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연료를 반응시켜 생성된 반응물로부터 추출된 물질을 작동유체로 사용하는 하이브리드 발전시스템에 있어서,공급받은 연료를 산화시켜 양이온과 전자를 발생시키는 연료극과, 상기 연료극으로부터 발생된 전자를 받아 음이온을 발생시키는 공기극과, 상기 연료극과 공기극 사이의 전기화학적 반응을 매개하는 전해질을 포함하며, 상기 양이온과 음이온의 전기화학적 반응을 통해 반응물과 전자를 생성하는 고온형 연료전지;상기 고온형 연료전지의 공기극으로 연소가스를 공급하는 연소기;상기 고온형 연료전지의 반응물로부터 추출된 작동유체를 공급받아 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 전달받은 작동유체를 내부로 통과시켜 발전을 위한 동력을 생성하며, 통과한 작동유체를 상기 고온형 연료전지로 공급하는 터빈을 포함하는 가스터빈; 및상기 고온형 연료전지와 가스터빈의 사이에 설치되며, 상기 고온형 연료전지로부터 공급받은 반응물로부터 작동유체를 분리하여, 상기 작동유체를 상기 가스터빈의 압축기로 공급하는 순환장치를 포함하되,상기 순환장치는,상기 고온형 연료전지로부터 토출된 반응물을 냉각시켜 반응물 중에 포함된 수증기를 물로 응축시키는 응축기와,상기 응축기로부터 전달받은 반응물로부터 응축된 물을 분리시키는 분리기와,상기 분리기로부터 전달받은 유체에 포함된 수증기를 다단에 걸쳐서 물로 응축시켜 분리하는 다단분리유닛과,상기 분리기와 다단분리유닛 사이에 설치되며, 상기 분리기로부터 전달받은 유체를 상기 가스터빈의 압축기 또는 상기 다단분리유닛으로 선택적으로 공급하도록 작동하는 3방밸브와,상기 다단분리유닛으로부터 작동유체를 공급받아 저장하는 저장탱크를 포함하는 하이브리드 발전시스템
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청구항 1에 있어서,일 측이 상기 고온형 연료전지의 연료극과 연통하고 타 측이 상기 연소기와 연통하도록 설치되며, 상기 고온형 연료전지의 연료극에서 산화반응을 하지 않은 연료를 상기 연소기로 공급하는 블로어를 더 포함하는 하이브리드 발전시스템
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청구항 1에 있어서,일단이 상기 가스터빈의 터빈과 연통하고 타단이 상기 연소기와 연통하도록 설치되며, 상기 가스터빈의 터빈을 통과한 작동유체를 상기 연소기로 공급하는 공급관과,상기 연소기로 산소를 공급하는 산소공급장치와,일단이 상기 연소기와 연통하고 타단이 상기 고온형 연료전지의 공기극과 연통하도록 설치되며, 상기 연소기의 연소반응에 의해 생성된 연소가스와, 상기 가스터빈으로부터 공급받은 작동유체의 혼합물을 상기 고온형 연료전지의 공기극으로 공급하는 토출관을 더 포함하는 하이브리드 발전시스템
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청구항 1에 있어서,상기 가스터빈은,상기 압축기와 터빈 사이에 설치되며, 상기 압축기로부터 토출된 작동유체를 상기 고온형 연료전지로부터 토출된 반응물과 열교환시키는 1차열교환기와,상기 1차열교환기와 터빈 사이에 설치되며, 상기 1차열교환기를 통과한 작동유체를 상기 연소기로부터 토출된 연소가스와 열교환시켜 상기 터빈으로 전달하는 2차열교환기를 더 포함하는 하이브리드 발전시스템
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청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,상기 고온형 연료전지는, 용융탄산염 연료전지(MCFC;Molten carbonate fuel cell)이며,상기 작동유체는, 이산화탄소인 하이브리드 발전시스템
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청구항 6에 있어서,상기 고온형 연료전지의 연료극으로 공급되는 연료 중 메탄을 제외한 성분들을 수증기와 반응시켜, 수소와 일산화탄소로 변환시키는 1차개질기와,상기 고온형 연료전지의 내부에 설치되며, 상기 고온형 연료전지로부터 공급받은 열을 이용하여, 상기 1차개질기로부터 공급받은 물질을 수소와 일산화탄소로 변환시켜 상기 고온형 연료전지의 연료극으로 공급하는 2차개질기를 더 포함하는 하이브리드 발전시스템
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청구항 7에 있어서,상기 1차개질기로 연료를 공급하는 연료공급장치와,물을 내부에 저장하는 물탱크와, 상기 물탱크로부터 토출된 물을 상기 고온형 연료전지로부터 토출된 반응물과 열교환시켜 수증기를 발생시키는 증발기를 포함하며, 상기 1차개질기로 수증기를 공급하는 증기공급장치를 더 포함하는 하이브리드 발전시스템
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청구항 7에 있어서,상기 고온형 연료전지의 연료극으로 공급된 수소와 일산화탄소는 각각 전자를 잃고 양이온화 되며,상기 연소기로부터 상기 고온형 연료전지의 공기극으로 산소 및 이산화탄소가 공급되며, 상기 고온형 연료전지의 공기극에서 산소와 이산화탄소는 상기 고온형 연료전지의 연료극으로부터 배출된 전자를 받아 탄산이온을 형성하고,수소 이온과 일산화탄소 이온은, 각각 상기 고온형 연료전지의 내부에서 탄산이온과 반응하여, 이산화탄소와 물로 이루어지는 반응물을 생성하는 하이브리드 발전시스템
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