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저압 상온의 기상 이산화탄소를 고압 저온의 액상 이산화탄소로 액화시키는 이산화탄소 액화 장치(100)에 있어서,
저압 상온의 기상 이산화탄소 및 고압 초저온의 액상 이산화탄소를 서로 열교환시킴으로써, 저압 상온의 기상 이산화탄소를 저압 저온으로 냉각시키도록, 저압 상온의 기상 이산화탄소 및 고압 초저온의 액상 이산화탄소가 서로 인접하되 격리된 공간으로 각각 유입 및 배출되는 이산화탄소 열교환기(110);
상기 이산화탄소 열교환기(110)를 통과하여 나온 저압 저온의 기상 이산화탄소를 중압 고온의 기상 이산화탄소로 압축하는 이산화탄소 압축기(120);
상기 이산화탄소 압축기(120)를 통과하여 나온 중압 고온의 기상 이산화탄소 및 냉각 유체를 서로 열교환시킴으로써, 중압 고온의 기상 이산화탄소를 중압 초저온의 액상 이산화탄소로 액화시키도록, 중압 고온의 기상 이산화탄소 및 냉각 유체가 서로 인접하되 격리된 공간으로 각각 유입 및 배출되는 이산화탄소 액화기(130);
상기 이산화탄소 액화기(130)를 통과하여 나온 중압 초저온의 액상 이산화탄소를 고압 초저온의 액상 이산화탄소로 가압하는 이산화탄소 가압 펌프(150);
를 포함하여 이루어지며,
상기 이산화탄소 가압 펌프(150)를 통과하여 나온 고압 초저온의 액상 이산화탄소가 상기 이산화탄소 열교환기(110)를 통과하면서 최초에 유입되는 저압 상온의 기상 이산화탄소와 열교환함으로써 고압 저온의 액상 이산화탄소로서 배출되는 것을 특징으로 하며,
상기 냉각 유체는 LNG인 것을 특징으로 하는 내부 열교환을 이용한 고효율 이산화탄소 액화 장치
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제 1항에 있어서, 상기 이산화탄소 액화 장치(100)는
상기 이산화탄소 액화기(130) 및 상기 이산화탄소 가압 펌프(150) 사이의 이산화탄소 유로 상에 구비되며, 상기 이산화탄소 액화기(130)를 통과하여 나온 중압 초저온의 액상 이산화탄소에 잔존하는 기상 이산화탄소를 액상 이산화탄소와 분리하여 액상 이산화탄소만을 상기 이산화탄소 가압 펌프(150)로 유입시키는 이산화탄소 기액분리기(140);
를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내부 열교환을 이용한 고효율 이산화탄소 액화 장치
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제 1항에 있어서, 상기 이산화탄소 액화 장치(100)는
상기 이산화탄소 압축기(120) 및 상기 이산화탄소 액화기(130) 사이의 이산화탄소 유로 상에 구비되며, 상기 이산화탄소 압축기(120)를 통과하여 나온 중압 고온의 기상 이산화탄소 및 고압 저온의 액상 냉매를 서로 열교환시킴으로써, 중압 고온의 기상 이산화탄소를 냉각시키도록, 중압 고온의 기상 이산화탄소 및 고압 저온의 액상 냉매가 서로 인접하되 격리된 공간으로 각각 유입 및 배출되는 이산화탄소-냉매 열교환기(210)와,
상기 이산화탄소-냉매 열교환기(210)를 통과하여 나온 고압 고온의 기상 냉매를 저압 저온의 기상 냉매로 압축하는 냉매 터빈(220)과,
상기 이산화탄소 가압 펌프(150) 및 상기 이산화탄소 열교환기(110) 사이의 이산화탄소 유로 상에 구비되며, 상기 이산화탄소 가압 펌프(150)를 통과하여 나온 고압 초저온의 액상 이산화탄소 및 상기 냉매 터빈(220)을 통과하여 나온 저압 저온의 기상 냉매를 서로 열교환시킴으로써, 저압 저온의 기상 냉매를 저압 저온의 액상 냉매로 응축시키도록, 고압 초저온의 액상 이산화탄소 및 저압 저온의 기상 냉매가 서로 인접하되 격리된 공간으로 각각 유입 및 배출되는 냉매 응축기(230)와,
상기 냉매 응축기(230)를 통과하여 나온 저압 저온의 액상 냉매를 고압 저온의 액상 냉매로 가압하는 냉매 가압 펌프(250)
를 포함하여 이루어지며,
상기 냉매 가압 펌프(250)를 통과하여 나온 고압 저온의 액상 냉매가 상기 이산화탄소-냉매 열교환기(210)로 유입됨으로써 냉각 사이클이 이루어지는 냉매 발전 사이클(200);
를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내부 열교환을 이용한 고효율 이산화탄소 액화 장치
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제 3항에 있어서, 상기 냉매 발전 사이클(200)은
상기 냉매 응축기(230) 및 상기 냉매 가압 펌프(250) 사이의 냉매 유로 상에 구비되며, 상기 냉매 응축기(230)를 통과하여 나온 저압 저온의 액상 냉매에 잔존하는 기상 냉매를 액상 냉매와 분리하여 액상 냉매만을 상기 냉매 가압 펌프(250)로 유입시키는 냉매 기액분리기(240)
를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내부 열교환을 이용한 고효율 이산화탄소 액화 장치
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제 3항에 있어서, 상기 이산화탄소 액화 장치(100)는
상기 이산화탄소 액화기(130) 및 상기 이산화탄소-냉매 열교환기(210)가 제1판형 열교환기(310)로서 일체로 이루어져, 상기 제1판형 열교환기(310)의 일부(310A)가 상기 이산화탄소 액화기(130) 역할을, 나머지 일부(310B)가 상기 이산화탄소-냉매 열교환기(210) 역할을 하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 내부 열교환을 이용한 고효율 이산화탄소 액화 장치
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제 3항에 있어서, 상기 이산화탄소 액화 장치(100)는
상기 이산화탄소 열교환기(110) 및 상기 냉매 응축기(230)가 제2판형 열교환기(320)로서 일체로 이루어져, 상기 제2판형 열교환기(320)의 일부(320A)가 상기 이산화탄소 열교환기(110) 역할을, 나머지 일부(320B)가 상기 냉매 응축기(230) 역할을 하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 내부 열교환을 이용한 고효율 이산화탄소 액화 장치
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