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JP7680856B2 - Cold heat recovery system and ship or floating structure - Google Patents
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JP7680856B2 - Cold heat recovery system and ship or floating structure - Google Patents

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Description

本開示は、液化ガスの冷熱エネルギーを回収するための冷熱回収システム、および該冷熱回収システムを備える船舶又は浮体に関する。 This disclosure relates to a cold energy recovery system for recovering cold energy from liquefied gas, and to a ship or floating body equipped with the cold energy recovery system.

液化ガス(例えば、液化天然ガス)は、輸送や貯蔵を目的として液化され、都市ガスや火力発電所などの供給先に供給するに際して、海水などの熱媒体で昇温して気化させることが行われる。液化ガスを気化させる際に、液化ガスの冷熱エネルギーを海水に捨てるのではなく回収することが行われることがある(例えば、特許文献1)。 Liquefied gas (e.g., liquefied natural gas) is liquefied for the purpose of transportation or storage, and when it is supplied to a destination such as a city gas or thermal power plant, it is heated and vaporized using a heat medium such as seawater. When vaporizing liquefied gas, the cold energy of the liquefied gas is sometimes recovered rather than being dumped into seawater (e.g., Patent Document 1).

特許文献1では、液化ガスの冷熱エネルギーを電力として回収する冷熱発電サイクルが開示されている。この冷熱発電サイクルとしては、二次媒体ランキンサイクル方式などが知られている(特許文献1参照)。二次媒体ランキンサイクル方式は、クローズドループ内を循環する二次媒体を、蒸発器にて海水を熱源として加熱して蒸発させ、この蒸気を冷熱発電用のタービンに導入して動力を得た後に、液化天然ガスにて冷却、凝縮させる方式である。 Patent Document 1 discloses a cold energy power generation cycle that recovers the cold energy of liquefied gas as electricity. Known examples of this cold energy power generation cycle include the secondary medium Rankine cycle system (see Patent Document 1). The secondary medium Rankine cycle system involves heating and evaporating a secondary medium circulating in a closed loop using seawater as a heat source in an evaporator, introducing this steam into a cold energy power generation turbine to generate power, and then cooling and condensing it using liquefied natural gas.

液化天然ガスの供給先の夫々に対応する陸用のLNG基地を設けることは、土地の確保などに費用がかかるため困難である。このため、液化天然ガスを貯蔵するLNG貯蔵設備や、液化天然ガスを再ガス化する再ガス化設備を備える船舶を海上に係留し、該船舶により再ガス化した液化天然ガスを、パイプラインを介して陸上の供給先や海上のパワーゲージ(浮体式の発電所)などに送ることが行われることがある。 It is difficult to establish land-based LNG terminals to serve each of the LNG supply destinations, due to the costs involved in securing land, etc. For this reason, ships equipped with LNG storage facilities for storing LNG and regasification facilities for regasifying LNG are moored at sea, and the LNG regasified by the ship is sometimes sent via pipeline to onshore supply destinations or offshore power gauges (floating power plants).

船舶は、陸上設備に比べて拡張性に乏しいため、冷熱発電設備を搭載するためには、冷熱発電システムの小型化、特に熱交換器の小型化が重要となる。小型の熱交換器としては、例えばプリント回路熱交換器(PCHE)やプレート式熱交換器などが挙げられる。 Because ships have less expandability than land-based facilities, in order to install cold energy generation equipment, it is important to miniaturize the cold energy generation system, especially the heat exchanger. Examples of small heat exchangers include printed circuit heat exchangers (PCHEs) and plate heat exchangers.

実開昭61-59803号公報Japanese Utility Model Application Publication No. 61-59803

一方の熱交換対象の凝固点よりも他方の熱交換対象が低温であると、熱交換器での熱交換において一方の熱交換対象が凝固して、凝固した熱交換対象が熱交換器の表面に付着して熱交換器を閉塞させる虞がある。小型の熱交換器は、大型の熱交換器(例えば、シェルチューブ式の熱交換器)に比べて、熱交換器の閉塞リスクが高いため、信頼性に課題がある。 If one heat exchange target is at a lower temperature than the freezing point of the other heat exchange target, one of the heat exchange targets may freeze during heat exchange in the heat exchanger, and the frozen heat exchange target may adhere to the surface of the heat exchanger and clog the heat exchanger. Small heat exchangers have a higher risk of clogging than large heat exchangers (e.g., shell-and-tube heat exchangers), and therefore have reliability issues.

ところで、高出力化を図るためには、上記冷熱発電サイクルと、液化ガスを気化した気化ガスの膨張エネルギーにより駆動する直接膨張タービンと、を組合わせた複合サイクルが考えられる。この複合サイクルの出力を向上させるため、直接膨張タービンに供給される気化ガスを海水で加熱し昇温させることが考えられるが、気化ガスと海水との間の熱交換を行う熱交換器が閉塞する虞がある。 In order to achieve higher output, a combined cycle can be considered that combines the above-mentioned cold power generation cycle with a direct expansion turbine that is driven by the expansion energy of vaporized gas produced by vaporizing liquefied gas. In order to improve the output of this combined cycle, it is possible to heat the vaporized gas supplied to the direct expansion turbine with seawater to raise its temperature, but there is a risk that the heat exchanger that exchanges heat between the vaporized gas and seawater will become clogged.

上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、冷熱回収システムの出力および信頼性を向上できる冷熱回収システム、および船舶又は浮体を提供することにある。 In view of the above circumstances, an objective of at least one embodiment of the present disclosure is to provide a cold heat recovery system and a ship or floating body that can improve the output and reliability of the cold heat recovery system.

本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムは、
液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置を有する船舶又は浮体に設置される冷熱回収システムであって、
前記液化ガスを気化するように構成された第1の熱交換器と、
前記液化ガス貯留装置から前記第1の熱交換器に前記液化ガスを供給するための液化ガス供給ラインと、
前記第1の熱交換器において前記液化ガスと熱交換された冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクルであって、前記冷熱用熱媒体により駆動されるように構成された冷熱用タービンを含む冷熱回収サイクルと、
前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用タービンと前記第1の熱交換器との間を流れる前記冷熱用熱媒体と、前記冷熱回収システムの外部から導入された外部水との間で熱交換を行うように構成された第2の熱交換器と、を備える。
A cold heat recovery system according to an embodiment of the present disclosure includes:
A cold energy recovery system installed on a ship or a floating body having a liquefied gas storage device configured to store liquefied gas,
a first heat exchanger configured to vaporize the liquefied gas;
a liquefied gas supply line for supplying the liquefied gas from the liquefied gas storage device to the first heat exchanger;
A cold heat recovery cycle configured to circulate a cold heat medium that has been heat exchanged with the liquefied gas in the first heat exchanger, the cold heat recovery cycle including a cold heat turbine configured to be driven by the cold heat medium;
The cold heat recovery system further includes a second heat exchanger configured to exchange heat between the cold heat medium flowing between the cold heat turbine and the first heat exchanger in the cold heat recovery cycle and external water introduced from outside the cold heat recovery system.

本開示の一実施形態にかかる船舶又は浮体は、前記冷熱回収システムを備える。 A ship or floating body according to one embodiment of the present disclosure is equipped with the above-mentioned cold heat recovery system.

本開示の少なくとも一実施形態によれば、冷熱回収システムの出力および信頼性を向上できる冷熱回収システム、および該冷熱回収システムを備える船舶又は浮体が提供される。 At least one embodiment of the present disclosure provides a cold heat recovery system that can improve the output and reliability of the cold heat recovery system, and a ship or floating body equipped with the cold heat recovery system.

本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a ship or a floating body equipped with a cold heat recovery system according to an embodiment of the present disclosure. 比較例にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a ship or a floating body equipped with a cold heat recovery system according to a comparative example. 本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a ship or a floating body equipped with a cold heat recovery system according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a ship or a floating body equipped with a cold heat recovery system according to an embodiment of the present disclosure.

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of components described as the embodiments or shown in the drawings are merely illustrative examples and are not intended to limit the scope of the present disclosure.
For example, expressions expressing relative or absolute configuration, such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""center,""concentric," or "coaxial," not only strictly express such a configuration, but also express a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions indicating that things are in an equal state, such as "identical,""equal," and "homogeneous," not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to rectangular shapes, cylindrical shapes, etc. in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect is obtained.
On the other hand, the expressions "comprise", "include", or "have" a certain element are not exclusive expressions excluding the presence of other elements.
In addition, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.

(船舶、浮体)
図1は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。幾つかの実施形態にかかる冷熱回収システム1は、図1に示されるように、船舶10Aや浮体10Bに設置される。船舶10Aや浮体10Bは、水上に浮遊可能な構造体であり、液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置(例えば、液化ガスタンク)11を有する。船舶10Aは、プロペラなどの不図示の推進器、および該推進器を駆動させるように構成された不図示の推進装置を有し、該推進装置を駆動させることで自走可能に構成された構造体である。浮体10Bは、船舶10Aのような自走するための推進装置を有さない自走不能な構造体である。
(Ships, floating bodies)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a ship or a floating body equipped with a cold energy recovery system according to an embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 1, a cold energy recovery system 1 according to some embodiments is installed on a ship 10A or a floating body 10B. The ship 10A or the floating body 10B is a structure that can float on water and has a liquefied gas storage device (e.g., a liquefied gas tank) 11 configured to store liquefied gas. The ship 10A is a structure that has a propeller (not shown) such as a propeller and a propulsion device (not shown) configured to drive the propulsion device, and is configured to be self-propelled by driving the propulsion device. The floating body 10B is a structure that is not self-propelled and does not have a propulsion device for self-propulsion like the ship 10A.

(冷熱回収システム)
冷熱回収システム1は、図1に示されるように、液化ガスを気化するように構成された第1の熱交換器(液化ガス気化器)12と、液化ガス貯留装置11から熱交換器12に液化ガスを供給するための液化ガス供給ライン2と、熱交換器12において液化ガスが気化されることで生成された気化ガスを供給するための気化ガス供給ライン3と、熱交換器12において液化ガスと熱交換された冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクル4と、を備える。気化ガスは、気化ガス供給ライン3を通じてガスの供給先13に導かれる。
(Cold heat recovery system)
1, the cold heat recovery system 1 includes a first heat exchanger (liquefied gas vaporizer) 12 configured to vaporize liquefied gas, a liquefied gas supply line 2 for supplying liquefied gas from a liquefied gas storage device 11 to the heat exchanger 12, a vaporized gas supply line 3 for supplying vaporized gas generated by vaporizing the liquefied gas in the heat exchanger 12, and a cold heat recovery cycle 4 configured to circulate the cold heat medium that has been heat exchanged with the liquefied gas in the heat exchanger 12. The vaporized gas is guided to a gas supply destination 13 through the vaporized gas supply line 3.

以下、液化ガス貯留装置11から供給される液化ガスの具体例として液化天然ガス(LNG)を、冷熱回収サイクル4を流れる冷熱用熱媒体の具体例としてプロパンを例に挙げて説明するが、本開示は、液化天然ガス以外の液化ガス(液化石油ガス、液体水素など)を、液化ガス貯留装置11から供給される液化ガスとした場合にも適用可能であり、また、プロパン以外の熱媒体(例えば、有機媒体)を、冷熱回収サイクル4を流れる冷熱用熱媒体とした場合にも適用可能である。なお、冷熱用熱媒体は、水よりも沸点や凝固点が低い。 The following description will be given taking liquefied natural gas (LNG) as a specific example of the liquefied gas supplied from the liquefied gas storage device 11 and propane as a specific example of the cold heat medium flowing through the cold heat recovery cycle 4, but the present disclosure can also be applied when a liquefied gas other than liquefied natural gas (liquefied petroleum gas, liquefied hydrogen, etc.) is used as the liquefied gas supplied from the liquefied gas storage device 11, and can also be applied when a heat medium other than propane (for example, an organic medium) is used as the cold heat medium flowing through the cold heat recovery cycle 4. The cold heat medium has a lower boiling point and freezing point than water.

(第1の熱交換器)
熱交換器12は、液化ガス供給ライン2から送られた液化ガスと、冷熱回収サイクル4を流れる冷熱用熱媒体との間で熱交換を行うように構成されている。熱交換器12は、液化ガス供給ライン2から送られた液化ガスが流れる一方側通路121と、冷熱回収サイクル4に設けられた冷熱用熱媒体が流れる他方側通路122と、を含む。熱交換器12では、一方側通路121と他方側通路122との間で熱交換が行われて、一方側通路121を流れる液化ガスの冷熱エネルギーが、他方側通路122を流れる冷熱用熱媒体に回収される。これにより、一方側通路121を流れる液化ガスが加熱され、気化する。また、他方側通路122を流れる冷熱用熱媒体が冷却される。
(First Heat Exchanger)
The heat exchanger 12 is configured to perform heat exchange between the liquefied gas sent from the liquefied gas supply line 2 and the cold heat medium flowing in the cold heat recovery cycle 4. The heat exchanger 12 includes a one-side passage 121 through which the liquefied gas sent from the liquefied gas supply line 2 flows, and a other-side passage 122 through which the cold heat medium provided in the cold heat recovery cycle 4 flows. In the heat exchanger 12, heat exchange is performed between the one-side passage 121 and the other-side passage 122, and the cold energy of the liquefied gas flowing in the one-side passage 121 is recovered by the cold heat medium flowing in the other-side passage 122. As a result, the liquefied gas flowing in the one-side passage 121 is heated and vaporized. In addition, the cold heat medium flowing in the other-side passage 122 is cooled.

(液化ガス供給ライン、気化ガス供給ライン)
液化ガス供給ライン2は、その一方側が液化ガス貯留装置11に接続され、その他方側が熱交換器12の一方側通路121の上流端に接続された液化ガス流路20を含む。気化ガス供給ライン3は、その一方側が熱交換器12の一方側通路121の下流端に接続され、その他方側が気化ガスの供給先13に接続された気化ガス流路30を含む。熱交換器12の一方側通路121は、液化ガス流路20と気化ガス流路30を繋ぐ流路(管路)を含む。熱交換器12の一方側通路121、液化ガス流路20および気化ガス流路30の夫々は、液化ガスや液化ガスを気化した気化ガスを流通可能に構成されている。なお、気化ガスの供給先13は、船舶10Aや浮体10Bの外部に設けられた設備(例えば、陸上の発電設備やガス貯蔵設備であってもよいし、船舶10Aや浮体10Bに搭載された設備であってもよい。
(Liquefied gas supply line, vaporized gas supply line)
The liquefied gas supply line 2 includes a liquefied gas flow path 20 having one side connected to the liquefied gas storage device 11 and the other side connected to the upstream end of one side passage 121 of the heat exchanger 12. The vaporized gas supply line 3 includes a vaporized gas flow path 30 having one side connected to the downstream end of the one side passage 121 of the heat exchanger 12 and the other side connected to a supply destination 13 of the vaporized gas. The one side passage 121 of the heat exchanger 12 includes a flow path (pipe) connecting the liquefied gas flow path 20 and the vaporized gas flow path 30. Each of the one side passage 121 of the heat exchanger 12, the liquefied gas flow path 20, and the vaporized gas flow path 30 is configured to be able to flow liquefied gas or vaporized gas obtained by vaporizing the liquefied gas. The supply destination 13 of the vaporized gas may be equipment provided outside the ship 10A or the float 10B (for example, a power generation equipment or a gas storage equipment on land, or may be equipment mounted on the ship 10A or the float 10B).

(ガス用ポンプ)
液化ガス供給ライン2は、液化ガス流路20に設けられたガス用ポンプ21をさらに含む。ガス用ポンプ21は、液化ガス流路20の下流側(、すなわち熱交換器12が位置する側)に液化ガスを送るように構成されている。図示される実施形態では、ガス用ポンプ21は、液化ガス流路20に設けられた動翼211と、動翼211を回転させる駆動力を動翼211に供給するように構成された電動機212と、を含む。ガス用ポンプ21を駆動させることで、液化ガス貯留装置11に貯留された液化ガスが液化ガス供給ライン2に抜き出されて、液化ガス供給ライン2を通じて熱交換器12に送られる。熱交換器12において液化ガスが気化されることで生成された気化ガスは、ガス用ポンプ21により、気化ガス供給ライン3を通じて供給先13に送られる。
(Gas pump)
The liquefied gas supply line 2 further includes a gas pump 21 provided in the liquefied gas flow path 20. The gas pump 21 is configured to send liquefied gas to the downstream side of the liquefied gas flow path 20 (i.e., the side where the heat exchanger 12 is located). In the illustrated embodiment, the gas pump 21 includes a rotor blade 211 provided in the liquefied gas flow path 20 and an electric motor 212 configured to supply the rotor blade 211 with a driving force for rotating the rotor blade 211. By driving the gas pump 21, the liquefied gas stored in the liquefied gas storage device 11 is extracted to the liquefied gas supply line 2 and sent to the heat exchanger 12 through the liquefied gas supply line 2. The vaporized gas generated by vaporizing the liquefied gas in the heat exchanger 12 is sent to the supply destination 13 through the vaporized gas supply line 3 by the gas pump 21.

(冷熱回収サイクル)
冷熱回収サイクル4は、冷熱用熱媒体をオーガニックランキンサイクルの下で循環させるように構成されている。冷熱回収サイクル4は、液化ガスと熱交換された冷熱用熱媒体を循環させるための冷熱用流路40と、冷熱用熱媒体の冷熱エネルギーにより駆動するように構成された冷熱用タービン5と、冷熱用熱媒体を圧縮するように構成された冷熱用ポンプ41と、冷熱用ポンプ41により圧縮された冷熱用熱媒体を加熱するように構成された冷熱用加熱器42と、を含む。
(Cold heat recovery cycle)
The cold heat recovery cycle 4 is configured to circulate the cold heat medium under an organic Rankine cycle. The cold heat recovery cycle 4 includes a cold heat flow path 40 for circulating the cold heat medium that has been heat exchanged with the liquefied gas, a cold heat turbine 5 configured to be driven by the cold heat energy of the cold heat medium, a cold heat pump 41 configured to compress the cold heat medium, and a cold heat heater 42 configured to heat the cold heat medium compressed by the cold heat pump 41.

熱交換器12の他方側通路122は、冷熱回収サイクル4上に設けられ、冷熱用流路40に冷熱用熱媒体を流通可能に接続されている。熱交換器12は、冷熱回収サイクル4においては冷熱用冷却器として機能する。冷熱用冷却器(熱交換器12)は、冷熱用タービン5により膨張された冷熱用熱媒体を、液化ガスの冷熱エネルギーにより冷却するように構成されている。 The other side passage 122 of the heat exchanger 12 is provided on the cold heat recovery cycle 4 and is connected to the cold heat flow path 40 so that the cold heat medium can flow. The heat exchanger 12 functions as a cold heat cooler in the cold heat recovery cycle 4. The cold heat cooler (heat exchanger 12) is configured to cool the cold heat medium expanded by the cold heat turbine 5 using the cold energy of the liquefied gas.

冷熱用タービン5は、冷熱回収サイクル4において、冷熱用加熱器42の一方側通路421よりも下流側、且つ熱交換器12の他方側通路122よりも上流側に設けられている。冷熱用ポンプ41は、冷熱回収サイクル4において、熱交換器12の他方側通路122よりも下流側、且つ冷熱用加熱器42の一方側通路421よりも上流側に設けられている。なお、「上流側」は、熱媒体(冷熱用熱媒体)の流れ方向の上流側を意味し、「下流側」は、熱媒体(冷熱用熱媒体)の流れ方向の下流側を意味している。 The cold heat turbine 5 is provided downstream of the one-side passage 421 of the cold heat heater 42 and upstream of the other-side passage 122 of the heat exchanger 12 in the cold heat recovery cycle 4. The cold heat pump 41 is provided downstream of the other-side passage 122 of the heat exchanger 12 and upstream of the one-side passage 421 of the cold heat heater 42 in the cold heat recovery cycle 4. Note that "upstream side" means the upstream side in the flow direction of the heat medium (cold heat medium), and "downstream side" means the downstream side in the flow direction of the heat medium (cold heat medium).

(冷熱用ポンプ)
冷熱用ポンプ41は、冷熱回収サイクル4の下流側(、すなわち冷熱用加熱器42が位置する側)に冷熱用熱媒体を送るように構成されている。図示される実施形態では、冷熱用ポンプ41は、冷熱用流路40に設けられた動翼411と、動翼411を回転させる駆動力を動翼411に供給するように構成された電動機412と、を含む。冷熱用ポンプ41を駆動させることで、冷熱用熱媒体が熱交換器12の他方側通路122および冷熱用流路40を循環する。熱交換器12にて冷却された冷熱用熱媒体は、冷熱用ポンプ41により圧縮された後に、冷熱用加熱器42に導かれる。冷熱用加熱器42にて加熱された冷熱用熱媒体が冷熱用タービン5に導入される。なお、幾つかの実施形態では、冷熱回収サイクル4は、熱交換器12における冷却により冷熱用熱媒体を液化させ、且つ冷熱用加熱器42における加熱により冷熱用熱媒体を気化させるように構成されていてもよい。
(Heat and cold pump)
The cold heat pump 41 is configured to send a cold heat medium to the downstream side of the cold heat recovery cycle 4 (i.e., the side where the cold heat heater 42 is located). In the illustrated embodiment, the cold heat pump 41 includes a rotor blade 411 provided in the cold heat flow path 40, and an electric motor 412 configured to supply the rotor blade 411 with a driving force for rotating the rotor blade 411. By driving the cold heat pump 41, the cold heat medium circulates through the other side passage 122 of the heat exchanger 12 and the cold heat flow path 40. The cold heat medium cooled in the heat exchanger 12 is compressed by the cold heat pump 41 and then guided to the cold heat heater 42. The cold heat medium heated in the cold heat heater 42 is introduced into the cold heat turbine 5. In some embodiments, the cold heat recovery cycle 4 may be configured to liquefy the cold heat medium by cooling in the heat exchanger 12 and to vaporize the cold heat medium by heating in the cold heat heater 42.

(冷熱用加熱器)
冷熱用加熱器42は、冷熱回収サイクル4を流れる冷熱用熱媒体と、冷熱回収システム1の外部から導入された外部水との間で熱交換を行うように構成されている。冷熱用加熱器42は、冷熱用熱媒体が流れる一方側通路421と、外部水が流れる他方側通路422と、を含む。冷熱用加熱器42の一方側通路421は、冷熱回収サイクル4上に設けられ、冷熱用流路40に冷熱用熱媒体を流通可能に接続されている。冷熱用加熱器42では、一方側通路421と他方側通路422との間で熱交換が行われて、他方側通路422を流れる外部水の熱エネルギーが、一方側通路421を流れる冷熱用熱媒体に回収される。これにより、一方側通路421を流れる冷熱用熱媒体が加熱される。冷熱用加熱器42により、冷熱用タービン5に導入される冷熱用熱媒体が昇温される。
(heater for cold/heat)
The cold heat heater 42 is configured to perform heat exchange between the cold heat medium flowing through the cold heat recovery cycle 4 and external water introduced from outside the cold heat recovery system 1. The cold heat heater 42 includes a one-side passage 421 through which the cold heat medium flows and a second-side passage 422 through which the external water flows. The one-side passage 421 of the cold heat heater 42 is provided on the cold heat recovery cycle 4 and is connected to the cold heat flow path 40 so that the cold heat medium can flow. In the cold heat heater 42, heat exchange is performed between the one-side passage 421 and the other-side passage 422, and the thermal energy of the external water flowing through the other-side passage 422 is recovered by the cold heat medium flowing through the one-side passage 421. As a result, the cold heat medium flowing through the one-side passage 421 is heated. The cold heat heater 42 raises the temperature of the cold heat medium introduced into the cold heat turbine 5.

外部水は、熱交換器において熱媒として熱交換対象を加熱できる水(熱交換対象よりも高温の水)であればよく、常温の水であってもよい。外部水は、船舶10Aや浮体10Bにおいて入手が容易な水(例えば、海水などの船外水や船舶10Aのエンジンを冷却したエンジン冷却水など)が好ましい。 The external water may be water that can heat the heat exchange target as a heat medium in the heat exchanger (water that is hotter than the heat exchange target), and may be water at room temperature. The external water is preferably water that is easily available on the ship 10A or the float 10B (for example, outside the ship, such as seawater, or engine cooling water that cools the engine of the ship 10A).

(冷熱用タービン)
冷熱用タービン5は、回転シャフト51と、回転シャフト51に取り付けられたタービン翼52と、回転シャフト51およびタービン翼52を回転可能に収容するケーシング53と、を含む。冷熱用タービン5は、ケーシング53の内部に導入された冷熱用熱媒体のエネルギーによりタービン翼52を回転させるように構成されている。タービン翼52を通過した冷熱用熱媒体は、ケーシング53の外部に排出される。
(Cold Heat Turbine)
The cold heat turbine 5 includes a rotating shaft 51, turbine blades 52 attached to the rotating shaft 51, and a casing 53 that rotatably houses the rotating shaft 51 and the turbine blades 52. The cold heat turbine 5 is configured to rotate the turbine blades 52 by the energy of a cold heat medium introduced into the casing 53. The cold heat medium that has passed through the turbine blades 52 is discharged to the outside of the casing 53.

冷熱回収サイクル4は、タービン翼52の回転力を動力として回収するように構成されている。図示される実施形態では、冷熱回収サイクル4は、冷熱用タービン5の駆動により発電を行うように構成された冷熱用の発電機54をさらに含む。冷熱用の発電機54は、回転シャフト51に機械的に接続されており、タービン翼52の回転力を電力に変換するように構成されている。なお、他の幾つかの実施形態では、冷熱回収サイクル4は、タービン翼52の回転力を電力に変換するのではなく、動力伝達装置(例えば、カップリングやベルト、プーリなど)によりそのまま動力として回収してもよい。また、冷熱回収サイクル4は、冷熱用タービン5を迂回するバイパス流路43を備えていてもよい。 The cold heat recovery cycle 4 is configured to recover the rotational force of the turbine blades 52 as power. In the illustrated embodiment, the cold heat recovery cycle 4 further includes a cold heat generator 54 configured to generate power by driving the cold heat turbine 5. The cold heat generator 54 is mechanically connected to the rotating shaft 51 and configured to convert the rotational force of the turbine blades 52 into electric power. In some other embodiments, the cold heat recovery cycle 4 may recover the rotational force of the turbine blades 52 as power directly using a power transmission device (e.g., a coupling, a belt, a pulley, etc.) rather than converting it into electric power. The cold heat recovery cycle 4 may also include a bypass flow path 43 that bypasses the cold heat turbine 5.

(気化ガス用タービン)
冷熱回収システム1は、図1に示されるような、液化ガスを気化した気化ガスの冷熱エネルギーにより駆動するように構成された気化ガス用タービン6を備えていてもよい。気化ガス用タービン6は、気化ガス流路30に設けられたタービン翼62を含む。気化ガス用タービン6には、ガス用ポンプ21により昇圧後に第1の熱交換器12において加熱された気化ガスが導入される。気化ガス供給ライン3は、第1の熱交換器12から気化ガス用タービン6に気化ガスを導くための上流側気化ガス供給ライン3Aと、気化ガス用タービン6からガスの供給先13に気化ガスを導くための下流側気化ガス供給ライン3Bと、を含む。
(Vaporized gas turbine)
The cold energy recovery system 1 may include a vaporized gas turbine 6 configured to be driven by cold energy of a vaporized gas obtained by vaporizing a liquefied gas, as shown in Fig. 1. The vaporized gas turbine 6 includes a turbine blade 62 provided in a vaporized gas flow path 30. The vaporized gas turbine 6 is introduced with the vaporized gas heated in the first heat exchanger 12 after being pressurized by a gas pump 21. The vaporized gas supply line 3 includes an upstream vaporized gas supply line 3A for guiding the vaporized gas from the first heat exchanger 12 to the vaporized gas turbine 6, and a downstream vaporized gas supply line 3B for guiding the vaporized gas from the vaporized gas turbine 6 to a gas supply destination 13.

気化ガス用タービン6は、回転シャフト61と、回転シャフト61に取り付けられた上述したタービン翼62と、回転シャフト61およびタービン翼62を回転可能に収容するケーシング63と、を含む。気化ガス用タービン6は、ケーシング63の内部に導入された気化ガスのエネルギー(膨張エネルギー)により、タービン翼62を回転させるように構成されている。すなわち、気化ガス用タービン6は、気化ガスを作動流体とする膨張タービンからなる。タービン翼62を通過した気化ガスは、ケーシング63の外部に排出される。 The vaporized gas turbine 6 includes a rotating shaft 61, the above-mentioned turbine blades 62 attached to the rotating shaft 61, and a casing 63 that rotatably houses the rotating shaft 61 and the turbine blades 62. The vaporized gas turbine 6 is configured to rotate the turbine blades 62 by the energy (expansion energy) of the vaporized gas introduced into the inside of the casing 63. In other words, the vaporized gas turbine 6 is composed of an expansion turbine that uses the vaporized gas as the working fluid. The vaporized gas that has passed through the turbine blades 62 is discharged to the outside of the casing 63.

気化ガス用タービン6は、タービン翼62の回転力を動力として回収するように構成されている。図示される実施形態では、気化ガス用タービン6は、タービン翼62の駆動により発電を行うように構成された気化ガス用の発電機64をさらに含む。気化ガス用の発電機64は、回転シャフト61に機械的に接続されており、タービン翼62の回転力を電力に変換するように構成されている。なお、他の幾つかの実施形態では、気化ガス用タービン6は、タービン翼62の回転力を電力に変換するのではなく、動力伝達装置(例えば、カップリングやベルト、プーリなど)によりそのまま動力として回収してもよい。また、気化ガス供給ライン3は、気化ガス用タービン6を迂回するバイパス流路31を備えていてもよい。 The vaporized gas turbine 6 is configured to recover the rotational force of the turbine blades 62 as power. In the illustrated embodiment, the vaporized gas turbine 6 further includes a vaporized gas generator 64 configured to generate power by driving the turbine blades 62. The vaporized gas generator 64 is mechanically connected to the rotating shaft 61 and configured to convert the rotational force of the turbine blades 62 into electric power. In some other embodiments, the vaporized gas turbine 6 may recover the rotational force of the turbine blades 62 as power directly using a power transmission device (e.g., a coupling, a belt, a pulley, etc.) rather than converting it into electric power. The vaporized gas supply line 3 may also include a bypass flow path 31 that bypasses the vaporized gas turbine 6.

(気化ガス用加熱器)
冷熱回収システム1は、図1に示されるような、気化ガス供給ライン3を流れる気化ガスと、冷熱回収システム1の外部から導入された外部水との間で熱交換を行うように構成された気化ガス用加熱器32を備えてもよい。気化ガス用加熱器32は、気化ガス用タービン6よりも下流側の下流側気化ガス供給ライン3Bに設けられている。
(Vaporized gas heater)
1, the cold heat recovery system 1 may include a vaporized gas heater 32 configured to perform heat exchange between the vaporized gas flowing through the vaporized gas supply line 3 and external water introduced from outside the cold heat recovery system 1. The vaporized gas heater 32 is provided on the downstream vaporized gas supply line 3B downstream of the vaporized gas turbine 6.

気化ガス用加熱器32は、気化ガスが流れる一方側通路321と、外部水が流れる他方側通路322と、を含む。気化ガス用加熱器32の一方側通路321は、気化ガス供給ライン3上に設けられ、気化ガス流路30に気化ガスを流通可能に接続されている。気化ガス用加熱器32では、一方側通路321と他方側通路322との間で熱交換が行われて、他方側通路322を流れる外部水の熱エネルギーが、一方側通路321を流れる気化ガスに回収される。これにより、一方側通路321を流れる気化ガスが加熱される。気化ガス用加熱器32により気化ガスを加熱することで、ガスの供給先13において要求される温度まで気化ガスを昇温できる。 The vaporized gas heater 32 includes a one-side passage 321 through which the vaporized gas flows, and a second-side passage 322 through which the external water flows. The one-side passage 321 of the vaporized gas heater 32 is provided on the vaporized gas supply line 3 and is connected to the vaporized gas flow path 30 so that the vaporized gas can flow. In the vaporized gas heater 32, heat exchange is performed between the one-side passage 321 and the other-side passage 322, and the thermal energy of the external water flowing through the other-side passage 322 is recovered by the vaporized gas flowing through the one-side passage 321. This heats the vaporized gas flowing through the one-side passage 321. By heating the vaporized gas with the vaporized gas heater 32, the vaporized gas can be heated to a temperature required at the gas supply destination 13.

(第2の熱交換器)
冷熱回収システム1は、図1に示されるように、冷熱回収サイクル4における冷熱用タービン5と第1の熱交換器12との間を流れる冷熱用熱媒体と、冷熱回収システム1の外部から導入された外部水との間で熱交換を行うように構成された第2の熱交換器14を備える。第2の熱交換器14は、冷熱回収サイクル4において、冷熱用タービン5やバイパス流路43よりも下流側、且つ第1の熱交換器12よりも上流側に設けられた、冷熱用熱媒体が流れる一方側通路141と、外部水が流れる他方側通路142と、を含む。第2の熱交換器14の一方側通路141は、冷熱回収サイクル4上に設けられ、冷熱用流路40に冷熱用熱媒体を流通可能に接続されている。
(Second Heat Exchanger)
1, the cold heat recovery system 1 includes a second heat exchanger 14 configured to perform heat exchange between a cold heat medium flowing between the cold heat turbine 5 and the first heat exchanger 12 in the cold heat recovery cycle 4 and external water introduced from outside the cold heat recovery system 1. The second heat exchanger 14 includes a one-side passage 141 through which the cold heat medium flows and a second-side passage 142 through which the external water flows, which are provided downstream of the cold heat turbine 5 and the bypass flow path 43 and upstream of the first heat exchanger 12 in the cold heat recovery cycle 4. The one-side passage 141 of the second heat exchanger 14 is provided on the cold heat recovery cycle 4 and is connected to the cold heat flow path 40 so that the cold heat medium can flow.

冷熱用タービン5又はバイパス流路43を通過した冷熱用熱媒体は、第2の熱交換器14の一方側通路141を流れた後に第1の熱交換器12の他方側通路122に導かれる。第2の熱交換器14では、一方側通路141と他方側通路142との間で熱交換が行われて、他方側通路142を流れる外部水の熱エネルギーが、一方側通路141を流れる冷熱用熱媒体に回収される。これにより、一方側通路141を流れる冷熱用熱媒体が加熱される。第2の熱交換器14により、第1の熱交換器12の他方側通路122に導入される冷熱用熱媒体が昇温される。 The cold heat medium that has passed through the cold heat turbine 5 or the bypass flow path 43 flows through the one-side passage 141 of the second heat exchanger 14 and is then guided to the other-side passage 122 of the first heat exchanger 12. In the second heat exchanger 14, heat exchange takes place between the one-side passage 141 and the other-side passage 142, and the thermal energy of the external water flowing through the other-side passage 142 is recovered by the cold heat medium flowing through the one-side passage 141. This heats up the cold heat medium flowing through the one-side passage 141. The second heat exchanger 14 raises the temperature of the cold heat medium introduced into the other-side passage 122 of the first heat exchanger 12.

(外部水供給ライン、外部水排出ライン)
冷熱回収システム1は、外部水の供給元16から冷熱回収システム1の外部水を熱媒とする熱交換器(第2の熱交換器14や冷熱用加熱器42、気化ガス用加熱器32)に外部水を供給するための外部水供給ライン8と、外部水を熱媒とする熱交換器から排出された外部水を外部水の排出先17に排出するための外部水排出ライン9と、を備える。
(External water supply line, external water discharge line)
The cold heat recovery system 1 includes an external water supply line 8 for supplying external water from an external water supply source 16 to heat exchangers (the second heat exchanger 14, the cold heat heater 42, and the vaporized gas heater 32) that use the external water of the cold heat recovery system 1 as a heat medium, and an external water discharge line 9 for discharging the external water discharged from the heat exchangers that use the external water as a heat medium to an external water discharge destination 17.

図1に示されるように、外部水供給ライン8は、外部水の供給元16と第2の熱交換器とを繋ぐ第1の外部水供給流路81と、外部水の供給元16と冷熱用加熱器42とを繋ぐ第2の外部水供給流路82と、外部水の供給元16と気化ガス用加熱器32とを繋ぐ第3の外部水供給流路83と、外部水供給ライン8の下流側(、すなわち外部水を熱媒とする熱交換器が位置する側)に外部水を送るように構成された外部水用ポンプ84と、を含む。図示される実施形態では、第1の外部水供給流路81、第2の外部水供給流路82および第3の外部水供給流路83は、分岐部85よりも上流側が共有流路86になっている。外部水用ポンプ84は、共有流路86に設けられた動翼841と、動翼841を回転させる駆動力を動翼841に供給するように構成された電動機842と、を含む。外部水用ポンプ84を駆動させることで、外部水が外部水の供給元16から外部水供給ライン8に抜き出されて、外部水供給ライン8を通じて上記外部水を熱媒とする熱交換器に送られる。共有流路86に外部水用ポンプ84を設けることで、冷熱回収システム1の大型化や複雑化、高価格化を抑制できる。なお、他の幾つかの実施形態では、外部水供給ライン8は、共有流路86を有しない構成にしてもよく、第1の外部水供給流路81、第2の外部水供給流路82および第3の外部水供給流路83の夫々が接続される外部水の供給元16が異なっていてもよい。 As shown in FIG. 1, the external water supply line 8 includes a first external water supply flow path 81 connecting the external water supply source 16 and the second heat exchanger, a second external water supply flow path 82 connecting the external water supply source 16 and the cold heater 42, a third external water supply flow path 83 connecting the external water supply source 16 and the vaporized gas heater 32, and an external water pump 84 configured to send external water to the downstream side of the external water supply line 8 (i.e., the side where the heat exchanger using the external water as a heat medium is located). In the illustrated embodiment, the first external water supply flow path 81, the second external water supply flow path 82, and the third external water supply flow path 83 form a shared flow path 86 upstream of the branching portion 85. The external water pump 84 includes a rotor blade 841 provided in the shared flow path 86, and an electric motor 842 configured to supply the rotor blade 841 with a driving force to rotate the rotor blade 841. By driving the external water pump 84, external water is extracted from the external water supply source 16 to the external water supply line 8 and sent through the external water supply line 8 to a heat exchanger using the external water as a heat medium. By providing the external water pump 84 in the shared flow path 86, the cold heat recovery system 1 can be prevented from becoming larger, more complicated, and more expensive. In some other embodiments, the external water supply line 8 may be configured without the shared flow path 86, and the first external water supply flow path 81, the second external water supply flow path 82, and the third external water supply flow path 83 may each be connected to a different external water supply source 16.

図1に示されるように、外部水排出ライン9は、第2の熱交換器14と外部水の排出先17A(17)とを繋ぐ第1の外部水排出流路91と、冷熱用加熱器42と外部水の排出先17Bとを繋ぐ第2の外部水排出流路92と、気化ガス用加熱器32と外部水の排出先17Cとを繋ぐ第3の外部水排出流路93と、を含む。なお、外部水の排出先17Aは、排出先17B又は17Cの少なくとも一方と同一であってもよい。また、第1の外部水排出流路91は、第2の外部水排出流路92又は第3の外部水排出流路93の少なくとも一方と一部を共有するように構成されていてもよい。 1, the external water discharge line 9 includes a first external water discharge flow path 91 connecting the second heat exchanger 14 and the external water discharge destination 17A (17), a second external water discharge flow path 92 connecting the cold heater 42 and the external water discharge destination 17B, and a third external water discharge flow path 93 connecting the vaporized gas heater 32 and the external water discharge destination 17C. The external water discharge destination 17A may be the same as at least one of the discharge destinations 17B or 17C. The first external water discharge flow path 91 may be configured to share a portion with at least one of the second external water discharge flow path 92 or the third external water discharge flow path 93.

(比較例にかかる冷熱回収サイクル)
図2は、比較例にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。比較例にかかる冷熱回収システム01は、上述した第2の熱交換器14の代わりに、第3の熱交換器15を備える。また、冷熱回収システム01は、上述した第1の熱交換器12と、上述した液化ガス供給ライン2と、上述した気化ガス供給ライン3と、上述した冷熱用タービン5を含む冷熱回収サイクル4と、上述した気化ガス用タービン6と、を備える。
(Comparative Example of Cold Heat Recovery Cycle)
2 is a schematic diagram showing the configuration of a ship or a floating body equipped with a cold energy recovery system according to a comparative example. The cold energy recovery system 01 according to the comparative example is equipped with a third heat exchanger 15 instead of the second heat exchanger 14 described above. The cold energy recovery system 01 also includes the first heat exchanger 12 described above, the liquefied gas supply line 2 described above, the vaporized gas supply line 3 described above, the cold energy recovery cycle 4 including the cold energy turbine 5 described above, and the vaporized gas turbine 6 described above.

第3の熱交換器15は、気化ガス用タービン6よりも上流側の上流側気化ガス供給ライン3Aに設けられている。第3の熱交換器15は、上流側気化ガス供給ライン3Aを流れる気化ガスと、冷熱回収システム1の外部から導入された外部水との間で熱交換を行うように構成されている。第3の熱交換器15は、気化ガスが流れる一方側通路151と、外部水が流れる他方側通路152と、を含む。第3の熱交換器15の一方側通路151は、上流側気化ガス供給ライン3A上に設けられ、気化ガス流路30に気化ガスを流通可能に接続されている。第3の熱交換器15では、一方側通路151と他方側通路152との間で熱交換が行われて、他方側通路152を流れる外部水の熱エネルギーが、一方側通路151を流れる気化ガスに回収される。これにより、一方側通路151を流れる気化ガスが加熱される。第3の熱交換器15により気化ガスを加熱することで、気化ガス用タービン6の入口における気化ガスの温度を高くできる。 The third heat exchanger 15 is provided on the upstream vaporized gas supply line 3A upstream of the vaporized gas turbine 6. The third heat exchanger 15 is configured to perform heat exchange between the vaporized gas flowing through the upstream vaporized gas supply line 3A and external water introduced from outside the cold heat recovery system 1. The third heat exchanger 15 includes a one-side passage 151 through which the vaporized gas flows and a second-side passage 152 through which the external water flows. The one-side passage 151 of the third heat exchanger 15 is provided on the upstream vaporized gas supply line 3A and is connected to the vaporized gas flow path 30 so that the vaporized gas can flow through it. In the third heat exchanger 15, heat exchange is performed between the one-side passage 151 and the other-side passage 152, and the thermal energy of the external water flowing through the other-side passage 152 is recovered to the vaporized gas flowing through the one-side passage 151. As a result, the vaporized gas flowing through the one-side passage 151 is heated. By heating the vaporized gas using the third heat exchanger 15, the temperature of the vaporized gas at the inlet of the vaporized gas turbine 6 can be increased.

比較例にかかる冷熱回収システム01は、外部水供給ライン08と、外部水排出ライン09と、を備える。外部水供給ライン08は、外部水の供給元16と第3の熱交換器15とを繋ぐ第4の外部水供給流路87と、上述した第2の外部水供給流路82と、上述した第3の外部水供給流路83と、上述した外部水用ポンプ84と、を含む。外部水排出ライン09は、第3の熱交換器15と外部水の排出先17Dとを繋ぐ第4の外部水排出流路94と、上述した第2の外部水排出流路92と、上述した第3の外部水排出流路93と、を含む。 The cold heat recovery system 01 according to the comparative example includes an external water supply line 08 and an external water discharge line 09. The external water supply line 08 includes a fourth external water supply flow path 87 connecting the external water supply source 16 and the third heat exchanger 15, the second external water supply flow path 82 described above, the third external water supply flow path 83 described above, and the external water pump 84 described above. The external water discharge line 09 includes a fourth external water discharge flow path 94 connecting the third heat exchanger 15 and the external water discharge destination 17D, the second external water discharge flow path 92 described above, and the third external water discharge flow path 93 described above.

図1に示される冷熱回収システム1は、第2の熱交換器14により冷熱用熱媒体が加熱されるため、比較例にかかる冷熱回収システム01に比べて、第1の熱交換器12に供給される冷熱用熱媒体の温度が高くなる。第1の熱交換器12に供給される冷熱用熱媒体を高くすることで、第1の熱交換器12における液化ガスと冷熱用熱媒体との間の熱交換量を増やすことができる。これにより、図1に示される冷熱回収システム1は、比較例にかかる冷熱回収システム01に比べて、第1の熱交換器12の出口における気化ガスの温度が高くなる。 In the cold heat recovery system 1 shown in FIG. 1, the cold heat medium is heated by the second heat exchanger 14, so the temperature of the cold heat medium supplied to the first heat exchanger 12 is higher than in the cold heat recovery system 01 according to the comparative example. By increasing the temperature of the cold heat medium supplied to the first heat exchanger 12, the amount of heat exchange between the liquefied gas and the cold heat medium in the first heat exchanger 12 can be increased. As a result, in the cold heat recovery system 1 shown in FIG. 1, the temperature of the vaporized gas at the outlet of the first heat exchanger 12 is higher than in the cold heat recovery system 01 according to the comparative example.

幾つかの実施形態にかかる冷熱回収システム1は、図1に示されるように、上述した第1の熱交換器12と、上述した液化ガス供給ライン2と、上述した冷熱用タービン5を含む冷熱回収サイクル4と、上述した第2の熱交換器14と、を備える。 As shown in FIG. 1, the cold heat recovery system 1 according to some embodiments includes the first heat exchanger 12 described above, the liquefied gas supply line 2 described above, the cold heat recovery cycle 4 including the cold heat turbine 5 described above, and the second heat exchanger 14 described above.

上記の構成によれば、第2の熱交換器14により、冷熱回収サイクル4における冷熱用タービン5と第1の熱交換器12との間を流れる冷熱用熱媒体と、外部水との間で熱交換が行われて、冷熱用熱媒体が加熱される。このため、第1の熱交換器12に供給される冷熱用熱媒体の温度が、比較例にかかる冷熱回収システム01よりも高くなる。第1の熱交換器12により、第2の熱交換器14で加熱後の冷熱用熱媒体と、液化ガスとの間で熱交換が行われて、液化ガスが加熱される。第1の熱交換器12に導かれる冷熱用熱媒体を第2の熱交換器14で予め加熱することで、比較例にかかる冷熱回収システム01に比べて、第1の熱交換器12における冷熱用熱媒体と液化ガスとの間の熱交換量を増やすことができ、冷熱用熱媒体が液化ガスから回収する冷熱エネルギーを増やすことができる。これにより、冷熱用タービン5の出力を増大させることができ、ひいては冷熱回収システム1の出力を増大させることができる。 According to the above configuration, the second heat exchanger 14 exchanges heat between the cold heat medium flowing between the cold heat turbine 5 and the first heat exchanger 12 in the cold heat recovery cycle 4 and the external water, and the cold heat medium is heated. Therefore, the temperature of the cold heat medium supplied to the first heat exchanger 12 is higher than that of the cold heat recovery system 01 according to the comparative example. The first heat exchanger 12 exchanges heat between the cold heat medium after heating in the second heat exchanger 14 and the liquefied gas, and the liquefied gas is heated. By preheating the cold heat medium guided to the first heat exchanger 12 in the second heat exchanger 14, the amount of heat exchange between the cold heat medium and the liquefied gas in the first heat exchanger 12 can be increased compared to the cold heat recovery system 01 according to the comparative example, and the cold energy recovered by the cold heat medium from the liquefied gas can be increased. This allows the output of the cold energy turbine 5 to be increased, and thus the output of the cold energy recovery system 1 to be increased.

また、第1の熱交換器12に導かれる冷熱用熱媒体を第2の熱交換器14で予め加熱することで、第1の熱交換器12における冷熱用熱媒体と液化ガスとの間の熱交換の際に、冷熱用熱媒体が凝固することを抑制できる。これにより、比較例にかかる冷熱回収システム01に比べて、第1の熱交換器12に凝固した冷熱用熱媒体が凍り付き、第1の熱交換器12を閉塞させることを抑制できる。このため、第1の熱交換器12に小型の熱交換器を使用する際の冷熱回収システム1の信頼性を向上させることができる。 In addition, by preheating the cold heat medium introduced into the first heat exchanger 12 in the second heat exchanger 14, the cold heat medium can be prevented from solidifying during heat exchange between the cold heat medium and the liquefied gas in the first heat exchanger 12. As a result, compared to the cold heat recovery system 01 in the comparative example, the cold heat medium solidified in the first heat exchanger 12 can be prevented from freezing and blocking the first heat exchanger 12. This improves the reliability of the cold heat recovery system 1 when a small heat exchanger is used for the first heat exchanger 12.

幾つかの実施形態では、図1に示されるように、上述した冷熱回収システム1は、液化ガス供給ライン2、冷熱回収サイクル4、第1の熱交換器12および第2の熱交換器14の他に、上述した気化ガス供給ライン3(上流側気化ガス供給ライン3A)と、上述した気化ガス用タービン6と、をさらに備える。 In some embodiments, as shown in FIG. 1, the above-mentioned cold heat recovery system 1 further includes, in addition to the liquefied gas supply line 2, the cold heat recovery cycle 4, the first heat exchanger 12 and the second heat exchanger 14, the above-mentioned vaporized gas supply line 3 (upstream vaporized gas supply line 3A) and the above-mentioned vaporized gas turbine 6.

上記の構成によれば、気化ガス供給ライン3(上流側気化ガス供給ライン3A)を通じて、第1の熱交換器12から気化ガス用タービン6に気化ガスが供給される。第1の熱交換器12に導かれる冷熱用熱媒体を第2の熱交換器14で予め加熱することで、第1の熱交換器12における冷熱用熱媒体と液化ガスとの間の熱交換量を増やすことができ、冷熱用熱媒体が液化ガスから回収する冷熱エネルギーを増やすことができる。これにより、気化ガス用タービン6の入口における気化ガスの温度を高くできるため、気化ガス用タービン6の出力を増大させることができ、ひいては冷熱回収システム1の出力を増大させることができる。 According to the above configuration, vaporized gas is supplied from the first heat exchanger 12 to the vaporized gas turbine 6 through the vaporized gas supply line 3 (upstream vaporized gas supply line 3A). By preheating the cold heat medium guided to the first heat exchanger 12 in the second heat exchanger 14, the amount of heat exchange between the cold heat medium and the liquefied gas in the first heat exchanger 12 can be increased, and the cold energy recovered from the liquefied gas by the cold heat medium can be increased. This makes it possible to increase the temperature of the vaporized gas at the inlet of the vaporized gas turbine 6, thereby increasing the output of the vaporized gas turbine 6 and, ultimately, the output of the cold energy recovery system 1.

図1に示される冷熱回収システム1が発生させる出力は、冷熱回収システム1の発電機(冷熱用の発電機54および気化ガス用の発電機64)が発生させた電力の総和から、冷熱回収システム1のポンプ(ガス用ポンプ21、冷熱用ポンプ41および外部水用ポンプ84)の消費電力の総和を引くことで表される。冷熱回収システム1は、比較例にかかる冷熱回収システム01に比べて、冷熱用の発電機54および気化ガス用の発電機64が発生させる電力を大きなものにできる。このため、冷熱回収システム1が発生させる出力は、比較例にかかる冷熱回収システム01が発生させる出力よりも大きくなる。 The output generated by the cold heat recovery system 1 shown in FIG. 1 is expressed by subtracting the total power consumption of the pumps (gas pump 21, cold heat pump 41, and external water pump 84) of the cold heat recovery system 1 from the total power generated by the generators (cold heat generator 54 and vaporized gas generator 64) of the cold heat recovery system 1. The cold heat recovery system 1 can generate more power from the cold heat generator 54 and vaporized gas generator 64 than the cold heat recovery system 01 in the comparative example. Therefore, the output generated by the cold heat recovery system 1 is greater than the output generated by the cold heat recovery system 01 in the comparative example.

また、第1の熱交換器12および第2の熱交換器14により、気化ガス用タービン6の入口における気化ガスの温度を高くできるため、気化ガス用タービン6に供給される気化ガスを予め加熱するための熱交換器(図2に示される第3の熱交換器15)を、上流側気化ガス供給ライン3Aに設けなくてもすむ。この場合には、上記熱交換器の閉塞リスクから解放されるため、冷熱回収システム1の信頼性を向上させることができる。 In addition, since the first heat exchanger 12 and the second heat exchanger 14 can increase the temperature of the vaporized gas at the inlet of the vaporized gas turbine 6, it is not necessary to provide a heat exchanger (third heat exchanger 15 shown in FIG. 2) in the upstream vaporized gas supply line 3A for preheating the vaporized gas to be supplied to the vaporized gas turbine 6. In this case, there is no risk of blockage of the heat exchanger, and the reliability of the cold heat recovery system 1 can be improved.

幾つかの実施形態では、上述した冷熱回収システム1における外部水は、海水を含む。図示される実施形態では、図1に示されるように、外部水の供給元16は、船舶10A又は浮体10Bに設けられた船外の水(海水など)を導入するための取水口からなる。外部水の排出先17(17A、17B、17C、17D)は、船舶10A又は浮体10Bに設けられた船外に水を排出するための排出口からなる。 In some embodiments, the external water in the cold heat recovery system 1 described above includes seawater. In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 1, the external water source 16 comprises a water intake provided on the ship 10A or the float 10B for introducing water (such as seawater) outside the ship. The external water discharge destination 17 (17A, 17B, 17C, 17D) comprises a discharge outlet provided on the ship 10A or the float 10B for discharging water outside the ship.

上記の構成によれば、冷熱回収システム1は、船舶10Aや浮体10Bなどに搭載されるため、海水の入手が容易である。冷熱回収システム1は、第2の熱交換器14や冷熱用加熱器42などの熱交換器における冷熱用熱媒体の熱媒として入手が容易な海水を活用することで、冷熱用熱媒体の熱媒を貯留する貯留設備などを設けなくてもよいため、冷熱回収システム1の大型化や複雑化、高価格化を抑制できる。 According to the above configuration, the cold heat recovery system 1 is mounted on a ship 10A or a floating body 10B, and therefore seawater is easily available. The cold heat recovery system 1 uses seawater, which is easily available, as a heat medium for the cold heat medium in heat exchangers such as the second heat exchanger 14 and the cold heat heater 42, and does not require the installation of storage facilities for storing the heat medium for the cold heat medium, thereby preventing the cold heat recovery system 1 from becoming too large, complicated, or expensive.

図3は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。
幾つかの実施形態では、図3に示されるように、上述した冷熱回収システム1は、液化ガス供給ライン2から分岐し、冷熱回収サイクル4に接続される熱媒体補充ライン24をさらに備える。図示される実施形態では、熱媒体補充ライン24は、ガス用ポンプ21よりも液化ガス供給ライン2の下流側に一方側251が接続され、且つ冷熱回収サイクル4における第1の熱交換器12よりも下流側、且つ冷熱用ポンプ41よりも上流側に他方側252が接続された補充流路25と、補充流路25を開閉するように構成された弁26と、を含む。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a ship or a floating body equipped with a cold energy recovery system according to an embodiment of the present disclosure.
3, the above-mentioned cold energy recovery system 1 further includes a heat medium replenishment line 24 branched from the liquefied gas supply line 2 and connected to the cold energy recovery cycle 4. In the illustrated embodiment, the heat medium replenishment line 24 includes a replenishment passage 25 having one side 251 connected to the liquefied gas supply line 2 downstream of the gas pump 21 and the other side 252 connected downstream of the first heat exchanger 12 in the cold energy recovery cycle 4 and upstream of the cold energy pump 41, and a valve 26 configured to open and close the replenishment passage 25.

図示される実施形態では、冷熱回収サイクル4は、熱媒体補充ライン24の接続部よりも下流側、且つ冷熱用ポンプ41よりも上流側に、冷熱用熱媒体(図示例では、液化ガス)を貯留するための貯留装置44を含む。冷熱回収システム1は、貯留装置44に貯留された冷熱用熱媒体の液高さを取得するように構成された液高さ取得装置71と、液高さ取得装置71の取得した液高さに応じて、弁26の開閉制御を行う開閉制御装置72と、を備える。例えば、開閉制御装置72は、液高さ取得装置71が取得した冷熱用熱媒体の液高さが閾値以上であるときに、補充流路25を閉じるように弁26に指示する。冷熱回収サイクル4の運転中に、例えば冷熱回収サイクル4の外部への漏洩などにより、貯留装置44内の冷熱用熱媒体が少なくなることがある。開閉制御装置72は、液高さ取得装置71が取得した冷熱用熱媒体の液高さが上記閾値に満たなくなると、補充流路25を開くように弁26に指示する。弁26を開くと、熱媒体補充ライン24が接続された液化ガス供給ライン2と冷熱回収サイクル4との間の圧力差により、補充流路25を通じて液化ガス供給ライン2から冷熱回収サイクル4に液化ガスが送られる。 In the illustrated embodiment, the cold heat recovery cycle 4 includes a storage device 44 for storing the cold heat medium (in the illustrated example, liquefied gas) downstream of the connection of the heat medium refill line 24 and upstream of the cold heat pump 41. The cold heat recovery system 1 includes a liquid level acquisition device 71 configured to acquire the liquid level of the cold heat medium stored in the storage device 44, and an opening/closing control device 72 that controls the opening and closing of the valve 26 according to the liquid level acquired by the liquid level acquisition device 71. For example, the opening/closing control device 72 instructs the valve 26 to close the refill flow path 25 when the liquid level of the cold heat medium acquired by the liquid level acquisition device 71 is equal to or higher than a threshold value. During operation of the cold heat recovery cycle 4, the cold heat medium in the storage device 44 may become low due to, for example, leakage to the outside of the cold heat recovery cycle 4. When the liquid level of the cold heat transfer medium acquired by the liquid level acquisition device 71 falls below the threshold value, the opening/closing control device 72 instructs the valve 26 to open the refill passage 25. When the valve 26 is opened, the pressure difference between the liquefied gas supply line 2 connected to the heat transfer medium refill line 24 and the cold heat recovery cycle 4 causes liquefied gas to be sent from the liquefied gas supply line 2 to the cold heat recovery cycle 4 through the refill passage 25.

上記の構成によれば、液化ガス供給ライン2と冷熱回収サイクル4とを接続する熱媒体補充ライン24を通じて、液化ガス供給ライン2から冷熱回収サイクル4に液化ガスを冷熱用熱媒体として導くことが可能になる。この場合には、冷熱用熱媒体が液化ガス以外の場合に比べて、冷熱用熱媒体の補充が容易になる。また、補充用の冷熱用熱媒体の貯留設備を別途設ける必要がないため、冷熱回収システム1の大型化、複雑化および高価格化を抑制できる。また、冷熱用熱媒体を凝固点が低い液化ガスとすることで、冷熱回収サイクル4における冷熱用熱媒体の最低温度を下げることができるため、冷熱回収サイクル4の性能を向上させることができる。プロパンガスなどに比べて比体積が小さい液化ガスを冷熱用熱媒体とすることで、冷熱回収サイクル4における循環量を低減できるため、冷熱用タービン5などの冷熱回収サイクル4の機器の小型化が図れる。これにより、冷熱回収システム1の大型化や高価格化を抑制できる。 According to the above configuration, it is possible to introduce liquefied gas from the liquefied gas supply line 2 to the cold heat recovery cycle 4 as a cold heat medium through the heat medium refill line 24 connecting the liquefied gas supply line 2 and the cold heat recovery cycle 4. In this case, it is easier to refill the cold heat medium compared to when the cold heat medium is something other than liquefied gas. In addition, since there is no need to provide a separate storage facility for the cold heat medium for refilling, the cold heat recovery system 1 can be prevented from becoming large, complicated, and expensive. In addition, by using a liquefied gas with a low freezing point as the cold heat medium, the minimum temperature of the cold heat medium in the cold heat recovery cycle 4 can be lowered, and the performance of the cold heat recovery cycle 4 can be improved. By using a liquefied gas with a smaller specific volume than propane gas, etc. as the cold heat medium, the amount of circulation in the cold heat recovery cycle 4 can be reduced, and the equipment of the cold heat recovery cycle 4, such as the cold heat turbine 5, can be made smaller. This prevents the cold heat recovery system 1 from becoming large and expensive.

幾つかの実施形態では、図3に示されるように、上述した冷熱回収システム1の冷熱回収サイクル4は、冷熱用熱媒体を送るための上述した冷熱用ポンプ41を含む。この冷熱用ポンプ41は、冷熱用熱媒体(液化ガス)の少なくとも一部を超臨界状態まで加圧するように構成されている。図示される実施形態では、冷熱回収サイクル4における第1の熱交換器12よりも下流側、且つ冷熱用ポンプ41よりも上流側において冷熱用熱媒体(液化ガス)は、高圧の液体になっている。冷熱用ポンプ41により加圧されることで、冷熱用タービン5に供給される冷熱用熱媒体の少なくとも一部が超臨界状態になっている。 In some embodiments, as shown in FIG. 3, the cold heat recovery cycle 4 of the cold heat recovery system 1 includes the cold heat pump 41 described above for feeding the cold heat medium. The cold heat pump 41 is configured to pressurize at least a portion of the cold heat medium (liquefied gas) to a supercritical state. In the illustrated embodiment, the cold heat medium (liquefied gas) is in a high-pressure liquid state downstream of the first heat exchanger 12 and upstream of the cold heat pump 41 in the cold heat recovery cycle 4. At least a portion of the cold heat medium supplied to the cold heat turbine 5 is in a supercritical state by being pressurized by the cold heat pump 41.

上記の構成によれば、冷熱用ポンプ41により冷熱用熱媒体の少なくとも一部を超臨界状態まで加圧できる。この場合には、冷熱用熱媒体を超臨界状態にすることで、冷熱用熱媒体の体積密度を大きくできるため、冷熱用タービン5などの冷熱回収サイクル4の機器の小型化が図れる。これにより、冷熱回収システム1の大型化や高価格化を抑制できる。 According to the above configuration, at least a portion of the cold heat medium can be pressurized to a supercritical state by the cold heat pump 41. In this case, by bringing the cold heat medium to a supercritical state, the volume density of the cold heat medium can be increased, and the cold heat recovery cycle 4 equipment such as the cold heat turbine 5 can be made smaller. This makes it possible to prevent the cold heat recovery system 1 from becoming larger and more expensive.

なお、上述した熱媒体補充ライン24は、図3に示される冷熱回収システム1以外の冷熱回収システムに適用可能である。図4は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。
幾つかの実施形態にかかる冷熱回収システム1Aは、図4に示されるように、比較例にかかる冷熱回収システム01と同様に、上述した第1の熱交換器12と、上述した第3の熱交換器15と、上述した液化ガス供給ライン2と、上述した気化ガス供給ライン3と、上述した冷熱用タービン5を含む冷熱回収サイクル4と、上述した気化ガス用タービン6と、上述した外部水供給ライン08と、上述した外部水排出ライン09と、を備える。また、冷熱回収システム1Aは、上述した熱媒体補充ライン24をさらに備える。
The above-described heat medium replenishment line 24 can be applied to a cold heat recovery system other than the cold heat recovery system 1 shown in Fig. 3. Fig. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a ship or a floating body equipped with a cold heat recovery system according to an embodiment of the present disclosure.
4, the cold heat recovery system 1A according to some embodiments includes the above-mentioned first heat exchanger 12, the above-mentioned third heat exchanger 15, the above-mentioned liquefied gas supply line 2, the above-mentioned vaporized gas supply line 3, the above-mentioned cold heat recovery cycle 4 including the above-mentioned cold heat turbine 5, the above-mentioned vaporized gas turbine 6, the above-mentioned external water supply line 08, and the above-mentioned external water discharge line 09, similar to the cold heat recovery system 01 according to the comparative example. The cold heat recovery system 1A further includes the above-mentioned heat medium replenishment line 24.

なお、他の幾つかの実施形態では、冷熱回収システム1、1Aは、上述した熱媒体補充ライン24を備えずに、冷熱回収サイクル4を循環する冷熱用熱媒体が、液化ガス(液化天然ガス、液化石油ガス、液体水素など)であってもよい。 In some other embodiments, the cold heat recovery system 1, 1A may not include the heat medium replenishment line 24 described above, and the cold heat medium circulating through the cold heat recovery cycle 4 may be a liquefied gas (liquefied natural gas, liquefied petroleum gas, liquid hydrogen, etc.).

幾つかの実施形態にかかる船舶10A又は浮体10Bは、図1、図3、図4に示されるように、上述した冷熱回収システム1を備える。上記の構成によれば、冷熱回収システム1の出力および信頼性を向上することで、冷熱回収システム1を備える、船舶10Aや浮体10Bの出力および信頼性を向上できる。 As shown in Figures 1, 3, and 4, the ship 10A or the floating body 10B in some embodiments is equipped with the above-mentioned cold heat recovery system 1. According to the above configuration, the output and reliability of the cold heat recovery system 1 can be improved, thereby improving the output and reliability of the ship 10A or the floating body 10B equipped with the cold heat recovery system 1.

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, but also includes variations of the above-described embodiments and appropriate combinations of these embodiments.

上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。 The contents described in the above-mentioned embodiments can be understood, for example, as follows:

1)本開示の少なくとも一実施形態にかかる冷熱回収システム(1)は、
液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置(11)を有する船舶(10A)又は浮体(10B)に設置される冷熱回収システム(1)であって、
前記液化ガスを気化するように構成された第1の熱交換器(12)と、
前記液化ガス貯留装置(11)から前記第1の熱交換器(12)に前記液化ガスを供給するための液化ガス供給ライン(2)と、
前記第1の熱交換器(12)において前記液化ガスと熱交換された冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクル(4)であって、前記冷熱用熱媒体により駆動されるように構成された冷熱用タービン(5)を含む冷熱回収サイクル(4)と、
前記冷熱回収サイクル(4)における前記冷熱用タービン(5)と前記第1の熱交換器(12)との間を流れる前記冷熱用熱媒体と、前記冷熱回収システム(1)の外部から導入された外部水との間で熱交換を行うように構成された第2の熱交換器(14)と、を備える。
1) A cold heat recovery system (1) according to at least one embodiment of the present disclosure,
A cold energy recovery system (1) installed on a ship (10A) or a floating body (10B) having a liquefied gas storage device (11) configured to store liquefied gas,
a first heat exchanger (12) configured to vaporize the liquefied gas;
a liquefied gas supply line (2) for supplying the liquefied gas from the liquefied gas storage device (11) to the first heat exchanger (12);
a cold heat recovery cycle (4) configured to circulate a cold heat medium that has been heat exchanged with the liquefied gas in the first heat exchanger (12), the cold heat recovery cycle (4) including a cold heat turbine (5) configured to be driven by the cold heat medium;
and a second heat exchanger (14) configured to exchange heat between the cold heat medium flowing between the cold heat turbine (5) and the first heat exchanger (12) in the cold heat recovery cycle (4) and external water introduced from outside the cold heat recovery system (1).

上記1)の構成によれば、第2の熱交換器(14)により、冷熱回収サイクル(4)における冷熱用タービン(5)と第1の熱交換器(12)との間を流れる冷熱用熱媒体と、外部水との間で熱交換が行われて、冷熱用熱媒体が加熱される。第1の熱交換器(12)により、第2の熱交換器(14)で加熱後の冷熱用熱媒体と、液化ガスとの間で熱交換が行われて、液化ガスが加熱される。第1の熱交換器(12)に導かれる冷熱用熱媒体を第2の熱交換器(14)で予め加熱することで、第1の熱交換器(12)における冷熱用熱媒体と液化ガスとの間の熱交換量を増やすことができ、冷熱用熱媒体が液化ガスから回収する冷熱エネルギーを増やすことができる。これにより、冷熱用タービン(5)の出力を増大させることができ、ひいては冷熱回収システム(1)の出力を増大させることができる。 According to the configuration of 1) above, the second heat exchanger (14) exchanges heat between the cold heat medium flowing between the cold heat turbine (5) and the first heat exchanger (12) in the cold heat recovery cycle (4) and the external water, thereby heating the cold heat medium. The first heat exchanger (12) exchanges heat between the cold heat medium after heating in the second heat exchanger (14) and the liquefied gas, thereby heating the liquefied gas. By preheating the cold heat medium introduced to the first heat exchanger (12) in the second heat exchanger (14), the amount of heat exchange between the cold heat medium and the liquefied gas in the first heat exchanger (12) can be increased, and the cold energy recovered by the cold heat medium from the liquefied gas can be increased. This can increase the output of the cold heat turbine (5), and therefore the output of the cold heat recovery system (1).

また、第1の熱交換器(12)に導かれる冷熱用熱媒体を第2の熱交換器(14)で予め加熱することで、第1の熱交換器(12)における冷熱用熱媒体と液化ガスとの間の熱交換の際に、冷熱用熱媒体が凝固することを抑制できる。これにより、第1の熱交換器(12)に凝固した冷熱用熱媒体が凍り付き、第1の熱交換器(12)を閉塞させることを抑制できる。このため、第1の熱交換器(12)に小型の熱交換器を使用する際の冷熱回収システム(1)の信頼性を向上させることができる。 In addition, by preheating the cold heat medium introduced into the first heat exchanger (12) in the second heat exchanger (14), the cold heat medium can be prevented from solidifying during heat exchange between the cold heat medium and the liquefied gas in the first heat exchanger (12). This prevents the cold heat medium solidified in the first heat exchanger (12) from freezing and blocking the first heat exchanger (12). This improves the reliability of the cold heat recovery system (1) when a small heat exchanger is used for the first heat exchanger (12).

2)幾つかの実施形態では、上記1)に記載の冷熱回収システム(1)であって、
前記液化ガス供給ライン(2)から分岐し、前記冷熱回収サイクル(4)に接続される熱媒体補充ライン(24)をさらに備える。
2) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) described in 1) above,
The system further includes a heat medium replenishment line (24) branching off from the liquefied gas supply line (2) and connected to the cold heat recovery cycle (4).

上記2)の構成によれば、液化ガス供給ライン(2)と冷熱回収サイクル(4)とを接続する熱媒体補充ライン(24)を通じて、液化ガス供給ライン(2)から冷熱回収サイクル(4)に熱媒体である液化ガスを導くことが可能になる。この場合には、冷熱用熱媒体が液化ガス以外の場合に比べて、冷熱用熱媒体の補充が容易になる。また、補充用の冷熱用熱媒体の貯留設備を別途設ける必要がないため、冷熱回収システム(1)の大型化、複雑化および高価格化を抑制できる。また、冷熱用熱媒体を凝固点が低い液化ガスとすることで、冷熱回収サイクル(4)における冷熱用熱媒体の最低温度を下げることができるため、冷熱回収サイクル(4)の性能を向上させることができる。プロパンガスなどに比べて比体積が小さい液化ガスを冷熱用熱媒体とすることで、冷熱回収サイクル(4)における循環量を低減できるため、冷熱用タービン(5)などの冷熱回収サイクル(4)の機器の小型化が図れる。これにより、冷熱回収システム(1)の大型化や高価格化を抑制できる。 According to the above configuration 2), it is possible to introduce liquefied gas, which is a heat medium, from the liquefied gas supply line (2) to the cold heat recovery cycle (4) through the heat medium refill line (24) that connects the liquefied gas supply line (2) and the cold heat recovery cycle (4). In this case, it is easier to refill the cold heat medium compared to when the cold heat medium is something other than liquefied gas. In addition, since there is no need to provide a separate storage facility for the cold heat medium for refilling, the cold heat recovery system (1) can be prevented from becoming larger, more complicated, and more expensive. In addition, by using a liquefied gas with a low freezing point as the cold heat medium, the minimum temperature of the cold heat medium in the cold heat recovery cycle (4) can be lowered, thereby improving the performance of the cold heat recovery cycle (4). By using a liquefied gas with a smaller specific volume than propane gas, etc. as the cold heat medium, the amount of circulation in the cold heat recovery cycle (4) can be reduced, and the equipment of the cold heat recovery cycle (4), such as the cold heat turbine (5), can be made smaller. This helps prevent the cold heat recovery system (1) from becoming too large or expensive.

3)幾つかの実施形態では、上記2)に記載の冷熱回収システム(1)であって、
前記冷熱回収サイクル(4)は、前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプ(41)であって、前記冷熱用熱媒体の少なくとも一部を超臨界状態まで加圧するように構成された冷熱用ポンプ(41)を含む。
3) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) described in 2) above,
The cold heat recovery cycle (4) includes a cold heat pump (41) for pumping the cold heat medium, the cold heat pump (41) being configured to pressurize at least a portion of the cold heat medium to a supercritical state.

上記3)の構成によれば、冷熱用ポンプ(41)により冷熱用熱媒体の少なくとも一部を超臨界状態まで加圧できる。この場合には、冷熱用熱媒体を超臨界状態にすることで、冷熱用熱媒体の体積密度を大きくできるため、冷熱用タービン(5)などの冷熱回収サイクル(4)の機器の小型化が図れる。これにより、冷熱回収システム(1)の大型化や高価格化を抑制できる。 According to the configuration of 3) above, at least a portion of the cold heat medium can be pressurized to a supercritical state by the cold heat pump (41). In this case, by bringing the cold heat medium to a supercritical state, the volume density of the cold heat medium can be increased, and the cold heat recovery cycle (4) equipment such as the cold heat turbine (5) can be made smaller. This makes it possible to prevent the cold heat recovery system (1) from becoming larger and more expensive.

4)幾つかの実施形態では、上記1)から上記3)までの何れかに記載の冷熱回収システム(1)であって、
前記液化ガスを気化した気化ガスにより駆動されるように構成された気化ガス用タービン(6)と、
前記第1の熱交換器(12)から前記気化ガス用タービン(6)に前記気化ガスを供給するための気化ガス供給ライン(上流側気化ガス供給ライン3A)と、をさらに備える。
4) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) according to any one of 1) to 3) above,
a vaporized gas turbine (6) configured to be driven by a vaporized gas obtained by vaporizing the liquefied gas;
The vaporized gas turbine further includes a vaporized gas supply line (upstream vaporized gas supply line 3A) for supplying the vaporized gas from the first heat exchanger (12) to the vaporized gas turbine (6).

上記4)の構成によれば、気化ガス供給ライン(3A)を通じて、第1の熱交換器(12)から気化ガス用タービン(6)に気化ガスが供給される。第1の熱交換器(12)に導かれる冷熱用熱媒体を第2の熱交換器(14)で予め加熱することで、第1の熱交換器(12)における冷熱用熱媒体と液化ガスとの間の熱交換量を増やすことができ、冷熱用熱媒体が液化ガスから回収する冷熱エネルギーを増やすことができる。これにより、気化ガス用タービン(6)の入口における気化ガスの温度を高くできるため、気化ガス用タービン(6)の出力を増大させることができ、ひいては冷熱回収システム(1)の出力を増大させることができる。また、第1の熱交換器(12)および第2の熱交換器(14)により、気化ガス用タービン(6)の入口における気化ガスの温度を高くできるため、気化ガス用タービン(6)に供給される気化ガスを予め加熱するための熱交換器を、気化ガス供給ライン(3A)に設けなくてもすむ。この場合には、上記熱交換器の閉塞リスクから解放されるため、冷熱回収システム(1)の信頼性を向上させることができる。 According to the configuration of 4) above, the vaporized gas is supplied from the first heat exchanger (12) to the vaporized gas turbine (6) through the vaporized gas supply line (3A). By preheating the cold heat medium guided to the first heat exchanger (12) in the second heat exchanger (14), the amount of heat exchange between the cold heat medium in the first heat exchanger (12) and the liquefied gas can be increased, and the cold energy recovered from the liquefied gas by the cold heat medium can be increased. This makes it possible to increase the temperature of the vaporized gas at the inlet of the vaporized gas turbine (6), thereby increasing the output of the vaporized gas turbine (6), and thus increasing the output of the cold energy recovery system (1). In addition, since the first heat exchanger (12) and the second heat exchanger (14) can increase the temperature of the vaporized gas at the inlet of the vaporized gas turbine (6), it is not necessary to provide a heat exchanger in the vaporized gas supply line (3A) for preheating the vaporized gas to be supplied to the vaporized gas turbine (6). In this case, there is no risk of blockage of the heat exchanger, and the reliability of the cold heat recovery system (1) can be improved.

5)幾つかの実施形態では、上記1)から上記4)までの何れかに記載の冷熱回収システム(1)であって、
前記外部水は、海水を含む。
5) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) according to any one of 1) to 4) above,
The external water includes seawater.

上記5)の構成によれば、冷熱回収システム(1)は、船舶(10A)や浮体(10B)などに搭載されるため、海水の入手が容易である。冷熱回収システム(1)は、第1の熱交換器(12)における冷熱用熱媒体の熱媒として入手が容易な海水を活用することで、冷熱用熱媒体の熱媒を貯留する貯留設備などを設けなくてもよいため、冷熱回収システム(1)の大型化や複雑化、高価格化を抑制できる。 According to the configuration of 5) above, the cold heat recovery system (1) is mounted on a ship (10A) or a floating body (10B), and therefore seawater is easily available. The cold heat recovery system (1) uses seawater, which is easily available, as the heat medium for the cold heat medium in the first heat exchanger (12), and therefore does not require the provision of storage facilities for storing the heat medium for the cold heat medium, thereby preventing the cold heat recovery system (1) from becoming larger, more complicated, and more expensive.

6)本開示の少なくとも一実施形態にかかる船舶(10A)又は浮体(10B)は、
上記1)から上記5)までの何れかに記載の冷熱回収システム(1)を備える。
6) A ship (10A) or a floating body (10B) according to at least one embodiment of the present disclosure,
The present invention is provided with a cold heat recovery system (1) according to any one of 1) to 5) above.

上記6)の構成によれば、冷熱回収システム(1)の出力および信頼性を向上することで、冷熱回収システム(1)を備える、船舶(10A)や浮体(10B)の出力および信頼性を向上できる。 According to the configuration of 6) above, the output and reliability of the cold heat recovery system (1) can be improved, thereby improving the output and reliability of the ship (10A) or floating body (10B) equipped with the cold heat recovery system (1).

1,1A 冷熱回収システム
01 比較例にかかる冷熱回収システム
2 液化ガス供給ライン
3 気化ガス供給ライン
3A 上流側気化ガス供給ライン
3B 下流側気化ガス供給ライン
4 冷熱回収サイクル
5 冷熱用タービン
6 気化ガス用タービン
8,08 外部水供給ライン
9,09 外部水排出ライン
10A 船舶
10B 浮体
11 液化ガス貯留装置
12 第1の熱交換器
13 ガスの供給先
14 第2の熱交換器
15 第3の熱交換器
16 外部水の供給元
17,17A~17D 外部水の排出先
20 液化ガス流路
21 ガス用ポンプ
24 熱媒体補充ライン
26 弁
30 気化ガス流路
32 気化ガス用加熱器
40 冷熱用流路
41 冷熱用ポンプ
42 冷熱用加熱器
44 貯留装置
51,61 回転シャフト
52,62 タービン翼
53,63 ケーシング
54,64 発電機
71 液高さ取得装置
72 開閉制御装置
84 外部水用ポンプ

Reference Signs List 1, 1A Cold energy recovery system 01 Cold energy recovery system according to a comparative example 2 Liquefied gas supply line 3 Vaporized gas supply line 3A Upstream vaporized gas supply line 3B Downstream vaporized gas supply line 4 Cold energy recovery cycle 5 Cold energy turbine 6 Vaporized gas turbine 8, 08 External water supply line 9, 09 External water discharge line 10A Ship 10B Float 11 Liquefied gas storage device 12 First heat exchanger 13 Gas supply destination 14 Second heat exchanger 15 Third heat exchanger 16 External water supply source 17, 17A to 17D External water discharge destination 20 Liquefied gas flow path 21 Gas pump 24 Heat medium replenishment line 26 Valve 30 Vaporized gas flow path 32 Vaporized gas heater 40 Cold energy flow path 41 Cold energy pump 42 Cold energy heater 44 Storage device 51, 61 Rotating shaft 52, 62 Turbine blades 53, 63 Casing 54, 64 Generator 71 Liquid height acquisition device 72 Opening and closing control device 84 External water pump

Claims (5)

液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置を有する船舶又は浮体に設置される冷熱回収システムであって、
前記液化ガスを気化するように構成された第1の熱交換器と、
前記液化ガス貯留装置から前記第1の熱交換器に前記液化ガスを供給するための液化ガス供給ラインと、
前記第1の熱交換器において前記液化ガスと熱交換された冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクルであって、前記冷熱用熱媒体により駆動されるように構成された冷熱用タービンを含む冷熱回収サイクルと、
前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用タービンと前記第1の熱交換器との間を流れる前記冷熱用熱媒体と、前記冷熱回収システムの外部から導入された外部水との間で熱交換を行うように構成された第2の熱交換器と、を備え
前記液化ガス供給ラインから分岐し、前記冷熱回収サイクルに接続される熱媒体補充ラインをさらに備える、
冷熱回収システム。
A cold energy recovery system installed on a ship or a floating body having a liquefied gas storage device configured to store liquefied gas,
a first heat exchanger configured to vaporize the liquefied gas;
a liquefied gas supply line for supplying the liquefied gas from the liquefied gas storage device to the first heat exchanger;
A cold heat recovery cycle configured to circulate a cold heat medium that has been heat exchanged with the liquefied gas in the first heat exchanger, the cold heat recovery cycle including a cold heat turbine configured to be driven by the cold heat medium;
a second heat exchanger configured to exchange heat between the cold heat medium flowing between the cold heat turbine and the first heat exchanger in the cold heat recovery cycle and external water introduced from outside the cold heat recovery system ;
Further comprising a heat medium replenishment line branching from the liquefied gas supply line and connected to the cold heat recovery cycle.
Cold and heat recovery system.
前記冷熱回収サイクルは、前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプであって、前記冷熱用熱媒体の少なくとも一部を超臨界状態まで加圧するように構成された冷熱用ポンプを含む、
請求項に記載の冷熱回収システム。
The cold heat recovery cycle includes a cold heat pump for feeding the cold heat medium, the cold heat pump being configured to pressurize at least a portion of the cold heat medium to a supercritical state.
The cold heat recovery system according to claim 1 .
前記液化ガスを気化した気化ガスにより駆動されるように構成された気化ガス用タービンと、
前記第1の熱交換器から前記気化ガス用タービンに前記気化ガスを供給するための気化ガス供給ラインと、をさらに備える、
請求項1又は2に記載の冷熱回収システム。
a vaporized gas turbine configured to be driven by a vaporized gas obtained by vaporizing the liquefied gas;
a vaporized gas supply line for supplying the vaporized gas from the first heat exchanger to the vaporized gas turbine.
The cold heat recovery system according to claim 1 or 2 .
前記外部水は、海水を含む、
請求項1乃至の何れか1項に記載の冷熱回収システム。
The external water includes seawater.
The cold heat recovery system according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1乃至の何れか1項に記載の冷熱回収システムを備える、
船舶又は浮体。
The cold heat recovery system according to any one of claims 1 to 4 is provided.
Ships or floating bodies.
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