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이산화탄소와 고온 증기가 셀로 공급되며, 이를 통해 일산화탄소 및 수소를 생성하는 전해조와;
상기 전해조 내부에 증기 밀도, 수소 유량 및 전기 분해 셀의 전류를 계측하는 유량 계측 시스템과;
상기 전해조로부터 가스가 누설될 경우에 폭발 위험치 이하에서 유지되도록 조절하며, 환기 설비가 갖추어진 공간에 배치되는 가스 안전 시스템과;
상기 가스 유량, 전압, 각 셀당 전위차가 저장되고 화면에 표시되도록 설계되는 데이터 취득 시스템과;
상기 이산화탄소와 증기를 질량 유량 제어기를 통해 일정한 온도와 압력으로 조절되도록 제어하는 유량 제어 시스템과;
상기 수소, 증기 및 이산화탄소의 온도 및 압력을 계측하며, 상기 수소, 증기 및 이산화탄소의 온도 및 압력을 제어하는 온도 및 압력 제어 시스템과;
상기 전해조로부터 방출되는 기체의 열을 회수하는 적어도 하나 이상의 열회수 시스템과;
상기 수소 생산 및 전력 생산을 동시에 수행할 수 있도록 설계된 원전 구성체계 시스템과;
상기 원전 구성체계 시스템과 연결되어 음극과 양극에 열을 제공하는 중간열교환기와;
상기 원전 구성체계 시스템과 연결되어 있는 상기 중간 열교환기로부터 열을 공급받아 공기를 가열하는 양극 중간열교환기와;
상기 중간열교환기로부터 열을 받아 증기와 이산화탄소를 가열하는 음극 중간열교환기와;
상기 음극에서 생성된 합성가스를 저장하는 합성가스 저장탱크와;
상기 합성가스를 액체합성연료로 변환처리하는 화학공정 플래트와;
상기 화학공정 플랜트로부터 생성된 액체합성연료를 저장하는 액체연료 저장탱크와;
상기 전해조, 유량 계측 시스템, 가스 안전 시스템, 데이터 취득 시스템, 유량 제어 시스템, 온도 및 압력 제어 시스템, 열회수 시스템, 양극 중간 열교환기, 중간 열교환기, 음극 중간 열교환기, 원전 구성체계 시스템, 합성가스 저장탱크, 화학공정 플랜트, 액체연료 저장탱크의 운전 및 안전 관리에 활용할 수 있도록 주요 변수를 전산 모니터에 지시하는 주요 변수 지시계통 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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제1항에 있어서,
상기 셀은 세라믹으로 형성하는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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제1항에 있어서,
상기 전해조는 천연가스와 반응하여 산소를 제거하는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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제1항에 있어서,
상기 전해조는 가압경수로, 초임계압수냉각로 및 초고온가스로와 같은 원자로의 열을 이용하는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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제4항에 있어서,
상기 가압경수로를 열원으로 이용할 경우에 상기 원전 구성체계 시스템으로 부터 방출되는 온도인 노심출구 온도를 200~400℃의 범위로 설정함으로써 상기 전해조 전류와 전압을 증가시켜 발열반응으로 인해 온도가 800~1100℃의 범위로 증가시키도록 조절하는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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제4항에 있어서,
상기 초고온가스로를 열원으로 이용할 경우에 온도를 800~1100℃의 범위로 운전되도록 하여 상기 전해조의 운전 온도와 일치시켜 전류와 전압을 중립으로 운전하여 온도가 일정하게 유지하도록 조절시키는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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제1항에 있어서,
상기 전해조는 전해조 열유입량, 수소유량, 증기유량, 이송가스유량, 공기유량, 셀 전류 밀도, 셀 유효 면적, 초기 생성 수소 온도와 같은 운전 변수를 고려하여 운전하도록 하는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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제7항에 있어서,
상기 운전 변수는 에너지 방정식에 따라 각 유입, 유출 기체의 몰유량, 몰당 표준엔탈피를 이용하여 열량 및 필요 전류를 계산하고, 필요 전류량을 기초로 파라데이 상수를 이용하여 생산될 수소량을 계산하고, 셀 평균 네스트 전위는 네스트 방정식을 이용하여 수소와 산소에 대해 온도로 적분하여 전체값을 나누어 산출하며, 운전 전압은 셀 평균 네스트 전압에 전류와 온도 및 스택 면적에 따른 저항을 곱한 값을 더하여 산출하며, 전기분해 에너지 방정식에 의해 운전 온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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제1항에 있어서,
상기 합성가스 생산 장치에 포함된 다수의 시스템 중 적어도 하나의 시스템을 선택하여 HYSYS, UniSim, Aspen Plus의 코드와 같은 시뮬레이션 코드를 이용하여 모델링되는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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제1항에 있어서,
상기 고온 증기를 수소로부터 분리시키기 위해 응축시키는 응축기와;
상기 가스 및 증기를 공급하는 가스 및 증기 공급 유량 계통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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제10항에 있어서,
상기 가스 및 증기 공급 유량 계통과, 전해조, 온도 및 압력 제어 시스템, 데이터 취득 시스템, 응축기 및 가스 배출 계통은 HYSYS, UniSim, Aspen Plus의 코드와 같은 시뮬레이션 코드를 이용하여 모델링되는 것을 특징으로 하는 합성가스 생산 장치
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