KR20240058904A - 액체 수소 기화 장치 및 수소를 생성하는 생성 방법 - Google Patents
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Abstract
액체 수소 기화 장치는 액체 수소로부터 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성한다. 액체 수소 기화 장치는, 해수 또는 공업용수의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖는 가열 유체와의 열교환에 의해 액체 수소를 승온시키는 보조 열교환기와, 수소를 흐르게 하는 전열관과 전열관의 외표면에 해수 또는 공업용수를 유하시키는 트로프를 갖는 오픈랙식의 주 열교환기를 구비하고 있다. 주 열교환기는 보조 열교환기로부터 유출된 수소를, 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해 승온시킨다.
Description
본 발명은, 액체 수소 기화 장치 및 수소를 생성하는 생성 방법에 관한 것이다.
종래, 천연 가스를 연료로서 사용하는 화력 발전소 등에 있어서, 액화 천연 가스(LNG) 등의 저온 액화 가스를 가열 유체인 해수를 사용하여 기화시키는 오픈랙식의 가스 기화 장치(ORV)가 알려져 있다. 특허문헌 1에는, 저온 액화 가스와 가열 유체를 열교환시킴으로써 저온 액화 가스를 기화시키는 오픈랙식의 기화 장치가 개시되어 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 이 오픈랙식의 기화 장치(600)는, 다수의 전열관(614, 624)이 마련된 열교환 패널(612, 622)과, 전열관(614, 624)의 외표면에 해수를 공급하기 위한 트로프(도시 생략)가 마련된 열원 매체 공급부를 갖고 있다. 이 기화 장치에서는, 전열관 내를 흐르는 액화 천연 가스를, 전열관(614, 624)의 외표면을 유하하는 해수와 열교환시킴으로써, 전열관(614, 624) 내의 액화 천연 가스를 기화시킨다.
화력 발전소 등에 있어서, 이산화탄소의 배출 삭감을 목적으로 하여, 액화 천연 가스의 대체 연료로서 액체 수소를 사용하는 것이 생각되고 있다. 이 경우, 액체 수소는 액화 천연 가스와 마찬가지로, 상온까지 가열된 후에 발전 장치에 공급된다. 그러나, 액체 수소의 온도(-253℃)는 액화 천연 가스의 온도(-162℃)보다도 낮다. 이 때문에, 액화 천연 가스용의 오픈랙식의 기화 장치를 사용하여 액체 수소를 기화시킨 경우, 전열관에서 발생하는 열응력이 커지기 쉬워짐과 함께 전열관의 외표면에 있어서의 가열 유체의 착빙이 발생하기 쉬워진다.
본 발명의 목적은, 액체 수소 기화 장치에 있어서, 오픈랙식의 열교환기의 전열관에서의 열응력을 완화시키면서 전열관에 대한 착빙을 억제하는 것이다.
본 개시에 있어서의 액체 수소 기화 장치는, 액체 수소로부터 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 액체 수소 기화 장치이며, 해수 또는 공업용수의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖는 가열 유체와의 열교환에 의해 액체 수소를 승온시키는 보조 열교환기와, 수소를 흐르게 하는 전열관과 상기 전열관의 외표면에 해수 또는 공업용수를 공급하는 트로프부를 갖고 상기 보조 열교환기로부터 유출된 수소를 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해 승온시키는 오픈랙식의 주 열교환기를 구비한다.
본 개시에 있어서의 액체 수소 기화 장치는, 액체 수소로부터 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 액체 수소 기화 장치이며, 수소를 유통시키기 위한 전열관과 상기 전열관의 외표면에 해수 또는 공업용수를 공급하는 트로프부를 갖고 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해 상기 전열관 내의 수소를 승온시키는 오픈랙식의 주 열교환기와, 상기 주 열교환기에 연결되는 주 유로와, 외부로부터 공급된 액체 수소를 분류시키는 분류 유로이며 상기 외부로부터 공급된 액체 수소의 일부를 유입시키는 제1 분류 유로와 상기 외부로부터 공급된 액체 수소의 타부를 유입시키는 제2 분류 유로를 포함하는 상기 분류 유로와, 상기 제1 분류 유로 상에 배치되어 있고 상기 제1 분류 유로를 흐르는 액체 수소를 가열 유체와의 열교환에 의해 승온시키는 보조 열교환기를 구비한다. 상기 분류 유로는, 상기 제1 분류 유로를 흐르는 상기 승온된 수소와, 상기 제2 분류 유로를 흐르는 액체 수소를 합류시켜서 상기 주 유로에 유입시키도록, 상기 주 유로에 연결되어 있다. 상기 보조 열교환기에 있어서 액체 수소의 승온에 요하는 가열 유체의 열부하의 크기는, 상기 주 열교환기에 있어서 수소의 승온에 요하는 해수 또는 공업용수의 열부하의 크기보다도 작다.
본 개시에 있어서의 수소를 생성하는 방법은, 액체 수소를 승온시켜서 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 방법이며, 보조 열교환기에 있어서, 해수 또는 공업용수의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖는 가열 유체와의 열교환에 의해, 외부로부터 공급된 액체 수소를 승온시키는 제1 가열 공정과, 상기 보조 열교환기로부터 유출된 수소를 주 열교환기의 전열관에 유입시켜서, 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해, 상기 전열관 내의 수소를 소정의 온도까지 승온시키는 제2 가열 공정을 포함하고 있다.
본 개시에 있어서의 수소를 생성하는 방법은, 액체 수소를 승온시켜서 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 방법이며, 외부로부터 공급된 액체 수소를 제1 분류 유로와 제2 분류 유로로 분류시키는 분류 공정과, 상기 제1 분류 유로 상에 마련된 보조 열교환기에 있어서, 가열 유체와의 열교환에 의해 상기 제1 분류 유로의 액체 수소를 승온시키는 제1 가열 공정과, 상기 제1 분류 유로로부터의 수소와, 상기 제2 분류 유로로부터의 액체 수소를 합류시켜서 주 유로로 흐르게 하는 합류 공정과, 상기 주 유로의 수소를 주 열교환기의 전열관에 유입시켜서, 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해, 상기 전열관 내의 수소를 소정의 온도까지 승온시키는 제2 가열 공정을 포함하고 있다. 제1 가열 공정에서의 액체 수소를 승온시키기 위한 가열 유체의 열부하의 크기는, 상기 제2 가열 공정에서의 수소를 승온시키기 위한 해수 또는 공업용수의 열부하의 크기보다도 작다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 액체 수소 기화 장치의 개략도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 변형예에 관한 액체 수소 기화 장치의 개략도이다.
도 3은 제2 실시 형태에 관한 액체 수소 기화 장치의 개략도이다.
도 4는 제2 실시 형태의 변형예에 관한 액체 수소 기화 장치의 개략도이다.
도 5는 제2 실시 형태의 변형예에 관한 액체 수소 기화 장치의 개략도이다.
도 6은 액화 천연 가스를 기화시키기 위한 종래의 기화 장치의 일부의 개략도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 변형예에 관한 액체 수소 기화 장치의 개략도이다.
도 3은 제2 실시 형태에 관한 액체 수소 기화 장치의 개략도이다.
도 4는 제2 실시 형태의 변형예에 관한 액체 수소 기화 장치의 개략도이다.
도 5는 제2 실시 형태의 변형예에 관한 액체 수소 기화 장치의 개략도이다.
도 6은 액화 천연 가스를 기화시키기 위한 종래의 기화 장치의 일부의 개략도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는, 본 발명을 구체화한 일례이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 성격의 것은 아니다.
(제1 실시 형태)
제1 실시 형태에 관한 액체 수소 기화 장치(100)는, 제1 열원 유체 및 제2 열원 유체를 사용하여, 액체 수소를 승온시켜서 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 장치이다. 액체 수소 기화 장치(100)는, 단순히 「기화 장치(100)」라고도 칭한다. 기화 장치(100)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 보조 열교환기(110)와, 보조 열교환기(110)의 하류측에 배치된 주 열교환기(150)와, 보조 열교환기(110) 및 주 열교환기(150)를 접속하는 접속 유로(140)를 구비하고 있다.
보조 열교환기(110)는 액체 수소와 제1 열원 유체 사이에서 열교환을 매개하는 중간 매체(M1)를 사용하여, 액체 수소를 가열하는 중간 매체식의 열교환기에 의해 구성되어 있다. 즉, 제1 실시 형태에서는, 중간 매체(M1)가 액체 수소를 승온시키는 가열 유체로서 기능한다. 제1 열원 유체에는, 해수 또는 공업용수가 사용된다. 중간 매체(M1)에는, 해수 또는 공업용수의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖고 또한 해수 또는 공업용수의 온도보다 낮은 비점을 갖는 유체(예를 들어, 프로판)가 사용된다.
보조 열교환기(110)는, 제1 열원 유체와의 열교환에 의해 액상의 중간 매체(M1)를 증발시키는 중간 매체 증발부(E1)와, 가스 상태의 중간 매체(M1)의 열교환에 의해 액체 수소를 기화시키는 수소 가열부(E2)를 구비하고 있다. 중간 매체 증발부(E1)와 수소 가열부(E2)는, 1개의 중공형의 케이싱(112)을 공유하고 있다. 이 때문에, 케이싱(112) 내에 있어서, 중간 매체(M1)가 중간 매체 증발부(E1)와 수소 가열부(E2) 사이에서 왕래한다. 케이싱(112)은 수평 방향으로 긴 형상이고, 케이싱(112)을 구성하는 한 쌍의 측벽(116, 118)을 포함하고 있고, 케이싱(112)의 하부에는 액상의 중간 매체(M1)가 저류되어 있다. 또한, 중간 매체 증발부(E1)와 수소 가열부(E2)는, 1개의 케이싱(112)을 공유하고 있을 필요는 없고, 별개의 케이싱(도시 생략)을 가짐과 함께, 양쪽 케이싱이 중간 매체(M1)가 흐르는 관에 의해 서로 접속된 구성이어도 된다. 이 경우, 수소 가열부(E2)는 중간 매체 증발부(E1)의 상방에 위치하고 있는 구성에 한정되지는 않는다.
중간 매체 증발부(E1)는, 한쪽의 측벽(116)에 인접하는 입구실(134)과, 다른 쪽의 측벽(118)에 인접하는 출구실(136)과, 입구실(134)과 출구실(136) 사이에 걸쳐진 다수의 전열관(132)을 구비하고 있다. 각 전열관(132)은 일방향으로 연장되어 있고, 케이싱(112) 내의 액상의 중간 매체(M1)의 액면보다도 하방에 배치되어 있다. 입구실(134)에는 펌프 등이 마련된 도시 생략된 도입관이 접속되어 있다. 기화 장치(100)의 외부로부터 입구실(134)에 공급된 제1 열원 유체가, 복수의 전열관(132)을 통해, 출구실(136)로 흐른다. 출구실(136)에는, 출구실(136) 내의 제1 열원 유체를 기화 장치(100)로부터 배출하는 도시 생략된 배출관이 접속되어 있다.
중간 매체 증발부(E1)의 전열관(132)은 액상의 중간 매체(M1) 내를 통과하도록 배치되어 있다. 이에 의해, 전열관(132) 내를 흐르는 제1 열원 유체와 액상의 중간 매체(M1) 사이에서 열교환이 행해진다.
수소 가열부(E2)는 입구실(124)과, 출구실(126)과, 입구실(124)과 출구실(126)을 연통하는 다수의 전열관(122)을 구비하고 있다. 입구실(124)에는, 외부로부터 액체 수소를 유입시키는 도시 생략된 공급관이 접속되어 있다. 입구실(124)은 중간 매체 증발부(E1)의 출구실(136)의 상방에 위치하고 있지만, 이 위치에 한정되지는 않는다. 각 전열관(122)은 대략 U자상으로 형성되어 있고, 출구실(126)은 입구실(124)의 상측에 인접하고 있다. 또한, 전열관(122)은 U자상으로 형성되어 있을 필요는 없고, 예를 들어 직관에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 입구실(124) 및 출구실(126)은 상하 방향으로 인접하는 것은 아니며, 한쪽이 대향하는 측벽(116, 118)의 한쪽에 인접하고, 다른 쪽이 대향하는 측벽(116, 118)의 다른 쪽에 인접하도록 배치된다. 각 전열관(122)은 케이싱(112) 내에 저류되어 있는 액상의 중간 매체(M1)의 액면보다도 상방에 배치되어 있다. 즉, 각 전열관(122)은 전열관(132)보다도 상방에 위치하고 있다.
출구실(126)에는, 보조 열교환기(110)로부터 유출된 수소를 주 열교환기(150)에 유입시키기 위한 접속 유로(140)가 접속되어 있다.
전열관(122) 내의 액체 수소와 가스 상태의 중간 매체(M1) 사이에서 열교환이 행해지고, 가스 상태의 중간 매체(M1)와의 열교환에 의해 기화된 수소는, 출구실(126)을 통해 접속 유로(140)에 유입된다. 액체 수소와의 열교환에 의해 액화된 중간 매체(M1)는, 케이싱(112) 내의 중간 매체 증발부(E1) 측으로 흘러내린다.
수소 가열부(E2)에 있어서, 전열관(122) 내의 액체 수소는 가스 상태의 중간 매체(M1)와의 열교환에 의해, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도까지 승온된다. 또한, 수소 가열부(E2)는 전열관(122) 내의 액체 수소를, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이하의 소정의 온도까지 승온되도록 구성되어 있어도 된다. 보조 열교환기(110)에 있어서 가열된 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소는, 접속 유로(140)를 통해, 주 열교환기(150)에 유입된다.
주 열교환기(150)는, 제2 열원 유체로서의 해수 또는 공업용수를 사용하여 수소를 가열하는 오픈랙식의 열교환기이다. 주 열교환기(150)는, 복수의 전열관 패널(160)과, 각 전열관 패널(160)에 제2 열원 유체를 공급하는 열원 유체 공급부(170)를 구비하고 있다.
각 전열관 패널(160)은 수소를 유통시키기 위한 다수의 전열관(166)(도 1에 있어서 파선 화살표로 나타냄)과, 각 전열관(166)의 하단부에 접속된 하부 헤더(162)와, 각 전열관(166)의 상단부에 접속된 상부 헤더(164)를 갖는다. 이들 전열관(166)은 상하 방향으로 연장되어 있고 또한 수직 평면 상에 정렬되어 배치되어 있다. 각 전열관(166)의 재료에는, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 열전도율이 높은 금속 재료가 사용된다.
각 하부 헤더(162) 내로 유입된 수소는, 각각의 하부 헤더(162)에 접속된 다수의 전열관(166)으로 분배된다. 즉, 각 전열관(166)에서는 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소가, 아래로부터 위를 향하여 흐른다. 각 상부 헤더(164)에서는, 각 전열관(166)으로부터의 수소를 합류시킨다.
열원 유체 공급부(170)는, 복수의 전열관 패널(160)의 상단부 근방에 배치된 트로프(171)를 포함하고 있다. 트로프(171)는 각 전열관 패널(160)에 인접하도록, 각 전열관 패널(160)마다 마련되어 있다. 각 트로프(171)는 전열관(166)이 배열되는 방향으로 긴 형상이고 또한 상면이 개구된 용기 형상이다. 각 트로프(171)에는 외부로부터 제2 열원 유체를 유입시키기 위한 헤더(172)가 접속되어 있다. 헤더(172)를 통해 트로프(171) 내로 유입된 열원 유체는, 트로프(171) 상면의 개구로부터 트로프(171) 외부로 흘러 넘친다.
주 열교환기(150)에서는, 각 트로프(171)로부터 흘러 넘친 제2 열원 매체가, 각 전열관 패널(160)의 다수의 전열관(166)의 외표면을 따라서 흘러내린다. 이에 의해, 전열관(166) 내의 수소와 전열관(166)의 외측의 제2 열원 매체 사이에서 열교환이 행해진다. 주 열교환기(150)에서는, 제2 열원 유체와의 열교환에 의해, 수소가 상온 또는 소정의 온도까지 가열된다. 수소는 상부 헤더(164)를 통해 주 열교환기(150)로부터 도출되어, 외부의 수소 가스 수요처를 향하여 공급된다. 전열관(166)의 외표면을 따라서 흘러내린 제2 열원 유체는, 도시 생략된 배수로 등에 의해 주 열교환기(150) 외부로 배출된다.
(운전 동작)
액체 수소 기화 장치(100)의 보조 열교환기(110)에서는, 외부의 액체 수소 공급원으로부터 입구실(124)에 액체 수소가 공급됨과 함께, 외부의 제1 열원 유체 공급원으로부터 중간 매체 증발부(E1)의 입구실(134)에 제1 열원 유체(해수 또는 공업용수)가 공급된다. 한편, 주 열교환기(150)에서는 외부의 제2 열원 유체 공급원으로부터 열원 유체 공급부(170)의 트로프(171)에 제2 열원 유체(해수 또는 공업용수)가 공급된다.
중간 매체 증발부(E1)의 입구실(134)에 공급된 제1 열원 유체는, 전열관(132)을 통해 출구실(136)로 흐른 후, 외부로 배출된다. 이때, 제1 열원 유체는 전열관(132)을 흐르면서, 케이싱(112)에 저류되어 있는 액상의 중간 매체(M1)를 가열한다. 이에 의해 액상의 중간 매체(M1)의 적어도 일부가 증발된다.
수소 가열부(E2)의 입구실(124)에 공급된 액체 수소는 전열관(122)에 유입된다. 이때, 케이싱(112) 내의 가스 상태의 중간 매체(M1)는 전열관(122) 내의 액체 수소를, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도까지 가열한다(제1 가열 공정). 또한, 수소 가열부(E2)의 가스 상태의 중간 매체(M1)는 전열관(122) 내의 액체 수소를, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이하의 소정의 온도까지 가열해도 된다. 가열된 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소는 출구실(126)로부터 접속 유로(140)에 유입된다. 한편, 전열관(122) 내의 액체 수소에 의해 냉각된 가스 상태의 중간 매체(M1)는 응축시켜 액화하고, 케이싱(112) 내의 내부 공간을 흘러내려, 중간 매체 증발부(E1)로 되돌아간다.
접속 유로(140)에 유입된 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소는 주 열교환기(150)의 하부 헤더(162)를 통해, 전열관(166) 내에 공급된다. 전열관(166) 내의 수소는 트로프(171)로부터 공급되어 전열관(166)의 외표면을 따라서 흘러내리는 제2 열원 유체에 의해 가열되고, 이에 의해 전열관(166) 내의 수소는 상온 또는 소정의 온도까지 승온된다(제2 가열 공정). 상온 또는 소정의 온도까지 승온된 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소는 상부 헤더(164)를 통해, 외부의 수소 가스 수요처를 향하여 도출된다.
이와 같이 구성된 기화 장치(100)에서는, 주 열교환기(150)의 전단으로서 액체 수소를 예열하는 보조 열교환기(110)가 마련되어 있기 때문에, 주 열교환기(150)에 유입되는 수소의 온도를, 액체 수소의 온도보다도 높게 할 수 있다. 이 때문에, 주 열교환기(150)에서는 전열관(166)에 가해지는 열응력을 완화시키면서 전열관(166) 외표면에 대한 착빙을 억제할 수 있다. 또한, 보조 열교환기(110)의 중간 매체(M1)로서, 해수 또는 공업용수의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖는 유체를 사용함으로써, 보조 열교환기(110)의 전열관(122) 외표면에 대한 착빙도 억제할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 외부로부터의 액체 수소가 보조 열교환기(110)에 있어서 가열되기 때문에, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 수소를 주 열교환기(150)에 도입할 수 있다. 이 때문에, 액화 천연 가스를 기화시키기 위한 이미 설명한 오픈랙식 기화기를, 기화 장치(100)의 주 열교환기(150)로서도 활용할 수 있다. 이 경우, 기화 장치(100)의 도입 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 기화 장치(100)는 보조 열교환기(110)와 주 열교환기(150)가 별개의 기기로 구성되어 있기 때문에, 각 기기의 메인터넌스를 보다 용이하게 실시할 수 있다.
(제1 실시 형태의 변형예)
제1 실시 형태의 변형예에 대해서 도 2를 참조하면서 설명한다. 제1 실시 형태의 기화 장치(100)는 보조 열교환기가 중간 매체식 열교환기가 아니라, 다수의 미세한 유로가 형성된 마이크로 채널식의 열교환기에 의해 구성되어 있어도 된다. 마이크로 채널식의 열교환기란, 복수의 제1 플레이트와 복수의 제2 플레이트가 적층된 적층체를 갖는 열교환기이며, 제1 플레이트로 형성된 고온 유로를 흐르는 고온 유체와, 제2 플레이트로 형성된 저온 유로를 흐르는 저온 유체 사이에서 열교환시키도록 구성된 열교환기이다.
마이크로 채널식의 열교환기에 의해 구성된 보조 열교환기(210)에서는, 고온 유체인 제1 열원 유체와, 저온 유체인 액체 수소가 열교환된다. 제1 열원 유체는 액체 수소를 가열하기 위한 가열 유체이다. 제1 열원 유체에는 해수 또는 공업용수의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖고 또한 해수 또는 공업용수의 온도보다 낮은 비점을 갖는 유체(예를 들어, 프로판)가 사용된다.
보조 열교환기(210)는 적층체(212)와, 적층체(212)의 측면에 마련된 입구 헤더(216) 및 출구 헤더(218)와, 적층체(212)의 하면에 마련된 입구 헤더(226) 및 상면에 마련된 출구 헤더(228)를 갖는다. 상기 고온 플레이트에는, 입구 헤더(216)로부터 출구 헤더(218)를 향하여 사행되도록 형성된 고온 유로(214)(도 2에 있어서 실선 화살표로 나타냄)가 형성되어 있다. 외부로부터 공급된 제1 열원 유체는, 입구 헤더(216)로부터 출구 헤더(218)를 향하여 고온 유로(214)를 흐른다. 상기 저온 플레이트에는, 입구 헤더(226)로부터 출구 헤더(228)를 향하여 일방향으로 연장되어 형성된 복수의 저온 유로(224)(도 2에 있어서 파선 화살표로 나타냄)가 형성되어 있다. 외부의 액체 수소 공급원으로부터 공급된 액체 수소는 입구 헤더(226)로부터 출구 헤더(228)를 향하여 복수의 저온 유로(224)를 흐른다. 이때, 고온 유로(214)의 제1 열원 유체와 저온 유로(224)의 액체 수소 사이에서 열교환이 행해진다. 이에 의해, 저온 유로(224)의 액체 수소는, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도까지 가열되어 가스 상태 또는 초임계 상태가 되고, 출구 헤더(228)로부터 접속 유로(240)로 흘러나온다. 액체 수소에 의해 냉각된 저온 유로(224)의 제1 열원 유체는, 출구 헤더(218)로부터 외부로 배출된다. 또한, 저온 유로(224)의 액체 수소는, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이하의 소정의 온도까지 가열되어도 된다. 도면 예에서는, 고온 유로(214)가 사행되도록 형성되고, 저온 유로(224)가 일방향으로 연장되도록 형성되어 있지만, 이 구성에 한정되지는 않는다. 고온 유로(214) 및 저온 유로(224)의 모두가 사행되어 있어도 되고, 혹은 모두가 직선상으로 형성되어 있어도 된다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태에 관한 기화 장치(300)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 주 열교환기(150)의 전단에 액체 수소를 분류시키는 분류 유로(330)가 마련되어 있고, 외부로부터 공급된 액체 수소의 일부를 보조 열교환기(310)에 의해 예열하는 점에 있어서, 제1 실시 형태와는 다르게 되어 있다.
기화 장치(300)는 외부로부터 공급된 액체 수소를 흐르게 하는 공급 유로(320)와, 공급 유로(320)를 흐르는 액체 수소를 분류시키는 분류 유로(330)와, 분류 유로(330) 및 주 열교환기(150)에 접속된 주 유로(340)를 구비하고 있다. 분류 유로(330)는 공급 유로(320)에 연결되는 제1 분류 유로(332)와, 공급 유로(320)에 연결됨과 함께 제1 분류 유로(332)에 대하여 분기되어 형성된 제2 분류 유로(334)를 포함하고 있다. 공급 유로(320)를 흐른 액체 수소의 일부는 제1 분류 유로(332)로 분류되고, 공급 유로(320)를 흐른 액체 수소의 타부는 제2 분류 유로(334)로 분류된다(분류 공정).
제2 분류 유로(334)에는, 제2 분류 유로(334)를 흐르는 액체 수소의 유량을 제어 가능한 조정 밸브(333)가 마련되어 있다.
제1 분류 유로(332)에는, 외부로부터 공급되는 제1 열원 유체와의 열교환에 의해 제1 분류 유로(332)를 흐르는 액체 수소를 승온시키는 보조 열교환기(310)가 마련되어 있다. 보조 열교환기(310)는, 제1 분류 유로(332)로부터의 액체 수소를 흐르게 하는 다수의 전열관(312)(도 3에 있어서 파선 화살표로 나타냄)과, 다수의 전열관(312)의 외주면에 제1 열원 유체를 유하시키는 트로프(314)를 갖는 오픈랙식의 열교환기이다. 보조 열교환기(310)에 있어서, 제1 열원 유체에는 주 열교환기(150)와 마찬가지로 해수 또는 공업용수가 사용된다. 보조 열교환기(310)는, 제1 분류 유로(332)의 액체 수소를 소정의 온도까지 가열한다(제1 가열 공정).
기화 장치(300)는 보조 열교환기(310)에 있어서 단위 유량의 액체 수소를 처리하기 위해 제1 열원 유체에 가해지는 열부하의 크기가, 주 열교환기(150)에 있어서 단위 유량의 액체 수소를 처리하기 위해 제2 열원 유체에 가해지는 열부하의 크기보다도 작아지도록 구성되어 있다. 즉, 보조 열교환기(310)와 주 열교환기(150) 각각에 있어서 동일한 열량의 수소가 공급되는 경우에 있어서, 보조 열교환기(310)로의 제1 열원 유체의 공급 유량이, 주 열교환기(150)로의 제2 열원 유체의 공급 유량보다도 커지도록 구성되어 있다. 예를 들어, 보조 열교환기(310)에 있어서의 제1 열원 유체의 입구측에는, 보조 열교환기(310)로 제1 열원 유체를 유입시키기 위한 펌프(도시 생략)가 마련되어 있다. 이 펌프에 의해, 보다 큰 유량의 제1 열원 유체를 보조 열교환기(310)에 공급할 수 있으므로, 보조 열교환기(310)에 있어서 단위 유량의 수소를 처리하기 위한 제1 열원 유체에 가해지는 열부하는 작게 되어 있다. 즉, 이 펌프는, 주 열교환기(150)에 제2 열원 유체를 유입시키는 도시 생략된 펌프보다도 큰 유량으로, 제1 열원 유체를 송출할 수 있다. 또한, 기화 장치(300)는, 보조 열교환기(310)에 공급되는 제1 열원 유체의 유량이, 주 열교환기(150)에 공급되는 제2 열원 유체의 유량보다도 커지도록 또는 동등한 유량이 되도록 구성되어 있어도 된다.
제1 분류 유로(332)에 유입되어 보조 열교환기(310)에 의해 가열된 수소와, 제2 분류 유로(334)에 유입된 액체 수소는, 주 유로(340)에 유입되어 합류한다(합류 공정).
기화 장치(300)에서는, 제1 분류 유로(332)로부터의 수소와, 제2 분류 유로(334)로부터의 액체 수소가 합류함으로써, 주 유로(340)에 있어서, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 수소가 생성된다. 이에 의해, 주 유로(340)로부터 주 열교환기(150)에는, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소가 도입된다. 또한, 제1 분류 유로(332)로부터의 수소와 제2 분류 유로(334)로부터의 액체 수소의 합류에 의해, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이하의 온도를 갖는 수소가 생성되어도 된다.
주 열교환기(150)에 공급된 수소는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제2 열원 유체와의 열교환에 의해, 소정의 온도까지 가열된다(제2 가열 공정). 소정의 온도까지 가열된 수소는 외부의 수소 가스 수요처를 향하여 도출된다.
이와 같이 구성된 기화 장치(300)에서는, 제1 분류 유로(332)에 유입되어 보조 열교환기(310)에 의해 승온된 수소가, 제2 분류 유로(334)의 액체 수소와 합류하여 주 유로(340)에 유입된다. 이 때문에, 액체 수소보다도 고온의 수소를 주 열교환기(150)에 유입시킬 수 있다. 이 때문에, 주 열교환기(150)에 있어서, 전열관(166)에 가해지는 열응력을 완화시키면서 전열관(166) 외표면에 대한 착빙을 억제할 수 있다.
또한, 보조 열교환기(310)에서는, 제1 열원 유체의 공급량을 크게 함으로써, 주 열교환기(150)와 비교하여, 액체 수소를 처리하기 위해 제1 열원 유체에 가해지는 열부하의 크기가 작아진다. 이 때문에, 보조 열교환기(310)에 있어서도, 전열관(312)에 가해지는 열응력을 완화시키면서 전열관 외표면에 대한 착빙을 억제할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 수소를 주 열교환기(150)에 도입할 수 있기 때문에, 액화 천연 가스를 기화시키기 위한 이미 설명한 오픈랙식 기화기를 주 열교환기(150)로서 활용할 수 있다. 또한, 주 열교환기(150)에 도입하는 수소의 온도는, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이하의 온도여도 된다.
(제2 실시 형태의 변형예)
기화 장치(300)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 분류 유로(432) 상에 마련된 보조 열교환기(410)가, 오픈랙식의 열교환기가 아니라 중간 매체식의 열교환기에 의해 구성되어 있어도 된다.
분류 유로(430)의 제1 분류 유로(432)에 마련된 보조 열교환기(410)는, 제1 실시 형태에 있어서의 보조 열교환기(110)와 거의 마찬가지로 구성되어 있다. 보조 열교환기(410)는 케이싱 내에 수용된 중간 매체(M1)를 제1 열원 유체와의 열교환에 의해 증발시키는 중간 매체 증발부(E1)와, 증발된 가스 상태의 중간 매체(M1)와의 열교환에 의해 제1 분류 유로(432)의 액체 수소를 가열하는 수소 가열부(E2)를 갖고 있다. 보조 열교환기(410)에 의해 가열된 제1 분류 유로(432)의 수소는 주 유로(440)에 유입되어, 제2 분류 유로(434)로부터의 액체 수소와 합류한 후에, 주 열교환기(150)에 유입된다.
이 경우에서도, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 액체 수소보다도 고온의 수소가 주 열교환기(150)에 유입되기 때문에, 주 열교환기(150)에 있어서 전열관(166)에 가해지는 열응력을 완화시키면서 전열관(166) 외표면에 대한 착빙을 억제할 수 있다.
또한, 제1 분류 유로(432)의 보조 열교환기(410)는 중간 매체식의 열교환기가 아니라, 제1 실시 형태의 변형예에서 설명한 보조 열교환기(210)와 마찬가지로, 마이크로 채널식의 열교환기에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 도 5에 도시하는 바와 같이, 분류 유로(530)의 제1 분류 유로(532)에는 마이크로 채널식의 열교환기인 보조 열교환기(510)가 마련되어 있다. 분류 유로(530)에 유입된 액체 수소는 보조 열교환기(510)에 있어서, 제1 열원 유체와의 열교환에 의해 가열된다.
금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 해석되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 나타나고, 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
여기서, 상기 실시 형태에 대해서 개략적으로 설명한다.
(1) 본 개시에 있어서의 액체 수소 기화 장치는, 액체 수소로부터 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 액체 수소 기화 장치이며 해수 또는 공업용수의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖는 가열 유체와의 열교환에 의해 액체 수소를 승온시키는 보조 열교환기와, 수소를 흐르게 하기 위한 전열관과 상기 전열관의 외표면에 해수 또는 공업용수를 공급하는 트로프부를 갖고 상기 보조 열교환기로부터 유출된 수소를 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해 승온시키는 오픈랙식의 주 열교환기를 구비한다.
이와 같이 구성된 액체 수소 기화 장치에서는, 주 열교환기의 전단으로서 액체 수소를 예열하는 보조 열교환기가 설치되어 있기 때문에, 액체 수소의 온도보다도 높은 온도의 수소를 주 열교환기에 유입할 수 있다. 이 때문에, 주 열교환기에 있어서, 전열관에 가해지는 열응력을 완화시키면서 전열관 외표면에 대한 착빙을 억제할 수 있다. 또한, 보조 열교환기의 가열 유체로서, 물의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖는 유체가 사용되고 있으므로, 가열 유체가 응고되기 어려워져, 보조 열교환기에 있어서의 착빙을 억제할 수 있다.
(2) 상기 보조 열교환기는, 상기 가열 유체로서의 중간 매체가 사용되고, 상기 중간 매체를 통해 액체 수소와 외부로부터 공급되는 열원 유체 사이에서 열교환을 행하는 중간 매체식의 열교환기에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 상기 중간 매체식의 열교환기는, 상기 열원 유체와의 열교환에 의해 상기 중간 매체의 적어도 일부를 기화시키는 중간 매체 증발부와, 액체 수소를 흐르게 하기 위한 전열관이 마련되고, 상기 기화된 중간 매체와의 열교환에 의해 전열관 내의 액체 수소를 승온시키는 수소 가열부를 구비하고 있어도 된다.
이 양태에서는, 주 열교환기의 전단의 보조 열교환기로서, 가열 매체를 중간 매체로서 사용한 중간 매체식의 열교환기가 사용된다. 이 경우, 중간 매체를 가열하여 증발시키는 열원 유체로서 해수 또는 공업용수를 사용하는 것이 가능해진다.
(3) 상기 액체 수소 기화 장치는, 상기 주 열교환기에 연결되는 주 유로와, 외부로부터 공급된 액체 수소를 분류시키는 분류 유로이며 상기 외부로부터 공급된 액체 수소의 일부를 유입시키는 제1 분류 유로와 상기 외부로부터 공급된 액체 수소의 타부를 유입시키는 제2 분류 유로를 포함하는 상기 분류 유로를 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 보조 열교환기는, 상기 제1 분류 유로 상에 마련되어 있어도 된다. 상기 분류 유로는, 상기 제1 분류 유로에 유입되어 보조 열교환기에 의해 승온된 수소와, 상기 제2 분류 유로에 유입된 액체 수소를 합류시켜서 상기 주 유로에 유입시키도록, 상기 주 유로에 연결되어도 된다.
이 양태에서는, 제1 분류 유로로 분류하여 보조 열교환기에 의해 승온시킨 수소와, 제2 분류 유로로 분류한 액체 수소를 합류시켜서 주 유로에 유입시킴으로써, 주 열교환기에 액체 수소보다도 고온의 수소를 유입시킬 수 있다. 이 때문에, 주 열교환기에 있어서, 전열관에 가해지는 열응력을 완화시키면서 전열관 외표면에 대한 착빙을 억제할 수 있다.
(4) 본 개시에 있어서의 액체 수소 기화 장치는, 액체 수소로부터 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 액체 수소 기화 장치이며, 수소를 유통시키기 위한 전열관과 상기 전열관의 외표면에 해수 또는 공업용수를 공급하는 트로프부를 갖고 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해 상기 전열관 내의 수소를 승온시키는 오픈랙식의 주 열교환기와, 상기 주 열교환기에 연결되는 주 유로와, 외부로부터 공급된 액체 수소를 분류시키는 분류 유로이며 상기 외부로부터 공급된 액체 수소의 일부를 유입시키는 제1 분류 유로와 상기 외부로부터 공급된 액체 수소의 타부를 유입시키는 제2 분류 유로를 포함하는 상기 분류 유로와, 상기 제1 분류 유로 상에 배치되어 있고 상기 제1 분류 유로를 흐르는 액체 수소를 가열 유체와의 열교환에 의해 승온시키는 보조 열교환기를 구비한다. 상기 분류 유로는, 상기 제1 분류 유로를 흐르는 상기 승온된 수소와 상기 제2 분류 유로를 흐르는 액체 수소를 합류시켜서 상기 주 유로에 유입시키도록, 상기 주 유로에 연결되어 있다. 상기 보조 열교환기에 있어서 액체 수소의 승온에 요하는 가열 유체의 열부하의 크기는, 상기 주 열교환기에 있어서 수소의 승온에 요하는 해수 또는 공업용수의 열부하의 크기보다도 작다.
이와 같이 구성된 액체 수소 기화 장치에서는, 제1 분류 유로로 분류하여 보조 열교환기에 의해 승온된 수소를, 제2 분류 유로로 분류한 액체 수소와 합류시켜서 주 유로에 유입시킨다. 이에 의해, 액체 수소보다도 고온의 수소를 주 열교환기에 유입시킬 수 있다. 이 때문에, 주 열교환기에 있어서, 전열관에 가해지는 열응력을 완화시키면서 전열관 외표면에 대한 착빙을 억제할 수 있다. 또한, 보조 열교환기에 있어서의 가열 유체의 열부하는 주 열교환기에 있어서의 해수 또는 공업용수의 열부하보다도 작기 때문에, 액체 수소가 도입되는 보조 열교환기에 있어서도, 열응력을 완화시키면서 착빙을 억제할 수 있다.
(5) 상기 액체 수소 기화 장치는, 상기 보조 열교환기에 있어서의 액체 수소의 가열에 의해, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 수소가 생성되도록 구성되어 있어도 된다. (6) 또한, 상기 액체 수소 기화 장치는, 상기 제1 분류 유로로부터의 수소와 상기 제2 분류 유로로부터의 액체 수소의 합류에 의해, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 수소가 생성되도록 구성되어 있어도 된다.
이들 양태에서는, 보조 열교환기에 의해 액체 수소가 가열되어, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 수소가 주 열교환기에 도입된다. 이 때문에, 액화 천연 가스를 기화시키기 위한 오픈랙식 기화기를 주 열교환기로서 활용할 수 있다. 이 경우, 액체 수소 기화 장치의 도입 비용을 삭감할 수 있다.
(7) 본 개시에 있어서의 수소를 생성하는 방법은, 액체 수소를 승온시켜서 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 방법이다. 당해 방법은, 보조 열교환기에 있어서, 해수 또는 공업용수의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖는 가열 유체와의 열교환에 의해, 외부로부터 공급된 액체 수소를 승온시키는 제1 가열 공정과, 상기 보조 열교환기로부터 유출된 수소를 주 열교환기의 전열관에 유입시켜서, 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해, 상기 전열관 내의 수소를 소정의 온도까지 승온시키는 제2 가열 공정을 포함하고 있다.
(8) 상기 제1 가열 공정에 있어서, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 수소를 생성해도 된다.
(9) 본 개시에 있어서의 수소를 생성하는 방법은, 액체 수소를 승온시켜서 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 방법이다. 당해 방법은, 외부로부터 공급된 액체 수소를 제1 분류 유로와 제2 분류 유로로 분류시키는 분류 공정과, 상기 제1 분류 유로 상에 마련된 보조 열교환기에 있어서, 가열 유체와의 열교환에 의해 상기 제1 분류 유로의 액체 수소를 승온시키는 제1 가열 공정과, 상기 제1 분류 유로로부터의 수소와, 상기 제2 분류 유로로부터의 액체 수소를 합류시켜서 주 유로로 흐르게 하는 합류 공정과, 상기 주 유로의 수소를 주 열교환기의 전열관에 유입시켜서, 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해, 상기 전열관 내의 수소를 소정의 온도까지 승온시키는 제2 가열 공정을 포함한다. 상기 제1 가열 공정에서의 액체 수소를 승온시키기 위한 가열 유체의 열부하의 크기는, 상기 제2 가열 공정에서의 수소를 승온시키기 위한 해수 또는 공업용수의 열부하의 크기보다도 작다.
(10) 상기 합류 공정에 있어서, 상기 수소와 상기 액체 수소를 합류시킨 유체가 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖고 있어도 된다.
본 개시에 의하면, 액체 수소 기화 장치에 있어서, 오픈랙식의 열교환기의 전열관에서의 열응력을 완화시키면서 전열관에 대한 착빙을 억제할 수 있다.
Claims (10)
- 액체 수소로부터 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 액체 수소 기화 장치이며,
해수 또는 공업용수의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖는 가열 유체와의 열교환에 의해 액체 수소를 승온시키는 보조 열교환기와,
수소를 흐르게 하기 위한 전열관과, 상기 전열관의 외표면에 해수 또는 공업용수를 공급하는 트로프부를 갖고, 상기 보조 열교환기로부터 유출된 수소를 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해 승온시키는 오픈랙식의 주 열교환기를 구비하는, 액체 수소 기화 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보조 열교환기는, 상기 가열 유체로서의 중간 매체가 사용되고, 상기 중간 매체를 통해 액체 수소와 외부로부터 공급되는 열원 유체 사이에서 열교환을 행하는 중간 매체식의 열교환기에 의해 구성되어 있고,
상기 중간 매체식의 열교환기는,
상기 열원 유체와의 열교환에 의해 상기 중간 매체의 적어도 일부를 기화시키는 중간 매체 증발부와,
액체 수소를 흐르게 하기 위한 전열관이 마련되어 있고, 상기 기화된 중간 매체와의 열교환에 의해 전열관 내의 액체 수소를 승온시키는 수소 가열부를 구비하는, 액체 수소 기화 장치. - 제2항에 있어서,
상기 주 열교환기에 연결되는 주 유로와,
외부로부터 공급된 액체 수소를 분류시키는 분류 유로이며, 상기 외부로부터 공급된 액체 수소의 일부를 유입시키는 제1 분류 유로와, 상기 외부로부터 공급된 액체 수소의 타부를 유입시키는 제2 분류 유로를 포함하는 상기 분류 유로를 더 구비하고,
상기 보조 열교환기는, 상기 제1 분류 유로 상에 마련되어 있고,
상기 분류 유로는, 상기 제1 분류 유로에 유입되어 상기 보조 열교환기에 의해 승온된 수소와, 상기 제2 분류 유로에 유입된 액체 수소를 합류시켜서 상기 주 유로에 유입시키도록, 상기 주 유로에 연결되어 있는, 액체 수소 기화 장치. - 액체 수소로부터 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 액체 수소 기화 장치이며,
수소를 유통시키기 위한 전열관과, 상기 전열관의 외표면에 해수 또는 공업용수를 공급하는 트로프부를 갖고, 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해 상기 전열관 내의 수소를 승온시키는 오픈랙식의 주 열교환기와,
상기 주 열교환기에 연결되는 주 유로와,
외부로부터 공급된 액체 수소를 분류시키는 분류 유로로서, 상기 외부로부터 공급된 액체 수소의 일부를 유입시키는 제1 분류 유로와, 상기 외부로부터 공급된 액체 수소의 타부를 유입시키는 제2 분류 유로를 포함하는 상기 분류 유로와,
상기 제1 분류 유로 상에 배치되어 있고, 상기 제1 분류 유로를 흐르는 액체 수소를 가열 유체와의 열교환에 의해 승온시키는 보조 열교환기를 구비하고,
상기 분류 유로는, 상기 제1 분류 유로를 흐르는 상기 승온된 수소와, 상기 제2 분류 유로를 흐르는 액체 수소를 합류시켜서 상기 주 유로에 유입시키도록, 상기 주 유로에 연결되어 있고,
상기 보조 열교환기에 있어서 액체 수소의 승온에 요하는 가열 유체의 열부하의 크기는, 상기 주 열교환기에 있어서 수소의 승온에 요하는 해수 또는 공업용수의 열부하의 크기보다도 작은, 액체 수소 기화 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 보조 열교환기에 있어서의 액체 수소의 가열에 의해, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 수소가 생성되도록 구성되어 있는, 액체 수소 기화 장치. - 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제1 분류 유로로부터의 수소와 상기 제2 분류 유로로부터의 액체 수소의 합류에 의해, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 수소가 생성되도록 구성되어 있는, 액체 수소 기화 장치. - 액체 수소를 승온시켜서 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 생성 방법이며,
보조 열교환기에 있어서, 해수 또는 공업용수의 응고점보다도 낮은 응고점을 갖는 가열 유체와의 열교환에 의해, 외부로부터 공급된 액체 수소를 승온시키는 제1 가열 공정과,
상기 보조 열교환기로부터 유출된 수소를 주 열교환기의 전열관에 유입시켜서, 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해, 상기 전열관 내의 수소를 소정의 온도까지 승온시키는 제2 가열 공정을 포함하는, 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 생성 방법. - 제7항에 있어서,
상기 제1 가열 공정에 있어서, 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖는 수소를 생성하는, 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 생성 방법. - 액체 수소를 승온시켜서 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 생성 방법이며,
외부로부터 공급된 액체 수소를 제1 분류 유로와 제2 분류 유로로 분류시키는 분류 공정과,
상기 제1 분류 유로 상에 마련된 보조 열교환기에 있어서, 가열 유체와의 열교환에 의해 상기 제1 분류 유로의 액체 수소를 승온시키는 제1 가열 공정과,
상기 제1 분류 유로로부터의 수소와, 상기 제2 분류 유로로부터의 액체 수소를 합류시켜서 주 유로로 흐르게 하는 합류 공정과,
상기 주 유로의 수소를 주 열교환기의 전열관에 유입시켜서, 해수 또는 공업용수와의 열교환에 의해, 상기 전열관 내의 수소를 소정의 온도까지 승온시키는 제2 가열 공정을 포함하고,
상기 제1 가열 공정에서의 액체 수소를 승온시키기 위한 가열 유체의 열부하의 크기가, 상기 제2 가열 공정에서의 수소를 승온시키기 위한 해수 또는 공업용수의 열부하의 크기보다도 작은, 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 생성 방법. - 제9항에 있어서,
상기 합류 공정에 있어서, 상기 수소와 상기 액체 수소를 합류시킨 유체가 상압 하에서의 액화 천연 가스의 비점 이상의 온도를 갖고 있는, 가스 상태 또는 초임계 상태의 수소를 생성하는 생성 방법.
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