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흡입된 공기를 복수회 압축 및 냉각시켜 액화하는 공기 액화 공정으로부터 발생되는 열에너지를 저장하는 고온 열원 저장 탱크(Hot Thermal Storage Tank, 이하 HTS 탱크);상기 공기 액화 공정에서 액화된 공기를 재기화시켜 복수회 가열 및 팽창시키는 재기화 및 발전 공정으로부터 발생되는 냉열을 저장하는 냉열 저장 탱크(Cold Thermal Storage Tank, 이하 CTS 탱크);상기 HTS 탱크와 별개로 구비되며, 상기 공기 액화 공정에서 발생되는 열에너지의 일부를 회수하는 보조 HTS 탱크(Auxiliary Hot Thermal Storage Tank, 이하 AHTS 탱크); 및상기 CTS 탱크와 별개로 구비되며, 상기 재기화 및 발전 공정으로부터 발생되는 냉열의 일부를 회수하는 보조 CTS 탱크(Auxiliary Cold Thermal Storage Tank, 이하 ACTS 탱크)를 포함하고, 상기 공기 액화 공정 중 압축 과정에서 발생한 열을 열교환 가능한 중간 냉각 열교환기; 및 냉각 열교환기;상기 재기화 및 발전 공정에서 발생한 냉열을 열교환 가능한 가열 열교환기; 및 재가열 열교환기;를 더 포함하고, 상기 HTS 탱크는, 상기 냉각 열교환기와 연결된 제1 메인 극저온 열교환기;와, 상기 제1 메인 극저온 열교환기와 연결된 제2 메인 극저온 열교환기;와, 상기 제2 메인 극저온 열교환기와 연결된 기화기;와 직접적으로 연결되고,상기 AHTS 탱크는, 상기 가열 열교환기 및 상기 재가열 열교환기를 통하여 상기 ACTS 탱크와 연결되고,상기 CTS 탱크는, 상기 기화기 및 상기 제1 메인 극저온 열교환기와 직접적으로 연결되며,상기 ACTS 탱크는, 상기 냉각 열교환기 및 상기 중간 냉각 열교환기를 통하여 상기 AHTS 탱크와 연결되는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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청구항 1에 있어서,상기 압축 과정에서 발생한 열에너지를 상기 냉각 열교환기 및 상기 중간 냉각 열교환기의 순으로 회수하는 에너지 회수 배관;상기 중간 냉각 열교환기 출구측의 상기 에너지 회수 배관에 장착된 상기 AHTS 탱크의 출구측에 장착되며, 상기 에너지 회수 배관상에 배치되는 제1 삼방 유량 제어 밸브;상기 제1 삼방 유량 제어 밸브와 연결되고 상기 에너지 회수 배관으로부터 분기되어 상기 HTS 탱크와 상기 기화기를 연결하는 배관과 연결되는 제1 에너지 분기관; 및상기 제1 에너지 분기관 상에 장착되어 상기 AHTS 탱크로부터의 상기 기화기측으로 공급되는 열유체의 역유동을 방지하는 제1 체크밸브;를 더 포함하는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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청구항 1에 있어서,상기 가열 열교환기의 출구측과 상기 재가열 열교환기의 입구측 배관 상에 장착되는 1단 터빈;상기 재가열 열교환기의 출구측 배관 상에 장착되는 2단 터빈;상기 압축 과정에서 발생한 열에너지를 상기 냉각 열교환기 및 상기 중간 냉각 열교환기의 순으로 회수하여 상기 ACTS 탱크측으로 이송시키는 에너지 회수 배관; 상기 에너지 회수 배관으로부터 분기되어 상기 가열 열교환기를 통하여 상기 ACTS 탱크측으로 향하는 제1 선회 배관;상기 에너지 회수 배관으로부터 분기되어 상기 재가열 열교환기를 통하여 강기 제1 선회 배관과 합류된 후 상기 CTS 탱크측으로 향하는 제2 선회 배관; 상기 제1 선회 배관상에 장착되어 상기 가열 열교환기측으로 들어가는 유량을 조절하는 제1 유량 제어 밸브; 및상기 제2 선회 배관상에 장착되어 상기 재가열 열교환기측으로 들어가는 유량을 조절하는 제2 유량 제어 밸브;를 더 포함하는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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청구항 4에 있어서,상기 AHTS 탱크는, 상기 제1 유량 제어 밸브 및 상기 제2 유량 제어 밸브를 통하여 각각 가열 열교환기 및 상기 재가열 열교환기에 열원을 공급함으로써, 상기 1단 터빈 및 상기 2단 터빈 각각의 입구 온도를 상승시키는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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청구항 1에 있어서,상기 재기화 및 발전 공정에서 발생한 냉열을 상기 가열 열교환기와 상기 재가열 열교환기를 통하여 회수하는 에너지 회수 배관;상기 재가열 열교환기의 출구측 상기 에너지 회수 배관에 장착된 상기 ACTS 탱크의 출구측에 장착되며, 상기 에너지 회수 배관상에 배치되는 제2 삼방 유량 제어 밸브;상기 제2 삼방 유량 제어 밸브와 연결되고 상기 에너지 회수 배관으로부터 분기되어 상기 CTS 탱크와 상기 제1 메인 극저온 열교환기를 연결하는 배관과 연결되는 제2 에너지 분기관; 및상기 제2 에너지 분기관 상에 장착되어 상기 ACTS 탱크로부터의 상기 제1 메인 극저온 열교환기측으로 공급되는 열유체의 역유동을 방지하는 제2 체크밸브;를 더 포함하는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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청구항 3에 있어서,상기 HTS 탱크와 상기 기화기를 연결하는 배관으로부터 분기되어 상기 제1 삼방 유량 제어 밸브와 상기 ACTS 탱크를 연결하는 상기 에너지 회수 배관과 연결되는 제1 바이패스 배관;상기 HTS 탱크와 상기 기화기를 연결하는 배관의 상기 HTS 탱크 출구측에 장착되어 열유체의 유량을 제어하는 제3 유량 제어 밸브; 및상기 제1 바이패스 배관상에 장착되어 상기 HTS 탱크로부터 상기 ACTS 탱크측으로 공급되는 열유체의 유량을 제어하는 제4 유량 제어 밸브;를 더 포함하는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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청구항 6에 있어서,상기 CTS 탱크와 상기 제1 메인 극저온 열교환기를 연결하는 배관으로부터 분기되어 상기 제2 삼방 유량 제어 밸브와 상기 AHTS 탱크를 연결하는 상기 에너지 회수 배관과 연결되는 제2 바이패스 배관;상기 CTS 탱크와 상기 제1 메인 극저온 열교환기를 연결하는 배관의 상기 CTS 탱크 출구측에 장착되어 열유체의 유량을 제어하는 제5 유량 제어 밸브;상기 제2 바이패스 배관상에 장착되어 상기 CTS 탱크로부터 상기 AHTS 탱크측으로 공급되는 열유체의 유량을 제어하는 제6 유량 제어 밸브; 더 포함하는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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청구항 3에 있어서,상기 중간 냉각 열교환기의 출구측과 상기 AHTS 탱크의 입구측을 연결하는 상기 에너지 회수 배관상에 장착되며, 상기 AHTS 탱크측으로의 열유체 흐름을 온/오프 제어하는 제1 개폐밸브;상기 AHTS 탱크의 출구측과 상기 제1 삼방 유량 제어 밸브를 연결하는 상기 에너지 회수 배관상에 장착되며, 상기 AHTS 탱크로부터의 열유체 흐름을 온/오프 제어하는 제2 개폐밸브;상기 중간 냉각 열교환기의 출구측과 상기 AHTS 탱크의 입구측을 연결하는 상기 에너지 회수 배관으로부터 분기되며, 상기 제1 메인 극저온 열교환기와 상기 HTS 탱크의 입구측을 연결하는 배관과 연결되는 제3 바이패스 배관; 및상기 제3 바이패스 배관상에 장착되어 상기 HTS 탱크의 입구측으로의 열유체 흐름을 온/오프 제어하는 제5 개폐밸브;를 더 포함하는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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청구항 6에 있어서,상기 재가열 열교환기의 출구측과 상기 ACTS 탱크의 입구측을 연결하는 상기 에너지 회수 배관상에 장착되며, 상기 ACTS 탱크측으로의 열유체 흐름을 온/오프 제어하는 제3 개폐밸브;상기 ACTS 탱크의 출구측과 상기 제2 삼방 유량 제어 밸브를 연결하는 상기 에너지 회수 배관상에 장착되며, 상기 ACTS 탱크로부터의 열유체 흐름을 온/오프 제어하는 제4 개폐밸브;상기 재가열 열교환기의 출구측과 상기 ACTS 탱크의 입구측을 연결하는 상기 에너지 회수 배관으로부터 분기되며, 상기 기화기와 상기 CTS 탱크의 입구측을 연결하는 배관과 연결되는 제4 바이패스 배관; 및상기 제4 바이패스 배관상에 장착되어 상기 CTS 탱크의 입구측으로의 열유체 흐름을 온/오프 제어하는 제6 개폐밸브;를 더 포함하는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,상기 AHTS 탱크 및 상기 ACTS 탱크에 저장되는 것은, 각각 열에너지 및 냉열을 가진 액체 또는 기체 또는 고형화된 물질이거나, 에너지 전환에 의하여 저장되는 연료 또는 연료전지의 형태를 포함하는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,상기 흡입된 공기는, 순수한 공기, 수소, 질소, 또는 액화시켜 에너지 저장이 가능한 가스인, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 시스템
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흡입된 공기를 복수회 압축 및 냉각시켜 액화하는 공기 액화 공정으로부터 발생되는 열에너지를 고온 열원 저장 탱크(Hot Thermal Storage Tank, 이하 HTS 탱크)에 저장하고, 상기 열에너지를 재기화 및 발전 공정에서 사용하며, 상기 재기화 및 발전 공정에서 발생한 냉열을 냉열 저장 탱크(Cold Thermal Storage Tank, 이하 CTS 탱크)에 저장하여 상기 공기 액화 공정에 사용하는 에너지 저장과 발전 방법에 있어서,열과 물질의 평형 상태가 유지되지 않는 비정상 상태의 운전 조건에서, 제1 메인 극저온 열교환기와 기화기로부터 각각 상기 HTS 탱크 및 상기 CTS 탱크에 축적되는 열에너지 및 냉열이 설정값 이하인 경우,상기 HTS 탱크와 별개로 구비되며, 상기 공기 액화 공정에서 발생되는 열에너지의 일부를 회수하는 보조 HTS 탱크(Auxiliary Hot Thermal Storage Tank, 이하 AHTS 탱크)에 상기 열에너지의 일부를 축적함과 동시에,상기 CTS 탱크와 별개로 구비되며, 상기 재기화 및 발전 공정으로부터 발생되는 냉열의 일부를 회수하는 보조 CTS 탱크(Auxiliary Cold Thermal Storage Tank, 이하 ACTS 탱크)에 상기 냉열의 일부를 축적하며, 상기 HTS 탱크 및 CTS 탱크는 상기 제1 메인 열교환기 및 기화기와 직접 연결하고,상기 AHTS 탱크와 ACTS 탱크는, 상기 공기 액화 공정 및 재기화 및 발전 공정에서 상기 HTS 탱크 및 CTS 탱크에 축적된 열에너지를 이용하는 열교환기를 통해 간접 연결하여, 상기 AHTS 탱크는 상기 HTS 탱크의 기능을 보완하고, 상기 ACTS 탱크는 상기 CTS 탱크의 기능을 보완함으로써, 공기의 액화, 재기화 및 발전 공정에 이르는 운전이 정상 상태로 복귀되도록 하는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 방법
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청구항 13에 있어서,상기 AHTS 탱크 및 상기 ACTS 탱크에 저장되는 것은, 각각 열에너지 및 냉열을 가진 액체 또는 기체 또는 고형화된 물질이거나, 에너지 전환에 의하여 저장되는 연료 또는 연료전지의 형태를 포함하는, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 방법
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청구항 13에 있어서,상기 흡입된 공기는, 순수한 공기, 수소, 질소, 또는 액화시켜 에너지 저장이 가능한 가스인, 공기의 액화, 재기화 및 팽창 과정에 의한 에너지 저장과 발전 방법
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