge process for generating load response power based on the compressed energy of the carbon dioxide compressed storage system and the thermal energy of the thermal energy storage system. In this case, the second event may be a power supply shortage event that occurs according to the output variability of the renewable energy source on the power system or an excessive power demand event that occurs according to the load variability of the consumer on the power system.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템은 원자력 발전의 2차 계통에서 생성되는 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 저장 시스템 및 열에너지 저장 시스템에 저장함으로써, 상기 원자력 발전의 1차 계통에 미치는 영향을 최소화하면서 상기 원자력 발전의 부하 대응 능력을 크게 향상시킬 수 있다. As described above, the nuclear load response power generation system according to an embodiment of the present invention stores the surplus energy generated in the secondary system of nuclear power generation in the carbon dioxide compression storage system and the thermal energy storage system, so that the primary It is possible to greatly improve the load response capability of the nuclear power plant while minimizing the effect on the system.

또한, 원자력 부하대응 발전 시스템은 증기 터빈을 이용한 기계적 결합 방식과 열 교환기를 이용한 열적 결합 방식을 사용하여 원자력 발전소의 2차 계통과 효과적으로 연계할 수 있다. 이때, 상기 원자력 부하대응 발전 시스템은 기존의 모터 압축기 대신 증기 터빈 구동 압축기를 사용하여 이산화탄소를 압축함으로써, 보다 많은 이산화탄소를 압축할 수 있고 그에 따라 이산화탄소 압축 저장 시스템의 저장 용량을 증가할 수 있다.In addition, the nuclear load response power generation system can be effectively linked with the secondary system of the nuclear power plant by using a mechanical coupling method using a steam turbine and a thermal coupling method using a heat exchanger. In this case, the nuclear load response power generation system compresses carbon dioxide by using a steam turbine driven compressor instead of a conventional motor compressor, thereby compressing more carbon dioxide and thus increasing the storage capacity of the carbon dioxide compression storage system.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템의 전체 구성도이고, 도 6은 도 5의 원자력 부하대응 발전 시스템의 충전 과정을 나타내는 도면이고, 도 7은 도 5의 원자력 부하대응 발전 시스템의 방전 과정을 나타내는 도면이다.5 is an overall configuration diagram of a nuclear load response power generation system according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view showing a charging process of the nuclear load response power generation system of FIG. 5, and FIG. 7 is a nuclear load response power generation system of FIG. It is a diagram showing the discharge process of the power generation system.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템(200)은 이산화탄소 압축 에너지를 저장하는 이산화탄소 압축 저장 시스템(210)과, 열에너지를 저장하는 열에너지 저장 시스템(220)으로 구성될 수 있다. 한편, 도면에 도시되고 있지 않지만, 상기 원자력 부하 대응 발전 시스템(200)은 이산화탄소 압축 저장 시스템(210) 및 열에너지 저장 시스템(220)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있는 제어장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.5 to 7 , the nuclear load response power generation system 200 according to another embodiment of the present invention includes a carbon dioxide compression storage system 210 for storing compressed carbon dioxide energy, and a thermal energy storage system 220 for storing thermal energy. ) can be composed of On the other hand, although not shown in the drawings, the nuclear load response power generation system 200 further includes a control device (not shown) that can control the overall operation of the carbon dioxide compression storage system 210 and the thermal energy storage system 220 . may include

이산화탄소 압축 저장 시스템(210)은, 증기 터빈을 이용한 기계적 결합 방식을 통해 원자력 발전의 2차 계통(50)과 연계되어, 상기 2차 계통(50)에서 분기되는 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 에너지로 변환하고, 상기 변환된 압축 에너지를 이산화탄소 탱크에 저장하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 이산화탄소 압축 저장 시스템(210)은 열에너지 저장 시스템(220)에 저장된 열에너지를 기반으로 하나 이상의 터빈을 구동하여 부하 대응 전력을 생산하는 역할을 수행할 수 있다.The carbon dioxide compression storage system 210 is connected to the secondary system 50 of nuclear power generation through a mechanical coupling method using a steam turbine, and converts surplus energy branched from the secondary system 50 into carbon dioxide compressed energy, and , may serve to store the converted compressed energy in a carbon dioxide tank. In addition, the carbon dioxide compression storage system 210 may serve to generate load corresponding power by driving one or more turbines based on the thermal energy stored in the thermal energy storage system 220 .

이산화탄소 압축 저장 시스템(210)은 증기 터빈(211), 제1 및 제2 회전 부재(212a, 212b), 압축기(213), 제1 및 제2 이산화탄소 탱크(214, 215), 히터(216), 이산화탄소 터빈(217), 발전기(218) 및 열 교환 시스템(219)을 포함할 수 있다.The carbon dioxide compression storage system 210 includes a steam turbine 211, first and second rotating members 212a and 212b, a compressor 213, first and second carbon dioxide tanks 214 and 215, a heater 216, a carbon dioxide turbine 217 , a generator 218 , and a heat exchange system 219 .

이산화탄소 압축 저장 시스템(210)의 증기 터빈(211), 제1 및 제2 회전 부재(212a, 212b), 압축기(213), 제1 및 제2 이산화탄소 탱크(214, 215), 히터(216), 이산화탄소 터빈(217) 및 발전기(218)는 상술한 도 2의 증기 터빈(111), 제1 및 제2 회전 부재(112a, 112b), 압축기(113), 제1 및 제2 이산화탄소 탱크(114, 115), 히터(116), 이산화탄소 터빈(117) 및 발전기(119)와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다. A steam turbine 211, first and second rotating members 212a, 212b, a compressor 213, first and second carbon dioxide tanks 214, 215, a heater 216 of the carbon dioxide compression storage system 210; The carbon dioxide turbine 217 and the generator 218 are the steam turbine 111 of FIG. 2, the first and second rotating members 112a and 112b, the compressor 113, the first and second carbon dioxide tanks 114, 115), the heater 116, the carbon dioxide turbine 117, and the generator 119 are the same or similar, so a detailed description thereof will be omitted.

증기 터빈(211)은 원자력 발전소의 2차 계통(50)에서 분기된 고온/고압의 증기가 팽창하면서 터빈의 회전 날개에 충동 또는 반동력을 주어 열 에너지를 기계적 에너지로 변환시킬 수 있다. 상기 증기 터빈(211)을 통과한 증기는 원자력 발전소의 2차 계통(50)으로 복귀한다.The steam turbine 211 may convert thermal energy into mechanical energy by applying an impulse or reaction force to the rotor blades of the turbine while the high-temperature/high-pressure steam branched from the secondary system 50 of the nuclear power plant expands. The steam passing through the steam turbine 211 returns to the secondary system 50 of the nuclear power plant.

제1 회전 부재(212a)는 증기 터빈(211)과 압축기(213)를 서로 연결하며, 상기 증기 터빈(211)에서 발생된 기계적 에너지(즉, 회전 에너지)를 상기 압축기(213)로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.The first rotating member 212a connects the steam turbine 211 and the compressor 213 to each other, and transfers mechanical energy (ie, rotational energy) generated in the steam turbine 211 to the compressor 213 . can be performed.

압축기(213)는 증기 터빈(211)에서 제공 받은 기계적 에너지를 이용하여 제1 이산화탄소 탱크(214)로부터 유입되는 이산화탄소(CO2)를 압축시키는 동작을 수행할 수 있다. 상기 압축기(213)를 통과한 이산화탄소는 제2 이산화탄소 탱크(215)로 이동하게 된다.The compressor 213 may perform an operation of compressing the carbon dioxide (CO 2 ) introduced from the first carbon dioxide tank 214 by using the mechanical energy provided from the steam turbine 211 . The carbon dioxide that has passed through the compressor 213 moves to the second carbon dioxide tank 215 .

제1 이산화탄소 탱크(214)는 열 교환 시스템(219)의 제1 열 교환기(219a)로부터 유입되는 저압 상태의 이산화탄소를 저장하는 역할을 수행할 수 있다. 제2 이산화탄소 탱크(215)는 압축기(213)로부터 유입되는 고압 상태의 이산화탄소를 저장하는 역할을 수행할 수 있다.The first carbon dioxide tank 214 may serve to store carbon dioxide in a low pressure state introduced from the first heat exchanger 219a of the heat exchange system 219 . The second carbon dioxide tank 215 may serve to store carbon dioxide in a high pressure state introduced from the compressor 213 .

히터(216)는, 일종의 열 교환기로서, 고온 탱크(222)에서 배출되는 열 전달 유체와 제2 이산화탄소 탱크(215)에서 배출되는 작동 유체 간에 열 교환 처리를 수행할 수 있다. 이러한 히터(216)를 통과한 열 전달 유체는 저온 탱크(223)로 이동하게 되고, 히터(216)를 통과한 작동 유체는 이산화탄소 터빈(217)으로 이동하게 된다.The heater 216 is a type of heat exchanger, and may perform heat exchange treatment between the heat transfer fluid discharged from the high temperature tank 222 and the working fluid discharged from the second carbon dioxide tank 215 . The heat transfer fluid passing through the heater 216 moves to the low temperature tank 223 , and the working fluid passing through the heater 216 moves to the carbon dioxide turbine 217 .

이산화탄소 터빈(217)은 히터(216)를 통과한 고온/고압의 작동 유체가 팽창하면서 터빈의 회전 날개에 충동 또는 반동력을 주어 열 에너지를 기계적 에너지로 변환시킬 수 있다.The carbon dioxide turbine 217 may convert thermal energy into mechanical energy by applying an impulse or reaction force to the rotor blades of the turbine while the high-temperature/high-pressure working fluid passing through the heater 216 expands.

제2 회전 부재(212b)는 이산화탄소 터빈(217)과 발전기(219)를 서로 연결하며, 상기 이산화탄소 터빈(217)에서 발생된 기계적 에너지(즉, 회전 에너지)를 상기 발전기(219)로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.The second rotating member 212b connects the carbon dioxide turbine 217 and the generator 219 to each other, and transfers mechanical energy (ie, rotational energy) generated in the carbon dioxide turbine 217 to the generator 219 . can be performed.

발전기(218)는 이산화탄소 터빈(217)과 제2 회전 부재(212b)를 통해 연결되어 회전 구동한다. 상기 발전기(218)는 이산화탄소 터빈(217)에서 공급 받은 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 전기를 생산할 수 있다.The generator 218 is connected to the carbon dioxide turbine 217 and the second rotating member 212b to rotate. The generator 218 may generate electricity by converting mechanical energy supplied from the carbon dioxide turbine 217 into electrical energy.

열 교환 시스템(219)은 이산화탄소 터빈(217)에서 배출되는 작동 유체와 제1 이산화탄소 탱크(214)에서 배출되는 작동 유체 간에 열 교환 처리를 수행할 수 있다. 즉, 열 교환 시스템(219)는 이산화탄소 터빈(217)으로부터 유입되는 작동 유체의 열을 흡수하고, 상기 흡수된 열을 제1 이산화탄소 탱크(214)로부터 유입되는 작동 유체로 전달할 수 있다.The heat exchange system 219 may perform heat exchange treatment between the working fluid discharged from the carbon dioxide turbine 217 and the working fluid discharged from the first carbon dioxide tank 214 . That is, the heat exchange system 219 may absorb heat of the working fluid flowing in from the carbon dioxide turbine 217 , and transfer the absorbed heat to the working fluid flowing in from the first carbon dioxide tank 214 .

열 교환 시스템(219)은 제1 열 교환기(219a), 고온 탱크(219b), 제2 열 교환기(219c), 냉각기(219d) 및 저온 탱크(219e)를 포함할 수 있다. 상기 열 교환 시스템(219)의 열 전달 유체로는 물(H2O)이 사용될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다. The heat exchange system 219 may include a first heat exchanger 219a , a hot tank 219b , a second heat exchanger 219c , a cooler 219d , and a cold tank 219e . Water (H 2 O) may be used as the heat transfer fluid of the heat exchange system 219, but is not limited thereto.

제1 열 교환기(219a)는 이산화탄소 터빈(217)에서 배출되는 작동 유체와 저온 탱크(219e)에서 배출되는 열 전달 유체 간에 열 교환 처리를 수행할 수 있다. 즉, 제1 열 교환기(219a)는 이산화탄소 터빈(217)으로부터 유입되는 작동 유체의 열을 흡수하고, 상기 흡수된 열을 저온 탱크(219e)로부터 유입되는 열 전달 유체로 전달할 수 있다.The first heat exchanger 219a may perform heat exchange treatment between the working fluid discharged from the carbon dioxide turbine 217 and the heat transfer fluid discharged from the low temperature tank 219e. That is, the first heat exchanger 219a may absorb heat of the working fluid flowing in from the carbon dioxide turbine 217 and transfer the absorbed heat to the heat transfer fluid flowing in from the low-temperature tank 219e.

고온 탱크(219b)는 제1 열 교환기(219a)를 거치면서 열을 흡수한 고온 상태의 열 전달 유체를 저장할 수 있다. 상기 고온 탱크(219b)는, 제어장치의 제어 명령에 따라, 고온 상태의 열 전달 유체를 제2 열 교환기(219c)로 제공할 수 있다.The high temperature tank 219b may store a heat transfer fluid in a high temperature state that has absorbed heat while passing through the first heat exchanger 219a. The high-temperature tank 219b may provide a high-temperature heat transfer fluid to the second heat exchanger 219c according to a control command from the controller.

제2 열 교환기(219c)는 고온 탱크(219b)에서 배출되는 열 전달 유체와 제1 이산화탄소 탱크(214)에서 배출되는 동작 유체 간에 열 교환 처리를 수행할 수 있다. 즉, 제2 열 교환기(219c)는 고온 탱크(219b)로부터 유입되는 작동 유체의 열을 흡수하고, 상기 흡수된 열을 제1 이산화탄소 탱크(214)로부터 유입되는 동작 유체로 전달할 수 있다.The second heat exchanger 219c may perform heat exchange treatment between the heat transfer fluid discharged from the high-temperature tank 219b and the working fluid discharged from the first carbon dioxide tank 214 . That is, the second heat exchanger 219c may absorb heat of the working fluid flowing in from the high-temperature tank 219b and transfer the absorbed heat to the working fluid flowing in from the first carbon dioxide tank 214 .

냉각기(219d)는 제2 열 교환기(219c)를 통과한 열 전달 유체를 냉각시키는 기능을 수행할 수 있다.The cooler 219d may perform a function of cooling the heat transfer fluid that has passed through the second heat exchanger 219c.

저온 탱크(219e)는 냉각기(219d)를 거치면서 열을 빼앗긴 저온 상태의 열 전달 유체를 저장할 수 있다. 상기 저온 탱크(219e)는, 제어장치의 제어 명령에 따라, 저온 상태의 열 전달 유체를 제1 열 교환기(219a)로 제공할 수 있다.The low-temperature tank 219e may store a low-temperature heat transfer fluid from which heat is taken away while passing through the cooler 219d. The low-temperature tank 219e may provide a low-temperature heat transfer fluid to the first heat exchanger 219a according to a control command from the controller.

이산화탄소 압축 저장 시스템(210)의 작동 유체인 이산화탄소는 발전 사이클을 순환하면서 열에너지 저장 시스템(220)의 열원을 기반으로 추가 전력을 생산하는데 사용된다.Carbon dioxide, which is the working fluid of the carbon dioxide compressed storage system 210 , is used to generate additional power based on the heat source of the thermal energy storage system 220 while circulating the power generation cycle.

열에너지 저장 시스템(220)은, 열 교환기를 이용한 열적 결합 방식을 통해 원자력 발전의 2차 계통(50)과 연계되어, 상기 2차 계통(50)에서 분기되는 잉여 에너지를 열에너지로 변환하고, 상기 변환된 열에너지를 열 탱크(heat tank)에 저장하는 역할을 수행할 수 있다. The thermal energy storage system 220 is connected to the secondary system 50 of nuclear power generation through a thermal coupling method using a heat exchanger, and converts surplus energy branched from the secondary system 50 into thermal energy, and the conversion It may serve to store the converted thermal energy in a heat tank.

열에너지 저장 시스템(220)은 열 교환기(221), 고온 탱크(222) 및 저온 탱크(223)를 포함할 수 있다. 상기 열에너지 저장 시스템(220)의 열 전달 유체로는 HITEC salt가 사용될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The thermal energy storage system 220 may include a heat exchanger 221 , a high temperature tank 222 , and a low temperature tank 223 . HITEC salt may be used as the heat transfer fluid of the thermal energy storage system 220, but is not limited thereto.

열에너지 저장 시스템(220)의 열 교환기(221), 고온 탱크(222) 및 저온 탱크(223)는 상술한 도 2의 열 교환기(121), 고온 탱크(122) 및 저온 탱크(123)와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다. The heat exchanger 221 , the high-temperature tank 222 and the low-temperature tank 223 of the thermal energy storage system 220 are the same as the heat exchanger 121 , the high-temperature tank 122 and the low-temperature tank 123 of FIG. 2 described above or Since they are similar, a detailed description thereof will be omitted.

열 교환기(221)는 원자력 발전의 2차 계통(50)에서 일부 분기되어 배출되는 증기와 저온 탱크(223)에서 배출되는 열 전달 유체 간에 열 교환 처리를 수행할 수 있다.The heat exchanger 221 may perform a heat exchange process between the partially branched and discharged steam from the secondary system 50 of nuclear power and the heat transfer fluid discharged from the low-temperature tank 223 .

고온 탱크(222)는 열 교환기(221)를 거치면서 열을 흡수한 고온 상태의 열 전달 유체를 저장할 수 있다. 저온 탱크(223)는 히터(216)를 거치면서 열을 빼앗긴 저온 상태의 열 전달 유체를 저장할 수 있다.The high temperature tank 222 may store a heat transfer fluid in a high temperature state that has absorbed heat while passing through the heat exchanger 221 . The low-temperature tank 223 may store a low-temperature heat transfer fluid from which heat is taken away while passing through the heater 216 .

본 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템(200)은, 상술한 도 2의 원자력 부하대응 발전 시스템(100)과 달리, 열 교환 시스템(219)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 원자력 부하대응 발전 시스템(200)은 열 교환 시스템(219)을 이용하여 이산화탄소 터빈(217)으로부터 유입되는 작동 유체의 상태를 기화 상태에서 액화 상태로 변환할 수 있다. 이는 발전 사이클을 순환하는 작동 유체의 밀도를 증가시켜 제1 이산화탄소 탱크(214)의 저장 용량 한계를 극복하기 위함이다.Unlike the nuclear load response power generation system 100 of FIG. 2 described above, the nuclear load response power generation system 200 according to the present embodiment may additionally include a heat exchange system 219 . The nuclear load response power generation system 200 may convert the state of the working fluid flowing from the carbon dioxide turbine 217 from a vaporized state to a liquefied state by using the heat exchange system 219 . This is to overcome the storage capacity limit of the first carbon dioxide tank 214 by increasing the density of the working fluid circulating in the power generation cycle.

한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템(200)의 전체적인 동작은 원자력 발전의 2차 계통에서 발생하는 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 저장 시스템(210) 및 열에너지 저장 시스템(220)에 저장하는 충전(charging) 과정과, 상기 이산화탄소 압축 저장 시스템(210)의 압축 에너지와 상기 열에너지 저장 시스템(220)의 열에너지를 기반으로 부하 대응 전력을 생산하는 방전(discharging) 과정으로 구성된다. 여기서, 상기 충전 및 방전 과정은 전력 계통 상에서 신 재생 에너지원의 출력 변동성에 따라 번갈아 가며 수행될 수 있다.On the other hand, as shown in Figures 6 and 7, the overall operation of the nuclear load response power generation system 200 according to the present embodiment is to convert the surplus energy generated in the secondary system of the nuclear power plant to the carbon dioxide compression storage system 210 and A charging process for storing the thermal energy storage system 220, and discharging for generating load-responsive power based on the compressed energy of the carbon dioxide compressed storage system 210 and the thermal energy of the thermal energy storage system 220 consists of a process. Here, the charging and discharging process may be alternately performed according to the output variability of the renewable energy source on the power system.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원자력 부하대응 발전 시스템은 원자력 발전의 2차 계통에서 생성되는 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 저장 시스템 및 열에너지 저장 시스템에 저장함으로써, 상기 원자력 발전의 1차 계통에 미치는 영향을 최소화하면서 상기 원자력 발전의 부하 대응 능력을 크게 향상시킬 수 있다. As described above, the nuclear load response power generation system according to another embodiment of the present invention stores the surplus energy generated in the secondary system of the nuclear power plant in the carbon dioxide compression storage system and the thermal energy storage system, so that the primary It is possible to greatly improve the load response capability of the nuclear power plant while minimizing the effect on the system.

또한, 원자력 부하대응 발전 시스템은 증기 터빈을 이용한 기계적 결합 방식과 열 교환기를 이용한 열적 결합 방식을 사용하여 원자력 발전소의 2차 계통과 효과적으로 연계할 수 있다. 이때, 상기 원자력 부하대응 발전 시스템은 기존의 모터 압축기 대신 증기 터빈 구동 압축기를 사용하여 이산화탄소를 압축함으로써, 보다 많은 이산화탄소를 압축할 수 있고 그에 따라 이산화탄소 압축 저장 시스템의 저장 용량을 증가할 수 있다.In addition, the nuclear load response power generation system can be effectively linked with the secondary system of the nuclear power plant by using a mechanical coupling method using a steam turbine and a thermal coupling method using a heat exchanger. In this case, the nuclear load response power generation system compresses carbon dioxide by using a steam turbine driven compressor instead of a conventional motor compressor, thereby compressing more carbon dioxide and thus increasing the storage capacity of the carbon dioxide compression storage system.

한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예들에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, although specific embodiments of the present invention have been described above, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and should be defined by the following claims as well as the claims and equivalents.

100: 원자력 부하대응 발전 시스템 110: 이산화탄소 압축 저장 시스템
111: 증기 터빈 112: 회전 부재
113: 압축기 114: 제1 이산화탄소 탱크
115: 제2 이산화탄소 탱크 116: 히터
117: 이산화탄소 터빈 118: 냉각기
119: 발전기 120: 열에너지 저장 시스템
121: 열 교환기 122: 고온 탱크
123: 저온 탱크100: nuclear load response power generation system 110: carbon dioxide compression storage system
111: steam turbine 112: rotating member
113: compressor 114: first carbon dioxide tank
115: second carbon dioxide tank 116: heater
117: carbon dioxide turbine 118: cooler
119: generator 120: thermal energy storage system
121: heat exchanger 122: hot tank
123: low temperature tank

Claims (10)

원자력 발전소의 2차 계통과 열적 결합 방식을 통해 연계되어, 상기 2차 계통에서 분기되는 잉여 에너지를 열에너지로 변환하고, 상기 변환된 열에너지를 저장하는 열에너지 저장 시스템; 및
상기 원자력 발전소의 2차 계통과 기계적 결합 방식을 통해 연계되어, 상기 2차 계통에서 분기되는 잉여 에너지를 이산화탄소 압축 에너지로 변환하여 저장하고, 상기 이산화탄소 압축 에너지와 상기 열에너지를 기반으로 부하 대응 전력을 생산하는 이산화탄소 압축 저장 시스템을 포함하는 원자력 부하대응 발전 시스템.a thermal energy storage system that is connected to a secondary system of a nuclear power plant through a thermal coupling method, converts surplus energy branched from the secondary system into thermal energy, and stores the converted thermal energy; and
It is linked with the secondary system of the nuclear power plant through a mechanical coupling method, converts surplus energy branched from the secondary system into carbon dioxide compressed energy and stores it, and generates load-response power based on the carbon dioxide compressed energy and the thermal energy A nuclear load response power generation system comprising a carbon dioxide compressed storage system. 제1항에 있어서,
상기 열에너지 저장 시스템은, 열 교환기를 이용한 열적 결합 방식을 사용하여 상기 원자력 발전소의 2차 계통과 연계하는 것을 특징으로 하는 원자력 부하대응 발전 시스템.According to claim 1,
The thermal energy storage system is a nuclear load response power generation system, characterized in that it is linked with the secondary system of the nuclear power plant using a thermal coupling method using a heat exchanger. 제2항에 있어서,
상기 열에너지 저장 시스템은, 열 교환기, 고온 탱크, 저온 탱크 및 열 전달 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 부하대응 발전 시스템.3. The method of claim 2,
The thermal energy storage system, nuclear load response power generation system, characterized in that it comprises a heat exchanger, a high temperature tank, a low temperature tank and a heat transfer fluid. 제3항에 있어서,
상기 열 전달 유체는, HITEC salt임을 특징으로 하는 원자력 부하대응 발전 시스템.4. The method of claim 3,
The heat transfer fluid is a nuclear load response power generation system, characterized in that the HITEC salt. 제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 압축 저장 시스템은, 증기 터빈을 이용한 기계적 결합 방식을 사용하여 상기 원자력 발전소의 2차 계통과 연계하는 것을 특징으로 하는 원자력 부하대응 발전 시스템.According to claim 1,
The carbon dioxide compression storage system is a nuclear load response power generation system, characterized in that it is linked with the secondary system of the nuclear power plant using a mechanical coupling method using a steam turbine. 제5항에 있어서,
상기 이산화탄소 압축 저장 시스템은, 증기 터빈, 압축기, 제1 및 제2 이산화탄소 탱크, 히터, 이산화탄소 터빈, 냉각기 및 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 부하대응 발전 시스템.6. The method of claim 5,
The carbon dioxide compression storage system, nuclear load response power generation system, characterized in that it comprises a steam turbine, a compressor, first and second carbon dioxide tanks, a heater, a carbon dioxide turbine, a cooler and a generator. 제5항에 있어서,
상기 이산화탄소 압축 저장 시스템은, 증기 터빈, 압축기, 제1 및 제2 이산화탄소 탱크, 히터, 이산화탄소 터빈, 열 교환 시스템 및 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 부하대응 발전 시스템6. The method of claim 5,
The carbon dioxide compression storage system, nuclear load response power generation system, characterized in that it includes a steam turbine, a compressor, first and second carbon dioxide tanks, a heater, a carbon dioxide turbine, a heat exchange system and a generator 제7항에 있어서,
상기 열 교환 시스템은, 제1 열 교환기, 제2 열 교환기, 저온 탱크, 고온 탱크, 냉각기 및 열 전달 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 부하대응 발전 시스템.8. The method of claim 7,
The heat exchange system comprises a first heat exchanger, a second heat exchanger, a low temperature tank, a high temperature tank, a cooler and a heat transfer fluid. 제8항에 있어서,
상기 열 전달 유체는 물(H2O)임을 특징으로 하는 원자력 부하대응 발전 시스템.9. The method of claim 8,
The heat transfer fluid is water (H 2 O), characterized in that the nuclear load response power generation system. 제1항에 있어서,
상기 원자력 부하대응 발전 시스템은, 전력 계통에서의 부하 변동에 따라, 상기 2차 계통에서 발생하는 잉여 에너지를 상기 이산화탄소 압축 저장 시스템 및 열에너지 저장 시스템에 저장하는 충전 과정과 상기 이산화탄소 압축 저장 시스템의 압축 에너지와 상기 열에너지 저장 시스템의 열에너지를 기반으로 부하 대응 전력을 생산하는 방전 과정을 번갈아 가며 수행하는 것을 특징으로 하는 원자력 부하대응 발전 시스템.
According to claim 1,
The nuclear load response power generation system includes a charging process of storing the surplus energy generated in the secondary system in the carbon dioxide compression storage system and the thermal energy storage system according to a load change in the power system, and the compressed energy of the carbon dioxide compression storage system and a discharge process for generating load-response power based on the thermal energy of the thermal energy storage system, characterized in that the discharge process is alternately performed.
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