特許ウォッチ

公開番号2025016332
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2024042149
出願日2024-03-18
発明の名称アンモニア分解プラントを管理するためのシステム及び方法
出願人エスケーイノベーションカンパニーリミテッド,SK INNOVATION CO.,LTD.
代理人個人,個人
主分類C01B 3/04 20060101AFI20250124BHJP(無機化学)
要約【課題】非常事態条件下において、アンモニア分解プラントの安定的な作動を保障するためのシステム及び方法を提供すること。
【解決手段】本開示に係るシステムは、アンモニア分解プラントの物理的構成要素の複製モデルを含むデジタルツインモデルを生成するモデル生成モジュールと、デジタルツインモデルに動的エネルギー要求量及びアンモニア分解プラントに含まれるアンモニア分解装置の出力情報を入力する入力モジュールと、予め設定された非常シナリオに対して、物理的構成要素の複製モデルに非常条件を課す非常条件賦課モジュールと、前記課された非常条件においてデジタルツインモデルからデータを収集し、前記非常条件が課された場合の第1データと前記非常条件が課されなかった場合の第2データを比較するデータ収集比較モジュールと、前記第1データと第2データの比較結果に基づいて前記予め設定された非常シナリオに対する制御シナリオを生成するシナリオ生成モジュールとを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アンモニア分解プラントを管理するためのシステムにおいて、
前記アンモニア分解プラントの物理的構成要素の複製モデルを含むデジタルツインモデルを生成するモデル生成モジュールと、
前記デジタルツインモデルに動的エネルギー要求量及び前記アンモニア分解プラントに含まれるアンモニア分解装置の出力情報を入力する入力モジュールと、
予め設定された非常シナリオに対して、前記物理的構成要素の複製モデルに非常条件を課す非常条件賦課モジュールと、
前記課された非常条件において前記デジタルツインモデルからデータを収集し、前記非常条件が課された場合の第１データと前記非常条件が課されなかった場合の第２データを比較するデータ収集比較モジュールと、
前記第１データと第２データの比較結果に基づいて前記予め設定された非常シナリオに対する制御シナリオを生成するシナリオ生成モジュールとを含む、システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記アンモニア分解プラントの前記物理的構成要素は、
前記アンモニア分解装置と、センサと、制御装置とを含み、
前記モデル生成モジュールは、
前記アンモニア分解プラントのリアルタイムデータを用いて前記デジタルツインモデルをアップデートする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記入力モジュールは、
前記デジタルツインモデルに実際に必要な前記動的エネルギー要求量と前記アンモニア分解プラントの前記出力情報の出力量との間の差を比較する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記非常条件賦課モジュールは、
潜在的な非常事態に備えるために、前記デジタルツインモデルに複数の仮想非常事態を設定し、
設定された前記仮想非常事態において前記デジタルツインモデルの応答及び性能を評価し、
前記アンモニア分解プラントの安全性と安定性を保障するために必要な調整を予測する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記データ収集比較モジュールは、
前記データに基づいて、各非常事態において発生し得る前記システムの弱点と前記複製モデル別の脆弱性の程度を識別する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記シナリオ生成モジュールは、
前記第１データと前記第２データとの間の比較データを用いて潜在的非常事態に対する制御シナリオを生成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記デジタルツインモデルは、
前記アンモニア分解装置を制御する前記制御装置に対する複製モデルに対応するプラント制御部と、
前記リアルタイムデータを収集するデータ収集部とを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
前記アンモニア分解プラントの前記物理的構成要素は、
フィードブロワ、流量調節バルブ、及び少なくとも１つの反応ユニットをさらに含み、
前記センサは、温度センサ及び圧力センサを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの反応ユニットは、
改質反応のためのフィード（Ｆｅｅｄ）の流量及び燃焼反応のためのフィードの流量を受信する複数の反応部と、燃焼煙道ガスを出力する燃焼部とを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
アンモニア分解プラントを管理するための方法において、
前記アンモニア分解プラントの物理的構成要素の複製モデルを含むデジタルツインモデルを生成するステップと、
前記デジタルツインモデルに動的エネルギー要求量及び前記アンモニア分解プラントに含まれるアンモニア分解装置の出力情報を入力するステップと、
予め設定された非常シナリオに対して、前記物理的構成要素の複製モデルに非常条件を課するステップと、
前記課された非常条件において前記デジタルツインモデルからデータを収集するステップと、
前記非常条件が課された場合の第１データと前記非常条件が課されなかった場合の第２データを比較するステップと、
前記第１データと第２データの比較結果に基づいて前記予め設定された非常シナリオに対する制御シナリオを生成するステップとを含む、方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、アンモニア分解プラントを管理するためのシステム及び方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、各種環境問題が全世界的に大きな問題として台頭していることに伴い、一般的な車両だけでなく、掘削機などの重機においても、既存の内燃機関の代わりに環境にやさしい代替エネルギーの導入に対する要求が高まっている。そのため、環境にやさしい代替エネルギーとして、燃料電池（ＦｕｅｌＣｅｌｌ：ＦＣ）を動力源として利用する燃料電池システムが注目されている。
【０００３】
燃料電池システムの円滑な作動及び高性能を保障するためには、電源間において電力要求をどのように分配するかを適切に決定するエネルギー管理システム（ＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ：ＥＭＳ）の役割が重要であり、このためには、安定的で信頼性のあるＥＭＳの動作が要求される。
【０００４】
複数個の配管が存在する状況において、特定配管に流量が集中したとき、該当配管の流量を自動的に減少させることによって流量を均等化する必要がある。既存の方法では、システムの互いに異なる構成要素間の複雑な相互作用を説明し難い。これを解決するために、物理的システム全体の正確なリアルタイムシミュレーションを提供するためのデジタルツイン（ＤｉｇｉｔａｌＴｗｉｎ：ＤＴ）が研究されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の一側面によると、非常事態条件下において、アンモニア分解プラントの安定的な作動を保障するためのシステム及び方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態に係るシステムは、アンモニア分解プラントの物理的構成要素の複製モデルを含むデジタルツインモデルを生成するモデル生成モジュールと、デジタルツインモデルに動的エネルギー要求量及びアンモニア分解プラントに含まれるアンモニア分解装置の出力情報を入力する入力モジュールと、予め設定された非常シナリオに対して、物理的構成要素の複製モデルに非常条件を課す非常条件賦課モジュールと、前記課された非常条件においてデジタルツインモデルからデータを収集し、前記非常条件が課された場合の第１データと前記非常条件が課されなかった場合の第２データを比較するデータ収集比較モジュールと、前記第１データ及び第２データの比較結果に基づいて前記予め設定された非常シナリオに対する制御シナリオを生成するシナリオ生成モジュールとを含むことができる。
【０００７】
一実施形態によると、前記アンモニア分解プラントの前記物理的構成要素は、前記アンモニア分解装置と、センサと、制御装置とを含み、前記モデル生成モジュールは、前記アンモニア分解プラントのリアルタイムデータを用いて前記デジタルツインモデルをアップデートすることができる。
【０００８】
一実施形態によると、前記入力モジュールは、前記デジタルツインモデルに実際に必要な前記動的エネルギー要求量と前記アンモニア分解プラントの前記出力情報の出力量との間の差を比較することができる。
【０００９】
一実施形態によると、前記非常条件賦課モジュールは、潜在的な非常事態に備えるために、前記デジタルツインモデルに複数の仮想非常事態を設定し、設定された前記仮想非常事態において前記デジタルツインモデルの応答及び性能を評価し、前記アンモニア分解プラントの安全性と安定性を保障するために必要な調整を予測することができる。
【００１０】
一実施形態によると、前記データ収集比較モジュールは、前記データに基づいて、各非常事態において発生し得る前記システムの弱点と前記複製モデル別の脆弱性の程度を識別することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許