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JP7852238B2 - Ship power generation system - Google Patents
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JP7852238B2 - Ship power generation system - Google Patents

Ship power generation system

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JP7852238B2 JP2021208637A JP2021208637A JP7852238B2 JP 7852238 B2 JP7852238 B2 JP 7852238B2 JP 2021208637 A JP2021208637 A JP 2021208637A JP 2021208637 A JP2021208637 A JP 2021208637A JP 7852238 B2 JP7852238 B2 JP 7852238B2
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Description

本発明は、船舶用発電システムに関する。 This invention relates to a power generation system for ships.

従来、船舶用発電システムが知られている。例えば、特許文献1には、空気を用いて給水を予熱する空気冷却器と、排気ガスを用いて予熱された水を蒸気化する廃熱ボイラと、を有する船舶用発電システムが開示されている。 Conventional shipboard power generation systems are known. For example, Patent Document 1 discloses a shipboard power generation system having an air cooler that preheats feedwater using air, and a waste heat boiler that vaporizes the preheated water using exhaust gas.

特開昭55-25590号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-25590

特許文献1の船舶用発電システムにおいては、廃熱ボイラで生成された蒸気により蒸気タービンを回転させて発電を行うことができる。しかしながら、引用文献1の船舶用発電システムは、船舶において発生するエネルギーを十分に有効活用しているとはいえない。 In the shipboard power generation system described in Patent Document 1, electricity can be generated by rotating a steam turbine using steam produced in a waste heat boiler. However, the shipboard power generation system described in Reference Document 1 cannot be said to fully utilize the energy generated on the ship.

本発明は、船舶において発生するエネルギーを有効活用することが可能な船舶用発電システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a shipboard power generation system that can effectively utilize energy generated on a ship.

本発明は、内燃機関(例えば、内燃機関11)と、当該内燃機関に過給空気(例えば、過給空気A1)を送り込む排気タービン式の過給機(例えば、過給機12)と、前記内燃機関からの排ガス(例えば、排ガスE1)を用いて蒸気(例えば、蒸気S1)を生成する排ガスエコノマイザ(例えば、排ガスエコノマイザ31)と、を備える船舶に用いられる船舶用発電システム(例えば、船舶用発電システム1)であって循環する作動媒体(例えば、作動媒体R1)を介して熱エネルギーを回収し、前記作動媒体の膨張に基づき発電を行うバイナリ発電機(例えば、バイナリ発電機40)備え、前記バイナリ発電機は、前記過給機からの過給空気と前記作動媒体との間の熱交換により前記作動媒体を加熱する第1蒸発器(例えば、第1蒸発器41A)と、前記内燃機関からの排ガスと前記作動媒体との間の熱交換により前記作動媒体を加熱する第2蒸発器(例えば、第2蒸発器41B)と、を有し、前記内燃機関からの排ガスは、前記過給機の駆動源である排気タービン、前記排ガスエコノマイザ、前記第2蒸発器の順に流れ、前記作動媒体の加熱は、前記第1蒸発器における加熱、前記第2蒸発器における加熱の順に行われる、船舶用発電システムに関する。 The present invention relates to a shipboard power generation system (e.g., shipboard power generation system 1) used in a ship, comprising: an internal combustion engine (e.g., internal combustion engine 11); an exhaust turbine type supercharger (e.g., supercharger 12) that supplies supercharged air (e.g., supercharged air A1) to the internal combustion engine; and an exhaust gas economizer (e.g., exhaust gas economizer 31) that generates steam (e.g., steam S1) using exhaust gas (e.g., exhaust gas E1) from the internal combustion engine , wherein the system is a binary generator (e.g., binary generator) that recovers thermal energy via a circulating working medium (e.g., working medium R1) and generates electricity based on the expansion of the working medium. The present invention relates to a shipboard power generation system comprising 40), wherein the binary generator has a first evaporator (e.g., first evaporator 41A) that heats the working medium by heat exchange between supercharged air from the supercharger and the working medium, and a second evaporator (e.g., second evaporator 41B) that heats the working medium by heat exchange between exhaust gas from the internal combustion engine and the working medium, wherein the exhaust gas from the internal combustion engine flows in the order of exhaust turbine, which is the driving source of the supercharger, the exhaust gas economizer, and the second evaporator, and the heating of the working medium is carried out in the order of heating in the first evaporator and heating in the second evaporator .

また、前記バイナリ発電機は、第3蒸発器(例えば、第3蒸発器41C)をさらに有し、前記第3蒸発器は、前記排ガスエコノマイザで生成された蒸気と前記作動媒体との間の熱交換により前記作動媒体を加熱することが好ましい。 Furthermore, the binary generator preferably further includes a third evaporator (for example, a third evaporator 41C), and the third evaporator heats the working medium by heat exchange between the steam generated in the exhaust gas economizer and the working medium.

また、前記内燃機関は、液化燃料ガスを燃料と前記船舶は、前記液化燃料ガスのボイルオフガスを燃料として蒸気(例えば、蒸気S2)を生成するボイラ(例えば、ボイラ32)備え、前記バイナリ発電機は、第3蒸発器(例えば、第3蒸発器41C)をさらに有し、前記第3蒸発器は、前記ボイラで生成された蒸気と前記作動媒体との間の熱交換により前記作動媒体を加熱することが好ましい。 Furthermore, the internal combustion engine uses liquefied fuel gas as fuel, the ship is equipped with a boiler (e.g., boiler 32) that generates steam (e.g., steam S2) using the boil-off gas of the liquefied fuel gas as fuel, the binary generator further has a third evaporator (e.g., third evaporator 41C), and the third evaporator preferably heats the working medium by heat exchange between the steam generated in the boiler and the working medium.

また、蒸気の膨張を回転力に変換して発電を行う蒸気エキスパンダ発電機(例えば、蒸気エキスパンダ発電機50)をさらに備え、前記蒸気エキスパンダ発電機は、前記排ガスエコノマイザで生成された蒸気を用いて発電することが好ましい。 Furthermore, it is preferable to further include a steam expander generator (for example, a steam expander generator 50) that converts the expansion of steam into rotational force to generate electricity, and that the steam expander generator generates electricity using the steam produced by the exhaust gas economizer.

また、前記内燃機関は、液化燃料ガスを燃料と前記船舶は、前記液化燃料ガスのボイルオフガスを燃料として蒸気(蒸気S2)を生成するボイラ(例えば、ボイラ32)を備え、蒸気の膨張を回転力に変換して発電を行う蒸気エキスパンダ発電機(例えば、蒸気エキスパンダ発電機50)さらに備え、前記蒸気エキスパンダ発電機は、前記ボイラで生成された蒸気を用いて発電することが好ましい。 Furthermore, the internal combustion engine uses liquefied fuel gas as fuel, and the ship is equipped with a boiler (for example, boiler 32) that generates steam (steam S2) using the boil-off gas of the liquefied fuel gas as fuel, and a steam expander generator (for example, steam expander generator 50) that converts the expansion of the steam into rotational force to generate electricity, wherein the steam expander generator preferably generates electricity using the steam generated by the boiler.

また、前記蒸気エキスパンダ発電機で使用後の蒸気(例えば、蒸気S4)を熱源流体として発電を行う蒸気バイナリ発電機(例えば、蒸気バイナリ発電機60)をさらに有することが好ましい。 Furthermore, it is preferable to have a steam binary generator (e.g., steam binary generator 60) that generates electricity using the steam (e.g., steam S4) remaining after use in the steam expander generator as a heat source fluid.

また、前記蒸気バイナリ発電機は、前記蒸気エキスパンダ発電機で使用後の蒸気と前記蒸気バイナリ発電機を循環する作動媒体(例えば、作動媒体R2)との間の熱交換により前記蒸気バイナリ発電機を循環する作動媒体を加熱する蒸発器(例えば、蒸発器61)を有することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the steam binary generator has an evaporator (e.g., evaporator 61) that heats the working medium (e.g., working medium R2) circulating in the steam binary generator through heat exchange between the steam used in the steam expander generator and the working medium circulating in the steam binary generator.

本発明によれば、船舶において発生するエネルギーを有効活用することが可能な船舶用発電システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a shipboard power generation system that can effectively utilize the energy generated on a ship.

本発明の第1実施形態の船舶用発電システムを示す概略図である。This is a schematic diagram showing a shipboard power generation system according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態の船舶用発電システムを示す概略図である。This is a schematic diagram showing a shipboard power generation system according to a second embodiment of the present invention.

<第1実施形態>
以下、本発明の実施形態に係る船舶用発電システム1について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
<First Embodiment>
Hereinafter, a ship power generation system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, "line" refers to a general term for lines through which fluids can flow, such as channels, routes, and pipelines.

図1は、本実施形態の船舶用発電システム1を備える船舶Sを示す概略図である。本実施形態の船舶用発電システム1は、内燃機関11および過給機12を備える船舶Sに用いられる発電システム1である。ここで、本実施形態の発電システム1を備える船舶Sは、内燃機関11と、過給機12と、インタークーラ13と、燃料タンク20と、高圧ポンプ21と、気化器22と、圧縮機25と、発電機26と、を備える。 Figure 1 is a schematic diagram showing a ship S equipped with the ship power generation system 1 of this embodiment. The ship power generation system 1 of this embodiment is a power generation system 1 used in a ship S equipped with an internal combustion engine 11 and a supercharger 12. Here, the ship S equipped with the power generation system 1 of this embodiment includes an internal combustion engine 11, a supercharger 12, an intercooler 13, a fuel tank 20, a high-pressure pump 21, a vaporizer 22, a compressor 25, and a generator 26.

内燃機関11は、例えば、船舶を推進させるための動力を得るための主機である。本実施形態の内燃機関11は、不図示の主機ボックス内にシリンダが保持され、そのシリンダにピストンが進退可能に嵌め込まれている周知のディーゼルエンジンである。内燃機関11は、空気ラインLA1から送りこまれる過給空気A1(圧縮空気A1)をシリンダ内に吸い込んでピストンで圧縮し、高圧状態となった空気に燃料を噴射して爆発燃焼させることによりピストンを駆動して回転動力を得る。内燃機関11を稼働させると、排ガスE1が発生する。排ガスE1は、内燃機関11に接続された排ガスラインLE1を通じて排出される。 The internal combustion engine 11 is, for example, the main engine used to propel a ship. The internal combustion engine 11 in this embodiment is a well-known diesel engine in which a cylinder is held within a main engine box (not shown), and a piston is fitted into the cylinder so as to be able to move back and forth. The internal combustion engine 11 draws in supercharged air A1 (compressed air A1) supplied from the air line LA1 into the cylinder, compresses it with the piston, and drives the piston to generate rotational power by injecting fuel into the high-pressure air and causing explosive combustion. When the internal combustion engine 11 is operated, exhaust gas E1 is generated. The exhaust gas E1 is discharged through the exhaust gas line LE1 connected to the internal combustion engine 11.

本実施形態の内燃機関11は、燃料として液化燃料ガスを用いている。液化燃料ガスは、後述の燃料タンク20から燃料ラインLF1を通じて供給される。液化燃料ガスとしては、例えば、液化天然ガス(LNG)や、液化石油ガス(LPG)や、アンモニア等が用いられてもよい。本実施形態においては、LNGが用いられている。 The internal combustion engine 11 of this embodiment uses liquefied fuel gas as fuel. The liquefied fuel gas is supplied from the fuel tank 20 (described later) through the fuel line LF1. Examples of liquefied fuel gas that may be used include liquefied natural gas (LNG), liquefied petroleum gas (LPG), and ammonia. In this embodiment, LNG is used.

過給機12は、排気タービン式のターボチャージャーであり、内燃機関11に過給空気A1を送り込む。過給機12は、内燃機関11から排出される排ガスE1の流れにより回転する排気タービンの回転力により空気A1を取り込み、空気A1を圧縮する。圧縮された過給空気A1は、空気ラインLA1を通じて、内燃機関11に送り込まれる。 The supercharger 12 is an exhaust turbine type turbocharger that supplies supercharged air A1 to the internal combustion engine 11. The supercharger 12 draws in air A1 using the rotational force of an exhaust turbine, which is rotated by the flow of exhaust gas E1 discharged from the internal combustion engine 11, and compresses the air A1. The compressed supercharged air A1 is then supplied to the internal combustion engine 11 through the air line LA1.

インタークーラ13は、内燃機関11に送り込まれる過給空気A1を冷却する。インタークーラは、水冷式であってもよいし、空冷式であってもよい。水冷式の場合は、冷却液として海水を用いてもよい。本実施形態においては、過給機12から供給される過給空気A1は、後述の第1蒸発器41Aで冷却された後、インタークーラ13に供給され、さらに冷却される。 The intercooler 13 cools the supercharged air A1 supplied to the internal combustion engine 11. The intercooler may be water-cooled or air-cooled. In the case of water cooling, seawater may be used as the coolant. In this embodiment, the supercharged air A1 supplied from the supercharger 12 is cooled in the first evaporator 41A (described later) before being supplied to the intercooler 13 for further cooling.

燃料タンク20は、内燃機関11に供給する液化燃料ガスを貯留するタンクである。液化燃料ガスは、液体の状態で燃料タンク20に貯留されている。本実施形態においては、液化燃料ガスとしてLNGが燃料タンク20に貯留されている。 The fuel tank 20 is a tank that stores liquefied fuel gas supplied to the internal combustion engine 11. The liquefied fuel gas is stored in the fuel tank 20 in a liquid state. In this embodiment, LNG is stored in the fuel tank 20 as the liquefied fuel gas.

高圧ポンプ21は、燃料タンク20に貯留されているLNGを、液体の状態のまま昇圧し、気化器22に供給する。 The high-pressure pump 21 pressurizes the LNG stored in the fuel tank 20 while it remains in liquid form and supplies it to the vaporizer 22.

気化器22は、燃料タンク20から供給されたLNGを気化する。気化器22は、LNGを加熱するためのヒータを備える。気化器22は、LNGをヒータにより加熱し、気化させる。なお、ヒータとしては、温水ヒータや蒸気ヒータを用いることができる。気化器22によって気化したLNGは、燃料ラインLF1を通じて、内燃機関11に供給される。 The vaporizer 22 vaporizes the LNG supplied from the fuel tank 20. The vaporizer 22 is equipped with a heater for heating the LNG. The vaporizer 22 heats and vaporizes the LNG using the heater. A hot water heater or a steam heater can be used as the heater. The LNG vaporized by the vaporizer 22 is supplied to the internal combustion engine 11 through the fuel line LF1.

ここで、燃料タンク20内で液体の状態である液化燃料ガスは、外部からの自然入熱により燃料タンク20内で気化する。これにより、燃料タンク20内において、ボイルオフガス(boil off gas, BOG)が発生する。BOGが発生すると燃料タンク20の内部圧力が上昇する。よって、燃料タンク20を保護するために、BOGは処理される必要がある。このBOGは、単に焼却処理されるのではなく、船舶で発生したエネルギーとして有効活用されることが好ましい。BOGは、第1BOGラインLB1を通じて、圧縮機25に供給される。 Here, the liquefied fuel gas, which is in a liquid state within the fuel tank 20, vaporizes within the fuel tank 20 due to natural heat input from the outside. This generates boil-off gas (BOG) within the fuel tank 20. The generation of BOG increases the internal pressure of the fuel tank 20. Therefore, to protect the fuel tank 20, the BOG needs to be treated. Preferably, this BOG is not simply incinerated, but effectively utilized as energy generated by the ship. The BOG is supplied to the compressor 25 through the first BOG line LB1.

圧縮機25は、燃料タンク20から供給されたBOGを圧縮して昇圧する。 The compressor 25 compresses and increases the pressure of the BOG supplied from the fuel tank 20.

発電機26は、圧縮機25により圧縮されたBOGを用いて発電を行う。発電機26は、例えばガス焚きエンジン駆動の発電機であってもよく、供給されたBOGを燃焼して得られた動力を用いて電力を生成する。発電機26によって生成された電力は、電力を必要とする船内負荷に供給される。なお、本実施形態の発電システム1は、この発電機26を含んでもよい。 The generator 26 generates electricity using compressed BOG (boiled gas) from the compressor 25. The generator 26 may be, for example, a gas-fired engine-driven generator, and it generates electricity using the power obtained by burning the supplied BOG. The electricity generated by the generator 26 is supplied to the ship's loads that require power. Note that the power generation system 1 of this embodiment may include this generator 26.

次に、本実施形態の発電システム1について説明する。発電システム1は、排ガスエコノマイザ31と、バイナリ発電機40と、を備える。 Next, the power generation system 1 of this embodiment will be described. The power generation system 1 comprises an exhaust gas economizer 31 and a binary generator 40.

排ガスエコノマイザ31は、排ガスを利用して蒸気を発生する蒸気発生器である。排ガスエコノマイザ31は、内燃機関11からの排ガスE1の熱を回収して蒸気S1を生成する。より詳細には、排ガスエコノマイザ31は、排ガスラインLE1を通じて供給された排ガスE1と水との間で熱交換を行うことにより、蒸気S1を生成する。排ガスエコノマイザ31で熱交換された後の温度が低下した排ガスE1が、後述のバイナリ発電機40の第2蒸発器41Bに供給される。 The exhaust gas economizer 31 is a steam generator that produces steam using exhaust gas. The exhaust gas economizer 31 recovers heat from the exhaust gas E1 from the internal combustion engine 11 to produce steam S1. More specifically, the exhaust gas economizer 31 produces steam S1 by performing heat exchange between the exhaust gas E1 supplied through the exhaust gas line LE1 and water. The exhaust gas E1, whose temperature has decreased after heat exchange in the exhaust gas economizer 31, is supplied to the second evaporator 41B of the binary generator 40, described later.

バイナリ発電機40は、循環する作動媒体R1を介して熱エネルギーを回収し、作動媒体R1の膨張を利用して発電を行う発電機である。より詳細には、本実施形態のバイナリ発電機40は、低沸点の高分子有機作動媒体である作動媒体R1を、熱源流体により加熱して蒸発させてその蒸気によりタービンを回転させて発電を行う、オーガニックランキンサイクル(ORC)方式の発電機である。ORCにおいては、作動媒体R1の蒸発と凝縮を繰り返す。 The binary generator 40 is a generator that recovers thermal energy through a circulating working medium R1 and generates electricity by utilizing the expansion of the working medium R1. More specifically, the binary generator 40 of this embodiment is an organic Rankine cycle (ORC) type generator that generates electricity by heating and evaporating the working medium R1, which is a low-boiling-point polymer organic working medium, with a heat source fluid, and then rotating a turbine with the resulting vapor. In the ORC, the evaporation and condensation of the working medium R1 are repeated.

バイナリ発電機40は、熱源流体を用いて作動媒体R1を加熱して気化する蒸発器41と、蒸発器41により加熱され気化された作動媒体R1を動力源として動力を生成する膨張器42と、膨張器42からの作動媒体R1を冷却し凝縮する凝縮器43と、凝縮器43からの作動媒体R1を蒸発器41に送り込む循環ポンプ44と、蒸発器41、膨張器42、凝縮器43、および循環ポンプ44を流通する作動媒体R1が循環する作動媒体ラインLR1と、を備える。ここで、膨張器42には発電機45が接続されている。発電機45は、膨張器42の回転に伴って電力を生成する。 The binary generator 40 comprises an evaporator 41 that heats and vaporizes the working medium R1 using a heat source fluid, an expander 42 that generates power using the working medium R1 heated and vaporized by the evaporator 41 as a power source, a condenser 43 that cools and condenses the working medium R1 from the expander 42, a circulation pump 44 that sends the working medium R1 from the condenser 43 to the evaporator 41, and a working medium line LR1 through which the working medium R1 circulates through the evaporator 41, expander 42, condenser 43, and circulation pump 44. A generator 45 is connected to the expander 42. The generator 45 generates electricity in conjunction with the rotation of the expander 42.

蒸発器41は、第1蒸発器41Aおよび第2蒸発器41Bを備える。本実施形態においては、さらに第3蒸発器41Cを備える。 The evaporator 41 comprises a first evaporator 41A and a second evaporator 41B. In this embodiment, it further comprises a third evaporator 41C.

第1蒸発器41Aは、過給機12からの過給空気A1と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1を加熱する。過給空気A1は、空気ラインLA1を通じて第1蒸発器41Aに供給される。 The first evaporator 41A heats the working fluid R1 through heat exchange between the supercharged air A1 from the supercharger 12 and the working fluid R1. The supercharged air A1 is supplied to the first evaporator 41A through the air line LA1.

第2蒸発器41Bは、内燃機関11からの排ガスE1と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1を加熱する。第2蒸発器41Bは、排ガスエコノマイザ31で熱交換された後の温度が低下した排ガスE1を利用して、作動媒体R1を加熱する。 The second evaporator 41B heats the working medium R1 through heat exchange between the exhaust gas E1 from the internal combustion engine 11 and the working medium R1. The second evaporator 41B uses the exhaust gas E1, whose temperature has decreased after heat exchange in the exhaust gas economizer 31, to heat the working medium R1.

第3蒸発器41Cは、船舶で生成された蒸気と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1を加熱する。第3蒸発器41Cは、例えば排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1を加熱する。第3蒸発器41Cで熱交換を行う蒸気は、排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1を含むことが好ましいが、これに限らない。 The third evaporator 41C heats the working medium R1 through heat exchange between the steam generated on the ship and the working medium R1. The third evaporator 41C heats the working medium R1 through heat exchange between, for example, the steam S1 generated in the exhaust gas economizer 31 and the working medium R1. The steam undergoing heat exchange in the third evaporator 41C preferably includes, but is not limited to, the steam S1 generated in the exhaust gas economizer 31.

膨張器42は、第1蒸発器41A、第2蒸発器41Bおよび第3蒸発器41Cにより加熱され気化された作動媒体R1を動力源として動力を生成する。本実施形態の膨張器42はスクリュ式の膨張器である。加熱され気化された高圧の作動媒体R1によりスクリュロータが回転し、これに伴って発電機45が電力を生成する。なお、膨張器42はスクリュ式に限らない。例えば、スクロール式やタービン式であってもよい。 The expander 42 generates power using the working medium R1, which is heated and vaporized by the first evaporator 41A, the second evaporator 41B, and the third evaporator 41C, as its power source. In this embodiment, the expander 42 is a screw-type expander. The high-pressure working medium R1, which has been heated and vaporized, rotates the screw rotor, and the generator 45 generates electricity accordingly. Note that the expander 42 is not limited to a screw type. For example, it may be a scroll type or a turbine type.

凝縮器43は、膨張器42からの低圧の作動媒体R1を冷却し凝縮する。凝縮器43は、冷却液ラインLW1を通じて送られてくる冷却液W1と、作動媒体R1との熱交換を行い、作動媒体R1を冷却する。冷却液W1としては、例えば海水や船内の冷却水が用いられてもよい。後者の場合、海水によって真水を冷却する不図示の冷却器を用いてもよい。 The condenser 43 cools and condenses the low-pressure working fluid R1 from the expander 42. The condenser 43 cools the working fluid R1 by exchanging heat with the coolant W1 supplied through the coolant line LW1. The coolant W1 may be, for example, seawater or the ship's cooling water. In the latter case, a cooler (not shown) that cools fresh water with seawater may be used.

循環ポンプ44は、凝縮器43からの作動媒体R1を蒸発器41に送り込む。 The circulation pump 44 sends the working fluid R1 from the condenser 43 to the evaporator 41.

なお、作動媒体ラインLR1を循環する作動媒体R1としては、水よりも沸点が低い高分子有機化合物が用いられる。作動媒体R1は、例えばHFC-245fa(化学名:1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン、1気圧における沸点:15.3℃)等のフロン系媒体であってもよい。また、イソペンタン(1気圧における沸点:27.8℃)や、ペンタン(1気圧における沸点:36.1℃)等のノンフロン系媒体用いてもよい。更に、高分子有機化合物に替えて、25%アンモニア水(1気圧における沸点:38℃)等の自然媒体を用いてもよい。 Furthermore, a polymeric organic compound with a lower boiling point than water is used as the working medium R1 circulating in the working medium line LR1. The working medium R1 may be a fluorocarbon-based medium such as HFC-245fa (chemical name: 1,1,1,3,3-pentafluoropropane, boiling point at 1 atm: 15.3°C). Alternatively, non-fluorocarbon-based media such as isopentane (boiling point at 1 atm: 27.8°C) or pentane (boiling point at 1 atm: 36.1°C) may be used. In addition, a natural medium such as 25% aqueous ammonia (boiling point at 1 atm: 38°C) may be used instead of the polymeric organic compound.

本実施形態におけるバイナリ発電機40のORCは、例えば、膨張器42の入口の飽和蒸気圧力を2MPaとし、冷却水W1として25~30℃程度の海水を用いた場合に、凝縮器43の出口の飽和蒸気圧力が0.2~0.3MPaとなる設計である。作動媒体R1にHFC-245faを用いた場合、凝縮器43の出口温度は、概ね30~40℃の範囲となる。 In this embodiment, the ORC of the binary generator 40 is designed such that, for example, when the saturated vapor pressure at the inlet of the expander 42 is 2 MPa and seawater at approximately 25-30°C is used as the cooling water W1, the saturated vapor pressure at the outlet of the condenser 43 is 0.2-0.3 MPa. When HFC-245fa is used as the working fluid R1, the outlet temperature of the condenser 43 is generally in the range of 30-40°C.

なお、作動媒体R1との間で熱交換を行う熱源流体の供給流量は、不図示のバルブ等の流量調整機構を制御することにより調整されてもよい。例えば、蒸発器41や凝縮器43の出口に作動媒体R1の温度や圧力を検出するセンサを設け、センサの検出結果に基づき、熱源流体の流量が調整されてもよい。 Furthermore, the supply flow rate of the heat source fluid that performs heat exchange with the working medium R1 may be adjusted by controlling a flow rate adjustment mechanism such as a valve (not shown). For example, sensors for detecting the temperature and pressure of the working medium R1 may be provided at the outlets of the evaporator 41 and condenser 43, and the flow rate of the heat source fluid may be adjusted based on the detection results of the sensors.

本実施形態の発電システム1は、蒸気発生器として、前述の排ガスエコノマイザ31に加えて、ボイラ32をさらに備える。また、本実施形態の発電システム1は、スチームヘッダ33をさらに備える。 The power generation system 1 of this embodiment further includes a boiler 32 in addition to the exhaust gas economizer 31 described above as a steam generator. Furthermore, the power generation system 1 of this embodiment further includes a steam header 33.

ボイラ32は、液化燃料ガスとしてのLNGのBOGを燃料として蒸気S2を生成する機器であり、例えば船舶用水管ボイラが使用される。燃料タンク20で発生したBOGは、第2BOGラインLB2を通じて、ボイラ32に供給される。 The boiler 32 is a device that generates steam S2 using BOG (bubble over gas) of LNG as fuel; for example, a marine water-tube boiler is used. BOG generated in the fuel tank 20 is supplied to the boiler 32 through the second BOG line LB2.

第2BOGラインLB2は、圧縮機により圧縮されていないBOGがボイラ32に供給されるフリーフローラインである。すなわち、第2BOGラインLB2は、BOGの発生により上昇した燃料タンク20内の圧力を逃がすためのラインであり、このラインがボイラ32に繋がっている。ボイラ32は、第2BOGラインLB2を通じて供給されたBOGを燃焼し、蒸気S2を生成する。これにより、船舶において発生するエネルギーとしてのBOGを有効活用することができる。 The second BOG line LB2 is a free-flow line that supplies uncompressed BOG (boiled gas) to the boiler 32. In other words, the second BOG line LB2 is a line that releases the pressure in the fuel tank 20 that rises due to BOG generation, and this line is connected to the boiler 32. The boiler 32 burns the BOG supplied through the second BOG line LB2 to generate steam S2. This allows for the effective utilization of BOG as energy generated in the ship.

なお、発電機26による発電量が十分である状況などにおいては、余剰BOGがボイラ32に供給されてもよい。例えば、第1BOGラインLB1に設けられたバルブ27により、圧縮機25により圧縮されたBOGの供給先が制御され、BOGの全部または一部がボイラ32に供給されてもよい。これにより、ボイラ32は、より多くの蒸気S2を生成することができる。このように、必要な電力量と必要な蒸気量に応じて、船舶において発生するエネルギーとしてのBOGを適切に分配して有効に活用することができる。 Furthermore, in situations where the power generation from the generator 26 is sufficient, surplus BOG may be supplied to the boiler 32. For example, a valve 27 provided in the first BOG line LB1 controls the destination of the BOG compressed by the compressor 25, and all or part of the BOG may be supplied to the boiler 32. This allows the boiler 32 to generate more steam S2. In this way, BOG, as energy generated on a ship, can be appropriately distributed and effectively utilized according to the required amount of electricity and steam.

スチームヘッダ33は、蒸気ラインLS1を介して排ガスエコノマイザ31と連結されている。また、スチームヘッダ33は、蒸気ラインLS2を介してボイラ32と連結されている。スチームヘッダ33内において、排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1と、ボイラ32で生成された蒸気S2とが集合する。例えば、蒸気S1および蒸気S2がスチームヘッダ33内で集合し、これらの蒸気の集合蒸気である蒸気S3が、蒸気ラインLS3Aを通じて第3蒸発器41C等に供給される。 The steam header 33 is connected to the exhaust gas economizer 31 via the steam line LS1. The steam header 33 is also connected to the boiler 32 via the steam line LS2. Within the steam header 33, the steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 and the steam S2 generated by the boiler 32 are combined. For example, steam S1 and steam S2 combine within the steam header 33, and this combined steam, steam S3, is supplied to the third evaporator 41C, etc., via the steam line LS3A.

ここで、第3蒸発器41Cは、作動媒体R1との間で熱交換を行う蒸気として、排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1を用いてもよいし、ボイラ32で生成された蒸気S2を用いてもよい。また、本実施形態に示されるように、蒸気S1および蒸気S2を含む蒸気S3が用いられてもよい。 Here, the third evaporator 41C may use steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 or steam S2 generated by the boiler 32 as the steam that exchanges heat with the working medium R1. Alternatively, as shown in this embodiment, steam S3 containing steam S1 and steam S2 may be used.

なお、第3蒸発器41Cで用いられる蒸気はこれに限らず、船舶で生成された蒸気であればよい。例えば、第3蒸発器41Cで用いられる蒸気は、不図示の補助ボイラにより生成された蒸気であってもよい。補助ボイラの燃料は、ガス燃料であってもよいし、油燃料であってもよい。 Furthermore, the steam used in the third evaporator 41C is not limited to this; any steam generated on the ship is acceptable. For example, the steam used in the third evaporator 41C may be steam generated by an auxiliary boiler (not shown). The fuel for the auxiliary boiler may be gaseous fuel or oil fuel.

なお、排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1やボイラ32で生成された蒸気S2は、一部が蒸気ラインLS3Aを通じて第3蒸発器41Cに供給され、一部が蒸気ラインLS3Bを通じて船舶における蒸気の需要先D(燃料油や潤滑油の加温、空調加温等)に供給されてもよい。各供給先への蒸気の供給量は、供給量調整手段としてのバルブ34、バルブ35等により調整される。 Furthermore, the steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 and the steam S2 generated by the boiler 32 may be partially supplied to the third evaporator 41C via steam line LS3A, and partially supplied to the steam demand destinations D on the ship (heating of fuel oil and lubricating oil, air conditioning heating, etc.) via steam line LS3B. The amount of steam supplied to each destination is adjusted by valves 34, 35, etc., which serve as supply amount adjustment means.

本実施形態の発電システム1は、各種の制御を行うための制御部100を備える。制御部100は、船舶において発生するエネルギーを有効活用できるよう、本実施形態の発電システム1や、内燃機関11等を制御する。制御部100は、例えば、各部に取り付けられているセンサの検出結果に基づき、各ラインに設けられているバルブ等を制御してもよい。 The power generation system 1 of this embodiment includes a control unit 100 for performing various controls. The control unit 100 controls the power generation system 1 and the internal combustion engine 11, etc., to effectively utilize the energy generated on the ship. For example, the control unit 100 may control valves, etc., provided in each line based on the detection results of sensors attached to each part.

次に、各ラインを流通する各流体の流れを説明する。 Next, we will explain the flow of each fluid circulating through each line.

まず、液化燃料ガスとしてのLNGの流れについて説明する。燃料ラインLF1を流通するLNGは、燃料タンク20から供給され、高圧ポンプ21、気化器22、内燃機関11の順に流れる。燃料ラインLF1は、燃料タンク20、高圧ポンプ21、気化器22および内燃機関11を繋ぐラインである。 First, let's explain the flow of LNG as liquefied fuel gas. The LNG flowing through fuel line LF1 is supplied from fuel tank 20 and flows in the following order: high-pressure pump 21, vaporizer 22, and internal combustion engine 11. Fuel line LF1 is the line connecting fuel tank 20, high-pressure pump 21, vaporizer 22, and internal combustion engine 11.

燃料タンク20に貯留されているLNGは、高圧ポンプ21によって昇圧され、気化器22に供給される。気化器22によって気化したLNGは、内燃機関11に供給される。 The LNG stored in the fuel tank 20 is pressurized by the high-pressure pump 21 and supplied to the vaporizer 22. The LNG vaporized by the vaporizer 22 is then supplied to the internal combustion engine 11.

次に、空気A1の流れについて説明する。空気ラインLA1を流通する空気A1は、過給機12によって圧縮され、第1蒸発器41A、インタークーラ13、内燃機関11の順に流れる。空気ラインLA1は、過給機12、第1蒸発器41A、インタークーラ13、および内燃機関11を繋ぐラインである。 Next, the flow of air A1 will be explained. Air A1 circulating through air line LA1 is compressed by the supercharger 12 and flows in the following order: first evaporator 41A, intercooler 13, and internal combustion engine 11. Air line LA1 is the line connecting the supercharger 12, the first evaporator 41A, the intercooler 13, and the internal combustion engine 11.

過給機12に取り込まれた空気A1は圧縮され、過給空気A1として第1蒸発器41Aに供給される。圧縮され高温となった過給空気A1は、第1蒸発器41Aにおいて作動媒体R1との間で熱交換を行い、作動媒体R1を加熱する。熱交換を行うことにより温度が低下した過給空気A1は、インタークーラ13において、さらに所定の温度まで冷却され、内燃機関11に送り込まれる。 The air A1 taken into the supercharger 12 is compressed and supplied to the first evaporator 41A as supercharged air A1. The compressed and high-temperature supercharged air A1 exchanges heat with the working medium R1 in the first evaporator 41A, heating the working medium R1. The supercharged air A1, whose temperature has decreased due to the heat exchange, is further cooled to a predetermined temperature in the intercooler 13 before being sent to the internal combustion engine 11.

なお、第1蒸発器41Aに流入する過給空気A1の温度は、例えば50℃以上250℃以下であってもよく、内燃機関11に送り込まれる過給空気A1の温度は、例えば40℃以上50℃以下であってもよい。第1蒸発器41Aに流入する過給空気A1の温度は、例えば150℃程度であってもよい。 Furthermore, the temperature of the supercharged air A1 flowing into the first evaporator 41A may be, for example, between 50°C and 250°C, and the temperature of the supercharged air A1 supplied to the internal combustion engine 11 may be, for example, between 40°C and 50°C. The temperature of the supercharged air A1 flowing into the first evaporator 41A may also be, for example, around 150°C.

なお、過給空気A1が高温のまま内燃機関11に供給されると、内燃機関11の熱負荷が増大する。また、充填空気量が減少し、出力も減少する。よって、過給空気A1は冷却される必要がある。本実施形態においては、過給機12によって圧縮された過給空気A1の圧縮熱を、すぐにインタークーラ13で廃熱することはせずに、まずは第1蒸発器41Aの熱源流体として用いている。このように、過給空気A1の圧縮熱を第1蒸発器41Aにより排熱回収することにより、船舶で発生したエネルギーを有効利用することができる。 Furthermore, if the supercharged air A1 is supplied to the internal combustion engine 11 while still at a high temperature, the heat load on the internal combustion engine 11 will increase. Also, the amount of air supplied will decrease, and the output will decrease. Therefore, the supercharged air A1 needs to be cooled. In this embodiment, the heat of compression of the supercharged air A1 compressed by the supercharger 12 is not immediately waste heat in the intercooler 13, but is first used as a heat source fluid for the first evaporator 41A. By recovering the heat of compression of the supercharged air A1 as waste heat in the first evaporator 41A in this way, the energy generated on the ship can be effectively utilized.

次に、排ガスE1の流れについて説明する。排ガスラインLE1を流通する排ガスE1は、内燃機関11から排出され、過給機12の駆動源である排気タービン、排ガスエコノマイザ31、第2蒸発器41Bの順に流れる。排ガスラインLE1は、内燃機関11、過給機12、排ガスエコノマイザ31、および第2蒸発器41Bを繋ぐラインである。 Next, the flow of exhaust gas E1 will be explained. Exhaust gas E1 flowing through exhaust gas line LE1 is discharged from the internal combustion engine 11 and flows in the following order: exhaust turbine (the drive source for the turbocharger 12), exhaust gas economizer 31, and second evaporator 41B. Exhaust gas line LE1 is the line connecting the internal combustion engine 11, turbocharger 12, exhaust gas economizer 31, and second evaporator 41B.

内燃機関11から排出された排ガスE1は、過給機12において排気タービンを駆動する。排ガスE1は、排気タービンの駆動力として用いられることにより排気圧力が回収された状態で、排ガスエコノマイザ31に供給される。排ガスE1は、排ガスエコノマイザ31において水との間で熱交換を行い、蒸気S1を生成する。排ガスエコノマイザ31で熱交換を行うことにより温度が低下した排ガスE1は、第2蒸発器41Bに供給される。排ガスE1は、作動媒体R1との間で熱交換を行い、作動媒体R1を加熱する。第2蒸発器41Bで熱交換を行うことによりさらに温度が低下した排ガスE1は、第2蒸発器41Bから排出される。 The exhaust gas E1 discharged from the internal combustion engine 11 drives the exhaust turbine in the turbocharger 12. The exhaust gas E1, with its exhaust pressure recovered by being used as the driving force for the exhaust turbine, is supplied to the exhaust gas economizer 31. In the exhaust gas economizer 31, the exhaust gas E1 undergoes heat exchange with water to generate steam S1. The exhaust gas E1, whose temperature has decreased due to heat exchange in the exhaust gas economizer 31, is supplied to the second evaporator 41B. The exhaust gas E1 undergoes heat exchange with the working medium R1, heating the working medium R1. The exhaust gas E1, whose temperature has further decreased due to heat exchange in the second evaporator 41B, is discharged from the second evaporator 41B.

なお、排ガスエコノマイザ31に流入する排ガスE1の温度は、例えば180℃以上400℃以下であってもよく、第2蒸発器41Bに流入する排ガスE1の温度は、例えば150℃以上300℃以下であってもよい。第2蒸発器41Bに流入する排ガスE1の温度は、例えば170℃程度であってもよい。 Furthermore, the temperature of the exhaust gas E1 flowing into the exhaust gas economizer 31 may be, for example, between 180°C and 400°C, and the temperature of the exhaust gas E1 flowing into the second evaporator 41B may be, for example, between 150°C and 300°C. The temperature of the exhaust gas E1 flowing into the second evaporator 41B may also be, for example, around 170°C.

内燃機関11を稼働させると排ガスE1が発生する。本実施形態に示されるように、排ガスE1の排気圧力を過給機12の駆動で回収しつつ、排ガスE1の排熱を排ガスエコノマイザ31で一次回収し、さらに第2蒸発器41Bで二次回収することにより、船舶において発生するエネルギーを効率的に有効活用することができる。 When the internal combustion engine 11 is operated, exhaust gas E1 is generated. As shown in this embodiment, by recovering the exhaust pressure of the exhaust gas E1 by driving the turbocharger 12, first recovering the waste heat of the exhaust gas E1 with the exhaust gas economizer 31, and then secondarily recovering it with the second evaporator 41B, the energy generated in the ship can be efficiently and effectively utilized.

次に、BOGの流れについて説明する。第1BOGラインLB1を流通するBOGは、燃料タンク20から排出され、圧縮機25を介して、発電機26およびボイラ32に供給される。第2BOGラインLB2を流通するBOGは、燃料タンク20からボイラ32に直接供給される。第1BOGラインLB1は、燃料タンク20と圧縮機25を繋ぎ、そこから分岐して発電機26およびボイラ32に繋がるラインである。第2BOGラインLB2は、燃料タンク20とボイラ32とを直接繋ぐラインである。 Next, the flow of BOG (Boiler Overgrowth) will be explained. BOG flowing through the first BOG line LB1 is discharged from the fuel tank 20 and supplied to the generator 26 and boiler 32 via the compressor 25. BOG flowing through the second BOG line LB2 is supplied directly from the fuel tank 20 to the boiler 32. The first BOG line LB1 connects the fuel tank 20 and the compressor 25, and then branches off to connect to the generator 26 and boiler 32. The second BOG line LB2 directly connects the fuel tank 20 and the boiler 32.

第1BOGラインLB1を流れるBOGは、圧縮機25により、発電機26が要求する圧力になるまで加圧され、発電機26に供給される。BOGは、発電機26において燃焼され、これにより電力が生成される。 The BOG flowing through the first BOG line LB1 is pressurized by the compressor 25 until it reaches the pressure required by the generator 26, and then supplied to the generator 26. The BOG is burned in the generator 26, thereby generating electricity.

第1BOGラインLB1を流れるBOGは、バルブ27が制御されることにより、ボイラ32にも供給される。また、燃料タンク20で発生したBOGは、第2BOGラインLB2を通じて、ボイラ32に供給される。BOGは、ボイラにおいて燃焼され、これにより蒸気S2が生成される。 The BOG flowing through the first BOG line LB1 is supplied to the boiler 32 through the control of valve 27. Furthermore, the BOG generated in the fuel tank 20 is supplied to the boiler 32 through the second BOG line LB2. The BOG is burned in the boiler, thereby generating steam S2.

次に、蒸気S1、蒸気S2、蒸気S3の流れについて説明する。 Next, we will explain the flow of steam S1, steam S2, and steam S3.

排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1は、蒸気ラインLS1を通じてスチームヘッダ33に供給される。ボイラ32で生成された蒸気S2は、蒸気ラインLS2を通じてスチームヘッダ33に供給される。スチームヘッダに集合した蒸気S1および蒸気S2は、蒸気S3として、蒸気ラインLS3Aを通じて第3蒸発器41Cに供給される。また、蒸気S3は、蒸気ラインLS3Bを通じて船舶における蒸気の需要先Dに供給される。各供給先への蒸気S3の供給量は、供給量調整手段としてのバルブ34、バルブ35等により調整される。
なお、第3蒸発器41Cに流入して作動媒体R1と熱交換を行う蒸気S3の温度は、100℃以上であることが好ましい。
Steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 is supplied to the steam header 33 through the steam line LS1. Steam S2 generated by the boiler 32 is supplied to the steam header 33 through the steam line LS2. The steam S1 and steam S2 collected in the steam header are supplied as steam S3 to the third evaporator 41C through the steam line LS3A. Steam S3 is also supplied to the steam demand destinations D on the ship through the steam line LS3B. The amount of steam S3 supplied to each destination is adjusted by valves 34, 35, etc., which serve as supply amount adjustment means.
Furthermore, the temperature of the steam S3 that flows into the third evaporator 41C and exchanges heat with the working medium R1 is preferably 100°C or higher.

次に、作動媒体R1の流れについて説明する。作動媒体R1は、蒸発器41と、膨張器42と、凝縮器43と、循環ポンプ44と、を繋ぐ作動媒体ラインLR1を循環する。 Next, the flow of the working fluid R1 will be explained. The working fluid R1 circulates through the working fluid line LR1, which connects the evaporator 41, the expander 42, the condenser 43, and the circulation pump 44.

作動媒体R1は、蒸発器41において加熱されて気化する。気化した高圧の作動媒体R1は、膨張器42のスクリュロータを回転させて発電機45を駆動する。膨張器42のスクリュロータを通過した低圧の作動媒体R1は、凝縮器43で冷却されて凝縮する。凝縮された作動媒体R1は、循環ポンプ44によって蒸発器41に再度送り込まれる。このように、作動媒体R1は、作動媒体ラインLR1を循環しながら蒸発と凝縮を繰り返す。 The working medium R1 is heated and vaporized in the evaporator 41. The vaporized, high-pressure working medium R1 rotates the screw rotor of the expander 42, driving the generator 45. The low-pressure working medium R1 that has passed through the screw rotor of the expander 42 is cooled and condensed in the condenser 43. The condensed working medium R1 is then sent back to the evaporator 41 by the circulation pump 44. In this way, the working medium R1 repeatedly evaporates and condenses while circulating through the working medium line LR1.

本実施形態においては、上述のとおり、蒸発器41は、第1蒸発器41Aと、第2蒸発器41Bと、第3蒸発器41Cと、を有する。よって、作動媒体R1は、第1蒸発器41A、第2蒸発器41B、第3蒸発器41Cの順に流れる。作動媒体R1は、第1蒸発器41Aにおいて、過給空気A1との間で熱交換が行われ、その温度が上昇する。作動媒体R1は、第2蒸発器41Bにおいて、排ガスE1との間で熱交換が行われ、その温度がさらに上昇する。作動媒体R1は、第3蒸発器41Cにおいて、蒸気との間で熱交換が行われ、その温度がさらに上昇する。このように、複数の蒸発器を備えることにより、船舶で発生する複数の異なる熱源流体をエネルギーとして有効利用し、作動媒体R1を段階的に加熱することができる。 In this embodiment, as described above, the evaporator 41 comprises a first evaporator 41A, a second evaporator 41B, and a third evaporator 41C. Therefore, the working fluid R1 flows in the order of the first evaporator 41A, the second evaporator 41B, and the third evaporator 41C. In the first evaporator 41A, the working fluid R1 undergoes heat exchange with the supercharged air A1, causing its temperature to rise. In the second evaporator 41B, the working fluid R1 undergoes heat exchange with the exhaust gas E1, causing its temperature to rise further. In the third evaporator 41C, the working fluid R1 undergoes heat exchange with steam, causing its temperature to rise even further. In this way, by providing multiple evaporators, multiple different heat source fluids generated in the ship can be effectively utilized as energy, and the working fluid R1 can be heated in stages.

なお、第3蒸発器41Cから流出する作動媒体R1の温度は、例えば120℃程度であってもよく、凝縮器43から流出する作動媒体R1の温度は、例えば40℃程度であってもよい。 Furthermore, the temperature of the working medium R1 flowing out from the third evaporator 41C may be, for example, around 120°C, and the temperature of the working medium R1 flowing out from the condenser 43 may be, for example, around 40°C.

第3蒸発器41Cの熱源流体として利用後の蒸気S3は、復水器にて海水で冷却することにより、凝縮ドレンとして回収する。この凝縮ドレンは、排ガスエコノマイザ31やボイラ32の給水として再利用することができる。 The steam S3, after being used as the heat source fluid in the third evaporator 41C, is recovered as condensate by cooling it with seawater in the condenser. This condensate can be reused as feedwater for the exhaust gas economizer 31 and boiler 32.

<変形例1>
需要先Dで利用後の蒸気S3には、未利用の熱エネルギーが残存していることが多いことから、この熱エネルギーを有効活用することが望ましい。具体的には、需要先Dで利用後の蒸気S3を集合させて、バイナリ発電機40の熱源流体として再利用する。この場合、作動媒体R1が循環するORCに第4蒸発器を追加する。第4蒸発器は、例えば第3蒸発器41Cと膨張器42の間に接続される。第4蒸発器で熱源流体として利用後の蒸気S3は、復水器で冷却後、凝縮ドレンとして回収し、排ガスエコノマイザ31やボイラ32の給水として再利用する。
<Variation 1>
Since unused thermal energy often remains in the steam S3 after use at customer D, it is desirable to make effective use of this thermal energy. Specifically, the steam S3 after use at customer D is collected and reused as a heat source fluid for the binary generator 40. In this case, a fourth evaporator is added to the ORC through which the working fluid R1 circulates. The fourth evaporator is connected, for example, between the third evaporator 41C and the expander 42. After use as a heat source fluid in the fourth evaporator, the steam S3 is cooled in a condenser, recovered as condensate drain, and reused as feedwater for the exhaust gas economizer 31 and boiler 32.

<変形例2>
バイナリ発電機40の凝縮器43で海水を冷却液W1に用いる場合、海水温度が高い条件を考慮すると、凝縮器43における作動媒体R1の出口温度は、30~40℃程度が限界となる。この温度よりも作動媒体R1の出口温度を下げると、蒸発器41での吸熱量を増やせるため、発電量の上積みが可能となる。例えば、作動媒体R1の出口温度を10~20℃程度まで、すなわち20℃分下げると、発電量がおよそ20~30%増加する。
<Modified Example 2>
When seawater is used as the coolant W1 in the condenser 43 of the binary power generator 40, considering the high seawater temperature, the outlet temperature of the working fluid R1 in the condenser 43 is limited to about 30-40°C. Lowering the outlet temperature of the working fluid R1 below this temperature increases the amount of heat absorbed in the evaporator 41, thus increasing the amount of power generated. For example, lowering the outlet temperature of the working fluid R1 to about 10-20°C, or by 20°C, increases the amount of power generated by approximately 20-30%.

そこで、作動媒体R1の放熱量を増加させるための過冷却器を搭載するのが好ましい。具体的には、凝縮器43と循環ポンプ44の間に過冷却器を接続し、作動媒体R1と高圧ポンプ21から送給されるLNGを熱交換させる。凝縮器43を通過後の作動媒体R1が有する熱量をLNGの気化エネルギーに利用することにより、蒸発器41に流入する作動媒体R1の温度を低下させることができる。同時に、気化器22で消費するヒータ等の熱エネルギーは、過冷却器を搭載する前に比べて低減されることになる。 Therefore, it is preferable to install a supercooler to increase the heat dissipation of the working medium R1. Specifically, a supercooler is connected between the condenser 43 and the circulation pump 44, allowing heat exchange between the working medium R1 and the LNG supplied from the high-pressure pump 21. By utilizing the heat contained in the working medium R1 after passing through the condenser 43 as vaporization energy for the LNG, the temperature of the working medium R1 flowing into the evaporator 41 can be lowered. At the same time, the thermal energy consumed by heaters, etc., in the vaporizer 22 will be reduced compared to before the supercooler was installed.

過冷却器で作動媒体R1の温度を下げた分の熱回収は、変形例1の第4蒸発器で行うことができる。また、更なる熱回収が可能な場合は、ORCに第5蒸発器を追加してもよい。第5蒸発器は、例えば第4蒸発器と膨張器42の間に接続される。第5蒸発器の熱源流体としては、例えば内燃機関11のジャケット冷却水として使用された温廃水を利用することができる。 The heat lost due to the temperature reduction of the working fluid R1 in the supercooler can be recovered in the fourth evaporator in Modification 1. Furthermore, if further heat recovery is possible, a fifth evaporator may be added to the ORC. The fifth evaporator is connected, for example, between the fourth evaporator and the expander 42. As the heat source fluid for the fifth evaporator, for example, warm wastewater used as jacket cooling water for the internal combustion engine 11 can be used.

<変形例3>
本実施形態においては、主機としての内燃機関11の稼働時に発生する複数の熱源流体(過給空気A1、排ガスE1)の排熱を回収してバイナリ発電を行っているが、船舶の停泊時や低速航行時は、これらの熱源流体が不足する状況となる。船舶の停泊時や低速航行時は、船内蒸気使用量は減少する傾向にあるため、排ガスエコノマイザ31での蒸気S1の生成量が減っても問題ない。一方、内燃機関11に液化燃料ガスが使用される場合、定常的に発生するBOGを処理するためにボイラ32が設置されるが、船舶の停泊時や低速航行時は、ボイラ32で生成した蒸気S2は余剰となってしまう。
<Example 3>
In this embodiment, binary power generation is performed by recovering the waste heat from multiple heat source fluids (supercharged air A1, exhaust gas E1) generated when the internal combustion engine 11, which serves as the main engine, is in operation. However, when the ship is at anchor or sailing at low speed, these heat source fluids become insufficient. When the ship is at anchor or sailing at low speed, the amount of steam used on board tends to decrease, so it is not a problem if the amount of steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 decreases. On the other hand, when liquefied fuel gas is used in the internal combustion engine 11, a boiler 32 is installed to process the BOG that is generated on a regular basis. However, when the ship is at anchor or sailing at low speed, the steam S2 generated by the boiler 32 becomes surplus.

そこで、船舶の停泊時や低速航行時は、使用する蒸発器41を切り替えて、バイナリ発電機40で熱回収を行うのが好ましい。具体的には、第1蒸発器41Aへの過給空気A1の供給をバイパスさせると共に、第2蒸発器41Bへの排ガスE1の供給をバイパスさせる。そして、ボイラ32で生成した蒸気S2のみを第3蒸発器41Cに供給してバイナリ発電機40を作動させる。これにより、船舶において発生するエネルギーを有効活用することができる。 Therefore, when the ship is at anchor or sailing at low speed, it is preferable to switch the evaporator 41 being used and recover heat with the binary generator 40. Specifically, the supply of supercharged air A1 to the first evaporator 41A is bypassed, and the supply of exhaust gas E1 to the second evaporator 41B is also bypassed. Then, only the steam S2 generated by the boiler 32 is supplied to the third evaporator 41C to operate the binary generator 40. This allows for the effective utilization of energy generated on the ship.

なお、蒸気ラインLS3Aのバルブ34を、第3蒸発器41Cへの余剰蒸気の供給を制御する余剰蒸気制御弁として用いてもよい。制御部100は、船舶の停泊時や低速航行時といった状況を示す情報に基づいて、余剰蒸気制御弁を制御してもよい。 Furthermore, valve 34 of steam line LS3A may be used as an excess steam control valve to control the supply of excess steam to the third evaporator 41C. The control unit 100 may control the excess steam control valve based on information indicating conditions such as when the ship is anchored or under low-speed navigation.

<変形例4>
本実施形態においては、排ガスエコノマイザ31により排ガスE1の熱回収を行い、蒸気S1を生成しているが、主機としての内燃機関11からの排ガスE1は高温であり、ガスボリュームも大きい。船舶の通常航行時の船内蒸気使用量は変動するため、排ガスエコノマイザ31の熱回収量が大きすぎると、生成した蒸気S1は余剰となりやすい。また、二元燃料式の内燃機関11の非常用燃料を重質燃料油から軽質燃料油(マリンガスオイル)に切り替えると、燃料のヒーティングが不要になり、余剰蒸気が増加する。
<Modification 4>
In this embodiment, the exhaust gas economizer 31 recovers heat from the exhaust gas E1 and generates steam S1. However, the exhaust gas E1 from the internal combustion engine 11, which serves as the main engine, is hot and has a large gas volume. Since the amount of steam used on board during normal ship navigation fluctuates, if the amount of heat recovered by the exhaust gas economizer 31 is too large, the generated steam S1 tends to become surplus. Furthermore, if the emergency fuel of the dual-fuel internal combustion engine 11 is switched from heavy fuel oil to light fuel oil (marine gas oil), fuel heating becomes unnecessary, and the surplus steam increases.

そこで、排ガスエコノマイザ31での熱回収量と、第2蒸発器41Bでの熱回収量とを調整するのが好ましい。具体的には、排ガスラインLE1に排ガスエコノマイザ31に対するバイパスラインを接続する。そして、第2蒸発器41Bに供給される排ガスE1の入口温度が設定温度Tiになるように、排ガスエコノマイザ31に対する排ガスE1の供給量とバイパス量を調整する。これにより、排ガスエコノマイザ31による蒸気生成量と、バイナリ発電機40による発電量を適切に調整することができる。 Therefore, it is preferable to adjust the amount of heat recovered in the exhaust gas economizer 31 and the amount of heat recovered in the second evaporator 41B. Specifically, a bypass line to the exhaust gas economizer 31 is connected to the exhaust gas line LE1. Then, the amount of exhaust gas E1 supplied to the exhaust gas economizer 31 and the bypass amount are adjusted so that the inlet temperature of the exhaust gas E1 supplied to the second evaporator 41B becomes the set temperature Ti. This allows for appropriate adjustment of the amount of steam generated by the exhaust gas economizer 31 and the amount of electricity generated by the binary generator 40.

このとき、船内必要蒸気量に基づいて、設定温度Tiを都度変更し、排ガスエコノマイザ31に対する排ガスE1の供給量とバイパス量を増減させてもよい。なお、設定温度Tiを固定すると、船内蒸気使用量の変動によって余剰蒸気が発生することがあるが、この場合は、余剰蒸気を第3蒸発器41Cに導入して熱回収し、バイナリ発電機40による発電量を増やしてもよい。 In this case, the set temperature Ti may be changed each time based on the amount of steam required on board, and the amount of exhaust gas E1 supplied to the exhaust gas economizer 31 and the bypass amount may be increased or decreased. Note that if the set temperature Ti is fixed, surplus steam may be generated due to fluctuations in the amount of steam used on board. In this case, the surplus steam may be introduced into the third evaporator 41C for heat recovery, thereby increasing the amount of electricity generated by the binary generator 40.

<変形例5>
二元燃料式の内燃機関11の非常用燃料である重質燃料油(例えば、C重油)は、硫黄分濃度が高い。硫黄分濃度が高い燃料を用いる場合は、排ガスエコノマイザ31および第2蒸発器41Bの腐食が問題となる。特に、第2蒸発器41Bの腐食により作動媒体R1の漏洩が起こると、バイナリ発電機40の稼働ができなくなる。
<Example 5>
The heavy fuel oil (e.g., C heavy oil) used as emergency fuel for the dual-fuel internal combustion engine 11 has a high sulfur content. When using fuel with a high sulfur content, corrosion of the exhaust gas economizer 31 and the second evaporator 41B becomes a problem. In particular, if the working fluid R1 leaks due to corrosion of the second evaporator 41B, the binary generator 40 will become inoperable.

そこで、排ガスエコノマイザ31および第2蒸発器41Bの腐食対策を行うことが好ましい。具体的には、排ガスエコノマイザ31の出口排ガス温度を検出し、この温度が設定温度To1(例えば、200℃)以上になるように、給水の流量を調整する。例えば、図示しない給水ポンプの回転数を増加させて給水の熱吸収量を低減させることにより、排ガスエコノマイザ31の内部で排ガスE1の温度が酸露点を下回らないように操作する。 Therefore, it is preferable to implement corrosion countermeasures for the exhaust gas economizer 31 and the second evaporator 41B. Specifically, the exhaust gas temperature at the outlet of the exhaust gas economizer 31 is detected, and the flow rate of the feedwater is adjusted so that this temperature is equal to or higher than the set temperature To1 (for example, 200°C). For example, by increasing the rotation speed of the feedwater pump (not shown) to reduce the amount of heat absorbed by the feedwater, the system is operated so that the temperature of the exhaust gas E1 inside the exhaust gas economizer 31 does not fall below the acid dew point.

また、第2蒸発器41Bの出口排ガス温度を検出し、この温度が設定温度To2(例えば、150℃)以上になるように、作動媒体R1の流量を調整する。例えば、循環ポンプ44の回転数を増加させて作動媒体R1の熱吸収量を低減させることにより、第2蒸発器41Bの内部で排ガスE1の温度が酸露点を下回らないように操作する。この操作において、設定温度To2の値は、硫黄分濃度3.5%の燃料油を使用する場合が150℃、硫黄分濃度0.5%の燃料油を使用する場合が130℃、硫黄分濃度0.1%の燃料油を使用する場合が120℃に設定される。 Furthermore, the exhaust gas temperature at the outlet of the second evaporator 41B is detected, and the flow rate of the working medium R1 is adjusted so that this temperature is equal to or above the set temperature To2 (for example, 150°C). For example, by increasing the rotational speed of the circulation pump 44 to reduce the amount of heat absorbed by the working medium R1, the system is operated to ensure that the temperature of the exhaust gas E1 inside the second evaporator 41B does not fall below the acid dew point. In this operation, the set temperature To2 is set to 150°C when using fuel oil with a sulfur content of 3.5%, 130°C when using fuel oil with a sulfur content of 0.5%, and 120°C when using fuel oil with a sulfur content of 0.1%.

以上説明した本実施形態の船舶用発電システム1によれば、以下のような効果が奏される。 The shipboard power generation system 1 of this embodiment, as described above, provides the following advantages.

(1)本実施形態の船舶用発電システム1は、内燃機関11と、内燃機関11に過給空気A1を送り込む排気タービン式の過給機12と、を備える船舶Sに用いられる船舶用発電システム1であって、内燃機関11からの排ガスE1を用いて蒸気S1を生成する排ガスエコノマイザ31と、循環する作動媒体R1を介して熱エネルギーを回収し、作動媒体R1の膨張に基づき発電を行うバイナリ発電機40と、を備え、バイナリ発電機40は、過給機12からの過給空気A1と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1を加熱する第1蒸発器41Aと、内燃機関11からの排ガスE1と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1を加熱する第2蒸発器41Bと、を有し、内燃機関11からの排ガスE1は、過給機12の駆動源である排気タービン、排ガスエコノマイザ31、第2蒸発器41Bの順に流れる。これにより、船舶において発生するエネルギーを有効活用することができる。 (1) The ship power generation system 1 of this embodiment is a ship power generation system 1 used in a ship S equipped with an internal combustion engine 11 and an exhaust turbine type supercharger 12 that supplies supercharged air A1 to the internal combustion engine 11, and comprises an exhaust gas economizer 31 that generates steam S1 using exhaust gas E1 from the internal combustion engine 11, and a binary generator 40 that recovers thermal energy via a circulating working medium R1 and generates electricity based on the expansion of the working medium R1, wherein the binary generator 40 has a first evaporator 41A that heats the working medium R1 by heat exchange between the supercharged air A1 from the supercharger 12 and the working medium R1, and a second evaporator 41B that heats the working medium R1 by heat exchange between the exhaust gas E1 from the internal combustion engine 11 and the working medium R1, and the exhaust gas E1 from the internal combustion engine 11 flows in the order of exhaust turbine, which is the driving source of the supercharger 12, exhaust gas economizer 31, and second evaporator 41B. This makes it possible to effectively utilize the energy generated in the ship.

より詳細には、第1蒸発器41Aにおいて、過給機12からの過給空気A1と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1が加熱され、さらに第2蒸発器41Bにおいて、内燃機関11からの排ガスE1と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1が加熱されることにより、バイナリ発電機40において、過給空気A1および排ガスE1の熱エネルギーが効率的に回収される。さらに、排ガスエコノマイザ31が、過給機12を通過した後であって、第2蒸発器41Bに流入する前のまだ高温の排ガスE1を用いて蒸気S1を生成するため、船舶において発生するエネルギーを有効活用することができる。 More specifically, in the first evaporator 41A, the working medium R1 is heated by heat exchange between the supercharged air A1 from the supercharger 12 and the working medium R1. Furthermore, in the second evaporator 41B, the working medium R1 is heated by heat exchange between the exhaust gas E1 from the internal combustion engine 11 and the working medium R1. This efficiently recovers the thermal energy of the supercharged air A1 and exhaust gas E1 in the binary generator 40. Moreover, since the exhaust gas economizer 31 generates steam S1 using the still-high-temperature exhaust gas E1 after it has passed through the supercharger 12 and before it flows into the second evaporator 41B, the energy generated on the ship can be effectively utilized.

ここで、バイナリ発電に用いられる作動媒体は、通常、水よりも沸点が低い媒体が用いられる。よって、排ガスエコノマイザ31で熱交換を行ったあとの温度が低下した排ガスE1であっても、第2蒸発器41Bは、作動媒体R1の加熱を行うことができる。よって、船舶において発生するエネルギーを効率的に有効活用することができる。 In binary power generation, the working fluid typically used has a lower boiling point than water. Therefore, even with exhaust gas E1 whose temperature has decreased after heat exchange in the exhaust gas economizer 31, the second evaporator 41B can still heat the working fluid R1. Thus, the energy generated on the ship can be efficiently and effectively utilized.

(2)本実施形態の船舶用発電システム1のバイナリ発電機40は、第3蒸発器41Cをさらに有し、第3蒸発器41Cは、排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1を加熱する。このように、第3蒸発器41Cにおいて、内燃機関11からの排ガスE1を利用する排ガスエコノマイザ31により生成された蒸気S1と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1が加熱されるため、バイナリ発電機40において、船舶で発生したエネルギーがより効率的に回収される。 (2) The binary generator 40 of the shipboard power generation system 1 of this embodiment further includes a third evaporator 41C, which heats the working medium R1 through heat exchange between the steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 and the working medium R1. In this way, the working medium R1 is heated in the third evaporator 41C through heat exchange between the steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31, which utilizes the exhaust gas E1 from the internal combustion engine 11, and the working medium R1. Therefore, the binary generator 40 recovers the energy generated on the ship more efficiently.

(3)本実施形態の船舶用発電システム1の内燃機関11は、液化燃料ガスを燃料とする内燃機関であり、液化燃料ガスのボイルオフガス(BOG)を燃料として蒸気S2を生成するボイラ32をさらに備え、バイナリ発電機40は、第3蒸発器41Cをさらに有し、第3蒸発器41Cは、ボイラ32で生成された蒸気S2と作動媒体R1との間の熱交換により作動媒体R1を加熱する。このように、第3蒸発器41Cにおいて、内燃機関11で用いられる液化燃料ガスのBOGを燃料とするボイラ32により生成された蒸気S2と作動媒体R2との間の熱交換により作動媒体R1が加熱されるため、バイナリ発電機40において、船舶で発生したエネルギーがより効率的に回収される。 (3) The internal combustion engine 11 of the ship's power generation system 1 in this embodiment is an internal combustion engine that uses liquefied fuel gas as fuel, and further comprises a boiler 32 that generates steam S2 using boil-off gas (BOG) of the liquefied fuel gas as fuel. The binary generator 40 further comprises a third evaporator 41C, which heats the working medium R1 through heat exchange between the steam S2 generated in the boiler 32 and the working medium R1. In this way, in the third evaporator 41C, the working medium R1 is heated through heat exchange between the steam S2 generated by the boiler 32, which uses BOG of the liquefied fuel gas used in the internal combustion engine 11, and the working medium R2, so that the energy generated on the ship is recovered more efficiently in the binary generator 40.

<第2実施形態>
次に、第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。図2は、本発明の第2実施形態に係る船舶用発電システム1の概要を示す図である。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the same configuration as in the first embodiment will not be described. Figure 2 is a diagram showing an overview of the shipboard power generation system 1 according to the second embodiment of the present invention.

図2に示されるように、本実施形態の船舶用発電システム1は、蒸気エキスパンダ発電機50と、蒸気バイナリ発電機60と、をさらに備える。なお、本実施形態のバイナリ発電機40の蒸発器41は、第1蒸発器41Aおよび第2蒸発器41Bによって構成されている。ただし、バイナリ発電機40の蒸発器41は、第1実施形態と同様、第3蒸発器41Cを有していてもよい。 As shown in Figure 2, the shipboard power generation system 1 of this embodiment further comprises a steam expander generator 50 and a steam binary generator 60. The evaporator 41 of the binary generator 40 in this embodiment is composed of a first evaporator 41A and a second evaporator 41B. However, the evaporator 41 of the binary generator 40 may also have a third evaporator 41C, similar to the first embodiment.

蒸気エキスパンダ発電機50は、蒸気の膨張を回転力に変換して発電を行う発電機である。蒸気エキスパンダ発電機50は、例えばツインスクリュ式の膨張機構を有していてもよい。この場合、蒸気エキスパンダ発電機50の給気ポートに流入した蒸気の給気圧力と、蒸気エキスパンダ発電機50の排気ポート側の排気圧力との差圧により、ロータケーシング内に配置された一対のスクリュロータが回転する。この回転動力が発電機軸に伝達されて、電力が生成される。 The steam expander generator 50 is a generator that generates electricity by converting the expansion of steam into rotational force. The steam expander generator 50 may, for example, have a twin-screw type expansion mechanism. In this case, the differential pressure between the steam supply pressure flowing into the supply port of the steam expander generator 50 and the exhaust pressure on the exhaust port side of the steam expander generator 50 causes a pair of screw rotors arranged within the rotor casing to rotate. This rotational power is transmitted to the generator shaft, generating electricity.

この蒸気エキスパンダ発電機50は、基本的には蒸気S3からの熱エネルギーの回収はせずに、蒸気S3の圧力エネルギーの回収を行って電力を生成する。よって、蒸気エキスパンダ発電機50から排出される蒸気S4は、蒸気エキスパンダ発電機50に流入した蒸気S3よりも圧力が低下し、低下後の圧力に応じた飽和蒸気温度となっている。蒸気エキスパンダ発電機50の吸気ポートに流入した蒸気S3は、減圧された蒸気S4となって、蒸気エキスパンダ発電機50の排気ポートから排出され、蒸気バイナリ発電機60に供給される。このように、蒸気エキスパンダ発電機50は減圧装置としての機能も有する。 This steam expander generator 50 basically generates electricity by recovering the pressure energy of the steam S3, rather than recovering the thermal energy from the steam S3. Therefore, the steam S4 discharged from the steam expander generator 50 has a lower pressure than the steam S3 that flowed into the generator, and its saturated steam temperature is corresponding to the reduced pressure. The steam S3 that flows into the intake port of the steam expander generator 50 becomes depressurized steam S4, which is discharged from the exhaust port of the steam expander generator 50 and supplied to the steam binary generator 60. Thus, the steam expander generator 50 also functions as a pressure reducing device.

蒸気エキスパンダ発電機50は、例えば排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1や、ボイラ32で生成された蒸気S2を利用して発電を行う。ただし、使用する蒸気はこれに限らない。 The steam expander generator 50 generates electricity using, for example, steam S1 produced by the exhaust gas economizer 31 or steam S2 produced by the boiler 32. However, the type of steam used is not limited to these.

蒸気バイナリ発電機60は、循環する作動媒体R2を介して熱源流体としての蒸気から熱エネルギーを回収し、作動媒体R2の膨張に基づき発電を行うバイナリ発電機である。より詳細には、本実施系形態の蒸気バイナリ発電機60は、低沸点の高分子有機作動媒体である作動媒体R2を、熱源流体としての蒸気により加熱して気化させて、気化により生じた作動媒体R2の蒸気によりスクリュロータを回転させて発電を行う、オーガニックランキンサイクル(ORC)方式の発電機である。本実施形態の蒸気バイナリ発電機60は、蒸気エキスパンダ発電機50で使用後の減圧された蒸気S4を熱源流体として発電を行う。 The steam binary generator 60 is a binary generator that recovers thermal energy from steam as a heat source fluid via a circulating working fluid R2 and generates electricity based on the expansion of the working fluid R2. More specifically, the steam binary generator 60 in this embodiment is an organic Rankine cycle (ORC) type generator that generates electricity by heating and vaporizing the working fluid R2, which is a low-boiling-point polymer organic working fluid, with steam as a heat source fluid, and then rotating a screw rotor with the vapor of the working fluid R2 produced by vaporization. In this embodiment, the steam binary generator 60 generates electricity using depressurized steam S4 after use in the steam expander generator 50 as the heat source fluid.

蒸気バイナリ発電機60は、蒸気S4を用いて作動媒体R2を加熱して気化する蒸発器61と、蒸発器61により加熱され気化された作動媒体R2を動力源として動力を生成する膨張器62と、膨張器62からの作動媒体R2を冷却し凝縮する凝縮器63と、凝縮器63からの作動媒体R2を蒸発器61に送り込む循環ポンプ64と、蒸発器61、膨張器62、凝縮器63、および循環ポンプ64を流通する作動媒体R2が循環する作動媒体ラインLR2と、を備える。ここで、膨張器62には発電機65が接続されている。発電機65は、膨張器62の回転に伴って電力を生成する。 The steam binary generator 60 comprises an evaporator 61 that heats and vaporizes the working medium R2 using steam S4, an expander 62 that generates power using the heated and vaporized working medium R2 from the evaporator 61 as a power source, a condenser 63 that cools and condenses the working medium R2 from the expander 62, a circulation pump 64 that sends the working medium R2 from the condenser 63 to the evaporator 61, and a working medium line LR2 through which the working medium R2 circulates through the evaporator 61, expander 62, condenser 63, and circulation pump 64. A generator 65 is connected to the expander 62. The generator 65 generates electricity in conjunction with the rotation of the expander 62.

蒸発器61は、蒸気エキスパンダ発電機50で使用後の減圧された蒸気S4と作動媒体R2との間の熱交換により作動媒体R2を加熱する。蒸気S4は、蒸気ラインLS4を通じて蒸発器61に供給される。 The evaporator 61 heats the working fluid R2 through heat exchange between the depressurized steam S4 used by the steam expander generator 50 and the working fluid R2. The steam S4 is supplied to the evaporator 61 through the steam line LS4.

膨張器62は、蒸発器61により加熱され気化された作動媒体R2を動力源として動力を生成する。本実施形態の膨張器62はスクリュ式の膨張器である。加熱され気化された高圧の作動媒体R2によりスクリュロータが回転し、これに伴って発電機65が電力を生成する。なお、膨張器62はスクリュ式に限らない。例えば、スクロール式やタービン式であってもよい。 The expander 62 generates power using the working medium R2, which is heated and vaporized by the evaporator 61, as its power source. In this embodiment, the expander 62 is a screw-type expander. The high-pressure working medium R2, heated and vaporized, rotates the screw rotor, and the generator 65 generates electricity accordingly. Note that the expander 62 is not limited to a screw type. For example, it may be a scroll type or a turbine type.

凝縮器63は、膨張器62からの低圧の作動媒体R2を冷却し凝縮する。凝縮器63は、冷却液ラインLW2を通じて送られてくる冷却液W2と、作動媒体R2との熱交換を行い、作動媒体R2を冷却する。冷却液W2としては、例えば海水や船内の冷却水が用いられてもよい。本実施形態においては、海水によって冷却液W2を冷却する冷却器71が設けられており、この冷却器71が、凝縮器63との間で冷却液W2を循環させている。 The condenser 63 cools and condenses the low-pressure working fluid R2 from the expander 62. The condenser 63 cools the working fluid R2 by exchanging heat with the coolant W2 supplied through the coolant line LW2. The coolant W2 may be, for example, seawater or the ship's cooling water. In this embodiment, a cooler 71 is provided to cool the coolant W2 with seawater, and this cooler 71 circulates the coolant W2 between itself and the condenser 63.

循環ポンプ64は、凝縮器63からの作動媒体R2を蒸発器61に送り込む。 The circulation pump 64 sends the working medium R2 from the condenser 63 to the evaporator 61.

なお、作動媒体ラインLR1を循環する作動媒体R1としては、水よりも沸点が低い高分子有機化合物が用いられる。作動媒体R1は、例えばHFC-245fa(化学名:1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン、1気圧における沸点:15.3℃)等のフロン系媒体であってもよい。また、イソペンタン(1気圧における沸点:27.8℃)や、ペンタン(1気圧における沸点:36.1℃)等のノンフロン系媒体用いてもよい。更に、高分子有機化合物に替えて、25%アンモニア水(1気圧における沸点:38℃)等の自然媒体を用いてもよい。 Furthermore, a polymeric organic compound with a lower boiling point than water is used as the working medium R1 circulating in the working medium line LR1. The working medium R1 may be a fluorocarbon-based medium such as HFC-245fa (chemical name: 1,1,1,3,3-pentafluoropropane, boiling point at 1 atm: 15.3°C). Alternatively, non-fluorocarbon-based media such as isopentane (boiling point at 1 atm: 27.8°C) or pentane (boiling point at 1 atm: 36.1°C) may be used. In addition, a natural medium such as 25% aqueous ammonia (boiling point at 1 atm: 38°C) may be used instead of the polymeric organic compound.

なお、作動媒体R2との間で熱交換を行う蒸気S4および冷却液W2の供給流量は、不図示のバルブ等の流量調整機構を制御することにより調整されてもよい。例えば、蒸発器61や凝縮器63の出口に作動媒体R2の温度や圧力を検出するセンサを設け、センサの検出結果に基づき、これらの流体の流量が調整されてもよい。 Furthermore, the supply flow rates of the steam S4 and coolant W2, which exchange heat with the working medium R2, may be adjusted by controlling a flow rate adjustment mechanism such as a valve (not shown). For example, sensors for detecting the temperature and pressure of the working medium R2 may be provided at the outlets of the evaporator 61 and condenser 63, and the flow rates of these fluids may be adjusted based on the sensor detection results.

スチームヘッダ33は、蒸気ラインLS1を介して排ガスエコノマイザ31と連結されている。また、スチームヘッダ33は、蒸気ラインLS2を介してボイラ32と連結されている。スチームヘッダ33内において、排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1と、ボイラ32で生成された蒸気S2とが集合する。例えば、蒸気S1および蒸気S2がスチームヘッダ33内で集合し、これらの蒸気の集合蒸気である蒸気S3が、蒸気ラインLS3Cを通じて蒸気エキスパンダ発電機50等に供給される。 The steam header 33 is connected to the exhaust gas economizer 31 via the steam line LS1. The steam header 33 is also connected to the boiler 32 via the steam line LS2. Within the steam header 33, the steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 and the steam S2 generated by the boiler 32 are combined. For example, steam S1 and steam S2 combine within the steam header 33, and this combined steam, steam S3, is supplied to the steam expander generator 50, etc., via the steam line LS3C.

ここで、蒸気エキスパンダ発電機50は、動力を得るための蒸気として、排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1を用いてもよいし、ボイラ32で生成された蒸気S2を用いてもよい。また、本実施形態に示されるように、蒸気S1および蒸気S2を含む蒸気S3が用いられてもよい。 Here, the steam expander generator 50 may use steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 or steam S2 generated by the boiler 32 as the steam to obtain power. Alternatively, as shown in this embodiment, steam S3 containing both steam S1 and steam S2 may be used.

なお、蒸気エキスパンダ発電機50で用いられる蒸気はこれに限らず、船舶で生成された蒸気であればよい。例えば、蒸気エキスパンダ発電機50で用いられる蒸気は、不図示の補助ボイラにより生成された蒸気であってもよい。補助ボイラの燃料は、ガス燃料であってもよいし、油燃料であってもよい。 Furthermore, the steam used in the steam expander generator 50 is not limited to this; any steam generated on a ship is acceptable. For example, the steam used in the steam expander generator 50 may be steam generated by an auxiliary boiler (not shown). The fuel for the auxiliary boiler may be gaseous or oil-based.

なお、排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1やボイラ32で生成された蒸気S2は、一部が蒸気ラインLS3Cを通じて蒸気エキスパンダ発電機50に供給され、一部が蒸気ラインLS3Bを通じて船舶における蒸気の需要先D(燃料油や潤滑油の加温、空調加温等)に供給されてもよい。各供給先への蒸気の供給量は、供給量調整手段としてのバルブ36、バルブ35等により調整される。 Furthermore, the steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 and the steam S2 generated by the boiler 32 may be partially supplied to the steam expander generator 50 via the steam line LS3C, and partially supplied to the steam demand destinations D on the ship (heating of fuel oil and lubricating oil, air conditioning heating, etc.) via the steam line LS3B. The amount of steam supplied to each destination is adjusted by valves 36, 35, etc., which serve as supply amount adjustment means.

なお、蒸気ラインは、蒸気エキスパンダ発電機50を介さずに蒸気バイナリ発電機60に蒸気を供給するための蒸気ラインLS3Dを備えていてもよい。この場合は、蒸気ラインLS3Dには、減圧弁37が設けられている。 Furthermore, the steam line may include a steam line LS3D for supplying steam to the steam binary generator 60 without passing through the steam expander generator 50. In this case, a pressure reducing valve 37 is provided in the steam line LS3D.

次に、蒸気S1、蒸気S2、蒸気S3、蒸気S4の流れについて説明する。 Next, we will explain the flow of steam S1, steam S2, steam S3, and steam S4.

排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1は、蒸気ラインLS1を通じてスチームヘッダ33に供給される。ボイラ32で生成された蒸気S2は、蒸気ラインLS2を通じてスチームヘッダ33に供給される。スチームヘッダに集合した蒸気S1および蒸気S2は、蒸気S3として、蒸気ラインLS3Cを通じて蒸気エキスパンダ発電機50に供給される。また、蒸気S3は、蒸気ラインLS3Bを通じて船舶における蒸気の需要先Dに供給される。各供給先への蒸気S3の供給量は、供給量調整手段としてのバルブ36、バルブ35等により調整される。 The steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 is supplied to the steam header 33 via the steam line LS1. The steam S2 generated by the boiler 32 is supplied to the steam header 33 via the steam line LS2. The steam S1 and S2 collected in the steam header are supplied as steam S3 to the steam expander generator 50 via the steam line LS3C. Furthermore, steam S3 is supplied to the steam demand destinations D on the ship via the steam line LS3B. The amount of steam S3 supplied to each destination is adjusted by valves 36, 35, etc., which serve as supply adjustment means.

蒸気S3は、蒸気エキスパンダ発電機50で圧力が回収され、減圧された蒸気S4として、蒸気ラインLS4を通じて蒸気バイナリ発電機60に供給される。 The steam S3 is pressure-reduced by the steam expander generator 50 and supplied to the steam binary generator 60 via the steam line LS4 as reduced-pressure steam S4.

なお、蒸気エキスパンダ発電機50による発電が不要である場合などにおいて、蒸気S3は、蒸気ラインLS3Dを通じて、蒸気バイナリ発電機60に供給されてもよい。この場合は、蒸気S3は減圧弁37により減圧されて、減圧された蒸気S4として、蒸気バイナリ発電機60に供給される。 Furthermore, in cases where power generation by the steam expander generator 50 is unnecessary, the steam S3 may be supplied to the steam binary generator 60 through the steam line LS3D. In this case, the steam S3 is depressurized by the pressure reducing valve 37 and supplied to the steam binary generator 60 as depressurized steam S4.

なお、蒸気バイナリ発電機60の蒸発器61に流入する蒸気S4の圧力P4は、蒸気エキスパンダ発電機50に流入する蒸気S3の圧力P3より低い。例えば、圧力P3は0.4MPa以上0.95MPa以下であり、圧力P4は0.1MPa以上0.35MPa以下である。なお、蒸気バイナリ発電機60の蒸発器61に流入する蒸気S4の温度T4は、蒸気エキスパンダ発電機50に流入する蒸気S3の温度T3より低い。例えば、温度T3は152℃以上182℃以下であり、温度T4は100℃以上148℃以下である。ただし、蒸気バイナリ発電機60を通過することによる蒸気の温度の低下は限定的であり、この蒸気の熱エネルギーは、蒸気バイナリ発電機60で十分活用することができる。 Furthermore, the pressure P4 of the steam S4 flowing into the evaporator 61 of the steam binary generator 60 is lower than the pressure P3 of the steam S3 flowing into the steam expander generator 50. For example, pressure P3 is between 0.4 MPa and 0.95 MPa, and pressure P4 is between 0.1 MPa and 0.35 MPa. Also, the temperature T4 of the steam S4 flowing into the evaporator 61 of the steam binary generator 60 is lower than the temperature T3 of the steam S3 flowing into the steam expander generator 50. For example, temperature T3 is between 152°C and 182°C, and temperature T4 is between 100°C and 148°C. However, the temperature decrease of the steam due to passing through the steam binary generator 60 is limited, and the thermal energy of this steam can be fully utilized by the steam binary generator 60.

次に、作動媒体R2の流れについて説明する。作動媒体R2は、蒸発器61と、膨張器62と、凝縮器63と、循環ポンプ64と、を繋ぐ作動媒体ラインLR2を循環する。 Next, the flow of the working fluid R2 will be explained. The working fluid R2 circulates through the working fluid line LR2, which connects the evaporator 61, the expander 62, the condenser 63, and the circulation pump 64.

作動媒体R2は、蒸発器61において蒸気S4により加熱されて気化する。気化した高圧の作動媒体R2は、膨張器62のスクリュロータを駆動して電力を生成する。膨張器62のスクリュロータを通過した低圧の作動媒体R2は、凝縮器63で冷却されて凝縮する。凝縮された作動媒体R2は、循環ポンプ64によって蒸発器61に再度送り込まれる。このように、作動媒体R2は、作動媒体ラインLR2を循環しながら蒸発と凝縮を繰り返す。 The working medium R2 is heated by steam S4 in the evaporator 61 and vaporizes. The vaporized, high-pressure working medium R2 drives the screw rotor of the expander 62 to generate electricity. The low-pressure working medium R2 that has passed through the screw rotor of the expander 62 is cooled and condensed in the condenser 63. The condensed working medium R2 is then sent back to the evaporator 61 by the circulation pump 64. In this way, the working medium R2 repeatedly evaporates and condenses while circulating through the working medium line LR2.

なお、上述した変形例1~5は、本実施形態においても適用することができる。 Furthermore, the above-described modifications 1 to 5 can also be applied to this embodiment.

<変形例6>
需要先Dで利用後の蒸気S3は、蒸気バイナリ発電機60の熱源流体として再利用してもよい。この場合、作動媒体R2が循環するORCに第2蒸発器を追加する。第2蒸発器は、例えば蒸発器61と膨張器62の間に接続される。第2蒸発器の熱源流体として利用後の蒸気S3は、変形例1と同様に凝縮ドレンとして回収し、排ガスエコノマイザ31やボイラ32の給水として再利用することができる。
<Modification 6>
The steam S3 used at customer D may be reused as the heat source fluid for the steam binary generator 60. In this case, a second evaporator is added to the ORC through which the working fluid R2 circulates. The second evaporator is connected, for example, between the evaporator 61 and the expander 62. The steam S3 used as the heat source fluid for the second evaporator can be recovered as condensate drain, as in Modification 1, and reused as feedwater for the exhaust gas economizer 31 or boiler 32.

以上説明した本実施形態の船舶用発電システム1によれば、上述した(1)~(3)に加えて、以下のような効果が奏される。 In addition to the above-described effects (1) to (3), the shipboard power generation system 1 of this embodiment provides the following benefits.

(4)本実施形態の船舶用発電システム1は、蒸気の膨張を回転力に変換して発電を行う蒸気エキスパンダ発電機50をさらに備え、蒸気エキスパンダ発電機50は、排ガスエコノマイザ31で生成された蒸気S1を用いて発電する。このように、内燃機関11からの排ガスE1を利用する排ガスエコノマイザ31により生成された蒸気S1を用いて、蒸気エキスパンダ発電機50が発電を行うため、船舶において発生したエネルギーがより有効に活用される。 (4) The shipboard power generation system 1 of this embodiment further includes a steam expander generator 50 that generates electricity by converting the expansion of steam into rotational force. The steam expander generator 50 generates electricity using steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31. In this way, since the steam expander generator 50 generates electricity using steam S1 generated by the exhaust gas economizer 31 which utilizes exhaust gas E1 from the internal combustion engine 11, the energy generated on the ship is utilized more effectively.

(5)本実施形態の船舶用発電システム1の内燃機関11は、液化燃料ガスを燃料とする内燃機関であり、液化燃料ガスのボイルオフガス(BOG)を燃料として蒸気S2を生成するボイラ32と、蒸気の膨張を回転力に変換して発電を行う蒸気エキスパンダ発電機50と、をさらに備え、蒸気エキスパンダ発電機50は、ボイラ32で生成された蒸気S2を用いて発電する。このように、内燃機関11で用いられる液化燃料ガスのBOGを燃料とするボイラ32により生成された蒸気S2を用いて、蒸気エキスパンダ発電機50が発電を行うため、船舶において発生したエネルギーがより有効に活用される。 (5) The internal combustion engine 11 of the ship's power generation system 1 in this embodiment is an internal combustion engine that uses liquefied fuel gas as fuel. It further comprises a boiler 32 that generates steam S2 using boil-off gas (BOG) of the liquefied fuel gas as fuel, and a steam expander generator 50 that converts the expansion of the steam into rotational force to generate electricity. The steam expander generator 50 generates electricity using the steam S2 generated by the boiler 32. Thus, because the steam expander generator 50 generates electricity using the steam S2 generated by the boiler 32, which uses BOG of the liquefied fuel gas used in the internal combustion engine 11 as fuel, the energy generated on the ship is utilized more effectively.

(6)本実施形態の船舶用発電システム1は、蒸気エキスパンダ発電機50で使用後の蒸気S4を熱源流体として発電を行う蒸気バイナリ発電機60をさらに有する。このように、蒸気エキスパンダ発電機50と蒸気バイナリ発電機60を用いた蒸気カスケード方式の発電を行うことにより、船舶において発生する蒸気を有効活用することができる。蒸気バイナリ発電機60において、作動媒体R2との間で熱交換を行う蒸気は、低い圧力の蒸気でもよい。一方、蒸気エキスパンダ発電機50で用いられる蒸気は、中圧以上の圧力であることが求められる。よって、蒸気エキスパンダ発電機50が、船舶において生成された中圧以上の圧力の蒸気を用いて発電を行い、その後、蒸気バイナリ発電機60が、蒸気エキスパンダ発電機50で使用された後の減圧された蒸気を用いて発電を行うことにより、船舶において生成された蒸気を有効活用し、効率的な発電を行うことができる。 (6) The shipboard power generation system 1 of this embodiment further includes a steam binary generator 60 that generates electricity using the steam S4 used by the steam expander generator 50 as a heat source fluid. By performing power generation using a steam cascade system with the steam expander generator 50 and the steam binary generator 60 in this way, the steam generated on the ship can be effectively utilized. In the steam binary generator 60, the steam that exchanges heat with the working fluid R2 may be low-pressure steam. On the other hand, the steam used in the steam expander generator 50 is required to be at a medium or higher pressure. Therefore, by having the steam expander generator 50 generate electricity using steam at a medium or higher pressure generated on the ship, and then the steam binary generator 60 generating electricity using the reduced-pressure steam after use in the steam expander generator 50, the steam generated on the ship can be effectively utilized, and power generation can be performed efficiently.

(7)本実施形態の船舶用発電システム1の蒸気バイナリ発電機60は、蒸気エキスパンダ発電機50で使用後の蒸気S4と作動媒体R2との間の熱交換により作動媒体R2を加熱する蒸発器61を有する。これにより、蒸気エキスパンダ発電機50で使用された後の蒸気S4と、蒸気バイナリ発電機60を循環する作動媒体R2との間の熱交換が適切に行われる。 (7) The steam binary generator 60 of the ship's power generation system 1 in this embodiment has an evaporator 61 that heats the working medium R2 through heat exchange between the steam S4 used in the steam expander generator 50 and the working medium R2. This ensures that heat exchange between the steam S4 used in the steam expander generator 50 and the working medium R2 circulating in the steam binary generator 60 is properly performed.

以上、本発明の船舶用発電システムの好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。また、複数の実施形態を組み合わせることも可能である。 The above describes preferred embodiments of the shipboard power generation system of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments described above and can be modified as appropriate. Furthermore, it is possible to combine multiple embodiments.

S 船舶
1 船舶用発電システム
11 内燃機関(主機)
12 過給機
13 インタークーラ
20 燃料タンク
31 排ガスエコノマイザ
32 ボイラ
40 バイナリ発電機
41 蒸発器
41A 第1蒸発器
41B 第2蒸発器
41C 第3蒸発器
42 膨張器
43 凝縮器
44 循環ポンプ
45 発電機
50 蒸気エキスパンダ発電機
60 蒸気バイナリ発電機
61 蒸発器
62 膨張器
63 凝縮器
64 循環ポンプ
65 発電機
R1、R2 冷媒
A1 空気、過給空気(圧縮空気)
E1 排ガス
LNG 液化天然ガス
S1、S2、S3、S4 蒸気
S Ship 1 Ship power generation system 11 Internal combustion engine (main engine)
12 Supercharger 13 Intercooler 20 Fuel Tank 31 Exhaust Gas Economizer 32 Boiler 40 Binary Generator 41 Evaporator 41A First Evaporator 41B Second Evaporator 41C Third Evaporator 42 Expander 43 Condenser 44 Circulation Pump 45 Generator 50 Steam Expander Generator 60 Steam Binary Generator 61 Evaporator 62 Expander 63 Condenser 64 Circulation Pump 65 Generator R1, R2 Refrigerant A1 Air, Supercharger Air (Compressed Air)
E1 Exhaust gas LNG Liquefied natural gas S1, S2, S3, S4 Steam

Claims (7)

内燃機関と、当該内燃機関に過給空気を送り込む排気タービン式の過給機と、前記内燃機関からの排ガスを用いて蒸気を生成する排ガスエコノマイザと、を備える船舶に用いられる船舶用発電システムであって
循環する作動媒体を介して熱エネルギーを回収し、前記作動媒体の膨張に基づき発電を行うバイナリ発電機備え、
前記バイナリ発電機は、
前記過給機からの過給空気と前記作動媒体との間の熱交換により前記作動媒体を加熱する第1蒸発器と、
前記内燃機関からの排ガスと前記作動媒体との間の熱交換により前記作動媒体を加熱する第2蒸発器と、を有し、
前記内燃機関からの排ガスは、前記過給機の駆動源である排気タービン、前記排ガスエコノマイザ、前記第2蒸発器の順に流れ
前記作動媒体の加熱は、前記第1蒸発器における加熱、前記第2蒸発器における加熱の順に行われる、船舶用発電システム。
A ship power generation system for use in a ship comprising an internal combustion engine, an exhaust turbine type supercharger that supplies supercharged air to the internal combustion engine, and an exhaust gas economizer that generates steam using exhaust gas from the internal combustion engine ,
The system includes a binary generator that recovers thermal energy through a circulating working medium and generates electricity based on the expansion of the working medium,
The aforementioned binary generator,
A first evaporator that heats the working medium by heat exchange between the supercharged air from the supercharger and the working medium,
It has a second evaporator that heats the working medium by heat exchange between the exhaust gas from the internal combustion engine and the working medium,
The exhaust gas from the internal combustion engine flows in the following order: the exhaust turbine, which is the driving source for the supercharger; the exhaust gas economizer; and the second evaporator .
A shipboard power generation system in which the heating of the working medium is performed in the order of heating in the first evaporator and then heating in the second evaporator .
前記バイナリ発電機は、第3蒸発器をさらに有し、
前記第3蒸発器は、前記排ガスエコノマイザで生成された蒸気と前記作動媒体との間の熱交換により前記作動媒体を加熱する、請求項1に記載の船舶用発電システム。
The binary generator further comprises a third evaporator,
The ship power generation system according to claim 1, wherein the third evaporator heats the working medium by heat exchange between the steam generated in the exhaust gas economizer and the working medium.
前記内燃機関は、液化燃料ガスを燃料と前記船舶は、前記液化燃料ガスのボイルオフガスを燃料として蒸気を生成するボイラ備え、
前記バイナリ発電機は、第3蒸発器をさらに有し、
前記第3蒸発器は、前記ボイラで生成された蒸気と前記作動媒体との間の熱交換により前記作動媒体を加熱する、請求項1に記載の船舶用発電システム。
The internal combustion engine uses liquefied fuel gas as fuel, and the ship is equipped with a boiler that generates steam using the boil-off gas of the liquefied fuel gas as fuel.
The binary generator further comprises a third evaporator,
The ship's power generation system according to claim 1, wherein the third evaporator heats the working medium by heat exchange between the steam generated in the boiler and the working medium.
蒸気の膨張を回転力に変換して発電を行う蒸気エキスパンダ発電機をさらに備え、
前記蒸気エキスパンダ発電機は、前記排ガスエコノマイザで生成された蒸気を用いて発電する、請求項1~3のいずれか1項に記載の船舶用発電システム。
It is further equipped with a steam expander generator that converts the expansion of steam into rotational force to generate electricity.
The ship's power generation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the steam expander generator generates electricity using steam produced by the exhaust gas economizer.
前記内燃機関は、液化燃料ガスを燃料と前記船舶は、前記液化燃料ガスのボイルオフガスを燃料として蒸気を生成するボイラを備え
蒸気の膨張を回転力に変換して発電を行う蒸気エキスパンダ発電機さらに備え、
前記蒸気エキスパンダ発電機は、前記ボイラで生成された蒸気を用いて発電する、請求項1~3のいずれか1項に記載の船舶用発電システム。
The internal combustion engine uses liquefied fuel gas as fuel, and the ship is equipped with a boiler that generates steam using the boil-off gas of the liquefied fuel gas as fuel.
It is further equipped with a steam expander generator that converts the expansion of steam into rotational force to generate electricity.
The ship's power generation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the steam expander generator generates electricity using steam produced in the boiler.
前記蒸気エキスパンダ発電機で使用後の蒸気を熱源流体として発電を行う蒸気バイナリ発電機をさらに有する、請求項4または請求項5に記載の船舶用発電システム。 The shipboard power generation system according to claim 4 or 5, further comprising a steam binary generator that generates electricity using the steam used in the steam expander generator as a heat source fluid. 前記蒸気バイナリ発電機は、前記蒸気エキスパンダ発電機で使用後の蒸気と前記蒸気バイナリ発電機を循環する作動媒体との間の熱交換により前記蒸気バイナリ発電機を循環する作動媒体を加熱する蒸発器を有する、請求項6に記載の船舶用発電システム。 The shipboard power generation system according to claim 6, wherein the steam binary generator has an evaporator that heats the working medium circulating in the steam binary generator by heat exchange between the steam used in the steam expander generator and the working medium circulating in the steam binary generator.
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