CN114651148B - 冷能回收系统、具备冷能回收系统的船舶以及冷能回收方法 - Google Patents

冷能回收系统、具备冷能回收系统的船舶以及冷能回收方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114651148B
CN114651148B CN202080078074.0A CN202080078074A CN114651148B CN 114651148 B CN114651148 B CN 114651148B CN 202080078074 A CN202080078074 A CN 202080078074A CN 114651148 B CN114651148 B CN 114651148B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
liquefied gas
working fluid
heat medium
energy recovery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080078074.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114651148A (zh
Inventor
高田亮
川波晃
斋藤英司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery and Equipment Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery and Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery and Equipment Co Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery and Equipment Co Ltd
Publication of CN114651148A publication Critical patent/CN114651148A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114651148B publication Critical patent/CN114651148B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
    • B63J2/12—Heating; Cooling
    • B63J2/14—Heating; Cooling of liquid-freight-carrying tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
    • B63J2/12—Heating; Cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/10—Arrangements for preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • F17C9/04—Recovery of thermal energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0037—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/04—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid before transfer
    • F17C2223/042—Localisation of the removal point
    • F17C2223/046—Localisation of the removal point in the liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0107—Single phase
    • F17C2225/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/035—High pressure, i.e. between 10 and 80 bars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0135—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0316—Water heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0316—Water heating
    • F17C2227/0318—Water heating using seawater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0323—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid in a closed loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0327—Heat exchange with the fluid by heating with recovery of heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367—Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388—Localisation of heat exchange separate
    • F17C2227/0393—Localisation of heat exchange separate using a vaporiser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/031—Dealing with losses due to heat transfer
    • F17C2260/032—Avoiding freezing or defrosting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
    • F17C2260/046—Enhancing energy recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/07—Generating electrical power as side effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0033—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cryogenic applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2260/00—Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures
    • F28F2260/02—Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures having microchannels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

一种冷能回收系统，设置于具有构成为贮存液状的液化气的液化气贮存装置的船舶，具备：供凝固点比水低的工作流体循环的工作流体循环线路；包含由工作流体驱动的涡轮的冷能回收装置；在液化气与工作流体之间进行热交换的第一热交换器；供凝固点比水低的中间热介质循环的中间热介质循环线路；相比第一热交换器设置于工作流体循环线路的下游侧且在工作流体与中间热介质之间进行热交换的第二热交换器；及在中间热介质与从冷能回收系统的外部导入的加热水之间进行热交换的第三热交换器。

Description

冷能回收系统、具备冷能回收系统的船舶以及冷能回收方法
技术领域
本发明涉及一种设置在具有构成为贮存液状的液化气的液化气贮存装置的船舶的冷能回收系统、具备该冷能回收系统的船舶以及利用该冷能回收系统的冷能回收方法。
背景技术
在陆用的LNG(液化天然气)基地，接受并储存LNG船所输送的液化天然气。然后，在向城市用气、火力发电站等液化天然气的供给目的地进行供给时，通过海水等加热液化天然气而使其变回气体。在使液化天然气气化时，有时不向海水丢弃低温能量，而是进行将低温能量作为电力回收的冷能发电(例如专利文献1)。
由于在土地的确保等上耗费费用，因此设置与液化天然气的供给目的地分别对应的陆用的LNG基地很困难。因此，有时使具备储存液化天然气的LNG储存设备、将液化天然气再气体化的再气体化设备的船舶停留在海上，通过该船舶将再气体化后的液化天然气经由管路向陆上的供给目的地、海上的功率计(浮体式的发电站)等输送。
船舶与陆上设备相比缺乏扩张性，因此，为了搭载冷能发电设备，冷能发电系统的小型化、尤其是热交换器的小型化很重要。作为小型的热交换器，例如可以列举出印刷电路热交换器(PCHE)、板式热交换器等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-180323号公报
发明要解决的技术问题
当与一方的热交换对象(例如海水)的凝固点相比另一方的热交换对象为低温时，在热交换器的热交换中，有以下的担忧：一方的热交换对象凝固，凝固的热交换对象附着于热交换器的表面而阻塞热交换器。小型的热交换器与大型的热交换器(例如，壳管式的热交换器)相比，热交换器的阻塞风险较高，因此在可靠性上存在问题。
发明内容
鉴于上述的事项，本发明的至少一个实施方式的目的在于，提供一种冷能回收系统，该冷能回收系统能够抑制因热介质的凝固而导致的热交换器阻塞，并且能够提高在使用小型的热交换器时的冷能回收系统的可靠性。
用于解决技术问题的技术手段
本发明所涉及的冷能回收系统设置于具有液化气贮存装置的船舶，该液化气贮存装置构成为贮存液状的液化气，该冷能回收系统具备：
工作流体循环线路，该工作流体循环线路构成为供凝固点比水低的工作流体循环；
冷能回收装置，该冷能回收装置包含涡轮，该涡轮构成为由流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体驱动；
第一热交换器，该第一热交换器构成为在所述液化气与流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体之间进行热交换；
中间热介质循环线路，该中间热介质循环线路构成为供凝固点比水低的中间热介质循环；
第二热交换器，该第二热交换器相比所述第一热交换器设置于所述工作流体循环线路的下游侧，并且该第二热交换器构成为在流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体与流动于所述中间热介质循环线路的所述中间热介质之间进行热交换；以及
第三热交换器，该第三热交换器构成为在流动于所述中间热介质循环线路的所述中间热介质与从所述冷能回收系统的外部导入的加热水之间进行热交换。
本发明涉及的船舶具备所述冷能回收系统。
本发明涉及的冷能回收方法利用设置于船舶的冷能回收系统，该船舶具有构成为贮存液状的液化气的液化气贮存装置，其中，
所述冷能回收系统具备：
工作流体循环线路，该工作流体循环线路构成为供凝固点比水低的工作流体循环；
冷能回收装置，该冷能回收装置包含涡轮，该涡轮构成为由流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体驱动；
第一热交换器，该第一热交换器构成为在所述液化气与流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体之间进行热交换；
中间热介质循环线路，该中间热介质循环线路构成为供凝固点比水低的中间热介质循环；
第二热交换器，该第二热交换器相比所述第一热交换器设置于所述工作流体循环线路的下游侧，并且该第二热交换器构成为在流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体与流动于所述中间热介质循环线路的所述中间热介质之间进行热交换；以及
第三热交换器，该第三热交换器构成为在流动于所述中间热介质循环线路的所述中间热介质与从所述冷能回收系统的外部导入的加热水之间进行热交换，
所述冷能回收方法具备：
第一热交换步骤，该第一热交换步骤通过所述第一热交换器而在所述液化气与所述工作流体之间进行热交换；
第二热交换步骤，该第二热交换步骤通过所述第二热交换器而在通过所述第一热交换步骤和所述液化气进行了热交换的所述工作流体与所述中间热介质之间进行热交换；以及
第三热交换步骤，该第三热交换步骤通过所述第三热交换器而在通过所述第二热交换步骤和所述工作流体进行了热交换的所述中间热介质与所述加热水之间进行热交换。
发明的效果
根据本发明的至少一个实施方式，提供一种冷能回收系统，该冷能回收系统能够抑制因热介质的凝固而导致的热交换器阻塞，并且能够提高使用小型的热交换器时的冷能回收系统的可靠性。
附图说明
图1是概略地表示具备本发明的一个实施方式涉及的冷能回收系统的船舶的结构的概略结构图。
图2是概略地表示本发明的第一实施方式涉及的冷能回收系统的整体结构的概略结构图。
图3是概略地表示本发明的第二实施方式涉及的冷能回收系统的整体结构的概略结构图。
图4是概略地表示本发明的第三实施方式涉及的冷能回收系统的整体结构的概略结构图。
图5是概略地表示比较例涉及的冷能回收系统的整体结构的概略结构图。
图6是用于说明本发明的一个实施方式中的热交换器的一例的说明图。
图7是本发明的一个实施方式涉及的冷能回收方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或附图所示的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不是将本发明的范围限定于此的意思，只不过是说明例而已。
例如，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对的配置的描述不仅表示严格这样的配置，还表示带有公差或能够得到相同功能的程度的角度、距离而相对位移的状态。
例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物为相等的状态的描述不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差或能够得到相同功能的程度的差的状态。
例如，表示四边形状、圆筒形状等形状的描述不仅表示几何学上严格意义上的四边形状、圆筒形状等形状，还表示在能够得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面，“具备”、“包含”、或者“具有”一个构成要素这样的描述并非是排除其他构成要素的存在的排他性的表现。
此外，对于相同的结构，有时标注相同的附图标记并省略说明。
(具备冷能回收系统的船舶)
图1是概略地表示本发明的一实施方式涉及的具备冷能回收系统的船舶的结构的概略结构图。
如图1所示，几个实施方式涉及的冷能回收系统2设置于船舶1。如图1所示，船舶1具备船体10和搭载于船体10的冷能回收系统2。在图示的实施方式中，船舶1还具备搭载于船体10的液化气贮存装置(例如，液化气罐)11。液化气贮存装置11构成为贮存液状的液化气(例如，液化天然气)。
在图示的实施方式中，在船体10的内部形成有发动机室15。发动机室15搭载有用于赋予船舶1推进力的发动机(例如，船用柴油发动机)16。在该情况下，通过驱动发动机16，能够使船舶1从液化气的供给源移动至液化气的供给目的地的附近。
(冷能回收系统)
图2是概略地表示本发明的第一实施方式涉及的冷能回收系统的整体结构概略的结构图。图3是概略地表示本发明的第二实施方式涉及的冷能回收系统的整体结构的概略结构图。图4是概略地表示本发明的第三实施方式涉及的冷能回收系统的整体结构的概略结构图。
如图2～图4所示，几个实施方式涉及的冷能回收系统2具备液化气供给线路3、工作流体循环线路4、冷能回收装置41、中间热介质循环线路6、加热水供给线路7、第一热交换器51、第二热交换器52以及第三热交换器53。液化气供给线路3、工作流体循环线路4、中间热介质循环线路6以及加热水供给线路7各自包含供流体流动的流路。
液化气供给线路3构成为从液化气贮存装置11输送液化气。工作流体循环线路4构成为供凝固点比水低的工作流体循环。以下，列举了将液化天然气(LNG)作为液化气的具体例，将丙烷作为工作流体的具体例的例子进行说明，但本发明也能够应用于液化天然气以外的液化气，另外，也能够应用于将丙烷以外的热介质作为工作流体的情况。
在图示的实施方式中，冷能回收系统2具备设置于液化气供给线路3的液化气用泵31和设置于工作流体循环线路4的工作流体用的循环泵44。液化气供给线路3的一端侧301与液化气贮存装置11连接，液化气供给线路3的另一端侧302与设置于冷能回收系统2的外部的液化气用设备12连接。作为液化气用设备12，例如可列举出设置于陆上的储气罐(参照图1)、与该储气罐连接的气体配管等。通过驱动液化气用泵31，从而贮存于液化气贮存装置11的液化气被输送至液化气供给线路3，并在从上游侧向下游侧流过液化气供给线路3后，被输送至液化气用设备12。另外，通过驱动工作流体用的循环泵44，从而工作流体在工作流体循环线路4循环。
冷能回收装置41包含涡轮42，该涡轮42构成为由在工作流体循环线路4流动的工作流体驱动。在图示的实施方式中，冷能回收装置41还包含发电机43，该发电机43构成为通过涡轮42的驱动来进行发电。涡轮42包含设置于工作流体循环线路4的涡轮转子421。涡轮转子421构成为能够利用在工作流体循环线路4流动的工作流体而旋转。此外，在其他的几个实施方式中，冷能回收装置41也可以不将涡轮转子421的旋转力转换为电力，而是通过动力传递装置(例如，联轴器、带、带轮等)直接作为动力回收。
中间热介质循环线路6构成为供凝固点比水低的中间热介质循环。加热水供给线路7构成为输送从冷能回收系统2的外部导入的加热水。“加热水”只要是在热交换器中作为热介质来对热交换对象进行加热的水即可，也可以是常温的水。加热水优选为在船舶1上容易获得的水(例如，海水等船外水、对船舶1的发动机进行后的冷却水等)。
在图示的实施方式中，冷能回收系统2具备设置于中间热介质循环线路6的中间热介质用的循环泵61以及设置于加热水供给线路7的加热水用泵71。通过驱动中间热介质用的循环泵61，从而中间热介质在中间热介质循环线路6循环。加热水供给线路7的一端侧701与设置于冷能回收系统2的外部的加热水的供给源13连接，加热水供给线路7的另一端侧702与设置于冷能回收系统2的外部的加热水的排出目的地14连接。通过驱动加热水用泵71，从而加热水从加热水的供给源13被输送至加热水供给线路7，并在从上游侧向下游侧流过加热水供给线路7之后，被输送至加热水的排出目的地14。
作为加热水的供给源13，例如可列举出设置于船体10的用于导入船外的水的取水口17(参照图1)、供对船舶1的发动机(例如，发动机16)进行冷却后的冷却水流动的冷却水流路18(参照图1)等。另外，加热水的排出目的地14，例如可列举出设置于船体10的用于向船外排出水的排出口19(参照图1)等。
中间热介质可以是与工作流体相同种类的热介质，也可以是不同种类的热介质。在图2所示的实施方式中，中间热介质由丙烷构成，加热水由对发动机进行冷却后的冷却水(发动机缸套水)构成。该冷却水从发动机吸取热而成为比常温的海水温度高。在图3所示的实施方式中，中间热介质由丙烷构成，加热水由从船外取得的海水构成。在图4所示的实施方式中，中间热介质由防冻液(具体是乙二醇水)构成，加热水由从船外取得的海水构成。作为参考，在图2～4中，记载有各流路中的温度、压力的一例。
第一热交换器51构成为在流动于液化气供给线路3的液化气与流动于工作流体循环线路4的工作流体之间进行热交换。在图示的实施方式中，第一热交换器51形成有液化气流路511和工作流体流路512，该液化气流路511设置于液化气供给线路3，并供液化气流动，该工作流体流路512设置于工作流体循环线路4，并供工作流体流动。工作流体流路512配置为至少一部分与液化气流路511相邻，热交换在流动于工作流体流路512的工作流体与流动于液化气流路511的液化气之间进行。
第二热交换器52构成为在流动于工作流体循环线路4的工作流体与流动于中间热介质循环线路6的中间热介质之间进行热交换。在图示的实施方式中，第二热交换器52形成有工作流体流路521和中间热介质流路522，该工作流体流路521设置于工作流体循环线路4，并供工作流体流动，该中间热介质流路522设置于中间热介质循环线路6，并供中间热介质流动。中间热介质流路522被配置为至少一部分与工作流体流路521相邻，热交换在流动于中间热介质流路522的中间热介质和流动于工作流体流路521的工作流体之间进行。
第三热交换器53构成为在流动于中间热介质循环线路6的中间热介质与流动于加热水供给线路7的加热水之间进行热交换。在图示的实施方式中，第三热交换器53形成有中间热介质流路531和加热水流路532，该中间热介质流路531设置于中间热介质循环线路6，并供中间热介质流动，该加热水流路532设置于加热水供给线路7，并供加热水流动。加热水流路532配置为至少一部分与中间热介质流路531相邻，热交换在流动于加热水流路532的加热水与流动于中间热介质流路531的中间热介质之间进行。
第一热交换器51(具体是液化气流路511)设置于液化气供给线路3的液化气用泵31的下游侧且液化气用设备12的上游侧。液化气用泵31设置于液化气供给线路3的液化气贮存装置11的下游侧。另外，第一热交换器51(具体是工作流体流路512)设置于工作流体循环线路4的涡轮42的下游侧且工作流体用的循环泵44的上游侧。
第二热交换器52(具体是工作流体流路521)设置于工作流体循环线路4的工作流体用的循环泵44的下游侧且涡轮42的上游侧。另外，第二热交换器52(具体是中间热介质流路522)设置于中间热介质循环线路6的第三热交换器(具体是中间热介质流路531)的下游侧且中间热介质用的循环泵61的上游侧。
第三热交换器(具体是加热水流路532)设置于加热水供给线路7的加热水用泵71的下游侧且加热水的排出目的地14的上游侧。加热水用泵71设置于加热水供给线路7的加热水的供给源13的下游侧。
由液化气用泵31升压后的液状的液化气被输送至第一热交换器51的液化气流路511。通过第一热交换器51中的热交换，从而流动于液化气流路511的液化气被加热，流动于工作流体流路512的工作流体被冷却。即，流动于液化气流路511的液化气的低温能量被流动于工作流体流路512的工作流体回收。通过第一热交换器51中的热交换，流动于工作流体流路512的工作流体成为比水(加热水)的凝固点低的温度。
由中间热介质用的循环泵61升压后的中间热介质被输送至第三热交换器53的中间热介质流路531。另外，由加热水用泵71升压后的加热水被输送至加热水流路532。通过第三热交换器53中的热交换，流动于中间热介质流路531的中间热介质被加热。
在由第一热交换器51冷却之后，由工作流体用的循环泵44升压后的工作流体被输送至第二热交换器52的工作流体流路521。另外，由第三热交换器5加热后的中间热介质被输送至中间热介质流路522。通过第二热交换器52中的热交换，从而流动于工作流体流路521的工作流体被加热，流动于中间热介质流路522的中间热介质被冷却。在此，中间热介质的凝固点比水低，因此，能够抑制在第二热交换器中与低温的工作流体热交换时凝固。在图2～图4所示的实施方式中，冷能回收系统2将冷能回收系统2中的各设备的条件决定为使流动于中间热介质循环线路6的中间热介质成为比水的凝固点高的温度。
流动于第三热交换器53的中间热介质流路531的中间热介质比流动于第二热交换器52的工作流体流路521的工作流体温度高。在图示的实施方式中，流动于中间热介质流路531的中间热介质是比水(加热水)的凝固点高的温度。这样，中间热介质由于与第二热交换器52中的工作流体的热交换而被冷却，但在冷却后也维持比水的凝固点高的温度，因此，在第三热交换器53中的中间热介质与加热水之间的热交换时，能够抑制加热水凝固。
图5是概略地表示比较例涉及的冷能回收系统的整体结构概略结构图。比较例涉及的冷能回收系统20具备液化气供给线路3、工作流体循环线路4、冷能回收装置41、加热水供给线路7、第一热交换器51。而且，冷能回收系统20还具备热交换器50，该热交换器50构成为在流动于工作流体循环线路4的工作流体与流动于加热水供给线路7的加热水之间进行热交换。在图5所示的比较例中，液化气由液化天然气构成，工作流体由R1234ZE构成，加热水由从船外取得的海水构成。作为参考，在图5中记载了各流路中的温度、压力的一例。
热交换器50形成有工作流体流路501和加热水流路502，该工作流体流路501设置于工作流体循环线路4的与上述第二热交换器52(工作流体流路521)相当的位置，该加热水流路502设置于加热水供给线路7的与上述第三热交换器53(加热水流路532)相当的位置。加热水流路502配置为至少一部分与工作流体流路501相邻，热交换在流动于加热水流路502的加热水与流动于工作流体流路501的工作流体之间进行。
流动于工作流体流路501的工作流体与流动于工作流体流路521的工作流体同样为比水(加热水)的凝固点低的温度。因此，存在以下担忧：由于热交换器50中的工作流体与加热水的热交换而使加热水凝固，凝固的加热水在热交换器50的加热水流路502冻结并阻塞热交换器50。
如图2～图4所示，几个实施方式涉及的冷能回收系统2具备：上述的工作流体循环线路4、包含上述的涡轮42的冷能回收装置41、上述的中间热介质循环线路6、上述的第一热交换器51、上述的第二热交换器52以及上述的第三热交换器53。
根据上述的结构，冷能回收系统2至少具备中间热介质循环线路6、第二热交换器52以及第三热交换器53。这样的冷能回收系统2能够通过循环于工作流体循环线路4的工作流体与加热水经由循环于中间热介质循环线路6的中间热介质间接地进行热交换来抑制在热交换时热介质(中间热介质、加热水)凝固。由此，能够抑制凝固的热介质在热交换器(第二热交换器52、第三热交换器53)冻结并阻塞热交换器。
具体而言，循环于工作流体循环线路4的工作流体由于与第一热交换器51中的液化气的热交换而成为水的凝固点以下的低温。在第二热交换器52中，热交换在通过第一热交换器51而成为低温的工作流体与循环于中间热介质循环线路6的中间热介质之间进行。中间热介质的凝固点比水低，因此，在与第二热交换器52中的低温的工作流体的热交换时很难凝固。由此，能够抑制凝固的中间热介质在第二热交换器52冻结并阻塞第二热交换器52。
另一方面，在第三热交换器53中，热交换在通过第二热交换器52而成为低温的中间热介质与加热水之间进行。中间热介质通过与第二热交换器52中的工作流体的热交换而被冷却，但在冷却后也维持比水的凝固点高的温度，因此，在第三热交换器53中的中间热介质与加热水之间的热交换时，能够抑制加热水凝固。由此，能够抑制凝固的加热水在第三热交换器53冻结并阻塞第三热交换器53。
因此，根据上述的结构，冷能回收系统2能够抑制在热交换器(第二热交换器52、第三热交换器53)中凝固的热介质(中间热介质、加热水)冻结并且阻塞热交换器，因此，能够提高在使用小型的热交换器时的冷能回收系统2的可靠性。
在图2～4所示的实施方式中，上述的工作流体循环线路4包含旁路流路45，该旁路流路45从第二热交换器52的下游侧分支而绕过涡轮42与第一热交换器51的上游侧连接。将上述工作流体循环线路4的除了旁路流路45以外的流路(通过涡轮42、第一热交换器51的流路)作为主流路40。旁路流路45在分支部451从主流路40分支，在合流部452与主流路40合流。上述的冷能回收系统2还具备设置于主流路40的分支部451的下游侧且涡轮42的上游侧的开闭阀46以及设置于旁路流路45的开闭阀47。在冷能回收系统2的启动时，关闭开闭阀46，打开开闭阀47，使工作流体绕过涡轮42。在经过了规定期间之后，打开开闭阀46，关闭开闭阀47，使涡轮42通过工作流路。
在图2～4所示的实施方式中，上述的冷能回收系统2构成为使流动于中间热介质循环线路6的中间热介质在第三热交换器53中蒸发，且构成为使流动于中间热介质循环线路6的中间热介质在第二热交换器52中冷凝。在该情况下，能够通过利用潜热、显热来提高冷能回收系统2的整体效率。
在几个实施方式中，如图3、图4所示，上述的冷能回收系统2还具备上述的液化气供给线路3和设置于第一热交换器51的液化气供给线路3的下游侧的辅助热交换器81。辅助热交换器81构成为在流动于液化气供给线路3的第一热交换器51的下游侧的液化气与循环于冷能回收系统2的内部的加热介质之间进行热交换。
在图示的实施方式中，加热介质的凝固点比水低。辅助热交换器81形成有液化气流路811和加热介质流路812，该液化气流路811设置于液化气供给线路3的第一热交换器的下游侧，并供液化气流动，该加热介质流路812供循环于冷能回收系统2的内部的加热介质流动。加热介质流路812配置为至少一部分与液化气流路811相邻，热交换在流动于加热介质流路812的加热介质与流动于液化气流路811的液化气之间进行。
由第一热交换器51加热后的液化气被输送至辅助热交换器81的液化气流路811。通过辅助热交换器81中的热交换，流动于液化气流路811的液化气被加热，流动于加热介质流路812的加热介质被冷却。在此，加热介质的凝固点比水低，因此，能够抑制在辅助热交换器81中与液化气热交换时凝固。
根据上述的结构，冷能回收系统2具备液化气供给线路3、设置于液化气供给线路3的第一热交换器51以及相比第一热交换器51设置于液化气供给线路3的下游侧的辅助热交换器81。在这样的冷能回收系统2中，通过第一热交换器51和辅助热交换器81中的热交换而进行液化气的升温来使液化气气化。在该情况下，也可以通过第一热交换器51中的热交换而不升温到使液状的液化气完全气化的温度，因此，与仅通过第一热交换器51进行液化气的升温的情况相比，能够减少第一热交换器51中的热交换量，能够减少第一热交换器51中的工作流体的温度下降。由此，能够在第二热交换器52中的工作流体与中间热介质的热交换时有效地抑制中间热介质凝固。另外，通过减少第一热交换器51中的热交换量，能够实现第一热交换器51的小型化。
在几个实施方式中，如图2所示，上述的冷能回收系统2构成为在上述的液化气供给线路3中不具备除了第一热交换器51以外的热交换器。在该情况下，液化气通过第一热交换器51中的热交换而气化。根据上述的结构，能够使冷能回收系统2的结构简单化。
在几个实施方式中，如图3所示，在上述的辅助热交换器81中与液化气进行热交换的加热介质为由第三热交换器53加热后的流动于中间热介质循环线路6的中间热介质。在该情况下，在辅助热交换器81中，热交换在通过第一热交换器51而升温的液化气与由第三热交换器53加热后的中间热介质之间进行。由于中间热介质的凝固点比水低，因此，能够抑制在辅助热交换器81中与液化气热交换时凝固。由此，能够抑制凝固的中间热介质在辅助热交换器81冻结并且阻塞辅助热交换器81。因此，能够通过辅助热交换器81有效地加热液化气。
在假设将在与中间热介质循环线路6不同的循环线路循环的热介质作为加热介质的情况下，需要用于使该热介质循环的循环泵。根据上述的结构，通过将循环于中间热介质循环线路6的中间热介质作为加热介质，从而不需要上述循环泵，因此，能够抑制冷能回收系统2的设备成本。
在几个实施方式中，如图3所示，上述的中间热介质循环线路6包含旁路流路63，该旁路流路63从第三热交换器53的下游侧分支而绕过第二热交换器52而与第三热交换器53的上游侧连接。上述的辅助热交换器81构成为在流动于液化气供给线路3的液化气与流动于旁路流路63的中间热介质之间进行热交换。
如图3所示，将上述的中间热介质循环线路6的旁路流路63以外的流路(通过第二热交换器52、第三热交换器53的流路)作为主流路62。在图示的实施方式中，冷能回收系统2具备：中间热介质贮存装置(例如缓冲罐)64，该中间热介质贮存装置64设置于主流路62的第二热交换器52的下游侧且中间热介质用的循环泵61的上游侧，并构成为贮存中间热介质；以及流量调整阀65，该流量调整阀65设置于旁路流路63的辅助热交换器81的下游侧，能够对流动于旁路流路63的中间热介质的流量进行调整。
旁路流路63的一端侧631与主流路62的第三热交换器53的下游侧且第二热交换器52的上游侧连接，旁路流路63的另一端侧632与中间热介质贮存装置64连接。通过了旁路流路63的中间热介质在中间热介质贮存装置64中与通过了主流路62的第二热交换器52的中间热介质合流。此外，旁路流路63的另一端侧632也可以与主流路62的第二热交换器52的下游侧且中间热介质贮存装置64的上游侧连接。
流量调整阀65设置于旁路流路63的辅助热交换器81(具体是加热介质流路812)的下游侧。通过流量调整阀65对流动于旁路流路63的中间热介质的流量调整，从而也调整通过主流路62的第二热交换器52的中间热介质的流量。
由于中间热介质是在第二热交换器52和辅助热交换器81中负责加热的热介质，因此，通过这些热交换器中的热交换而被冷却。根据上述的结构，辅助热交换器81构成为在流动于绕过第二热交换器52的旁路流路63的中间热介质与液化气之间进行热交换。即，中间热介质循环线路6没有形成通过第二热交换器52和辅助热交换器81双方的流路，因此能够防止循环于中间热介质循环线路6的中间热介质的温度变得过低。由此，能够防止加热水在与第三热交换器53中的中间热介质热交换时凝固。
在几个实施方式中，如图4所示，上述的冷能回收系统2还具备第二中间热介质循环线路9，该第二中间热介质循环线路9构成为供凝固点比水低的第二中间热介质循环。在上述的辅助热交换器81中与液化气进行热交换的加热介质由流动于第二中间热介质循环线路9的第二中间热介质构成。辅助热交换器81的加热介质流路812设置于第二中间热介质循环线路9。
在图示的实施方式中，冷能回收系统2具备设置于第二中间热介质循环线路9的辅助热交换器81的下游侧的第二中间热介质用的循环泵91。通过驱动循环泵91，从而第二中间热介质在第二中间热介质循环线路9循环。
第二中间热介质也可以是与流动于中间热介质循环线路6的中间热介质即第一中间热介质相同种类的热介质，也可以是不同种类的热介质。在图4所示的实施方式中，第二中间热介质由R1234ZE构成。
根据上述的结构，在辅助热交换器81中与液化气进行热交换的加热介质由流动于第二中间热介质循环线路9的第二中间热介质构成。在该情况下，在辅助热交换器81中，热交换在通过第一热交换器51而升温的液化气与循环于第二中间热介质循环线路9的第二中间热介质之间进行。由于第二中间热介质的凝固点比水低，因此，能够抑制在与辅助热交换器81中的液化气热交换时凝固。由此，能够抑制凝固的第二中间热介质在辅助热交换器81冻结并且阻塞辅助热交换器81。
另外，根据上述的结构，通过将第二中间热介质循环线路9设为与中间热介质循环线路6不同的线路，从而能够使用与循环于中间热介质循环线路6的中间热介质不同的热介质作为第二中间热介质。例如，能够使用比循环于中间热介质循环线路6的中间热介质更适于辅助热交换器81中的热交换的条件的热介质作为第二中间热介质。
在几个实施方式中，如图4所示，上述的冷能回收系统2还具备第二辅助热交换器82，该第二辅助热交换器82构成为在流动于第二中间热介质循环线路9的第二中间热介质与从冷能回收系统2的外部导入的加热水之间进行热交换。
在图示的实施方式中，第二辅助热交换器82形成有第二中间热介质流路821和加热水流路822，该第二中间热介质流路821设置于第二中间热介质循环线路9的循环泵91的下游侧，供第二中间热介质流动，该加热水流路822供从冷能回收系统2的外部导入的加热水流动。加热水流路822配置为至少一部分与第二中间热介质流路821相邻，热交换在流动于加热水流路822的加热水与流动于第二中间热介质流路821的第二中间热介质之间进行。
在图4所示的实施方式中，上述的加热水供给线路7包含副流路72，该副流路72从加热水用泵71的下游侧且第三热交换器53的上游侧分支而与加热水的排出目的地14B连接。第二辅助热交换器82的加热水流路822设置于副流路72。如图4所示，将上述的加热水供给线路7的除了副流路72以外的流路(通过加热水用泵71、第三热交换器53的流路)作为主流路70。副流路72的一端侧721与主流路70的加热水用泵71的下游侧且第三热交换器53的上游侧连接，副流路72的另一端侧722与加热水的排出目的地14B连接。在该情况下，能够通过加热水用泵71分别向主流路70和副流路72输送加热水，因此，不需要用于使加热水流向副流路72的专用泵，从而能够抑制冷能回收系统2的设备成本。此外，副流路72的另一端侧722也可以与主流路70的第三热交换器53的下游侧、加热水的排出目的地14连接。
在由辅助热交换器81冷却后，由循环泵91升压后的第二中间热介质被输送至第二中间热介质流路821。另外，由加热水用泵71升压后的加热水被输送至加热水流路822。流动于第二中间热介质流路821的第二中间热介质比流动于加热水流路822的加热水低温。通过第二辅助热交换器82中的热交换，流动于第二中间热介质流路821的第二中间热介质被加热。由第二辅助热交换器82加热后的第二中间热介质被输送至辅助热交换器81。
在图示的实施方式中，流动于第二中间热介质流路821的第二中间热介质的温度比水(加热水)的凝固点高。流动于第二中间热介质循环线路9的第二中间热介质通过与辅助热交换器81中的液化气的热交换而被冷却，但在冷却后也维持比水的凝固点高的温度，因此，能够在第二辅助热交换器82中的第二中间热介质与加热水之间的热交换时抑制加热水凝固。
在冷能回收系统2中，通过第一热交换器51和辅助热交换器81中的热交换而进行液化气的升温，因此，辅助热交换器81中的热交换量较少，辅助热交换器81中的第二中间热介质(加热介质)的温度下降量较小。根据上述的结构，能够在第二辅助热交换器82中的第二中间热介质与加热水热交换时抑制加热水凝固。
在几个实施方式中，如图2～4所示，上述的冷能回收装置41包含上述的涡轮42和构成为通过涡轮42的驱动来进行发电的上述的发电机43。在该情况下，由于冷能回收装置41包含涡轮42和发电机43，因此，利用在工作流体循环线路4循环而从液化气回收低温能量的工作流体驱动涡轮42，由此，能够在发电机43中进行发电。在该情况下，能够有效地利用液化气的低温能量。
在几个实施方式中，如图2～4所示，上述的冷能回收系统2至少具备构成为从液化气贮存装置11输送液化气的液化气供给线路3和设置于液化气供给线路3的液化气用泵31。液化气用泵31构成为由通过发电机43产生的电力驱动。在图示的实施方式中，循环泵44、循环泵61、加热水用泵71以及第二中间热介质用的循环泵91分别构成为由通过发电机43产生的电力驱动。此外，也可以不是液化气用泵31、循环泵44、循环泵61、加热水用泵71以及第二中间热介质用的循环泵91的全部，而是其中的一个或两个以上的多个泵构成为由通过发电机43产生的电力驱动。
根据上述的结构，能够使设置于液化气供给线路3的液化气用泵31由通过发电机43产生的电力而驱动。在该情况下，不需要用于从陆上的电力设备向液化气用泵31供给电力的电力系统，因此，实现具备液化气用泵31的船舶1的小型化。或者，由于能够缩小船舶1中的冷能回收系统2的占有空间，因此，能够扩大船舶1中的液化气贮存装置11的占有空间。
图6是用于说明本发明的一个实施方式中的热交换器的一例的说明图。
在几个实施方式中，如图6所示，第三热交换器53由微通道热交换器53A构成。微通道热交换器53A包含：第一微通道531A，该第一微通道531A供中间热介质流动；以及第二微通道532A，该第二微通道532A的至少一部分与第一微通道531A相邻地配置，并且该第二微通道532A供加热水流动。
在图示的实施方式中，微通道热交换器53A由PCHE(Printed Circuit HeatExchanger：印刷电路热交换器)构成，该PCHE通过将形成有多个第一微通道531A的第一金属板533和形成有多个第二微通道532A的第二金属板534交替层叠并彼此接合而制成。此外，在其他的几个实施方式中，微通道热交换器53A也可以是板式的热交换器等。
根据上述的结构，第三热交换器53由能够在流动于第一微通道531A的中间热介质与流动于第二微通道532A的加热水之间进行热交换的微通道热交换器53A构成，因此，小型且能够提高热传导率。使用这样的热交换器的冷能回收系统2能够减小船舶1中的冷能回收系统2的占有空间，因此，能够扩大船舶1中的液化气贮存装置11的占有空间。此外，第三热交换器53以外的热交换器也可以是微通道热交换器。
如图1所示，几个实施方式涉及的船舶1具备上述的冷能回收系统2。在该情况下，通过在冷能回收系统2的热交换器(例如，第三热交换器53等)使用小型的热交换器，从而实现冷能回收系统2的小型化，因此实现具备冷能回收系统2的船舶1的小型化。或者，由于能够减小船舶1中的冷能回收系统2的占有空间，因此，能够扩大船舶1中的液化气贮存装置11的占有空间。
图7是本发明的一个实施方式涉及的冷能回收方法的流程图。
几个实施方式涉及的冷能回收方法100是利用设置于具有液化气贮存装置11的船舶1的上述的冷能回收系统2的冷能回收方法，如图7所示，该冷能回收方法至少具备第一热交换步骤S101、第二热交换步骤S102以及第三热交换步骤S103。
在第一热交换步骤S101中，通过第一热交换器51在液化气与工作流体之间进行热交换。在第二热交换步骤S102中，通过第二热交换器52在工作流体与中间热介质之间进行热交换，该工作流体是通过第一热交换步骤S101和液化气进行了热交换的工作流体。在第三热交换步骤S103中，通过第三热交换器53在中间热介质与加热水之间进行热交换，该中间热介质是通过第二热交换步骤S102和工作流体进行了热交换的中间热介质。
根据上述的方法，具备第一热交换步骤S101、第二热交换步骤S102以及第三热交换步骤S103。在这样的冷能回收方法100中，通过第二热交换步骤S102和第三热交换步骤S103，循环于工作流体循环线路4的工作流体与加热水经由循环于中间热介质循环线路6的中间热介质间接地进行热交换，由此，能够在热交换时抑制热介质(中间热介质、加热水)凝固。由此，能够抑制凝固的热介质在热交换器(第二热交换器52、第三热交换器53)冻结并阻塞热交换器。
具体而言，在第一热交换步骤S101中，通过第一热交换器51而在液化气与工作流体之间进行热交换。通过第一热交换器51后的工作流体成为水的凝固点以下的低温。在第二热交换步骤S102中，通过第二热交换器52而在经第一热交换步骤S101而利用热交换变为低温的工作流体与流动于中间热介质循环线路6的中间热介质之间进行热交换。由于中间热介质的凝固点比水低，因此，在第二热交换步骤S102中与低温的工作流体热交换时难以凝固。由此，能够抑制凝固的中间热介质在第二热交换器52冻结并阻塞第二热交换器52。
另一方面，在第三热交换步骤S103中，通过第三热交换器53而在第二热交换步骤S102中利用热交换变为低温的中间热介质与加热水之间进行热交换。中间热介质通过第二热交换步骤S102和工作流体的热交换而被冷却，但在冷却后也维持比水的凝固点高的温度，因此，能够在第三热交换步骤S103中的中间热介质与加热水热交换时抑制加热水凝固。由此，能够抑制凝固的加热水在第三热交换器53冻结并阻塞第三热交换器53。
根据上述的方法，能够抑制凝固的热介质(中间热介质、加热水)在热交换器(第二热交换器52、第三热交换器53)冻结并阻塞热交换器，因此，能够提高使用小型的热交换器时的冷能回收系统2的可靠性。
如图7所示，冷能回收方法100也可以进一步具备第一辅助热交换步骤S201、第二辅助热交换步骤S202。在第一辅助热交换步骤S201中，通过辅助热交换器81而在液化气与上述的加热介质之间进行热交换，该液化气是在第一热交换步骤S101中利用热交换而温度上升了的液化气。在第二辅助热交换步骤S202中，通过第二辅助热交换器82而在流动于第二中间热介质循环线路9的第二中间热介质与加热水之间进行热交换。
本发明不限定于上述的实施方式，也包含对上述的实施方式施加变形的方式、对这些方式进行适当的组合后的方式。
记载于上述的几个实施方式的内容例如如以下所述那样地掌握。
1)本发明的至少一个实施方式涉及的冷能回收系统(2)是设置于具有液化气贮存装置(11)的船舶(1)的冷能回收系统(2)，该液化气贮存装置(11)构成为贮存液状的液化气，该冷能回收系统(2)具备：
工作流体循环线路(4)，该工作流体循环线路构成为供凝固点比水低的工作流体循环；
冷能回收装置(41)，该冷能回收装置包含涡轮(42)，该涡轮构成为由流动于所述工作流体循环线路(4)的所述工作流体驱动；
第一热交换器(51)，该第一热交换器构成为在所述液化气与流动于所述工作流体循环线路(4)的所述工作流体之间进行热交换；
中间热介质循环线路(6)，该中间热介质循环线路构成为供凝固点比水低的中间热介质循环；
第二热交换器(52)，该第二热交换器相比所述第一热交换器(51)设置于所述工作流体循环线路(4)的下游侧，并且该第二热交换器构成为在流动于所述工作流体循环线路(4)的所述工作流体与流动于所述中间热介质循环线路(6)的所述中间热介质之间进行热交换；以及
第三热交换器(53)，该第三热交换器构成为在流动于所述中间热介质循环线路(6)的所述中间热介质与从所述冷能回收系统(2)的外部导入的加热水之间进行热交换。
根据上述1)的结构，冷能回收系统(2)具备中间热介质循环线路(6)、第二热交换器(52)以及第三热交换器(53)。在这样的冷能回收系统(2)中，循环于工作流体循环线路(4)的工作流体与加热水经由循环于中间热介质循环线路(6)的中间热介质间接地进行热交换，由此，能够在热交换时抑制热介质(中间热介质、加热水)凝固。由此，能够抑制凝固的热介质在热交换器(第二热交换器52、第三热交换器53)冻结并且阻塞热交换器。
具体而言，循环于工作流体循环线路(4)的工作流体通过与第一热交换器(51)中的液化气的热交换而成为水的凝固点以下的低温。在第二热交换器(52)中，在通过第一热交换器(51)而成为低温的工作流体与循环于中间热介质循环线路(6)的中间热介质之间进行热交换。由于中间热介质的凝固点比水低，因此，在与第二热交换器(52)中的低温的工作流体的热交换时很难凝固。由此，能够抑制凝固的中间热介质在第二热交换器(52)冻结并且阻塞第二热交换器(52)。
另一方面，在第三热交换器(53)中，热交换在通过第二热交换器(51)而成为低温的中间热介质与加热水之间进行。中间热介质通过与第二热交换器(51)中的工作流体的热交换而被冷却，但在冷却后也维持比水的凝固点高的温度，因此，能够在第三热交换器(53)中的中间热介质与加热水的热交换时抑制加热水凝固。由此，能够防止凝固的加热水在第三热交换器(53)冻结并阻塞第三热交换器(53)。
根据上述的结构，冷能回收系统(2)能够防止凝固的热介质(中间热介质、加热水)在热交换器(第二热交换器52、第三热交换器53)冻结并且阻塞热交换器，因此，能够提高在使用小型的热交换器时的冷能回收系统(2)的可靠性。
2)在几个实施方式中，根据上述1)所述的冷能回收系统(2)还具备：
液化气供给线路(3)，该液化气供给线路构成为从所述液化气贮存装置(11)输送所述液化气；以及
辅助热交换器(81)，该辅助热交换器相比所述第一热交换器(51)设置于所述液化气供给线路(3)的下游侧，并且该辅助热交换器构成为在流动于所述液化气供给线路(3)的所述液化气与循环于所述冷能回收系统(2)的内部的加热介质之间进行热交换。
根据上述2)的结构，冷能回收系统(2)具备液化气供给线路(3)、上述的第一热交换器(51)以及辅助热交换器(81)。在这样的冷能回收系统(2)中，通过第一热交换器(51)和辅助热交换器(81)中的热交换进行液化气的升温，液化气气化。在该情况下，也可以通过第一热交换器(51)中的热交换而不升温到使液状的液化气完全气化的温度，因此，与仅通过第一热交换器(51)进行液化气的升温的情况相比，能够减少第一热交换器(51)中的热交换量，能够减少第一热交换器(51)中的工作流体的温度下降。由此，能够在第二热交换器(52)中的工作流体与中间热介质的热交换时有效地抑制中间热介质凝固。另外，通过减少第一热交换器(51)中的热交换量，能够实现第一热交换器(51)的小型化。
3)在几个实施方式中，根据上述2)所述的冷能回收系统(2)，其中，
所述加热介质由通过所述第三热交换器(53)加热后的流动于所述中间热介质循环线路(6)的所述中间热介质构成。
根据上述3)的结构，在辅助热交换器(81)中，热交换在通过第一热交换器(51)而升温了的液化气与由第三热交换器(53)加热后的中间热介质之间进行。由于中间热介质的凝固点比水低，因此能够抑制在与辅助热交换器(81)中的液化气热交换时凝固。由此，能够抑制凝固的中间热介质在辅助热交换器(81)冻结并阻塞辅助热交换器(81)。因此，能够通过辅助热交换器(81)有效地加热液化气。
在假设将在与中间热介质循环线路(6)不同的循环线路循环的热介质作为加热介质的情况下，需要用于使该热介质循环的循环泵。根据上述3)的结构，通过将循环于中间热介质循环线路(6)的加热介质作为加热介质，从而不需要上述循环泵，因此，能够抑制冷能回收系统(2)的设备成本。
4)在几个实施方式中，根据上述3)所述的冷能回收系统(2)，其中，
所述中间热介质循环线路(6)包含旁路流路(63)，该旁路流路从所述第三热交换器(53)的下游侧分支而绕过所述第二热交换器(52)，并与所述第三热交换器(53)的上游侧连接，
所述辅助热交换器(81)构成为在流动于所述液化气供给线路(3)的所述液化气与流动于所述旁路流路(63)的所述中间热介质之间进行热交换。
由于中间热介质是在第二热交换器(52)和辅助热交换器(81)中负责加热的热介质，因此，通过这些的热交换器中的热交换而被冷却。根据上述4)的结构，辅助热交换器(81)构成为在流通于绕过第二热交换器(52)的旁路流路(63)的中间热介质与液化气之间进行热交换。即，中间热介质循环线路(6)没有形成通过第二热交换器(52)和辅助热交换器(81)双方的流路，因此能够防止循环于中间热介质循环线路(6)的中间热介质的温度变得过低。由此，能够防止加热水在与第三热交换器(53)中的中间热介质热交换时凝固。
5)在几个实施方式中，根据上述2)所述的冷能回收系统(2)，其中
还具备第二中间热介质循环线路(9)，该第二中间热介质循环线路构成为供凝固点比水低的第二中间热介质循环，
所述加热介质由流动于所述第二中间热介质循环线路(9)的所述第二中间热介质构成。
根据上述5)的结构，在辅助热交换器(81)中与液化气进行热交换的加热介质由流动于第二中间热介质循环线路(9)的第二中间热介质构成。在该情况下，在辅助热交换器(81)中，热交换在通过第一热交换器(51)而升温了的液化气与循环于第二中间热介质循环线路(9)的第二中间热介质之间进行。由于第二中间热介质的凝固点比水低，因此，能够抑制在与辅助热交换器(81)中的液化气热交换时凝固。由此，能够抑制凝固的第二中间热介质在辅助热交换器(81)冻结且阻塞辅助热交换器(81)。
另外，根据上述5)的结构，通过将第二中间热介质循环线路(9)设为与中间热介质循环线路(6)不同的线路，从而能够使用与循环于中间热介质循环线路(6)的中间热介质不同的热介质作为第二中间热介质。例如，能够使用比循环于中间热介质循环线路(6)的中间热介质更适于辅助热交换器(81)中的热交换的条件的热介质作为第二中间热介质。
6)在几个实施方式中，根据上述5)所述的冷能回收系统(2)，其中，
还具备第二辅助热交换器(82)，该第二辅助热交换器构成为在流动于所述第二中间热介质循环线路(9)的所述第二中间热介质与从所述冷能回收系统(2)的外部导入的加热水之间进行热交换。
在冷能回收系统(2)中，通过第一热交换器(51)和辅助热交换器(81)中的热交换进行液化气的升温，因此，辅助热交换器(81)中的热交换量较少，辅助热交换器(81)中的第二中间热介质(加热介质)的温度下降量较小。根据上述6)的结构，能够在第二辅助热交换器(82)中的第二中间热介质与加热水热交换时抑制加热水凝固。
7)在几个实施方式中，根据上述1)～6)任意一项所述的冷能回收系统(2)，其中，
所述冷能回收装置(41)还包含发电机(43)，该发电机构成为通过所述涡轮(42)的驱动进行发电。
根据上述7)的结构，由于冷能回收装置(41)包含涡轮(42)和发电机(43)，因此，利用在工作流体循环线路(4)循环而从液化气回收低温能量的工作流体驱动涡轮(42)，由此，能够在发电机(43)中进行发电。在该情况下，能够有效地利用液化气的低温能量。
8)在几个实施方式中，根据上述7)所述的冷能回收系统(2)还具备：
液化气供给线路(3)，该液化气供给线路构成为从所述液化气贮存装置(11)输送所述液化气；以及
液化气用泵(31)，该液化气用泵设置于所述液化气供给线路(3)，
所述液化气用泵(31)构成为由通过所述发电机(43)产生的电力驱动。
根据上述8)的结构，能够由通过发电机(43)产生的电力驱动设置于液化气供给线路(3)的液化气用泵(31)。在该情况下，不需要用于从陆上的电力设备向液化气用泵(31)供给电力的电力系统，因此，实现具备液化气用泵(31)的船舶(1)的小型化。或者，由于能够缩小船舶(1)中的冷能回收系统(2)的占有空间，因此，能够扩大船舶(1)中的液化气贮存装置(11)的占有空间。
9)在几个实施方式中，根据上述1)～8)中任意一项所述的冷能回收系统(2)，其中，
所述第三热交换器(53)由微通道热交换器(53A)构成，
所述微通道热交换器(53A)包含：
第一微通道(531A)，该第一微通道供所述中间热介质流动；以及
第二微通道(532A)，该第二微通道配置为至少一部分与所述第一微通道(531A)相邻，并且该第二微通道供所述加热水流动。
根据上述9)的结构，第三热交换器(53)由能够在流动于第一微通道(531A)的中间热介质与流动于第二微通道(532A)的加热水之间进行热交换的微通道热交换器(53A)构成，因此，小型且能够提高热传导率。
10)本发明的至少一个实施方式涉及的船舶(1)具备上述1)～9)中任意一项所述的冷能回收系统(2)。
根据上述10)的结构，通过使用小型的热交换器实现冷能回收系统(2)的小型化，因此实现具备冷能回收系统(2)的船舶(1)的小型化。或者，由于能够缩小船舶(1)中的冷能回收系统(2)的占有空间，因此，能够扩大船舶(1)中的液化气贮存装置(11)的占有空间。
11)本发明的至少一个实施方式涉及的冷能回收方法(100)是利用设置于船舶(1)的冷能回收系统(2)的冷能回收方法(100)，该船舶(1)具有构成为贮存液状的液化气的液化气贮存装置(11)，其中，
所述冷能回收系统(2)具备：
工作流体循环线路(4)，该工作流体循环线路构成为供凝固点比水低的工作流体循环；
冷能回收装置(41)，该冷能回收装置包含涡轮(42)，该涡轮构成为由流动于所述工作流体循环线路(4)的所述工作流体驱动；
第一热交换器(51)，该第一热交换器构成为在所述液化气与流动于所述工作流体循环线路(4)的所述工作流体之间进行热交换；
中间热介质循环线路(6)，该中间热介质循环线路构成为供凝固点比水低的中间热介质循环；
第二热交换器(52)，该第二热交换器相比所述第一热交换器(51)设置于所述工作流体循环线路(4)的下游侧，并且该第二热交换器构成为在流动于所述工作流体循环线路(4)的所述工作流体与流动于所述中间热介质循环线路(6)的所述中间热介质之间进行热交换；以及
第三热交换器(53)，该第三热交换器构成为在流动于所述中间热介质循环线路(6)的所述中间热介质与从所述冷能回收系统(2)的外部导入的加热水之间进行热交换，
所述冷能回收方法(100)具备：
第一热交换步骤(S101)，该第一热交换步骤通过所述第一热交换器(51)而在所述液化气与所述工作流体之间进行热交换；
第二热交换步骤(S102)，该第二热交换步骤通过所述第二热交换器(52)而在通过所述第一热交换步骤(S101)和所述液化气进行了热交换的所述工作流体与所述中间热介质之间进行热交换；以及
第三热交换步骤(S103)，该第三热交换步骤通过所述第三热交换器(53)而在通过所述第二热交换步骤(S102)和所述工作流体进行了热交换的所述中间热介质与所述加热水之间进行热交换。
根据上述11)的方法，具备第一热交换步骤(S101)、第二热交换步骤(S102)以及第三热交换步骤(S103)。在这样的冷能回收方法(100)中，通过第二热交换步骤(S102)和第三热交换步骤(S103)，循环于工作流体循环线路(4)的工作流体与加热水经由循环于中间热介质循环线路(6)的中间热介质间接地进行热交换，由此，能够在热交换时抑制热介质(中间热介质、加热水)凝固。由此，能够防止凝固的热介质在热交换器(第二热交换器52、第三热交换器53)冻结并阻塞热交换器。
具体而言，在第一热交换步骤(S101)中，通过第一热交换器(51)而在液化气与工作流体之间进行热交换。通过第一热交换器(51)后的工作流体成为水的凝固点以下的低温。在第二热交换步骤(S102)中，通过第二热交换器(52)而在通过第一热交换步骤(S101)中的热交换变为低温的工作流体与流动于中间热介质循环线路(6)的中间热介质之间进行热交换。由于中间热介质的凝固点比水低，因此，在第二热交换步骤中与低温的工作流体热交换时难以凝固。由此，能够抑制凝固的中间热介质在第二热交换器(52)冻结并阻塞第二热交换器(52)。
另一方面，在第三热交换步骤(S103)中，通过第三热交换器(53)而在通过第二热交换步骤(S102)中的热交换变为低温的中间热介质与加热水之间进行热交换。中间热介质通过第二热交换步骤(S102)中与工作流体的热交换而被冷却，但在冷却后也维持比水的凝固点高的温度，因此，能够在第三热交换步骤中的中间热介质与加热水热交换时抑制加热水凝固。由此，能够抑制凝固的加热水在第三热交换器(53)冻结并阻塞第三热交换器(53)。
根据上述的方法，能够抑制凝固的热介质(中间热介质、加热水)在热交换器(第二热交换器52、第三热交换器53)冻结并且阻塞热交换器，因此，能够提高使用小型的热交换器时的冷能回收系统(2)的可靠性。
符号说明
1 船舶
2 冷能回收系统
20 比较例涉及的冷能回收系统
3 液化气供给线路
301 一端侧
302 另一端侧
31 液化气用泵
4 工作流体循环线路
41 冷能回收装置
42 涡轮
421 涡轮转子
43 发电机
44 (工作流体用的)循环泵
50 (比较例的)热交换器
501 工作流体流路
502 加热水流路
51 第一热交换器
511 液化气流路
512 工作流体流路
52 第二热交换器
521 工作流体流路
522 中间热介质流路
53 第三热交换器
531 中间热介质流路
531A 第一微通道
532 加热水流路
532A 第二微通道
6 中间热介质循环线路
61 (中间热介质用的)循环泵
62 主流路
63 旁路流路
631 一端侧
632 另一端侧
64 中间热介质贮存装置
65 流量调整阀
7 加热水供给线路
701 一端侧
702 另一端侧
71 加热水用泵
81 辅助热交换器
811 液化气流路
812 加热介质流路
82 第二辅助热交换器
821 第二中间热介质流路
822 加热水流路
9 第二中间热介质循环线路
10 船体
11 液化气贮存装置
12 设备
13 加热水的供给源
14 加热水的排出目的地
15 发动机室
16 发动机
17 取水口
18 冷却水流路
19 排出口

Claims (9)

1.一种冷能回收系统，设置于具有液化气贮存装置的船舶，该液化气贮存装置构成为贮存液状的液化气，其特征在于，具备：
工作流体循环线路，该工作流体循环线路构成为供凝固点比水低的工作流体循环；
冷能回收装置，该冷能回收装置包含涡轮，该涡轮构成为由流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体驱动；
第一热交换器，该第一热交换器构成为在所述液化气与流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体之间进行热交换而使得所述工作流体成为水的凝固点以下的低温；
中间热介质循环线路，该中间热介质循环线路构成为供凝固点比水低的中间热介质循环；
第二热交换器，该第二热交换器相比所述第一热交换器设置于所述工作流体循环线路的下游侧，并且该第二热交换器构成为在流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体与流动于所述中间热介质循环线路的所述中间热介质之间进行热交换；
第三热交换器，该第三热交换器构成为在流动于所述中间热介质循环线路的维持比水的凝固点高的温度的所述中间热介质与从所述冷能回收系统的外部导入的加热水之间进行热交换；
液化气供给线路，该液化气供给线路构成为从所述液化气贮存装置输送所述液化气；以及
辅助热交换器，该辅助热交换器相比所述第一热交换器设置于所述液化气供给线路的下游侧，并且该辅助热交换器构成为在流动于所述液化气供给线路的所述液化气与循环于所述冷能回收系统的内部的加热介质之间进行热交换，
所述加热介质由通过所述第三热交换器加热后的流动于所述中间热介质循环线路的所述中间热介质构成。
2.根据权利要求1所述的冷能回收系统，其特征在于，
所述中间热介质循环线路包含旁路流路，该旁路流路从所述第三热交换器的下游侧分支而绕过所述第二热交换器，并与所述第三热交换器的上游侧连接，
所述辅助热交换器构成为在流动于所述液化气供给线路的所述液化气与流动于所述旁路流路的所述中间热介质之间进行热交换。
3.根据权利要求1所述的冷能回收系统，其特征在于，
还具备第二中间热介质循环线路，该第二中间热介质循环线路构成为供凝固点比水低的第二中间热介质循环，
所述加热介质由流动于所述第二中间热介质循环线路的所述第二中间热介质构成。
4.根据权利要求3所述的冷能回收系统，其特征在于，
还具备第二辅助热交换器，该第二辅助热交换器构成为在流动于所述第二中间热介质循环线路的所述第二中间热介质与从所述冷能回收系统的外部导入的加热水之间进行热交换。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的冷能回收系统，其特征在于，
所述冷能回收装置还包含发电机，该发电机构成为通过所述涡轮的驱动进行发电。
6.根据权利要求5所述的冷能回收系统，其特征在于，还具备：
液化气供给线路，该液化气供给线路构成为从所述液化气贮存装置输送所述液化气；以及
液化气用泵，该液化气用泵设置于所述液化气供给线路，
所述液化气用泵构成为由通过所述发电机产生的电力驱动。
7.根据权利要求1～4中任意一项所述的冷能回收系统，其特征在于，
所述第三热交换器由微通道热交换器构成，
所述微通道热交换器包含：
第一微通道，该第一微通道供所述中间热介质流动；以及
第二微通道，该第二微通道配置为至少一部分与所述第一微通道相邻，并且该第二微通道供所述加热水流动。
8.一种具备冷能回收系统的船舶，其特征在于，
具备权利要求1～7中任意一项所述的冷能回收系统。
9.一种冷能回收方法，该冷能回收方法利用设置于船舶的冷能回收系统，该船舶具有构成为贮存液状的液化气的液化气贮存装置，其特征在于，
所述冷能回收系统具备：
工作流体循环线路，该工作流体循环线路构成为供凝固点比水低的工作流体循环；
冷能回收装置，该冷能回收装置包含涡轮，该涡轮构成为由流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体驱动；
第一热交换器，该第一热交换器构成为在所述液化气与流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体之间进行热交换而使得所述工作流体成为水的凝固点以下的低温；
中间热介质循环线路，该中间热介质循环线路构成为供凝固点比水低的中间热介质循环；
第二热交换器，该第二热交换器相比所述第一热交换器设置于所述工作流体循环线路的下游侧，并且该第二热交换器构成为在流动于所述工作流体循环线路的所述工作流体与流动于所述中间热介质循环线路的所述中间热介质之间进行热交换；
第三热交换器，该第三热交换器构成为在流动于所述中间热介质循环线路的维持比水的凝固点高的温度的所述中间热介质与从所述冷能回收系统的外部导入的加热水之间进行热交换；
液化气供给线路，该液化气供给线路构成为从所述液化气贮存装置输送所述液化气；以及
辅助热交换器，该辅助热交换器相比所述第一热交换器设置于所述液化气供给线路的下游侧，并且该辅助热交换器构成为在流动于所述液化气供给线路的所述液化气与循环于所述冷能回收系统的内部的加热介质之间进行热交换，
所述加热介质由通过所述第三热交换器加热后的流动于所述中间热介质循环线路的所述中间热介质构成，
所述冷能回收方法具备：
第一热交换步骤，该第一热交换步骤通过所述第一热交换器而在所述液化气与所述工作流体之间进行热交换；
第二热交换步骤，该第二热交换步骤通过所述第二热交换器而在通过所述第一热交换步骤和所述液化气进行了热交换的所述工作流体与所述中间热介质之间进行热交换；以及
第三热交换步骤，该第三热交换步骤通过所述第三热交换器而在通过所述第二热交换步骤和所述工作流体进行了热交换的所述中间热介质与所述加热水之间进行热交换。
CN202080078074.0A 2019-11-26 2020-11-26 冷能回收系统、具备冷能回收系统的船舶以及冷能回收方法 Active CN114651148B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019213558A JP7288842B2 (ja) 2019-11-26 2019-11-26 冷熱回収システム、冷熱回収システムを備える船舶、および冷熱回収方法
JP2019-213558 2019-11-26
PCT/JP2020/043956 WO2021106984A1 (ja) 2019-11-26 2020-11-26 冷熱回収システム、冷熱回収システムを備える船舶、および冷熱回収方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114651148A CN114651148A (zh) 2022-06-21
CN114651148B true CN114651148B (zh) 2023-12-01

Family

ID=76087207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080078074.0A Active CN114651148B (zh) 2019-11-26 2020-11-26 冷能回收系统、具备冷能回收系统的船舶以及冷能回收方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4035985A4 (zh)
JP (1) JP7288842B2 (zh)
KR (1) KR20220062651A (zh)
CN (1) CN114651148B (zh)
WO (1) WO2021106984A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023020523A (ja) * 2021-07-30 2023-02-09 三菱重工マリンマシナリ株式会社 冷熱回収システムおよび冷熱回収システムの起動方法
CN114030582B (zh) * 2021-10-19 2024-01-26 中国舰船研究设计中心 一种集成式机舱海水冷却系统
WO2023191523A1 (ko) * 2022-03-30 2023-10-05 주식회사 엔엑스엔시스템즈 냉열을 이용하는 시스템
CN114923361A (zh) * 2022-04-06 2022-08-19 东南大学 流体通道结构、印刷电路板换热器及lng运输船
KR102487017B1 (ko) * 2022-05-03 2023-01-11 에너진(주) 액화천연가스의 기화장치
CN115158625B (zh) * 2022-07-15 2024-04-16 上海外高桥造船有限公司 一种船舶低温燃料冷能回收再利用系统、方法及船舶

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0009387A1 (en) * 1978-09-18 1980-04-02 Fluor Corporation Process for obtaining energy during the regasification of liquefied gases
US4320303A (en) * 1979-10-11 1982-03-16 Osaka Gas Company, Ltd. System for generation of electricity by utilization of heat exchange between liquefied natural gas and intermediate heat medium
CN1932428A (zh) * 2005-09-13 2007-03-21 株式会社神户制钢所 Lng汽化器用传热管及其制造方法和使用该传热管的lng汽化器
CN101151454A (zh) * 2005-03-30 2008-03-26 弗劳尔科技公司 用于液化天然气再气化和动力设备的热集成的构造和方法
CN102216668A (zh) * 2008-07-15 2011-10-12 克里奥斯塔股份有限公司 液化天然气的转化
JP2017180323A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 大阪瓦斯株式会社 冷熱利用発電設備
KR101784908B1 (ko) * 2016-11-14 2017-10-12 선보유니텍주식회사 Lng 운반 선박의 재액화시스템 및 그 마이크로 채널 플레이트형 열교환기
JP2017190829A (ja) * 2016-04-13 2017-10-19 美浜株式会社 ガス供給設備と冷却設備とを融合したシステム
KR101792460B1 (ko) * 2017-03-13 2017-11-01 하이에어코리아 주식회사 히트펌프 시스템을 이용한 lng운반선 및 lng추진선용 기화기의 lng 기화방법
WO2018100486A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 Saipem S.P.A. Heat pump with prime mover in cryogenic applications and refrigerating fluids
CN109863081A (zh) * 2016-10-05 2019-06-07 大宇造船海洋株式会社 为船舶供应燃料气体的系统和方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08209158A (ja) * 1995-02-08 1996-08-13 Osaka Gas Co Ltd Ｌｎｇの気化装置および気化方法
JP3354750B2 (ja) * 1995-06-23 2002-12-09 中部電力株式会社 天然ガス焚きガスタービン複合サイクル発電所の燃料用ｌｎｇ気化装置
JP4404010B2 (ja) 2005-05-26 2010-01-27 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 複合冷熱発電装置
KR102258009B1 (ko) * 2017-07-26 2021-05-28 현대중공업 주식회사 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
CN109386316B (zh) 2017-08-08 2021-10-08 中国石油化工股份有限公司 一种lng冷能和bog燃烧能联合利用系统及方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0009387A1 (en) * 1978-09-18 1980-04-02 Fluor Corporation Process for obtaining energy during the regasification of liquefied gases
US4320303A (en) * 1979-10-11 1982-03-16 Osaka Gas Company, Ltd. System for generation of electricity by utilization of heat exchange between liquefied natural gas and intermediate heat medium
CN101151454A (zh) * 2005-03-30 2008-03-26 弗劳尔科技公司 用于液化天然气再气化和动力设备的热集成的构造和方法
CN1932428A (zh) * 2005-09-13 2007-03-21 株式会社神户制钢所 Lng汽化器用传热管及其制造方法和使用该传热管的lng汽化器
CN102216668A (zh) * 2008-07-15 2011-10-12 克里奥斯塔股份有限公司 液化天然气的转化
JP2017180323A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 大阪瓦斯株式会社 冷熱利用発電設備
JP2017190829A (ja) * 2016-04-13 2017-10-19 美浜株式会社 ガス供給設備と冷却設備とを融合したシステム
CN109863081A (zh) * 2016-10-05 2019-06-07 大宇造船海洋株式会社 为船舶供应燃料气体的系统和方法
KR101784908B1 (ko) * 2016-11-14 2017-10-12 선보유니텍주식회사 Lng 운반 선박의 재액화시스템 및 그 마이크로 채널 플레이트형 열교환기
WO2018100486A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 Saipem S.P.A. Heat pump with prime mover in cryogenic applications and refrigerating fluids
KR101792460B1 (ko) * 2017-03-13 2017-11-01 하이에어코리아 주식회사 히트펌프 시스템을 이용한 lng운반선 및 lng추진선용 기화기의 lng 기화방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP7288842B2 (ja) 2023-06-08
JP2021085443A (ja) 2021-06-03
EP4035985A1 (en) 2022-08-03
KR20220062651A (ko) 2022-05-17
CN114651148A (zh) 2022-06-21
EP4035985A4 (en) 2022-11-23
WO2021106984A1 (ja) 2021-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114651148B (zh) 冷能回收系统、具备冷能回收系统的船舶以及冷能回收方法
CN108350832B (zh) 船舶
KR101434431B1 (ko) 천연가스 연료공급 시스템 및 천연가스 연료공급 시스템이 탑재된 선박
KR100955036B1 (ko) 선박의 냉각 시스템
CN102686930B (zh) 用于lng的再气化的设备
WO2007039480A1 (en) Liquefied natural gas regasification plant and method with heat recovery
WO2013012985A2 (en) Method and system for combusting boil-off gas and generating electricity at an offshore lng marine terminal
CN101828087A (zh) 冷却气态烃物流的方法和设备
KR20060049344A (ko) 열전기력 유니트와 액상으로 저장된 천연가스를 사용하는에너지시스템
KR101567858B1 (ko) 선박용 쿨링 장치의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템
JP6505852B2 (ja) 船舶用のｌｎｇ気化システム、それを備えた船舶、及び船舶用のｌｎｇ気化方法
CN110573815B (zh) 布置在水域表面的天然气液化设备以及相关的冷却方法
JP5653666B2 (ja) 浮体構造物の再ガス化プラント
KR20190073971A (ko) 가스 처리 시스템 및 선박
US20170233052A1 (en) Forced flow water circulation cooling for barges
JP2023115931A (ja) 冷熱回収設備及び船舶
WO2022191121A1 (ja) 冷熱回収システムおよび船舶又は浮体
EP4227498B1 (en) Cold recovery facility and marine vessel
KR101521611B1 (ko) 선박의 코퍼댐 가열장치
JP6916061B2 (ja) 熱交換システム
WO2023008196A1 (ja) 冷熱回収システムおよび冷熱回収システムの起動方法
JP6854262B2 (ja) 排熱回収システム
CN113227565B (zh) 气体发动机动力装置和操作气体发动机动力装置的方法
KR20190034883A (ko) 선박의 냉각 시스템 및 이를 구비한 선박
JP7426219B2 (ja) 造水システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant