KR20240048395A - Combined power plant and operating method of the same - Google Patents

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KR20240048395A
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KR1020220128123A
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신인철
이강민
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두산에너빌리티 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템은, 연료를 연소하여 회전력을 발생시키는 가스 터빈, 상기 가스터빈에서 배출되는 배기가스를 이용하여 증기를 발생시키는 배열회수 보일러, 상기 가스 터빈에서 배출되는 배기가스를 이용하여 암모니아를 분해하는 암모니아 분해장치, 상기 가스 터빈에서 배출된 배기가스를 상기 배열회수 보일러로 전달하는 배기가스 라인, 상기 암모니아 분해장치로 암모니아를 공급하는 암모니아 공급라인, 및 상기 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 배출하는 배출 라인을 포함하고, 상기 암모니아 분해장치는 상기 배열회수 보일러 내부에 설치될 수 있다.A combined power generation system according to one aspect of the present invention includes a gas turbine that burns fuel to generate rotational force, a heat recovery boiler that generates steam using exhaust gas discharged from the gas turbine, and exhaust gas discharged from the gas turbine. An ammonia decomposition device that decomposes ammonia using an ammonia decomposition device, an exhaust gas line that delivers exhaust gas discharged from the gas turbine to the heat recovery boiler, an ammonia supply line that supplies ammonia to the ammonia decomposition device, and an ammonia decomposition device. It includes a discharge line for discharging the generated decomposed gas, and the ammonia decomposition device may be installed inside the heat recovery boiler.

Description

복합 발전 시스템 및 복합 발전 시스템의 구동 방법{COMBINED POWER PLANT AND OPERATING METHOD OF THE SAME}Combined power generation system and operating method of the combined power generation system {COMBINED POWER PLANT AND OPERATING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 복합 발전 시스템 및 복합 발전 시스템의 구동 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 암모니아 분해장치를 갖는 복합 발전 시스템 및 복합 발전 시스템의 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a combined cycle power generation system and a method of driving the combined cycle power system. More specifically, it relates to a combined cycle power generation system having an ammonia decomposition device and a method of driving the combined cycle power system.

복합 발전 시스템은 가스 터빈과 스팀 터빈을 고효율로 조합하게 구성하여서 가스 터빈으로부터 배열회수 보일러(HRSG)로 고온 배기가스를 안내하고 배기가스에 보유된 열 에너지에 의해서 증기를 발생시키는 발전 시스템이다. 이 증기는 스팀 터빈에 의해서 전력 생산을 가능하게 하고 가스 터빈에 의해서 발생된 전력과 결합되어서, 가스 터빈에 의한 독립된 전력 생산과 비교할 때 배기가스에 보유된 열적 에너지와 동등한 열적 효율을 개선할 수 있다.A combined power generation system is a power generation system that combines a gas turbine and a steam turbine with high efficiency to guide high-temperature exhaust gas from the gas turbine to a heat recovery boiler (HRSG) and generate steam using the heat energy held in the exhaust gas. This steam enables power generation by the steam turbine and can be combined with power generated by the gas turbine, improving thermal efficiency equivalent to the thermal energy held in the exhaust gases when compared to stand-alone power production by the gas turbine. .

가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다. A gas turbine is a power engine that mixes compressed air and fuel in a compressor, combusts them, and rotates the turbine with the high-temperature gas generated by combustion. Gas turbines are used to drive generators, aircraft, ships, trains, etc.

최근에는 수소 또는 암모니아를 연료로 사용하는 가스 터빈이 개발되고 있다. 암모니아를 연료로 사용하는 복합 발전 시스템은 암모니아 탱크내의 액체 암모니아를 암모니아 분해장치에서 요구하는 압력으로 승압하는 가압 펌프와, 가압 펌프로 가압된 액체 암모니아를 수소 가스와 질소 가스로 분해하는 암모니아 분해장치를 구비한다. 암모니아 분해장치는 가압 펌프로 가압된 액체 암모니아를 가스 터빈으로부터의 배기가스와 열교환시켜, 이 액체 암모니아를 가열해, 수소 가스와 질소 가스로 분해한다. 암모니아 분해 과정은 흡열 반응이므로 암모니아 분해장치는 암모니아를 분해하기 위해서, 버너를 갖는데, 버너는 연료를 연소하여 열을 발생시키므로 연료의 연소 과정에서 이산화탄소와 오염물질이 발생되는 문제가 있다.Recently, gas turbines using hydrogen or ammonia as fuel have been developed. A combined power generation system using ammonia as fuel includes a pressurization pump that boosts the liquid ammonia in the ammonia tank to the pressure required by the ammonia decomposition device, and an ammonia decomposition device that decomposes the liquid ammonia pressurized by the pressurization pump into hydrogen gas and nitrogen gas. Equipped with The ammonia decomposition device heats liquid ammonia pressurized by a pressure pump and exchanges heat with exhaust gas from a gas turbine, and decomposes the liquid ammonia into hydrogen gas and nitrogen gas. Since the ammonia decomposition process is an endothermic reaction, the ammonia decomposition device has a burner to decompose ammonia. The burner burns fuel to generate heat, so there is a problem that carbon dioxide and pollutants are generated during the fuel combustion process.

상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 이산화탄소를 저감하고 열효율이 향상된 복합 발전 시스템 및 복합 발전 시스템의 구동 방법을 제공한다.Based on the technical background described above, the present invention provides a combined cycle power generation system and a method of driving the combined cycle power system that reduces carbon dioxide and improves thermal efficiency.

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템은, 연료를 연소하여 회전력을 발생시키는 가스 터빈, 상기 가스터빈에서 배출되는 배기가스를 이용하여 증기를 발생시키는 배열회수 보일러, 상기 가스 터빈에서 배출되는 배기가스를 이용하여 암모니아를 분해하는 암모니아 분해장치, 상기 가스 터빈에서 배출된 배기가스를 상기 배열회수 보일러로 전달하는 배기가스 라인, 상기 암모니아 분해장치로 암모니아를 공급하는 암모니아 공급라인, 및 상기 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 배출하는 배출 라인을 포함하고, 상기 암모니아 분해장치는 상기 배열회수 보일러 내부에 설치될 수 있다.A combined power generation system according to one aspect of the present invention includes a gas turbine that burns fuel to generate rotational force, a heat recovery boiler that generates steam using exhaust gas discharged from the gas turbine, and exhaust gas discharged from the gas turbine. An ammonia decomposition device that decomposes ammonia using an ammonia decomposition device, an exhaust gas line that delivers exhaust gas discharged from the gas turbine to the heat recovery boiler, an ammonia supply line that supplies ammonia to the ammonia decomposition device, and an ammonia decomposition device. It includes a discharge line for discharging the generated decomposed gas, and the ammonia decomposition device may be installed inside the heat recovery boiler.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 배열회수 보일러는 절탄기, 증발기, 과열기를 포함하고, 상기 암모니아 분해장치는 상기 과열기의 상류측에 설치될 수 있다.The heat recovery boiler according to one aspect of the present invention includes an economizer, an evaporator, and a superheater, and the ammonia decomposition device may be installed upstream of the superheater.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 암모니아 분해장치는 화염을 형성하되 상기 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 공급받아 연소하는 보조 버너를 더 포함할 수 있다.The ammonia decomposition device according to one aspect of the present invention forms a flame and may further include an auxiliary burner that receives the decomposition gas generated in the ammonia decomposition device and combusts it.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 라인에는 상기 암모니아 분해장치에서 배출된 분해가스와 상기 암모니아 공급라인을 통해서 이동하는 암모니아를 열교환하는 제1 예열기가 설치될 수 있다.The discharge line according to one aspect of the present invention may be installed with a first preheater that exchanges heat between the decomposed gas discharged from the ammonia decomposition device and the ammonia moving through the ammonia supply line.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 라인에는 배열회수 보일러 내부에 설치되어 배기가스를 이용하여 암모니아를 가열하는 제2 예열기가 설치될 수 있다.In the discharge line according to one aspect of the present invention, a second preheater may be installed inside the heat recovery boiler to heat ammonia using exhaust gas.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 배열회수 보일러는 절탄기, 증발기, 과열기를 포함할 수 있다. The heat recovery boiler according to one aspect of the present invention may include an economizer, an evaporator, and a superheater.

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템은 상기 보조버너로 공급되는 공기를 가열하는 공기 예열기를 더 포함할 수 있다.The combined cycle power generation system according to one aspect of the present invention may further include an air preheater that heats the air supplied to the auxiliary burner.

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템은 상기 배출 라인과 연결되어 상기 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 공급받아서 상기 암모니아 분해가스에 포함된 암모니아를 분리하는 흡수탑과 상기 흡수탑에서 암모니아와 물이 혼합된 흡수액에서 암모니아를 분리하는 재생탑과 상기 재생탑과 상기 암모니아 공급라인을 연결하는 암모니아 재생 라인을 더 포함할 수 있다.The combined cycle power generation system according to one aspect of the present invention is connected to the discharge line and receives the decomposed gas generated from the ammonia decomposition device, and includes an absorption tower for separating ammonia contained in the ammonia decomposition gas, and ammonia and water from the absorption tower. It may further include a regeneration tower for separating ammonia from the mixed absorption liquid and an ammonia regeneration line connecting the regeneration tower and the ammonia supply line.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 라인에는 상기 흡수탑으로 공급되는 분해가스와 상기 흡수탑에서 배출되는 분해가스를 열교환하는 분해가스 열교환기가 설치될 수 있다.The discharge line according to one aspect of the present invention may be installed with a cracked gas heat exchanger that exchanges heat between the cracked gas supplied to the absorption tower and the cracked gas discharged from the absorption tower.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 암모니아 재생 라인에는 상기 재생탑에서 분리된 암모니아를 압축하는 암모니아 압축기가 설치될 수 있다.The ammonia regeneration line according to one aspect of the present invention may be installed with an ammonia compressor that compresses the ammonia separated from the regeneration tower.

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템은 상기 암모니아 공급 라인에 연결되어 액화된 암모니아를 기화시키는 기화기와 상기 배열회수 보일러에서 전달된 증기를 이용하여 회전력을 발생시키는 증기 터빈과 상기 증기 터빈에서 배출된 증기를 응축시키는 냉각수 열교환기와 상기 기화기와 상기 냉각수 열교환기를 연결하여 액화된 암모니아의 냉열을 흡수하여 상기 냉각수 열교환기에 공급하는 냉열 전달 라인을 더 포함할 수 있다.A combined cycle power generation system according to an aspect of the present invention includes a vaporizer connected to the ammonia supply line to vaporize liquefied ammonia, a steam turbine that generates rotational force using steam delivered from the heat recovery boiler, and a steam turbine that generates rotating force using steam delivered from the heat recovery boiler. It may further include a coolant heat exchanger that condenses vapor, and a cold heat transfer line that connects the vaporizer and the coolant heat exchanger to absorb cold heat from the liquefied ammonia and supply it to the coolant heat exchanger.

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템은 상기 배출 라인과 연결되며 상기 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 상기 가스 터빈의 연소기로 전달하는 분해가스 공급라인을 더 포함할 수 있다.The combined cycle power generation system according to one aspect of the present invention may further include a decomposed gas supply line connected to the discharge line and delivering decomposed gas generated in the ammonia decomposition device to the combustor of the gas turbine.

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템은 상기 증기 터빈에서 배출된 증기를 응축시키는 콘덴서와 상기 냉각수 열교환기와 연결되어 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 콘덴서로 공급하는 냉각수 공급라인을 더 포함할 수 있다.The combined power generation system according to one aspect of the present invention may further include a condenser for condensing steam discharged from the steam turbine and a coolant supply line connected to the coolant heat exchanger to supply coolant cooled in the coolant heat exchanger to the condenser. You can.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 배출 라인에는 상기 암모니아 분해장치에서 배출된 분해가스와 상기 콘덴서에서 배출된 응축수를 열교환하여, 상기 분해가스를 냉각하고, 상기 응축수를 기화시키는 보조 열교환기가 설치될 수 있다.In the discharge line according to one aspect of the present invention, an auxiliary heat exchanger may be installed to heat-exchange the decomposed gas discharged from the ammonia decomposition device and the condensate discharged from the condenser, cool the decomposed gas, and vaporize the condensate. .

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법은 가스 터빈의 연소기에서 연료의 연소로 생성된 배기가스를 배열회수 보일러로 공급하는 배기가스 공급 단계, 배기가스의 열을 이용하여 암모니아 분해장치에서 암모니아를 분해하여 분해가스를 생성하는 분해 단계, 배기가스를 이용하여 응축수를 가열하고 증기 터빈으로 공급하는 증기 생성 단계, 연소기에서 분해가스를 연소하고 생성된 배기가스로 메인 터빈을 회전시키며, 증기를 증기 터빈으로 공급하는 연소 및 발전 단계를 포함하며, 상기 분해 단계는 배열회수 보일러 내부에서 이루어질 수 있다.A method of driving a combined cycle power generation system according to an aspect of the present invention includes an exhaust gas supply step of supplying exhaust gas generated by combustion of fuel in the combustor of a gas turbine to a heat recovery boiler, and an exhaust gas supply step of supplying exhaust gas generated by combustion of fuel in the combustor of a gas turbine to an ammonia decomposition device using the heat of the exhaust gas. A decomposition step in which ammonia is decomposed to produce decomposed gas, a steam generation step in which condensate is heated using exhaust gas and supplied to a steam turbine, the decomposed gas is burned in a combustor and the generated exhaust gas rotates the main turbine, producing steam. It includes combustion and power generation steps for supplying to a steam turbine, and the decomposition step can be performed inside a heat recovery boiler.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 분해 단계는 배기가스의 열과 보조 버너에서 생성된 열을 이용하여 암모니아를 분해하되, 상기 분해가스를 상기 보조 버너로 공급하여 열을 발생시킬 수 있다.The decomposition step according to one aspect of the present invention decomposes ammonia using the heat of the exhaust gas and the heat generated in the auxiliary burner, and the decomposition gas can be supplied to the auxiliary burner to generate heat.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 분해 단계는 상기 분해가스와 암모니아 분해장치로 공급되는 암모니아를 열교환하는 제1 예열 단계와 상기 분해가스에 의하여 가열된 암모니아를 배열회수 보일러 내부에 설치된 제2 예열기로 가열하되 배기가스와의 열교환으로 암모니아를 가열하는 제2 예열 단계를 포함할 수 있다.The decomposition step according to one aspect of the present invention includes a first preheating step of heat exchanging the decomposition gas and ammonia supplied to the ammonia decomposition device, and heating the ammonia heated by the decomposition gas with a second preheater installed inside the heat recovery boiler. However, it may include a second preheating step in which the ammonia is heated by heat exchange with the exhaust gas.

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법은 액상의 암모니아를 기화시키며, 암모니아의 기화 시에 냉열을 회수하여 증기를 응축시키는 기화 단계를 더 포함하고, 상기 기화 단계는 기화기에서 발생된 냉열을 냉열 전달 라인을 통해서 냉각수 열교환기로 전달할 수 있다.A method of driving a combined cycle power generation system according to an aspect of the present invention further includes a vaporization step of vaporizing liquid ammonia and recovering cold heat during vaporization of ammonia to condense the vapor, wherein the vaporization step includes the cold heat generated in the vaporizer. It can be transferred to the cooling water heat exchanger through a cold heat transfer line.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 분해 단계는 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 흡수탑으로 공급하여 분해가스에 포함된 잔류 암모니아를 분리하는 암모니아 흡수 단계와 상기 암모니아 흡수 단계에서 물과 혼합된 암모니아에서 암모니아를 분리하고, 분리된 암모니아를 기화기로 공급하는 암모니아 재생 단계를 더 포함할 수 있다.The decomposition step according to one aspect of the present invention includes an ammonia absorption step in which the decomposition gas generated in the ammonia decomposition device is supplied to an absorption tower to separate residual ammonia contained in the decomposition gas, and ammonia mixed with water in the ammonia absorption step is separated. An ammonia regeneration step of separating ammonia and supplying the separated ammonia to a vaporizer may be further included.

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법은 상기 흡수탑에서 배출되는 분해가스와 상기 흡수탑으로 유입되는 분해가스를 열교환시키는 분해가스 열교환 단계를 더 포함할 수 있다.The method of driving a combined cycle power generation system according to an aspect of the present invention may further include a cracked gas heat exchange step of heat exchanging the cracked gas discharged from the absorption tower and the cracked gas flowing into the absorption tower.

본 발명의 일 측면에 따른 상기 분해 단계는 상기 분해장치에서 배출된 분해가스와 응축수를 열교환하여 분해가스를 냉각하고, 응축수를 기화시키는 보조 열교환 단계를 더 포함할 수 있다.The decomposition step according to one aspect of the present invention may further include an auxiliary heat exchange step of heat exchanging the decomposed gas discharged from the decomposition device and condensate to cool the decomposed gas and vaporize the condensate.

본 발명의 일 측면에 따른 복합 발전 시스템은 가스터빈의 배기가스를 이용하여 암모니아를 분해하며, 배열회수 보일러 내부에 설치된 암모니아 분해장치를 이용하여 암모니아를 분해하므로 열효율이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 암모니아를 분해하여 생산한 분해가스를 연소하여 발전을 수행하므로 이산화탄소의 배출이 감소하고, 시스템의 효율이 향상될 수 있다. 또한, 액화된 암모니아를 기화시키는 과정에서 발생되는 냉열을 이용하여 증기를 응축하므로 열효율이 더욱 향상될 수 있다.The combined cycle power generation system according to one aspect of the present invention decomposes ammonia using exhaust gas of a gas turbine, and decomposes ammonia using an ammonia decomposition device installed inside a heat recovery boiler, so thermal efficiency can be significantly improved. In addition, since power generation is performed by burning decomposed gas produced by decomposing ammonia, carbon dioxide emissions can be reduced and system efficiency can be improved. In addition, thermal efficiency can be further improved by condensing vapor using cold heat generated in the process of vaporizing liquefied ammonia.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 발전 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복합 발전 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 복합 발전 시스템을 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a combined cycle power generation system according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart for explaining a method of driving a combined cycle power generation system according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a configuration diagram showing a combined cycle power generation system according to a second embodiment of the present invention.
Figure 4 is a configuration diagram showing a combined cycle power generation system according to a third embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be modified in various ways and have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and explained in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. At this time, note that in the attached drawings, like components are indicated by the same symbols whenever possible. Additionally, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically shown in the accompanying drawings.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 발전 시스템에 대해서 설명한다.Hereinafter, a combined cycle power generation system according to the first embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 발전 시스템을 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a combined cycle power generation system according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 복합 발전 시스템(101)은 복수의 터빈을 포함하여, 전력을 생산한다. 복합 발전 시스템(101)은 가스 터빈(20), 발전기(28, 48), 배열회수 보일러(50), 스팀 터빈(40), 암모니아 분해장치(30), 배기가스 라인(27), 냉각수 열교환기(68), 냉열 전달 라인(62), 분해가스 공급라인(34)을 포함할 수 있다. When described with reference to FIG. 1, the combined cycle power generation system 101 according to the first embodiment includes a plurality of turbines and produces electric power. The combined power generation system 101 includes a gas turbine 20, generators 28 and 48, a heat recovery boiler 50, a steam turbine 40, an ammonia decomposition device 30, an exhaust gas line 27, and a coolant heat exchanger. It may include (68), a cold heat transfer line (62), and a cracked gas supply line (34).

본 실시예를 따르는 가스 터빈(20)은 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 배기가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출할 수 있다.The gas turbine 20 according to this embodiment absorbs atmospheric air, compresses it to high pressure, burns fuel in a static pressure environment to release heat energy, expands this high-temperature exhaust gas, converts it into kinetic energy, and then releases the remaining energy. Exhaust gas containing can be released into the atmosphere.

가스 터빈(20)은 압축기(21), 연소기(23), 메인 터빈(25)을 포함할 수 있다. 가스 터빈(20)의 압축기(21)는 외부로부터 공기를 흡입하여 압축할 수 있다. 압축기(21)는 압축기 블레이드에 의해 압축된 압축 공기를 연소기(23)에 공급하고, 또한 가스 터빈(20)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급할 수 있다. 이때, 흡입된 공기는 압축기(21)에서 단열 압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(21)를 통과한 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다. The gas turbine 20 may include a compressor 21, a combustor 23, and a main turbine 25. The compressor 21 of the gas turbine 20 can suck air from the outside and compress it. The compressor 21 supplies compressed air compressed by the compressor blade to the combustor 23, and can also supply cooling air to a high temperature area in the gas turbine 20 that requires cooling. At this time, the sucked air undergoes an adiabatic compression process in the compressor 21, so the pressure and temperature of the air passing through the compressor 21 increase.

압축기(21)는 원심 압축기(centrifugal compressors)나 축류 압축기(axial compressor)로 설계되는데, 소형 가스 터빈에서는 원심 압축기가 적용되는 반면, 같은 대형 가스 터빈(20)은 다단 축류 압축기가 적용된다. The compressor 21 is designed as a centrifugal compressor or an axial compressor. While a centrifugal compressor is used in small gas turbines, a multi-stage axial compressor is used in the same large gas turbine 20.

한편, 연소기(23)는 압축기(21)의 출구로부터 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 배기가스를 만들어 낼 수 있다. Meanwhile, the combustor 23 can produce high-energy exhaust gas by mixing compressed air supplied from the outlet of the compressor 21 with fuel and performing isobaric combustion.

연소기(23)에서 생산된 고온, 고압의 배기가스는 메인 터빈(25)에 공급된다. 메인 터빈(25)에서는 배기가스가 단열 팽창하면서 메인 터빈(25)의 회전축에 방사상으로 배치된 다수의 블레이드에 충돌, 반동력을 줌으로써 배기가스의 열에너지가 회전축이 회전하는 기계적인 에너지로 변환된다. 메인 터빈(25)에서 얻은 기계적 에너지의 일부는 압축기(21)에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되며, 나머지는 발전기(28)를 구동하여 전력을 생산하는 등의 유효 에너지로 활용된다. The high-temperature, high-pressure exhaust gas produced in the combustor 23 is supplied to the main turbine 25. In the main turbine 25, as the exhaust gas expands adiabatically, it collides with and gives a recoil force to a plurality of blades radially arranged on the rotation axis of the main turbine 25, thereby converting the heat energy of the exhaust gas into mechanical energy that causes the rotation shaft to rotate. Part of the mechanical energy obtained from the main turbine 25 is supplied as energy needed to compress air in the compressor 21, and the remainder is used as effective energy, such as driving the generator 28 to produce electricity.

메인 터빈(25)에서 배출된 배기가스는 배기가스 라인(27)을 통해서 배열회수 보일러(50)에 공급된다. 배기가스는 배열회수 보일러(50)를 통해서 냉각된 후, 정화되어 외부로 배출된다. 배열회수 보일러(50)는 배기가스를 냉각할 뿐만 아니라 배기가스의 열을 이용하여 고온 고압의 증기를 생성하여 스팀 터빈(40)으로 전달한다. The exhaust gas discharged from the main turbine 25 is supplied to the heat recovery boiler 50 through the exhaust gas line 27. The exhaust gas is cooled through the heat recovery boiler 50, then purified and discharged to the outside. The heat recovery boiler 50 not only cools the exhaust gas, but also generates high-temperature, high-pressure steam using the heat of the exhaust gas and delivers it to the steam turbine 40.

배열회수 보일러(50)에서 생성된 증기는 스팀 공급라인(58)을 통해서 스팀 터빈(40)으로 전달되며, 스팀 터빈(40)에서 냉각된 급수는 콘덴서(67)를 거친 후에 다시 배열회수 보일러(50)에 공급된다. 스팀 터빈(40)은 배열회수 보일러(50)에서 생성된 증기를 이용하여 블레이드를 회전시키며 회전 에너지를 발전기(48)로 전달한다. The steam generated in the heat recovery boiler 50 is delivered to the steam turbine 40 through the steam supply line 58, and the feed water cooled in the steam turbine 40 passes through the condenser 67 and then returns to the heat recovery boiler ( 50) is supplied. The steam turbine 40 uses steam generated in the heat recovery boiler 50 to rotate blades and transfers rotational energy to the generator 48.

스팀 터빈(40)에는 콘덴서(67)가 연결되며, 콘덴서(67)는 스팀 터빈(40)에서 전달된 증기와 냉각수를 열교환하여 증기를 물로 응축한다. 콘덴서(67)에서 냉각된 응축수는 배열회수 보일러(50)로 전달될 수 있다. 콘덴서(67)에는 콘덴서(67)에서 응축된 급수를 배열회수 보일러(50)로 전달하는 급수 공급라인(56)이 연결 설치되며, 급수 공급라인(56)에는 콘덴서(67)에서 응축된 응축수를 가압하여 배열회수 보일러(50)로 공급하는 펌프가 설치될 수 있다.A condenser 67 is connected to the steam turbine 40, and the condenser 67 exchanges heat between the steam delivered from the steam turbine 40 and the cooling water and condenses the steam into water. Condensate cooled in the condenser 67 may be delivered to the heat recovery boiler 50. A feed water supply line 56 is connected to the condenser 67 to deliver the feed water condensed in the condenser 67 to the heat recovery boiler 50, and the feed water supply line 56 supplies condensed water from the condenser 67. A pump that supplies pressurization to the heat recovery boiler 50 may be installed.

또한, 콘덴서(67)에는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급라인(63)과 냉각수를 회수하는 냉각수 회수라인(65)이 연결될 수 있다. 냉각수 공급라인(63)에는 냉각수를 냉각시키는 냉각수 열교환기(68)가 연결된다. 냉각수 공급라인(63)은 냉각수 열교환기(68)와 콘덴서(67)를 연결하여 냉각수 열교환기(68)에서 냉각된 냉각수를 콘덴서(67)로 공급한다.In addition, the condenser 67 may be connected to a coolant supply line 63 that supplies coolant and a coolant recovery line 65 that recovers coolant. A coolant heat exchanger 68 that cools the coolant is connected to the coolant supply line 63. The cooling water supply line 63 connects the cooling water heat exchanger 68 and the condenser 67 and supplies the cooling water cooled in the cooling water heat exchanger 68 to the condenser 67.

냉각수 열교환기(68)는 기화기(73)와 연결된 냉열 전달 라인(62)에서 냉열을 전달받아서 냉각수를 냉각한다. 냉각수 열교환기(68)에는 냉각수 열교환기(68)에서 가열된 냉매를 기화기로 전달하는 냉매 전달라인(61)이 연결될 수 있다. 냉열 전달 라인(62)과 냉매 전달라인(61)을 통해서 저온의 냉매가 이동할 수 있다.The coolant heat exchanger 68 receives cold heat from the cold heat transfer line 62 connected to the vaporizer 73 and cools the coolant. A refrigerant transfer line 61 that transfers the refrigerant heated in the coolant heat exchanger 68 to the vaporizer may be connected to the coolant heat exchanger 68. Low-temperature refrigerant can move through the cold heat transfer line 62 and the refrigerant transfer line 61.

한편, 배열회수 보일러(50) 내부를 이동하는 증기는 2 단계 또는 3 단계의 압력을 가질 수 있는데, 이에 따라서 공급수는 2 또는 3 이상의 압력 레벨들로 가압된다. 본 실시예에서는 배열회수 보일러(50)가 3단계의 압력을 갖는 것으로 예시한다.Meanwhile, the steam moving inside the heat recovery boiler 50 may have two or three levels of pressure, and accordingly, the feed water is pressurized to two or three or more pressure levels. In this embodiment, the heat recovery boiler 50 is illustrated as having three levels of pressure.

배열회수 보일러(50)는 보일러수의 온도를 높이는 절탄기(51), 증기를 생산하는 증발기(52), 증기의 온도를 높이는 과열기(53)를 포함할 수 있다. 또한, 배열회수 보일러(50) 내부에는 오염물질을 제거하는 정화장치(54)가 설치될 수 있다. 정화장치(54)는 질소산화물을 제거하는 선택적촉매환원장치 등을 포함할 수 있다.The heat recovery boiler 50 may include an economizer 51 that increases the temperature of boiler water, an evaporator 52 that produces steam, and a superheater 53 that increases the temperature of the steam. Additionally, a purification device 54 that removes contaminants may be installed inside the heat recovery boiler 50. The purification device 54 may include a selective catalytic reduction device that removes nitrogen oxides.

암모니아 분해장치(30)는 기체상의 암모니아를 열분해하여 수소와 질소를 생성한다. 암모니아 분해장치(30)는 루테늄, 니켈 등의 금속을 포함하는 촉매 유닛(32)을 이용하여 암모니아를 분해한다. The ammonia decomposition device 30 thermally decomposes gaseous ammonia to generate hydrogen and nitrogen. The ammonia decomposition device 30 decomposes ammonia using a catalyst unit 32 containing metals such as ruthenium and nickel.

암모니아 분해장치(30)는 배열회수 보일러(50) 내부에 설치되며 배열회수 보일러(50)로 전달된 배기가스의 열을 이용하여 암모니아를 열분해한다. 메인 터빈(25)에서 배출된 배기가스는 배열회수 보일러(50)로 공급되는데, 배열회수 보일러(50) 내부에서 배기가스가 암모니아 분해장치(30)로 공급되며, 배기가스는 암모니아 분해장치(30)에 열을 제공한다. 암모니아 분해장치(30)는 과열기(53)의 상류측에 설치될 수 있으며, 이에 따라 고온의 배기가스로부터 열을 공급할 수 있다. The ammonia decomposition device 30 is installed inside the heat recovery boiler 50 and thermally decomposes ammonia using the heat of the exhaust gas delivered to the heat recovery boiler 50. The exhaust gas discharged from the main turbine 25 is supplied to the heat recovery boiler 50. Inside the heat recovery boiler 50, the exhaust gas is supplied to the ammonia decomposition device 30, and the exhaust gas is supplied to the ammonia decomposition device 30. ) provides heat. The ammonia decomposition device 30 can be installed upstream of the superheater 53, and thus can supply heat from high temperature exhaust gas.

암모니아 분해장치(30)는 보조 버너(35)를 더 포함하는데, 분해가스 공급라인(34)은 보조 버너(35)와 연결되어 보조 버너(35)로 분해가스를 공급한다. 보조 버너(35)는 분해가스를 연소하여 열을 발생시키며, 보조 버너(35)에서 발생된 열과 가스 터빈(20)에서 배출된 배기가스에 의하여 암모니아가 가열되어 분해될 수 있다. 보조 버너(35)는 최초 기동 시 및 가스 터빈에서 배출되는 배기가스의 온도가 충분히 높지 않은 경우에만 가동될 수 있다.The ammonia decomposition device 30 further includes an auxiliary burner 35, and the decomposed gas supply line 34 is connected to the auxiliary burner 35 to supply decomposed gas to the auxiliary burner 35. The auxiliary burner 35 burns decomposed gas to generate heat, and ammonia can be heated and decomposed by the heat generated by the auxiliary burner 35 and the exhaust gas discharged from the gas turbine 20. The auxiliary burner 35 can be operated only upon initial startup and when the temperature of the exhaust gas discharged from the gas turbine is not high enough.

암모니아 분해장치(30)에서 생성된 분해가스는 배출 라인(83)과 분해가스 공급라인(34)을 통해서 연소기(23)로 전달될 수 있다. 분해가스 공급라인(34)에는 분해가스의 공급 압력을 증가시키는 압축기(39)가 설치될 수 있다. 또한, 분해가스 공급라인(34)에는 보조 버너(35)로 분해가스를 공급하는 보조 공급라인(33)이 연결될 수 있다.The decomposed gas generated in the ammonia decomposition device 30 may be delivered to the combustor 23 through the discharge line 83 and the decomposed gas supply line 34. A compressor 39 that increases the supply pressure of the decomposed gas may be installed in the decomposed gas supply line 34. Additionally, an auxiliary supply line 33 that supplies cracked gas to the auxiliary burner 35 may be connected to the cracked gas supply line 34.

배출 라인(83)에는 분해가스를 이용하여 암모니아를 가열하는 제1 예열기(78)가 설치될 수 있다. 제1 예열기(78)에는 암모니아 공급라인(74)과 분해가스 공급라인이 연결되며, 암모니아 공급라인(74)을 통해서 이동하는 암모니아는 분해가스에 의하여 제1 예열기(78)에서 가열된 후에 암모니아 분해장치(30)로 공급될 수 있다. 또한, 분해가스는 제1 예열기(78)에서 냉각된 후에 분해가스 공급라인(34)을 통해서 연소기(23)로 공급될 수 있다.A first preheater 78 that heats ammonia using decomposed gas may be installed in the discharge line 83. The ammonia supply line 74 and the decomposed gas supply line are connected to the first preheater 78, and the ammonia moving through the ammonia supply line 74 is heated in the first preheater 78 by the decomposed gas and then decomposes the ammonia. It may be supplied to device 30. Additionally, the cracked gas may be cooled in the first preheater 78 and then supplied to the combustor 23 through the cracked gas supply line 34.

또한, 암모니아 공급라인(74)에는 암모니아를 가열하는 제2 예열기(36)가 설치되는데, 제2 예열기(36)는 배열회수 보일러 내부에 설치되며, 배기가스를 이용하여 암모니아를 가열한다. 제2 예열기(36)는 과열기(53)와 증발기(52) 사이에 위치할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 예열기(36)는 증발기의 하류, 또는 절탄기의 하류 등 다양한 위치에 설치될 수 있다.In addition, a second preheater 36 is installed in the ammonia supply line 74 to heat ammonia. The second preheater 36 is installed inside the heat recovery boiler and heats ammonia using exhaust gas. The second preheater 36 may be located between the superheater 53 and the evaporator 52. However, the present invention is not limited to this, and the second preheater 36 may be installed in various locations, such as downstream of the evaporator or downstream of the economizer.

제1 예열기(78)와 제2 예열기(36)가 설치되면 암모니아를 가열하여 암모니아의 분해 효율이 향상될 수 있다.When the first preheater 78 and the second preheater 36 are installed, the decomposition efficiency of ammonia can be improved by heating ammonia.

암모니아 저장부(71)는 액체 상태의 암모니아를 저장하는 탱크로서 암모니아 저장부(71)에는 암모니아 공급라인(74)이 연결된다. 암모니아 공급라인(74)에는 액화된 암모니아의 이동을 위한 펌프(72)가 설치될 수 있다. 암모니아 공급라인(74)은 암모니아 분해장치(30)로 암모니아를 공급하되 액화된 암모니아를 기화시켜서 공급한다. The ammonia storage unit 71 is a tank that stores ammonia in a liquid state, and an ammonia supply line 74 is connected to the ammonia storage unit 71. A pump 72 for moving liquefied ammonia may be installed in the ammonia supply line 74. The ammonia supply line 74 supplies ammonia to the ammonia decomposition device 30 by vaporizing the liquefied ammonia.

암모니아 공급라인(74)에는 기화기(73)가 연결되는데, 기화기(73)는 액화된 암모니아를 기화시킨다. 기화기(73)에는 냉매 전달 라인(61)과 냉열 전달 라인(62)이 연결된다. 냉매 전달 라인(61)은 냉각수 열교환기(68)에서 가열된 냉매를 기화기(73)로 전달하며, 냉열 전달 라인(62)은 기화기(73)에서 액화된 암모니아가 기화될 때 발생하는 냉열을 흡수한 냉매를 냉각수 열교환기(68)로 전달한다. 이에 따라 기화기(73)의 냉열이 냉각수 열교환기(68)로 전달되어 냉매가 저온으로 냉각되므로 열효율이 향상될 수 있다.A vaporizer 73 is connected to the ammonia supply line 74, and the vaporizer 73 vaporizes the liquefied ammonia. A refrigerant transfer line 61 and a cold heat transfer line 62 are connected to the vaporizer 73. The refrigerant transfer line 61 transfers the refrigerant heated in the coolant heat exchanger 68 to the vaporizer 73, and the cold heat transfer line 62 absorbs the cold heat generated when liquefied ammonia is vaporized in the vaporizer 73. One refrigerant is delivered to the coolant heat exchanger (68). Accordingly, the cold heat from the vaporizer 73 is transferred to the coolant heat exchanger 68 and the refrigerant is cooled to a low temperature, thereby improving thermal efficiency.

보조 버너(35)에는 분해가스의 연소를 위한 공기를 공급하는 공기 공급라인(92)이 연결되는데, 공기 공급라인(92)에는 배열회수 보일러(50) 내부에 설치되어 배기가스를 이용하여 보조 버너(35)로 공급되는 공기를 가열하는 공기 예열기(38)가 설치된다. 공기 예열기(38)는 절탄기(51)의 하류측에 설치될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 공기 예열기(38)는 과열기(53) 또는 증발기(52)의 하류측 등 다양한 위치에 설치될 수 있다.The auxiliary burner 35 is connected to an air supply line 92 that supplies air for combustion of decomposed gas. The air supply line 92 is installed inside the heat recovery boiler 50 and uses exhaust gas to burn the auxiliary burner. An air preheater (38) is installed to heat the air supplied to (35). The air preheater 38 may be installed downstream of the economizer 51. However, the present invention is not limited to this, and the air preheater 38 may be installed in various locations, such as the downstream side of the superheater 53 or the evaporator 52.

공기 공급라인(92)에는 공기를 가압하여 공급하기 위한 압축기(91)가 설치될 수 있다. 공기 예열기(38)가 설치되면 암모니아 분해장치(30)에서 배출되는 가스를 이용하여 공기를 가열하므로 열효율이 향상될 수 있다.A compressor 91 may be installed in the air supply line 92 to supply pressurized air. When the air preheater 38 is installed, thermal efficiency can be improved by heating the air using the gas discharged from the ammonia decomposition device 30.

상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 암모니아의 분해에 의하여 생성된 분해가스를 연소기(23)에서 연소하므로 연소 시에 이산화탄소의 발생이 현저히 저감될 수 있다. 또한, 암모니아의 분해가 배열회수 보일러(50) 내부에 설치되므로 배기가스를 이용하여 효율적으로 암모니아를 분해할 수 있다. 또한, 액화 암모니아의 기화에 따른 냉열이 증기의 응축에 이용되므로 열효율이 향상될 수 있다.As described above, according to this embodiment, the decomposed gas generated by decomposition of ammonia is burned in the combustor 23, so the generation of carbon dioxide during combustion can be significantly reduced. In addition, since the decomposition of ammonia is installed inside the heat recovery boiler 50, ammonia can be efficiently decomposed using exhaust gas. Additionally, thermal efficiency can be improved because the cold heat resulting from vaporization of liquefied ammonia is used to condense the vapor.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, a method of driving a combined cycle power generation system according to the first embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합발전시스템의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 2 is a flowchart for explaining the driving method of the combined cycle power generation system according to the first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 복합발전시스템의 구동 방법은 배기가스 공급 단계(S101), 기화 단계(S102), 분해 단계(S103), 증기 생성 단계(S104), 연소 및 발전 단계(S105)를 포함할 수 있다.1 and 2, the driving method of the combined cycle power generation system according to the first embodiment includes an exhaust gas supply step (S101), a vaporization step (S102), a decomposition step (S103), and a steam generation step (S104). ), combustion and power generation steps (S105).

배기가스 공급 단계(S101)는 가스 터빈(20)에서 발생된 배기가스를 배열회수 보일러(50)에 공급한다. 배기가스 공급 단계(S101)에서는 가스 터빈(20)의 연소기에서 암모니아 분해가스, 천연가스 등의 연료의 연소로 배기가스가 생성되며, 배기가스는 메인 터빈(25)을 거쳐서 배열회수 보일러(50)로 공급된다. In the exhaust gas supply step (S101), the exhaust gas generated from the gas turbine 20 is supplied to the heat recovery boiler 50. In the exhaust gas supply step (S101), exhaust gas is generated by combustion of fuel such as ammonia decomposition gas and natural gas in the combustor of the gas turbine 20, and the exhaust gas passes through the main turbine 25 to the heat recovery boiler 50. is supplied as

기화 단계(S102)는 액상의 암모니아를 기화시켜서 암모니아 분해장치(30)로 공급하며, 암모니아의 기화 시에 발생되는 냉열은 냉각수 열교환기(68)로 전달한다. 기화 단계(S102)는 기화기에서 발생된 냉열을 냉열 전달 라인(62)을 통해서 냉각수 열교환기(68)로 전달한다.In the vaporization step (S102), liquid ammonia is vaporized and supplied to the ammonia decomposition device 30, and the cold heat generated during vaporization of ammonia is transferred to the coolant heat exchanger 68. In the vaporization step (S102), the cold heat generated in the vaporizer is transferred to the coolant heat exchanger 68 through the cold heat transfer line 62.

분해 단계(S103)는 가스 터빈(20)에서 공급된 배기가스의 열을 이용하여 암모니아를 수소, 질소, 등으로 분해하여 분해가스를 생성한다. 분해가스는 수소, 질소, 미반응 암모니아를 포함할 수 있다. 분해 단계(S103)는 루테늄, 니켈 등의 금속을 포함하는 촉매 유닛(32)을 이용하여 암모니아를 분해할 수 있다. 분해 단계(S103)는 생성된 분해가스를 연소기(23) 및 보조 버너(35)로 공급한다. In the decomposition step (S103), the heat of the exhaust gas supplied from the gas turbine 20 is used to decompose ammonia into hydrogen, nitrogen, etc. to generate decomposed gas. The decomposition gas may contain hydrogen, nitrogen, and unreacted ammonia. In the decomposition step (S103), ammonia can be decomposed using a catalyst unit 32 containing metals such as ruthenium and nickel. In the decomposition step (S103), the generated decomposition gas is supplied to the combustor 23 and the auxiliary burner 35.

분해 단계(S103)는 배열회수 보일러(50) 내부에서 이루어지되, 배열회수 보일러(50) 내부에 설치된 암모니아 분해장치(30)에 의하여 이루어진다. 또한, 분해 단계(S103)는 배기가스의 열과 보조 버너(35)에서 생성된 열을 이용하여 암모니아를 분해하되, 암모니아의 분해로 생성된 분해가스를 보조 버너(35)로 공급하여 열을 발생시킬 수 있다.The decomposition step (S103) is performed inside the heat recovery boiler 50, and is performed by the ammonia decomposition device 30 installed inside the heat recovery boiler 50. In addition, the decomposition step (S103) decomposes ammonia using the heat of the exhaust gas and the heat generated in the auxiliary burner 35, and generates heat by supplying the decomposed gas generated by decomposition of ammonia to the auxiliary burner 35. You can.

또한, 분해 단계(S103)는 암모니아의 분해로 생성된 분해가스와 암모니아 분해장치(30)로 공급되는 암모니아를 제1 예열기(78)로 열교환하는 제1 예열 단계와 분해가스에 의하여 가열된 암모니아를 배열회수 보일러(50) 내부에 설치된 제2 예열기(36)로 가열하되 배기가스와의 열교환으로 암모니아를 가열하는 제2 예열 단계를 포함할 수 있다. 또한 분해 단계(S103)는 배열회수 보일러(50) 내부에 설치된 공기 예열기(38)를 이용하여 공기와 배기가스의 열교환으로 공기를 가열하는 공기 예열 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the decomposition step (S103) is a first preheating step of heat exchanging the decomposed gas generated by decomposition of ammonia and ammonia supplied to the ammonia decomposition device 30 with the first preheater 78, and the ammonia heated by the decomposed gas. The heat recovery boiler 50 is heated by a second preheater 36 installed inside the heat recovery boiler 50, and may include a second preheating step in which the ammonia is heated through heat exchange with the exhaust gas. In addition, the decomposition step (S103) may further include an air preheating step of heating the air through heat exchange between the air and the exhaust gas using the air preheater 38 installed inside the heat recovery boiler 50.

증기 생성 단계(S104)는 배기가스를 이용하여 응축수를 가열하고 증기 터빈(40)으로 공급한다. 증기 생성 단계(S104)에서 사용된 증기는 냉각수 열교환기(68)로 전달되어 응축되며, 암모니아의 기화 시에 발생된 냉열을 이용하여 증기가 용이하게 응축될 수 있다.In the steam generation step (S104), condensate is heated using exhaust gas and supplied to the steam turbine 40. The steam used in the steam generation step (S104) is transferred to the cooling water heat exchanger 68 and condensed, and the steam can be easily condensed using the cold heat generated during the vaporization of ammonia.

연소 및 발전 단계(S105)는 연소기(23)에서 분해가스를 연소하여 배기가스를 발생시키며, 고압의 배기가스가 메인 터빈(25)으로 공급되어 메인 터빈(25)의 회전력으로 발전기(28)가 구동된다. 또한, 연소 및 발전 단계(S105)에서는 배열회수 보일러(50)에서 생성된 고압의 증기가 증기 터빈(40)으로 공급되어 증기 터빈(40)이 발전기(48)를 회전시킬 수 있다.In the combustion and power generation stage (S105), the decomposed gas is burned in the combustor 23 to generate exhaust gas, and the high-pressure exhaust gas is supplied to the main turbine 25, and the generator 28 is generated by the rotational force of the main turbine 25. It runs. Additionally, in the combustion and power generation step (S105), high-pressure steam generated in the heat recovery boiler 50 is supplied to the steam turbine 40, so that the steam turbine 40 can rotate the generator 48.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 복합 발전 시스템에 대해서 설명한다. Hereinafter, a combined cycle power generation system according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복합 발전 시스템을 도시한 구성도이다.Figure 3 is a configuration diagram showing a combined cycle power generation system according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 복합 발전 시스템(102)은 흡수탑(81)과 재생탑(82)과 분해가스 열교환기(87)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 복합 발전 시스템과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.3, the combined cycle power generation system 102 according to the present embodiment is similar to the first embodiment described above except for the absorption tower 81, the regeneration tower 82, and the cracked gas heat exchanger 87. Since it has the same structure as the combined power generation system, duplicate descriptions of the same configuration will be omitted.

암모니아 분해장치(30)에는 분해가스를 흡수탑(81)으로 공급하는 배출 라인(83)이 연결되며, 흡수탑(81)은 배출 라인(83)을 통해서 암모니아 분해장치(30)에서 생성된 분해가스를 공급받아서 암모니아 분해가스에 포함된 잔류 암모니아를 분리한다. 흡수탑(81)은 분해가스에 물을 분사하여 미반응 암모니아를 수소 등으로부터 분리한다.The ammonia decomposition device 30 is connected to a discharge line 83 that supplies decomposed gas to the absorption tower 81, and the absorption tower 81 decomposes the ammonia generated in the ammonia decomposition device 30 through the discharge line 83. The gas is supplied and the residual ammonia contained in the ammonia decomposition gas is separated. The absorption tower 81 sprays water on the decomposed gas to separate unreacted ammonia from hydrogen and the like.

재생탑(82)은 흡수탑(81)에서 암모니아와 물이 혼합된 흡수액을 공급받아서 물과 혼합된 암모니아에서 암모니아를 분리한다. 재생탑(82)은 재열기를 이용하여 물과 혼합된 암모니아 흡수액을 가열하여 물과 암모니아를 분리하며, 분리된 물은 흡수탑(81)으로 공급하고, 분리된 암모니아는 암모니아 재생 라인(86)을 통해서 암모니아 공급라인(74)으로 전달한다. 암모니아 재생 라인(86)에는 재생탑(82)에서 분리된 암모니아를 압축하여 암모니아 공급라인(74)으로 전달하는 암모니아 압축기(85)가 설치될 수 있다.The regeneration tower (82) receives the absorption liquid mixed with ammonia and water from the absorption tower (81) and separates ammonia from the ammonia mixed with water. The regeneration tower (82) separates water and ammonia by heating the ammonia absorption liquid mixed with water using a reheater. The separated water is supplied to the absorption tower (81), and the separated ammonia is sent to the ammonia regeneration line (86). It is delivered to the ammonia supply line (74) through. An ammonia compressor 85 may be installed in the ammonia regeneration line 86 to compress the ammonia separated in the regeneration tower 82 and deliver it to the ammonia supply line 74.

흡수탑(81)에는 잔류 암모니아 제거된 분해가스를 연소기(23)로 공급하는 분해가스 공급라인(34)이 연결된다. 분해가스 공급라인(34)에는 및 보조 버너(35)로 분해가스를 공급하는 보조 공급라인(33)이 연결될 수 있다.The absorption tower 81 is connected to a decomposed gas supply line 34 that supplies the decomposed gas from which residual ammonia has been removed to the combustor 23. The cracked gas supply line 34 may be connected to an auxiliary supply line 33 that supplies cracked gas to the auxiliary burner 35.

또한, 분해가스 공급라인(34)에는 흡수탑(81)으로 유입되는 분해가스와 흡수탑(81)에서 암모니아가 제거된 후에 배출되는 분해가스를 열교환하는 분해가스 열교환기(87)가 설치될 수 있다. 분해가스 열교환기(87)는 배출 라인(83)과 연결되어 배출 라인(83)을 통해서 이동하는 분해가스로부터 열을 공급받아 흡수탑(81)에서 배출되는 분해가스를 가열한다.In addition, a cracked gas heat exchanger 87 may be installed in the cracked gas supply line 34 to exchange heat between the cracked gas flowing into the absorption tower 81 and the cracked gas discharged after ammonia is removed from the absorption tower 81. there is. The cracked gas heat exchanger 87 is connected to the discharge line 83 and receives heat from the cracked gas moving through the discharge line 83 to heat the cracked gas discharged from the absorption tower 81.

이와 같이 분해가스 열교환기(87)가 설치되면, 연소기(23) 및 보조 버너(35)로 공급되는 분해가스가 가열되어 연소 효율이 향상될 뿐만 아니라, 흡수탑(81)으로 공급되는 분해가스가 냉각되어 암모니아가 분해가스에서 용이하게 분리될 수 있다.When the cracked gas heat exchanger 87 is installed in this way, the cracked gas supplied to the combustor 23 and the auxiliary burner 35 is heated to improve combustion efficiency, and the cracked gas supplied to the absorption tower 81 is heated. By cooling, ammonia can be easily separated from the decomposition gas.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a method of driving a combined cycle power generation system according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법은 배기가스 공급 단계, 기화 단계, 분해 단계, 증기 생성 단계, 연소 및 발전 단계를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법은 분해 단계를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.When described with reference to FIG. 3, the method of driving the combined cycle power generation system according to this embodiment may include an exhaust gas supply step, a vaporization step, a decomposition step, a steam generation step, and a combustion and power generation step. Since the driving method of the combined cycle power system according to this embodiment has the same structure as the driving method of the combined cycle power system according to the first embodiment described above except for the disassembly step, redundant description of the same configuration will be omitted.

분해 단계는 가스터빈(20)에서 공급된 배기가스의 열을 이용하여 암모니아를 수소, 질소, 등으로 분해하여 분해가스를 생성한다. 분해가스는 수소, 질소, 미반응 암모니아를 포함할 수 있다. 분해 단계는 루테늄, 니켈 등의 금속을 포함하는 촉매 유닛(32)을 이용하여 암모니아를 분해할 수 있다.The decomposition step uses the heat of the exhaust gas supplied from the gas turbine 20 to decompose ammonia into hydrogen, nitrogen, etc. to generate decomposed gas. The decomposition gas may contain hydrogen, nitrogen, and unreacted ammonia. In the decomposition step, ammonia can be decomposed using a catalyst unit 32 containing metals such as ruthenium and nickel.

분해 단계는 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 흡수탑(81)으로 공급하여 분해가스에 포함된 잔류 암모니아를 분리하는 암모니아 흡수 단계와 흡수탑(81)에서 배출되는 분해가스를 흡수탑(81)으로 유입되는 분해가스와 열교환시키는 분해가스 열교환 단계와 흡수탑(81)에서 물과 혼합된 암모니아를 재생탑(82)으로 전달하여 재생탑(82)에서 물과 암모니아를 분리하는 재생 단계를 포함할 수 있다.The decomposition step is an ammonia absorption step in which the decomposed gas generated from the ammonia decomposition device is supplied to the absorption tower (81) to separate the residual ammonia contained in the decomposed gas, and the decomposed gas discharged from the absorption tower (81) is supplied to the absorption tower (81). It may include a decomposed gas heat exchange step of exchanging heat with the decomposed gas flowing into the decomposed gas and a regeneration step of transferring ammonia mixed with water from the absorption tower 81 to the regeneration tower 82 to separate water and ammonia in the regeneration tower 82. You can.

흡수 단계는 분해가스에 물을 분사하여 미반응 암모니아를 수소 등으로부터 분리할 수 있다. 재생 단계는 물과 분리된 암모니아를 기화기(73)로 전달하고, 암모니아와 분리된 물을 흡수탑(81)으로 전달한다.In the absorption step, unreacted ammonia can be separated from hydrogen, etc. by spraying water into the decomposed gas. In the regeneration step, ammonia separated from water is delivered to the vaporizer 73, and water separated from ammonia is delivered to the absorption tower 81.

또한, 분해 단계는 흡수탑(81)에서 배출되는 분해가스와 흡수탑(81)으로 유입되는 분해가스를 열교환시키는 분해가스 열교환 단계를 더 포함할 수 있다. 분해가스 열교환 단계는 분해가스 공급라인(34)에 설치된 분해가스 열교환기(87)를 이용하여 배출 라인(83)을 통해서 이동하는 분해가스로부터 열을 공급받아 흡수탑(81)에서 배출되는 분해가스를 가열한다.In addition, the decomposition step may further include a decomposed gas heat exchange step of heat exchanging the decomposed gas discharged from the absorption tower 81 and the decomposed gas flowing into the absorption tower 81. In the cracked gas heat exchange step, heat is supplied from the cracked gas moving through the discharge line 83 using the cracked gas heat exchanger 87 installed in the cracked gas supply line 34, and the cracked gas discharged from the absorption tower 81 heat.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 복합 발전 시스템에 대해서 설명한다. Hereinafter, a combined cycle power generation system according to a third embodiment of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 복합 발전 시스템을 도시한 구성도이다.Figure 4 is a configuration diagram showing a combined cycle power generation system according to a third embodiment of the present invention.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 복합 발전 시스템(103)은 보조 열교환기(79)를 제외하고는 상기한 제2 실시예에 따른 복합 발전 시스템과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.When described with reference to FIG. 4, the combined cycle power generation system 103 according to this embodiment has the same structure as the combined cycle power generation system according to the second embodiment described above except for the auxiliary heat exchanger 79, and therefore has the same configuration. Redundant explanations are omitted.

배출 라인(83)에는 암모니아 분해장치(30)에서 배출된 분해가스와 콘덴서(67)에서 배출된 응축수를 열교환하는 보조 열교환기(79)가 설치될 수 있다. 보조 열교환기(79)는 콘덴서(67)로부터 공급된 응축수를 사용하여 암모니아 분해장치(30)에서 배출된 분해가스를 냉각하고, 분해가스의 열을 회수하여 증기를 생성한다. 보조 열교환기(79)에서 배출된 분해가스는 제1 예열기(78)로 공급된다.An auxiliary heat exchanger 79 may be installed in the discharge line 83 to exchange heat between the decomposed gas discharged from the ammonia decomposition device 30 and the condensate discharged from the condenser 67. The auxiliary heat exchanger 79 uses condensate supplied from the condenser 67 to cool the decomposed gas discharged from the ammonia decomposition device 30 and recovers heat from the decomposed gas to generate steam. The decomposed gas discharged from the auxiliary heat exchanger (79) is supplied to the first preheater (78).

보조 열교환기(79)에는 보조 열교환기(79)에 응측수를 공급하는 응축수 열교환 라인(41)과 기화된 응축수를 증기터빈(40)으로 전달하는 증기 전달 라인(42)이 연결 된다. The auxiliary heat exchanger 79 is connected to a condensate heat exchange line 41 that supplies condensed water to the auxiliary heat exchanger 79 and a steam delivery line 42 that delivers vaporized condensate to the steam turbine 40.

한편, 흡수탑(81)에는 흡수탑(81)에서 미반응 암모니아가 제거된 분해가스를 이동시키는 정제 라인(45)이 설치된다. 정제 라인에(45)는 분해가스에서 수소를 추출하는 수소 정제 장치(89)가 설치되며, 수소 정제 장치(89)는 PSA(Pressure Swing Adsorption) 공정 설비로 이루어질 수 있다. 또한, 수소 정제 장치(89)는 멤브레인 타입으로 이루어질 수도 있다. 정제된 고순도 수소는 가스터빈(20)으로 공급되거나 수소 수요처에 공급될 수 있다.Meanwhile, a purification line 45 is installed in the absorption tower 81 to move the decomposed gas from which unreacted ammonia has been removed in the absorption tower 81. A hydrogen purification device 89 is installed in the purification line 45 to extract hydrogen from the cracked gas, and the hydrogen purification device 89 may be comprised of a PSA (Pressure Swing Adsorption) process facility. Additionally, the hydrogen purification device 89 may be of a membrane type. Refined high-purity hydrogen can be supplied to the gas turbine 20 or to hydrogen demand.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a method of driving a combined cycle power generation system according to a third embodiment of the present invention will be described.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법은 배기가스 공급 단계, 기화 단계, 분해 단계, 증기 생성 단계, 연소 및 발전 단계를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법은 분해 단계를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 복합 발전 시스템의 구동 방법과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.When described with reference to FIG. 4, the method of driving the combined cycle power generation system according to this embodiment may include an exhaust gas supply step, a vaporization step, a decomposition step, a steam generation step, and a combustion and power generation step. Since the driving method of the combined cycle power system according to this embodiment has the same structure as the driving method of the combined cycle power system according to the first embodiment described above except for the disassembly step, redundant description of the same configuration will be omitted.

분해 단계는 가스터빈(20)에서 공급된 배기가스의 열을 이용하여 암모니아를 수소, 질소, 등으로 분해하여 분해가스를 생성한다. 분해가스는 수소, 질소, 미반응 암모니아를 포함할 수 있다. The decomposition step uses the heat of the exhaust gas supplied from the gas turbine 20 to decompose ammonia into hydrogen, nitrogen, etc. to generate decomposed gas. The decomposition gas may contain hydrogen, nitrogen, and unreacted ammonia.

분해 단계는 암모니아 분해장치(30)에서 생성된 분해가스를 흡수탑(81)으로 공급하여 분해가스에 포함된 잔류 암모니아를 분리하는 암모니아 흡수 단계와 흡수탑(81)에서 배출되는 분해가스를 흡수탑(81)으로 유입되는 분해가스와 열교환시키는 열교환 단계와 흡수탑(81)에서 물과 혼합된 암모니아를 재생탑(82)으로 전달하여 재생탑(82)에서 물과 암모니아를 분리하는 재생 단계와 흡수탑(81)에서 암모니아가 제거된 분해가스를 정제 장치(89)로 유입시켜서 수소를 분리하는 수소 분리 단계를 포함할 수 있다. 또한, 분해 단계는 분해장치에서 배출된 분해가스와 응축수를 열교환하여 분해가스를 냉각하고, 응축수를 기화시키는 보조 열교환 단계를 더 포함할 수 있다.The decomposition step is an ammonia absorption step in which the decomposed gas generated in the ammonia decomposition device 30 is supplied to the absorption tower 81 to separate the residual ammonia contained in the decomposed gas, and the decomposed gas discharged from the absorption tower 81 is supplied to the absorption tower 81. A heat exchange step of exchanging heat with the decomposed gas flowing into (81) and a regeneration step of transferring ammonia mixed with water from the absorption tower (81) to the regeneration tower (82) to separate water and ammonia in the regeneration tower (82) and absorption. A hydrogen separation step may be included in which the decomposed gas from which ammonia has been removed in the tower 81 is introduced into the purification device 89 to separate hydrogen. Additionally, the decomposition step may further include an auxiliary heat exchange step of heat exchanging the decomposed gas and condensate discharged from the decomposition device to cool the decomposed gas and vaporize the condensate.

정제 단계는 PSA(Pressure Swing Adsorption) 공정으로 분해가스에서 수소를 분리할 수 있다. 보조 열교환 단계는 배열회수 보일러로부터 공급된 응축수를 사용하여 암모니아 분해장치에서 배출된 분해가스를 냉각하고, 분해가스의 열을 회수하여 증기를 발생시킨다.In the purification step, hydrogen can be separated from the cracked gas through the PSA (Pressure Swing Adsorption) process. The auxiliary heat exchange step uses condensate supplied from the heat recovery boiler to cool the decomposed gas discharged from the ammonia decomposition device, recovers the heat of the decomposed gas, and generates steam.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Above, an embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art can add, change, delete or add components without departing from the spirit of the present invention as set forth in the patent claims. The present invention may be modified and changed in various ways, and this will also be included within the scope of rights of the present invention.

101, 102, 103: 복합 발전 시스템 20: 가스 터빈
21: 압축기 23: 연소기
25: 메인 터빈 28, 48: 발전기
30: 암모니아 분해장치 32: 촉매 유닛
35: 보조 버너 36: 제2 예열기
38: 공기 예열기 40: 스팀 터빈
45: 정제 라인 50: 배열회수 보일러
51: 절탄기 52: 증발기
53: 과열기 54: 정화장치
61: 냉매 전달라인 62: 냉열 전달 라인
63: 냉각수 공급라인 65: 냉각수 배출 라인
67: 콘덴서 68: 냉각수 열교환기
71: 암모니아 저장부 74: 암모니아 공급라인
73: 기화기 78: 제1 예열기
79: 보조 열교환기 81: 흡수탑
82: 재생탑 83: 배출 라인
85: 암모니아 압축기 86: 암모니아 재생 라인
87: 분해가스 열교환기 89: 수소 정제 장치
91: 압축기 92: 공기 공급라인101, 102, 103: combined power generation system 20: gas turbine
21: compressor 23: combustor
25: main turbine 28, 48: generator
30: Ammonia decomposition device 32: Catalyst unit
35: Auxiliary burner 36: Second preheater
38: air preheater 40: steam turbine
45: Purification line 50: Heat recovery boiler
51: economizer 52: evaporator
53: superheater 54: purifier
61: Refrigerant transfer line 62: Cold heat transfer line
63: Coolant supply line 65: Coolant discharge line
67: Condenser 68: Coolant heat exchanger
71: Ammonia storage unit 74: Ammonia supply line
73: carburetor 78: first preheater
79: Auxiliary heat exchanger 81: Absorption tower
82: Regeneration tower 83: Discharge line
85: Ammonia compressor 86: Ammonia recovery line
87: cracked gas heat exchanger 89: hydrogen purification device
91: Compressor 92: Air supply line

Claims (20)

연료를 연소하여 회전력을 발생시키는 가스 터빈;
상기 가스터빈에서 배출되는 배기가스를 이용하여 증기를 발생시키는 배열회수 보일러;
상기 가스 터빈에서 배출되는 배기가스를 이용하여 암모니아를 분해하는 암모니아 분해장치;
상기 가스 터빈에서 배출된 배기가스를 상기 배열회수 보일러로 전달하는 배기가스 라인;
상기 암모니아 분해장치로 암모니아를 공급하는 암모니아 공급라인; 및
상기 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 배출하는 배출 라인;
을 포함하고,
상기 암모니아 분해장치는 상기 배열회수 보일러 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.A gas turbine that generates rotational force by burning fuel;
A heat recovery boiler that generates steam using exhaust gas discharged from the gas turbine;
An ammonia decomposition device that decomposes ammonia using exhaust gas discharged from the gas turbine;
An exhaust gas line delivering exhaust gas discharged from the gas turbine to the heat recovery boiler;
An ammonia supply line that supplies ammonia to the ammonia decomposition device; and
A discharge line discharging decomposed gas generated from the ammonia decomposition device;
Including,
A combined cycle power generation system, characterized in that the ammonia decomposition device is installed inside the heat recovery boiler. 제1 항에 있어서,
상기 배열회수 보일러는 절탄기, 증발기, 과열기를 포함하고, 상기 암모니아 분해장치는 상기 과열기의 상류측에 설치된 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to claim 1,
The heat recovery boiler includes an economizer, an evaporator, and a superheater, and the ammonia decomposition device is installed upstream of the superheater. 제2 항에 있어서,
상기 암모니아 분해장치는 화염을 형성하되 상기 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 공급받아 연소하는 보조 버너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to clause 2,
The ammonia decomposition device forms a flame and further includes an auxiliary burner that receives decomposed gas generated from the ammonia decomposition device and combusts it. 제3 항에 있어서,
상기 배출 라인에는 상기 암모니아 분해장치에서 배출된 분해가스와 상기 암모니아 공급라인을 통해서 이동하는 암모니아를 열교환하는 제1 예열기가 설치된 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to clause 3,
A combined cycle power generation system, characterized in that a first preheater is installed in the discharge line to exchange heat between the decomposed gas discharged from the ammonia decomposition device and the ammonia moving through the ammonia supply line. 제4 항에 있어서,
상기 배출 라인에는 배열회수 보일러 내부에 설치되어 배기가스를 이용하여 암모니아를 가열하는 제2 예열기가 설치된 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to clause 4,
A combined power generation system, characterized in that a second preheater is installed in the discharge line inside the heat recovery boiler to heat ammonia using exhaust gas. 제3 항에 있어서,
상기 보조버너로 공급되는 공기를 가열하는 공기 예열기를 더 포함하고, 상기 공기 예열기는 상기 배열회수 보일러 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to clause 3,
A combined power generation system further comprising an air preheater that heats air supplied to the auxiliary burner, wherein the air preheater is installed inside the heat recovery boiler. 제1 항에 있어서,
상기 배출 라인과 연결되어 상기 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 공급받아서 상기 암모니아 분해가스에 포함된 암모니아를 분리하는 흡수탑과 상기 흡수탑에서 암모니아와 물이 혼합된 흡수액에서 암모니아를 분리하는 재생탑과 상기 재생탑과 상기 암모니아 공급라인을 연결하는 암모니아 재생 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to claim 1,
An absorption tower connected to the discharge line to receive the decomposed gas generated from the ammonia decomposition device and separate the ammonia contained in the ammonia decomposition gas, and a regeneration tower to separate ammonia from the absorption liquid mixed with ammonia and water in the absorption tower. and an ammonia regeneration line connecting the regeneration tower and the ammonia supply line. 제7 항에 있어서,상기 배출 라인에는 상기 흡수탑으로 공급되는 분해가스와 상기 흡수탑에서 배출되는 분해가스를 열교환하는 분해가스 열교환기가 설치된 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.The combined power generation system according to claim 7, wherein a cracked gas heat exchanger is installed in the discharge line to exchange heat between the cracked gas supplied to the absorption tower and the cracked gas discharged from the absorption tower. 제7 항에 있어서,
상기 암모니아 재생 라인에는 상기 재생탑에서 분리된 암모니아를 압축하는 암모니아 압축기가 설치된 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to clause 7,
A combined cycle power generation system, characterized in that the ammonia regeneration line is installed with an ammonia compressor that compresses the ammonia separated from the regeneration tower. 제1 항에 있어서,
상기 암모니아 공급 라인에 연결되어 액화된 암모니아를 기화시키는 기화기와 상기 배열회수 보일러에서 전달된 증기를 이용하여 회전력을 발생시키는 증기 터빈과 상기 증기 터빈에서 배출된 증기를 응축시키는 냉각수 열교환기와 상기 기화기와 상기 냉각수 열교환기를 연결하여 액화된 암모니아의 냉열을 흡수하여 상기 냉각수 열교환기에 공급하는 냉열 전달 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to claim 1,
A vaporizer connected to the ammonia supply line to vaporize liquefied ammonia, a steam turbine to generate rotational force using steam delivered from the heat recovery boiler, a coolant heat exchanger to condense the steam discharged from the steam turbine, the vaporizer and the A combined power generation system further comprising a cold heat transfer line that connects a coolant heat exchanger to absorb cold heat from liquefied ammonia and supplies it to the coolant heat exchanger. 제10 항에 있어서,
상기 배출 라인과 연결되며 상기 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 상기 가스 터빈의 연소기로 전달하는 분해가스 공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to claim 10,
A combined power generation system further comprising a decomposed gas supply line connected to the discharge line and delivering decomposed gas generated from the ammonia decomposition device to a combustor of the gas turbine. 제10 항에 있어서,
상기 증기 터빈에서 배출된 증기를 응축시키는 콘덴서와 상기 냉각수 열교환기와 연결되어 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 콘덴서로 공급하는 냉각수 공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to claim 10,
A combined power generation system further comprising a condenser for condensing steam discharged from the steam turbine and a coolant supply line connected to the coolant heat exchanger to supply coolant cooled in the coolant heat exchanger to the condenser. 제12 항에 있어서,
상기 배출 라인에는 상기 암모니아 분해장치에서 배출된 분해가스와 상기 콘덴서에서 배출된 응축수를 열교환하여, 상기 분해가스를 냉각하고, 상기 응축수를 기화시키는 보조 열교환기가 설치된 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템.According to claim 12,
A combined power generation system, characterized in that an auxiliary heat exchanger is installed in the discharge line to heat-exchange the decomposed gas discharged from the ammonia decomposition device and the condensate discharged from the condenser, thereby cooling the decomposed gas and vaporizing the condensate. 가스 터빈의 연소기에서 연료의 연소로 생성된 배기가스를 배열회수 보일러로 공급하는 배기가스 공급 단계;
배기가스의 열을 이용하여 암모니아 분해장치에서 암모니아를 분해하여 분해가스를 생성하는 분해 단계;
배기가스를 이용하여 응축수를 가열하고 증기 터빈으로 공급하는 증기 생성 단계;
연소기에서 분해가스를 연소하고 생성된 배기가스로 메인 터빈을 회전시키며, 증기를 증기 터빈으로 공급하는 연소 및 발전 단계;
를 포함하며,
상기 분해 단계는 배열회수 보일러 내부에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템의 구동 방법.An exhaust gas supply step of supplying exhaust gas generated by combustion of fuel in the combustor of a gas turbine to a heat recovery boiler;
A decomposition step of decomposing ammonia in an ammonia decomposition device using the heat of exhaust gas to generate decomposed gas;
A steam generation step of heating condensate using exhaust gas and supplying it to a steam turbine;
Combustion and power generation steps in which decomposed gas is burned in a combustor, a main turbine is rotated with the generated exhaust gas, and steam is supplied to the steam turbine;
Includes,
A method of driving a combined cycle power generation system, characterized in that the decomposition step is performed inside a heat recovery boiler. 제14 항에 있어서,
상기 분해 단계는 배기가스의 열과 보조 버너에서 생성된 열을 이용하여 암모니아를 분해하되, 상기 분해가스를 상기 보조 버너로 공급하여 열을 발생시키는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템의 구동 방법.According to claim 14,
The decomposition step decomposes ammonia using the heat of the exhaust gas and the heat generated in the auxiliary burner, and generates heat by supplying the decomposed gas to the auxiliary burner. 제15 항에 있어서,
상기 분해 단계는 상기 분해가스와 암모니아 분해장치로 공급되는 암모니아를 열교환하는 제1 예열 단계와 상기 분해가스에 의하여 가열된 암모니아를 배열회수 보일러 내부에 설치된 제2 예열기로 가열하되 배기가스와의 열교환으로 암모니아를 가열하는 제2 예열 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템의 구동 방법.According to claim 15,
The decomposition step includes a first preheating step of heat exchanging the decomposed gas and ammonia supplied to the ammonia decomposition device, and heating the ammonia heated by the decomposed gas with a second preheater installed inside the heat recovery boiler through heat exchange with the exhaust gas. A method of driving a combined cycle power generation system, comprising a second preheating step of heating ammonia. 제14 항에 있어서,
액상의 암모니아를 기화시키며, 암모니아의 기화 시에 냉열을 회수하여 증기를 응축시키는 기화 단계를 더 포함하고, 상기 기화 단계는 기화기에서 발생된 냉열을 냉열 전달 라인을 통해서 냉각수 열교환기로 전달하는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템의 구동 방법.According to claim 14,
It further includes a vaporization step of vaporizing liquid ammonia and recovering cold heat during vaporization of ammonia to condense the vapor, wherein the vaporization step transfers the cold heat generated in the vaporizer to the coolant heat exchanger through a cold heat transfer line. Driving method of combined cycle power generation system. 제17 항에 있어서,
상기 분해 단계는 암모니아 분해장치에서 생성된 분해가스를 흡수탑으로 공급하여 분해가스에 포함된 잔류 암모니아를 분리하는 암모니아 흡수 단계와 상기 암모니아 흡수 단계에서 물과 혼합된 암모니아에서 암모니아를 분리하고, 분리된 암모니아를 기화기로 공급하는 암모니아 재생 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템의 구동 방법.According to claim 17,
The decomposition step includes an ammonia absorption step in which the decomposed gas generated in the ammonia decomposition device is supplied to an absorption tower to separate residual ammonia contained in the decomposition gas, and ammonia is separated from ammonia mixed with water in the ammonia absorption step, and the separated A method of driving a combined cycle power generation system, further comprising an ammonia regeneration step of supplying ammonia to a vaporizer. 제18 항에 있어서,
상기 흡수탑에서 배출되는 분해가스와 상기 흡수탑으로 유입되는 분해가스를 열교환시키는 분해가스 열교환 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템의 구동 방법.According to clause 18,
A method of driving a combined cycle power generation system, further comprising a cracked gas heat exchange step of heat exchanging the cracked gas discharged from the absorption tower and the cracked gas flowing into the absorption tower. 제19 항에 있어서,
상기 분해 단계는 상기 분해장치에서 배출된 분해가스와 응축수를 열교환하여 분해가스를 냉각하고, 응축수를 기화시키는 보조 열교환 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전 시스템의 구동 방법.According to clause 19,
The decomposition step further includes an auxiliary heat exchange step of heat exchanging the decomposed gas and condensate discharged from the decomposition device to cool the decomposed gas and vaporize the condensate.
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