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액체공기를 재기화시켜 전력을 생산하는 액체공기 재기화 장치; 연료를 연소시켜 전력을 생산하는 발전 플랜트; 및 상기 발전 플랜트로 연료의 연소에 필요한 산소를 공급하는 이산화탄소 포집 장치; 및상기 액체공기 재기화 장치와 발전 플랜트를 연결하고, 상기 발전 플랜트로부터 폐열을 회수하여 상기 액체공기 재기화 장치로 공급하며, 상기 액체공기 재기화 장치로부터 냉열을 회수하여 상기 발전 플랜트로 공급하는 열원 회수 시스템;을 더 포함하고,상기 이산화탄소 포집 장치는, 상기 액체공기 재기화 장치로부터 압축공기를 공급받아 순산소를 생성시켜 상기 발전 플랜트로 공급하는 순산소 생성 수단; 및 상기 발전 플랜트에서 순산소를 이용하여 연료를 연소시킨 후 배출되는, 이산화탄소가 풍부한 배기가스로부터 이산화탄소를 분리하여, 이산화탄소가 분리제거된 배기가스를 대기 중으로 배출시키는 이산화탄소 포집기;를 포함하여, 상기 발전 플랜트에서는, 순산소 연소를 통해 전력이 생산되고, 환경오염물질을 포함하지 않는 청정 배기가스가 배출되고,상기 열원 회수 시스템은, 열교환에 의해 상기 폐열을 회수하는 열교환 수단; 상기 열교환 수단에서 가열된 열매체를 순환시키는 온열 순환펌프; 상기 열교환 수단에서 가열된 열매체를 저장하는 온열 저장탱크; 상기 온열 순환펌프에 의해 가압된, 가열된 열매체가 상기 액체공기 재기화 장치로 공급되거나 상기 온열 저장탱크로 재순환되도록 열매체 라인의 연통을 제어하는 3방향 밸브; 및상기 온열 저장탱크에 저장된 열매체의 온도가 설정값보다 낮으면 상기 열매체가 상기 온열 저장탱크로 재순환되도록 상기 3방향 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하는, 이산화탄소 포집 장치를 포함하는 액화공기 재기화 시스템
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청구항 1에 있어서, 상기 순산소 생성 수단은, 상기 액체공기 재기화 장치로부터 공급받은 압축공기로부터 순산소를 분리하여 상기 발전 플랜트로 공급하는 분리막; 상기 발전 플랜트로 공급하고 남은 순산소를 이용하여 연소열을 생산하는 순산소 연소기; 및 상기 순산소 연소기로부터 배출되는 배기가스와 상기 분리막으로 공급되는 압축공기를 열교환시켜, 상기 압축공기를 상기 분리막에서 요구하는 온도로 가열시키는 압축공기 가열기;를 포함하는, 이산화탄소 포집 장치를 포함하는 액화공기 재기화 시스템
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청구항 1에 있어서, 상기 순산소 생성 수단은, 상기 액체공기 재기화 장치로부터 공급받은 압축공기를 순산소와 질소로 분리하여 순산소를 상기 발전 플랜트로 공급하는 공기 분리기; 상기 공기 분리기에서 분리된 질소를 압축시켜 상기 발전 플랜트로 공급하는 질소 압축기; 및 상기 발전 플랜트의 연소열에 의해 가열된 압축질소를 작동유체로 하여 전력을 생산하는 질소 터빈-발전기;를 포함하고, 상기 질소 압축기 및 질소 터빈-발전기는 하나의 축으로 연결되는 컴팬더(compander)인, 이산화탄소 포집 장치를 포함하는 액화공기 재기화 시스템
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청구항 1에 있어서,상기 열원 회수 시스템은, 상기 발전 플랜트로부터 배출되는 냉각이 필요한 연소 폐기물, 추기된 스팀, 또는 냉각이 필요한 배기가스 중 어느 하나로부터 폐열을 회수하며,상기 액체공기는 상기 발전 플랜트의 잉여 전력을 이용하여 생성 및 저장되고, 기저부하 이상의 부하 전력은 상기 액체공기 재기화 장치에서 생산되는, 이산화탄소 포집 장치를 포함하는 액화공기 재기화 시스템
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청구항 4에 있어서, 상기 액체공기 재기화 장치는, 액체공기를 재기화시키는 재기화기; 재기화 공기를 가열하는 가열기; 및 상기 가열기에서 가열된 재기화 공기를 작동유체로 하여 전력을 생산하는 터빈-발전기;를 포함하고,상기 가열기는 상기 열매체 라인이 연결되어, 상기 재기화 공기를 가열시키는 열에너지를 상기 발전 플랜트로부터 얻는, 이산화탄소 포집 장치를 포함하는 액화공기 재기화 시스템
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청구항 4에 있어서,상기 발전 플랜트는, 석탄을 연료로 하는 석탄화력 발전 플랜트이고, 석탄을 연소시켜 스팀을 생성하는 보일러;상기 생성된 스팀을 작동유체로 하여 전력을 생산하는 고압 증기터빈; 상기 고압 증기터빈을 구동시킨 후 보일러로 재순환된 후 재가열된 스팀을 작동유체로 하여 전력을 생산하는 중저압 증기터빈; 및 상기 중저압 증기터빈을 구동시킨 후 배출되는 스팀을 응축시키는 복수기;를 포함하는, 이산화탄소 포집 장치를 포함하는 액화공기 재기화 시스템
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청구항 7에 있어서,상기 냉각이 필요한 배기가스는, 상기 스팀을 생성한 후 배출되는 배기가스이며, 상기 열교환 수단은, 상기 보일러에 설치되는 열교환 배관으로서, 상기 열교환 배관을 통해 상기 열매체가 유동하여 배기가스와 열교환하며, 열교환에 의해 배기가스는 냉각되고 열매체는 가열되는, 이산화탄소 포집 장치를 포함하는 액화공기 재기화 시스템
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청구항 7에 있어서, 상기 냉각이 필요한 연소 폐기물은, 상기 보일러로부터 배출되는 바닥재(bottom ash)이며, 상기 열교환 수단은, 상기 바닥재와 열매체가 열교환하여 바닥재는 냉각되고 열매체는 가열되는 바닥재 냉각기;인, 이산화탄소 포집 장치를 포함하는 액화공기 재기화 시스템
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청구항 7에 있어서,상기 추기된 스팀은, 상기 중저압 증기터빈으로부터 추기된 스팀이며, 상기 열교환 수단은, 상기 온열 저장탱크 내부에 설치되는 열교환 배관으로서, 상기 열교환 배관을 통해 상기 추기된 스팀이 유동하여, 상기 온열 저장탱크 내부에 저장된 열매체와 열교환하며, 열교환에 의해 추기된 스팀은 냉각되고 열매체는 가열되는, 이산화탄소 포집 장치를 포함하는 액화공기 재기화 시스템
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발전 플랜트에서 연료를 순산소 연소시켜 전력을 생산하고, 발전 플랜트에서 생산된 잉여 전력을 이용하여 공기를 액화시켜 저장하고,전력 수요처에서 상기 발전 플랜트에서 생산하는 전력보다 많은 양의 전력을 요구할 때에는, 상기 발전 플랜트의 폐열을 이용하여 상기 저장된 액체공기를 기화시키고, 기화된 재기화 공기를 작동유체로 하여 추가 전력을 생산하며, 상기 발전 플랜트로는, 상기 재기화 공기를 압축한 압축공기를 공급받아 순산소를 생성시켜 공급하고, 상기 발전 플랜트에서 순산소를 이용하여 연료를 연소시킨 후 배출되는, 이산화탄소가 풍부한 배기가스로부터 이산화탄소를 분리하여, 이산화탄소가 분리제거된 배기가스를 대기 중으로 방출시키는, 이산화탄소 포집 장치를 이용한 액화공기 재기화 방법
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청구항 12에 있어서, 상기 액체공기는 열매체와의 열교환에 의해 재기화시키고,상기 열매체는, 상기 발전 플랜트로부터 배출되는 냉각이 필요한 연소 폐기물, 추기된 스팀, 또는 냉각이 필요한 배기가스 중 어느 하나로부터 폐열을 회수하여 가열하는, 이산화탄소 포집 장치를 이용한 액화공기 재기화 방법
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