본 발명은 터빈팽창기를 사용하는 혼합냉매 천연가스 액화 사이클장치 및 이에 따른 작동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혼합 냉매를 사용하는 천연가스 액화 시스템에 있어서, 최저 온도 팽창부에서 종래의 줄-톰슨 팽창밸브에 의한 교축과정을 터빈팽창기로 대체함으로써, 상기 터빈팽창기에 의해 전체 냉동 사이클의 효율을 높이고, 이를 위해 터빈팽창기로 유입되는 이상 상태의 냉매를 과열 증기상태로 만들기 위해 천연가스와 열교환 하는 사이클에 특징이 있다.