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암모니아의 연소열을 열원으로 하여, 공급된 암모니아를 개질하여 반응 생성물을 배출하는 연료 개질부;상기 연료 개질부로부터 공급받은 반응 생성물에 대하여 흡착 및 탈착 공정을 교차 수행하여 적어도 2 이상의 정제된 연료 스트림을 배출하는 연료 정제부;상기 연료 정제부로부터 제1 연료 스트림을 공급받아 전력을 생산하는 연료전지; 및상기 연료 개질부로 적어도 2 이상의 기상 암모니아 스트림을 공급하는 암모니아 공급부;를 포함하고,상기 연료 개질부는 연료 정제부로부터 제2 연료 스트림을 공급받는 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제1항에 있어서,상기 선박용 암모니아 연료 발전 시스템은, 상기 연료전지와 병렬로 배치된 가스터빈을 더 포함하고,상기 가스터빈은 상기 연료 정제부로부터 제2 연료 스트림의 적어도 일부 또는 상기 연료 정제부로부터 상기 연료전지로 공급되는 제1 연료 스트림의 적어도 일부를 공급받고, 상기 제2 연료 스트림 또는 제1 연료 스트림을 연소시켜 전력을 생산하는 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제1항에 있어서,상기 연료 개질부는 암모니아 연소기 및 암모니아 분해 반응기를 포함하고,상기 암모니아 공급부는 상기 암모니아 연소기 및 암모니아 분해 반응기 각각에 기상 암모니아 스트림을 공급하는 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제3항에 있어서,상기 암모니아 연소기는 상기 암모니아 공급부로부터 공급받은 제1 기상 암모니아 스트림을 연소시켜 발생한 열을 열교환을 통해 암모니아 분해 반응기에 제공하는 것이고,상기 암모니아 분해 반응기는 암모니아 분해 촉매층이 일 방향으로 연장된 적어도 1이상의 반응관을 포함하여 상기 암모니아 연소기로부터 제공받은 열을 통해 상기 암모니아 공급부로부터 공급받은 제2 기상 암모니아 스트림을 상기 반응관 내에서 촉매 분해 반응시킨 후 수소를 포함하는 반응 생성물을 배출하는 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제3항에 있어서,상기 암모니아 연소기는 연료 정제부로부터 공급받은 제2 연료 스트림을 연소시켜 발생한 열을 열교환을 통해 암모니아 분해 반응기에 추가로 더 제공하는 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제4항에 있어서,상기 암모니아 분해 반응기의 촉매 분해 반응 온도는 400 내지 700℃인 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제4항에 있어서,상기 암모니아 분해 반응기의 촉매 분해 반응 시 압력은 608 내지 1013 kPa인 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제1항에 있어서,상기 연료 정제부는 상기 암모니아 분해 반응기로부터 공급받은 반응 생성물에 대하여 압력변동흡착공정(pressure swing adsorption process) 또는 압력온도변동흡착공정(pressure-temperature swing adsorption process)을 통해 흡착 및 탈착 공정을 교차 수행함으로써,상기 반응 생성물 내 미반응 암모니아의 적어도 일부를 흡착한 후 제1 연료 스트림을 연료전지에 공급하고,상기 흡착한 암모니아를 탈착하여 제2 연료 스트림을 연료 개질부에 공급하는 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제8항에 있어서,상기 제1 연료 스트림은 암모니아를 10 ppm 이하로 포함하고,상기 제2 연료 스트림은 암모니아를 10
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제8항에 있어서,상기 압력변동흡착공정은 흡착 시 608 내지 1013 kPa 및 탈착 시 13 kPa이상에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제8항에 있어서,상기 압력온도변동흡착공정은 흡착 시 608 내지 1013 kPa 및 상온 내지 40℃, 탈착 시 13 kPa 내지 상압 및 100 내지 400℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제8항에 있어서,상기 압력온도변동흡착공정의 열원으로써 선박의 엔진 구동시 발생하는 폐열을 활용하는 것을 특징으로 하는, 선박용 암모니아 연료 발전 시스템
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제1항에 따른 선박용 암모니아 연료 발전 시스템을 이용한 선박의 구동 방법에 있어서,상기 선박은,전력을 생산하여 출력하는 발전부;상기 발전부로부터 필요 전력을 추진 전동기로 공급하는 인버터; 및상기 추진 전동기 필요 전력을 기초로 발전부의 출력을 제어하는 제어부;를 포함하고,상기 발전부는 수소를 연료로 하여 전력을 생산하는 연료전지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 구동 방법
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제13항에 있어서,상기 발전부는 상기 연료전지와 병렬로 배치된 가스터빈을 더 포함하고,상기 제어부는 추진 전동기 요구 부하량을 기초로 복수의 제어 모드 중 어느 하나를 선택하여 상기 발전부의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는, 선박의 구동 방법
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제14항에 있어서,상기 복수의 제어 모드는,단위 시간당 추진 전동기의 필요 전력이 기설정된 범위를 초과하지 않으면 연료전지의 출력을 상기 필요 전력에 맞추고 가스터빈의 출력을 보조전력으로 사용하도록 제어하는 일반 운전 모드; 및단위 시간당 추진 전동기의 필요 전력이 기설정된 범위를 초과하면 연료전지의 출력에 비해 초과된 필요 전력만큼 가스터빈의 출력을 사용하도록 제어하는 전력보상 운전 모드인 것을 특징으로 하는, 선박의 구동 방법
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