JP2006282865A - Gas hydrate regasification system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプを備えたガスハイドレート再ガス化システムに関する。 The present invention relates to a gas hydrate regasification system equipped with a heat pump.
ガスハイドレートは、水分子のつくるクラスター中にガスが取り込まれた包接水和物である。大気圧では、−20℃で固体として安定であり、ガスの輸送形態として非常に適している。そして、ガスが必要になった時には、効率よくガスハイドレートを分解しガスを発生させるため、ガスハイドレートを加温・加熱すればよい。(例えば、特許文献1参照)。
ガスハイドレート再ガス化システムでは、比較的外気温が高い時期には、外気から温熱を供給してガスを発生させることができるが、冬期など、外気温の低い場合、再ガス化能力が低下する場合がある。逆に、真夏など、外気温が高い場合、急激なガス化が起き、ガスハイドレート貯蔵設備内のガス圧が高くなる恐れがある。 In the gas hydrate regasification system, when the outside air temperature is relatively high, heat can be supplied from the outside air to generate gas. However, when the outside air temperature is low, such as in winter, the regasification capacity decreases. There is a case. Conversely, when the outside air temperature is high, such as in midsummer, rapid gasification may occur, and the gas pressure in the gas hydrate storage facility may increase.
そこで、本発明は、ヒートポンプを用いて、効率よくガスハイドレート再ガス化を行うことができるガスハイドレート再ガス化システムを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the gas hydrate regasification system which can perform gas hydrate regasification efficiently using a heat pump.
本発明にかかるガスハイドレート再ガス化システムは、ヒートポンプを備えたガスハイドレート再ガス化システムであって、ガスハイドレート貯蔵設備と、ガスハイドレート再ガス化設備と、熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、を備え、前記ヒートポンプは、前記ガスハイドレート貯蔵設備と、前記ガスハイドレート再ガス化設備と、前記熱交換器とが並列接続されるように配管され、前記圧縮機と前記膨張弁の2つが、前記ガスハイドレート貯蔵設備と、前記ガスハイドレート再ガス化設備と、前記熱交換器のうちのいずれの2つとも、交互に直列接続されるように配管され、前記3通りの直列接続を弁で切り替えて、該直列接続されているガスハイドレート貯蔵設備またはガスハイドレート再ガス化設備を、それぞれ冷却または加熱できるように配弁されていることを特徴とする。なお、前記ガスハイドレート再ガス化設備が、第2の熱交換器と接続されていてもよい。 A gas hydrate regasification system according to the present invention is a gas hydrate regasification system equipped with a heat pump, and includes a gas hydrate storage facility, a gas hydrate regasification facility, a heat exchanger, and a compression And the expansion valve, and the heat pump is piped so that the gas hydrate storage facility, the gas hydrate regasification facility, and the heat exchanger are connected in parallel, and the compressor And two of the expansion valves are piped so that any two of the gas hydrate storage facility, the gas hydrate regasification facility, and the heat exchanger are alternately connected in series, The three series connections can be switched by a valve to cool or heat the gas hydrate storage equipment or gas hydrate regasification equipment connected in series. Characterized in that it is Haiben as. The gas hydrate regasification facility may be connected to the second heat exchanger.
前記ガスハイドレートは天然ガスハイドレートであることが好ましい。 The gas hydrate is preferably natural gas hydrate.
本発明によって、ヒートポンプを用いて、効率よくガスハイドレート再ガス化を行うことができるガスハイドレート再ガス化システムを提供することが可能になる。 The present invention makes it possible to provide a gas hydrate regasification system that can efficiently perform gas hydrate regasification using a heat pump.
以下、好ましい実施の形態につき、添付図面を用いて詳細に説明するが、以下は本発明を実現化するための例であって、本発明を以下の実施形態に限定する意図で記載するものではない。 Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the following are examples for realizing the present invention, and are not intended to describe the present invention with the intention of limiting the present invention to the following embodiments. Absent.
==ガスハイドレート再ガス化システムの構成==
本発明にかかるヒートポンプを備えたガスハイドレート再ガス化システムは、ガスハイドレート貯蔵設備12、ガスハイドレート再ガス化設備14、熱交換器16、圧縮機18、膨張弁20等を備える。ヒートポンプは、ガスハイドレート貯蔵設備12とガスハイドレート再ガス化設備14と熱交換器16とが並列接続されるように配管され、圧縮機18と膨張弁20の2つが、(1)ガスハイドレート貯蔵設備12と熱交換器16(2)ガスハイドレート再ガス化設備14と熱交換器16(3)ガスハイドレート貯蔵設備12とガスハイドレート再ガス化設備14のそれぞれに対し、交互に直列接続されるように配管されている。また、ガスハイドレート貯蔵設備12からガスハイドレート再ガス化設備14へ、貯蔵ガス用パイプが接続されており(図示せず)、ガスハイドレート貯蔵設備12中のガスハイドレートはガスハイドレート再ガス化設備14内でガス化され、生じたガスを利用できるように構成されている。
== Configuration of gas hydrate regasification system ==
A gas hydrate regasification system including a heat pump according to the present invention includes a gas
図1及び2に配管例を挙げるが、配管の仕方については、この例に限らず、上述した接続条件を満たすものであればよい。例えば、図1及び図2では、圧縮機18側と膨張弁20側で左右対称の構成となっているが、圧縮機18側が図1の構成で膨張弁20側が図2の構成というように、左右非対称の構成を取っていてもよい。また、ガスハイドレート貯蔵設備12とガスハイドレート再ガス化設備14と熱交換器16とが並列接続されているので、それらの配管構成上の位置は、相互に交換可能である。
Examples of piping are shown in FIGS. 1 and 2, but the piping method is not limited to this example, and any piping that satisfies the above-described connection conditions may be used. For example, in FIGS. 1 and 2, the
また、ヒートポンプを構成する圧縮機18及び膨張弁20の数は、それぞれ1つであっても複数であっても構わないが、システムの単純化という意味で、それぞれ1つずつであることが好ましい。
Further, the number of the
==ヒートポンプの切り替え==
以上のように接続したガスハイドレート再ガス化システムにおいて、弁22を用いて配管を切り替えることにより、ガスハイドレート再ガス化設備を冷却したり、ガスハイドレート再ガス化設備を加熱したり、両方を同時に行ったりすることができるように配弁する。
== Switching of heat pump ==
In the gas hydrate regasification system connected as described above, by switching the piping using the
この弁22の切り替えは、手動で行ってもよいが、コンピュータで自動制御させるのが好ましい。また、外気などの条件によって、自動的に切り替わるようにしても構わない。
The switching of the
図1及び図2に配弁例を挙げるが、配弁の仕方については、この例に限らず、上述の切り替えができるものであればよく、その数も限定されない。また、弁の種類は、電磁弁や三方弁が好ましいが、それに限らない。 1 and 2 show examples of valve arrangements. The method of valve arrangements is not limited to this example, and any number can be used as long as the above-described switching can be performed, and the number thereof is not limited. The type of valve is preferably a solenoid valve or a three-way valve, but is not limited thereto.
==ヒートポンプの利用方法==
各図Aに示されているように弁22を切り替えた場合(実施形態A)、ヒートポンプ管24中の冷媒は、{ガスハイドレート貯蔵設備12−圧縮機18−熱交換器16−膨張弁20−ガスハイドレート貯蔵設備12−・・・}という順序で循環する。即ち、圧縮機18から吐出された高温高圧の冷媒は、熱交換器16で排熱して温度が低下し、膨張弁20で減圧されて低温低圧の冷媒となり、ガスハイドレート貯蔵設備12を冷却して熱を得て、再び圧縮機18に入る。
== How to use heat pump ==
When the
各図Bに示されているように弁22を切り替えた場合(実施形態B)、ヒートポンプ管24中の冷媒は、{ガスハイドレート再ガス化設備14−膨張弁20−熱交換器16−圧縮機18−ガスハイドレート再ガス化設備14−・・・}という順序で循環する。即ち、圧縮機18から吐出された高温高圧の冷媒は、ガスハイドレート再ガス化設備12を加熱して熱を失い、膨張弁20で減圧されて低温低圧の冷媒となり、熱交換器16で加熱されて熱を得て、再び圧縮機18に入る。
When the
各図Cに示されているように弁22を切り替えた場合(実施形態C)、ヒートポンプ管24中の冷媒は、{ガスハイドレート再ガス化設備14−膨張弁20−ガスハイドレート貯蔵設備12−圧縮機18−ガスハイドレート再ガス化設備14−・・・}という順序で循環する。即ち、圧縮機18から吐出された高温高圧の冷媒は、ガスハイドレート再ガス化設備14を加熱して熱を失い、膨張弁20で減圧されて低温低圧の冷媒となり、ガスハイドレート貯蔵設備12を冷却して熱を得て、再び圧縮機18に入る。
When the
==ガスハイドレート再ガス化システムの利用方法==
ガスを天然ガスにすることによって、天然ガスハイドレートの形態で天然ガスエネルギーを容易に貯蔵・運搬することができる。天然ガスを使用する時は、ガスハイドレート再ガス化設備で天然ガスハイドレートをガス化すればよい。
== How to use the gas hydrate regasification system ==
By using natural gas as the gas, natural gas energy can be easily stored and transported in the form of natural gas hydrate. When natural gas is used, the natural gas hydrate may be gasified with a gas hydrate regasification facility.
外気温度が高い夏季や、長期間ガス消費がない場合、天然ガスハイドレート貯蔵設備の温度が上昇したり、圧力が上昇したりすることが考えられる。そのような場合、実施形態Aで示したように弁を切り替え、ヒートポンプにより天然ガスハイドレート貯蔵設備を冷却することにより、天然ガスハイドレート貯蔵設備の温度や圧力を低下させることができる。この場合、熱交換器からの排熱を、例えば、給湯などに利用することが可能である。 In the summer when the outside air temperature is high or when there is no gas consumption for a long time, the temperature of the natural gas hydrate storage facility may increase or the pressure may increase. In such a case, the temperature and pressure of the natural gas hydrate storage facility can be lowered by switching the valve as shown in Embodiment A and cooling the natural gas hydrate storage facility with a heat pump. In this case, the exhaust heat from the heat exchanger can be used for, for example, hot water supply .
外気温度が低い冬季などには、通常外気で天然ガスハイドレートを再ガス化する天然ガスハイドレート再ガス化設備での再ガス化の効率が低下する。そのような場合、実施形態Bで示したように弁を切り替え、ヒートポンプにより天然ガスハイドレート再ガス化設備を加熱することにより、再ガス化の効率を上げることができる。この場合、熱交換器で放出される冷熱は、例えば、スキー場の人工降雪機の冷熱源などに利用することが可能である。 In winter, when the outside air temperature is low, the efficiency of regasification in a natural gas hydrate regasification facility that regasifies natural gas hydrate with normal outside air is reduced. In such a case, the efficiency of regasification can be increased by switching the valve as shown in Embodiment B and heating the natural gas hydrate regasification facility with a heat pump. In this case, the cold heat released by the heat exchanger can be used, for example, as a cold heat source of an artificial snow machine at a ski resort.
また、熱交換器などから放出される熱あるいは冷熱が必要とされないような場合、実施形態Cで示したように弁を切り替え、ヒートポンプにより天然ガスハイドレート貯蔵設備を冷却しながら天然ガスハイドレート再ガス化設備を加熱することもできる。 In addition, when heat or cold heat released from a heat exchanger or the like is not required, the valve is switched as shown in Embodiment C, and the natural gas hydrate storage facility is cooled while the natural gas hydrate storage facility is cooled by the heat pump. The gasification facility can also be heated.
以上をまとめると、例えば、外気温度との関係で、表1のようなパターンで、弁を切り替えることも可能である。
12 ガスハイドレート貯蔵設備
14 ガスハイドレート再ガス化設備
16 熱交換器
18 圧縮機
20 膨張弁
22 弁
24 ヒートポンプ管
12 Gas
Claims (3)
ガスハイドレート貯蔵設備と、ガスハイドレート再ガス化設備と、熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、を備え、
前記ヒートポンプは、
前記ガスハイドレート貯蔵設備と、前記ガスハイドレート再ガス化設備と、前記熱交換器とが並列接続されるように配管され、
前記圧縮機と前記膨張弁の2つが、前記ガスハイドレート貯蔵設備と、前記ガスハイドレート再ガス化設備と、前記熱交換器のうちのいずれの2つとも、交互に直列接続されるように配管され、
前記3通りの直列接続を弁で切り替えて、該直列接続されているガスハイドレート貯蔵設備またはガスハイドレート再ガス化設備を、それぞれ冷却または加熱できるように配弁されていることを特徴とするガスハイドレート再ガス化システム。 A gas hydrate regasification system with a heat pump,
A gas hydrate storage facility, a gas hydrate regasification facility, a heat exchanger, a compressor, and an expansion valve,
The heat pump
The gas hydrate storage facility, the gas hydrate regasification facility, and the heat exchanger are piped to be connected in parallel,
Two of the compressor and the expansion valve are alternately connected in series with any two of the gas hydrate storage facility, the gas hydrate regasification facility, and the heat exchanger. Piped,
The three series connections are switched by a valve, and the gas hydrate storage facility or gas hydrate regasification facility connected in series is arranged so as to be cooled or heated, respectively. Gas hydrate regasification system.
The gas hydrate regasification system according to claim 1 or 2, wherein the gas hydrate is natural gas hydrate.
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JP2006284099A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Cold supply system |
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