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인젝션 장치를 이용한 초임계 발전 시스템 및 이의 제어방법

  • 기술번호 : KST2019029574
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 제1작동유체가 유입되어 가압하는 가압기, 가압기로부터 토출되는 제1작동유체를 제2작동유체 및 제3작동유체로 분기하는 제1분기기, 가압기로 유입되기 전의 제1작동유체와 제3작동유체를 열교환하여, 제3작동유체의 온도를 상승시키는 제1복열기, 제1복열기를 거친 제3작동유체를 제2작동유체에 인젝션하여 합류시키는 인젝션 장치, 인젝션 장치를 통하여 제3작동유체와 제2작동유체가 합류된 제1작동유체를 가열하여 초임계 상태가 되도록 하는 제1히터, 제1히터로부터 토출되는 제1작동유체를 팽창시키는 제1터빈, 인젝션 장치로 유입되기 전의 제2작동유체를 가열하는 제2히터, 인젝션 장치로 유입되기 전의 제1히터로부터 토출되는 제2작동유체를 제1터빈으로부터 토출되는 제1작동유체와 열교환하여, 제2작동유체의 온도를 상승시키는 제2복열기, 제2복열기로부터 토출되는 제2작동유체를 팽창시키는 제2터빈, 제2터빈으로부터 토출되는 제2작동유체와 제1터빈으로부터 토출되어 제2복열기를 통하여 열교환되는 제1작동유체를 합류시켜 제1복열기로 공급하는 합류기를 포함하는 초임계 발전 시스템을 제공한다. 상기한 바에 따르면, 고효율의 발전을 이룰 수 있으며, 열교환기(히터)의 과열 및 터빈입구온도의 과열을 효과적으로 제어할 수 있다.
Int. CL F01K 7/32 (2006.01.01) F01K 7/16 (2006.01.01) F01K 23/10 (2006.01.01) F01K 9/00 (2006.01.01) F01K 17/02 (2006.01.01) F02C 1/04 (2006.01.01)
CPC F01K 7/32(2013.01) F01K 7/32(2013.01) F01K 7/32(2013.01) F01K 7/32(2013.01) F01K 7/32(2013.01) F01K 7/32(2013.01) F01K 7/32(2013.01)
출원번호/일자 1020160171397 (2016.12.15)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자 10-1808219-0000 (2017.12.06)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20171212) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.12.15)
심사청구항수 22

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 노철우 대한민국 세종특별자치시 나리로 **,
2 백영진 대한민국 대전광역시 유성구
3 신형기 대한민국 대전광역시 유성구
4 이길봉 대한민국 서울특별시 성북구
5 조준현 대한민국 대전광역시 유성구
6 이범준 대한민국 대전광역시 유성구
7 나호상 대한민국 대전광역시 서구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 전용준 대한민국 서울특별시 금천구 가산디지털*로 **, 대륭테크노타운 **차 ***호 (가산동)(이연국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대전광역시 유성구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2016.12.15 수리 (Accepted) 1-1-2016-1230879-67
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2017.05.12 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2017.07.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2017-0119995-54
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2017.08.10 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0560427-08
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2017.08.28 수리 (Accepted) 1-1-2017-0831453-17
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2017.08.28 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2017-0831451-26
8 등록결정서
Decision to grant		 2017.11.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0836538-18
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166801-48
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.09.01 수리 (Accepted) 4-1-2020-5197654-62
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번호 청구항
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제1작동유체가 유입되어 가압하는 가압기;상기 가압기로부터 토출되는 제1작동유체를 제2작동유체 및 제3작동유체로 분기하는 제1분기기;상기 가압기로 유입되기 전의 상기 제1작동유체와 상기 가압기로부터 토출되는 상기 제3작동유체를 열교환하여, 상기 제3작동유체의 온도를 상승시키는 제1복열기;상기 제1분기기로부터 토출되는 상기 제2작동유체를 분기하는 제2분기기;상기 제1복열기를 거친 상기 제3작동유체를, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 일부에 인젝션하여 합류시키는 인젝션 장치;상기 인젝션 장치로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 가열하여 초임계 상태가 되도록 하는 제1히터;상기 제1히터로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 팽창시키는 제1터빈;상기 제1분기기와 상기 제2분기기 사이에 배치되어, 상기 제2분기기로 유입되는 상기 제2작동유체를 가열하는 제2히터;상기 제1터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체와, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지를 열교환하여, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지의 온도를 상승시키는 제2복열기;상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지를 유입하여 팽창시키는 제2터빈; 및상기 제2터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지와 상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 합류시켜 상기 제1복열기로 공급하여, 상기 제1분기기로부터 유입되는 상기 제3작동유체와 열교환시키는 합류기를 포함하는 초임계 발전 시스템
7 7
청구항 6에 있어서,상기 제2히터는, 상기 제1히터로부터 회수한 폐열을 통하여 상기 제2작동유체를 가열하는 초임계 발전 시스템
8 8
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청구항 6에 있어서,상기 제1복열기로부터 토출되는 상기 제1작동유체를 냉각하여 상기 가압기로 공급하는 쿨링수단을 더 포함하는 초임계 발전 시스템
10 10
청구항 6에 있어서, 상기 제1히터는, 회수한 폐열, 외부히터 및 재생에너지원 중 선택된 어느 하나를 통하여 상기 제1작동유체를 가열하는 초임계 발전 시스템
11 11
제1작동유체가 유입되어 가압하는 가압기;상기 가압기로부터 토출되는 제1작동유체를 제2작동유체 및 제3작동유체로 분기하는 제1분기기;상기 가압기로 유입되기 전의 상기 제1작동유체와 상기 가압기로부터 토출되는 상기 제3작동유체를 열교환하여, 상기 제3작동유체의 온도를 상승시키는 제1복열기;상기 제1분기기로부터 토출되는 상기 제2작동유체를 분기하는 제2분기기;상기 제2분기기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부를 가열하여 초임계 상태가 되도록 하는 제1히터;상기 제1복열기를 거친 상기 제3작동유체를, 상기 제1히터로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부에 인젝션하여 합류시키는 인젝션 장치;상기 인젝션장치에서 합류되어 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 팽창시키는 제1터빈;상기 제1분기기와 상기 제2분기기 사이에 배치되어, 상기 제2분기기로 유입되는 상기 제2작동유체를 가열하는 제2히터;상기 제1터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체와, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지를 열교환하여, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지의 온도를 상승시키는 제2복열기;상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지를 유입하여 팽창시키는 제2터빈; 및상기 제2터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지와 상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 합류시켜 상기 제1복열기로 공급하여, 상기 제1분기기로부터 유입되는 상기 제3작동유체와 열교환시키는 합류기를 포함하는 초임계 발전 시스템
12 12
청구항 11에 있어서,상기 제2히터는, 상기 제1히터로부터 회수한 폐열을 통하여 상기 제2작동유체를 가열하는 초임계 발전 시스템
13 13
삭제
14 14
청구항 11에 있어서,상기 제1복열기로부터 토출되는 상기 제1작동유체를 냉각하여 상기 가압기로 공급하는 쿨링수단을 더 포함하는 초임계 발전 시스템
15 15
제1작동유체가 유입되어 가압하는 가압기;상기 가압기로부터 토출되는 제1작동유체를 제2작동유체 및 제3작동유체로 분기하는 제1분기기;상기 가압기로 유입되기 전의 상기 제1작동유체와 상기 가압기로부터 토출되는 상기 제3작동유체를 열교환하여, 상기 제3작동유체의 온도를 상승시키는 제1복열기;상기 제1분기기로부터 토출되는 상기 제2작동유체를 분기하는 제2분기기;상기 제1분기기로부터 분기되는 상기 제2작동유체가 유동하는 제1공간과, 외부로 유입된 고온의 외부유체가 유동하고 상기 제1공간과 인접하게 형성되어 상기 외부유체와 상기 제2작동유체가 열교환하는 제2공간과, 상기 제1복열기로부터 토출되는 상기 제3작동유체가 유동하고 상기 제2공간과 인접하게 형성되어 상기 제3작동유체와 상기 외부유체가 열교환하는 제3공간을 포함하는 제2히터;상기 제2히터로부터 토출되는 상기 제3작동유체를, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 일부에 인젝션하여 합류시키는 인젝션 장치;상기 인젝션 장치로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 가열하여 초임계 상태가 되도록 하는 제1히터;상기 제1히터로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 팽창시키는 제1터빈;상기 제1터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체와, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지를 열교환하여, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지의 온도를 상승시키는 제2복열기;상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지를 유입하여 팽창시키는 제2터빈; 및상기 제2터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지와 상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 합류시켜 상기 제1복열기로 공급하여, 상기 제1분기기로부터 유입되는 상기 제3작동유체와 열교환시키는 합류기를 포함하는 초임계 발전 시스템
16 16
청구항 15에 있어서,상기 제2히터는, 상기 제1히터로부터 회수한 폐열을 통하여 가열된 상기 외부유체를 상기 제2공간으로 유동하는 초임계 발전 시스템
17 17
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18 18
청구항 15에 있어서,상기 제1복열기로부터 토출되는 상기 제1작동유체를 냉각하여 상기 가압기로 공급하는 쿨링수단을 더 포함하는 초임계 발전 시스템
19 19
청구항 15에 있어서,상기 제2히터는, 상기 제3공간에 대하여 상기 제3작동유체가 길이방향에 대하여 설정된 길이만큼 후방으로 유입되는 초임계 발전 시스템
20 20
제1작동유체가 유입되어 가압하는 가압기;상기 가압기로부터 토출되는 제1작동유체를 제2작동유체 및 제3작동유체로 분기하는 제1분기기;상기 가압기로 유입되기 전의 상기 제1작동유체와 상기 가압기로부터 토출되는 상기 제3작동유체를 열교환하여, 상기 제3작동유체의 온도를 상승시키는 제1복열기;상기 제1분기기로부터 분기되는 상기 제2작동유체를 가열하는 제2히터;상기 제1복열기로부터 토출되는 상기 제3작동유체를 가열하는 제3히터;상기 제2히터로부터 토출되는 상기 제2작동유체를 분기하는 제2분기기;상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 일부를, 상기 제3히터로부터 토출되는 상기 제3작동유체에 인젝션하여 합류시키는 인젝션 장치;상기 인젝션 장치로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 가열하여 초임계 상태가 되도록 하는 제1히터;상기 제1히터로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 팽창시키는 제1터빈;상기 제1터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체와, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지를 열교환하여, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지의 온도를 상승시키는 제2복열기;상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지를 유입하여 팽창시키는 제2터빈; 및상기 제2터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지와 상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 합류시켜 상기 제1복열기로 공급하여, 상기 제1분기기로부터 유입되는 상기 제3작동유체와 열교환시키는 합류기를 포함하는 초임계 발전 시스템
21 21
청구항 20에 있어서,상기 제2히터는 상기 제3히터의 폐열을 이용하고, 상기 제3히터는 상기 제1히터의 폐열을 이용하는 초임계 발전 시스템
22 22
청구항 20에 있어서,상기 제1복열기로부터 토출되는 상기 제1작동유체를 냉각하여 상기 가압기로 공급하는 쿨링수단을 더 포함하는 초임계 발전 시스템
23 23
제1작동유체가 유입되어 가압하는 가압기;상기 가압기로부터 토출되는 제1작동유체를 제2작동유체 및 제3작동유체로 분기하는 제1분기기;상기 가압기로 유입되기 전의 상기 제1작동유체와 상기 가압기로부터 토출되는 상기 제3작동유체를 열교환하여, 상기 제3작동유체의 온도를 상승시키는 제1복열기;상기 제1분기기로부터 분기되는 상기 제2작동유체를 가열하는 제2히터;상기 제2히터로부터 토출되는 상기 제2작동유체를 분기하는 제2분기기;상기 제2히터로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부를 가열하는 제3히터;상기 제1복열기에서 토출되는 상기 제3작동유체를, 상기 제3히터에서 토출된 상기 제2작동유체의 일부에 인젝션하여 합류시키는 인젝션 장치;상기 인젝션 장치로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 가열하여 초임계 상태가 되도록 하는 제1히터;상기 제1히터로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 팽창시키는 제1터빈;상기 제1터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체와, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지를 열교환하여, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지의 온도를 상승시키는 제2복열기;상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지를 유입하여 팽창시키는 제2터빈; 및상기 제2터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지와 상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 합류시켜 상기 제1복열기로 공급하여, 상기 제1분기기로부터 유입되는 상기 제3작동유체와 열교환시키는 합류기를 포함하는 초임계 발전 시스템
24 24
청구항 23에 있어서,상기 제2히터는 상기 제3히터의 폐열을 이용하고, 상기 제3히터는 상기 제1히터의 폐열을 이용하는 초임계 발전 시스템
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청구항 23에 있어서,상기 제1복열기로부터 토출되는 상기 제1작동유체를 냉각하여 상기 가압기로 공급하는 쿨링수단을 더 포함하는 초임계 발전 시스템
26 26
제1작동유체가 유입되어 가압하는 가압기; 상기 가압기로부터 토출되는 제1작동유체를 제2작동유체 및 제3작동유체로 분기하는 제1분기기; 상기 가압기로 유입되기 전의 상기 제1작동유체와 상기 가압기로부터 토출되는 상기 제3작동유체를 열교환하여, 상기 제3작동유체의 온도를 상승시키는 제1복열기; 상기 제1분기기로부터 토출되는 상기 제2작동유체를 분기하는 제2분기기; 상기 제1복열기를 거친 상기 제3작동유체를, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 일부에 인젝션하여 합류시키는 인젝션 장치; 상기 인젝션 장치로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 가열하여 초임계 상태가 되도록 하는 제1히터; 상기 제1히터로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 팽창시키는 제1터빈; 상기 제1분기기와 상기 제2분기기 사이에 배치되어, 상기 제2분기기로 유입되는 상기 제2작동유체를 가열하는 제2히터; 상기 제1터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체와, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지를 열교환하여, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지의 온도를 상승시키는 제2복열기; 상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지를 유입하여 팽창시키는 제2터빈; 및 상기 제2터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지와 상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 합류시켜 상기 제1복열기로 공급하여, 상기 제1분기기로부터 유입되는 상기 제3작동유체와 열교환시키는 합류기를 포함하는 초임계 발전 시스템을 이용하되, 상기 인젝션 장치는, 상기 합류된 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체가 상기 제1터빈 입구로 유입되는 온도에 대응하여 인젝션 량을 제어하는 초임계 발전 시스템의 제어방법
27 27
청구항 26에 있어서,상기 인젝션 장치는, 상기 제1터빈 입구의 상기 제1작동유체의 온도에 대응하여, 인젝션밸브의 개도 또는 개도주기(Opening period) 또는 개도시기(Opening timing)를 제어하는 초임계 발전 시스템의 제어방법
28 28
제1작동유체가 유입되어 가압하는 가압기; 상기 가압기로부터 토출되는 제1작동유체를 제2작동유체 및 제3작동유체로 분기하는 제1분기기; 상기 가압기로 유입되기 전의 상기 제1작동유체와 상기 가압기로부터 토출되는 상기 제3작동유체를 열교환하여, 상기 제3작동유체의 온도를 상승시키는 제1복열기; 상기 제1분기기로부터 토출되는 상기 제2작동유체를 분기하는 제2분기기; 상기 제1복열기를 거친 상기 제3작동유체를, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 일부에 인젝션하여 합류시키는 인젝션 장치; 상기 인젝션 장치로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 가열하여 초임계 상태가 되도록 하는 제1히터; 상기 제1히터로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 팽창시키는 제1터빈; 상기 제1분기기와 상기 제2분기기 사이에 배치되어, 상기 제2분기기로 유입되는 상기 제2작동유체를 가열하는 제2히터; 상기 제1터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체와, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지를 열교환하여, 상기 제2분기기에서 분기된 상기 제2작동유체의 나머지의 온도를 상승시키는 제2복열기; 상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지를 유입하여 팽창시키는 제2터빈; 및 상기 제2터빈으로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 나머지와 상기 제2복열기로부터 토출되는 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체를 합류시켜 상기 제1복열기로 공급하여, 상기 제1분기기로부터 유입되는 상기 제3작동유체와 열교환시키는 합류기를 포함하는 초임계 발전 시스템을 이용하되, 상기 제1분기기는, 상기 합류된 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체가 상기 제1터빈 입구로 유입되는 온도에 대응하여 상기 제1복열기로 공급되는 상기 제3작동유체의 토출량을 제어하는 초임계 발전 시스템의 제어방법
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청구항 28에 있어서, 상기 제1분기기는, 상기 합류된 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체가 상기 제1터빈 입구로 유입되는 온도에 대응하여, 토출측 개도 또는 개도주기(Opening period) 또는 개도시기(Opening timing)를 제어하는 초임계 발전 시스템의 제어방법
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청구항 28에 있어서, 상기 인젝션 장치는, 상기 합류된 상기 제2작동유체의 일부와 상기 제3작동유체가 상기 제1터빈 입구로 유입되는 온도에 대응하여, 인젝션밸브의 개도 또는 개도주기(Opening period) 또는 개도시기(Opening timing)를 제어하는 초임계 발전 시스템의 제어방법
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1 미래창조과학부 한국에너지기술연구원 주요사업(구,기본사업) 초임계 발전시스템 핵심기술 개발