KR20240050697A - 희귀가스 생산 시스템 및 이를 포함하는 액화수소 인수기지 - Google Patents

희귀가스 생산 시스템 및 이를 포함하는 액화수소 인수기지 Download PDF

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이재훈
황주현
이형진
전원형
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한국가스공사
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Abstract

본 발명은 희귀가스 생산 비용을 절감할 수 있는 희귀가스 생산 시스템 및 이를 포함하는 액화수소 인수기지에 관한 것이다.
본 발명에 의한 희귀가스 생산 시스템은, 공기를 압축하는 공기 압축기; 상기 공기 압축기에서 압축된 공기와, 기화시켜 수요처에 공급할 액화수소를 열교환시켜, 압축된 공기는 냉각시키고 액화수소는 기화시키는 기화기; 상기 기화기에서 응축된 산소 및 질소를 분리하는 분리탑; 상기 분리탑의 상부 배출부로부터 이송된 유체 중에서 산소 및 질소가 분리되고 남은 잔여 공기로부터 경질 성분을 응축시켜 분리하는 경질 컬럼; 및 상기 분리탑의 하부 배출부로부터 이송된 유체 중에서 산소 및 질소가 분리되고 남은 잔여 공기로부터 중질 성분을 기화시켜 분리하는 중질 컬럼;을 포함한다.

Description

희귀가스 생산 시스템 및 이를 포함하는 액화수소 인수기지 {rare gas production system and liquefied hydrogen receiving terminal connected to the system}
본 발명은 희귀가스 생산 비용을 절감할 수 있는 희귀가스 생산 시스템 및 이를 포함하는 액화수소 인수기지에 관한 것이다.
제논(Xe, xenon) 및 크립톤(Kr, krypton)은 반도체 제조 공정에서 필수로 사용되는 희귀가스이다. 제논과 크립톤은 색깔과 냄새가 없는 단원자 분자로서 공기 중에 미량 함유되어 있어 공기 중으로부터 이들을 분리하여 얻을 수 있다.
공기 분리 유닛(Air Separation Unit)은 공기로부터 산소 및 질소를 분리하며, 공기 중에 극소량 존재하는 네온, 제온, 크립톤 및 헬륨과 같은 희귀가스를 함유하는 미정제 스트림도 생성한다.
공기 분리 유닛에서 크립톤 등 희귀가스를 분리하는 기술은 1969년 독일에서 시작되어 역사가 깊은 기술이다. 그러나, 크립톤 등 희귀가스는 공기 1,000,000m3당 약 1m3만 포함되어 있을 정도로 극미량임에도 불구하고, 이들을 분리해내기 위해서는 약 -200℃ 이하의 극저온이 필요하여 저온 냉동기에 막대한 에너지가 소요된다.
한편, 액화수소는 선박 등에 의해 운송되어 인수기지에 마련되는 저장탱크에 하역되고, 액체 상태로 저장되며, 기화되어 수요처에 송출된다. 액화수소는 저장탱크에 약 -253℃로 저장되어 있으므로, 액화수소를 기화시키기 위해서는 상온 이상의 온열을 지속적으로 공급할 필요가 있다.
본 발명은, 액화수소를 송출하는 과정에서 액화수소를 기화시키면서 버려지는 극저온의 기화열을 대규모 공기 분리 유닛에 활용함으로써, 희귀가스 생산에 필요한 에너지를 공급할 수 있는 희귀가스 생산 시스템 및 이를 포함하는 액화수소 인수기지를 제공하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 공기를 압축하는 공기 압축기; 상기 공기 압축기에서 압축된 공기와, 기화시켜 수요처에 공급할 액화수소를 열교환시켜, 압축된 공기는 냉각시키고 액화수소는 기화시키는 기화기; 상기 기화기에서 응축된 산소 및 질소를 분리하는 분리탑; 상기 분리탑의 상부 배출부로부터 이송된 유체 중에서 산소 및 질소가 분리되고 남은 잔여 공기로부터 경질 성분을 응축시켜 분리하는 경질 컬럼; 및 상기 분리탑의 하부 배출부로부터 이송된 유체 중에서 산소 및 질소가 분리되고 남은 잔여 공기로부터 중질 성분을 기화시켜 분리하는 중질 컬럼;을 포함하는, 희귀가스 생산 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 기화기, 분리탑, 경질 컬럼 및 중질 컬럼은 콜드박스에 구비되고, 상기 콜드박스로부터 잔여의 냉열을 회수하여 상기 공기 압축기로부터 기화기로 공급되는 압축 공기에 포함된 이물질을 응축시켜 분리하는 전처리 장치;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 경질 성분은 네온 및 메탄을 포함하고, 상기 중질 성분은 제논 및 크립톤을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 경질 컬럼은, 상기 액화수소의 냉열을 이용하여 잔여 공기를 냉각시키는 1차 열교환부; 및 상기 액화수소를 기화시키면서 액화수소의 냉열을 회수한 열매체를 이용하여, 상기 1차 열교환부에서 냉각된 잔여 공기를 더 냉각시키는 2차 열교환부;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 중질 컬럼은, 상기 액화수소의 증발가스를 이용하여 전력을 생산하면서 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하여 중질 성분을 기화시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 분리탑에서 생산된 액체 상태의 질소를 상기 액화수소가 액체 상태를 유지시키기 위한 냉매로 공급할 수 있다.
바람직하게는, 상기 분리탑에서 생산된 액체 상태의 산소 또는 질소를 기화시키는 재기화기; 및 상기 재기화기에서 기화된 산소 또는 질소를 팽창시키는 터빈과, 상기 터빈의 구동력으로 전력을 생산하는 발전기를 포함하는 터빈-발전기;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 액화수소를 저장하는 액화수소 저장탱크; 열매체를 순환시켜 상기 액화수소 저장탱크 및 경질 컬럼 중 어느 하나 이상으로부터 열에너지를 회수하는 열매체 순환부; 및 상기 터빈에서 팽창된 산소 또는 질소와 상기 열매체를 열교환시켜, 상기 열매체를 냉각시키는 냉열 회수 장치;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 액화수소를 저장하는 액화수소 저장탱크; 열매체를 순환시켜 상기 액화수소 저장탱크 및 경질 컬럼 중 어느 하나 이상으로부터 열에너지를 회수하는 열매체 순환부; 및 상기 열매체 순환부로부터 상기 액체 상태의 산소 또는 질소를 기화시킬 열매체를 상기 재기화기로 공급하는 제4 열매체 라인;을 더 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 액화수소를 저장하고, 내압을 저압으로 유지시키기 위하여 내부온도를 조절하는 온도 조절 장치가 마련되는 다수의 액화수소 저장탱크; 상기 액화수소 저장탱크로부터 액화수소를 공급받는 액화수소 수요처; 및 상기 액화수소 저장탱크로부터 상기 액화수소 수요처로 공급할 액화수소를 공급받아 저장하며, 상기 액화수소 저장탱크보다 소용량이면서 고압으로 유지되는 다수의 압력탱크;를 포함하고, 상기 액화수소 수요처는, 상기 액화수소를 기화시켜 기체 상태의 수소를 생산하여 기체수소 수요처로 공급하는 기화기; 및 상기 희귀가스 생산 시스템;을 포함하는, 액화수소 인수기지가 제공된다.
바람직하게는, 상기 압력탱크로부터 상기 기화기 및 희귀가스 생산 시스템으로 액화수소가 이송되는 유로인 제2 액화수소 공급라인;을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 온도 조절 장치에서 상기 액화수소의 냉열을 회수하거나, 상기 액화수소 또는 상기 희귀가스 생산 시스템에 냉열을 공급해주는 열매체를 순환시키는 열매체 순환부;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 액화수소 저장탱크에서 생성된 수소 증발가스를 압축하여, 상기 압력탱크로부터 액화수소 수요처로 액화수소를 공급하는 송출압력이 되도록 상기 압력탱크로 공급하는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 에너지 전환부; 및 상기 에너지 전환부에서 전력을 생산하면서 발생한 폐열을 상기 중질 컬럼에 공급하는 폐열 회수라인;을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 희귀가스 생산 시스템 및 이를 포함하는 액화수소 인수기지는, 액화수소를 송출하는 과정에서 액화수소를 기화시키면서 버려지는 극저온의 기화열을 회수하여, 대규모 공기 분리 유닛에 활용함으로써, 질소 및 산소는 물론이고, 반도체 산업에 필요한 네온, 제논, 크립톤 등의 희귀가스를 생산할 수 있다.
또한, 액화수소의 저장온도는 약 -253℃이므로, 액화수소의 기화열을 공기 분리 유닛의 냉동 에너지로 활용함으로써, 액화수소의 저장온도보다 액화온도가 낮은 헬륨을 제외하면 공기에 포함되어 있는 거의 모든 성분들을 분리 및 생산할 수 있다.
또한, 액화수소의 기화열을 공기 분리 유닛에 활용함으로써, 냉동기 등에 사용되는 전력 소모 및 생산 비용을 절감할 수 있다.
또한, 공기 분리 유닛에서 생산된 액화질소, 액화산소 등은 액화공기 에너지 저장 유닛에 공급함으로써 전력을 생산하는 에너지원으로 활용할 수 있다.
또한, 액화수소 인수기지에 공기 분리 유닛을 연계하여 액화수소를 송출하는데 필요한 열원과 공기를 분리하는데 필요한 냉열을 서로 교환하고, 전력을 추가로 생산할 수 있으므로, 추가 이익을 창출할 수 있고, 에너지 및 생산 비용과 효율에 있어 유리한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 희귀가스 생산 시스템을 포함하는 액화수소 인수기지를 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 희귀가스 생산 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화공기 에너지 저장 유닛을 간략하게 도시한 도면이다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도 1 및 도 3을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 희귀가스 생산 시스템 및 이를 포함하는 액화수소 인수기지를 설명한다.
본 실시예를 설명하는데 있어서 액화수소 인수기지라 함은, 육상이나 해상에 다수의 대용량 액화수소 저장탱크를 구비하여, 선박 등 운송수단으로부터 액화수소를 공급받아 저장하고, 액화수소 저장탱크에 저장된 액화수소를 선박이나 탱크로리 등 운송수단에 의해, 또는 직접 액화수소 수요처에 송출하는 기지를 의미한다.
먼저, 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 인수기지는, 액화수소를 저장하며 내부에 온도 유지부(46)와 고밀화부(45) 중 어느 하나 이상이 마련되어, 저장 온도를 제어할 수 있는 다수의 액화수소 저장탱크(102)와, 액화수소 저장탱크(102)에 저장된 수소를 공급받는 액화수소 수요처(51, 52, 53)와, 액화수소가 기화하여 생성된 증발가스를 처리하는 증발가스 처리부와, 액화수소의 열에너지를 회수하는 열매체 순환부(40)를 포함한다.
본 실시예에서 증발가스 처리부는, 액화수소 저장탱크(102)로부터 증발가스를 배출시키는 압축기(41)와, 액화수소 저장탱크(102)로부터 배출된 증발가스를 저장하는 버퍼탱크(42)와, 액화수소 저장탱크(101)로부터 배출된 증발가스를 이용하여 전력을 생산하는 에너지 전환부(47)를 포함한다.
또한, 본 실시예에서 액화수소 수요처(51, 52, 53)는, 액화수소를 기화시켜 기체수소 수요처로 공급하는 기화기(52)와, 액화수소의 냉열, 열매체 순환부(40)의 냉열 및 온열, 그리고 에너지 전환부(47)의 폐열 등 액화수소 인수기지에서 열에너지를 회수하여 공기를 분리하고, 질소, 산소 및 1종 이상의 희귀가스를 생산하는 희귀가스 생산 시스템(53)을 포함할 수 있다. 또한, 액화수소 수요처(51, 52, 53)는 육상의 터미널, 선박 또는 육상용 트레일러 등 액화수소의 운송을 목적으로 액화수소를 공급받아 저장하는 액화수소 저장기지(51)를 더 포함할 수도 있다.
기화기(52)에서는, 액화수소 수요처(51, 52, 53)에 송출할 액화수소와, 희귀가스 생산 시스템(53)에서 산소 등 유효 성분들을 생성하기 위한 공기가 직접 또는 간접 열교환된다. 기화기(52)에서 열교환하면서 액화수소는 기화되고, 공기에 함유된 특정 성분 중 적어도 일부가 응축됨으로써, 응축된 성분을 공기로부터 분리시킬 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예의 희귀가스 생산 시스템(53)은, 공기를 압축하는 공기 압축기(62)와, 공기 압축기(62)에서 압축한 공기에 함유되어 있는 불순물을 제거하는 전처리 장치(63)를 포함한다.
공기 압축기(62)의 상류에는, 공기 압축기(62)로 들어가는 공기에 포함되어 있는 액상을 분리하여 기체 상태의 공기만이 공기 압축기(62)에 유입되도록 하는 녹아웃 드럼(61)이 구비될 수 있다.
전처리 장치(63)에서는, 압축한 공기에 함유되어 있는 불순물, 예를 들면 수분(H2O) 및 이산화탄소(CO2)가 제거될 수 있다.
전처리 장치(63)는 기체 상태의 압축 공기에 포함되어 있는 불순물들을 응축시키기 위한 응축기(condenser)(도면부호 미부여)를 포함할 수 있다. 전처리 장치(63)의 응축기에서는 후술하는 콜드박스(60)의 잔여 냉열을 활용할 수 있고, 잔열 냉열을 회수하여 불순물을 응축시킨 후 압축 공기로부터 분리할 수 있다.
전처리 장치(63)에서 불순물이 제거된 압축 공기는 상술한 기화기(52)에 공급되어 액화수소와 열교환할 수 있다. 기화기(52)에서 액화수소와 열교환하면서 압축 공기의 일부, 특히 특정 성분들은 응축될 수 있다.
본 실시예에 따른 희귀가스 생산 시스템은, 기화기(52)에서 액화수소와의 열교환에 의해 냉각된, 압축 공기로부터 분별 증류 공정에 의해 액체 상태의 질소와 액체 상태의 산소를 생산하는 분리탑(54)과, 분리탑(54)에서 액화질소 및 액화산소를 분리한 후의 나머지 공기로부터, 비중이 작은 성분들을 분리하는 경질 컬럼(55)과, 분리탑(54)에서 액화질소 및 액화산소를 분리한 후의 나머지 공기로부터 비중이 큰 성분들을 분리하는 중질 컬럼(56)을 포함한다.
분리탑(54)에서 분리된 액체 상태의 질소와 산소는 별도의 저장탱크(미도시)에 각각 저장된다. 저장탱크에 저장한 액체 상태의 질소와 산소는 각 수요처에 판매할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 희귀가스 생산 시스템은, 수요처에 판매하고 남은 잔여의 액체 질소 또는 액체 산소를 이용하여 전력을 생산하는 액화공기 에너지 저장(LAES; Liquefied Air Energy Storage) 유닛(LS)을 더 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 실시예에서는 기화기(52)에서 생산된 액체 산소가 액체공기 라인(AL)을 통해 액화공기 에너지 저장 유닛(LS)으로 공급되는 것을 예로 들어 설명하나, 액체 질소가 액화공기 에너지 저장 유닛(LS)으로 공급될 수도 있다.
본 실시예의 액화공기 에너지 저장 유닛(LS)은, 희귀가스 생산 시스템으로부터 공급받은 액체 산소를 저장하는 액화공기 저장용기(S)와, 액화공기 저장용기(S)로부터 액체 산소를 배출시키는 펌프(P)와, 펌프(P)에 의해 가압된 액화 산소를 기화시키는 재기화기(V)와, 재기화기(V)에서 재기화된 공기를 작동 유체로 하여 터빈을 구동시키고, 터빈의 회전력으로 전력을 생산하는 터빈-발전기(T)를 포함한다.
본 실시예에 따르면, 희귀가스 생산 시스템(53)에서 생산된 액체 질소 또는 액체 산소를 액화공기 에너지 저장 유닛(LS)의 작동유체로서 공급하여, 추가 전력을 생산할 수 있다.
본 실시예의 재기화기(V)에서는, 액체공기 라인(AL)을 따라 재기화기(V)로 공급된 액체 산소와, 열매체 순환부(40)로부터 제4 열매체 라인(ML5)을 따라 이송된 고온의 열매체와의 열교환에 의해, 고온의 열매체는 냉각시키고, 액체 산소는 기화시킬 수 있다. 즉, 액체 산소의 기화열을, 열매체 순환부(40)를 순환하는 열매체를 냉각시키는 냉매로 활용할 수도 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 터빈-발전기(T)를 구동하면서 팽창된 재기화 산소와, 열매체 순환부(40)로 공급되는 고온의 열매체를 열교환시켜, 열매체 순환부(40)로 공급되는 고온의 열매체를 예냉시키는 냉열 회수 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 재기화 산소의 냉열을 회수함으로써, 열매체 순환부(40)의 냉각 부하를 저감할 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 실시예의 경질 컬럼(55)은 경질 라인(GL)에 의해 분리탑(54)의 상부 배출부와 연결된다. 분리탑(54)의 상부로부터 배출되는 유체는 경질 라인(GL)을 통해 경질 컬럼(55)으로 이송된다.
경질 라인(GL)을 통해 경질 컬럼(55)으로 이송되는 유체는 잔류질소와 네온(Ne), 헬륨(He) 및 메탄(CH4) 등 비중이 가벼운 물질들이 가스상으로 혼합되어 있다.
경질 컬럼(55)에는, 경질 라인(GL)을 통해 경질 컬럼(55)으로 유입된 유체를 액화수소 저장탱크(102) 또는 후술하는 압력탱크(100)로부터, 제2 액화수소 공급라인(SL2)을 통해 공급받은 액화수소와의 열교환에 의해 1차 냉각시키는 1차 열교환부(미도시)와, 1차 열교환부에서 1차로 냉각된 유체를 열매체 순환부(40)로부터 제3 열매체 라인(ML4)을 통해 공급받은 극저온의 열매체와의 열교환에 의해 2차 냉각시키는 2차 열교환부(미도시)가 마련될 수 있다.
1차 열교환부에서는 제2 액화수소 공급라인(SL2)을 통해 이송된 액화수소의 냉열에 의해 유체를 약 20K까지 냉각시킬 수 있다. 2차 열교환부에서는 제3 열매체 라인(ML4)을 통해 이송된 극저온 열매체의 냉열에 의해 유체를 약 10K 이하로 냉각시킬 수 있다.
이 과정에서 네온 및 메탄이 응축되어 분리될 수 있다. 분리된 액체 상태의 네온 및 메탄은 별도의 저장탱크에 각각 저장될 수 있다.
중질 컬럼(56)은 중질 라인(HL)에 의해 분리탑(54)의 하부 배출부와 연결된다. 분리탑(54)의 하부로부터 배출되는 유체는 중질 라인(HL)을 통해 중질 컬럼(56)으로 이송된다.
중질 라인(HL)을 통해 중질 컬럼(56)으로 이송되는 유체는 잔류질소와 제논(Xe), 크립톤(Kr) 등 비중이 무거운 성분들이 액상으로 혼합되어 있다.
중질 컬럼(56)에서는, 중질 라인(HL)을 통해 중질 컬럼(56)으로 유입된 유체를 에너지 전환부(47)로부터 폐열 공급라인(EL)을 통해 이송되는 배기가스의 폐열을 이용하여 가열할 수 있다. 배기가스의 폐열에 의해 액체 상태의 잔류질소를 기화시킴으로써 액상의 제논과 크립톤을 얻을 수 있다.
또한, 중질 컬럼(56)에서 생성된 제논 및 크립톤은 별도의 저장탱크에 각각 저장되고, 각 수요처에 판매될 수 있다.
본 실시예에 따른 희귀가스 생산 시스템(53)은, 액화수소 인수기지에 설치되므로, 희귀가스 생산 시스템(53)에서 생산된 액체 질소, 산소, 네온, 제논, 크립톤 등의 생성물들을 각 수요처에 공급할 수 있는 인프라를 별도로 구비하지 않아도 된다.
본 실시예의 전처리 장치(63), 기화기(52), 분리탑(54), 경질 컬럼(55) 및 중질 컬럼(56)은, 콜드박스(60) 내에 마련될 수 있다.
상술한 바와 같이 전처리 장치(63)에서는 이물질을 응축시키기 위해 콜드박스(60) 내의 잔여 냉열을 활용할 수 있다. 따라서, 기화기(52) 또는 분리탑(54)에서 유체를 냉각시키면서 기화되거나 온도가 상승한 수소의 잔여 냉열을 활용하여 전처리 장치(63)에서 압축 공기에 함유되어 있는 수분이나 이산화탄소 등의 이물질을 응축시켜 제거할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 액화수소 인수기지에서 버려지는 극저온의 액화수소의 기화열을 회수하여 공기 중에 함유되어 있는 질소와 산소를 액체 상태로 분리하여 생산할 수 있다.
또한, 액화수소 인수기지에서 발생하는 열에너지, 구체적으로 에너지 전환부(47)의 배기가스 폐열과, 열매체 순환부(40)에서 냉각된 극저온 상태의 열매체의 냉열을 더 회수하여 네온, 제논 등 희귀가스를 얻을 수 있다.
또한, 생산된 액체 산소 또는 질소를 이용하여 터빈을 구동시킴으로써 추가 전력을 생산할 수 있고, 열매체 순환부(40)에서 열매체를 냉각시키는 냉매로서 활용할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 공기로부터 질소, 산소, 네온 등 여러 기체 성분들을 분리하여 생성하는데 있어서 냉각에 필요한 전력이 소요되지 않아 생산 비용을 절감할 수 있다.
한편, 본 실시예의 액화수소 저장탱크(102)는 100m3 이상의 대용량 저장탱크로서, 적어도 2대 이상 구비될 수 있다. 액화수소 저장탱크(102)의 운전압력은 0.1 내지 6 bar일 수 있으며, 바람직하게는 3 bar 이하, 더 바람직하게는 1 bar 이하 또는 상압으로 유지될 수 있다.
또한, 액화수소 저장탱크(102)는, 제1 온도로 유지시키는 저온모드와, 제1 온도보다 높은 온도인 제2 온도로 유지시키는 고온모드 중 어느 하나의 모드로 운전될 수 있다.
본 실시예에서 제1 온도는 저장된 액화수소의 밀도를 높이는 고밀화 온도로서, 액화수소가 고체 및 액체의 혼합상태로 존재하는 온도범위, 즉. 약 14 내지 21K일 수 있다. 저온모드에서 액화수소 저장탱크(102)에 저장된 액화수소의 적어도 일부는, 액체보다 밀도가 높은 고체 상태로 존재할 수 있으며, 따라서, 액화수소 저장탱크(102)에 저장된 액화수소는 액체상태, 액체와 고체의 2상 혼합상태 또는 액체, 고체 및 기체의 3상 혼합상태, 바람직하게는 슬러시 상태로 존재할 수 있다.
본 실시예에서 제2 온도는 액화수소의 삼중점 온도를 상회하는 온도일 수 있으며, 액화수소 저장탱크(102)가 제2 온도로 유지되면 저장탱크 내 수소의 온도는 21K 보다 약간 높은 온도 또는 약 21K의 온도로 유지될 수 있다. 액화수소 저장탱크(102)가 고온모드로 운전되면 액화수소 저장탱크(102)에 저장되어 있는 수소는 액체상태, 기체상태 또는 액체와 기체의 2상 혼합상태로 존재할 수 있다.
액화수소 저장탱크(102)의 온도 유지부(46) 및 고밀화부(45)는, 제1 열매체 라인(ML2)에 의해 열매체 순환부(40)와 연결된다. 열매체 순환부(40)에서 냉각된 극저온의 열매체가 제1 열매체 라인(ML2)을 따라 온도 유지부(46) 및 고밀화부(45)로 이송되고, 온도 유지부(46) 및 고밀화부(45)에서 액체수소를 냉각시키면서 온도가 높아진 열매체는 제1 열매체 라인(ML2)을 따라 열매체 순환부(40)로 회수되거나, 또는 중질 컬럼(56) 내 유체를 가열시키면서 온도가 낮아진 상태로 열매체 순환부(40)로 회수될 수도 있다.
본 실시예의 열매체 순환부(40)는, 액화수소 저장탱크(102)가 저온모드로 운전될 때에는 극저온의 열매체를 액화수소 저장탱크(102)에 공급하여 액화수소 저장탱크(102)에 저장된 수소에 냉열을 전달한 후 고온의 열매체를 공급받는다.
또한, 열매체 순환부(40)는, 액화수소 저장탱크(102)가 고온모드로 운전될 때에는 고온의 열매체를 액화수소 저장탱크(102)에 공급하고, 액화수소 저장탱크(102)에 저장된 수소의 냉열을 회수하여 극저온의 열매체를 공급받는다.
본 실시예에서 열매체 순환부(40)를 순환하는 열매체는 헬륨 또는 헬륨과 액화수소 저장탱크(102)에 저장된 액화수소 사이에서 열에너지를 간접적으로 전달하는 또 다른 매체일 수 있다.
본 실시예에서 저온모드는 액화수소 저장탱크(102)에 저장된 액화수소의 반응성을 억제시키고, 안정적으로 수소를 액체상태로 유지시키면서 저장하기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 액화수소의 일부가 고체화되기 시작하면 액화수소의 오쏘-파라 전환반응이 억제됨으로써, 액화수소가 기체로 상변화되는 것 및 기화의 확산을 막아 안정화시킬 수 있다.
고밀화부(45)에 의해 액화수소 저장탱크(102)에 저장된 액화수소는 부분적으로 슬러리 상태로 존재할 수 있다. 저장된 액화수소 전체가 아니라 부분적으로 고체화시킴으로써, 부분적으로 냉열을 더 많이 보유하고 있는 고체 상태로 수소를 저장하여, 보유 잠열을 최대화하고, 수소를 안정적으로 저장할 수 있다.
또한, 액화수소의 일부가 고체 상태로 존재함으로써 차폐역할을 하게 되어 액화수소의 기화를 억제시키며, 이와 같은 작동에 의해 액화수소 저장탱크(102)의 내부 압력은 1 bar 이하로 유지될 수 있다.
고온모드는 액화수소 저장탱크(102)에 저장된 액화수소의 일부를 기화시켜 일정한 양의 증발가스 생성을 유도함으로써, 에너지 전환부(47)에서 전력을 생산하기 위한 연료를 공급하기 위한 목적으로 실시될 수 있다. 또한, 열매체를 이용하여 고온모드로 운전되는 액화수소 저장탱크(102)의 액화수소로부터 저온모드로 운전되는 액화수소 저장탱크(102) 또는 희귀가스 생산 시스템(53)에 공급할 냉열을 회수할 수도 있다.
본 실시예의 고온모드에서 온도 유지부(46)로 고온의 열매체가 공급되면 기화반응이 일어나기 시작한다. 기체 상태의 질소나 메탄을 압축 후 줄-톰슨 팽창시키면 온도가 감소하여 액화되는데, 기체 상태의 수소나 헬륨은 상온보다 역전온도(inversion temperature)가 낮아 상온에서 줄-톰슨 팽창 시 오히려 온도가 상승하게 된다. 따라서, 수소는 역전온도 이하에서 팽창시켜야 온도가 낮아진다.
본 실시예에서 고온모드로 운전되는 액화수소 저장탱크(102)의 내부 온도는 20K 보다 높은 온도이면서 역전온도보다는 낮은 온도로 유지되며, 액화수소 저장탱크(102) 내부에 진공을 부여하여 파라 수소로의 전환을 촉진시킴과 동시에, 증발가스를 급배기하여 액화수소 저장탱크(102)의 압력 및 증발가스 발생량을 제어할 수 있다. 이와 같은 작동에 의해 액화수소 저장탱크(102)의 내부 압력은 3 bar 이하로 유지될 수 있다.
수소는 오쏘-파라 전환 반응 시 발생하는 전환열이 액화수소의 증발 잠열보다 크므로 전환열에 의해 액화수소가 증발하게 되는 특성이 있다. 이러한 특성에 의해 수소 증발가스는 순간적으로 연쇄발생하다가, 반응이 멈추어 발생량이 급격히 줄어드는 등 불규칙적으로 발생하게 된다.
본 실시예에 따르면, 액화수소 저장탱크(102)를 고온모드 및 저온모드로 운전하여 증발가스 발생량을 일정하게 조절할 수 있다.
본 실시예에 따른 액화수소 인수기지에서는, 계내에서 활용할 전력을 생산하는 연료로서 수소의 증발가스(또는 기화가스)를 활용할 수 있다. 다수의 액화수소 저장탱크(102) 중 적어도 1대 이상의 액화수소 저장탱크(102)는 고온모드로 운전하여 일정한 양의 수소 증발가스를 지속적으로 발생시키고, 증발가스를 에너지 전환부(47)에 공급함으로써, 안정적으로 전력을 생산 및 공급할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 액화수소 저장탱크(102) 내 증발가스를 배출시킬 시점이 되면 압축기(41)를 가동시켜 증발가스를 배출시킨다. 액화수소 저장탱크(102)와 압축기(41)는 증발가스 공급라인(BL2)에 의해 연결되며, 액화수소 저장탱크(102)에서 생성된 증발가스는 증발가스 공급라인(BL2)을 통해 배출되어 압축기(41)로 유입될 수 있다.
한편, 본 실시예의 압축기(41)는, 액화수소 저장탱크(102) 내 증발가스가 폭발적으로 발생하는 시점에서는, 액화수소 저장탱크(102)로부터 증발가스를 급배기시켜 중진공 상태가 되도록 작동할 수 있다.
압축기(41)가 가동되어 액화수소 저장탱크(102)가 중진공 상태가 되면, 액화수소 저장탱크(102) 내 오쏘-파라 전환반응이 일어나게 되고, 파라 수소의 비율이 높아지면, 압축기(41)의 작동을 멈추어 액화수소 저장탱크(102)의 진공을 해제시킴으로써 액화수소 저장탱크(102)를 안정화시킬 수 있다.
액화수소 저장탱크(102)로부터 배출된 증발가스는 제1 증발가스 분배라인(CL1)을 통해 버퍼탱크(42)로 이송되어 버퍼탱크(42)에 저장되거나, 제2 증발가스 분배라인(CL2)을 통해 에너지 전환부(47)로 이송될 수도 있다.
본 실시예에서 에너지 전환부(47)는 수소를 연료로 사용하여 전기화학반응에 의해 전력을 생산하는 연료전지(fuel cell) 및 수소를 작동유체로 사용하여 터빈을 구동시키며 터빈의 구동에너지를 전력으로 변환함으로써 전력을 생산하는 터빈 발전기 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예의 에너지 전환부(47)에서 생성된 전력은 열매체 순환부(40) 및 희귀가스 생산 시스템(53)에서 사용될 수 있으며, 도시하지 않은 스위치 보드 등 전력 분배 수단(미도시)에 의해 선내 전력 수요처에서 분배 공급될 수 있을 것이다.
또한, 본 실시예에 따르면, 액화수소 저장탱크(102)보다 소용량이면서 고압으로 운전되며, 액화수소 수요처(51, 52, 53)로 공급할 액화수소를 저장하는 2대 이상의 압력탱크(100)와, 압력탱크(100)와 액화수소 수요처(51, 52, 53)를 연결하며 압력탱크(100)로부터 액화수소 수요처(51, 52, 53)로 액화수소를 이송하는 액화수소 공급라인(SL1, SL2)과, 압력탱크(100) 및 액화수소 수요처(51, 52, 53)로부터 증발가스를 회수하는 회수라인(RL1, RL2, RL3, RL4, RL5)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 압력탱크(100)의 운전압력은, 3 bar 이하로 운전되는 액화수소 저장탱크(102)의 운전압력보다 높은 고압으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 압력탱크(100)는, 6 bar 이상, 8 bar 이상 또는 10 bar 이상으로 운전될 수 있다.
한편, 압력탱크(100)의 운전압력이 액화수소 저장탱크(102)의 운전압력보다 높기 때문에, 액화수소 저장탱크(102)와 압력탱크(100)를 연결하는 액화수소 배출라인(LL)에는 액화수소 저장탱크(102)로부터 압력탱크(100)로 액화수소를 승압시켜 공급하기 위한 공급펌프(50)가 마련될 수 있다. 이때, 액화수소는 공급펌프(50)에 의해 가압되어 압력탱크(100)로 이송된다.
본 실시예의 압력탱크(100)는 액화수소 저장탱크(102)의 배치 높이보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 공급펌프(50)는 선택적 구성으로서 생략이 가능하며, 공급펌프(50)와 같은 추가동력을 제공하지 않더라도, 액화수소는 높이차에 의해 액화수소 저장탱크(102)로부터 압력탱크(100)로 이송될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 저장탱크(102)로부터 압력탱크(100)로 액화수소를 이송하기 전에, 액화수소 저장탱크(102)와 압력탱크(100)를 연결하는 액화수소 배출라인(LL)을 통해 액화수소 저장탱크(102)로부터 배출된 액화수소를 이용하여 예냉할 수 있다. 공급펌프(50)가 배치되는 경우, 액화수소 배출라인(LL)과 공급펌프(50)를 함께 예냉함으로써 공급펌프(50)의 캐비테이션 현상을 방지할 수 있다.
액화수소 배출라인(LL)을 예냉하기 위한 수단으로서, 압력탱크(100) 또는 압력탱크(100)와 액화수소 배출라인(LL)이 접하는 부위 즉, 헤더의 상류로부터 분기되어 공급펌프(50)의 상류 또는 액화수소 저장탱크(102)와 액화수소 배출라인(LL)이 접하는 부위, 즉 헤더의 하류로 합류되어, 액화수소 배출라인(LL)을 예냉하면서 온도가 상승한 액화수소를 액화수소 배출라인(LL)의 상류로 재순환시키는 액화수소 회수라인(LL1)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서 압력탱크(100)의 내압은 8 bar 또는 10 bar 이상으로 유지되며, 액화수소 수요처(51, 52, 53)의 운전압력은 8 bar 또는 10 bar보다는 낮은 압력, 바람직하게는 3 bar 이하로 유지될 수 있다.
압력탱크(100)의 내압은 액화수소 저장탱크(102)로부터 배출된 증발가스를 압축하여 압력탱크(100)로 공급함으로써 유지시킬 수 있다. 압력탱크(100)의 압력이 운전압력보다 낮아지는 것을 방지하기 위하여, 버퍼탱크(42)에 저장된 고압 증발가스를 에너지 전환부(47)보다 우선적으로 압력탱크(100)에 공급할 수 있다.
압력탱크(100)로부터 액화수소 수요처(51, 52, 53)로의 액화수소 공급은, 액화수소 배출라인(LL)을 따라 액화수소 저장탱크(102)로부터 압력탱크(100)로 이송된 액화수소 또는 버퍼탱크(42)로부터 제3 증발가스 분배라인(CL3)을 통해 이송되는 고압 증발가스의 자체 압력에 의해, 압력탱크(100)로부터 액화수소가 제1 액화가스 공급라인(SL1) 및 제2 액화가스 공급라인(SL2)으로 송출됨으로써 이루어질 수 있다.
제3 증발가스 분배라인(CL3)은 버퍼탱크(42)와 압력탱크(100)를 연결하는 고압 증발가스의 유로로서, 압력탱크(100)의 내압을 유지시키기 위한 수단이다. 압축기(41)에서 압축된 고압 증발가스 또는 압축기(41)에서 압축된 후 버퍼탱크(42)에 저장되어 있는 고압 증발가스는 제3 증발가스 분배라인(CL3)을 통해 압력탱크(100)로 이송된다.
본 실시예에서 압력탱크(100)의 내압을 유지시키는데 있어서, 제3 증발가스 분배라인(CL3)을 통해 이송받은 고압 증발가스만으로는 부족한 경우에는, 압력탱크(100)에 저장된 액화수소를 기화시켜 공급함으로써 압력탱크(100)의 내압을 유지할 수 있다.
압력탱크(100)의 내압을 유지시키는 수단으로서, 압력탱크(100)와 열매체 순환부(40)를 연결하는 제2 열매체 라인(ML3)과 압력탱크(100)와 압축기(41)의 상류를 연결하는 제5 회수라인(RL5)을 더 포함할 수 있다.
제2 열매체 라인(ML3)을 통해 열매체 순환부(40)로부터 고온의 열매체가 압력탱크(100)로 이송되고, 압력탱크(100)에 저장된 액화수소를 기화시키면서 냉열을 회수한 저온의 열매체가 제2 열매체 라인(ML3)을 통해 열매체 순환부(40)로 다시 회수된다.
제2 열매체 라인(ML3)에 의해 열매체가 순환하면서 압력탱크(100)에서 증발가스가 생성되면 압력탱크(100)의 내압이 상승함으로써 압력탱크(100)의 운전압력이 유지될 수 있다.
또한, 제5 회수라인(RL5)을 통해 증발가스를 배출시킨 후, 압축기(41)의 상류로 공급하고, 증발가스를 압축기(41)에서 압축하여 고압 증발가스의 상태로 압력탱크(100)로 공급함으로써 압력탱크(100)의 운전압력을 유지시킬 수도 있다.
압력탱크(100)와 열매체 순환부(40)를 연결하는 제2 열매체 라인(ML3), 제2 열매체 라인(ML3)이 압력탱크(100) 및 열매체 순환부(40)와 연결되는 부위인 헤더 및 제2 열매체 라인(ML3)에 설치될 수 있는 열교환기와 밸브 등 각종 장치들은 콜드박스(cold box)에 설치하여 1차로 진공단열할 수 있다.
콜드박스에는 수소의 누출을 감지하는 수소 감지장치가 설치될 수 있다. 또한, 콜드박스의 외부에 단열재를 설치하여 2차로 더 단열할 수도 있다.
본 실시예의 액화수소 저장기지(51)는 압력탱크(100)와 액화수소 저장기지(51)를 연결하는 제1 액화수소 공급라인(SL1)을 통해 액화수소를 공급받고, 기화기(52) 및 희귀가스 생산 시스템(53)은 압력탱크(100)와 기화기(52) 및 희귀가스 생산 시스템(53)을 연결하는 제2 액화수소 공급라인(SL2)을 통해 액화수소를 공급받을 수 있다.
한편, 액화수소 수요처(51, 52, 53)로 액화수소를 이송하기 전에, 압력탱크(100) 또는 액화수소 저장탱크(102)에 저장된 액화가스를 이용하여 액화수소 공급라인(SL1, SL2)을 예냉할 수 있다.
액화수소 공급라인(SL1, SL2)을 예냉하면서 기화된 증발가스는, 압력탱크(100)로 연결되는 제3 회수라인(RL3)을 통해 압력탱크(100)로 회수되거나 압축기(41)로 연결되는 제4 회수라인(RL4)을 통해 압축기(41)로 회수될 수 있다.
제1 액화수소 공급라인(SL1)을 예냉하면서 기화된 증발가스는 제1 회수라인(RL1)을 통해 제3 회수라인(RL3) 및 제4 회수라인(RL4)으로 회수되고, 제2 액화수소 공급라인(SL2)을 예냉하면서 기화된 증발가스는 제2 회수라인(RL2)을 통해 제3 회수라인(RL3) 및 제4 회수라인(RL4)으로 회수된다.
한편, 액화가스 수요처(51, 52, 53)로 액화수소를 공급하면서 액화수소 수요처(51, 52)에서 발생하고, 액화수소 수요처(51, 52)의 허용압력을 초과하는 증발가스도 제1 내지 제4 회수라인(RL1 ~ RL4)을 통해 압축기(41)로 회수될 수 있다.
제4 회수라인(RL4) 및 제5 회수라인(RL5)을 통해 압축기(41)의 상류로 회수된 증발가스는 압축기(41)에 의해 압축된 후 버퍼탱크(42)에 저장되거나 압력탱크(100)에 회수되어 압력탱크(100)의 내압을 유지하는데 사용될 수 있다.
또한, 제4 회수라인(RL4) 및 제5 회수라인(RL5)을 통해 액화수소 수요처(51, 52, 53)로부터 회수된 증발가스는 에너지 전환부(47)로 연결되는 제2 증발가스 분배라인(CL2)을 통해 에너지 전환부(47)로 공급되어 전력 생산에 활용될 수도 있다.
한편, 기화기(52)에서 액화수소가 기화되면서 발생하는 기화열은, 희귀가스 생산 시스템(53)을 통해 회수될 수 있다.
또한, 에너지 전환부(47)와 희귀가스 생산 시스템(53)을 연결하는 폐열 공급라인(EL)을 통해 에너지 전환부(47)에서 전력을 생산하면서 발생하는 폐열을 공급받아 공기를 분리하기 위해 필요한 열에너지로 활용할 수도 있다. 폐열 공급라인(EL)을 통해 이송되는 열에너지의 온도는 약 500 내지 600℃일 수 있다.
본 실시예에 따른 액화수소 인수기지는, 액화수소를 하역하는 과정에서 발생하는 증발가스를 압력탱크(100)의 압력을 유지하여 액화수소 수요처(51, 52, 53)로의 송출압력을 생성하는데 사용할 수 있고, 에너지 전환부(47)에서 전력을 생산하는 연료로 사용할 수 있다.
또한, 액화수소를 하역하는 과정에서 액화수소의 냉열 및 폐열을 효과적으로 최대 활용하면서 압력탱크(100)의 압력을 유지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 2 이상의 압력탱크(100) 중 어느 하나의 압력탱크(100)로부터 액화수소 수요처에 액화수소를 공급하는 것과 동시에, 다른 하나의 압력탱크(100)로는 액화수소를 충전해줄 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.
100 : 압력탱크 102 : 액화수소 저장탱크
40 : 열매체 순환부 41 : 압축기
42 : 버퍼탱크 45 : 고밀화부
46 : 온도 유지부 47 : 에너지 전환부
50 : 공급펌프 51 : 액화수소 저장기지
52 : 기화기 53 : 희귀가스 생산 시스템
54 : 분리탑 55 : 경질 컬럼
56 : 중질 컬럼 60 : 콜드박스
61 : 녹아웃 드럼 62 : 전처리 장치
BL2 : 증발가스 공급라인 LL : 액화수소 배출라인
CL1, CL2, CL3 : 증발가스 분배라인 LL1 : 액화수소 회수라인
ML2, ML3, ML4, ML5 : 열매체 순환라인 EL : 폐열 공급라인
RL1, RL2, RL3, RL4, RL5 : 회수라인 GL : 경질 라인
SL1, SL2 : 액화수소 공급라인 HL : 중질 라인
LS : 액화공기 에너지 저장 유닛 AL : 공기 라인
S : 액화공기 저장용기 P : 펌프
V : 재기화기 T : 터빈-발전기

Claims (13)

  1. 공기를 압축하는 공기 압축기;
    상기 공기 압축기에서 압축된 공기와, 기화시켜 수요처에 공급할 액화수소를 열교환시켜, 압축된 공기는 냉각시키고 액화수소는 기화시키는 기화기;
    상기 기화기에서 응축된 산소 및 질소를 분리하는 분리탑;
    상기 분리탑의 상부 배출부로부터 이송된 유체 중에서 산소 및 질소가 분리되고 남은 잔여 공기로부터 경질 성분을 응축시켜 분리하는 경질 컬럼; 및
    상기 분리탑의 하부 배출부로부터 이송된 유체 중에서 산소 및 질소가 분리되고 남은 잔여 공기로부터 중질 성분을 기화시켜 분리하는 중질 컬럼;을 포함하는, 희귀가스 생산 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기화기, 분리탑, 경질 컬럼 및 중질 컬럼은 콜드박스에 구비되고,
    상기 콜드박스로부터 잔여의 냉열을 회수하여 상기 공기 압축기로부터 기화기로 공급되는 압축 공기에 포함된 이물질을 응축시켜 분리하는 전처리 장치;를 더 포함하는, 희귀가스 생산 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 경질 성분은 네온 및 메탄을 포함하고,
    상기 중질 성분은 제논 및 크립톤을 포함하는, 희귀가스 생산 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 경질 컬럼은,
    상기 액화수소의 냉열을 이용하여 잔여 공기를 냉각시키는 1차 열교환부; 및
    상기 액화수소를 기화시키면서 액화수소의 냉열을 회수한 열매체를 이용하여, 상기 1차 열교환부에서 냉각된 잔여 공기를 더 냉각시키는 2차 열교환부;를 포함하는, 희귀가스 생산 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 중질 컬럼은,
    상기 액화수소의 증발가스를 이용하여 전력을 생산하면서 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하여 중질 성분을 기화시키는, 희귀가스 생산 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리탑에서 생산된 액체 상태의 질소를 상기 액화수소가 액체 상태를 유지시키기 위한 냉매로 공급하는, 희귀가스 생산 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리탑에서 생산된 액체 상태의 산소 또는 질소를 기화시키는 재기화기; 및
    상기 재기화기에서 기화된 산소 또는 질소를 팽창시키는 터빈과, 상기 터빈의 구동력으로 전력을 생산하는 발전기를 포함하는 터빈-발전기;를 더 포함하는, 희귀가스 생산 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 액화수소를 저장하는 액화수소 저장탱크;
    열매체를 순환시켜 상기 액화수소 저장탱크 및 경질 컬럼 중 어느 하나 이상으로부터 열에너지를 회수하는 열매체 순환부; 및
    상기 터빈에서 팽창된 산소 또는 질소와 상기 열매체를 열교환시켜, 상기 열매체를 냉각시키는 냉열 회수 장치;를 더 포함하는, 희귀가스 생산 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 액화수소를 저장하는 액화수소 저장탱크;
    열매체를 순환시켜 상기 액화수소 저장탱크 및 경질 컬럼 중 어느 하나 이상으로부터 열에너지를 회수하는 열매체 순환부; 및
    상기 열매체 순환부로부터 상기 액체 상태의 산소 또는 질소를 기화시킬 열매체를 상기 재기화기로 공급하는 제4 열매체 라인;을 더 포함하는, 희귀가스 생산 시스템.
  10. 액화수소를 저장하고, 내압을 저압으로 유지시키기 위하여 내부온도를 조절하는 온도 조절 장치가 마련되는 다수의 액화수소 저장탱크;
    상기 액화수소 저장탱크로부터 액화수소를 공급받는 액화수소 수요처; 및
    상기 액화수소 저장탱크로부터 상기 액화수소 수요처로 공급할 액화수소를 공급받아 저장하며, 상기 액화수소 저장탱크보다 소용량이면서 고압으로 유지되는 다수의 압력탱크;를 포함하고,
    상기 액화수소 수요처는,
    상기 액화수소를 기화시켜 기체 상태의 수소를 생산하여 기체수소 수요처로 공급하는 기화기; 및
    청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 희귀가스 생산 시스템;을 포함하는, 액화수소 인수기지.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 압력탱크로부터 상기 기화기 및 희귀가스 생산 시스템으로 액화수소가 이송되는 유로인 제2 액화수소 공급라인;을 더 포함하는, 액화수소 인수기지.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 온도 조절 장치에서 상기 액화수소의 냉열을 회수하거나, 상기 액화수소 또는 상기 희귀가스 생산 시스템에 냉열을 공급해주는 열매체를 순환시키는 열매체 순환부;를 포함하는, 액화수소 인수기지.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 액화수소 저장탱크에서 생성된 수소 증발가스를 압축하여, 상기 압력탱크로부터 액화수소 수요처로 액화수소를 공급하는 송출압력이 되도록 상기 압력탱크로 공급하는 압축기;
    상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 에너지 전환부; 및
    상기 에너지 전환부에서 전력을 생산하면서 발생한 폐열을 상기 중질 컬럼에 공급하는 폐열 회수라인;을 더 포함하는, 액화수소 인수기지.
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