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가스 연료를 공급받아 일산화탄소와 수소로 분리하는 수소분리부;상기 수소분리부에서 배출되는 일산화탄소와 비응축 가스가 공급되어 연소가스를 생성하는 연소처리부;상기 연소처리부에서 배출되는 연소가스에서 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 고순도부;상기 이산화탄소 고순도부에서 배출되는 이산화탄소를 가압하는 압축부; 상기 압축부에서 가압된 이산화탄소를 공급받아 전기를 생산하는 터빈유닛; 및탄화수소계 원료를 가스 연료로 전환하여 상기 수소분리부로 공급하는 연료전환부를 포함하며,상기 터빈유닛에서 배출되는 이산화탄소는 다시 상기 연소처리부로 공급되는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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청구항 1에 있어서,상기 연소처리부에서 배출되어 상기 이산화탄소 고순도부로 공급되는 연소가스가 상기 압축부에서 배출되어 상기 터빈유닛으로 공급되는 이산화탄소와 열교환되는 열교환부; 및 상기 터빈유닛에서 배출되어 상기 연소처리부로 공급되는 이산화탄소가 상기 압축부에서 배출되어 상기 터빈유닛으로 공급되는 이산화탄소와 열교환되는 재생 열교환부;를 포함하며,상기 압축부에서 가압되어 배출되는 이산화탄소는 상기 재생 열교환부와 열교환부를 차례로 통과하여 상기 터빈유닛으로 공급되는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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청구항 1에 있어서,상기 연료전환부에서 전환된 가스 연료는 일산화탄소와 수소를 포함하는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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청구항 1에 있어서,상기 연료전환부는, 탄화수소계 원료를 개질하기 위해 산화제를 공급받아 혼합하는 혼합기;상기 혼합기에서 혼합된 탄화수소계 원료와 산화제를 예열하는 예열기; 및상기 예열기에서 예열된 탄화수소계 원료와 산화제를 공급받아 탄화수소계 개질 반응을 하는 개질 반응기;를 포함하며, 상기 산화제는 수증기, 산소, 이산화탄소 및 그들의 혼합물 중 어느 하나를 이용하는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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청구항 2에 있어서,상기 연소처리부는,상기 수소분리부에서 배출되는 일산화탄소 및 비응축 가스를 공급받아 연소가스를 생성하는 연소기를 포함하며, 상기 연소기로 공급되는 산소는 상기 연소기 후단 벽면에 설치된 노즐로 공급되어 상기 연소기 벽면에서 발생하는 복사열을 통해 예열되며, 상기 재생 열교환부로부터 공급되는 이산화탄소는 상기 연소기에 분산되도록 공급되어 상기 연소기 내부의 온도를 감소시키는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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청구항 5에 있어서,상기 연소기는 40 bar ~ 80 bar의 압력으로 운전되는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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청구항 2에 있어서, 상기 수소분리부에서 배출되는 수소가 이산화탄소와 반응하여 메탄으로 전환되는 메탄화부;를 포함하며, 상기 메탄화부는,상기 수소분리부에서 배출되는 수소와 상기 재생 열교환부에서 배출되는 이산화탄소가 반응하여 메탄과 물을 생성하는 메탄화 반응기;를 포함하며,상기 메탄화 반응기에서 배출되는 메탄과 수증기는 상기 연료전환부로 공급되는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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청구항 7에 있어서,상기 메탄화부는,상기 수소분리부로부터 배출되는 수소가 상기 메탄화 반응기에 공급되기 전에 예열되는 수소 예열기; 상기 메탄화 반응기에서 배출되는 메탄와 수증기가 혼합된 유체가, 상기 수소 예열기에서 배출되는 수소와 열교환되는 수소 열교환기; 및상기 메탄화 반응기에서 배출되는 메탄과 수증기를 분리하는 제1 녹-아웃 드럼;을 포함하는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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청구항 2에 있어서,상기 열교환부는 복수 개의 열교환기를 포함하고, 상기 터빈유닛은 복수 개의 터빈을 포함하며, 상기 연소처리부에서 배출되는 연소가스는 상기 복수 개의 열교환기를 거쳐 상기 이산화탄소 고순도부로 공급되며, 상기 재생 열교환부에서 배출되는 이산화탄소는 복수 개의 상기 열교환기와 복수 개의 상기 터빈을 교대로 통과한 후 다시 상기 재생 열교환부로 공급되는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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10
청구항 2에 있어서,상기 이산화탄소 고순도부는, 상기 열교환부에서 배출되는 연소가스를 냉각하는 냉각기;상기 냉각기에서 냉각된 연소가스에서 응축된 수분을 제거하는 제2 녹-아웃 드럼; 및상기 제2 녹-아웃 드럼에서 배출되는 이산화탄소와 비응축 가스에서 이산화탄소를 액화하여 분리하는 이산화탄소 액화 드럼;을 포함하며,상기 이산화탄소 액화 드럼에서 분리된 이산화탄소는 상기 압축부에 공급되는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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11
청구항 2에 있어서,상기 압축부는,상기 이산화탄소 고순도부에서 배출되는 이산화탄소를 가압하는 제1 압축기;상기 제1 압축기에서 압축된 이산화탄소를 상기 연료전환부 또는 상기 재생 열교환부로 분배하는 분배기; 및 상기 분배기에서 분배되어 상기 재생 열교환부로 공급될 이산화탄소를 다시 압축하는 제2 압축기;를 포함하는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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12
청구항 2에 있어서, 상기 재생 열교환부는, 상기 터빈유닛에서 배출되어 상기 연소처리부로 공급되는 이산화탄소가 상기 압축부에서 배출되어 상기 열교환부로 공급되는 이산화탄소와 열교환되는 제1 재생 열교환기;상기 제1 재생 열교환기에서 배출되어 상기 연소처리부로 공급되는 이산화탄소가 상기 압축부에서 배출되어 상기 제1 재생 열교환기로 공급되는 이산화탄소와 열교환되는 제2 재생 열교환기; 및 상기 제1 재생 열교환기에서 배출되어 상기 제2 재생 열교환기로 공급되는 이산화탄소 일부를 공급받아 압축하는 재순환 압축기;를 포함하며, 상기 재순환 압축기에서 압축된 이산화탄소는 상기 제1 재생 열교환기에서 배출되어 상기 열교환부로 공급되는 이산화탄소와 합류되는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템
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탄화수소계 원료를 가스 연료로 전환하는 연료전환 단계;상기 연료전환 단계에서 전환된 가스 연료를 일산화탄소와 수소로 분리하는 수소분리 단계;상기 수소분리 단계에서 분리된 일산화탄소와 비응축 가스를 공급받아 산소와 반응하여 연소가스를 생성하는 연소가스 생성 단계;상기 연소가스 생성 단계를 거친 연소가스가 이산화탄소로 분리되는 이산화탄소 분리 단계;상기 이산화탄소 분리 단계에서 배출되는 이산화탄소를 가압하는 압축 단계; 및상기 압축 단계에서 배출되는 이산화탄소를 공급받아 전기를 생산하는 단계를 포함하는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 방법
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청구항 13에 있어서, 상기 압축 단계에서 가압된 이산화탄소는 상기 전기를 생산하는 단계를 거쳐 배출되는 이산화탄소와 열교환되고, 상기 연소가스 생성 단계에서 생성된 연소가스와 열교환된 후, 상기 전기를 생산하는 단계에 공급되는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 방법
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청구항 13에 있어서, 상기 수소분리 단계에서 배출되는 수소는 상기 전기를 생산하는 단계에서 배출되는 이산화탄소 일부와 반응하여 메탄으로 전환되며, 상기 전환된 메탄은 상기 연료전환 단계에 공급되는, 고효율 초임계 이산화탄소 발전 방법
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