KR102715407B1 - Floating storage power generation unit - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 부유가 가능한 설비 본체(100), 설비 본체(100)에 설치되며 디젤 연료(1) 또는 암모니아 연료(2)를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진(200), 설비 본체(100)에 설치되며 암모니아 연료(2)를 다중 연료 엔진(200)에 공급하는 암모니아 공급부(500), 설비 본체(100)에 설치되며 암모니아 연료(2)를 육상(E)의 암모니아 수요처(E2, E3)로 이송하는 제1 암모니아 이송부(300), 설비 본체(100)에 설치되며 암모니아 연료(2)를 이용하여 발전하는 가스 터빈 발전부(10), 그리고 설비 본체(100)에 설치되며 암모니아 연료를 가스 터빈 발전부(10)로 이송하는 제2 암모니아 이송부(400)를 포함한다.A floating storage power generation facility according to one embodiment of the present invention includes a facility body (100) that is capable of floating, a multi-fuel engine (200) that is installed in the facility body (100) and can burn diesel fuel (1) or ammonia fuel (2), an ammonia supply unit (500) that is installed in the facility body (100) and supplies ammonia fuel (2) to the multi-fuel engine (200), a first ammonia transfer unit (300) that is installed in the facility body (100) and transfers the ammonia fuel (2) to ammonia demand sources (E2, E3) on land (E), a gas turbine power generation unit (10) that is installed in the facility body (100) and generates power using the ammonia fuel (2), and a second ammonia transfer unit (400) that is installed in the facility body (100) and transfers the ammonia fuel to the gas turbine power generation unit (10).
Description
본 발명은 부유식 저장 발전 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 암모니아 연료를 이용한 부유식 저장 발전 설비에 관한 것이며, 보다 상세하게는 해상에 부유하며 연료 공급 및 저장, 발전 등이 가능하며 암모니아 연료를 이용하여 온실 가스 저감 문제를 해결할 수 있는 부유식 저장 발전 설비에 관한 것이다.The present invention relates to a floating storage power generation facility, and more particularly, to a floating storage power generation facility using ammonia fuel, and more particularly, to a floating storage power generation facility that floats on the sea and is capable of supplying and storing fuel, generating power, etc., and solving the problem of reducing greenhouse gases by using ammonia fuel.
천연 가스는 육상 또는 해상의 가스 배관을 통해 가스 상태로 운반되거나 액화된 액화 천연 가스(Liquefied Natural Gas, LNG)의 상태로 LNG 캐리어(LNG 운반선)에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화 천연 가스는 천연 가스를 극저온(대략 -160으로 압축 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연 가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.Natural gas is transported in a gaseous state through onshore or offshore gas pipelines or stored in LNG carriers (LNG carriers) in a liquefied natural gas (LNG) state and transported to distant consumers. Liquefied natural gas is natural gas that is cooled to extremely low temperatures (approximately -160 It is obtained by compressing and cooling, and its volume is reduced to approximately 1/600 of that of natural gas in a gaseous state, making it very suitable for long-distance transport via the sea.
LNG 운반선은, 액화 천연 가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 액화 천연 가스를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, 액화 천연 가스의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크(흔히, '화물창'이라 함)를 포함한다. 통상, 이러한 LNG 운반선은 LNG 저장 탱크 내의 액화 천연 가스를 액화된 상태 그대로 육상에 하역하며, 하역된 LNG는 육상에 설치된 LNG 재기화 설비에 의해 재기화된 후 천연 가스의 소비처로 가스 배관을 통해 운반된다.LNG carriers are ships that carry liquefied natural gas and sail the sea to unload the liquefied natural gas on land. To this end, they include LNG storage tanks (commonly called 'cargo holds') that can withstand the extremely low temperatures of liquefied natural gas. Typically, these LNG carriers unload the liquefied natural gas in their LNG storage tanks onto land in a liquefied state, and the unloaded LNG is regasified by LNG regasification facilities installed on land and then transported to natural gas consumers via gas pipelines.
이러한 육상의 LNG 재기화 설비는 천연 가스 시장이 잘 형성되어 있어 안정적으로 천연 가스의 수요가 있는 곳에 설치하는 경우에는 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나, 천연 가스의 수요가 계절적, 단기적 또는 주기적으로 있는 천연 가스 소요처의 경우에는, 높은 설치비와 관리비로 인해, 육상에 LNG 재기화 설비를 설치하는 것이 경제적으로 매우 불리하다.These onshore LNG regasification facilities are known to be economically advantageous when installed in places where natural gas markets are well-formed and where there is a stable demand for natural gas. However, in places where natural gas demand is seasonal, short-term, or periodic, it is economically very disadvantageous to install LNG regasification facilities on land due to the high installation and management costs.
특히, 자연 재해 등에 의해 육상의 LNG 재기화 설비가 파괴될 경우, LNG 운반선이 소요처에 LNG를 싣고 도달한다 하더라도, 그 LNG를 재기화할 수 없다는 점에서 기존 LNG 운반선을 이용한 천연 가스 운반은 한계성을 안고 있다.In particular, if the onshore LNG regasification facility is destroyed due to a natural disaster, etc., the existing transportation of natural gas using LNG carriers has limitations in that the LNG cannot be regasified even if the LNG carrier arrives at the required location.
이에 따라, 예를 들면, 해상 플랜트나 LNG 운반선에 LNG 재기화 설비를 마련하여, 해상에서 액화 천연 가스를 재기화하고, 그 재기화를 통해 얻어진 천연 가스를 육상으로 공급하는 해상 LNG 재기화 시스템이 개발되었다.Accordingly, an offshore LNG regasification system has been developed that regasifies liquefied natural gas at sea by installing LNG regasification facilities on offshore plants or LNG carriers, and supplies the natural gas obtained through the regasification to land.
극저온 상태의 액화 가스를 저장할 수 있는 저장 탱크와, 액화 가스를 재기화하기 위한 재기화 설비가 설치된 해상 구조물의 예로서는, LNG 재기화 선박 (Regasification Vessel, RV)와 같은 선박이나 LNG 부유식 저장 재기화 설비 (Floating Storage Regasification Unit, FSRU)와 같은 플랜트 등을 들 수 있다.Examples of offshore structures equipped with storage tanks capable of storing liquefied gas in a cryogenic state and regasification facilities for regasifying the liquefied gas include vessels such as LNG regasification vessels (RVs) and plants such as LNG floating storage regasification units (FSRUs).
LNG 재기화 선박은 자력 항해 및 부유가 가능한 액화 가스 운반선에 LNG 재기화 설비를 설치한 것이고, LNG 부유식 저장 재기화 설비는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 운반선으로부터 하역되는 액화 천연 가스를 저장 탱크에 저장한 후 필요에 따라 액화 천연 가스를 기화시켜 육상 소비처에 공급하는 해상 구조물이다. 여기서 말하는 해상 구조물이란, 액화 가스 운반선, LNG 재기화 선박 등의 선박을 비롯하여, LNG 부유식 저장 재기화 설비 등의 플랜트까지도 모두 포함하는 개념일 수 있다.An LNG regasification vessel is a liquefied gas carrier that can sail and float on its own power and has an LNG regasification facility installed on it, while an LNG floating storage and regasification facility is an offshore structure that unloads liquefied natural gas from an LNG carrier far from land, stores it in a storage tank, and then regasifies the liquefied natural gas as needed to supply it to onshore consumers. The offshore structures referred to here can include not only ships such as liquefied gas carriers and LNG regasification vessels, but also plants such as an LNG floating storage and regasification facility.
이러한 LNG 부유식 저장 재기화 설비는 발전 엔진으로서 디젤을 연료로 하는 디젤 엔진을 사용하거나, 디젤 및 천연 가스를 연료로 하는 이중 연료 엔진을 사용하고 있다. 그러나, 강화된 국제 해사 기구(International Maritime Organization, IMO)의 온실 가스(Greenhouse gas, GHG) 및 이산화 탄소(CO2)의 저감 규정 때문에 현재의 연료 공급 시스템으로는 국제적인 배기 가스 배출 규제 기준을 달성하기 어렵다. These LNG floating storage regasification facilities use diesel engines that use diesel as fuel as power generation engines, or dual-fuel engines that use diesel and natural gas as fuel. However, due to the strengthened greenhouse gas (GHG) and carbon dioxide ( CO2 ) reduction regulations of the International Maritime Organization (IMO), it is difficult to achieve international exhaust gas emission regulations with the current fuel supply system.
특히, LNG 부유식 저장 재기화 설비가 발전 엔진으로서 디젤 엔진을 사용하는 경우, 디젤 엔진의 배기 가스는 이산화 탄소(CO2)의 함유량이 높고, LNG 부유식 저장 재기화 설비가 발전 엔진으로서 디젤 및 천연 가스를 연료로 하는 이중 연료 엔진을 사용하는 경우, 이중 연료 엔진의 배기 가스는 미연소 메탄인 메탄 슬립(Methane slip)의 함유량이 높게 된다. 메탄(CH4)의 온실 효과는 이산화 탄소의 21배 수준으로 매우 높다. In particular, when the LNG floating storage regasification facility uses a diesel engine as a power generation engine, the exhaust gas of the diesel engine has a high content of carbon dioxide ( CO2 ), and when the LNG floating storage regasification facility uses a dual-fuel engine that uses diesel and natural gas as fuels as a power generation engine, the exhaust gas of the dual-fuel engine has a high content of methane slip, which is unburned methane. The greenhouse effect of methane ( CH4 ) is very high, at 21 times that of carbon dioxide.
한편, 온실 가스의 배출 규제 강화에 따라, 수소 연료의 수요가 증가하고 있다. 그러나, 선박으로 액화 수소를 운반하는 데 어려움이 있다. 따라서, 선박으로 암모니아를 운반한 후 암모니아를 분해하여 수소 연료를 생산하는 기술이 개발되고 있다. 그러나, 암모니아 하역 설비, 저장 설비, 공급 설비 등과 같은 암모니아 설비는 암모니아의 독성 및 폭발성 등의 이유로 육상에 설치 시 정부의 허가가 어렵고, 주민 기피 시설로 지역 선정이 어렵다.Meanwhile, as greenhouse gas emission regulations are strengthened, the demand for hydrogen fuel is increasing. However, it is difficult to transport liquefied hydrogen by ship. Therefore, technology is being developed to transport ammonia by ship and then decompose the ammonia to produce hydrogen fuel. However, ammonia facilities such as ammonia unloading facilities, storage facilities, and supply facilities are difficult to obtain government approval for installation on land due to the toxicity and explosiveness of ammonia, and it is difficult to select a location as a facility avoided by residents.
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 해상에 부유하며 연료 공급 및 저장, 발전 등이 가능하며 암모니아 연료를 이용하여 온실 가스 저감 문제를 해결할 수 있는 부유식 저장 발전 설비를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the idea of the present invention is to provide a floating storage power generation facility that floats on the sea and is capable of supplying and storing fuel, generating power, etc., and solving the problem of reducing greenhouse gases by using ammonia fuel.
본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는, 부유가 가능한 설비 본체(100); 상기 설비 본체(100)에 설치되며, 디젤 연료(1) 또는 암모니아 연료(2)를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진(200); 상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 암모니아 연료(2)를 상기 다중 연료 엔진(200)에 공급하는 암모니아 공급부(500); 상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 암모니아 연료(2)를 육상(E)의 암모니아 수요처(E2, E3)로 이송하는 제1 암모니아 이송부(300); 상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 암모니아 연료(2)를 이용하여 발전하는 가스 터빈 발전부(10); 그리고 상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 암모니아 연료(2)를 상기 가스 터빈 발전부(10)로 이송하는 제2 암모니아 이송부(400)를 포함한다.A floating storage power generation facility according to one embodiment of the present invention comprises: a facility body (100) that is capable of floating; a multi-fuel engine (200) that is installed in the facility body (100) and can burn diesel fuel (1) or ammonia fuel (2); an ammonia supply unit (500) that is installed in the facility body (100) and supplies the ammonia fuel (2) to the multi-fuel engine (200); a first ammonia transfer unit (300) that is installed in the facility body (100) and transfers the ammonia fuel (2) to an ammonia demand source (E2, E3) on land (E); a gas turbine power generation unit (10) that is installed in the facility body (100) and generates power using the ammonia fuel (2); and a second ammonia transfer unit (400) that is installed in the facility body (100) and transfers the ammonia fuel (2) to the gas turbine power generation unit (10).
여기서, 상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 처리하는 폐열 처리부(20)를 더 포함할 수 있다.Here, the equipment body (100) may further include a waste heat treatment unit (20) that processes waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10).
이때, 상기 가스 터빈 발전부(10)는 연소기(12)를 포함하고, 상기 연소기(12)는 상기 암모니아 연료(2)를 연소하여 고온 및 고압의 암모니아 가스를 생성할 수 있다.At this time, the gas turbine power generation unit (10) includes a combustor (12), and the combustor (12) can combust the ammonia fuel (2) to generate high temperature and high pressure ammonia gas.
또한, 상기 가스 터빈 발전부(10)는, 압축 공기를 생성하는 압축기(11), 상기 압축 공기를 공급하여 고온 및 고압의 상기 암모니아 가스를 생성하는 상기 연소기(12), 상기 암모니아 가스를 이용하여 구동하는 암모니아 가스 터빈(17), 그리고 상기 암모니아 가스 터빈(17)의 구동력을 이용하여 발전하는 가스 터빈 발전기(14)를 포함할 수 있다.In addition, the gas turbine power generation unit (10) may include a compressor (11) that generates compressed air, a combustor (12) that supplies the compressed air to generate ammonia gas at high temperature and high pressure, an ammonia gas turbine (17) that is driven using the ammonia gas, and a gas turbine generator (14) that generates power using the driving force of the ammonia gas turbine (17).
또한, 상기 폐열 처리부(20)는, 상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 상기 폐열을 회수하는 폐열 회수부(21), 상기 폐열을 이용하여 증기를 생성하여 발전하는 증기 터빈(22), 그리고 상기 증기 터빈(22)의 구동력을 이용하여 발전하는 증기 터빈 발전기(23)를 포함할 수 있다.In addition, the waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21) that recovers the waste heat generated in the gas turbine power generation unit (10), a steam turbine (22) that generates steam using the waste heat and generates power, and a steam turbine generator (23) that generates power using the driving force of the steam turbine (22).
또한, 상기 폐열 처리부(20)는, 상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 상기 폐열을 회수하는 폐열 회수부(21), 그리고 상기 폐열을 이용하여 온수를 생성하는 온수 생성부(24)를 포함할 수 있다.In addition, the waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21) that recovers the waste heat generated in the gas turbine power generation unit (10), and a hot water generation unit (24) that generates hot water using the waste heat.
또한, 상기 암모니아 공급부(500)는 상기 암모니아 연료(2)를 저장하는 복수의 암모니아 저장 탱크(510)를 포함하고, 상기 암모니아 저장 탱크(510)는 LPG 저장 탱크를 개조 또는 신조하여 상기 설비 본체(100)에 설치될 수 있다.In addition, the ammonia supply unit (500) includes a plurality of ammonia storage tanks (510) for storing the ammonia fuel (2), and the ammonia storage tanks (510) can be installed in the equipment body (100) by modifying or newly constructing an LPG storage tank.
또한, 상기 제1 암모니아 이송부(300)는, 상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 암모니아 수요처(E2, E3)를 연결하며 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 제1 암모니아 이송 배관(310), 그리고 상기 제1 암모니아 이송 배관(310)에 연결되며 상기 암모니아 연료(2)를 저장하는 제1 암모니아 갑판 탱크(320)를 포함할 수 있다.In addition, the first ammonia transfer unit (300) may include a first ammonia transfer pipe (310) that connects the ammonia storage tank (510) and the ammonia demand source (E2, E3) and transfers the ammonia fuel (2), and a first ammonia deck tank (320) that is connected to the first ammonia transfer pipe (310) and stores the ammonia fuel (2).
또한, 상기 암모니아 수요처(E2, E3)는, 액체 상태의 상기 암모니아 연료(2)를 사용하는 제1 암모니아 수요처(E2), 그리고 기체 상태의 상기 암모니아 연료(3)를 사용하는 제2 암모니아 수요처(E3)를 포함하고, 상기 제1 암모니아 이송부(300)는, 상기 암모니아 저장 탱크(510)에서 발생하는 암모니아 증발 가스(BOG)를 압축하여 상기 제1 암모니아 갑판 탱크(320)에 저장하는 제1 암모니아 압축기(330), 그리고 액체 상태의 상기 암모니아 연료(2)를 계량하여 상기 제1 암모니아 수요처(E2)로 공급하는 제1 암모니아 계량기(350)를 더 포함할 수 있다.In addition, the ammonia demand source (E2, E3) includes a first ammonia demand source (E2) that uses the ammonia fuel (2) in a liquid state, and a second ammonia demand source (E3) that uses the ammonia fuel (3) in a gaseous state, and the first ammonia transfer unit (300) may further include a first ammonia compressor (330) that compresses ammonia boil-off gas (BOG) generated in the ammonia storage tank (510) and stores it in the first ammonia deck tank (320), and a first ammonia meter (350) that meters the ammonia fuel (2) in a liquid state and supplies it to the first ammonia demand source (E2).
또한, 상기 제1 암모니아 이송부(300)는, 액체 상태의 상기 암모니아 연료(2)를 기화시켜 기체 상태의 상기 암모니아 연료(3)를 만드는 기화기(340), 그리고 기체 상태의 상기 암모니아 연료(3)를 계량하여 상기 제2 암모니아 수요처(E3)로 공급하는 제2 암모니아 계량기(360)를 더 포함할 수 있다.In addition, the first ammonia transport unit (300) may further include a vaporizer (340) that vaporizes the ammonia fuel (2) in a liquid state to create the ammonia fuel (3) in a gaseous state, and a second ammonia meter (360) that meters the ammonia fuel (3) in a gaseous state and supplies it to the second ammonia demand source (E3).
또한, 상기 제2 암모니아 이송부(400)는, 상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 가스 터빈 발전부(10)를 연결하며 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 제2 암모니아 이송 배관(410), 그리고 상기 제2 암모니아 이송 배관(410)에 연결되며 상기 암모니아 연료(2)를 저장하는 제2 암모니아 갑판 탱크(420)를 포함할 수 있다.In addition, the second ammonia transfer unit (400) may include a second ammonia transfer pipe (410) that connects the ammonia storage tank (510) and the gas turbine power generation unit (10) and transfers the ammonia fuel (2), and a second ammonia deck tank (420) that is connected to the second ammonia transfer pipe (410) and stores the ammonia fuel (2).
또한, 상기 암모니아 공급부(500)는, 상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 다중 연료 엔진(200)을 연결하며, 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 암모니아 공급 배관(520)을 더 포함할 수 있다.In addition, the ammonia supply unit (500) may further include an ammonia supply pipe (520) that connects the ammonia storage tank (510) and the multi-fuel engine (200) and transports the ammonia fuel (2).
또한, 상기 가스 터빈 발전부(10)는, 상기 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에서 공급되는 액체 상태의 상기 암모니아 연료(2)를 기화시켜 기체 상태의 상기 암모니아 연료(3)로 만드는 제2 히터(15)를 더 포함하고, 상기 제2 히터(15)를 통과한 기체 상태의 상기 암모니아 연료(3)는 상기 연소기(12)에 공급될 수 있다.In addition, the gas turbine power generation unit (10) further includes a second heater (15) that vaporizes the ammonia fuel (2) in a liquid state supplied from the second ammonia deck tank (420) to make the ammonia fuel (3) in a gaseous state, and the ammonia fuel (3) in a gaseous state that has passed through the second heater (15) can be supplied to the combustor (12).
또한, 상기 가스 터빈 발전부(10)와 상기 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)를 연결하며, 상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생산한 전기를 상기 육상 전기 수요처(E1)에 공급하는 제1 전기 공급부(710)를 더 포함할 수 있다.In addition, the gas turbine power generation unit (10) and the onshore power demand site (E1) of the land (E) may be connected, and a first electricity supply unit (710) that supplies electricity produced by the gas turbine power generation unit (10) to the onshore power demand site (E1) may be further included.
또한, 상기 다중 연료 엔진(200)과 상기 설비 본체(100)의 선상 전기 수요처(E4)를 연결하며, 상기 다중 연료 엔진(200)에서 생산한 전기를 상기 선상 전기 수요처(E4)에 공급하는 제2 전기 공급부(720)을 더 포함할 수 있다.In addition, the device may further include a second electric supply unit (720) that connects the multi-fuel engine (200) and the onboard electric demand source (E4) of the equipment main body (100) and supplies electricity produced by the multi-fuel engine (200) to the onboard electric demand source (E4).
또한, 상기 다중 연료 엔진(200)에 상기 디젤 연료(1)를 공급하는 디젤 공급부(800)를 더 포함하고, 상기 디젤 공급부(800)는, 상기 설비 본체(100)에 설치되며 상기 디젤 연료(1)를 저장하는 디젤 저장 탱크(810), 그리고 상기 디젤 연료(1)를 상기 디젤 저장 탱크(810)에서 상기 다중 연료 엔진(200)으로 이송시키는 디젤 배관(820)을 더 포함할 수 있다.In addition, the multi-fuel engine (200) may further include a diesel supply unit (800) for supplying the diesel fuel (1), and the diesel supply unit (800) may further include a diesel storage tank (810) installed in the equipment body (100) and storing the diesel fuel (1), and a diesel pipe (820) for transporting the diesel fuel (1) from the diesel storage tank (810) to the multi-fuel engine (200).
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는, 부유가 가능한 설비 본체(100); 상기 설비 본체(100)에 설치되며, 디젤 연료(1) 또는 암모니아 연료(2)를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진(200); 상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 암모니아 연료(2)를 상기 다중 연료 엔진(200)에 공급하는 암모니아 공급부(500); 상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 암모니아 연료(2)를 육상(E)의 암모니아 수요처(E2, E3)로 이송하는 제1 암모니아 이송부(300); 상기 육상(E)에 설치되며, 상기 암모니아 연료(2)를 이용하여 발전하는 가스 터빈 발전부(10); 그리고 상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 암모니아 연료(2)를 상기 가스 터빈 발전부(10)로 이송하는 제2 암모니아 이송부(400)를 포함한다.Meanwhile, a floating storage power generation facility according to another embodiment of the present invention comprises: a facility body (100) that is capable of floating; a multi-fuel engine (200) that is installed in the facility body (100) and can burn diesel fuel (1) or ammonia fuel (2); an ammonia supply unit (500) that is installed in the facility body (100) and supplies the ammonia fuel (2) to the multi-fuel engine (200); a first ammonia transfer unit (300) that is installed in the facility body (100) and transfers the ammonia fuel (2) to an ammonia demand source (E2, E3) on land (E); a gas turbine power generation unit (10) that is installed on land (E) and generates power using the ammonia fuel (2); and a second ammonia transfer unit (400) that is installed in the facility body (100) and transfers the ammonia fuel (2) to the gas turbine power generation unit (10).
여기서, 상기 육상(E)에 설치되며, 상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 처리하는 폐열 처리부(20)를 더 포함할 수 있다.Here, a waste heat treatment unit (20) installed on the land (E) and processing waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10) may be further included.
이때, 상기 가스 터빈 발전부(10)는 연소기(12)를 포함하고, 상기 연소기(12)는 상기 암모니아 연료(2)를 연소하여 고온 및 고압의 암모니아 가스를 생성할 수 있다.At this time, the gas turbine power generation unit (10) includes a combustor (12), and the combustor (12) can combust the ammonia fuel (2) to generate high temperature and high pressure ammonia gas.
또한, 상기 가스 터빈 발전부(10)는, 압축 공기를 생성하는 압축기(11), 상기 압축 공기를 공급하여 고온 및 고압의 상기 암모니아 가스를 생성하는 상기 연소기(12), 상기 암모니아 가스를 이용하여 구동하는 암모니아 가스 터빈(17), 그리고 상기 암모니아 가스 터빈(17)의 구동력을 이용하여 발전하는 가스 터빈 발전기(14)를 포함할 수 있다.In addition, the gas turbine power generation unit (10) may include a compressor (11) that generates compressed air, a combustor (12) that supplies the compressed air to generate ammonia gas at high temperature and high pressure, an ammonia gas turbine (17) that is driven using the ammonia gas, and a gas turbine generator (14) that generates power using the driving force of the ammonia gas turbine (17).
또한, 상기 폐열 처리부(20)는, 상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 상기 폐열을 회수하는 폐열 회수부(21), 상기 폐열을 이용하여 증기를 생성하여 발전하는 증기 터빈(22), 그리고 상기 증기 터빈(22)의 구동력을 이용하여 발전하는 증기 터빈 발전기(23)를 포함할 수 있다.In addition, the waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21) that recovers the waste heat generated in the gas turbine power generation unit (10), a steam turbine (22) that generates steam using the waste heat and generates power, and a steam turbine generator (23) that generates power using the driving force of the steam turbine (22).
또는, 상기 폐열 처리부(20)는, 상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 상기 폐열을 회수하는 폐열 회수부(21), 그리고 상기 폐열을 이용하여 온수를 생성하는 온수 생성부(24)를 포함할 수 있다.Alternatively, the waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21) that recovers the waste heat generated in the gas turbine power generation unit (10), and a hot water generation unit (24) that generates hot water using the waste heat.
또한, 상기 암모니아 공급부(500)는 상기 암모니아 연료(2)를 저장하는 복수의 암모니아 저장 탱크(510)를 포함하고, 상기 암모니아 저장 탱크(510)는 LPG 저장 탱크를 개조 또는 신조하여 상기 설비 본체(100)에 설치될 수 있다.In addition, the ammonia supply unit (500) includes a plurality of ammonia storage tanks (510) for storing the ammonia fuel (2), and the ammonia storage tanks (510) can be installed in the equipment body (100) by modifying or newly constructing an LPG storage tank.
또한, 상기 제1 암모니아 이송부(300)는, 상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 암모니아 수요처(E2, E3)를 연결하며 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 제1 암모니아 이송 배관(310), 그리고 상기 제1 암모니아 이송 배관(310)에 연결되며 상기 암모니아 연료(2)를 저장하는 제1 암모니아 갑판 탱크(320)를 포함할 수 있다.In addition, the first ammonia transfer unit (300) may include a first ammonia transfer pipe (310) that connects the ammonia storage tank (510) and the ammonia demand source (E2, E3) and transfers the ammonia fuel (2), and a first ammonia deck tank (320) that is connected to the first ammonia transfer pipe (310) and stores the ammonia fuel (2).
또한, 상기 암모니아 수요처(E2, E3)는, 액체 상태의 상기 암모니아 연료(2)를 사용하는 제1 암모니아 수요처(E2), 그리고 기체 상태의 상기 암모니아 연료(3)를 사용하는 제2 암모니아 수요처(E3)를 포함하고, 상기 제1 암모니아 이송부(300)는, 상기 암모니아 저장 탱크(510)에서 발생하는 암모니아 증발 가스(BOG)를 압축하여 상기 제1 암모니아 갑판 탱크(320)에 저장하는 제1 암모니아 압축기(330), 그리고 액체 상태의 상기 암모니아 연료(2)를 계량하여 상기 제1 암모니아 수요처(E2)로 공급하는 제1 암모니아 계량기(350)를 더 포함할 수 있다.In addition, the ammonia demand source (E2, E3) includes a first ammonia demand source (E2) that uses the ammonia fuel (2) in a liquid state, and a second ammonia demand source (E3) that uses the ammonia fuel (3) in a gaseous state, and the first ammonia transfer unit (300) may further include a first ammonia compressor (330) that compresses ammonia boil-off gas (BOG) generated in the ammonia storage tank (510) and stores it in the first ammonia deck tank (320), and a first ammonia meter (350) that meters the ammonia fuel (2) in a liquid state and supplies it to the first ammonia demand source (E2).
또한, 상기 제1 암모니아 이송부(300)는, 액체 상태의 상기 암모니아 연료(2)를 기화시켜 기체 상태의 상기 암모니아 연료(3)를 만드는 기화기(340), 그리고 기체 상태의 상기 암모니아 연료(3)를 계량하여 상기 제2 암모니아 수요처(E3)로 공급하는 제2 암모니아 계량기(360)를 더 포함할 수 있다.In addition, the first ammonia transport unit (300) may further include a vaporizer (340) that vaporizes the ammonia fuel (2) in a liquid state to create the ammonia fuel (3) in a gaseous state, and a second ammonia meter (360) that meters the ammonia fuel (3) in a gaseous state and supplies it to the second ammonia demand source (E3).
또한, 상기 제2 암모니아 이송부(400)는, 상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 가스 터빈 발전부(10)를 연결하며 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 제2 암모니아 이송 배관(410), 그리고 상기 제2 암모니아 이송 배관(410)에 연결되며 상기 암모니아 연료(2)를 저장하는 제2 암모니아 갑판 탱크(420)를 포함할 수 있다.In addition, the second ammonia transfer unit (400) may include a second ammonia transfer pipe (410) that connects the ammonia storage tank (510) and the gas turbine power generation unit (10) and transfers the ammonia fuel (2), and a second ammonia deck tank (420) that is connected to the second ammonia transfer pipe (410) and stores the ammonia fuel (2).
또한, 상기 암모니아 공급부(500)는, 상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 다중 연료 엔진(200)을 연결하며, 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 암모니아 공급 배관(520)을 더 포함할 수 있다.In addition, the ammonia supply unit (500) may further include an ammonia supply pipe (520) that connects the ammonia storage tank (510) and the multi-fuel engine (200) and transports the ammonia fuel (2).
또한, 상기 가스 터빈 발전부(10)는, 상기 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에서 공급되는 액체 상태의 상기 암모니아 연료(2)를 기화시켜 기체 상태의 상기 암모니아 연료(3)로 만드는 제2 히터(15)를 더 포함하고, 상기 제2 히터(15)를 통과한 기체 상태의 상기 암모니아 연료(3)는 상기 연소기(12)에 공급될 수 있다.In addition, the gas turbine power generation unit (10) further includes a second heater (15) that vaporizes the ammonia fuel (2) in a liquid state supplied from the second ammonia deck tank (420) to make the ammonia fuel (3) in a gaseous state, and the ammonia fuel (3) in a gaseous state that has passed through the second heater (15) can be supplied to the combustor (12).
또한, 상기 가스 터빈 발전부(10)와 상기 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)를 연결하며, 상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생산한 전기를 상기 육상 전기 수요처(E1)에 공급하는 제1 전기 공급부(710)를 더 포함할 수 있다.In addition, the gas turbine power generation unit (10) and the onshore power demand site (E1) of the land (E) may be connected, and a first electricity supply unit (710) that supplies electricity produced by the gas turbine power generation unit (10) to the onshore power demand site (E1) may be further included.
또한, 상기 다중 연료 엔진(200)과 상기 설비 본체(100)의 선상 전기 수요처(E4)를 연결하며, 상기 다중 연료 엔진(200)에서 생산한 전기를 상기 선상 전기 수요처(E4)에 공급하는 제2 전기 공급부(720)을 더 포함할 수 있다.In addition, the device may further include a second electric supply unit (720) that connects the multi-fuel engine (200) and the onboard electric demand source (E4) of the equipment main body (100) and supplies electricity produced by the multi-fuel engine (200) to the onboard electric demand source (E4).
또한, 상기 다중 연료 엔진(200)에 상기 디젤 연료(1)를 공급하는 디젤 공급부(800)를 더 포함하고, 상기 디젤 공급부(800)는, 상기 설비 본체(100)에 설치되며 상기 디젤 연료(1)를 저장하는 디젤 저장 탱크(810), 그리고 상기 디젤 연료(1)를 상기 디젤 저장 탱크(810)에서 상기 다중 연료 엔진(200)으로 이송시키는 디젤 배관(820)을 더 포함할 수 있다.In addition, the multi-fuel engine (200) may further include a diesel supply unit (800) for supplying the diesel fuel (1), and the diesel supply unit (800) may further include a diesel storage tank (810) installed in the equipment body (100) and storing the diesel fuel (1), and a diesel pipe (820) for transporting the diesel fuel (1) from the diesel storage tank (810) to the multi-fuel engine (200).
본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 암모니아 연료를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진, 암모니아 연료를 이용하여 수소 연료를 생산하는 수소 생산부, 그리고 수소 연료를 이용하여 발전하는 가스 터빈 발전부를 포함함으로써, 온실 가스 배출량이 적은 암모니아 연료를 이용하여 다중 연료 엔진을 구동하고, 수소 연료를 이용하여 발전할 수 있으므로 국제적인 배기 가스 배출 규제 기준에 맞추어 온실 가스를 저감할 수 있다.A floating storage power generation facility according to one embodiment of the present invention includes a multi-fuel engine capable of burning ammonia fuel, a hydrogen production unit that produces hydrogen fuel using the ammonia fuel, and a gas turbine power generation unit that generates power using the hydrogen fuel, thereby driving the multi-fuel engine using ammonia fuel with low greenhouse gas emissions and generating power using hydrogen fuel, thereby reducing greenhouse gases in accordance with international exhaust gas emission regulations.
또한, 별도의 암모니아용 저장 탱크를 제조하여 설치하지 않고도 기 건조된 LPG 저장 탱크에 암모니아 연료를 저장하거나 혹은 LPG 저장용 저장 탱크 제조 공법을 그대로 활용한 저장 탱크에 암모니아 연료를 저장하고, 이러한 암모니아 연료를 다중 연료 엔진, 암모니아 수요처, 수소 생산부, 그리고 가스 터빈 발전부에 공급할 수 있으므로, 제조 비용이 절감되고 효율적이다. In addition, ammonia fuel can be stored in a pre-dried LPG storage tank without manufacturing and installing a separate ammonia storage tank, or in a storage tank that utilizes the same manufacturing method for LPG storage tanks, and such ammonia fuel can be supplied to a multi-fuel engine, an ammonia demand source, a hydrogen production unit, and a gas turbine power generation unit, thereby reducing manufacturing costs and increasing efficiency.
또한, 해상에 암모니아 연료를 이용한 부유식 저장 발전 설비를 설치함으로써, 육상에 별도의 암모니아 연료의 하역 설비, 저장 설비, 분해 설비, 공급 설비 등과 같은 암모니아 설비를 설치하지 않아도 되므로, 정부의 허가 또는 주민의 기피 등에서 자유로울 수 있다.In addition, by installing a floating storage power generation facility using ammonia fuel at sea, there is no need to install separate ammonia facilities such as ammonia fuel unloading facilities, storage facilities, decomposition facilities, and supply facilities on land, so it can be free from government permission or residents' avoidance.
또한, 다중 연료 엔진에서 생산한 저탄소 전기를 설비 본체에 공급함으로써, 온실 가스의 발생을 최소화할 수 있다.Additionally, by supplying low-carbon electricity produced by multi-fuel engines to the facility body, greenhouse gas emissions can be minimized.
또한, 수소 생산부에서 생산한 수소 연료를 이용하여 가스 터빈 발전부에서 생산한 무탄소 전기를 육상에 공급함으로써, 온실 가스의 발생을 최소화할 수 있다.In addition, by using hydrogen fuel produced in the hydrogen production unit to supply carbon-free electricity produced in the gas turbine power generation unit to the land, greenhouse gas emissions can be minimized.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.FIG. 1 is a schematic drawing of a floating storage power generation facility according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the fifth embodiment of the present invention.
Figure 7 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the eighth embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도시한 도면이다.FIG. 1 is a schematic drawing of a floating storage power generation facility according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the first embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 설비 본체(100), 다중 연료 엔진(200), 암모니아 공급부(500), 제1 암모니아 이송부(300), 제2 암모니아 이송부(400), 수소 생산부(600), 가스 터빈 발전부(10), 폐열 처리부(20), 전기 공급부(700), 그리고 디젤 공급부(800)를 포함한다. As illustrated in FIGS. 1 and 2, a floating storage power generation facility according to a first embodiment of the present invention includes a facility body (100), a multi-fuel engine (200), an ammonia supply unit (500), a first ammonia transfer unit (300), a second ammonia transfer unit (400), a hydrogen production unit (600), a gas turbine power generation unit (10), a waste heat treatment unit (20), an electricity supply unit (700), and a diesel supply unit (800).
설비 본체(100)는 해상(S)에 부유가 가능한 해상 구조물일 수 있다. 여기서, 해상 구조물이라 함은 선박, 바지선, 또는 플랜트 등을 포함하는 광의의 개념이다. 설비 본체(100)에는 다중 연료 엔진(200), 암모니아 공급부(500), 제1 암모니아 이송부(300), 제2 암모니아 이송부(400), 수소 생산부(600), 가스 터빈 발전부(10), 폐열 처리부(20), 전기 공급부(700), 그리고 디젤 공급부(800)가 설치될 수 있다. The facility body (100) may be an offshore structure capable of floating on the sea (S). Here, the offshore structure is a broad concept including a ship, a barge, or a plant. The facility body (100) may be equipped with a multi-fuel engine (200), an ammonia supply unit (500), a first ammonia transfer unit (300), a second ammonia transfer unit (400), a hydrogen production unit (600), a gas turbine power generation unit (10), a waste heat treatment unit (20), an electricity supply unit (700), and a diesel supply unit (800).
다중 연료 엔진(200)은 암모니아 연료(2) 및/또는 디젤 연료(1)를 연소할 수 있다. 여기서, 암모니아 연료(2)는 액체 상태로 다중 연료 엔진(200)에 공급될 수 있다.The multi-fuel engine (200) can burn ammonia fuel (2) and/or diesel fuel (1). Here, the ammonia fuel (2) can be supplied to the multi-fuel engine (200) in a liquid state.
이와 같이, 다중 연료 엔진(200)은 암모니아 연료(2)를 연소하여 구동되거나 발전할 수 있으므로, 효율적이며, 국제적인 배기 가스 배출 규제 기준을 달성하기 용이하다.In this way, the multi-fuel engine (200) can be driven or generate electricity by burning ammonia fuel (2), so it is efficient and can easily achieve international exhaust gas emission regulations.
암모니아 공급부(500)는 암모니아 연료(2)를 다중 연료 엔진(200)에 공급할 수 있다.The ammonia supply unit (500) can supply ammonia fuel (2) to a multi-fuel engine (200).
암모니아 공급부(500)는 복수의 암모니아 저장 탱크(510), 암모니아 공급 배관(520), 제1 펌프(P1), 제1 히터(530), 그리고 암모니아용 펌프(540)를 포함할 수 있다. The ammonia supply unit (500) may include a plurality of ammonia storage tanks (510), an ammonia supply pipe (520), a first pump (P1), a first heater (530), and an ammonia pump (540).
암모니아 저장 탱크(510)는 암모니아 연료(2)를 저장할 수 있다. 암모니아 저장 탱크(510)는 기 건조된 IMO type A의 저장 탱크인 LPG 저장 탱크를 개조하여 설비 본체의 하부에 설치하거나, 혹은 LPG 저장용 저장 탱크 제조 공법을 그대로 활용하여 신조한 저장 탱크로서 설비 본체의 하부에 설치할 수 있다. 참고로 IMO type A의 저장 탱크는 1차 방벽과 1차 방벽의 파손에 의해 암모니아 연료가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해서 1차 방벽을 완전히 감싸는 2차 방벽을 포함할 수 있으며, 2차 방벽은 선체(hull)가 될 수 있다.The ammonia storage tank (510) can store ammonia fuel (2). The ammonia storage tank (510) can be installed at the lower part of the equipment body by modifying an LPG storage tank, which is a pre-dried IMO type A storage tank, or can be installed at the lower part of the equipment body as a newly built storage tank by directly utilizing the manufacturing method of a storage tank for LPG storage. For reference, the IMO type A storage tank can include a primary barrier and a secondary barrier that completely surrounds the primary barrier to prevent ammonia fuel from leaking to the outside due to damage to the primary barrier, and the secondary barrier can be a hull.
이와 같이, 별도의 암모니아 저장 탱크를 제조하여 설치하지 않고도 LPG 저장 탱크에 암모니아 연료를 저장하여 암모니아 연료를 다중 연료 엔진, 암모니아 수요처, 수소 생산부, 그리고 가스 터빈 발전부에 공급할 수 있으므로, 제조 비용이 절감되고 효율적이다.In this way, ammonia fuel can be stored in an LPG storage tank without manufacturing and installing a separate ammonia storage tank, and ammonia fuel can be supplied to a multi-fuel engine, an ammonia demand source, a hydrogen production unit, and a gas turbine power generation unit, thereby reducing manufacturing costs and increasing efficiency.
암모니아 연료(2)는 암모니아(NH3)를 포함할 수 있으며, 액체 상태로 다중 연료 엔진(200)에 공급될 수 있다. 암모니아(NH3)는 육상에서 100년 이상 사용된 화학 물질로서, 생산, 저장, 운송, 공급을 포함한 모든 서플라이 체인(Supply Chain)이 충분히 검증된 물질이므로, 사용이 용이하다. 암모니아 연료(2)는 공지된 다양한 방법으로 얻을 수 있으며, 예를 들어, 하버-보슈법(Harbor-Bosh process), 몬스니우테법, NEC법, 파우자법, 카자레법, 크로드법 등 다양한 공지방법을 통해 얻거나 생산할 수 있다.Ammonia fuel (2) may include ammonia (NH 3 ) and may be supplied to a multi-fuel engine (200) in a liquid state. Ammonia (NH 3 ) is a chemical substance that has been used on land for more than 100 years, and since all supply chains including production, storage, transportation, and supply are sufficiently verified, it is easy to use. Ammonia fuel (2) may be obtained by various known methods, and for example, may be obtained or produced by various known methods such as the Harbor-Bosh process, the Monsniute process, the NEC process, the Fauza process, the Casale process, and the Claude process.
암모니아 공급 배관(520)은 복수의 암모니아 저장 탱크(510)와 다중 연료 엔진(200)을 연결하며, 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 이송할 수 있다. 암모니아 연료(2)는 제1 펌프(P1)와 제1 히터(530)를 거치면서 다중 연료 엔진(200)의 연료 공급 조건(온도와 압력)에 맞추어 다중 연료 엔진(200)에 공급될 수 있다. An ammonia supply pipe (520) connects a plurality of ammonia storage tanks (510) and a multi-fuel engine (200), and can transport ammonia fuel (2) in a liquid state. The ammonia fuel (2) can be supplied to the multi-fuel engine (200) according to the fuel supply conditions (temperature and pressure) of the multi-fuel engine (200) while passing through the first pump (P1) and the first heater (530).
제1 펌프(P1)는 암모니아 공급 배관(520) 상에 설치되어 암모니아 저장 탱크(510)에서 암모니아 공급 배관(520)으로 공급된 암모니아 연료(2)를 소정 압력까지 승압시켜 제1 히터(530)로 공급할 수 있다. The first pump (P1) is installed on the ammonia supply pipe (520) and can pressurize ammonia fuel (2) supplied from the ammonia storage tank (510) to the ammonia supply pipe (520) to a predetermined pressure and supply it to the first heater (530).
암모니아 공급 배관(520) 상에는 암모니아 연료(2)의 유량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 유량 조절 밸브(도시하지 않음)가 설치될 수 있다.At least one flow control valve (not shown) may be installed on the ammonia supply pipe (520) to control the flow rate of ammonia fuel (2).
암모니아용 펌프(540)는 암모니아 저장 탱크(510) 내부에 설치되어 암모니아 저장 탱크(510)에서 외부로 암모니아 연료(2)를 배출시키는 펌프 압력을 제공할 수 있다. 특히 암모니아용 펌프(540)는 암모니아 저장 탱크(510)의 암모니아 연료(2) 내부에 설치되는 수중 펌프(submerged pump) 또는 딥웰펌프(deep well pump)일 수 있다.An ammonia pump (540) may be installed inside an ammonia storage tank (510) to provide pump pressure for discharging ammonia fuel (2) from the ammonia storage tank (510) to the outside. In particular, the ammonia pump (540) may be a submerged pump or a deep well pump installed inside the ammonia fuel (2) of the ammonia storage tank (510).
따라서, 온실 가스 배출량이 적은 암모니아 연료(2)를 이용하여 다중 연료 엔진(200)을 구동시킬 수 있다. Therefore, a multi-fuel engine (200) can be driven using ammonia fuel (2) with low greenhouse gas emissions.
제1 암모니아 이송부(300)는 암모니아 연료(2)를 육상(E)의 암모니아 수요처(E2, E3)로 이송할 수 있다. 암모니아 수요처(E2, E3)는 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 사용하는 제1 암모니아 수요처(E2), 그리고 기체 상태의 암모니아 연료(3)를 사용하는 제2 암모니아 수요처(E3)를 포함할 수 있다. The first ammonia transport unit (300) can transport ammonia fuel (2) to ammonia demand sites (E2, E3) on land (E). The ammonia demand sites (E2, E3) can include a first ammonia demand site (E2) that uses ammonia fuel (2) in a liquid state, and a second ammonia demand site (E3) that uses ammonia fuel (3) in a gaseous state.
제1 암모니아 이송부(300)는 제1 암모니아 이송 배관(310), 제1 암모니아 갑판 탱크(320), 제1 암모니아 압축기(330), 제2 펌프(P2), 기화기(Vaporizer)(340), 제1 암모니아 계량기(350), 그리고 제2 암모니아 계량기(360)를 포함할 수 있다. The first ammonia transfer unit (300) may include a first ammonia transfer pipe (310), a first ammonia deck tank (320), a first ammonia compressor (330), a second pump (P2), a vaporizer (340), a first ammonia meter (350), and a second ammonia meter (360).
제1 암모니아 이송 배관(310)은 복수의 암모니아 저장 탱크(510)와 암모니아 수요처(E2, E3)를 연결하며 암모니아 연료(2)를 이송시키는 경로를 제공할 수 있다. The first ammonia transport pipe (310) can connect multiple ammonia storage tanks (510) and ammonia demand sources (E2, E3) and provide a path for transporting ammonia fuel (2).
제1 암모니아 갑판 탱크(320)는 설비 본체(100)의 갑판 상에 설치되며, 제1 암모니아 이송 배관(310)에 연결될 수 있다. 제1 암모니아 갑판 탱크(320)는 암모니아 연료(2)를 저장할 수 있다.The first ammonia deck tank (320) is installed on the deck of the equipment body (100) and can be connected to the first ammonia transfer pipe (310). The first ammonia deck tank (320) can store ammonia fuel (2).
복수의 암모니아 저장 탱크(510) 내로 유입되는 열에 의해 액체 상태의 암모니아 연료(2)가 가열되어 암모니아 저장 탱크(510)에서 암모니아 증발 가스(Boil Off Gas, BOG)가 발생하게 된다. 제1 암모니아 압축기(330)는 이러한 암모니아 증발 가스(BOG)를 압축하여 액체 상태의 암모니아 연료(2)와 함께 제1 암모니아 갑판 탱크(320)에 저장할 수 있다.The liquid ammonia fuel (2) is heated by the heat flowing into the plurality of ammonia storage tanks (510), thereby generating ammonia boil-off gas (BOG) in the ammonia storage tank (510). The first ammonia compressor (330) can compress the ammonia boil-off gas (BOG) and store it in the first ammonia deck tank (320) together with the liquid ammonia fuel (2).
제2 펌프(P2)는 제1 암모니아 압축기(330)의 후단에 설치되어, 암모니아 연료(2)를 육상(E)의 암모니아 수요처(E2, E3)까지 공급하기 위해 요구되는 펌프 압력을 제공할 수 있다.The second pump (P2) is installed at the rear end of the first ammonia compressor (330) and can provide the pump pressure required to supply ammonia fuel (2) to the ammonia demand source (E2, E3) on land (E).
기화기(340)는 글라이콜(glycol)과 같은 중간 열 매체를 이용하여 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 기화시켜 기체 상태의 암모니아 연료(3)로 만들 수 있다. 기화기(340)는 쉘 앤 튜브 타입(shell and tube type)의 열교환기일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조의 기화기일 수 있다.The vaporizer (340) can vaporize liquid ammonia fuel (2) using an intermediate heat medium such as glycol to create gaseous ammonia fuel (3). The vaporizer (340) may be a shell and tube type heat exchanger. However, it is not necessarily limited thereto, and may be a vaporizer of various structures.
제1 암모니아 계량기(350)는 제2 펌프(P2)를 통과한 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 계량하여 육상(E)의 제1 암모니아 수요처(E2)로 공급할 수 있다. The first ammonia meter (350) can measure the liquid ammonia fuel (2) that has passed through the second pump (P2) and supply it to the first ammonia demand source (E2) on land (E).
제2 암모니아 계량기(360)는 기화기(340)를 통과한 기체 상태의 암모니아 연료(3)를 계량하여 육상(E)의 제2 암모니아 수요처(E3)로 공급할 수 있다. The second ammonia meter (360) can measure the gaseous ammonia fuel (3) that has passed through the vaporizer (340) and supply it to the second ammonia demand source (E3) on land (E).
제2 암모니아 이송부(400)는 복수의 암모니아 저장 탱크(510)에 저장된 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 수소 생산부(600)로 이송할 수 있다. The second ammonia transport unit (400) can transport liquid ammonia fuel (2) stored in multiple ammonia storage tanks (510) to the hydrogen production unit (600).
제2 암모니아 이송부(400)는 제2 암모니아 이송 배관(410), 제2 암모니아 갑판 탱크(420), 그리고 제2 암모니아 압축기(430)를 포함할 수 있다. The second ammonia transfer unit (400) may include a second ammonia transfer pipe (410), a second ammonia deck tank (420), and a second ammonia compressor (430).
제2 암모니아 이송 배관(410)은 복수의 암모니아 저장 탱크(510)와 수소 생산부(600)를 연결하며 암모니아 연료(2)를 이송시키는 경로를 제공할 수 있다. The second ammonia transport pipe (410) can connect multiple ammonia storage tanks (510) and a hydrogen production unit (600) and provide a path for transporting ammonia fuel (2).
제2 암모니아 갑판 탱크(420)는 설비 본체(100)의 갑판 상에 설치되며, 제2 암모니아 이송 배관(410)에 연결될 수 있다. 제2 암모니아 갑판 탱크(420)는 암모니아 연료(2)를 저장할 수 있다.The second ammonia deck tank (420) is installed on the deck of the equipment body (100) and can be connected to the second ammonia transfer pipe (410). The second ammonia deck tank (420) can store ammonia fuel (2).
제2 암모니아 압축기(430)는 복수의 암모니아 저장 탱크(510)에서 발생하는 암모니아 증발 가스(BOG)를 압축하여 액체 상태의 암모니아 연료(2)와 함께 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에 저장할 수 있다.The second ammonia compressor (430) can compress ammonia boil-off gas (BOG) generated from multiple ammonia storage tanks (510) and store it in the second ammonia deck tank (420) together with liquid ammonia fuel (2).
수소 생산부(600)는 암모니아 연료(2)를 분해하여 수소 연료(4)를 생산할 수 있다. 수소 생산부(600)는 연결 배관(610), 암모니아 분해부(620), 수소 분리부(630), 암모니아 열 교환기(640), 그리고 보조 압축기(650)를 포함할 수 있다. 수소 생산부(600)는 해상(S)에 부유하는 설비 본체(100)에 설치될 수 있다.The hydrogen production unit (600) can produce hydrogen fuel (4) by decomposing ammonia fuel (2). The hydrogen production unit (600) can include a connecting pipe (610), an ammonia decomposition unit (620), a hydrogen separation unit (630), an ammonia heat exchanger (640), and an auxiliary compressor (650). The hydrogen production unit (600) can be installed in a facility body (100) floating on the sea (S).
연결 배관(610)은 제2 암모니아 갑판 탱크(420)와 가스 터빈 발전부(10)의 연소기(12)를 연결할 수 있다.The connecting pipe (610) can connect the second ammonia deck tank (420) and the combustor (12) of the gas turbine generator (10).
암모니아 분해부(620)는 연결 배관(610) 상에 설치되며 암모니아 연료(2)를 분해하여 수소 연료(4)를 생산할 수 있다. The ammonia decomposition unit (620) is installed on the connecting pipe (610) and can decompose ammonia fuel (2) to produce hydrogen fuel (4).
암모니아 분해부(620)는 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에 저장된 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 열분해하여 개질할 수 있다. 즉, 암모니아 분해부(620)는 암모니아 연료(2)를 열분해(cracking reformer)를 통해 수소(H2) 및 질소(N2)로 분해할 수 있다. 이 때, 분해되지 않은 미분해 암모니아(NH3)가 발생할 수 있다. The ammonia decomposition unit (620) can reform the liquid ammonia fuel (2) stored in the second ammonia deck tank (420) by thermal decomposition. That is, the ammonia decomposition unit (620) can decompose the ammonia fuel (2) into hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) through thermal decomposition (cracking reformer). At this time, undecomposed ammonia (NH 3 ) may be generated.
또한, 암모니아 분해부(620)는 보다 낮은 온도에서 암모니아 개질을 할 수 있도록, 암모니아 분해 촉매를 포함할 수 있다. 암모니아 분해 촉매로서는, 암모니아 분해 반응에 촉매활성을 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 비금속계 변이 금속, 희토류계 물질, 귀금속계 물질를 조성으로서 포함하는 촉매를 들 수 있으며, 전술한 촉매들은 높은 비표면적을 갖는 담체에 담지해서 이용할 수 있다.In addition, the ammonia decomposition unit (620) may include an ammonia decomposition catalyst so as to enable ammonia reforming at a lower temperature. The ammonia decomposition catalyst is not particularly limited as long as it has catalytic activity in the ammonia decomposition reaction, but examples thereof include catalysts containing non-metallic transition metals, rare earth materials, and precious metal materials as their compositions, and the above-described catalysts may be used by being supported on a carrier having a high specific surface area.
수소 분리부(630)는 암모니아 분해부(620)에서 분해된 수소(H2) 및 질소(N2) 중에서 수소 연료(4)를 분리할 수 있다.The hydrogen separation unit (630) can separate hydrogen fuel (4) from hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) decomposed in the ammonia decomposition unit (620).
도시하지는 않았으나, 수소 분리부(630)로부터 분리된 질소는 별도 저장 탱크를 통해 저장하였다가 필요 수요처로 공급되거나 혹은 대기 중으로 배출될 수 있다. 또한, 미분해 암모니아는 암모니아 분해부(620)로 재공급될 수 있다.Although not shown, nitrogen separated from the hydrogen separation unit (630) can be stored in a separate storage tank and supplied to the required demand source or discharged into the atmosphere. In addition, un-decomposed ammonia can be re-supplied to the ammonia decomposition unit (620).
암모니아 열 교환기(640)는 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에서 공급되는 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 기화시켜 기체 상태의 암모니아 가스 연료(7)를 생성할 수 있다. 이러한 암모니아 열 교환기(640)는 쉘 앤 튜브 타입(shell and tube type)의 열교환기일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조의 열교환기가 가능하다.The ammonia heat exchanger (640) can vaporize liquid ammonia fuel (2) supplied from the second ammonia deck tank (420) to produce gaseous ammonia gas fuel (7). The ammonia heat exchanger (640) may be a shell and tube type heat exchanger. However, it is not necessarily limited thereto, and heat exchangers of various structures are possible.
보조 압축기(650)는 수소 분리부(630)에서 분리된 수소 연료(4)를 압축하여 가스 터빈 발전부(10)에 공급할 수 있다. The auxiliary compressor (650) can compress hydrogen fuel (4) separated in the hydrogen separation unit (630) and supply it to the gas turbine power generation unit (10).
이와 같이, 수소 생산부(600)를 이용하여 수소 연료(4)를 생산하여 가스 터빈 발전부(10)에 안정적으로 공급 및 발전함으로써, 국제적인 배기 가스 배출 규제 기준에 맞추어 온실 가스를 저감할 수 있다.In this way, by producing hydrogen fuel (4) using the hydrogen production unit (600) and stably supplying and generating power to the gas turbine power generation unit (10), greenhouse gases can be reduced in accordance with international exhaust gas emission regulations.
또한, 해상에 암모니아 연료를 이용하는 부유식 저장 발전 설비를 설치함으로써, 육상에 별도의 암모니아 연료의 하역 설비, 저장 설비, 분해 설비, 공급 설비 등과 같은 암모니아 설비를 설치하지 않아도 되므로, 정부의 허가 또는 주민의 기피 등에서 자유로울 수 있다.In addition, by installing a floating storage power generation facility using ammonia fuel at sea, there is no need to install separate ammonia facilities such as ammonia fuel unloading facilities, storage facilities, decomposition facilities, and supply facilities on land, so it can be free from government permission or residents' avoidance.
가스 터빈 발전부(10)는 수소 연료(4)를 이용하여 발전할 수 있다. 가스 터빈 발전부(10)는 해상(S)에 부유하는 설비 본체(100)에 설치될 수 있다.The gas turbine power generation unit (10) can generate electricity using hydrogen fuel (4). The gas turbine power generation unit (10) can be installed in a facility body (100) floating on the sea (S).
가스 터빈 발전부(10)는 압축기(11), 연소기(12), 수소 가스 터빈(13), 그리고 가스 터빈 발전기(14)를 포함할 수 있다. The gas turbine power generation unit (10) may include a compressor (11), a combustor (12), a hydrogen gas turbine (13), and a gas turbine generator (14).
압축기(11)는 외부 공기를 압축하여 압축 공기를 생성할 수 있다.The compressor (11) can generate compressed air by compressing outside air.
연소기(12)는 수소 연료(4)를 연소하고 압축 공기를 공급하여 고온 및 고압의 수소 가스를 생성할 수 있다. 연소기(12)는 연결 배관(610)을 통해 보조 압축기(650)와 연결될 수 있다. The combustor (12) can combust hydrogen fuel (4) and supply compressed air to generate high temperature and high pressure hydrogen gas. The combustor (12) can be connected to an auxiliary compressor (650) through a connecting pipe (610).
수소 가스 터빈(13)은 고온 및 고압의 수소 가스를 이용하여 구동하는 열기관일 수 있다. A hydrogen gas turbine (13) may be a heat engine that operates using high temperature and high pressure hydrogen gas.
가스 터빈 발전기(14)는 수소 가스 터빈(13)의 구동력을 이용하여 발전할 수 있다. 가스 터빈 발전기(14)에서 생산된 무탄소 전기(e)는 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)에 공급될 수 있다. The gas turbine generator (14) can generate electricity using the driving force of the hydrogen gas turbine (13). Carbon-free electricity (e) produced by the gas turbine generator (14) can be supplied to a land-based electricity demand source (E1) on land (E).
이와 같이, 수소 생산부(600)에서 생산한 수소 연료(4)를 이용하여 가스 터빈 발전부(10)에서 무탄소 전기를 생산하고, 이러한 무탄소 전기를 육상(E)에 공급함으로써, 온실 가스의 발생을 최소화할 수 있다.In this way, by using hydrogen fuel (4) produced in the hydrogen production unit (600) to produce carbon-free electricity in the gas turbine power generation unit (10) and supplying this carbon-free electricity to the land (E), the generation of greenhouse gases can be minimized.
폐열 처리부(20)는 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 처리할 수 있다. 폐열 처리부(20)는 해상(S)에 부유하는 설비 본체(100)에 설치될 수 있다.The waste heat treatment unit (20) can treat waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10). The waste heat treatment unit (20) can be installed in the facility body (100) floating on the sea (S).
폐열 처리부(20)는 폐열 회수부(21), 증기 터빈(22), 증기 터빈 발전기(23), 그리고 질소 산화물 저감 장치(25)를 포함할 수 있다. The waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21), a steam turbine (22), a steam turbine generator (23), and a nitrogen oxide reduction device (25).
폐열 회수부(21)는 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 회수할 수 있다. 구체적으로, 수소 가스 터빈(13)에서 발생하는 650도 이상의 초고온의 배기 가스는 암모니아 열 교환기(640)에서 열교환되어 고온의 배기 가스가 되며 이러한 고온의 배기 가스를 폐열 회수부(21)로 회수할 수 있다. The waste heat recovery unit (21) can recover waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10). Specifically, the ultra-high temperature exhaust gas of 650 degrees or higher generated from the hydrogen gas turbine (13) is heat-exchanged in the ammonia heat exchanger (640) to become high temperature exhaust gas, and this high temperature exhaust gas can be recovered by the waste heat recovery unit (21).
증기 터빈(22)은 폐열을 이용하여 증기를 생성하여 구동하는 열기관일 수 있다.A steam turbine (22) may be a heat engine that generates and drives steam using waste heat.
증기 터빈 발전기(23)는 증기 터빈(22)의 구동력을 이용하여 발전할 수 있다. 증기 터빈 발전기(23)에서 생산된 무탄소 전기(e)는 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)에 공급될 수 있다.A steam turbine generator (23) can generate electricity using the driving force of a steam turbine (22). Carbon-free electricity (e) produced by the steam turbine generator (23) can be supplied to a land-based electricity demand source (E1) on land (E).
질소 산화물 저감 장치(25)는 폐열 회수부(21) 및 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에 연결되어, 제2 암모니아 갑판 탱크(420)로부터의 암모니아 연료(2)를 활용하여 폐열 회수부(21)에서 배출되는 질소 산화물을 처리할 수 있다. 이러한 질소 산화물 저감 장치(25)는 선택적 촉매 환원 장치(Selective catalytic reduction, SCR)를 포함할 수 있고, 이때 암모니아 연료(2)를 촉매로서 활용할 수 있다.The nitrogen oxide reduction device (25) is connected to the waste heat recovery unit (21) and the second ammonia deck tank (420), and can treat nitrogen oxides discharged from the waste heat recovery unit (21) by utilizing ammonia fuel (2) from the second ammonia deck tank (420). This nitrogen oxide reduction device (25) may include a selective catalytic reduction (SCR) device, and in this case, the ammonia fuel (2) may be utilized as a catalyst.
암모니아 연료(2)는 연소 조건에 따라서 질소 산화물이 생성될 수 있으므로, 질소 산화물 저감 장치(25)는 폐열 회수부(21)에서 배출되는 질소 산화물을 제거하여 배기 가스로 배출할 수 있다. 따라서, 온실 가스(Greenhouse gas, GHG)를 최소화할 수 있다. Since ammonia fuel (2) may generate nitrogen oxides depending on combustion conditions, the nitrogen oxide reduction device (25) can remove nitrogen oxides discharged from the waste heat recovery unit (21) and discharge them as exhaust gas. Accordingly, greenhouse gases (GHG) can be minimized.
한편, 도시하지는 않았으나, 질소 산화물 저감 장치(25)는 다중 연료 엔진(200)에도 연결되거나, 또는 별도의 질소 산화물 저감장치가 구비되어 다중 연료 엔진(200)에서 배출되는 질소 산화물을 처리할 수 있다. 따라서, 온실 가스(Greenhouse gas, GHG)를 최소화할 수 있다.Meanwhile, although not shown, the nitrogen oxide reduction device (25) may be connected to the multi-fuel engine (200), or a separate nitrogen oxide reduction device may be provided to treat nitrogen oxides emitted from the multi-fuel engine (200). Accordingly, greenhouse gases (GHG) can be minimized.
디젤 공급부(800)은 다중 연료 엔진(200)에 디젤 연료(1)를 공급할 수 있다. 디젤 연료(1)는 중유(Heavy Fuel Oil, HFO), 해상 가스유(Marine gas oil, MGO), 해상 디젤유(Marine Diesel Oil, MDO), 저유황유(Low Sulfur Fuel Oil, LSFO), 또는 초저유황유(Very Low Sulfur Fuel Oil, VLSFO) 등을 포함할 수 있다. The diesel supply unit (800) can supply diesel fuel (1) to the multi-fuel engine (200). The diesel fuel (1) can include heavy fuel oil (HFO), marine gas oil (MGO), marine diesel oil (MDO), low sulfur fuel oil (LSFO), or very low sulfur fuel oil (VLSFO).
디젤 공급부(800)는 디젤 연료(1)를 저장하는 디젤 저장 탱크(810), 그리고 디젤 연료(1)를 디젤 저장 탱크(810)에서 다중 연료 엔진(200)으로 이송시키는 디젤 배관(820)을 포함할 수 있다. 디젤 배관(820) 상에는 디젤 연료(1)의 유량을 조절하기 위한 복수개의 유량 조절 밸브(도시하지 않음)가 설치될 수 있다.The diesel supply unit (800) may include a diesel storage tank (810) for storing diesel fuel (1) and a diesel pipe (820) for transporting the diesel fuel (1) from the diesel storage tank (810) to the multi-fuel engine (200). A plurality of flow rate control valves (not shown) for controlling the flow rate of the diesel fuel (1) may be installed on the diesel pipe (820).
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 디젤 연료 및 암모니아 연료를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진, 암모니아 연료를 이용하여 수소 연료를 생산하는 수소 생산부, 그리고 수소 연료를 이용하여 발전하는 가스 터빈 발전부를 포함함으로써, 온실 가스 배출량이 적은 암모니아 연료를 이용하여 다중 연료 엔진을 구동하고, 수소 연료를 이용하여 발전할 수 있으므로 국제적인 배기 가스 배출 규제 기준에 맞추어 온실 가스를 저감할 수 있다.In this way, the floating storage power generation facility according to the first embodiment of the present invention includes a multi-fuel engine capable of burning diesel fuel and ammonia fuel, a hydrogen production unit that produces hydrogen fuel using ammonia fuel, and a gas turbine power generation unit that generates power using hydrogen fuel, thereby driving the multi-fuel engine using ammonia fuel with low greenhouse gas emissions and generating power using hydrogen fuel, thereby reducing greenhouse gases in accordance with international exhaust gas emission regulations.
한편, 전기 공급부(700)는 제1 전기 공급부(710)와 제2 전기 공급부(720)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the electric supply unit (700) may include a first electric supply unit (710) and a second electric supply unit (720).
제1 전기 공급부(710)는 가스 터빈 발전부(10) 및 폐열 처리부(20)와 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)를 연결할 수 있다. 이러한 제1 전기 공급부(710)는 가스 터빈 발전부(10)에서 생산한 무탄소 전기(e)를 육상 전기 수요처(E1)에 공급할 수 있고, 폐열 처리부(20)에서 생산한 무탄소 전기를 육상 전기 수요처(E1)에 공급할 수 있다. 이와 같이, 수소 생산부(600)에서 생산한 수소 연료(4)를 이용하여 가스 터빈 발전부(10)에서 생산한 무탄소 전기와 폐열 처리부(20)에서 생산한 무탄소 전기를 육상(E)에 공급함으로써, 온실 가스의 발생을 최소화할 수 있다.The first power supply unit (710) can connect the gas turbine power generation unit (10) and the waste heat treatment unit (20) to the onshore power demand unit (E1) on land (E). The first power supply unit (710) can supply carbon-free electricity (e) produced by the gas turbine power generation unit (10) to the onshore power demand unit (E1) and carbon-free electricity produced by the waste heat treatment unit (20) to the onshore power demand unit (E1). In this way, by using the hydrogen fuel (4) produced by the hydrogen production unit (600) to supply carbon-free electricity produced by the gas turbine power generation unit (10) and carbon-free electricity produced by the waste heat treatment unit (20) to the onshore power demand unit (E1), the generation of greenhouse gases can be minimized.
제2 전기 공급부(720)는 다중 연료 엔진(200)과 설비 본체(100) 내부의 선상 전기 수요처(E4)를 연결할 수 있다. 이러한 제2 전기 공급부(720)는 다중 연료 엔진(200)에서 생산한 저탄소 전기(e)를 선상 전기 수요처(E4)에 공급할 수 있다. 이와 같이, 다중 연료 엔진(200)에서 생산한 저탄소 전기를 설비 본체(100)에 공급함으로써, 온실 가스의 발생을 최소화할 수 있다.The second electric supply unit (720) can connect the multi-fuel engine (200) and the shipboard electric demand source (E4) inside the equipment body (100). This second electric supply unit (720) can supply low-carbon electricity (e) produced by the multi-fuel engine (200) to the shipboard electric demand source (E4). In this way, by supplying low-carbon electricity produced by the multi-fuel engine (200) to the equipment body (100), the generation of greenhouse gases can be minimized.
한편, 상기 도 1 및 도 2에 도시한 제1 실시예에서는 폐열 처리부(20)가 증기 터빈(22) 및 증기 터빈 발전기(23)를 포함하였으나, 폐열 처리부(20)가 온수 생성부(24)를 포함하는 제2 실시예도 가능하다.Meanwhile, in the first embodiment illustrated in the above drawings 1 and 2, the waste heat treatment unit (20) includes a steam turbine (22) and a steam turbine generator (23), but a second embodiment in which the waste heat treatment unit (20) includes a hot water generation unit (24) is also possible.
이하에서, 도 3을 참고하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, a floating storage power generation facility according to a second embodiment of the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.FIG. 3 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to a second embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 제2 실시예는 도 2에 도시된 제1 실시예와 비교하여 폐열 처리부(20)만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.The second embodiment illustrated in FIG. 3 is substantially the same as the first embodiment illustrated in FIG. 2 except for the waste heat treatment unit (20), so a repeated description is omitted.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 설비 본체(100), 다중 연료 엔진(200), 암모니아 공급부(500), 제1 암모니아 이송부(300), 제2 암모니아 이송부(400), 수소 생산부(600), 가스 터빈 발전부(10), 폐열 처리부(20), 전기 공급부(700), 그리고 디젤 공급부(800)를 포함한다. As illustrated in FIG. 3, a floating storage power generation facility according to a second embodiment of the present invention includes a facility body (100), a multi-fuel engine (200), an ammonia supply unit (500), a first ammonia transfer unit (300), a second ammonia transfer unit (400), a hydrogen production unit (600), a gas turbine power generation unit (10), a waste heat treatment unit (20), an electricity supply unit (700), and a diesel supply unit (800).
폐열 처리부(20)는 폐열 회수부(21), 온수 생성부(24), 그리고 질소 산화물 저감 장치(25)를 포함할 수 있다.The waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21), a hot water generation unit (24), and a nitrogen oxide reduction device (25).
온수 생성부(24)는 폐열 회수부(21)에서 회수한 폐열을 이용하여 온수를 생성할 수 있다. 온수 생성부(24)에서 생성된 온수는 온수 수요처로 공급될 수 있다.The hot water generation unit (24) can generate hot water using waste heat recovered from the waste heat recovery unit (21). The hot water generated in the hot water generation unit (24) can be supplied to a hot water demand source.
한편, 상기 도 1 및 도 2에 도시한 제1 실시예에서는 수소 생산부(600), 가스 터빈 발전부(10), 그리고 폐열 처리부(20)가 설비 본체(100)에 설치되나, 수소 생산부(600), 가스 터빈 발전부(10), 그리고 폐열 처리부(20)가 육상(E)에 설치되는 제3 실시예도 가능하다.Meanwhile, in the first embodiment illustrated in the above drawings 1 and 2, the hydrogen production unit (600), the gas turbine power generation unit (10), and the waste heat treatment unit (20) are installed in the equipment main body (100), but a third embodiment in which the hydrogen production unit (600), the gas turbine power generation unit (10), and the waste heat treatment unit (20) are installed on land (E) is also possible.
이하에서, 도 4를 참고하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4, a floating storage power generation facility according to a third embodiment of the present invention will be described in detail.
도 4은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.FIG. 4 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to a third embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 제3 실시예는 도 2에 도시된 제1 실시예와 비교하여 수소 생산부(600), 가스 터빈 발전부(10), 그리고 폐열 처리부(20)만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.The third embodiment illustrated in FIG. 4 is substantially the same as the first embodiment illustrated in FIG. 2 except for the hydrogen production unit (600), gas turbine power generation unit (10), and waste heat treatment unit (20), and thus a repeated description is omitted.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 설비 본체(100), 다중 연료 엔진(200), 암모니아 공급부(500), 제1 암모니아 이송부(300), 제2 암모니아 이송부(400), 수소 생산부(600), 가스 터빈 발전부(10), 폐열 처리부(20), 전기 공급부(700), 그리고 디젤 공급부(800)를 포함한다.As illustrated in FIG. 4, a floating storage power generation facility according to a third embodiment of the present invention includes a facility body (100), a multi-fuel engine (200), an ammonia supply unit (500), a first ammonia transfer unit (300), a second ammonia transfer unit (400), a hydrogen production unit (600), a gas turbine power generation unit (10), a waste heat treatment unit (20), an electricity supply unit (700), and a diesel supply unit (800).
수소 생산부(600)는 연결 배관(610), 암모니아 분해부(620), 수소 분리부(630), 암모니아 열 교환기(640), 그리고 보조 압축기(650)를 포함할 수 있다. 수소 생산부(600)는 육상(E)에 설치되어, 육상(E)에 설치된 가스 터빈 발전부(10)에 수소 연료(4)를 용이하게 공급할 수 있다. The hydrogen production unit (600) may include a connecting pipe (610), an ammonia decomposition unit (620), a hydrogen separation unit (630), an ammonia heat exchanger (640), and an auxiliary compressor (650). The hydrogen production unit (600) may be installed on land (E) to easily supply hydrogen fuel (4) to a gas turbine power generation unit (10) installed on land (E).
연결 배관(610)은 제2 암모니아 갑판 탱크(420)와 가스 터빈 발전부(10)를 연결할 수 있다.The connecting pipe (610) can connect the second ammonia deck tank (420) and the gas turbine generator (10).
암모니아 분해부(620)는 연결 배관(610) 상에 설치되며 암모니아 연료(2)를 분해하여 수소 연료(4)를 생산할 수 있다. The ammonia decomposition unit (620) is installed on the connecting pipe (610) and can decompose ammonia fuel (2) to produce hydrogen fuel (4).
암모니아 분해부(620)는 제2 암모니아 갑판 탱크(320)에 저장된 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 열분해하여 개질할 수 있다. 즉, 암모니아 분해부(620)는 암모니아 연료(2)를 열분해(cracking reformer)를 통해 수소(H2) 및 질소(N2)로 분해할 수 있다. 이 때, 분해되지 않은 미분해 암모니아(NH3)가 발생할 수 있다.The ammonia decomposition unit (620) can reform the liquid ammonia fuel (2) stored in the second ammonia deck tank (320) by thermal decomposition. That is, the ammonia decomposition unit (620) can decompose the ammonia fuel (2) into hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) through thermal decomposition (cracking reformer). At this time, undecomposed ammonia (NH 3 ) may be generated.
또한, 암모니아 분해부(620)는 보다 낮은 온도에서 암모니아 개질을 할 수 있도록, 암모니아 분해 촉매를 포함할 수 있다. 암모니아 분해 촉매로서는, 암모니아 분해 반응에 촉매활성을 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 비금속계 변이 금속, 희토류계 물질, 귀금속계 물질를 조성으로서 포함하는 촉매를 들 수 있으며, 전술한 촉매들은 높은 비표면적을 갖는 담체에 담지해서 이용할 수 있다.In addition, the ammonia decomposition unit (620) may include an ammonia decomposition catalyst so as to enable ammonia reforming at a lower temperature. The ammonia decomposition catalyst is not particularly limited as long as it has catalytic activity in the ammonia decomposition reaction, but examples thereof include catalysts containing non-metallic transition metals, rare earth materials, and precious metal materials as their compositions, and the above-described catalysts may be used by being supported on a carrier having a high specific surface area.
수소 분리부(630)는 암모니아 분해부(620)에서 분해된 수소(H2) 및 질소(N2) 중에서 수소 연료(4)를 분리할 수 있다.The hydrogen separation unit (630) can separate hydrogen fuel (4) from hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) decomposed in the ammonia decomposition unit (620).
도시하지는 않았으나, 수소 분리부(630)로부터 분리된 질소는 별도 저장 탱크를 통해 저장하였다가 필요 수요처로 공급되거나 혹은 대기 중으로 배출될 수 있다. 또한, 미분해 암모니아는 암모니아 분해부(620)로 재공급될 수 있다.Although not shown, nitrogen separated from the hydrogen separation unit (630) can be stored in a separate storage tank and supplied to the required demand source or discharged into the atmosphere. In addition, un-decomposed ammonia can be re-supplied to the ammonia decomposition unit (620).
암모니아 열 교환기(640)는 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에서 공급되는 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 기화시켜 기체 상태의 암모니아 가스 연료(7)를 생성할 수 있다. 이러한 암모니아 열 교환기(640)는 쉘 앤 튜브 타입(shell and tube type)의 열교환기일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조의 열교환기가 가능하다.The ammonia heat exchanger (640) can vaporize liquid ammonia fuel (2) supplied from the second ammonia deck tank (420) to produce gaseous ammonia gas fuel (7). The ammonia heat exchanger (640) may be a shell and tube type heat exchanger. However, it is not necessarily limited thereto, and heat exchangers of various structures are possible.
보조 압축기(650)는 수소 분리부(630)에서 분리된 수소 연료(4)를 압축하여 가스 터빈 발전부(10)에 공급할 수 있다. The auxiliary compressor (650) can compress hydrogen fuel (4) separated in the hydrogen separation unit (630) and supply it to the gas turbine power generation unit (10).
이와 같이, 수소 생산부(600)를 이용하여 수소 연료(4)를 생산하여 가스 터빈 발전부(10)에 안정적으로 공급 및 발전함으로써, 국제적인 배기 가스 배출 규제 기준에 맞추어 온실 가스를 저감할 수 있다.In this way, by producing hydrogen fuel (4) using the hydrogen production unit (600) and stably supplying and generating power to the gas turbine power generation unit (10), greenhouse gases can be reduced in accordance with international exhaust gas emission regulations.
가스 터빈 발전부(10)는 수소 연료(4)를 이용하여 발전할 수 있다. 가스 터빈 발전부(10)는 육상(E)에 설치될 수 있다.The gas turbine power generation unit (10) can generate power using hydrogen fuel (4). The gas turbine power generation unit (10) can be installed on land (E).
가스 터빈 발전부(10)는 압축기(11), 연소기(12), 수소 가스 터빈(13), 가스 터빈 발전기(14), 그리고 암모니아 육상 탱크(16)를 포함할 수 있다. The gas turbine power generation unit (10) may include a compressor (11), a combustor (12), a hydrogen gas turbine (13), a gas turbine generator (14), and an ammonia land tank (16).
압축기(11)는 외부 공기를 압축하여 압축 공기를 생성할 수 있다.The compressor (11) can generate compressed air by compressing outside air.
연소기(12)는 수소 연료(4)를 연소하고 압축 공기를 공급하여 고온 및 고압의 수소 가스를 생성할 수 있다. 연소기(12)는 연결 배관(610)을 통해 보조 압축기(650)와 연결될 수 있다. The combustor (12) can combust hydrogen fuel (4) and supply compressed air to generate high temperature and high pressure hydrogen gas. The combustor (12) can be connected to an auxiliary compressor (650) through a connecting pipe (610).
수소 가스 터빈(13)은 고온 및 고압의 수소 가스를 이용하여 구동하는 열기관일 수 있다. A hydrogen gas turbine (13) may be a heat engine that operates using high temperature and high pressure hydrogen gas.
가스 터빈 발전기(14)는 수소 가스 터빈(13)의 구동력을 이용하여 발전할 수 있다. 가스 터빈 발전기(14)에서 생산된 무탄소 전기(e)는 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)에 공급될 수 있다. The gas turbine generator (14) can generate electricity using the driving force of the hydrogen gas turbine (13). Carbon-free electricity (e) produced by the gas turbine generator (14) can be supplied to a land-based electricity demand source (E1) on land (E).
암모니아 육상 탱크(16)는 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에 연결되며 육상(E)에 설치될 수 있다. 암모니아 육상 탱크(16)는 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 저장할 수 있다.The ammonia land tank (16) is connected to the second ammonia deck tank (420) and can be installed on land (E). The ammonia land tank (16) can store ammonia fuel (2) in a liquid state.
이와 같이, 수소 생산부(600)에서 생산한 수소 연료(4)를 이용하여 가스 터빈 발전부(10)에서 무탄소 전기를 생산하고, 이러한 무탄소 전기를 육상(E)에 공급함으로써, 온실 가스의 발생을 최소화할 수 있다.In this way, by using hydrogen fuel (4) produced in the hydrogen production unit (600) to produce carbon-free electricity in the gas turbine power generation unit (10) and supplying this carbon-free electricity to the land (E), the generation of greenhouse gases can be minimized.
폐열 처리부(20)는 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 처리할 수 있다. 폐열 처리부(20)는 육상(E)에 설치될 수 있다.The waste heat treatment unit (20) can treat waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10). The waste heat treatment unit (20) can be installed on land (E).
폐열 처리부(20)는 폐열 회수부(21), 증기 터빈(22), 증기 터빈 발전기(23), 그리고 질소 산화물 저감 장치(25)를 포함할 수 있다. The waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21), a steam turbine (22), a steam turbine generator (23), and a nitrogen oxide reduction device (25).
폐열 회수부(21)는 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 회수할 수 있다. 구체적으로, 가스 터빈(13)에서 발생하는 650도 이상의 초고온의 배기 가스는 암모니아 열 교환기(640)에서 열교환되어 고온의 배기 가스가 되며 이러한 고온의 배기 가스를 폐열 회수부(21)로 회수할 수 있다. The waste heat recovery unit (21) can recover waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10). Specifically, the ultra-high temperature exhaust gas of 650 degrees or higher generated from the gas turbine (13) is heat-exchanged in an ammonia heat exchanger (640) to become high temperature exhaust gas, and this high temperature exhaust gas can be recovered by the waste heat recovery unit (21).
증기 터빈(22)은 폐열을 이용하여 증기를 생성하여 구동하는 열기관일 수 있다.A steam turbine (22) may be a heat engine that generates and drives steam using waste heat.
증기 터빈 발전기(23)는 증기 터빈(22)의 구동력을 이용하여 발전할 수 있다. 증기 터빈 발전기(23)에서 생산된 무탄소 전기(e)는 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)에 공급될 수 있다.A steam turbine generator (23) can generate electricity using the driving force of a steam turbine (22). Carbon-free electricity (e) produced by the steam turbine generator (23) can be supplied to a land-based electricity demand source (E1) on land (E).
질소 산화물 저감 장치(25)는 폐열 회수부(21)에 연결되어, 폐열 회수부(21)에서 배출되는 질소 산화물을 처리할 수 있다. 이러한 질소 산화물 저감 장치는 선택적 촉매 환원 장치(Selective catalytic reduction, SCR)를 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 암모니아 육상 탱크(16)에 연결되어 암모니아 육상 탱크(16)로부터의 암모니아 연료(20)를 촉매로서 활용할 수 있다.The nitrogen oxide reduction device (25) is connected to the waste heat recovery unit (21) and can treat nitrogen oxides discharged from the waste heat recovery unit (21). This nitrogen oxide reduction device may include a selective catalytic reduction (SCR) device. Although not shown, it may be connected to an ammonia land tank (16) and use ammonia fuel (20) from the ammonia land tank (16) as a catalyst.
한편, 도시하지는 않았으나, 질소 산화물 저감 장치(25)는 다중 연료 엔진(200)에도 연결되거나, 또는 별도의 질소 산화물 저감장치가 구비되어 다중 연료 엔진(200)에서 배출되는 질소 산화물을 처리할 수 있으며, 도시하지는 않았으나, 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에 연결되어 제2 암모니아 갑판 탱크(420)로부터의 암모니아 연료(2)를 촉매로서 활용할 수 있다.Meanwhile, although not shown, the nitrogen oxide reduction device (25) may be connected to the multi-fuel engine (200) or may be equipped with a separate nitrogen oxide reduction device to treat nitrogen oxides emitted from the multi-fuel engine (200), and although not shown, it may be connected to the second ammonia deck tank (420) to utilize ammonia fuel (2) from the second ammonia deck tank (420) as a catalyst.
한편, 상기 도 4에 도시한 제3 실시예에서는 폐열 처리부(20)가 증기 터빈(22) 및 증기 터빈 발전기(23)를 포함하였으나, 폐열 처리부(20)가 온수 생성부(24)를 포함하는 제4 실시예도 가능하다.Meanwhile, in the third embodiment illustrated in the above-described FIG. 4, the waste heat treatment unit (20) includes a steam turbine (22) and a steam turbine generator (23), but a fourth embodiment in which the waste heat treatment unit (20) includes a hot water generation unit (24) is also possible.
이하에서, 도 5를 참고하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, a floating storage power generation facility according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.FIG. 5 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the fourth embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 제4 실시예는 도 4에 도시된 제3 실시예와 비교하여 폐열 처리부(20)만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.The fourth embodiment illustrated in FIG. 5 is substantially the same as the third embodiment illustrated in FIG. 4 except for the waste heat treatment unit (20), so a repeated description is omitted.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 설비 본체(100), 다중 연료 엔진(200), 암모니아 공급부(500), 제1 암모니아 이송부(300), 제2 암모니아 이송부(400), 수소 생산부(600), 가스 터빈 발전부(10), 폐열 처리부(20), 전기 공급부(700), 그리고 디젤 공급부(800)를 포함한다. As illustrated in FIG. 5, a floating storage power generation facility according to a fourth embodiment of the present invention includes a facility body (100), a multi-fuel engine (200), an ammonia supply unit (500), a first ammonia transfer unit (300), a second ammonia transfer unit (400), a hydrogen production unit (600), a gas turbine power generation unit (10), a waste heat treatment unit (20), an electricity supply unit (700), and a diesel supply unit (800).
폐열 처리부(20)는 폐열 회수부(21), 온수 생성부(24), 그리고 질소 산화물 저감 장치(25)를 포함할 수 있다.The waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21), a hot water generation unit (24), and a nitrogen oxide reduction device (25).
온수 생성부(24)는 폐열 회수부(21)에서 회수한 폐열을 이용하여 온수를 생성할 수 있다. 온수 생성부(24)에서 생성된 온수는 온수 수요처로 공급될 수 있다.The hot water generation unit (24) can generate hot water using waste heat recovered from the waste heat recovery unit (21). The hot water generated in the hot water generation unit (24) can be supplied to a hot water demand source.
한편, 상기 도 1 및 도 2에 도시한 제1 실시예에서는 수소 생산부(600)가 설비 본체(100)에 설치되나, 수소 생산부(600)가 설비 본체(100)에 설치되지 않는 제5 실시예도 가능하다. Meanwhile, in the first embodiment illustrated in the above drawings 1 and 2, the hydrogen production unit (600) is installed in the equipment main body (100), but a fifth embodiment in which the hydrogen production unit (600) is not installed in the equipment main body (100) is also possible.
이하에서, 도 6을 참고하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 6, a floating storage power generation facility according to the fifth embodiment of the present invention will be described in detail.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.Figure 6 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the fifth embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 제5 실시예는 도 2에 도시된 제1 실시예와 비교하여 수소 생산부(600) 및 가스 터빈 발전부(10)만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.The fifth embodiment illustrated in FIG. 6 is substantially the same as the first embodiment illustrated in FIG. 2 except for the hydrogen production unit (600) and the gas turbine power generation unit (10), so a repeated description is omitted.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 설비 본체(100), 다중 연료 엔진(200), 암모니아 공급부(500), 제1 암모니아 이송부(300), 제2 암모니아 이송부(400), 가스 터빈 발전부(10), 폐열 처리부(20), 전기 공급부(700), 그리고 디젤 공급부(800)를 포함한다.As illustrated in FIG. 6, a floating storage power generation facility according to a fifth embodiment of the present invention includes a facility body (100), a multi-fuel engine (200), an ammonia supply unit (500), a first ammonia transfer unit (300), a second ammonia transfer unit (400), a gas turbine power generation unit (10), a waste heat treatment unit (20), an electricity supply unit (700), and a diesel supply unit (800).
제2 암모니아 이송부(400)는 복수의 암모니아 저장 탱크(510)에 저장된 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 가스 터빈 발전부(10)로 이송할 수 있다. The second ammonia transfer unit (400) can transfer liquid ammonia fuel (2) stored in multiple ammonia storage tanks (510) to the gas turbine power generation unit (10).
제2 암모니아 이송부(400)는 제2 암모니아 이송 배관(410), 제2 암모니아 갑판 탱크(420), 그리고 제2 암모니아 압축기(430)를 포함할 수 있다. The second ammonia transfer unit (400) may include a second ammonia transfer pipe (410), a second ammonia deck tank (420), and a second ammonia compressor (430).
제2 암모니아 이송 배관(410)은 복수의 암모니아 저장 탱크(510)와 가스 터빈 발전부(10)을 연결하며 암모니아 연료(2)를 이송시키는 경로를 제공할 수 있다. The second ammonia transport pipe (410) can connect multiple ammonia storage tanks (510) and a gas turbine power generation unit (10) and provide a path for transporting ammonia fuel (2).
제2 암모니아 갑판 탱크(420)는 설비 본체(100)의 갑판 상에 설치되며, 제2 암모니아 이송 배관(410)에 연결될 수 있다. 제2 암모니아 갑판 탱크(420)는 암모니아 연료(2)를 저장할 수 있다.The second ammonia deck tank (420) is installed on the deck of the equipment body (100) and can be connected to the second ammonia transfer pipe (410). The second ammonia deck tank (420) can store ammonia fuel (2).
제2 암모니아 압축기(430)는 복수의 암모니아 저장 탱크(510)에서 발생하는 암모니아 증발 가스(BOG)를 압축하여 액체 상태의 암모니아 연료(2)와 함께 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에 저장할 수 있다.The second ammonia compressor (430) can compress ammonia boil-off gas (BOG) generated from multiple ammonia storage tanks (510) and store it in the second ammonia deck tank (420) together with liquid ammonia fuel (2).
가스 터빈 발전부(10)는 암모니아 연료(2)를 이용하여 발전할 수 있다. 가스 터빈 발전부(10)는 해상(S)에 부유하는 설비 본체(100)에 설치될 수 있다.The gas turbine power generation unit (10) can generate power using ammonia fuel (2). The gas turbine power generation unit (10) can be installed in a facility body (100) floating on the sea (S).
가스 터빈 발전부(10)는 압축기(11), 연소기(12), 암모니아 가스 터빈(17), 가스 터빈 발전기(14), 그리고 제2 히터(15)를 포함할 수 있다. The gas turbine power generation unit (10) may include a compressor (11), a combustor (12), an ammonia gas turbine (17), a gas turbine generator (14), and a second heater (15).
압축기(11)는 외부 공기를 압축하여 압축 공기를 생성할 수 있다.The compressor (11) can generate compressed air by compressing outside air.
제2 히터(15)는 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 가열하여 기체 상태의 암모니아 연료(3)를 생성할 수 있다. The second heater (15) can heat liquid ammonia fuel (2) to produce gaseous ammonia fuel (3).
연소기(12)는 기체 상태의 암모니아 연료(3)를 연소하고 압축 공기를 공급하여 고온 및 고압의 암모니아 가스를 생성할 수 있다. The combustor (12) can combust gaseous ammonia fuel (3) and supply compressed air to generate high temperature and high pressure ammonia gas.
암모니아 가스 터빈(17)은 고온 및 고압의 암모니아 가스를 이용하여 구동하는 열기관일 수 있다. The ammonia gas turbine (17) may be a heat engine that operates using high temperature and high pressure ammonia gas.
가스 터빈 발전기(14)는 암모니아 가스 터빈(17)의 구동력을 이용하여 발전할 수 있다. 가스 터빈 발전기(14)에서 생산된 무탄소 전기(e)는 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)에 공급될 수 있다. The gas turbine generator (14) can generate electricity using the driving force of an ammonia gas turbine (17). Carbon-free electricity (e) produced by the gas turbine generator (14) can be supplied to a land-based electricity demand source (E1) on land (E).
이와 같이, 암모니아 연료(2)를 이용하여 가스 터빈 발전부(10)에서 무탄소 전기를 생산하고, 이러한 무탄소 전기를 육상(E)에 공급함으로써, 온실 가스의 발생을 최소화할 수 있다.In this way, by producing carbon-free electricity in a gas turbine power generation unit (10) using ammonia fuel (2) and supplying this carbon-free electricity to the land (E), the generation of greenhouse gases can be minimized.
폐열 처리부(20)는 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 처리할 수 있다. 폐열 처리부(20)는 해상(S)에 부유하는 설비 본체(100)에 설치될 수 있다.The waste heat treatment unit (20) can treat waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10). The waste heat treatment unit (20) can be installed in the facility body (100) floating on the sea (S).
폐열 처리부(20)는 폐열 회수부(21), 증기 터빈(22), 증기 터빈 발전기(23), 그리고 질소 산화물 저감 장치(25)를 포함할 수 있다. The waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21), a steam turbine (22), a steam turbine generator (23), and a nitrogen oxide reduction device (25).
폐열 회수부(21)는 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 회수할 수 있다. 구체적으로, 암모니아 가스 터빈(17)에서 발생하는 650도 이상의 초고온의 배기 가스를 폐열 회수부(21)로 회수할 수 있다. The waste heat recovery unit (21) can recover waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10). Specifically, the ultra-high temperature exhaust gas of 650 degrees or higher generated from the ammonia gas turbine (17) can be recovered by the waste heat recovery unit (21).
증기 터빈(22)은 폐열을 이용하여 증기를 생성하여 구동하는 열기관일 수 있다.A steam turbine (22) may be a heat engine that generates and drives steam using waste heat.
증기 터빈 발전기(23)는 증기 터빈(22)의 구동력을 이용하여 발전할 수 있다. 증기 터빈 발전기(23)에서 생산된 무탄소 전기(e)는 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)에 공급될 수 있다.A steam turbine generator (23) can generate electricity using the driving force of a steam turbine (22). Carbon-free electricity (e) produced by the steam turbine generator (23) can be supplied to a land-based electricity demand source (E1) on land (E).
질소 산화물 저감 장치(25)는 폐열 회수부(21) 및 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에 연결되어, 제2 암모니아 갑판 탱크(420)로부터의 암모니아 연료(2)를 활용하여 폐열 회수부(21)에서 배출되는 질소 산화물을 처리할 수 있다. 이러한 질소 산화물 저감 장치(25)는 선택적 촉매 환원 장치(Selective catalytic reduction, SCR)를 포함할 수 있고, 이때 암모니아 연료(2)를 촉매로서 활용할 수 있다.The nitrogen oxide reduction device (25) is connected to the waste heat recovery unit (21) and the second ammonia deck tank (420), and can treat nitrogen oxides discharged from the waste heat recovery unit (21) by utilizing ammonia fuel (2) from the second ammonia deck tank (420). This nitrogen oxide reduction device (25) may include a selective catalytic reduction (SCR) device, and in this case, the ammonia fuel (2) may be utilized as a catalyst.
암모니아 연료(2)는 연소 조건에 따라서 질소 산화물이 생성될 수 있으므로, 질소 산화물 저감 장치(25)는 폐열 회수부(21)에서 배출되는 질소 산화물을 제거하여 배기 가스로 배출할 수 있다. Since ammonia fuel (2) may generate nitrogen oxides depending on combustion conditions, the nitrogen oxide reduction device (25) can remove nitrogen oxides discharged from the waste heat recovery unit (21) and discharge them as exhaust gas.
한편, 도시하지는 않았으나, 질소 산화물 저감 장치(25)는 다중 연료 엔진(200)에도 연결되거나, 또는 별도의 질소 산화물 저감장치가 구비되어 다중 연료 엔진(200)에서 배출되는 질소 산화물을 처리할 수 있다. 따라서, 온실 가스(Greenhouse gas, GHG)를 최소화할 수 있다. Meanwhile, although not shown, the nitrogen oxide reduction device (25) may be connected to the multi-fuel engine (200), or a separate nitrogen oxide reduction device may be provided to treat nitrogen oxides emitted from the multi-fuel engine (200). Accordingly, greenhouse gases (GHG) can be minimized.
한편, 상기 도 6에 도시한 제5 실시예에서는 폐열 처리부(20)가 증기 터빈(22) 및 증기 터빈 발전기(23)를 포함하였으나, 폐열 처리부(20)가 온수 생성부(24)를 포함하는 제6 실시예도 가능하다.Meanwhile, in the fifth embodiment illustrated in the above-described Fig. 6, the waste heat treatment unit (20) includes a steam turbine (22) and a steam turbine generator (23), but a sixth embodiment in which the waste heat treatment unit (20) includes a hot water generation unit (24) is also possible.
이하에서, 도 7을 참고하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 7, a floating storage power generation facility according to the sixth embodiment of the present invention will be described in detail.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.Figure 7 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the sixth embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 제6 실시예는 도 6에 도시된 제5 실시예와 비교하여 폐열 처리부(20)만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.The sixth embodiment illustrated in Fig. 7 is substantially the same as the fifth embodiment illustrated in Fig. 6 except for the waste heat treatment unit (20), so a repeated description is omitted.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 설비 본체(100), 다중 연료 엔진(200), 암모니아 공급부(500), 제1 암모니아 이송부(300), 제2 암모니아 이송부(400), 가스 터빈 발전부(10), 폐열 처리부(20), 전기 공급부(700), 그리고 디젤 공급부(800)를 포함한다. As illustrated in FIG. 7, a floating storage power generation facility according to a sixth embodiment of the present invention includes a facility body (100), a multi-fuel engine (200), an ammonia supply unit (500), a first ammonia transfer unit (300), a second ammonia transfer unit (400), a gas turbine power generation unit (10), a waste heat treatment unit (20), an electricity supply unit (700), and a diesel supply unit (800).
폐열 처리부(20)는 폐열 회수부(21), 온수 생성부(24), 그리고 질소 산화물 저감 장치(25)를 포함할 수 있다.The waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21), a hot water generation unit (24), and a nitrogen oxide reduction device (25).
온수 생성부(24)는 폐열 회수부(21)에서 회수한 폐열을 이용하여 온수를 생성할 수 있다. 온수 생성부(24)에서 생성된 온수는 온수 수요처로 공급될 수 있다.The hot water generation unit (24) can generate hot water using waste heat recovered from the waste heat recovery unit (21). The hot water generated in the hot water generation unit (24) can be supplied to a hot water demand source.
한편, 상기 도 6에 도시한 제5 실시예에서는 가스 터빈 발전부(10) 및 폐열 처리부(20)가 설비 본체(100)에 설치되나, 가스 터빈 발전부(10) 및 폐열 처리부(20)가 육상(E)에 설치되는 제7 실시예도 가능하다.Meanwhile, in the fifth embodiment illustrated in the above-described Figure 6, the gas turbine power generation unit (10) and the waste heat treatment unit (20) are installed in the equipment main body (100), but a seventh embodiment in which the gas turbine power generation unit (10) and the waste heat treatment unit (20) are installed on land (E) is also possible.
이하에서, 도 8을 참고하여, 본 발명의 제7 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 8, a floating storage power generation facility according to the seventh embodiment of the present invention will be described in detail.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.Figure 8 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the seventh embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 제7 실시예는 도 6에 도시된 제5 실시예와 비교하여 가스 터빈 발전부(10) 및 폐열 처리부(20)만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.The seventh embodiment illustrated in FIG. 8 is substantially the same as the fifth embodiment illustrated in FIG. 6 except for the gas turbine power generation unit (10) and the waste heat treatment unit (20), and therefore, a repeated description is omitted.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 설비 본체(100), 다중 연료 엔진(200), 암모니아 공급부(500), 제1 암모니아 이송부(300), 제2 암모니아 이송부(400), 가스 터빈 발전부(10), 폐열 처리부(20), 전기 공급부(700), 그리고 디젤 공급부(800)를 포함한다.As illustrated in FIG. 8, a floating storage power generation facility according to the seventh embodiment of the present invention includes a facility body (100), a multi-fuel engine (200), an ammonia supply unit (500), a first ammonia transfer unit (300), a second ammonia transfer unit (400), a gas turbine power generation unit (10), a waste heat treatment unit (20), an electricity supply unit (700), and a diesel supply unit (800).
제2 암모니아 이송부(400)는 복수의 암모니아 저장 탱크(510)에 저장된 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 가스 터빈 발전부(10)로 이송할 수 있다.The second ammonia transfer unit (400) can transfer liquid ammonia fuel (2) stored in multiple ammonia storage tanks (510) to the gas turbine power generation unit (10).
가스 터빈 발전부(10)는 암모니아 연료(2)를 이용하여 발전할 수 있다. 가스 터빈 발전부(10)는 육상(E)에 설치될 수 있다.The gas turbine power generation unit (10) can generate power using ammonia fuel (2). The gas turbine power generation unit (10) can be installed on land (E).
가스 터빈 발전부(10)는 압축기(11), 연소기(12), 암모니아 가스 터빈(17), 가스 터빈 발전기(14), 그리고 제2 히터(15)를 포함할 수 있다. The gas turbine power generation unit (10) may include a compressor (11), a combustor (12), an ammonia gas turbine (17), a gas turbine generator (14), and a second heater (15).
압축기(11)는 외부 공기를 압축하여 압축 공기를 생성할 수 있다.The compressor (11) can generate compressed air by compressing outside air.
제2 히터(15)는 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 가열하여 기체 상태의 암모니아 연료(3)를 생성할 수 있다. The second heater (15) can heat liquid ammonia fuel (2) to produce gaseous ammonia fuel (3).
연소기(12)는 암모니아 연료(2)를 연소하고 압축 공기를 공급하여 고온 및 고압의 암모니아 가스를 생성할 수 있다. The combustor (12) can combust ammonia fuel (2) and supply compressed air to generate high temperature and high pressure ammonia gas.
암모니아 가스 터빈(17)은 고온 및 고압의 암모니아 가스를 이용하여 구동하는 열기관일 수 있다. The ammonia gas turbine (17) may be a heat engine that operates using high temperature and high pressure ammonia gas.
가스 터빈 발전기(14)는 암모니아 가스 터빈(17)의 구동력을 이용하여 발전할 수 있다. 가스 터빈 발전기(14)에서 생산된 무탄소 전기(e)는 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)에 공급될 수 있다. The gas turbine generator (14) can generate electricity using the driving force of an ammonia gas turbine (17). Carbon-free electricity (e) produced by the gas turbine generator (14) can be supplied to a land-based electricity demand source (E1) on land (E).
이와 같이, 암모니아 연료(2)를 이용하여 가스 터빈 발전부(10)에서 무탄소 전기를 생산하고, 이러한 무탄소 전기를 육상(E)에 공급함으로써, 온실 가스의 발생을 최소화할 수 있다.In this way, by producing carbon-free electricity in a gas turbine power generation unit (10) using ammonia fuel (2) and supplying this carbon-free electricity to the land (E), the generation of greenhouse gases can be minimized.
폐열 처리부(20)는 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 처리할 수 있다. 폐열 처리부(20)는 육상(E)에 설치될 수 있다.The waste heat treatment unit (20) can treat waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10). The waste heat treatment unit (20) can be installed on land (E).
폐열 처리부(20)는 폐열 회수부(21), 증기 터빈(22), 증기 터빈 발전기(23), 그리고 질소 산화물 저감 장치(25)를 포함할 수 있다. The waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21), a steam turbine (22), a steam turbine generator (23), and a nitrogen oxide reduction device (25).
폐열 회수부(21)는 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 회수할 수 있다. 구체적으로, 가스 터빈(13)에서 발생하는 650도 이상의 초고온의 배기 가스를 폐열 회수부(21)는 회수할 수 있다. The waste heat recovery unit (21) can recover waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10). Specifically, the waste heat recovery unit (21) can recover ultra-high temperature exhaust gas of 650 degrees or higher generated from the gas turbine (13).
증기 터빈(22)은 폐열을 이용하여 증기를 생성하여 구동하는 열기관일 수 있다.A steam turbine (22) may be a heat engine that generates and drives steam using waste heat.
증기 터빈 발전기(23)는 증기 터빈(22)의 구동력을 이용하여 발전할 수 있다. 증기 터빈 발전기(23)에서 생산된 무탄소 전기(e)는 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)에 공급될 수 있다.A steam turbine generator (23) can generate electricity using the driving force of a steam turbine (22). Carbon-free electricity (e) produced by the steam turbine generator (23) can be supplied to a land-based electricity demand source (E1) on land (E).
질소 산화물 저감 장치(25)는 폐열 회수부(21) 및 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에 연결되어, 제2 암모니아 갑판 탱크(420)로부터의 암모니아 연료(2)를 활용하여 폐열 회수부(21)에서 배출되는 질소 산화물을 처리할 수 있다. 이러한 질소 산화물 저감 장치(25)는 선택적 촉매 환원 장치(Selective catalytic reduction, SCR)를 포함할 수 있고, 이때 암모니아 연료(2)를 촉매로서 활용할 수 있다.The nitrogen oxide reduction device (25) is connected to the waste heat recovery unit (21) and the second ammonia deck tank (420), and can treat nitrogen oxides discharged from the waste heat recovery unit (21) by utilizing ammonia fuel (2) from the second ammonia deck tank (420). This nitrogen oxide reduction device (25) may include a selective catalytic reduction (SCR) device, and in this case, the ammonia fuel (2) may be utilized as a catalyst.
암모니아 연료(2)는 연소 조건에 따라서 질소 산화물이 생성될 수 있으므로, 질소 산화물 저감 장치(25)는 폐열 회수부(21)에서 배출되는 질소 산화물을 제거하여 배기 가스로 배출할 수 있다. 따라서, 온실 가스(Greenhouse gas, GHG)를 최소화할 수 있다. Since ammonia fuel (2) may generate nitrogen oxides depending on combustion conditions, the nitrogen oxide reduction device (25) can remove nitrogen oxides discharged from the waste heat recovery unit (21) and discharge them as exhaust gas. Accordingly, greenhouse gases (GHG) can be minimized.
한편, 도시하지는 않았으나, 질소 산화물 저감 장치(25)는 다중 연료 엔진(200)에도 연결되거나, 또는 별도의 질소 산화물 저감장치가 구비되어 다중 연료 엔진(200)에서 배출되는 질소 산화물을 처리할 수 있다. 따라서, 온실 가스(Greenhouse gas, GHG)를 최소화할 수 있다.Meanwhile, although not shown, the nitrogen oxide reduction device (25) may be connected to the multi-fuel engine (200), or a separate nitrogen oxide reduction device may be provided to treat nitrogen oxides emitted from the multi-fuel engine (200). Accordingly, greenhouse gases (GHG) can be minimized.
한편, 상기 도 8에 도시한 제7 실시예에서는 폐열 처리부(20)가 증기 터빈(22) 및 증기 터빈 발전기(23)를 포함하였으나, 폐열 처리부(20)가 온수 생성부(24)를 포함하는 제8 실시예도 가능하다.Meanwhile, in the seventh embodiment illustrated in the above-described FIG. 8, the waste heat treatment unit (20) includes a steam turbine (22) and a steam turbine generator (23), but an eighth embodiment in which the waste heat treatment unit (20) includes a hot water generation unit (24) is also possible.
이하에서, 도 9를 참고하여, 본 발명의 제8 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 9, a floating storage power generation facility according to the eighth embodiment of the present invention will be described in detail.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비의 구체적인 도면이다.FIG. 9 is a specific drawing of a floating storage power generation facility according to the eighth embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 제8 실시예는 도 8에 도시된 제7 실시예와 비교하여 폐열 처리부(20)만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.The 8th embodiment illustrated in FIG. 9 is substantially the same as the 7th embodiment illustrated in FIG. 8 except for the waste heat treatment unit (20), so a repeated description is omitted.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에 따른 부유식 저장 발전 설비는 설비 본체(100), 다중 연료 엔진(200), 암모니아 공급부(500), 제1 암모니아 이송부(300), 제2 암모니아 이송부(400), 가스 터빈 발전부(10), 폐열 처리부(20), 전기 공급부(700), 그리고 디젤 공급부(800)를 포함한다. As illustrated in FIG. 9, a floating storage power generation facility according to the eighth embodiment of the present invention includes a facility body (100), a multi-fuel engine (200), an ammonia supply unit (500), a first ammonia transfer unit (300), a second ammonia transfer unit (400), a gas turbine power generation unit (10), a waste heat treatment unit (20), an electricity supply unit (700), and a diesel supply unit (800).
폐열 처리부(20)는 폐열 회수부(21), 온수 생성부(24), 그리고 질소 산화물 저감 장치(25)를 포함할 수 있다.The waste heat treatment unit (20) may include a waste heat recovery unit (21), a hot water generation unit (24), and a nitrogen oxide reduction device (25).
온수 생성부(24)는 폐열 회수부(21)에서 회수한 폐열을 이용하여 온수를 생성할 수 있다. 온수 생성부(24)에서 생성된 온수는 온수 수요처로 공급될 수 있다.The hot water generation unit (24) can generate hot water using waste heat recovered from the waste heat recovery unit (21). The hot water generated in the hot water generation unit (24) can be supplied to a hot water demand source.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.Above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications or other embodiments within the scope equivalent to the present invention are possible by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the true protection scope of the present invention should be determined by the following claims.
10: 가스 터빈 발전부 20: 폐열 처리부
100: 설비 본체 200: 다중 연료 엔진
300: 제1 암모니아 이송부 400: 제2 암모니아 이송부
500: 암모니아 공급부 600: 수소 생산부
700: 전기 공급부 800: 디젤 공급부10: Gas turbine power generation unit 20: Waste heat treatment unit
100: Equipment body 200: Multi-fuel engine
300: 1st ammonia transfer unit 400: 2nd ammonia transfer unit
500: Ammonia supply unit 600: Hydrogen production unit
700: Electricity supply section 800: Diesel supply section
Claims (32)
상기 설비 본체(100)에 설치되며, 디젤 연료(1) 또는 암모니아 연료를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진(200);
상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 암모니아 연료를 상기 다중 연료 엔진(200)에 공급하는 암모니아 공급부(500);
상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 암모니아 연료를 육상(E)의 암모니아 수요처(E2, E3)로 이송하는 제1 암모니아 이송부(300);
상기 육상(E)에 설치되며, 상기 암모니아 연료를 이용하여 발전하는 가스 터빈 발전부(10); 그리고
상기 설비 본체(100)에 설치되며, 상기 암모니아 연료를 상기 가스 터빈 발전부(10)로 이송하는 제2 암모니아 이송부(400)를 포함하고,
상기 육상(E)에 설치되며, 상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 폐열을 처리하는 폐열 처리부(20)를 더 포함하며,
상기 가스 터빈 발전부(10)는 연소기(12)를 포함하고,
상기 연소기(12)는 상기 암모니아 연료를 연소하여 고온 및 고압의 암모니아 가스를 생성하며,
상기 가스 터빈 발전부(10)는,
압축 공기를 생성하는 압축기(11),
상기 압축 공기를 공급하여 고온 및 고압의 상기 암모니아 가스를 생성하는 상기 연소기(12),
상기 암모니아 가스를 이용하여 구동하는 암모니아 가스 터빈(17), 그리고
상기 암모니아 가스 터빈(17)의 구동력을 이용하여 발전하는 가스 터빈 발전기(14)를 포함하고,
상기 폐열 처리부(20)는,
상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생성된 상기 폐열을 회수하는 폐열 회수부(21)를 포함하며,
상기 암모니아 공급부(500)는 상기 암모니아 연료를 저장하는 복수의 암모니아 저장 탱크(510)를 포함하고,
상기 제1 암모니아 이송부(300)는,
상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 암모니아 수요처(E2, E3)를 연결하며 상기 암모니아 연료를 이송시키는 제1 암모니아 이송 배관(310), 그리고
상기 제1 암모니아 이송 배관(310)에 연결되며 상기 암모니아 연료를 액체 상태로 저장하는 제1 암모니아 갑판 탱크(320)를 포함하는,
상기 암모니아 수요처(E2, E3)는,
액체 상태의 상기 암모니아 연료를 사용하는 제1 암모니아 수요처(E2), 그리고 기체 상태의 상기 암모니아 연료를 사용하는 제2 암모니아 수요처(E3)를 포함하고,
상기 제1 암모니아 이송부(300)는,
상기 암모니아 저장 탱크(510)에서 발생하는 암모니아 증발 가스(BOG)를 압축하여 상기 제1 암모니아 갑판 탱크(320)에 액체 상태로 저장하는 제1 암모니아 압축기(330), 그리고
액체 상태의 상기 암모니아 연료를 계량하여 상기 제1 암모니아 수요처(E2)로 공급하는 제1 암모니아 계량기(350)를 더 포함하며,
상기 제1 암모니아 이송부(300)는,
액체 상태의 상기 암모니아 연료를 기화시켜 기체 상태의 상기 암모니아 연료를 만드는 기화기(340), 그리고
기체 상태의 상기 암모니아 연료를 계량하여 상기 제2 암모니아 수요처(E3)로 공급하는 제2 암모니아 계량기(360)를 더 포함하고,
상기 제2 암모니아 이송부(400)는,
상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 가스 터빈 발전부(10)를 연결하며 상기 암모니아 연료를 이송시키는 제2 암모니아 이송 배관(410), 그리고
상기 제2 암모니아 이송 배관(410)에 연결되며 상기 암모니아 연료를 액체 상태로 저장하는 제2 암모니아 갑판 탱크(420), 그리고
상기 암모니아 저장 탱크(510)에서 발생하는 암모니아 증발 가스(BOG)를 압축하여 상기 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에 액체 상태로 저장하는 제2 암모니아 압축기(430)를 포함하며,
상기 가스 터빈 발전부(10)는,
상기 제2 암모니아 갑판 탱크(420)에서 공급되는 액체 상태의 상기 암모니아 연료를 기화시켜 기체 상태의 상기 암모니아 연료로 만드는 제2 히터(15)를 더 포함하고,
상기 제2 히터(15)를 통과한 기체 상태의 상기 암모니아 연료는 상기 연소기(12)에 공급되며,
상기 가스 터빈 발전부(10)의 가동 시, 상기 제2 암모니아 갑판 탱크(420)로부터 상기 암모니아 연료를 상기 제2 히터(15)로 공급하고,
상기 가스 터빈 발전부(10)와 상기 육상(E)의 육상 전기 수요처(E1)를 연결하며, 상기 가스 터빈 발전부(10)에서 생산한 전기를 상기 육상 전기 수요처(E1)에 공급하는 제1 전기 공급부(710)를 더 포함하며,
상기 다중 연료 엔진(200)과 상기 설비 본체(100)의 선상 전기 수요처(E4)를 연결하며, 상기 다중 연료 엔진(200)에서 생산한 전기를 상기 선상 전기 수요처(E4)에 공급하는 제2 전기 공급부(720)을 더 포함하는,
부유식 저장 발전 설비.A floating equipment body (100);
A multi-fuel engine (200) installed in the above equipment body (100) and capable of burning diesel fuel (1) or ammonia fuel;
An ammonia supply unit (500) installed in the above equipment body (100) and supplying the ammonia fuel to the multi-fuel engine (200);
A first ammonia transfer unit (300) installed in the above equipment body (100) and transferring the ammonia fuel to an ammonia demand source (E2, E3) on land (E);
A gas turbine power generation unit (10) installed on the above land (E) and generating power using the above ammonia fuel; and
It is installed in the above equipment body (100) and includes a second ammonia transfer unit (400) that transfers the ammonia fuel to the gas turbine power generation unit (10).
It is installed on the above land (E) and further includes a waste heat treatment unit (20) that processes waste heat generated from the gas turbine power generation unit (10).
The above gas turbine generator (10) includes a combustor (12),
The above combustor (12) combusts the ammonia fuel to generate high temperature and high pressure ammonia gas.
The above gas turbine power generation unit (10) is
Compressor (11) for generating compressed air;
The combustor (12) which supplies the compressed air and generates the ammonia gas at high temperature and high pressure,
An ammonia gas turbine (17) driven by the above ammonia gas, and
Includes a gas turbine generator (14) that generates power using the driving force of the above ammonia gas turbine (17),
The above waste heat treatment unit (20) is
It includes a waste heat recovery unit (21) that recovers the waste heat generated in the gas turbine power generation unit (10).
The above ammonia supply unit (500) includes a plurality of ammonia storage tanks (510) for storing the ammonia fuel,
The above first ammonia transfer unit (300) is
A first ammonia transport pipe (310) connecting the ammonia storage tank (510) and the ammonia demand source (E2, E3) and transporting the ammonia fuel, and
A first ammonia deck tank (320) connected to the first ammonia transfer pipe (310) and storing the ammonia fuel in a liquid state,
The above ammonia demand sources (E2, E3) are:
It includes a first ammonia demand source (E2) that uses the ammonia fuel in a liquid state, and a second ammonia demand source (E3) that uses the ammonia fuel in a gaseous state.
The above first ammonia transfer unit (300) is
A first ammonia compressor (330) that compresses ammonia evaporation gas (BOG) generated in the above ammonia storage tank (510) and stores it in a liquid state in the first ammonia deck tank (320), and
It further includes a first ammonia meter (350) that measures the ammonia fuel in a liquid state and supplies it to the first ammonia demand source (E2).
The above first ammonia transfer unit (300) is
A vaporizer (340) that vaporizes the ammonia fuel in a liquid state to create the ammonia fuel in a gaseous state, and
It further includes a second ammonia meter (360) that measures the ammonia fuel in a gaseous state and supplies it to the second ammonia demand source (E3).
The above second ammonia transfer unit (400) is
A second ammonia transport pipe (410) connecting the ammonia storage tank (510) and the gas turbine power generation unit (10) and transporting the ammonia fuel, and
A second ammonia deck tank (420) connected to the second ammonia transfer pipe (410) and storing the ammonia fuel in a liquid state, and
It includes a second ammonia compressor (430) that compresses ammonia evaporation gas (BOG) generated in the above ammonia storage tank (510) and stores it in a liquid state in the second ammonia deck tank (420).
The above gas turbine power generation unit (10) is
It further includes a second heater (15) that vaporizes the ammonia fuel in a liquid state supplied from the second ammonia deck tank (420) to make the ammonia fuel in a gaseous state.
The ammonia fuel in a gaseous state that has passed through the second heater (15) is supplied to the combustor (12).
When the above gas turbine generator (10) is in operation, the ammonia fuel is supplied from the second ammonia deck tank (420) to the second heater (15),
It further includes a first electricity supply unit (710) that connects the above gas turbine power generation unit (10) and the above land (E) land electricity demand unit (E1), and supplies electricity produced by the above gas turbine power generation unit (10) to the above land electricity demand unit (E1).
It further includes a second electric supply unit (720) that connects the multi-fuel engine (200) and the onboard electric demand source (E4) of the equipment main body (100), and supplies the electricity produced by the multi-fuel engine (200) to the onboard electric demand source (E4).
Floating storage power generation facility.
상기 폐열 처리부(20)는,
상기 폐열을 이용하여 증기를 생성하여 발전하는 증기 터빈(22), 그리고
상기 증기 터빈(22)의 구동력을 이용하여 발전하는 증기 터빈 발전기(23)를 더 포함하는,
부유식 저장 발전 설비.In Article 17,
The above waste heat treatment unit (20) is
A steam turbine (22) that generates steam by using the waste heat and generates power, and
Further including a steam turbine generator (23) that generates power using the driving force of the above steam turbine (22).
Floating storage power generation facility.
상기 폐열 처리부(20)는,
상기 폐열을 이용하여 온수를 생성하는 온수 생성부(24)를 더 포함하는,
부유식 저장 발전 설비.In Article 17,
The above waste heat treatment unit (20) is
Further including a hot water generation unit (24) that generates hot water using the waste heat.
Floating storage power generation facility.
상기 암모니아 저장 탱크(510)는 LPG 저장 탱크를 개조 또는 신조하여 상기 설비 본체(100)에 설치되는,
부유식 저장 발전 설비.In Article 17,
The above ammonia storage tank (510) is installed in the equipment body (100) by modifying or newly constructing an LPG storage tank.
Floating storage power generation facility.
상기 암모니아 공급부(500)는,
상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 다중 연료 엔진(200)을 연결하며, 상기 암모니아 연료를 이송시키는 암모니아 공급 배관(520)을 더 포함하는,
부유식 저장 발전 설비.In Article 17,
The above ammonia supply unit (500) is
Connecting the ammonia storage tank (510) and the multi-fuel engine (200), further comprising an ammonia supply pipe (520) for transporting the ammonia fuel.
Floating storage power generation facility.
상기 다중 연료 엔진(200)에 상기 디젤 연료(1)를 공급하는 디젤 공급부(800)를 더 포함하고,
상기 디젤 공급부(800)는,
상기 설비 본체(100)에 설치되며 상기 디젤 연료(1)를 저장하는 디젤 저장 탱크(810), 그리고
상기 디젤 연료(1)를 상기 디젤 저장 탱크(810)에서 상기 다중 연료 엔진(200)으로 이송시키는 디젤 배관(820)을 더 포함하는,
부유식 저장 발전 설비.In Article 17,
It further includes a diesel supply unit (800) for supplying the diesel fuel (1) to the multi-fuel engine (200),
The above diesel supply unit (800) is
A diesel storage tank (810) installed in the above equipment body (100) and storing the diesel fuel (1), and
Further comprising a diesel pipe (820) for transporting the diesel fuel (1) from the diesel storage tank (810) to the multi-fuel engine (200).
Floating storage power generation facility.
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