JP7685902B2 - Cold heat recovery system and method for starting the cold heat recovery system - 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の起動方法に関する。 This disclosure relates to a cold energy recovery system for recovering cold energy from liquefied gas, and a method for starting up 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、液化天然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。
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.
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.
冷熱発電サイクルでは、熱交換器において冷熱発電サイクルを循環する二次媒体を液化天然ガスにより冷却するときに、熱交換器が凍結する虞がある。特に冷熱発電サイクルを循環する二次媒体の流量が小量である冷熱発電サイクルの起動時には、定常運転時に比べて二次媒体の温度が低下するため熱交換器が凍結する可能性が高い。熱交換器の凍結を防止するために、熱交換器に供給される液化天然ガスを予め加熱する加熱ラインを設けることが考えられるが、このような加熱ラインは、冷熱発電サイクルを備えるシステムの大型化や高価格化を招くため、好ましくはない。 In a cold energy power generation cycle, when the secondary medium circulating through the cold energy power generation cycle is cooled by liquefied natural gas in the heat exchanger, there is a risk that the heat exchanger will freeze. In particular, when the cold energy power generation cycle is started up, when the flow rate of the secondary medium circulating through the cold energy power generation cycle is small, the temperature of the secondary medium drops compared to normal operation, making it highly likely that the heat exchanger will freeze. In order to prevent the heat exchanger from freezing, it is possible to provide a heating line that preheats the liquefied natural gas supplied to the heat exchanger, but such a heating line is not preferable because it increases the size and cost of the system equipped with the cold energy power generation cycle.
また、熱交換器の凍結を防止するために、冷熱発電サイクルの起動時に冷熱発電サイクルを循環する二次媒体の流量を増加させることが考えられる。しかしながら、冷熱発電サイクルの停止時に冷熱発電サイクルへの周辺空気からの入熱により、冷熱発電サイクルにおいて二次媒体が気化することがある。このため、冷熱発電サイクルの起動時は、冷熱発電サイクルの定常運転時に比べて、二次媒体を循環させるための循環用ポンプにおける、気相の二次媒体の占める割合が大きくなっている。二次媒体を循環させるための循環用ポンプの循環量を増加させると、冷熱発電サイクルの起動時に循環用ポンプのガス噛みにより起動不良を起こす可能性が高まるという問題がある。 In addition, in order to prevent the heat exchanger from freezing, it is possible to increase the flow rate of the secondary medium circulating through the cold power generation cycle when the cycle is started. However, when the cycle is stopped, the secondary medium may vaporize in the cold power generation cycle due to heat input from the surrounding air to the cycle. For this reason, when the cycle is started, the proportion of gaseous secondary medium in the circulation pump for circulating the secondary medium is larger than when the cycle is in steady operation. If the circulation rate of the circulation pump for circulating the secondary medium is increased, there is a problem that the possibility of startup failure due to gas getting caught in the circulation pump increases when the cycle is started.
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起動時における熱交換器の閉塞を抑制できる冷熱回収システム、および該冷熱回収システムの起動方法を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of at least one embodiment of the present disclosure is to provide a cold heat recovery system that can suppress blockage of a heat exchanger when the cold heat recovery system is started, and a method for starting 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、
前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第1の熱交換器と、
前記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、前記第1の熱交換器よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプを少なくとも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第1の熱交換器と前記冷熱用ポンプとの間に設けられ、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離するように構成された第1の気液分離器と、
前記第1の気液分離器から前記気相の冷熱用熱媒体を抜き出して前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記第1の熱交換器よりも上流側に導くためのポンプバイパスラインと、
前記ポンプバイパスラインを介して前記気相の冷熱用熱媒体を前記第1の熱交換器に送るための送風手段と、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 transfer cold energy from the liquefied gas extracted from the liquefied gas storage device to a cold heat medium;
A cold heat recovery cycle configured to circulate the cold heat medium, the cold heat recovery cycle including at least a cold heat pump for feeding the cold heat medium provided downstream of the first heat exchanger;
A first gas-liquid separator is provided between the first heat exchanger and the cold heat pump in the cold heat recovery cycle and configured to separate the cold heat medium into a gas phase cold heat medium and a liquid phase cold heat medium;
a pump bypass line for extracting the gas-phase cold heat medium from the first gas-liquid separator and guiding the gas-phase cold heat medium to a downstream side of the cold heat pump and an upstream side of the first heat exchanger in the cold heat recovery cycle;
and a blowing means for blowing the gas-phase cold heat medium to the first heat exchanger through the pump bypass line.
本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムの起動方法は、
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の起動方法であって、
前記冷熱回収システムは、
前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第1の熱交換器と、
前記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、前記第1の熱交換器よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプを含む冷熱回収サイクルと、を備え、
前記冷熱回収システムの起動方法は、
前記冷熱回収サイクルにおける前記第1の熱交換器と前記冷熱用ポンプとの間に設けられた気液分離器により、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離する気液分離ステップと、
前記気液分離ステップで分離した前記気相の冷熱用熱媒体を、前記冷熱用ポンプを迂回させて前記第1の熱交換器に送る送風ステップと、
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送り、前記送風ステップで前記第1の熱交換器に送られた前記気相の冷熱用熱媒体を前記液化ガスにより冷却する冷却ステップと、
前記冷却ステップよりも後に前記冷熱用ポンプを駆動する冷熱用ポンプ駆動ステップと、を備える。
A method for starting a cold heat recovery system according to an embodiment of the present disclosure includes:
A method for starting up a cold energy recovery system installed on a ship or floating body having a liquefied gas storage device configured to store liquefied gas, comprising:
The cold heat recovery system includes:
A first heat exchanger configured to transfer cold energy from the liquefied gas extracted from the liquefied gas storage device to a cold heat medium;
A cold heat recovery cycle configured to circulate the cold heat medium, the cold heat recovery cycle including a cold heat pump for feeding the cold heat medium, the cold heat recovery cycle being provided downstream of the first heat exchanger,
The method for starting the cold heat recovery system includes:
A gas-liquid separation step of separating the cold heat medium into a gas-phase cold heat medium and a liquid-phase cold heat medium by a gas-liquid separator provided between the first heat exchanger and the cold heat pump in the cold heat recovery cycle;
a blowing step of sending the gas-phase cold heat transfer medium separated in the gas-liquid separation step to the first heat exchanger by bypassing the cold heat pump;
A cooling step of sending the liquefied gas from the liquefied gas storage device to the first heat exchanger and cooling the gas-phase cold heat medium sent to the first heat exchanger in the blowing step by the liquefied gas;
and a cold heat pump driving step of driving the cold heat pump after the cooling step.
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起動時における熱交換器の閉塞を抑制できる冷熱回収システム、および該冷熱回収システムの起動方法が提供される。 According to at least one embodiment of the present disclosure, a cold heat recovery system capable of suppressing blockage of a heat exchanger when the cold heat recovery system is started up, and a method for starting up the cold heat recovery system are provided.
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、本開示の第1の実施形態にかかる冷熱回収システム1を備える船舶2A又は浮体2B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2Aや浮体2Bに設置される。船舶2Aや浮体2Bは、水上に浮遊可能な構造体である。船舶2Aや浮体2B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(例えば、液化ガスタンク)21と、冷熱回収システム1と、を有する。図示される実施形態では、船舶2Aや浮体2B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。なお、本開示は、船舶2Aや浮体2Bが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場合にも適用可能である。
(Ships, floating bodies)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a
(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、第1の熱交換器11と、液化ガス貯留装置21から第1の熱交換器11に液化ガスを供給するための液化ガス供給ライン12と、第1の熱交換器11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13と、第1の熱交換器11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3と、第2の熱交換器14と、第1の気液分離器5と、を備える。
(Cold heat recovery system)
As shown in FIG. 1, the cold
(冷熱回収サイクル)
冷熱回収サイクル3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。以下の説明では、冷熱回収サイクル3における冷熱用熱媒体の循環方向における上流側を単に上流側と云うことがあり、上記循環方向における下流側を単に下流側と云うことがある。冷熱回収サイクル3は、冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプ31と、冷熱用熱媒体により駆動するように構成された冷熱用タービン32と、を含む。冷熱用ポンプ31は、冷熱回収サイクル3において、第1の熱交換器11よりも下流側且つ第2の熱交換器14よりも上流側に設けられている。冷熱用タービン32は、冷熱回収サイクル3において、第1の熱交換器11よりも上流側且つ第2の熱交換器14よりも下流側に設けられている。
(Cold heat recovery cycle)
The cold
以下、液化ガスの供給源である液化ガス貯留装置21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3を循環す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21から供給される液化ガスとした場合にも適用可能である。また、本開示は、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3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 using liquefied natural gas (LNG) as a specific example of the liquefied gas supplied from the liquefied
(第1の熱交換器)
第1の熱交換器(液化ガス気化器、冷熱側凝縮器)11は、液化ガス供給ライン12から送られた液化ガスと、冷熱回収サイクル3において、冷熱用タービン32よりも下流側且つ冷熱用ポンプ31よりも上流側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。図示される実施形態では、第1の熱交換器11は、液化ガス供給ライン12から送られた液化ガスが流れる液化ガス側流路111と、冷熱回収サイクル3を循環する冷熱用熱媒体が流れる第1の冷熱側流路112と、を含む。液化ガス側流路111を流れる液化ガスは、第1の冷熱側流路112を流れる冷熱用熱媒体よりも低温である。
(First Heat Exchanger)
The first heat exchanger (liquefied gas vaporizer, cold heat side condenser) 11 is configured to perform heat exchange between the liquefied gas sent from the liquefied
第1の熱交換器11では、液化ガス側流路111を流れる液化ガスと第1の冷熱側流路112を流れる冷熱用熱媒体との間で熱交換が行われて、液化ガス側流路111を流れる液化ガスの冷熱エネルギーが、第1の冷熱側流路112を流れる冷熱用熱媒体に伝達される。これにより、液化ガス側流路111を流れる液化ガスが加熱され、気化するとともに、第1の冷熱側流路112を流れる冷熱用熱媒体が冷却され、凝縮する。
In the
(第2の熱交換器)
第2の熱交換器14(冷熱側蒸発器)は、冷熱回収システム1の外部から導入された外部水(熱媒)と、冷熱回収サイクル3において、冷熱用ポンプ31よりも下流側且つ冷熱用タービン32よりも上流側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。図示される実施形態では、第2の熱交換器14は、冷熱用熱媒体が流れる第2の冷熱側流路141と、外部水が流れる熱媒側流路142と、を含む。第2の冷熱側流路141(第2の熱交換器14)は、冷熱回収サイクル3において、冷熱用ポンプ31よりも下流側且つ冷熱用タービン32よりも上流側に設けられている。熱媒側流路142を流れる外部水は、第2の冷熱側流路141を流れる冷熱用熱媒体よりも高温である。
(Second Heat Exchanger)
The second heat exchanger 14 (cold heat side evaporator) is configured to perform heat exchange between external water (heat medium) introduced from outside the cold
第2の熱交換器14では、第2の冷熱側流路141を流れる冷熱用熱媒体と熱媒側流路142を流れる外部水との間で熱交換が行われて、熱媒側流路142を流れる外部水の熱エネルギーが、第2の冷熱側流路141を流れる冷熱用熱媒体に伝達される。これにより、第2の冷熱側流路141を流れる冷熱用熱媒体が加熱され、気化する。
In the
(液化ガス供給系統)
液化ガス供給ライン12の一方側(上流端)が液化ガス貯留装置21に接続され、液化ガス供給ライン12の他方側(下流端)が液化ガス側流路111の上流端(第1の熱交換器11のガス入口)に接続されている。気化ガス供給ライン13の一方側(上流端)が液化ガス側流路111の下流端(第1の熱交換器11の液化ガス出口)に接続され、気化ガス供給ライン13の他方側(下流端)が気化ガスの供給先22に接続されている。なお、気化ガスの供給先22は、船舶2Aや浮体2B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2Aや浮体2Bに搭載された設備であってもよい。
(Liquefied gas supply system)
One side (upstream end) of the liquefied
冷熱回収システム1は、液化ガス供給ライン12に設けられた液化ガス用ポンプ15をさらに備える。液化ガス用ポンプ15は、液化ガス供給ライン12に設けられた不図示の動翼を有し、この動翼を液化ガス用ポンプ15に供給された電力などにより回転させることで、液化ガス供給ライン12の下流側(第1の熱交換器11が位置する側)に液化ガスを送るように構成されている。液化ガス用ポンプ15を駆動させることで、液化ガス貯留装置21に貯留された液化ガスが液化ガス供給ライン12に抜き出されて、液化ガス供給ライン12を通じて第1の熱交換器11の液化ガス側流路111に送られる。第1の熱交換器11の液化ガス側流路111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、液化ガス用ポンプ15により、気化ガス供給ライン13を通じてガスの供給先22に送られる。
The cold
(外部水供給系統)
冷熱回収システム1は、外部水の供給元41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)に外部水を供給するための外部水供給ライン42と、外部水を熱媒とする上記熱交換器から排出された外部水を外部水の排出先43に排出するための外部水排出ライン44と、外部水供給ライン42に設けられた外部水用ポンプ45と、をさらに備える。
(External water supply system)
The cold
外部水供給ライン42の一方側(上流端)が外部水の供給元41に接続され、外部水供給ライン42の他方側(下流端)が熱媒側流路142の上流端(第2の熱交換器14の熱媒入口)に接続されている。外部水排出ライン44の一方側(上流端)が熱媒側流路142の下流端(第2の熱交換器14の熱媒出口)に接続され、外部水排出ライン44の他方側(下流端)が外部水の排出先43に接続されている。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2Aや浮体2B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2Aのエンジンを冷却したエンジン冷却水など)が好ましい。
One side (upstream end) of the external
外部水の供給元41は、船舶2Aや浮体2Bの外部から外部水(例えば、海水)を取り込むために船舶2Aや浮体2Bに設けられた取水口であってもよいし、船舶2Aや浮体2Bの内部に設けられた設備(例えば、貯水タンク)であってもよい。また、外部水の排出先43は、船舶2Aや浮体2Bの外部に外部水を排出するために船舶2Aや浮体2Bに設けられた排水口であってもよいし、船舶2Aや浮体2Bの内部に設けられた設備(例えば、排水タンク)であってもよい。
The external
外部水用ポンプ45は、外部水供給ライン42に設けられた不図示の動翼を有し、この動翼を外部水用ポンプ45に供給された電力などにより回転させることで、外部水供給ライン42の下流側(第2の熱交換器14が位置する側)に外部水を送るように構成されている。外部水用ポンプ45を駆動させることで、外部水が外部水の供給元41から外部水供給ライン42に抜き出されて、外部水供給ライン42を通じて上記外部水を熱媒とする熱交換器(第2の熱交換器14)に送られる。
The
(冷熱用熱媒体循環系統)
冷熱回収サイクル3は、図1に示されるように、第1の接続ライン33と、第2の接続ライン(メインライン)34と、をさらに含む。第1の接続ライン33は、第1の冷熱側流路112の下流端(第1の熱交換器11の冷熱用熱媒体の出口)と、第2の冷熱側流路141の上流端(第2の熱交換器14の冷熱用熱媒体の入口)とを接続している。第1の接続ライン33には、上述した冷熱用ポンプ31が設けられている。第2の接続ライン34は、第2の冷熱側流路141の下流端(第2の熱交換器14の冷熱用熱媒体の出口)と、第1の冷熱側流路112の上流端(第1の熱交換器11の冷熱用熱媒体の入口)とを接続している。第2の接続ライン34には、上述した冷熱用タービン32が設けられている。
(Cold heat medium circulation system)
As shown in FIG. 1, the cold
(第1の気液分離器)
第1の気液分離器5は、冷熱用熱媒体を気相と液相とに分離するように構成されている。第1の気液分離器5は、冷熱回収サイクル3において、第1の冷熱側流路112(第1の熱交換器11)よりも下流側、且つ冷熱用ポンプ31よりも上流側に設けられている。具体的には、第1の気液分離器5は、第1の接続ライン33における冷熱用ポンプ31よりも上流側に設けられている。
(First gas-liquid separator)
The first gas-liquid separator 5 is configured to separate the cold heat medium into a gas phase and a liquid phase. The first gas-liquid separator 5 is provided downstream of the first cold side flow path 112 (first heat exchanger 11) and upstream of the
第1の気液分離器5は、第1の接続ライン33を通じて第1の冷熱側流路112(第1の熱交換器11)から送られた冷熱用熱媒体が導入される内部空間51を内部に画定するように構成された本体部52と、内部空間51に冷熱用熱媒体を導入するための導入口53と、内部空間51から液相の冷熱用熱媒体を第1の気液分離器5の外部に吐出するための液相吐出口54と、内部空間51から気相の冷熱用熱媒体を第1の気液分離器5の外部に吐出するための気相吐出口55と、を含む。
The first gas-liquid separator 5 includes a main body 52 configured to define an
内部空間51は、液相の冷熱用熱媒体が貯留される下方側貯留空間51Bと、下方側貯留空間51Bよりも上方に、下方側貯留空間51Bに連通して設けられた気相の冷熱用熱媒体が貯留される上方側貯留空間51Aと、を含む。液相吐出口54は、下方側貯留空間51Bに連通している。気相吐出口55は、上方側貯留空間51Aに連通している。
The
上述した第1の接続ライン33は、第1の冷熱側流路112の下流端と導入口53とを繋ぐ第1の上段接続ライン33Aと、液相吐出口54と冷熱用ポンプ31のポンプ入口311とを繋ぐ第1の中段接続ライン33Bと、冷熱用ポンプ31のポンプ出口312と第2の冷熱側流路141の上流端とを繋ぐ第1の下段接続ライン33Cと、を含む。
The
第1の熱交換器11にて冷却された冷熱用熱媒体は、第1の上段接続ライン33Aを通じて第1の気液分離器5に導かれる。導入口53から内部空間51に流入した冷熱用熱媒体は、内部空間51において液相と気相とに分離する。
The cold heat medium cooled in the
(冷熱用ポンプ)
冷熱用ポンプ31は、冷熱回収サイクル3の下流側(第2の熱交換器14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。冷熱用ポンプ31は、第1の接続ライン33に設けられた不図示の動翼を有し、この動翼を冷熱用ポンプ31に供給された電力などにより回転させることで、第1の接続ライン33の下流側に液相の冷熱用熱媒体を送るように構成されている。
(Heat and cold pump)
The
冷熱用ポンプ31を駆動させることで、下方側貯留空間51Bに貯留された液相の冷熱用熱媒体が液相吐出口54および第1の中段接続ライン33Bを通じて、冷熱用ポンプ31に導かれて冷熱用ポンプ31により昇圧される。冷熱用ポンプ31により昇圧された液相の冷熱用熱媒体は、冷熱用ポンプ31により、第1の下段接続ライン33Cを通じて第2の冷熱側流路141(第2の熱交換器14)に送られる。
By driving the
(冷熱用ポンプ関連機器)
冷熱回収サイクル3は、図1に示されるように、冷熱回収サイクル3における冷熱用ポンプ31よりも下流側且つ第2の熱交換器14よりも上流側から第1の気液分離器5に液相の冷熱用熱媒体を戻すための液戻りライン35と、冷熱回収サイクル3における液戻りライン35の上流端との接続部P1と第2の熱交換器14との間に設けられた第1の流量調整弁36と、をさらに含んでいてもよい。第1の流量調整弁36は、第2の熱交換器14に導かれる液相の冷熱用熱媒体の流量を調整可能に構成されている。
(Heat pump related equipment)
1, the cold
図示される実施形態では、第1の気液分離器5は、液戻りライン35から内部空間51に液相の冷熱用熱媒体を導入するための液戻り口56をさらに含む。液戻り口56は、内部空間51に連通している。液戻りライン35の一方側(上流端)が第1の下段接続ライン33Cの接続部P1に接続され、液戻りライン35の他方側(下流端)が液戻り口56に接続されている。第1の流量調整弁36は、第1の下段接続ライン33Cの接続部P1よりも下流側に設けられている。第1の流量調整弁36は、冷熱用熱媒体の流路を開閉する不図示の弁体を可動させることで、上記弁体よりも下流側(第2の熱交換器14側)に供給される冷熱用熱媒体の流量を調整可能である。なお、第1の流量調整弁36は、全閉と全開に開度調整可能な開閉弁でもよいし、全閉と全開とこれらの間の少なくとも1つの中間開度に開度調整可能な開度調整弁でもよい。
In the illustrated embodiment, the first gas-liquid separator 5 further includes a
(冷熱用タービン)
冷熱用タービン32には、冷熱用ポンプ31により昇圧され、第2の熱交換器14にて昇温された冷熱用熱媒体が作動流体として導入される。冷熱用タービン32は、回転シャフト321と、回転シャフト321に取り付けられたタービン翼322と、タービン翼322を回転可能に収容するケーシング323と、を含む。ケーシング323には、冷熱用熱媒体をケーシング323の内部に導入するための導入口324と、タービン翼322を通過した冷熱用熱媒体をケーシング323の外部に吐出するための吐出口325と、が形成されている。冷熱用タービン32は、導入口324を通じてケーシング323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322を回転させるように構成されている。タービン翼322を通過した冷熱用熱媒体は、吐出口325を通じてケーシング323の外部に排出される。
(Cold Heat Turbine)
The
冷熱回収サイクル3は、タービン翼322が発生させた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3は、冷熱用タービン32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326をさらに含む。冷熱用の発電機326は、回転シャフト321に機械的に接続されており、タービン翼322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3は、タービン翼322が発生させた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。
The cold
上述した第2の接続ライン34は、第2の冷熱側流路141の下流端と冷熱用タービン32の導入口324とを繋ぐ第2の上段接続ライン34Aと、冷熱用タービン32の吐出口325と第1の冷熱側流路112の上流端とを繋ぐ第2の下段接続ライン34Bと、を含む。
The
(冷熱用タービン関連機器)
冷熱回収サイクル3は、図1に示されるように、第2の接続ライン34の冷熱用タービン32よりも上流側と下流側とを冷熱用タービン32を迂回して繋ぐタービンバイパスライン37と、第2の流量調整弁38と、第3の流量調整弁39と、をさらに含む。
(Cold heat turbine related equipment)
As shown in FIG. 1 , the cold
タービンバイパスライン37の一方側(上流端)が、第2の上段接続ライン34Aの分岐部P2に接続され、タービンバイパスライン37の他方側(下流端)が、第2の下段接続ライン34Bの合流部P3に接続されている。第2の流量調整弁38は、第2の上段接続ライン34Aの分岐部P2よりも下流側(冷熱用タービン32側)に設けられている。第3の流量調整弁39は、タービンバイパスライン37に設けられている。第2の流量調整弁38および第3の流量調整弁39の夫々は、冷熱用熱媒体の流路を開閉する不図示の弁体を可動させることで、上記弁体よりも下流側に供給される冷熱用熱媒体の流量を調整可能である。なお、第2の流量調整弁38および第3の流量調整弁39の夫々は、全閉と全開に開度調整可能な開閉弁でもよいし、全閉と全開とこれらの間の少なくとも1つの中間開度に開度調整可能な開度調整弁でもよい。
One side (upstream end) of the
例えば、第2の流量調整弁38を開き(全開又は中間開度)、第3の流量調整弁39を全閉とすることで、冷熱用タービン32を経由させて第1の熱交換器11に冷熱用熱媒体を送ることができる。また。第2の流量調整弁38を全閉とし、第3の流量調整弁39を開く(全開又は中間開度)ことで、タービンバイパスライン37を経由させて第1の熱交換器11に冷熱用熱媒体を送ることができる。
For example, by opening the second flow control valve 38 (fully open or intermediate opening) and fully closing the third
(ポンプバイパスライン、送風手段)
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、第1の気液分離器5から気相の冷熱用熱媒体を抜き出して冷熱回収サイクル3における冷熱用ポンプ31よりも下流側且つ第1の熱交換器11よりも上流側に導くためのポンプバイパスライン6と、ポンプバイパスライン6を介して気相の冷熱用熱媒体を第1の熱交換器11に送るための送風手段7と、をさらに備える。送風手段7により、第1の気液分離器5からポンプバイパスライン6に抜き出された気相の冷熱用熱媒体が第1の熱交換器11に送られる。
(Pump bypass line, air blowing means)
1, the cold
ポンプバイパスライン6の一方側(上流端)61が第1の気液分離器5の気相吐出口55に接続され、ポンプバイパスライン6の他方側(下流端)62が第1の下段接続ライン33Cの第1の流量調整弁36よりも下流側、第2の接続ライン34又はタービンバイパスライン37の何れかに接続されている。
One side (upstream end) 61 of the
図1に示される実施形態では、ポンプバイパスライン6の他方側(下流端)62は、第1の下段接続ライン33Cの第1の流量調整弁36よりも下流側の接続位置P4に接続されている。
In the embodiment shown in FIG. 1, the other side (downstream end) 62 of the
図示される実施形態では、送風手段7は、タービンバイパスライン37の第3の流量調整弁39よりも下流側に設けられた送風機7Aを含む。送風機7Aは、タービンバイパスライン37の下流側に気相の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、送風機7Aは、回転シャフト71と、回転シャフト71に取り付けられた動翼72と、動翼72を回転可能に収容するケーシング73と、動翼72を回転させる駆動力を動翼72に供給するように構成された電動機74と、を含む。
In the illustrated embodiment, the blower 7 includes a blower 7A provided downstream of the third
動翼72は、タービンバイパスライン37の第3の流量調整弁39よりも下流側に配置されている。ケーシング73には、気相の冷熱用熱媒体をケーシング73の内部に導入するための導入口731と、動翼72を通過した気相の冷熱用熱媒体をケーシング73の外部に吐出するための吐出口732と、が形成されている。電動機74は、回転シャフト71に機械的に接続されている。動翼72は、電動機74が発生させた駆動力が回転シャフト71を介して伝達されることで、回転するようになっている。
The
(冷熱回収システムの起動方法)
図2は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムの起動方法のフロー図である。図3は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムにおける制御の一例を説明するための説明図である。図2、図3に示されるように、冷熱回収システム1の冷熱回収システム1の起動時から定常運転に至るまでの期間は、第1期間(気相循環期間)T1と、第2期間(相遷移期間)T2と、第3期間(液相循環期間)T3と、に区分される。第2期間T2は、第1期間T1よりも後の期間であり、第3期間T3よりも前の期間である。
(How to start the cold energy recovery system)
FIG. 2 is a flow diagram of a start-up method of a cold energy recovery system according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an example of control in a cold energy recovery system according to an embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the period from the start-up of the cold
第1期間T1では、冷熱回収サイクル3において第1の気液分離器5から抜き出された気相の冷熱用熱媒体を循環させることが行われる。第3期間T3では、冷熱回収サイクル3において第1の気液分離器5から抜き出された液相の冷熱用熱媒体を循環させることが行われる。第2期間T2では、冷熱回収サイクル3を循環する冷熱用熱媒体を気相(第1の気液分離器5から抜き出された気相)から液相(第1の気液分離器5から抜き出された液相)に変更することが行われる。
In the first period T1, the gas phase cold heat medium extracted from the first gas-liquid separator 5 in the cold
図2に示されるように、幾つかの実施形態にかかる冷熱回収システム1の起動方法100は、気液分離ステップS101と、送風ステップS102と、冷却ステップS103と、冷熱用ポンプ駆動ステップS104と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
気液分離ステップS101では、上述した第1の気液分離器5により、冷熱用熱媒体を気相と液相とに分離することが行われる。気液分離ステップS101は、冷熱回収システム1の起動時から定常運転に至るまでの期間および定常運転時に継続して行われる。
In the gas-liquid separation step S101, the cold heat medium is separated into a gas phase and a liquid phase by the first gas-liquid separator 5 described above. The gas-liquid separation step S101 is performed continuously during the period from the start-up of the cold
冷熱回収システム1の停止時における冷熱回収サイクル3や第1の気液分離器5への周辺空気からの入熱により、冷熱回収サイクル3において冷熱用熱媒体が気化することがある。このため、冷熱回収システム1の起動時は、冷熱回収システム1の定常運転時に比べて、第1の気液分離器5や冷熱用ポンプ31などの冷熱回収サイクル3における第1の熱交換器11よりも下流側且つ第2の熱交換器14における、気相の冷熱用熱媒体の占める割合が大きくなっている。冷熱用ポンプ31における気相の冷熱用熱媒体の占める割合が大きいと、冷熱用ポンプ31のガス噛みによる能力低下を招く虞がある。
When the cold
送風ステップS102では、気液分離ステップS101で分離した気相の冷熱用熱媒体を、冷熱用ポンプ31を迂回させて第1の熱交換器11に送ることが行われる。図示される実施形態では、上述した送風機7A(送風手段7)を駆動させることで、第1の気液分離器5からポンプバイパスライン6に気相の冷熱用熱媒体が抜き出される。送風機7Aにより抜き出された気相の冷熱用熱媒体は、送風機7Aにより第1の冷熱側流路112(第1の熱交換器11)に送られる。第1の冷熱側流路112に送られた冷熱用熱媒体は、第1の上段接続ライン33Aを通った後に、第1の気液分離器5に送られる。
In the blowing step S102, the gas-phase cold heat medium separated in the gas-liquid separation step S101 is sent to the
具体的には、送風機7Aにより第1の気液分離器5から抜き出された気相の冷熱用熱媒体は、ポンプバイパスライン6、第1の下段接続ライン33Cの接続位置P4よりも下流側、第2の冷熱側流路141(第2の熱交換器14)、第2の上段接続ライン34Aの分岐部P2よりも上流側、タービンバイパスライン37および第2の下段接続ライン34Bの合流部P3よりも下流側を通った後に、第1の冷熱側流路112(第1の熱交換器11)に送られる。
Specifically, the gas-phase cold heat medium extracted from the first gas-liquid separator 5 by the blower 7A passes through the
送風ステップS102は、第1期間T1に開始され、第2期間T2まで継続して行われる。図3に示されるように、第1期間T1および第2期間T2では、第2の流量調整弁38を全閉とし、第3の流量調整弁39を開く(全開又は中間開度)ことで、タービンバイパスライン37を経由させて第1の熱交換器11に冷熱用熱媒体が送られている。
The air blowing step S102 is started in the first period T1 and continues until the second period T2. As shown in FIG. 3, in the first period T1 and the second period T2, the second
冷却ステップS103では、液化ガス貯留装置21から第1の熱交換器11に液化ガスを送り、送風ステップS102で前記第1の熱交換器11に送られた気相の冷熱用熱媒体を液化ガスにより冷却することが行われる。図示される実施形態では、液化ガス用ポンプ15を駆動させることで、液化ガス供給ライン12を介して液化ガス貯留装置21から液化ガス側流路111(第1の熱交換器11)に液化ガスが送られる。冷却ステップS103は、第1期間T1における送風ステップS102よりも後に開始される。
In the cooling step S103, liquefied gas is sent from the liquefied
ポンプバイパスライン6を経由して、冷熱回収サイクル3を循環する気相の冷熱用熱媒体を第1の熱交換器11にて液化ガスにより冷却し、凝縮させることで、第1の気液分離器5や冷熱用ポンプ31などの冷熱回収サイクル3における第1の熱交換器11よりも下流側且つ第2の熱交換器14よりも上流側において、液相の冷熱用熱媒体の占める割合を早期に増やすことができる。冷熱用ポンプ31における液相の冷熱用熱媒体の占める割合を増やすことで、冷熱用ポンプ31のガス噛みによる能力低下を抑制できるため、冷熱用ポンプ31の能力を早期から発揮させることができる。
By cooling and condensing the gas-phase cold heat medium circulating through the cold
冷熱用ポンプ駆動ステップS104では、冷却ステップS103よりも後に冷熱用ポンプ31を駆動することが行われる。図3に示されるように、冷熱用ポンプ31の駆動は、液化ガス用ポンプ15の駆動よりも後に行われる。冷熱用ポンプ駆動ステップS104の開始時(冷熱用ポンプ31の駆動開始時)において、第1の流量調整弁36は、全閉になっていることが好ましい。冷熱用ポンプ駆動ステップS104の開始時は、冷熱用ポンプ31により第1の熱交換器11に送ることが可能な冷熱用熱媒体が小量のため、第1の熱交換器11の閉塞を招くことがある。
In the cold heat pump driving step S104, the
第1の流量調整弁36が全閉の状態において、冷熱用ポンプ31を駆動させることで、液相の冷熱用熱媒体が、第1の気液分離器5、冷熱用ポンプ31および液戻りライン35を循環する。具体的には、第1の流量調整弁36が全閉の状態において、冷熱用ポンプ31を駆動させることで、液相吐出口54を介して第1の気液分離器5から液相の冷熱用熱媒体が抜き出される。第1の気液分離器5から抜き出された液相の冷熱用熱媒体は、冷熱用ポンプ31より、第1の中段接続ライン33B、冷熱用ポンプ31、第1の下段接続ライン33Cの接続部P1よりも上流側および液戻りライン35を通った後に、第1の気液分離器5に送られる。
When the first flow
図示される実施形態では、図2に示されるように、冷熱回収システム1の起動方法100は、冷熱用ポンプ駆動ステップS104の開始時よりも後に第1の流量調整弁36を開き(全閉から全開又は中間開度に変更する)、冷熱用ポンプ31により液相の冷熱用熱媒体を第2の熱交換器14に送る開弁ステップS105と、開弁ステップS105よりも後に送風機7A(送風手段7)を停止させる送風手段停止ステップS106と、開弁ステップS105よりも後に冷熱用熱媒体を冷熱用タービン32に導き、冷熱用タービン32を駆動させる冷熱用タービン駆動ステップS107と、開弁ステップS105よりも前に外部水用ポンプ45を駆動させる外部水用ポンプ駆動ステップS108と、をさらに備える。
In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 2, the start-up
開弁ステップS105は、例えば、冷熱用ポンプ31により液相の冷熱用熱媒体を循環させ、冷熱用ポンプ31により第1の熱交換器11に送ることが可能な冷熱用熱媒体の流量(下方側貯留空間51Bにおける液相の冷熱用熱媒体の貯留量)が一定量以上になったときに行われる。第1の流量調整弁36を通過した液相の冷熱用熱媒体は、第2の熱交換器14にて昇温され、気化した後に第1の熱交換器11に送られる。
The valve opening step S105 is performed, for example, when the liquid-phase cold heat medium is circulated by the
具体的には、第1の流量調整弁36を通過した液相の冷熱用熱媒体は、第1の下段接続ライン33Cの第1の流量調整弁36よりも下流側、第2の冷熱側流路141(第2の熱交換器14)、第2の上段接続ライン34Aの分岐部P2よりも上流側、タービンバイパスライン37および第2の下段接続ライン34Bの合流部P3よりも下流側を通った後に、第1の冷熱側流路112(第1の熱交換器11)に送られる。
Specifically, the liquid-phase cold heat transfer medium that has passed through the first
開弁ステップS105よりも前に、外部水用ポンプ45を駆動させることが行われ(S108)、第2の熱交換器14の熱媒側流路142に外部水が供給されている。第1の流量調整弁36を通過した液相の冷熱用熱媒体を第2の熱交換器14にて外部水(熱媒)により加熱し、気化する。なお、図2、図3に示されるように、外部水用ポンプ45の駆動(S108)は、送風ステップS102よりも前に行われてもよい。この場合には、ポンプバイパスライン6を経由して第2の熱交換器14を流れる冷熱用熱媒体を外部水により昇温することで、第1の熱交換器11における閉塞を抑制できる。
Before the valve opening step S105, the
上述した第2期間T2に、冷熱用ポンプ駆動ステップS104、開弁ステップS105および送風手段停止ステップS106を実行することで、冷熱回収サイクル3を循環する冷熱用熱媒体を気相(第1の気液分離器5から抜き出された気相)から液相(第1の気液分離器5から抜き出された液相)に変更することが行われる。上述した第3期間T3に冷熱用タービン駆動ステップS107が行われる。すなわち、冷熱用タービン駆動ステップS107は、送風手段停止ステップS106よりも後に行われる。
During the above-mentioned second period T2, the cold heat pump driving step S104, the valve opening step S105, and the blower means stopping step S106 are executed to change the cold heat medium circulating in the cold
冷熱用タービン駆動ステップS107では、図3に示されるように、第2の流量調整弁38を開く(全閉から全開又は中間開度に変更する)ことと、第3の流量調整弁39を閉じる(全開又は中間開度から全閉に変更する)ことが行われる。これにより、冷熱用ポンプ31により昇圧され、第2の熱交換器14にて昇温された冷熱用熱媒体が冷熱用タービン32に導入され、冷熱用タービン32のタービン翼322が回転することで、冷熱用タービン32が駆動する。
In the cold-heat turbine drive step S107, as shown in FIG. 3, the second
上記の方法によれば、気液分離ステップS101で分離した気相の冷熱用熱媒体を、冷熱用ポンプ31を迂回させて第1の熱交換器11に送ることで(送風ステップS102)、冷熱回収サイクル3において気相の冷熱用熱媒体を循環させることができる。気相の冷熱用熱媒体は、液相の冷熱用熱媒体に比べて第1の熱交換器11における閉塞を生じ難いため、冷熱回収システム1の起動時における第1の熱交換器11の閉塞を抑制できる。
According to the above method, the gas-phase cold heat medium separated in the gas-liquid separation step S101 is sent to the first heat exchanger 11 (air blowing step S102) bypassing the
また、上記の方法によれば、冷熱回収サイクル3を循環する気相の冷熱用熱媒体を、第1の熱交換器11において液化ガスにより冷却し(冷却ステップS103)、凝縮させることで、第1の気液分離器5や冷熱用ポンプ31などの冷熱回収サイクル3における第1の熱交換器11よりも下流側において、液相の冷熱用熱媒体の占める割合を早期に増やすことができる。冷熱用ポンプ31における液相の冷熱用熱媒体の占める割合を増やすことで、冷熱用ポンプ31のガス噛みによる能力低下を抑制できるため、冷熱用ポンプ31を早期に駆動でき(冷熱用ポンプ駆動ステップS104)、冷熱用ポンプ31の能力を早期から発揮させることができる。これにより、冷熱回収システム1を定常運転に早期に移行できる。
In addition, according to the above method, the gas-phase cold heat medium circulating in the cold
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11と、上述した冷熱回収サイクル3と、上述した第1の気液分離器5と、上述したポンプバイパスライン6と、送風手段7と、を備える。
As shown in FIG. 1, the cold
上記の構成によれば、送風手段7により、第1の気液分離器5で分離した気相の冷熱用熱媒体を、ポンプバイパスライン6を介して第1の熱交換器11に送ることで、冷熱回収サイクル3において気相の冷熱用熱媒体を循環させることができる。気相の冷熱用熱媒体は、液相の冷熱用熱媒体に比べて第1の熱交換器11における閉塞を生じ難いため、冷熱回収システム1の起動時における第1の熱交換器11の閉塞を抑制できる。
According to the above configuration, the gas-phase cold heat medium separated in the first gas-liquid separator 5 is sent to the
また、上記の構成によれば、冷熱回収システム1の起動時に冷熱回収サイクル3を循環する気相の冷熱用熱媒体を、第1の熱交換器11において液化ガスにより冷却し、凝縮させることで、第1の気液分離器5や冷熱用ポンプ31などの冷熱回収サイクル3における第1の熱交換器11よりも下流側において、液相の冷熱用熱媒体の占める割合を早期に増やすことができる。冷熱用ポンプ31における液相の冷熱用熱媒体の占める割合を増やすことで、冷熱用ポンプ31のガス噛みによる能力低下を抑制できるため、冷熱用ポンプ31の能力を早期から発揮させることができる。これにより、冷熱回収システム1を定常運転に早期に移行できる。
In addition, according to the above configuration, the gas-phase cold heat medium circulating through the cold
(ポンプバイパスラインの接続位置の具体例1)
幾つかの実施形態では、図1に示されるように、上述したポンプバイパスライン6は、冷熱回収サイクル3における第2の熱交換器14よりも上流側に接続されている。この場合には、冷熱用ポンプ31を駆動させ、冷熱用ポンプ31の下流側に液相の冷熱用熱媒体を送りこんでも、第2の熱交換器14において液相の冷熱用熱媒体が気化するため、第2の熱交換器14よりも下流側では、冷熱用ポンプ31を駆動させる前と同様に気相の冷熱用熱媒体が流れる。このため、冷熱回収システム1の起動時から定常運転に至るまでの期間において、第2の熱交換器14よりも下流側且つ第1の熱交換器11よりも上流側を流れる冷熱用熱媒体の過渡的な変化を抑制できる。
(Specific example 1 of pump bypass line connection position)
In some embodiments, as shown in Fig. 1, the above-mentioned
また、上記の構成によれば、冷熱用ポンプ31を駆動させた後も、第2の熱交換器14よりも下流側且つ第1の熱交換器11よりも上流側では気相の冷熱用熱媒体が流れるため、送風手段7を急停止させる必要がなく、冷熱回収サイクル3を緩やかに定常運転に移行させることが可能である。よって、上記の構成によれば、冷熱回収システム1の起動時から定常運転に至るまでの期間における信頼性を向上させることができる。
In addition, with the above configuration, even after the
(ポンプバイパスラインの接続位置の具体例2)
図4は、本開示の第2の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4に示されるように、上述したポンプバイパスライン6は、冷熱回収サイクル3における第2の熱交換器14よりも下流側、且つ冷熱用タービン32よりも上流側に接続されている。
(Specific example 2 of pump bypass line connection position)
4 is a schematic diagram showing a configuration of a ship or a floating body equipped with a cold energy recovery system according to a second embodiment of the present disclosure. In some embodiments, as shown in FIG. 4, the above-mentioned
図4に示される実施形態では、ポンプバイパスライン6の他方側(下流端)62は、第2の上段接続ライン34Aの分岐部P2よりも上流側の接続位置P5に接続されている。図4に示される実施形態では、上述した送風ステップS102において、送風機7Aにより第1の気液分離器5から抜き出された気相の冷熱用熱媒体は、ポンプバイパスライン6、第2の上段接続ライン34Aの接続位置P5と分岐部P2との間、タービンバイパスライン37および第2の下段接続ライン34Bの合流部P3よりも下流側を通った後に、第1の冷熱側流路112(第1の熱交換器11)に送られる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the other side (downstream end) 62 of the
上記の構成によれば、ポンプバイパスライン6は、冷熱回収サイクル3における第2の熱交換器14よりも下流側、且つ冷熱用タービン32よりも上流側に接続されている。この場合には、冷熱用ポンプ31を駆動させ、冷熱用ポンプ31の下流側に液相の冷熱用熱媒体を送りこんでも、第2の熱交換器14において液相の冷熱用熱媒体が気化するため、第2の熱交換器14よりも下流側では、冷熱用ポンプ31を駆動させる前と同様に気相の冷熱用熱媒体が流れる。このため、ポンプバイパスライン6が冷熱回収サイクル3における第2の熱交換器14よりも上流側に接続されている場合に比べて、ポンプバイパスライン6への液相の冷熱用熱媒体の流入を抑制できる。これにより、冷熱回収システム1の起動時から定常運転に至るまでの期間における、ポンプバイパスライン6を流れる冷熱用熱媒体の相を安定化させ、ポンプバイパスライン6を流れる冷熱用熱媒体の体積変化を抑制できるため、冷熱回収システム1を緩やかに定常運転に移行させることが可能である。また、上記の構成によれば、ポンプバイパスライン6に設けられる制御機器(例えば、バルブ)や計測機器が単相仕様(気相仕様)のものでよいため、冷熱回収システム1における機器のコスト削減が図れる。
According to the above configuration, the
幾つかの実施形態では、図4に示されるように、上述したポンプバイパスライン6は、冷熱回収サイクル3における第2の熱交換器14よりも下流側、且つ冷熱用タービン32よりも上流側に接続されている。上述した冷熱回収システム1は、ポンプバイパスライン6に設けられ、第1の気液分離器5から冷熱回収サイクル3へ向かう流れのみを許容するように構成された逆止弁63をさらに備える。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, the
逆止弁63は、ポンプバイパスライン6の一方側61から他方側62に冷熱用熱媒体を流すことができるが、ポンプバイパスライン6の他方側62から一方側61に冷熱用熱媒体が流れようとすると閉弁するように構成されている。
The
上記の構成によれば、逆止弁63により、第2の熱交換器14において昇温された気相の冷熱用熱媒体が、ポンプバイパスライン6を逆流して第1の気液分離器5に流入することを抑制できる。この場合には、ポンプバイパスライン6を逆流した気相の冷熱用熱媒体により、第1の気液分離器5の冷却が遅延することを抑制できるため、冷熱回収システム1を定常運転に早期に移行できる。
According to the above configuration, the
幾つかの実施形態では、図1、図4に示されるように、上述した冷熱回収サイクル3は、上述した第2の接続ライン(メインライン)34と、上述したタービンバイパスライン37と、を含み、上述した送風機7Aは、タービンバイパスライン37に設けられている。
In some embodiments, as shown in Figures 1 and 4, the cold
上記の構成によれば、タービンバイパスライン37に設けられた送風手段7により、第1の気液分離器5で分離した気相の冷熱用熱媒体を、タービンバイパスライン37を経由させて(冷熱用タービン32を迂回させて)第1の熱交換器11に送ることができる。これにより、冷熱用タービン32における圧力損失を抑制できるため、冷熱回収システム1の起動時に送風手段7の性能を効果的に発揮させることができる。また、上記の構成によれば、冷熱用タービン32の駆動時において、冷熱用熱媒体をタービンバイパスライン37を経由させずに第1の熱交換器11に送ることができる。これにより、送風機7Aにおける圧力損失を抑制できるため、冷熱回収システム1の定常運転時に冷熱用タービン32の性能を効果的に発揮させることができる。
According to the above configuration, the blower means 7 provided in the
(第2の気液分離器)
図5は、本開示の第3の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5に示されるように、上述したポンプバイパスライン6は、冷熱回収サイクル3における第2の熱交換器14よりも下流側、且つ冷熱用タービン32よりも上流側に接続されている。上述した冷熱回収サイクル3は、上述した第2の接続ライン(メインライン)34と、上述したタービンバイパスライン37と、を含み、上述した送風機7Aは、タービンバイパスライン37に設けられている。上述した冷熱回収システム1は、冷熱用熱媒体を気相と液相とに分離するように構成された第2の気液分離器8をさらに備える。第2の気液分離器8は、第2の接続ライン34における上記接続位置P5から上記分岐部P2までの間、又はタービンバイパスライン37の送風手段7よりも上流側、の何れかに設けられている。
(Second Gas-Liquid Separator)
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a ship or a floating body equipped with a cold energy recovery system according to a third embodiment of the present disclosure.
In some embodiments, as shown in Fig. 5, the
図5に示される実施形態では、第2の気液分離器8は、第2の上段接続ライン34Aにおける分岐部P2よりも上流側に設けられている。第2の気液分離器8は、ポンプバイパスライン6や第2の熱交換器14から送られた冷熱用熱媒体が導入される内部空間81を内部に画定するように構成された本体部82と、第2の熱交換器14から内部空間81に冷熱用熱媒体を導入するための第1の導入口83と、ポンプバイパスライン6から内部空間81に冷熱用熱媒体を導入するための第2の導入口84と、内部空間81から気相の冷熱用熱媒体を第2の気液分離器8の外部に吐出するための気相吐出口85と、を含む。
In the embodiment shown in FIG. 5, the second gas-liquid separator 8 is provided upstream of the branch point P2 in the second
内部空間81は、液相の冷熱用熱媒体が貯留される下方側貯留空間81Bと、下方側貯留空間81Bよりも上方に、下方側貯留空間81Bに連通して設けられた気相の冷熱用熱媒体が貯留される上方側貯留空間81Aと、を含む。第1の導入口83、第2の導入口84および気相吐出口85の夫々は、上方側貯留空間81Aに連通している。
The
第2の熱交換器14にて加熱された冷熱用熱媒体は、第2の上段接続ライン34Aの第2の気液分離器8よりも上流側の部分を通じて第2の気液分離器8に導かれる。ポンプバイパスライン6の他方側(下流端)62は、第2の導入口84に接続されている。第1の気液分離器5に貯留される気相の冷熱用熱媒体は、ポンプバイパスライン6を通じて第2の気液分離器8に導かれる。第1の導入口83や第2の導入口84から内部空間81に流入した気相の冷熱用熱媒体は、内部空間81において液相が分離される。第2の上段接続ライン34Aの第2の気液分離器8よりも下流側には、第2の気液分離器8において液相が分離された気相の冷熱用熱媒体が流れる。
The cold heat medium heated in the
冷熱回収システム1の起動時(具体的には、第2期間T2)に冷熱回収サイクル3を循環する冷熱用熱媒体を気相から液相に変更するときなどにおいて、冷熱用熱媒体の液分が突発的にタービンバイパスライン37に流入すると、送風機7Aの故障を招く虞がある。上記の構成によれば、第2の気液分離器8により、冷熱用熱媒体を気相と液相とに分離することで、タービンバイパスライン37に冷熱用熱媒体の液分が流入して送風機7Aが故障することを抑制できるため、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。
When the cold
なお、第2の気液分離器8は、下方側貯留空間81Bに貯留された液相の冷熱用熱媒体を第2の気液分離器8の外部に排出するように構成されていてもよい。図5に示されるように、第2の気液分離器8は、下方側貯留空間81Bに貯留された液相の冷熱用熱媒体を第1の気液分離器5の内部空間51に送るための液送出ライン86を含んでいてもよい。液送出ライン86は、下方側貯留空間81Bと内部空間51とを繋ぐ流路を含む。
The second gas-liquid separator 8 may be configured to discharge the liquid-phase cold heat medium stored in the
(ポンプバイパスラインの接続位置の具体例3)
図6は、本開示の第4の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6に示されるように、上述したポンプバイパスライン6は、冷熱回収サイクル3における冷熱用タービン32よりも下流側に接続されている。送風機7B(送風手段7)は、ポンプバイパスライン6に設けられている。
(Specific example 3 of pump bypass line connection position)
Fig. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a ship or a floating body equipped with a cold energy recovery system according to a fourth embodiment of the present disclosure. In some embodiments, as shown in Fig. 6, the above-mentioned
図6に示される実施形態では、ポンプバイパスライン6の他方側(下流端)62は、第2の下段接続ライン34Bの接続位置P6に接続されている。図6に示されるように、タービンバイパスライン37は、合流部P7においてポンプバイパスライン6に合流し、合流部P7から接続位置P6までのライン37Aをポンプバイパスライン6と共有していてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 6, the other side (downstream end) 62 of the
図示される実施形態では、送風手段7は、ポンプバイパスライン6の合流部P7よりも上流側に設けられた送風機7Bを含む。送風機7Bは、ポンプバイパスライン6の下流側に気相の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、送風機7Bは、上述した送風機7Aと同様に、回転シャフト71と、回転シャフト71に取り付けられた動翼72と、動翼72を回転可能に収容するケーシング73と、動翼72を回転させる駆動力を動翼72に供給するように構成された電動機74と、を含む。
In the illustrated embodiment, the blower 7 includes a blower 7B provided upstream of the junction P7 of the
動翼72は、ポンプバイパスライン6の合流部P7よりも上流側に配置されている。ケーシング73には、気相の冷熱用熱媒体をケーシング73の内部に導入するための導入口731と、動翼72を通過した気相の冷熱用熱媒体をケーシング73の外部に吐出するための吐出口732と、が形成されている。電動機74は、回転シャフト71に機械的に接続されている。動翼72は、電動機74が発生させた駆動力が回転シャフト71を介して伝達されることで、回転するようになっている。
The
ポンプバイパスライン6は、第1の気液分離器5の気相吐出口55と送風機7Bの導入口731とを繋ぐ第1のポンプバイパスライン6Aと、送風機7Bの吐出口732と第2の下段接続ライン34Bの接続位置P6とを繋ぐ第2のポンプバイパスライン6Bと、を含む。
The
図6に示される実施形態では、上述した送風ステップS102において、送風機7Bを駆動させることで、第1の気液分離器5からポンプバイパスライン6に気相の冷熱用熱媒体が抜き出される。送風機7Bにより抜き出された気相の冷熱用熱媒体は、送風機7Bにより、ポンプバイパスライン6および第2の下段接続ライン34Bの接続位置P6よりも下流側を通った後に、第1の冷熱側流路112(第1の熱交換器11)に送られる。第1の冷熱側流路112に送られた冷熱用熱媒体は、第1の上段接続ライン33Aを通った後に、第1の気液分離器5に送られる。
In the embodiment shown in FIG. 6, in the above-mentioned blowing step S102, the blower 7B is driven to extract the gas-phase cold heat medium from the first gas-liquid separator 5 to the
冷熱回収サイクル3を循環する冷熱用熱媒体を気相から液相に変更するときなどにおいて、送風手段7に導入される気相の冷熱用熱媒体の圧力が急激に高まり、送風手段7の作動点の急激変動することで、送風手段7が損傷する虞がある。上記の構成によれば、ポンプバイパスライン6を冷熱用タービン32よりも下流側に接続することで、第2の熱交換器14を通過した冷熱用熱媒体がポンプバイパスライン6に直接的に流入することを抑制できる。これにより、ポンプバイパスライン6に設けられた送風機7B(送風手段7)の作動点の急激変動を抑制できるため、送風機7Bの損傷リスクを低減できる。また、送風機7Bに要求される耐圧性能を低減できるため、送風機7Bのコスト削減が図れる。
When the cold heat medium circulating in the cold
幾つかの実施形態では、図6に示されるように、上述したポンプバイパスライン6は、冷熱回収サイクル3における冷熱用タービン32よりも下流側に接続されている。送風機7Bは、ポンプバイパスライン6に設けられている。上述した冷熱回収システム1は、ポンプバイパスライン6の送風手段7の下流側と上流側とを送風機7Bを迂回して繋ぐ還流ライン64をさらに備える。還流ライン64の一方側が第2のポンプバイパスライン6Bの分岐部P8に接続され、還流ライン64の他方側が第1のポンプバイパスライン6Aの合流部P9に接続されている。
In some embodiments, as shown in FIG. 6, the above-mentioned
上記の構成によれば、送風機7Bを停止させたときに、冷熱用熱媒体がポンプバイパスライン6を逆流することがある。冷熱用熱媒体がポンプバイパスライン6を逆流したときに、還流ライン64は、送風機7Bが設けられたラインよりも圧力損失が小さいため、還流ライン64を経由させることができる。逆流した冷熱用熱媒体の送風機7Bへの流入を抑制することで、送風機7Bの定常運転を長期間に亘り維持できるため、送風機7Bのサージングによる損傷を抑制できる。これにより、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 above configuration, when the blower 7B is stopped, the cold heat medium may flow back through the
(減圧弁)
幾つかの実施形態では、図6に示されるように、第2のポンプバイパスライン6Bの分岐部P8よりも下流側に設けられた減圧弁65をさらに備えていてもよい。図6に示される実施形態では、減圧弁65は、第2のポンプバイパスライン6Bにおける合流部P7との接続位置よりも上流側に設けられている。上記の構成によれば、減圧弁65により、第2の熱交換器14を通過した高圧の冷熱用熱媒体が、第2のポンプバイパスライン6Bの減圧弁65よりも上流側に流入することを抑制できる。これにより、送風機7B(送風手段7)の作動点の急激変動を効果的に抑制できるため、送風機7Bの損傷リスクを効果的に低減できる。また、送風機7Bに要求される耐圧性能を低減できるため、送風機7Bのコスト削減が図れる。
(Pressure reducing valve)
In some embodiments, as shown in FIG. 6, the
(ポンプバイパスラインの接続位置の具体例3)
図7は、本開示の第5の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7に示されるように、上述したポンプバイパスライン6は、第1の気液分離器5から冷熱回収サイクル3における冷熱用タービン32よりも下流側の第1接続位置P10に接続された第1ライン6Cと、冷熱回収サイクル3において、第1接続位置P10から冷熱用タービン32よりも上流側の分岐位置P11に至る第2ライン6Dと、分岐位置P11から、冷熱用タービン32を迂回して、冷熱回収サイクル3における第1接続位置P10よりも下流側の第2接続位置P12に接続された第3ライン6Eと、含む。第2ライン6Dに設けられた冷熱用タービン32は、逆回転することで送風手段7として機能するように構成されている。
(Specific example 3 of pump bypass line connection position)
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration of a ship or a floating body equipped with a cold energy recovery system according to a fifth embodiment of the present disclosure.
7, the
図示される実施形態では、冷熱用の発電機326は、タービン翼322が回転方向における一方側に回転(正回転)したときに、タービン翼322の回転力を電力に変換するように構成されている。また、冷熱用の発電機326は、インバータモータとしての機能を有し、電力が供給されたときに、タービン翼322を回転方向における他方側(上記一方側とは反対方向)に回転(逆回転)させる回転力を発生させるように構成されている。
In the illustrated embodiment, the
上述した冷熱回収システム1の起動方法100において、冷熱用タービン32は、送風ステップS102の開始から送風手段停止ステップS106までに亘り送風手段7として機能する。冷熱用タービン32が逆回転することで、ポンプバイパスライン6の下流側に気相の冷熱用熱媒体を送ることができる。
In the above-described
図示される実施形態では、第1ライン6Cの一方側(上流端)61が第1の気液分離器5の気相吐出口55に接続され、第3ライン6Eの一方側(下流端)62が第2の下段接続ライン34Bの合流部P3(第2接続位置P12)に接続されている。第1ライン6Cの他方側(下流端)は、第2の下段接続ライン34Bの合流部P3よりも上流側の第1接続位置P10に接続されている。第2ライン6Dは、第2の上段接続ライン34Aの分岐部P2(P11)よりも下流側の部分および第2の下段接続ライン34Bの合流部P3(P10)よりも上流側の部分と共有ラインになっている。第3ライン6Eは、タービンバイパスライン37は、と共有ラインになっている。
In the illustrated embodiment, one side (upstream end) 61 of the
図7に示されるように、上述した冷熱回収システム1は、第2の下段接続ライン34Bの合流部P3(P10)と第2接続位置P12との間に設けられた第1の開閉弁91と、第2の上段接続ライン34Aの分岐部P2(P11)よりも上流側に設けられた第2の開閉弁92と、をさらに備えていてもよい。
As shown in FIG. 7, the above-mentioned cold
上述した送風ステップS102において、第1の開閉弁91および第2の開閉弁92を全閉とした状態で、逆回転する冷熱用タービン32により送風することで、第1の気液分離器5から抜き出された気相の冷熱用熱媒体は、第1ライン6C、第2ライン6D、第3ライン6Eおよび第2の下段接続ライン34Bの合流部P3よりも下流側を通った後に、第1の冷熱側流路112(第1の熱交換器11)に送られる。
In the above-mentioned air blowing step S102, the first on-off
上記の構成によれば、冷熱用タービン32を送風手段7として機能させることで、ポンプバイパスライン6を介して、気相の冷熱用熱媒体を送るための専用の送風手段が不要となるので、冷熱回収システム1における機器のコスト削減が図れる。
According to the above configuration, by making the
幾つかの実施形態では、図1、図4~図7に示されるように、上述したガスの供給先22は、船舶2A又は浮体2Bの主機エンジン22Aを含む。主機エンジン22Aは、供給される気化ガスのエネルギーにより、プロペラなどの不図示の推進器を駆動させる駆動力(推進力)を発生させるように構成されている。上述した気化ガス供給ライン13は、第1の熱交換器11で気化された液化ガスを船舶2A又は浮体2Bの主機エンジン22Aに供給するための燃料供給ライン13Aを含む。
In some embodiments, as shown in Figures 1 and 4 to 7, the gas supply destination 22 described above includes a main engine 22A of a
上述した冷熱回収システム1は、燃料供給ライン13Aから分岐し、第1の熱交換器11で気化された液化ガス(気化ガス)を主機エンジン22Aとは異なる供給先に供給するための分岐ライン24と、分岐ライン24に接続された主機エンジン22Aとは別体から構成されたガス燃焼装置23と、をさらに備える。分岐ライン24は、その一方側(上流端)が燃料供給ライン13Aの分岐部25に接続され、その他方側(下流端)がガス燃焼装置23のガス入口に接続されている。ガス燃焼装置23は、供給されたガスを燃焼させるように構成されている。
The above-mentioned cold
上述した冷熱回収システム1は、燃料供給ライン13Aの分岐部25よりも下流側に設けられた第3の開閉弁26と、分岐ライン24に設けられた第4の開閉弁27と、をさらに備えていてもよい。冷熱回収システム1の起動時には、第3の開閉弁26が全閉であり、第4の開閉弁27が開いている。このため、第1の熱交換器11から送られたガスは、ガス燃焼装置23に送られる。送風手段停止ステップS106を実行後、冷熱回収サイクル3を循環する冷熱用熱媒体の流量を確保できたときに、第4の開閉弁27を全閉とし、第3の開閉弁26を開くことが行われる。これにより、第1の熱交換器11から送られたガスが主機エンジン22Aに送られる。
The above-mentioned cold
冷熱回収システム1の起動時は、冷熱回収サイクル3を循環する冷熱用熱媒体の流量が小さいので、液化ガスが十分に気化しないまま主機エンジン22Aに供給され、主機エンジン22Aの故障や作動不良を招く虞がある。上記の構成によれば、冷熱回収システム1の起動時に、気化ガスや液化ガスを、分岐ライン24を介してガス燃焼装置23に導いて、ガス燃焼装置23で燃焼させることができる。これにより、液化ガスが十分に気化しないまま主機エンジン22Aに供給されるのを抑制できるため、主機エンジン22Aの故障や作動不良を抑制できる。
When the cold
(制御装置)
図8は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムの制御装置を説明するための説明図である。幾つかの実施形態では、冷熱回収システム1は、図8に示されるように、第1の気液分離器5の内部の冷熱用熱媒体の液位WLを取得可能に構成された液位取得装置(図示例では、液位センサ)93と、液位取得装置93により取得される液位WLが閾値THを超えたときに、冷熱用ポンプ31を駆動させる冷熱用ポンプ制御装置94と、をさらに備える。上述した冷熱回収システム1の起動方法100は、第1の気液分離器5の内部に貯留された液相の冷熱用熱媒体の液位WLを取得する液位取得ステップS109をさらに備え、液位取得ステップS109で取得される液位WLが閾値THを超えたときに、冷熱用ポンプ駆動ステップS104が行われる。
(Control device)
8 is an explanatory diagram for explaining a control device of a cold heat recovery system according to an embodiment of the present disclosure. In some embodiments, the cold
図示される実施形態では、冷熱用ポンプ制御装置94は、冷熱回収システム1が備えるポンプの運転制御や冷熱回収システム1が備える弁の開度制御を行うように構成された制御装置9に搭載されている。冷熱回収システム1が備えるポンプ(冷熱用ポンプ31など)は、制御装置9の運転指示に応じて駆動や停止を行うように構成されている。冷熱回収システム1が備える弁(第1の流量調整弁36など)は、制御装置9の開度指示に応じてその開度を調整可能に構成されている。冷熱回収システム1は、制御装置9を備える。なお、起動方法100における幾つかのステップは、制御装置9により行われてもよい。また、起動方法100における幾つかのステップは、制御装置9以外の装置や機器を用いてもよいし、手動により行うようにしてもよい。
In the illustrated embodiment, the cold heat
制御装置9は、冷熱回収システム1を制御するための電子制御ユニットである。制御装置9は、図示しないCPU(プロセッサ)や、ROMやRAMといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置、I/Oインターフェース、通信インターフェースなどからなるマイクロコンピュータとして構成されている。制御装置9は、例えば上記メモリの主記憶装置にロードされたプログラムの命令に従ってCPUが動作(例えばデータの演算など)することで、冷熱用ポンプ制御装置94における制御を実現してもよい。
The
上記の構成や方法によれば、第1の気液分離器5の内部に貯留された液相の冷熱用熱媒体の液位WLが閾値THを超える場合には、冷熱用ポンプ31における液相の冷熱用熱媒体の占める割合が十分に大きくなっている。上記液位WLを判定基準とすることで、冷熱用ポンプ31のガス噛みによる能力低下を効果的に抑制できる。
According to the above configuration and method, when the liquid level WL of the liquid-phase cold heat medium stored inside the first gas-liquid separator 5 exceeds the threshold value TH, the proportion of the liquid-phase cold heat medium in the
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(21)を有する船舶(2A)又は浮体(2B)に設置される冷熱回収システム(1)であって、
前記液化ガス貯留装置(21)から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第1の熱交換器(11)と、
前記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(3)であって、前記第1の熱交換器(21)よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプ(31)を少なくとも含む冷熱回収サイクル(3)と、
前記冷熱回収サイクル(3)における前記第1の熱交換器(11)と前記冷熱用ポンプ(31)との間に設けられ、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離するように構成された第1の気液分離器(5)と、
前記第1の気液分離器(5)から前記気相の冷熱用熱媒体を抜き出して前記冷熱回収サイクル(3)における前記冷熱用ポンプ(31)よりも下流側且つ前記第1の熱交換器(11)よりも上流側に導くためのポンプバイパスライン(6)と、
前記ポンプバイパスライン(6)を介して前記気相の冷熱用熱媒体を前記第1の熱交換器(11)に送るための送風手段(7)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 (2A) or a floating body (2B) having a liquefied gas storage device (21) configured to store liquefied gas,
A first heat exchanger (11) configured to transfer cold energy from the liquefied gas extracted from the liquefied gas storage device (21) to a cold heat medium;
A cold heat recovery cycle (3) configured to circulate the cold heat medium, the cold heat recovery cycle (3) including at least a cold heat pump (31) for feeding the cold heat medium, the cold heat recovery cycle (3) being provided downstream of the first heat exchanger (21);
a first gas-liquid separator (5) provided between the first heat exchanger (11) and the cold heat pump (31) in the cold heat recovery cycle (3) and configured to separate the cold heat medium into a gas phase cold heat medium and a liquid phase cold heat medium;
a pump bypass line (6) for extracting the gas-phase cold heat medium from the first gas-liquid separator (5) and guiding the gas-phase cold heat medium to a downstream side of the cold heat pump (31) and an upstream side of the first heat exchanger (11) in the cold heat recovery cycle (3);
and a blowing means (7) for sending the gas-phase cold heat transfer medium to the first heat exchanger (11) through the pump bypass line (6).
上記1)の構成によれば、送風手段(7)により、第1の気液分離器(5)で分離した気相の冷熱用熱媒体を、ポンプバイパスライン(6)を介して第1の熱交換器(11)に送ることで、冷熱回収サイクル(3)において気相の冷熱用熱媒体を循環させることができる。気相の冷熱用熱媒体は、液相の冷熱用熱媒体に比べて第1の熱交換器(11)における閉塞を生じ難いため、冷熱回収システム(1)の起動時における第1の熱交換器(11)の閉塞を抑制できる。 According to the configuration of 1) above, the gas-phase cold heat medium separated in the first gas-liquid separator (5) is sent to the first heat exchanger (11) via the pump bypass line (6) by the air blowing means (7), so that the gas-phase cold heat medium can be circulated in the cold heat recovery cycle (3). Since the gas-phase cold heat medium is less likely to cause blockage in the first heat exchanger (11) than the liquid-phase cold heat medium, blockage of the first heat exchanger (11) can be suppressed when the cold heat recovery system (1) is started up.
また、上記1)の構成によれば、冷熱回収システム(1)の起動時に冷熱回収サイクル(3)を循環する気相の冷熱用熱媒体を、第1の熱交換器(11)において液化ガスにより冷却し、凝縮させることで、気液分離器や冷熱用ポンプなどの冷熱回収サイクル(3)における第1の熱交換器(11)よりも下流側において、液相の冷熱用熱媒体の占める割合を早期に増やすことができる。冷熱用ポンプにおける液相の冷熱用熱媒体の占める割合を増やすことで、冷熱用ポンプ(31)のガス噛みによる能力低下を抑制できるため、冷熱用ポンプ(31)の能力を早期から発揮させることができる。これにより、冷熱回収システムを定常運転に早期に移行できる。 In addition, according to the configuration of 1) above, when the cold heat recovery system (1) is started, the gas-phase cold heat medium circulating in the cold heat recovery cycle (3) is cooled and condensed by liquefied gas in the first heat exchanger (11), so that the proportion of the liquid-phase cold heat medium can be increased early on downstream of the first heat exchanger (11) in the cold heat recovery cycle (3), such as the gas-liquid separator and the cold heat pump. By increasing the proportion of the liquid-phase cold heat medium in the cold heat pump, the performance decrease due to gas entrapment in the cold heat pump (31) can be suppressed, so that the performance of the cold heat pump (31) can be exerted early on. This allows the cold heat recovery system to transition to steady-state operation early on.
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、
前記冷熱回収サイクル(3)は、前記第1の熱交換器(11)よりも上流側に設けられた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(32)をさらに含み、
前記冷熱回収システム(1)は、前記冷熱回収サイクル(3)における前記冷熱用ポンプ(31)よりも下流側且つ前記冷熱用タービン(32)よりも上流側を流れる前記冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達するように構成された第2の熱交換器(14)をさらに備え、
前記ポンプバイパスライン(6)は、前記冷熱回収サイクル(3)における前記第2の熱交換器(14)よりも上流側に接続された。
2) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) described in 1) above,
The cold heat recovery cycle (3) further includes a cold heat turbine (32) configured to be driven by the cold heat medium provided upstream of the first heat exchanger (11),
The cold heat recovery system (1) further includes a second heat exchanger (14) configured to transfer thermal energy from a heat medium to the cold heat medium flowing downstream of the cold heat pump (31) and upstream of the cold heat turbine (32) in the cold heat recovery cycle (3);
The pump bypass line (6) is connected upstream of the second heat exchanger (14) in the cold heat recovery cycle (3).
上記2)の構成によれば、ポンプバイパスライン(6)は、冷熱回収サイクル(3)における第2の熱交換器(14)よりも上流側に接続されている。この場合には、冷熱用ポンプ(31)を駆動させ、冷熱用ポンプ(31)の下流側に液相の冷熱用熱媒体を送りこんでも、第2の熱交換器(14)において液相の冷熱用熱媒体が気化するため、第2の熱交換器(14)よりも下流側では、冷熱用ポンプ(31)を駆動させる前と同様に気相の冷熱用熱媒体が流れる。このため、冷熱回収システム(1)の起動時から定常運転に至るまでの期間において、第2の熱交換器(14)よりも下流側且つ第1の熱交換器(11)よりも上流側を流れる冷熱用熱媒体の過渡的な変化を抑制できる。また、冷熱用ポンプ(31)を駆動させた後も、第2の熱交換器(14)よりも下流側且つ第1の熱交換器(11)よりも上流側では気相の冷熱用熱媒体が流れるため、送風手段(7)を急停止させる必要がなく、冷熱回収サイクル(3)を緩やかに定常運転に移行させることが可能である。よって、上記2)の構成によれば、冷熱回収システム(1)の起動時から定常運転に至るまでの期間における信頼性を向上させることができる。 According to the configuration of 2), the pump bypass line (6) is connected upstream of the second heat exchanger (14) in the cold heat recovery cycle (3). In this case, even if the cold heat pump (31) is driven and the liquid phase cold heat medium is fed downstream of the cold heat pump (31), the liquid phase cold heat medium is vaporized in the second heat exchanger (14), so that the gas phase cold heat medium flows downstream of the second heat exchanger (14) in the same manner as before the cold heat pump (31) is driven. Therefore, during the period from the start of the cold heat recovery system (1) to the steady operation, the transient change of the cold heat medium flowing downstream of the second heat exchanger (14) and upstream of the first heat exchanger (11) can be suppressed. In addition, even after the cold heat pump (31) is driven, the gas-phase cold heat medium flows downstream of the second heat exchanger (14) and upstream of the first heat exchanger (11), so there is no need to suddenly stop the blower means (7), and the cold heat recovery cycle (3) can be gradually shifted to steady operation. Therefore, according to the configuration of 2) above, the reliability of the cold heat recovery system (1) can be improved during the period from startup to steady operation.
3)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、
前記冷熱回収サイクル(3)は、前記第1の熱交換器(11)よりも上流側に設けられた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(32)をさらに含み、
前記冷熱回収システム(1)は、前記冷熱回収サイクル(3)における前記冷熱用ポンプ(31)よりも下流側且つ前記冷熱用タービン(32)よりも上流側を流れる前記冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達するように構成された第2の熱交換器(14)をさらに備え、
前記ポンプバイパスライン(6)は、前記冷熱回収サイクル(3)における前記第2の熱交換器(14)よりも下流側、且つ前記冷熱用タービン(32)よりも上流側に接続された。
3) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) described in 1) above,
The cold heat recovery cycle (3) further includes a cold heat turbine (32) configured to be driven by the cold heat medium provided upstream of the first heat exchanger (11),
The cold heat recovery system (1) further includes a second heat exchanger (14) configured to transfer thermal energy from a heat medium to the cold heat medium flowing downstream of the cold heat pump (31) and upstream of the cold heat turbine (32) in the cold heat recovery cycle (3);
The pump bypass line (6) is connected downstream of the second heat exchanger (14) and upstream of the cold energy turbine (32) in the cold energy recovery cycle (3).
上記3)の構成によれば、ポンプバイパスライン(6)は、冷熱回収サイクル(3)における第2の熱交換器(14)よりも下流側、且つ冷熱用タービン(32)よりも上流側に接続されている。この場合には、冷熱用ポンプ(31)を駆動させ、冷熱用ポンプ(31)の下流側に液相の冷熱用熱媒体を送りこんでも、第2の熱交換器(14)において液相の冷熱用熱媒体が気化するため、第2の熱交換器(14)よりも下流側では、冷熱用ポンプ(31)を駆動させる前と同様に気相の冷熱用熱媒体が流れる。このため、ポンプバイパスライン(6)が冷熱回収サイクル(3)における第2の熱交換器(14)よりも上流側に接続されている場合に比べて、ポンプバイパスライン(6)への液相の冷熱用熱媒体の流入を抑制できる。これにより、冷熱回収システム(1)の起動時から定常運転に至るまでの期間における、ポンプバイパスライン(6)を流れる冷熱用熱媒体の相を安定化させ、ポンプバイパスライン(6)を流れる冷熱用熱媒体の体積変化を抑制できるため、冷熱回収システム(1)を緩やかに定常運転に移行させることが可能である。また、上記3)の構成によれば、ポンプバイパスライン(6)に設けられる制御機器(例えば、バルブ)や計測機器が単相仕様(気相仕様)のものでよいため、冷熱回収システム(1)における機器のコスト削減が図れる。 According to the configuration of 3), the pump bypass line (6) is connected downstream of the second heat exchanger (14) and upstream of the cold heat turbine (32) in the cold heat recovery cycle (3). In this case, even if the cold heat pump (31) is driven and the liquid phase cold heat medium is sent downstream of the cold heat pump (31), the liquid phase cold heat medium is vaporized in the second heat exchanger (14), so that the gas phase cold heat medium flows downstream of the second heat exchanger (14) in the same manner as before the cold heat pump (31) is driven. Therefore, the inflow of the liquid phase cold heat medium into the pump bypass line (6) can be suppressed compared to the case where the pump bypass line (6) is connected upstream of the second heat exchanger (14) in the cold heat recovery cycle (3). This stabilizes the phase of the cold heat medium flowing through the pump bypass line (6) during the period from startup to steady-state operation of the cold heat recovery system (1), and suppresses the volumetric change of the cold heat medium flowing through the pump bypass line (6), making it possible to gradually transition the cold heat recovery system (1) to steady-state operation. In addition, according to the configuration of 3) above, the control devices (e.g., valves) and measuring devices provided in the pump bypass line (6) can be of single-phase specification (gas-phase specification), which reduces the cost of the devices in the cold heat recovery system (1).
4)幾つかの実施形態では、上記3)に記載の冷熱回収システム(1)であって、
前記ポンプバイパスライン(6)に設けられ、前記第1の気液分離器(5)から前記冷熱回収サイクル(3)へ向かう流れのみを許容するように構成された逆止弁(63)をさらに備える。
4) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) according to 3) above,
The system further includes a check valve (63) provided in the pump bypass line (6) and configured to allow only a flow from the first gas-liquid separator (5) toward the cold heat recovery cycle (3).
上記4)の構成によれば、逆止弁(63)により、第2の熱交換器(14)において昇温された気相の冷熱用熱媒体が、ポンプバイパスライン(6)を逆流して第1の気液分離器(5)に流入することを抑制できる。この場合には、ポンプバイパスライン(6)を逆流した気相の冷熱用熱媒体により、第1の気液分離器(5)の冷却が遅延することを抑制できるため、冷熱回収システム(1)を定常運転に早期に移行できる。 According to the configuration of 4) above, the check valve (63) can prevent the gas-phase cold heat medium heated in the second heat exchanger (14) from flowing back through the pump bypass line (6) and into the first gas-liquid separator (5). In this case, the cooling of the first gas-liquid separator (5) can be prevented from being delayed by the gas-phase cold heat medium flowing back through the pump bypass line (6), so that the cold heat recovery system (1) can be quickly shifted to steady-state operation.
5)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(3)は、
前記第2の熱交換器(14)と前記第1の熱交換器(11)とを繋ぐとともに、前記第2の熱交換器(14)と前記第1の熱交換器(11)との間に前記冷熱用タービン(32)が設けられたメインライン(第2の接続ライン34)と、
前記メインライン(34)の前記冷熱用タービン(32)の上流側と下流側とを前記冷熱用タービン(32)を迂回して繋ぐタービンバイパスライン(37)と、を含み、
前記送風手段(7)は、前記タービンバイパスライン(37)に設けられた。
5) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) described in 2) above,
The cold heat recovery cycle (3) is
a main line (second connection line 34) that connects the second heat exchanger (14) and the first heat exchanger (11) and has the cold turbine (32) provided between the second heat exchanger (14) and the first heat exchanger (11);
a turbine bypass line (37) connecting the upstream side and downstream side of the cold-heat turbine (32) of the main line (34) by bypassing the cold-heat turbine (32),
The blowing means (7) was provided in the turbine bypass line (37).
上記5)の構成によれば、タービンバイパスライン(37)に設けられた送風手段(7)により、第1の気液分離器(5)で分離した気相の冷熱用熱媒体を、タービンバイパスライン(37)を経由させて第1の熱交換器(11)に送ることができる。これにより、冷熱用タービン32における圧力損失を抑制できるため、冷熱回収システム(1)の起動時に送風手段(7)の性能を効果的に発揮させることができる。
According to the configuration of 5) above, the blower means (7) provided in the turbine bypass line (37) can send the gas-phase cold heat medium separated in the first gas-liquid separator (5) to the first heat exchanger (11) via the turbine bypass line (37). This can suppress pressure loss in the
6)幾つかの実施形態では、上記3)又は上記4)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(3)は、
前記第2の熱交換器(14)と前記第1の熱交換器(11)とを繋ぐとともに、前記第2の熱交換器(14)と前記第1の熱交換器(11)との間に前記冷熱用タービン(32)が設けられたメインライン(第2の接続ライン34)と、
前記メインライン(34)の前記冷熱用タービン(32)の上流側と下流側とを前記冷熱用タービン(32)を迂回して繋ぐタービンバイパスライン(37)と、を含み、
前記送風手段(7)は、前記タービンバイパスライン(37)に設けられた。
6) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) described in 3) or 4) above,
The cold heat recovery cycle (3) is
a main line (second connection line 34) that connects the second heat exchanger (14) and the first heat exchanger (11) and has the cold turbine (32) provided between the second heat exchanger (14) and the first heat exchanger (11);
a turbine bypass line (37) connecting the upstream side and downstream side of the cold-heat turbine (32) of the main line (34) by bypassing the cold-heat turbine (32),
The blowing means (7) was provided in the turbine bypass line (37).
上記6)の構成によれば、タービンバイパスライン(37)に設けられた送風手段(7)により、第1の気液分離器(5)で分離した気相の冷熱用熱媒体を、タービンバイパスライン(37)を経由させて第1の熱交換器(11)に送ることができる。これにより、冷熱用タービン(32)における圧力損失を抑制できるため、冷熱回収システム(1)の起動時に送風手段(7)の性能を効果的に発揮させることができる。 According to the configuration of 6) above, the blower means (7) provided in the turbine bypass line (37) can send the gas-phase cold heat medium separated in the first gas-liquid separator (5) to the first heat exchanger (11) via the turbine bypass line (37). This can suppress pressure loss in the cold turbine (32), so that the performance of the blower means (7) can be effectively demonstrated when the cold heat recovery system (1) is started up.
7)幾つかの実施形態では、上記6)に記載の冷熱回収システム(1)であって、
前記メインライン(34)における前記ポンプバイパスライン(6)の接続位置(P5から前記タービンバイパスライン(37)の上流端との接続位置(分岐部P2)までの間、又は前記タービンバイパスライン(37)の前記送風手段(7)よりも上流側、の何れかに設けられ、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離するように構成された第2の気液分離器(8)をさらに備える。
7) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) according to 6) above,
The system further includes a second gas-liquid separator (8) that is provided either between a connection position (P5) of the pump bypass line (6) in the main line (34) and a connection position (branch portion P2) of the main line (34) with the upstream end of the turbine bypass line (37), or on the upstream side of the blowing means (7) of the turbine bypass line (37), and is configured to separate the cold-heat medium into a gas-phase cold-heat medium and a liquid-phase cold-heat medium.
冷熱回収サイクル(3)を循環する冷熱用熱媒体を気相から液相に変更するときなどにおいて、冷熱用熱媒体の液分が突発的にタービンバイパスライン(37)に流入すると、送風手段(7)の故障を招く虞がある。上記7)の構成によれば、第2の気液分離器(8)により、冷熱用熱媒体を気相と液相とに分離することで、タービンバイパスライン(37)に冷熱用熱媒体の液分が流入して送風手段(7)が故障することを抑制できるため、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。 When the cold heat medium circulating in the cold heat recovery cycle (3) is changed from gaseous to liquid phase, if the liquid of the cold heat medium suddenly flows into the turbine bypass line (37), it may cause a breakdown of the blower means (7). According to the configuration of 7) above, the second gas-liquid separator (8) separates the cold heat medium into gaseous and liquid phases, which prevents the liquid of the cold heat medium from flowing into the turbine bypass line (37) and causing a breakdown of the blower means (7), thereby improving the reliability of the cold heat recovery system (1).
8)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、
前記冷熱回収サイクル(3)は、前記第1の熱交換器(11)よりも上流側に設けられた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(32)をさらに含み、
前記ポンプバイパスライン(6)は、前記冷熱回収サイクル(3)における前記冷熱用タービン(32)よりも下流側に接続され、
前記送風手段(7)は、前記ポンプバイパスライン(6)に設けられた。
8) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) described in 1) above,
The cold heat recovery cycle (3) further includes a cold heat turbine (32) configured to be driven by the cold heat medium provided upstream of the first heat exchanger (11),
The pump bypass line (6) is connected downstream of the cold energy turbine (32) in the cold energy recovery cycle (3);
The blowing means (7) was provided in the pump bypass line (6).
冷熱回収サイクル3を循環する冷熱用熱媒体を気相から液相に変更するときなどにおいて、送風手段(7)に導入される気相の冷熱用熱媒体の圧力が急激に高まり、送風手段(7)の作動点の急激変動することで、送風手段(7)が損傷する虞がある。上記8)の構成によれば、ポンプバイパスライン(6)を冷熱用タービン(32)よりも下流側に接続することで、第2の熱交換器(14)を通過した冷熱用熱媒体がポンプバイパスライン(6)に直接的に流入することを抑制できる。これにより、ポンプバイパスライン(6)に設けられた送風手段(7)の作動点の急激変動を抑制できるため、送風手段(7)の損傷リスクを低減できる。また、送風手段(7)に要求される耐圧性能を低減できるため、送風手段(7)のコスト削減が図れる。
When the cold heat medium circulating in the cold
9)幾つかの実施形態では、上記8)に記載の冷熱回収システム(1)であって、
前記ポンプバイパスライン(6)の前記送風手段(7)の下流側と上流側とを前記送風手段(7)を迂回して繋ぐ還流ライン(64)をさらに備える。
9) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) according to 8) above,
The system further includes a return line (64) that connects the downstream side and upstream side of the blowing means (7) of the pump bypass line (6) in a manner that bypasses the blowing means (7).
上記9)の構成によれば、冷熱用熱媒体がポンプバイパスライン(6)を逆流したときに、還流ライン(64)は、送風手段(7)が設けられたラインよりも圧力損失が小さいため、還流ライン(64)を経由させることができる。逆流した冷熱用熱媒体の送風手段(7)への流入を抑制することで、送風手段(7)の定常運転を長期間に亘り維持できるため、送風手段(7)のサージングによる損傷を抑制できる。これにより、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 9) above, when the cold heat medium flows back through the pump bypass line (6), the return line (64) has a smaller pressure loss than the line in which the blowing means (7) is provided, so the cold heat medium can be routed through the return line (64). By preventing the backflow of the cold heat medium from flowing back into the blowing means (7), the steady operation of the blowing means (7) can be maintained for a long period of time, and damage caused by surging of the blowing means (7) can be prevented. This improves the reliability of the cold heat recovery system (1).
10)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、
前記冷熱回収サイクル(3)は、前記第1の熱交換器(11)よりも上流側に設けられた前記冷熱用熱媒体により駆動する冷熱用タービン(32)をさらに含み、
前記ポンプバイパスライン(6)は、
前記第1の気液分離器(5)から前記冷熱回収サイクル(3)における前記冷熱用タービン(32)よりも下流側の第1接続位置(P10)に接続された第1ライン(6C)と、
前記冷熱回収サイクル(3)において、前記第1接続位置(P10)から前記冷熱用タービン(32)よりも上流側の分岐位置(P11)に至る第2ライン(6D)と、
前記分岐位置(P11)から、前記冷熱用タービン(3)を迂回して、前記冷熱回収サイクル(3)における前記第1接続位置(P10)よりも下流側の第2接続位置(P12)に接続された第3ライン(6E)と、を含み、
前記冷熱用タービン(32)は、逆回転することで前記送風手段(7)として機能するように構成された。
10) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) described in 1) above,
The cold heat recovery cycle (3) further includes a cold heat turbine (32) driven by the cold heat medium provided upstream of the first heat exchanger (11),
The pump bypass line (6)
a first line (6C) connected from the first gas-liquid separator (5) to a first connection position (P10) downstream of the cold energy turbine (32) in the cold energy recovery cycle (3);
In the cold heat recovery cycle (3), a second line (6D) extending from the first connection position (P10) to a branch position (P11) upstream of the cold heat turbine (32);
a third line (6E) connected from the branching position (P11) to a second connection position (P12) downstream of the first connection position (P10) in the cold energy recovery cycle (3), bypassing the cold energy turbine (3);
The cold turbine (32) is configured to function as the blower (7) by rotating in a reverse direction.
上記10)の構成によれば、冷熱用タービン(32)を送風手段(7)として機能させることで、ポンプバイパスライン(6)を介して、気相の冷熱用熱媒体を送るための専用の送風手段が不要となるので、冷熱回収システム1における機器のコスト削減が図れる。
According to the configuration of 10) above, by making the cold energy turbine (32) function as the blowing means (7), a dedicated blowing means for sending the gas-phase cold energy medium through the pump bypass line (6) is not required, so the cost of the equipment in the cold
11)幾つかの実施形態では、上記1)から上記10)までの何れかに記載の冷熱回収システム(1)であって、
前記第1の熱交換器(11)で気化された前記液化ガスを前記船舶(2A)又は前記浮体(2B)の主機エンジン(22A)に供給するための燃料供給ライン(13A)と、
前記燃料供給ライン(13A)から分岐し、前記第1の熱交換器(11)で気化された前記液化ガスを前記主機エンジン(22A)とは異なる供給先(23)に供給するための分岐ライン(24)と、
前記分岐ライン(24)に接続された前記主機エンジン(22A)とは別体から構成されたガス燃焼装置(23)と、をさらに備える。
11) In some embodiments, the cold heat recovery system (1) according to any one of 1) to 10) above,
a fuel supply line (13A) for supplying the liquefied gas vaporized in the first heat exchanger (11) to a main engine (22A) of the ship (2A) or the floating body (2B);
a branch line (24) branching off from the fuel supply line (13A) for supplying the liquefied gas vaporized in the first heat exchanger (11) to a supply destination (23) other than the main engine (22A);
The plant further includes a gas combustion device (23) that is configured separately from the main engine (22A) and is connected to the branch line (24).
冷熱回収システム(1)の起動時は、冷熱回収サイクル(3)を循環する冷熱用熱媒体の流量が小さいので、液化ガスが十分に気化しないまま主機エンジン(22A)に供給され、主機エンジン(22A)の故障や作動不良を招く虞がある。上記11)の構成によれば、冷熱回収システム(1)の起動時に、気化ガスや液化ガスを、分岐ライン(24)を介してガス燃焼装置(23)に導いて、ガス燃焼装置(23)で燃焼させることができる。これにより、液化ガスが十分に気化しないまま主機エンジン(22A)に供給されるのを抑制できるため、主機エンジン(22A)の故障や作動不良を抑制できる。 When the cold heat recovery system (1) is started, the flow rate of the cold heat medium circulating through the cold heat recovery cycle (3) is small, so the liquefied gas is supplied to the main engine (22A) without being fully vaporized, which may cause the main engine (22A) to malfunction. According to the configuration of 11) above, when the cold heat recovery system (1) is started, the vaporized gas and liquefied gas can be guided to the gas combustion device (23) via the branch line (24) and combusted in the gas combustion device (23). This makes it possible to prevent the liquefied gas from being supplied to the main engine (22A) without being fully vaporized, thereby preventing the main engine (22A) from malfunctioning or failing to operate properly.
12)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)の起動方法(100)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(21)を有する船舶(2A)又は浮体(2B)に設置される冷熱回収システム(1)の起動方法(100)であって、
前記冷熱回収システム(1)は、
前記液化ガス貯留装置(21)から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第1の熱交換器(11)と、
前記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(3)であって、前記第1の熱交換器(11)よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプ(31)を含む冷熱回収サイクル(3)と、を備え、
前記冷熱回収システムの起動方法(100)は、
前記冷熱回収サイクル(3)における前記第1の熱交換器(11)と前記冷熱用ポンプ(31)との間に設けられた気液分離器(5)により、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離する気液分離ステップ(S101)と、
前記気液分離ステップ(S101)で分離した前記気相の冷熱用熱媒体を、前記冷熱用ポンプ(31)を迂回させて前記第1の熱交換器(11)に送る送風ステップ(S102)と、
前記液化ガス貯留装置(21)から前記第1の熱交換器(11)に前記液化ガスを送り、前記送風ステップ(S102)で前記第1の熱交換器(11)に送られた前記気相の冷熱用熱媒体を前記液化ガスにより冷却する冷却ステップ(S103)と、
前記冷却ステップ(S103)よりも後に前記冷熱用ポンプ(31)を駆動する冷熱用ポンプ駆動ステップ(S104)と、を備える。
12) A method for starting up a cold energy recovery system (1) according to at least one embodiment of the present disclosure (100) includes:
A method (100) for starting up a cold energy recovery system (1) installed on a ship (2A) or a floating body (2B) having a liquefied gas storage device (21) configured to store liquefied gas, comprising:
The cold heat recovery system (1) comprises:
A first heat exchanger (11) configured to transfer cold energy from the liquefied gas extracted from the liquefied gas storage device (21) to a cold heat medium;
a cold heat recovery cycle (3) configured to circulate the cold heat transfer medium, the cold heat recovery cycle (3) including a cold heat pump (31) for feeding the cold heat transfer medium, the cold heat recovery cycle (3) being provided downstream of the first heat exchanger (11);
The method for starting the cold heat recovery system (100) includes:
a gas-liquid separation step (S101) of separating the cold heat medium into a gas-phase cold heat medium and a liquid-phase cold heat medium by a gas-liquid separator (5) provided between the first heat exchanger (11) and the cold heat pump (31) in the cold heat recovery cycle (3);
A blowing step (S102) of sending the gas-phase cold heat medium separated in the gas-liquid separation step (S101) to the first heat exchanger (11) by bypassing the cold heat pump (31);
a cooling step (S103) of sending the liquefied gas from the liquefied gas storage device (21) to the first heat exchanger (11) and cooling the gas-phase cold heat medium sent to the first heat exchanger (11) in the blowing step (S102) by the liquefied gas;
and a cold heat pump driving step (S104) of driving the cold heat pump (31) after the cooling step (S103).
上記12)の方法によれば、気液分離ステップ(S101)で分離した気相の冷熱用熱媒体を、冷熱用ポンプ(31)を迂回させて第1の熱交換器(11)に送ることで(送風ステップS102)、冷熱回収サイクル(3)において気相の冷熱用熱媒体を循環させることができる。気相の冷熱用熱媒体は、液相の冷熱用熱媒体に比べて第1の熱交換器(11)における閉塞を生じ難いため、冷熱回収システム(1)の起動時における第1の熱交換器(11)の閉塞を抑制できる。 According to the method of 12) above, the gas-phase cold heat medium separated in the gas-liquid separation step (S101) is sent to the first heat exchanger (11) (air blowing step S102) bypassing the cold heat pump (31), thereby circulating the gas-phase cold heat medium in the cold heat recovery cycle (3). Since the gas-phase cold heat medium is less likely to cause blockage in the first heat exchanger (11) than the liquid-phase cold heat medium, blockage of the first heat exchanger (11) can be suppressed when the cold heat recovery system (1) is started up.
また、上記12)の方法によれば、冷熱回収サイクル(3)を循環する気相の冷熱用熱媒体を、第1の熱交換器(11)において液化ガスにより冷却し(冷却ステップS103)、凝縮させることで、気液分離器(5)や冷熱用ポンプ(31)などの冷熱回収サイクル(3)における第1の熱交換器(11)よりも下流側において、液相の冷熱用熱媒体の占める割合を早期に増やすことができる。冷熱用ポンプ(31)における液相の冷熱用熱媒体の占める割合を増やすことで、冷熱用ポンプ(31)のガス噛みによる能力低下を抑制できるため、冷熱用ポンプ(31)を早期に駆動でき(冷熱用ポンプ駆動ステップS104)、冷熱用ポンプ(31)の能力を早期から発揮させることができる。これにより、冷熱回収サイクル(1)を定常運転に早期に移行できる。 According to the method of 12), the gas-phase cold heat medium circulating in the cold heat recovery cycle (3) is cooled by liquefied gas in the first heat exchanger (11) (cooling step S103) and condensed, so that the proportion of the liquid-phase cold heat medium can be increased early on downstream of the first heat exchanger (11) in the cold heat recovery cycle (3), such as the gas-liquid separator (5) and the cold heat pump (31). By increasing the proportion of the liquid-phase cold heat medium in the cold heat pump (31), the performance decrease due to gas entrapment in the cold heat pump (31) can be suppressed, so that the cold heat pump (31) can be driven early (cold heat pump drive step S104), and the performance of the cold heat pump (31) can be exerted early. This allows the cold heat recovery cycle (1) to transition to steady operation early.
13)幾つかの実施形態では、上記12)に記載の冷熱回収システム(1)の起動方法(100)であって、
前記気液分離器(5)の内部に貯留された前記液相の冷熱用熱媒体の液位を取得する液位取得ステップ(S109)をさらに備え、
前記液位取得ステップ(S109)で取得される前記液位が閾値を超えたときに、前記冷熱用ポンプ駆動ステップ(S104)が行われる。
13) In some embodiments, a method (100) for starting up the cold heat recovery system (1) described in 12) above, comprising:
The method further includes a liquid level acquisition step (S109) of acquiring a liquid level of the liquid phase cold heat medium stored inside the gas-liquid separator (5),
When the liquid level acquired in the liquid level acquisition step (S109) exceeds a threshold value, the cold heating pump driving step (S104) is performed.
上記13)の方法によれば、第1の気液分離器(5)の内部に貯留された液相の冷熱用熱媒体の液位が閾値を超える場合には、冷熱用ポンプ(31)における液相の冷熱用熱媒体の占める割合が十分に大きくなっている。上記液位を判定基準とすることで、冷熱用ポンプ(31)のガス噛みによる能力低下を効果的に抑制できる。 According to the method of 13) above, when the liquid level of the liquid-phase cold heat medium stored inside the first gas-liquid separator (5) exceeds a threshold value, the proportion of the liquid-phase cold heat medium in the cold heat pump (31) is sufficiently large. By using the liquid level as a judgment criterion, it is possible to effectively suppress the performance degradation of the cold heat pump (31) due to gas entrapment.
1 冷熱回収システム
2A 船舶
2B 浮体
3 冷熱回収サイクル
5 第1の気液分離器
6 ポンプバイパスライン
6A 第1のポンプバイパスライン
6B 第2のポンプバイパスライン
6C 第1ライン
6D 第2ライン
6E 第3ライン
7 送風手段
7A,7B 送風機
8 第2の気液分離器
9 制御装置
11 第1の熱交換器
12 液化ガス供給ライン
13 気化ガス供給ライン
14 第2の熱交換器
15 液化ガス用ポンプ
21 液化ガス貯留装置
22 ガスの供給先
22A 主機エンジン
23 ガス燃焼装置
24 分岐ライン
26 第3の開閉弁
27 第4の開閉弁
31 冷熱用ポンプ
32 冷熱用タービン
33 第1の接続ライン
33A 第1の上段接続ライン
33B 第1の中段接続ライン
33C 第1の下段接続ライン
34 第2の接続ライン
34A 第2の上段接続ライン
34B 第2の下段接続ライン
35 液戻りライン
36 第1の流量調整弁
37 タービンバイパスライン
38 第2の流量調整弁
39 第3の流量調整弁
41 外部水の供給元
42 外部水供給ライン
43 外部水の排出先
44 外部水排出ライン
45 外部水用ポンプ
51 内部空間
51A 上方側貯留空間
51B 下方側貯留空間
52 本体部
53 導入口
54 液相吐出口
55 気相吐出口
56 液戻り口
63 逆止弁
64 流ライン
65 減圧弁
71 回転シャフト
72 動翼
73 ケーシング
74 電動機
100 冷熱回収システムの起動方法
S101 気液分離ステップ
S102 送風ステップ
S103 冷却ステップ
S104 冷熱用ポンプ駆動ステップ
S105 開弁ステップ
S106 送風手段停止ステップ
S107 冷熱用タービン駆動ステップ
S108 外部水用ポンプ駆動ステップ
S109 液位取得ステップ
T1 第1期間
T2 第2期間
T3 第3期間
TH 閾値
WL 液位
1 Cold energy recovery system 2A Ship 2B Floating body 3 Cold energy recovery cycle 5 First gas-liquid separator 6 Pump bypass line 6A First pump bypass line 6B Second pump bypass line 6C First line 6D Second line 6E Third line 7 Blowing means 7A, 7B Blower 8 Second gas-liquid separator 9 Control device 11 First heat exchanger 12 Liquefied gas supply line 13 Vaporized gas supply line 14 Second heat exchanger 15 Liquefied gas pump 21 Liquefied gas storage device 22 Gas supply destination 22A Main engine 23 Gas combustion device 24 Branch line 26 Third opening and closing valve 27 Fourth opening and closing valve 31 Cold energy pump 32 Cold energy turbine 33 First connection line 33A First upper stage connection line 33B First middle stage connection line 33C First lower stage connection line 34 Second connection line 34A Second upper stage connection line 34B Second lower stage connecting line 35 Liquid return line 36 First flow control valve 37 Turbine bypass line 38 Second flow control valve 39 Third flow control valve 41 External water supply source 42 External water supply line 43 External water discharge destination 44 External water discharge line 45 External water pump 51 Internal space 51A Upper storage space 51B Lower storage space 52 Main body 53 Inlet 54 Liquid phase discharge port 55 Gas phase discharge port 56 Liquid return port 63 Check valve 64 Flow line 65 Pressure reducing valve 71 Rotating shaft 72 Moving blades 73 Casing 74 Electric motor 100 Method for starting cold heat recovery system S101 Gas-liquid separation step S102 Air blowing step S103 Cooling step S104 Cold heat pump driving step S105 Valve opening step S106 Air blowing means stopping step S107 Cold heat turbine driving step S108 External water pump drive step S109 Liquid level acquisition step T1 First period T2 Second period T3 Third period TH Threshold value WL Liquid level
Claims (13)
前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第1の熱交換器と、
前記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、前記第1の熱交換器よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプを少なくとも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第1の熱交換器と前記冷熱用ポンプとの間に設けられ、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離するように構成された第1の気液分離器と、
前記第1の気液分離器から前記気相の冷熱用熱媒体を抜き出して前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記第1の熱交換器よりも上流側に導くためのポンプバイパスラインと、
前記ポンプバイパスラインを介して前記気相の冷熱用熱媒体を前記第1の熱交換器に送るための送風手段と、を備える、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 transfer cold energy from the liquefied gas extracted from the liquefied gas storage device to a cold heat medium;
A cold heat recovery cycle configured to circulate the cold heat medium, the cold heat recovery cycle including at least a cold heat pump for feeding the cold heat medium provided downstream of the first heat exchanger;
A first gas-liquid separator is provided between the first heat exchanger and the cold heat pump in the cold heat recovery cycle and configured to separate the cold heat medium into a gas phase cold heat medium and a liquid phase cold heat medium;
a pump bypass line for extracting the gas-phase cold heat medium from the first gas-liquid separator and guiding the gas-phase cold heat medium to a downstream side of the cold heat pump and an upstream side of the first heat exchanger in the cold heat recovery cycle;
a blowing means for sending the gas-phase cold heat medium to the first heat exchanger through the pump bypass line.
前記冷熱回収システムは、前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記冷熱用タービンよりも上流側を流れる前記冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達するように構成された第2の熱交換器をさらに備え、
前記ポンプバイパスラインは、前記冷熱回収サイクルにおける前記第2の熱交換器よりも上流側に接続された、
請求項1に記載の冷熱回収システム。 The cold heat recovery cycle further includes a cold heat turbine configured to be driven by the cold heat medium provided upstream of the first heat exchanger,
The cold heat recovery system further includes a second heat exchanger configured to transfer thermal energy from a heat medium to the cold heat medium flowing downstream of the cold heat pump and upstream of the cold heat turbine in the cold heat recovery cycle;
The pump bypass line is connected upstream of the second heat exchanger in the cold heat recovery cycle.
The cold heat recovery system according to claim 1 .
前記冷熱回収システムは、前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記冷熱用タービンよりも上流側を流れる前記冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達するように構成された第2の熱交換器をさらに備え、
前記ポンプバイパスラインは、前記冷熱回収サイクルにおける前記第2の熱交換器よりも下流側、且つ前記冷熱用タービンよりも上流側に接続された、
請求項1に記載の冷熱回収システム。 The cold heat recovery cycle further includes a cold heat turbine configured to be driven by the cold heat medium provided upstream of the first heat exchanger,
The cold heat recovery system further includes a second heat exchanger configured to transfer thermal energy from a heat medium to the cold heat medium flowing downstream of the cold heat pump and upstream of the cold heat turbine in the cold heat recovery cycle;
The pump bypass line is connected downstream of the second heat exchanger in the cold heat recovery cycle and upstream of the cold heat turbine.
The cold heat recovery system according to claim 1 .
請求項3に記載の冷熱回収システム。 a check valve provided in the pump bypass line and configured to allow only a flow from the first gas-liquid separator to the cold heat recovery cycle;
The cold heat recovery system according to claim 3 .
前記第2の熱交換器と前記第1の熱交換器とを繋ぐとともに、前記第2の熱交換器と前記第1の熱交換器との間に前記冷熱用タービンが設けられたメインラインと、
前記メインラインの前記冷熱用タービンの上流側と下流側とを前記冷熱用タービンを迂回して繋ぐタービンバイパスラインと、を含み、
前記送風手段は、前記タービンバイパスラインに設けられた、
請求項2に記載の冷熱回収システム。 The cold heat recovery cycle includes:
a main line connecting the second heat exchanger and the first heat exchanger, and having the cold turbine provided between the second heat exchanger and the first heat exchanger;
a turbine bypass line that connects the upstream side and downstream side of the main line relative to the low-temperature turbine, bypassing the low-temperature turbine;
The blowing means is provided in the turbine bypass line.
The cold heat recovery system according to claim 2 .
前記第2の熱交換器と前記第1の熱交換器とを繋ぐとともに、前記第2の熱交換器と前記第1の熱交換器との間に前記冷熱用タービンが設けられたメインラインと、
前記メインラインの前記冷熱用タービンの上流側と下流側とを前記冷熱用タービンを迂回して繋ぐタービンバイパスラインと、を含み、
前記送風手段は、前記タービンバイパスラインに設けられた、
請求項3又は4に記載の冷熱回収システム。 The cold heat recovery cycle includes:
a main line connecting the second heat exchanger and the first heat exchanger, and having the cold turbine provided between the second heat exchanger and the first heat exchanger;
a turbine bypass line that connects the upstream side and downstream side of the main line relative to the low-temperature turbine, bypassing the low-temperature turbine;
The blowing means is provided in the turbine bypass line.
The cold heat recovery system according to claim 3 or 4.
請求項6に記載の冷熱回収システム。 The cooling system further includes a second gas-liquid separator that is provided in the pump bypass line, between a connection position of the pump bypass line in the main line and a connection position of the upstream end of the turbine bypass line, or on the upstream side of the blowing means of the turbine bypass line, and is configured to separate the cold heat medium into a gas phase cold heat medium and a liquid phase cold heat medium.
The cold heat recovery system according to claim 6.
前記ポンプバイパスラインは、前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用タービンよりも下流側に接続され、
前記送風手段は、前記ポンプバイパスラインに設けられた、
請求項1に記載の冷熱回収システム。 The cold heat recovery cycle further includes a cold heat turbine configured to be driven by the cold heat medium provided upstream of the first heat exchanger,
the pump bypass line is connected downstream of the cold energy turbine in the cold energy recovery cycle,
The blowing means is provided in the pump bypass line.
The cold heat recovery system according to claim 1 .
請求項8に記載の冷熱回収システム。 The pump bypass line further includes a return line that connects the downstream side and the upstream side of the blowing means, bypassing the blowing means.
The cold heat recovery system according to claim 8.
前記ポンプバイパスラインは、
前記第1の気液分離器から前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用タービンよりも下流側の第1接続位置に接続された第1ラインと、
前記冷熱回収サイクルにおいて、前記第1接続位置から前記冷熱用タービンよりも上流側の分岐位置に至る第2ラインと、
前記分岐位置から、前記冷熱用タービンを迂回して、前記冷熱回収サイクルにおける前記第1接続位置よりも下流側の第2接続位置に接続された第3ラインと、を含み、
前記冷熱用タービンは、逆回転することで前記送風手段として機能するように構成された、
請求項1に記載の冷熱回収システム。 The cold heat recovery cycle further includes a cold heat turbine that is driven by the cold heat medium and is provided upstream of the first heat exchanger,
The pump bypass line is
a first line connected from the first gas-liquid separator to a first connection position downstream of the cold energy turbine in the cold energy recovery cycle;
a second line extending from the first connection position to a branch position upstream of the cold heat turbine in the cold heat recovery cycle;
a third line extending from the branching position, bypassing the cold energy turbine, and connected to a second connection position downstream of the first connection position in the cold energy recovery cycle,
The cold turbine is configured to function as the blower by rotating in a reverse direction.
The cold heat recovery system according to claim 1 .
前記燃料供給ラインから分岐し、前記第1の熱交換器で気化された前記液化ガスを前記主機エンジンとは異なる供給先に供給するための分岐ラインと、
前記分岐ラインに接続された前記主機エンジンとは別体から構成されたガス燃焼装置と、をさらに備える、
請求項1~10の何れか1項に記載の冷熱回収システム。 a fuel supply line for supplying the liquefied gas vaporized in the first heat exchanger to a main engine of the ship or the floating body;
a branch line branching off from the fuel supply line for supplying the liquefied gas vaporized in the first heat exchanger to a destination other than the main engine;
a gas combustion device that is separate from the main engine and is connected to the branch line,
The cold heat recovery system according to any one of claims 1 to 10.
前記冷熱回収システムは、
前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第1の熱交換器と、
前記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、前記第1の熱交換器よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプを含む冷熱回収サイクルと、を備え、
前記冷熱回収システムの起動方法は、
前記冷熱回収サイクルにおける前記第1の熱交換器と前記冷熱用ポンプとの間に設けられた気液分離器により、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離する気液分離ステップと、
前記気液分離ステップで分離した前記気相の冷熱用熱媒体を、前記冷熱用ポンプを迂回させて前記第1の熱交換器に送る送風ステップと、
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送り、前記送風ステップで前記第1の熱交換器に送られた前記気相の冷熱用熱媒体を前記液化ガスにより冷却する冷却ステップと、
前記冷却ステップよりも後に前記冷熱用ポンプを駆動する冷熱用ポンプ駆動ステップと、を備える、
冷熱回収システムの起動方法。 A method for starting up a cold energy recovery system installed on a ship or floating body having a liquefied gas storage device configured to store liquefied gas, comprising:
The cold heat recovery system includes:
A first heat exchanger configured to transfer cold energy from the liquefied gas extracted from the liquefied gas storage device to a cold heat medium;
A cold heat recovery cycle configured to circulate the cold heat medium, the cold heat recovery cycle including a cold heat pump for feeding the cold heat medium, the cold heat recovery cycle being provided downstream of the first heat exchanger,
The method for starting the cold heat recovery system includes:
A gas-liquid separation step of separating the cold heat medium into a gas phase cold heat medium and a liquid phase cold heat medium by a gas-liquid separator provided between the first heat exchanger and the cold heat pump in the cold heat recovery cycle;
a blowing step of sending the gas-phase cold heat transfer medium separated in the gas-liquid separation step to the first heat exchanger by bypassing the cold heat pump;
A cooling step of sending the liquefied gas from the liquefied gas storage device to the first heat exchanger and cooling the gas-phase cold heat medium sent to the first heat exchanger in the blowing step by the liquefied gas;
and a cold heat pump driving step of driving the cold heat pump after the cooling step.
How to start a cold recovery system.
前記液位取得ステップで取得される前記液位が閾値を超えたときに、前記冷熱用ポンプ駆動ステップが行われる、
請求項12に記載の冷熱回収システムの起動方法。 The liquid level acquisition step further includes acquiring a liquid level of the liquid phase cold heat medium stored inside the gas-liquid separator,
When the liquid level acquired in the liquid level acquisition step exceeds a threshold value, the cold heating pump driving step is performed.
The method for starting up a cold energy recovery system according to claim 12.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004340081A (en) | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Nippon Soken Inc | Rankine cycle |
| JP2016145560A (en) | 2015-02-09 | 2016-08-12 | 日野自動車株式会社 | Waste heat recovery device |
| JP2020132127A (en) | 2019-02-26 | 2020-08-31 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | Liquefied gas vaporizing device and floating body facility equipped with same |
| JP2021085443A (en) | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | Cold recovery system, vessel including cold recovery system and cold recovery method |
| JP2022107215A (en) | 2021-01-08 | 2022-07-21 | 三菱重工業株式会社 | A ship or float equipped with a cold heat recovery system and a cold heat recovery system |
| WO2023008196A1 (en) | 2021-07-30 | 2023-02-02 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | Cold recovery system and startup method for cold recovery system |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5929030A (en) * | 1982-08-12 | 1984-02-16 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Evaporator of mixed heat medium |
| JPS59179204U (en) * | 1983-05-18 | 1984-11-30 | 石川島播磨重工業株式会社 | Distribution device for two-phase flow mixed media in LNG cryogenic power generation equipment using mixed media Rankine cycle system |
| JPS6052316U (en) * | 1983-09-16 | 1985-04-12 | 株式会社日立製作所 | LNG cold power generation equipment |
| JPS61258905A (en) * | 1985-05-10 | 1986-11-17 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Power system |
-
2021
- 2021-07-30 JP JP2021125905A patent/JP7685902B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004340081A (en) | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Nippon Soken Inc | Rankine cycle |
| JP2016145560A (en) | 2015-02-09 | 2016-08-12 | 日野自動車株式会社 | Waste heat recovery device |
| JP2020132127A (en) | 2019-02-26 | 2020-08-31 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | Liquefied gas vaporizing device and floating body facility equipped with same |
| JP2021085443A (en) | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | Cold recovery system, vessel including cold recovery system and cold recovery method |
| JP2022107215A (en) | 2021-01-08 | 2022-07-21 | 三菱重工業株式会社 | A ship or float equipped with a cold heat recovery system and a cold heat recovery system |
| WO2023008196A1 (en) | 2021-07-30 | 2023-02-02 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | Cold recovery system and startup method for cold recovery system |
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