JP2023020523A - 冷熱回収システムおよび冷熱回収システムの起動方法 - Google Patents

冷熱回収システムおよび冷熱回収システムの起動方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023020523A
JP2023020523A JP2021125923A JP2021125923A JP2023020523A JP 2023020523 A JP2023020523 A JP 2023020523A JP 2021125923 A JP2021125923 A JP 2021125923A JP 2021125923 A JP2021125923 A JP 2021125923A JP 2023020523 A JP2023020523 A JP 2023020523A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cold
heat exchanger
gas
liquefied gas
cold heat
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.)
Pending
Application number
JP2021125923A
Other languages
English (en)
Inventor
拓磨 平戸
Takuma Hirato
亮 ▲高▼田
Akira Takada
英司 齋藤
Eiji Saito
晃 川波
Akira Kawanami
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 Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries 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 Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2021125923A priority Critical patent/JP2023020523A/ja
Priority to PCT/JP2022/027533 priority patent/WO2023008196A1/ja
Priority to CN202280042682.5A priority patent/CN117529632A/zh
Priority to KR1020247001140A priority patent/KR20240021882A/ko
Priority to EP22849260.9A priority patent/EP4357701A4/en
Publication of JP2023020523A publication Critical patent/JP2023020523A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B11/00—Interior subdivision of hulls
    • B63B11/04—Constructional features of bunkers, e.g. structural fuel tanks, or ballast tanks, e.g. with elastic walls
    • 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
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/32—Collecting of condensation water; Drainage ; Removing solid particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/23—Separators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

【課題】冷熱回収システムの起動時における熱交換器の閉塞を抑制できる冷熱回収システム、および該冷熱回収システムの起動方法を提供する。【解決手段】冷熱回収システム１は、液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達する第１の熱交換器１１と、第１の熱交換器よりも下流側に設けられた冷熱用ポンプ３１を含む冷熱回収サイクル３と、冷熱用ポンプと第１の熱交換器との間を流れる冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達する第２の熱交換器１４と、第１の熱交換器と冷熱用ポンプとの間に設けられ、冷熱用熱媒体を気相と液相とに分離する気液分離器５と、冷熱用ポンプと第２の熱交換器の間から気液分離器に液相の冷熱用熱媒体を戻すための液戻りライン６と、液戻りラインを介して気液分離器に戻される液相の冷熱用熱媒体、又は気液分離器の内部に存在する冷熱用熱媒体に、液化ガスの冷熱エネルギーを伝達する第３の熱交換器７と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、液化ガスの冷熱エネルギーを回収するための冷熱回収システム、および該冷熱回収システムの起動方法に関する。
液化ガス（例えば、液化天然ガス）は、輸送や貯蔵を目的として液化され、都市ガスや火力発電所などの供給先に供給するに際して、海水などの熱媒体で昇温して気化させることが行われる。液化ガスを気化させる際に、液化ガスの冷熱エネルギーを海水に捨てるのではなく回収することが行われることがある（例えば、特許文献１）。
特許文献１では、液化天然ガスの冷熱エネルギーを電力として回収する冷熱発電サイクルが開示されている。この冷熱発電サイクルとしては、二次媒体ランキンサイクル方式などが知られている（特許文献１参照）。二次媒体ランキンサイクル方式は、クローズドループ内を循環する二次媒体を、蒸発器にて海水を熱源として加熱して蒸発させ、この蒸気を冷熱発電用のタービンに導入して動力を得た後に、液化天然ガスにて冷却、凝縮させる方式である。
液化天然ガスの供給先の夫々に対応する陸用のＬＮＧ基地を設けることは、土地の確保などに費用がかかるため困難である。このため、液化天然ガスを貯蔵するＬＮＧ貯蔵設備や、液化天然ガスを再ガス化する再ガス化設備を備える船舶を海上に係留し、該船舶により再ガス化した液化天然ガスを、パイプラインを介して陸上の供給先や海上のパワーゲージ（浮体式の発電所）などに送ることが行われることがある。
船舶は、陸上設備に比べて拡張性に乏しいため、冷熱発電設備を搭載するためには、冷熱発電システムの小型化、特に熱交換器の小型化が重要となる。小型の熱交換器としては、例えばプリント回路熱交換器（ＰＣＨＥ）やプレート式熱交換器などが挙げられる。
実開昭６１－５９８０３号公報
一方の熱交換対象の凝固点よりも他方の熱交換対象が低温であると、熱交換器での熱交換において一方の熱交換対象が凝固して、凝固した熱交換対象が熱交換器の表面に付着して熱交換器を閉塞させる虞がある。小型の熱交換器は、大型の熱交換器（例えば、シェルチューブ式の熱交換器）に比べて、熱交換器の閉塞リスクが高いため、信頼性に課題がある。
冷熱発電サイクルでは、熱交換器において冷熱発電サイクルを循環する二次媒体を液化天然ガスにより冷却するときに、熱交換器が凍結する虞がある。特に冷熱発電サイクルを循環する二次媒体の流量が小量である冷熱発電サイクルの起動時には、定常運転時に比べて二次媒体の温度が低下するため熱交換器が凍結する可能性が高い。熱交換器の凍結を防止するために、熱交換器に供給される液化天然ガスを予め加熱する加熱ラインを設けることが考えられるが、このような加熱ラインは、冷熱発電サイクルを備えるシステムの大型化や高価格化を招くため、好ましくはない。
また、熱交換器の凍結を防止するために、冷熱発電サイクルの起動時に冷熱発電サイクルを循環する二次媒体の流量を増加させることが考えられる。しかしながら、冷熱発電サイクルの停止時に冷熱発電サイクルへの周辺空気からの入熱により、冷熱発電サイクルにおいて二次媒体が気化することがある。このため、冷熱発電サイクルの起動時は、冷熱発電サイクルの定常運転時に比べて、二次媒体を循環させるための循環用ポンプにおける、気相の二次媒体の占める割合が大きくなっている。二次媒体を循環させるための循環用ポンプの循環量を増加させると、冷熱発電サイクルの起動時に循環用ポンプのガス噛みにより起動不良を起こす可能性が高まるという問題がある。
上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、冷熱回収システムの起動時における熱交換器の閉塞を抑制できる冷熱回収システム、および該冷熱回収システムの起動方法を提供することにある。
本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムは、
液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置を有する船舶又は浮体に設置される冷熱回収システムであって、
前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第１の熱交換器と、
前記冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクルであって、前記第１の熱交換器よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプを少なくとも含む冷熱回収サイクルと、
前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記第１の熱交換器よりも上流側を流れる前記冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達するように構成された第２の熱交換器と、
前記冷熱回収サイクルにおける前記第１の熱交換器と前記冷熱用ポンプとの間に設けられ、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離するように構成された気液分離器と、
前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記第２の熱交換器よりも上流側から前記気液分離器に前記液相の冷熱用熱媒体を戻すための液戻りラインと、
前記液戻りラインを介して前記気液分離器に戻される前記液相の冷熱用熱媒体、又は前記気液分離器の内部に存在する前記冷熱用熱媒体、の何れかに、前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスの冷熱エネルギーを伝達するように構成された第３の熱交換器と、を備える。
本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムの起動方法は、
液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置を有する船舶又は浮体に設置される冷熱回収システムの起動方法であって、
前記冷熱回収システムは、
前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第１の熱交換器と、
前記冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクルであって、前記第１の熱交換器よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプを少なくとも含む冷熱回収サイクルと、
前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記第１の熱交換器よりも上流側を流れる前記冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達するように構成された第２の熱交換器と、を備え、
前記冷熱回収システムの起動方法は、
前記冷熱回収サイクルにおける前記第１の熱交換器と前記冷熱用ポンプとの間に設けられた気液分離器により、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離する気液分離ステップと、
前記冷熱用ポンプを駆動させ、前記気液分離ステップで分離した前記液相の冷熱用熱媒体を、前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記第２の熱交換器よりも上流側と、前記気液分離器とを接続する液戻りラインを介して、前記気液分離器に前記液相の冷熱用熱媒体を戻す循環ステップと、
前記循環ステップにおいて、前記液戻りラインを介して前記気液分離器に戻される前記液相の冷熱用熱媒体、又は前記気液分離器の内部に存在する前記冷熱用熱媒体、の何れかに、前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスの冷熱エネルギーを伝達して冷却する冷却ステップと、を備える。
本開示の少なくとも一実施形態によれば、冷熱回収システムの起動時における熱交換器の閉塞を抑制できる冷熱回収システム、および該冷熱回収システムの起動方法が提供される。
本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。 本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムの起動方法のフロー図である。 図３は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムにおける制御の一例を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。 本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。 本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。 本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。 本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。 本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムの制御装置を説明するための説明図である。
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
（船舶、浮体）
図１は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システム１を備える船舶２Ａ又は浮体２Ｂの構成を概略的に示す概略構成図である。幾つかの実施形態にかかる冷熱回収システム１は、図１に示されるように、船舶２Ａや浮体２Ｂに設置される。船舶２Ａや浮体２Ｂは、水上に浮遊可能な構造体である。船舶２Ａや浮体２Ｂは、液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置（例えば、液化ガスタンク）２１と、冷熱回収システム１と、を有する。図示される実施形態では、船舶２Ａや浮体２Ｂは、プロペラなどの不図示の推進器および該推進器を駆動させるように構成された不図示の推進装置を有し、該推進装置を駆動させることで自走可能に構成された構造体である。なお、本開示は、船舶２Ａや浮体２Ｂが自走するための推進装置を有さない自走不能な構造体である場合にも適用可能である。
（冷熱回収システム）
冷熱回収システム１は、図１に示されるように、第１の熱交換器１１と、液化ガス貯留装置２１から第１の熱交換器１１に液化ガスを供給するための液化ガス供給ライン１２と、第１の熱交換器１１において液化ガスが気化することで生成された気化ガスを供給するための気化ガス供給ライン１３と、第１の熱交換器１１において液化ガスと熱交換された冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクル３と、第２の熱交換器１４と、気液分離器５と、を備える。
（冷熱回収サイクル）
冷熱回収サイクル３は、冷熱用熱媒体をオーガニックランキンサイクルの下で循環させるように構成されている。以下の説明では、冷熱回収サイクル３における冷熱用熱媒体の循環方向における上流側を単に上流側と云うことがあり、上記循環方向における下流側を単に下流側と云うことがある。冷熱回収サイクル３は、冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプ３１と、冷熱用熱媒体により駆動するように構成された冷熱用タービン３２と、を含む。冷熱用ポンプ３１は、冷熱回収サイクル３において、第１の熱交換器１１よりも下流側且つ第２の熱交換器１４よりも上流側に設けられている。冷熱用タービン３２は、冷熱回収サイクル３において、第１の熱交換器１１よりも上流側且つ第２の熱交換器１４よりも下流側に設けられている。
以下、液化ガスの供給源である液化ガス貯留装置２１から供給される液化ガスの具体例として液化天然ガス（ＬＮＧ）を、冷熱回収サイクル３を循環する冷熱用熱媒体の具体例としてプロパンを例に挙げて説明するが、本開示は、液化天然ガス以外の液化ガス（液化石油ガス、液体水素など）を、液化ガス貯留装置２１から供給される液化ガスとした場合にも適用可能である。また、本開示は、プロパン以外の熱媒体（例えば、有機媒体）を、冷熱回収サイクル３を流れる冷熱用熱媒体とした場合にも適用可能である。なお、冷熱用熱媒体は、水よりも沸点や凝固点が低い。
（第１の熱交換器）
第１の熱交換器（液化ガス気化器、冷熱側凝縮器）１１は、液化ガス供給ライン１２から送られた液化ガスと、冷熱回収サイクル３において、冷熱用タービン３２よりも下流側且つ冷熱用ポンプ３１よりも上流側を流れる冷熱用熱媒体と、の間で熱交換を行うように構成されている。図示される実施形態では、第１の熱交換器１１は、液化ガス供給ライン１２から送られた液化ガスが流れる第１の液化ガス側流路１１１と、冷熱回収サイクル３を循環する冷熱用熱媒体が流れる第１の冷熱側流路１１２と、を含む。第１の液化ガス側流路１１１を流れる液化ガスは、第１の冷熱側流路１１２を流れる冷熱用熱媒体よりも低温である。
第１の熱交換器１１では、第１の液化ガス側流路１１１を流れる液化ガスと第１の冷熱側流路１１２を流れる冷熱用熱媒体との間で熱交換が行われて、第１の液化ガス側流路１１１を流れる液化ガスの冷熱エネルギーが、第１の冷熱側流路１１２を流れる冷熱用熱媒体に伝達される。これにより、第１の液化ガス側流路１１１を流れる液化ガスが加熱され、気化するとともに、第１の冷熱側流路１１２を流れる冷熱用熱媒体が冷却され、凝縮する。
（第２の熱交換器）
第２の熱交換器（冷熱側蒸発器）１４は、冷熱回収システム１の外部から導入された外部水（熱媒）と、冷熱回収サイクル３において、冷熱用ポンプ３１よりも下流側且つ冷熱用タービン３２よりも上流側を流れる冷熱用熱媒体と、の間で熱交換を行うように構成されている。図示される実施形態では、第２の熱交換器１４は、冷熱用熱媒体が流れる第２の冷熱側流路１４１と、外部水が流れる熱媒側流路１４２と、を含む。第２の冷熱側流路１４１（第２の熱交換器１４）は、冷熱回収サイクル３において、冷熱用ポンプ３１よりも下流側且つ冷熱用タービン３２よりも上流側に設けられている。熱媒側流路１４２を流れる外部水は、第２の冷熱側流路１４１を流れる冷熱用熱媒体よりも高温である。
第２の熱交換器１４では、第２の冷熱側流路１４１を流れる冷熱用熱媒体と熱媒側流路１４２を流れる外部水との間で熱交換が行われて、熱媒側流路１４２を流れる外部水の熱エネルギーが、第２の冷熱側流路１４１を流れる冷熱用熱媒体に伝達される。これにより、第２の冷熱側流路１４１を流れる冷熱用熱媒体が加熱され、気化する。
（液化ガス供給系統）
液化ガス供給ライン１２の一方側（上流端）が液化ガス貯留装置２１に接続され、液化ガス供給ライン１２の他方側（下流端）が第１の液化ガス側流路１１１の上流端（第１の熱交換器１１のガス入口）に接続されている。気化ガス供給ライン１３の一方側（上流端）が第１の液化ガス側流路１１１の下流端（第１の熱交換器１１のガス出口）に接続され、気化ガス供給ライン１３の他方側（下流端）が気化ガスの供給先２２に接続されている。なお、気化ガスの供給先２２は、船舶２Ａや浮体２Ｂの外部に設けられた設備（例えば、陸上の発電設備やガス貯蔵設備）であってもよいし、船舶２Ａや浮体２Ｂに搭載された設備であってもよい。
冷熱回収システム１は、液化ガス供給ライン１２に設けられた液化ガス用ポンプ１５をさらに備える。液化ガス用ポンプ１５は、液化ガス供給ライン１２に設けられた不図示の動翼を有し、この動翼を液化ガス用ポンプ１５に供給された電力などにより回転させることで、液化ガス供給ライン１２の下流側（第１の熱交換器１１が位置する側）に液化ガスを送るように構成されている。液化ガス用ポンプ１５を駆動させることで、液化ガス貯留装置２１に貯留された液化ガスが液化ガス供給ライン１２に抜き出されて、液化ガス供給ライン１２を通じて第１の熱交換器１１の第１の液化ガス側流路１１１に送られる。第１の熱交換器１１の第１の液化ガス側流路１１１において液化ガスが気化することで生成された気化ガスは、液化ガス用ポンプ１５により、気化ガス供給ライン１３を通じてガスの供給先２２に送られる。
（外部水供給系統）
冷熱回収システム１は、外部水の供給元４１から冷熱回収システム１の外部水を熱媒とする熱交換器（第２の熱交換器１４）に外部水を供給するための外部水供給ライン４２と、外部水を熱媒とする上記熱交換器から排出された外部水を外部水の排出先４３に排出するための外部水排出ライン４４と、外部水供給ライン４２に設けられた外部水用ポンプ４５と、をさらに備える。
外部水供給ライン４２の一方側（上流端）が外部水の供給元４１に接続され、外部水供給ライン４２の他方側（下流端）が熱媒側流路１４２の上流端（第２の熱交換器１４の熱媒入口）に接続されている。外部水排出ライン４４の一方側（上流端）が熱媒側流路１４２の下流端（第２の熱交換器１４の熱媒出口）に接続され、外部水排出ライン４４の他方側（下流端）が外部水の排出先４３に接続されている。外部水は、熱交換器において熱媒として熱交換対象を加熱できる水（熱交換対象よりも高温の水）であればよく、常温の水であってもよい。外部水は、船舶２Ａや浮体２Ｂにおいて入手が容易な水（例えば、海水などの船外水や船舶２Ａのエンジンを冷却したエンジン冷却水など）が好ましい。
外部水の供給元４１は、船舶２Ａや浮体２Ｂの外部から外部水（例えば、海水）を取り込むために船舶２Ａや浮体２Ｂに設けられた取水口であってもよいし、船舶２Ａや浮体２Ｂの内部に設けられた設備（例えば、貯水タンク）であってもよい。また、外部水の排出先４３は、船舶２Ａや浮体２Ｂの外部に外部水を排出するために船舶２Ａや浮体２Ｂに設けられた排水口であってもよいし、船舶２Ａや浮体２Ｂの内部に設けられた設備（例えば、排水タンク）であってもよい。
外部水用ポンプ４５は、外部水供給ライン４２に設けられた不図示の動翼を有し、この動翼を外部水用ポンプ４５に供給された電力などにより回転させることで、外部水供給ライン４２の下流側（第２の熱交換器１４が位置する側）に外部水を送るように構成されている。外部水用ポンプ４５を駆動させることで、外部水が外部水の供給元４１から外部水供給ライン４２に抜き出されて、外部水供給ライン４２を通じて上記外部水を熱媒とする熱交換器（第２の熱交換器１４）に送られる。
（冷熱用熱媒体循環系統）
冷熱回収サイクル３は、図１に示されるように、第１の接続ライン３３と、第２の接続ライン３４と、をさらに含む。第１の接続ライン３３は、第１の冷熱側流路１１２の下流端（第１の熱交換器１１の冷熱用熱媒体の出口）と、第２の冷熱側流路１４１の上流端（第２の熱交換器１４の冷熱用熱媒体の入口）とを接続している。第１の接続ライン３３には、上述した冷熱用ポンプ３１が設けられている。第２の接続ライン３４は、第２の冷熱側流路１４１の下流端（第２の熱交換器１４の冷熱用熱媒体の出口）と、第１の冷熱側流路１１２の上流端（第１の熱交換器１１の冷熱用熱媒体の入口）とを接続している。第２の接続ライン３４には、上述した冷熱用タービン３２が設けられている。
（気液分離器）
気液分離器５は、冷熱用熱媒体を気相と液相とに分離するように構成されている。気液分離器５は、冷熱回収サイクル３において、第１の冷熱側流路１１２（第１の熱交換器１１）よりも下流側、且つ冷熱用ポンプ３１よりも上流側に設けられている。具体的には、気液分離器５は、第１の接続ライン３３における冷熱用ポンプ３１よりも上流側に設けられている。
気液分離器５は、第１の接続ライン３３を通じて第１の冷熱側流路１１２（第１の熱交換器１１）から送られた冷熱用熱媒体が導入される内部空間５１を内部に画定するように構成された本体部５２と、内部空間５１に冷熱用熱媒体を導入するための導入口５３と、内部空間５１から液相の冷熱用熱媒体を気液分離器５の外部に吐出するための液相吐出口５４と、を含む。
内部空間５１は、液相の冷熱用熱媒体が貯留される下方側貯留空間５１Ｂと、下方側貯留空間５１Ｂよりも上方に、下方側貯留空間５１Ｂに連通して設けられた気相の冷熱用熱媒体が貯留される上方側貯留空間５１Ａと、を含む。液相吐出口５４は、下方側貯留空間５１Ｂに連通している。
上述した第１の接続ライン３３は、第１の冷熱側流路１１２の下流端と導入口５３とを繋ぐ第１の上段接続ライン３３Ａと、液相吐出口５４と冷熱用ポンプ３１のポンプ入口３１１とを繋ぐ第１の中段接続ライン３３Ｂと、冷熱用ポンプ３１のポンプ出口３１２と第２の冷熱側流路１４１の上流端とを繋ぐ第１の下段接続ライン３３Ｃと、を含む。
第１の熱交換器１１にて冷却された冷熱用熱媒体は、第１の上段接続ライン３３Ａを通じて気液分離器５に導かれる。導入口５３から内部空間５１に流入した冷熱用熱媒体は、内部空間５１において液相と気相とに分離する。
（冷熱用ポンプ）
冷熱用ポンプ３１は、冷熱回収サイクル３の下流側（第２の熱交換器１４が位置する側）に冷熱用熱媒体を送るように構成されている。冷熱用ポンプ３１は、第１の接続ライン３３に設けられた不図示の動翼を有し、この動翼を冷熱用ポンプ３１に供給された電力などにより回転させることで、第１の接続ライン３３の下流側に液相の冷熱用熱媒体を送るように構成されている。
冷熱用ポンプ３１を駆動させることで、下方側貯留空間５１Ｂに貯留された液相の冷熱用熱媒体が液相吐出口５４および第１の中段接続ライン３３Ｂを通じて、冷熱用ポンプ３１に導かれて冷熱用ポンプ３１により昇圧される。冷熱用ポンプ３１により昇圧された液相の冷熱用熱媒体は、冷熱用ポンプ３１により、第１の下段接続ライン３３Ｃを通じて第２の冷熱側流路１４１（第２の熱交換器１４）に送られる。
（冷熱用ポンプ関連機器）
冷熱回収システム１は、図１に示されるように、冷熱回収サイクル３における冷熱用ポンプ３１よりも下流側且つ第２の熱交換器１４よりも上流側から気液分離器５に液相の冷熱用熱媒体を戻すための液戻りライン６と、冷熱回収サイクル３における液戻りライン６の上流端との接続部Ｐ１と第２の熱交換器１４との間に設けられた第１の流量調整弁３５と、をさらに備える。第１の流量調整弁３５は、第２の熱交換器１４に導かれる液相の冷熱用熱媒体の流量を調整可能に構成されている。
図示される実施形態では、気液分離器５は、液戻りライン６から内部空間５１に液相の冷熱用熱媒体を導入するための液戻り口５５をさらに含む。液戻り口５５は、内部空間５１に連通している。液戻りライン６の一方側（上流端）が第１の下段接続ライン３３Ｃの接続部Ｐ１に接続され、液戻りライン６の他方側（下流端）が液戻り口５５に接続されている。第１の流量調整弁３５は、第１の下段接続ライン３３Ｃの接続部Ｐ１よりも下流側に設けられている。第１の流量調整弁３５は、冷熱用熱媒体の流路を開閉する不図示の弁体を可動させることで、上記弁体よりも下流側（第２の熱交換器１４側）に供給される冷熱用熱媒体の流量を調整可能である。なお、第１の流量調整弁３５は、全閉と全開に開度調整可能な開閉弁でもよいし、全閉と全開とこれらの間の少なくとも１つの中間開度に開度調整可能な開度調整弁でもよい。
（冷熱用タービン）
冷熱用タービン３２には、冷熱用ポンプ３１により昇圧され、第２の熱交換器１４にて昇温された冷熱用熱媒体が作動流体として導入される。冷熱用タービン３２は、回転シャフト３２１と、回転シャフト３２１に取り付けられたタービン翼３２２と、タービン翼３２２を回転可能に収容するケーシング３２３と、を含む。ケーシング３２３には、冷熱用熱媒体をケーシング３２３の内部に導入するための導入口３２４と、タービン翼３２２を通過した冷熱用熱媒体をケーシング３２３の外部に吐出するための吐出口３２５と、が形成されている。冷熱用タービン３２は、導入口３２４を通じてケーシング３２３の内部に導入された冷熱用熱媒体のエネルギーにより、タービン翼３２２を回転させるように構成されている。タービン翼３２２を通過した冷熱用熱媒体は、吐出口３２５を通じてケーシング３２３の外部に排出される。
冷熱回収サイクル３は、タービン翼３２２が発生させた回転力を動力として回収するように構成されている。図示される実施形態では、冷熱回収サイクル３は、冷熱用タービン３２の駆動により発電を行うように構成された冷熱用の発電機３２６をさらに含む。冷熱用の発電機３２６は、回転シャフト３２１に機械的に接続されており、タービン翼３２２の回転力を電力に変換するように構成されている。なお、他の幾つかの実施形態では、冷熱回収サイクル３は、タービン翼３２２が発生させた回転力を電力に変換するのではなく、動力伝達装置（例えば、カップリングやベルト、プーリなど）によりそのまま動力として回収してもよい。
上述した第２の接続ライン３４は、第２の冷熱側流路１４１の下流端と冷熱用タービン３２の導入口３２４とを繋ぐ第２の上段接続ライン３４Ａと、冷熱用タービン３２の吐出口３２５と第１の冷熱側流路１１２の上流端とを繋ぐ第２の下段接続ライン３４Ｂと、を含む。
（冷熱用タービン関連機器）
冷熱回収サイクル３は、図１に示されるように、第２の接続ライン３４の冷熱用タービン３２よりも上流側と下流側とを冷熱用タービン３２を迂回して繋ぐタービンバイパスライン３６と、タービン側流量調整弁３７と、タービンバイパス側流量調整弁３８と、をさらに含む。
タービンバイパスライン３６の一方側（上流端）が、第２の上段接続ライン３４Ａの分岐部Ｐ２に接続され、タービンバイパスライン３６の他方側（下流端）が、第２の下段接続ライン３４Ｂの合流部Ｐ３に接続されている。タービン側流量調整弁３７は、第２の上段接続ライン３４Ａの分岐部Ｐ２よりも下流側（冷熱用タービン３２側）に設けられている。タービンバイパス側流量調整弁３８は、タービンバイパスライン３６に設けられている。タービン側流量調整弁３７およびタービンバイパス側流量調整弁３８の夫々は、冷熱用熱媒体の流路を開閉する不図示の弁体を可動させることで、上記弁体よりも下流側に供給される冷熱用熱媒体の流量を調整可能である。なお、タービン側流量調整弁３７およびタービンバイパス側流量調整弁３８の夫々は、全閉と全開に開度調整可能な開閉弁でもよいし、全閉と全開とこれらの間の少なくとも１つの中間開度に開度調整可能な開度調整弁でもよい。
タービン側流量調整弁３７を開き（全開又は中間開度）、タービンバイパス側流量調整弁３８を全閉とすることで、冷熱用タービン３２を経由させて第１の熱交換器１１に冷熱用熱媒体を送ることができる。また。タービン側流量調整弁３７を全閉とし、タービンバイパス側流量調整弁３８を開く（全開又は中間開度）ことで、タービンバイパスライン３６を経由させて第１の熱交換器１１に冷熱用熱媒体を送ることができる。
（第３の熱交換器）
幾つかの実施形態にかかる冷熱回収システム１は、図１に示されるように、液戻りライン６を介して気液分離器５に戻される液相の冷熱用熱媒体、又は気液分離器５の内部に存在する前記冷熱用熱媒体、の何れかに、液化ガス貯留装置２１から抜き出された液化ガスの冷熱エネルギーを伝達するように構成された第３の熱交換器７をさらに備える。
第３の熱交換器（予冷器）７は、液化ガス貯留装置２１から抜き出された液化ガスと、気液分離器５や液戻りライン６を介して循環する冷熱用熱媒体と、の間で熱交換を行うように構成されている。図１に示される実施形態では、第３の熱交換器７（７Ａ）は、液戻りライン６に設けられた冷熱用熱媒体が流れる第３の冷熱側流路７１と、液化ガスが流れる第２の液化ガス側流路７２と、を含む。第３の冷熱側流路７１を流れる冷熱用熱媒体は、第２の液化ガス側流路７２を流れる液化ガスよりも高温である。
第３の熱交換器７（７Ａ）では、第３の冷熱側流路７１を流れる冷熱用熱媒体と第２の液化ガス側流路７２を流れる液化ガスとの間で熱交換が行われて、第２の液化ガス側流路７２を流れる液化ガスの冷熱エネルギーが、第３の冷熱側流路７１を流れる冷熱用熱媒体に伝達される。これにより、第３の冷熱側流路７１を流れる冷熱用熱媒体が冷却される。
（予冷器用液化ガス導入系統）
冷熱回収システム１は、図１に示されるように、液化ガス貯留装置２１から第３の熱交換器７に液化ガスを導くための液化ガス導入ライン８１と、第３の熱交換器７から液化ガスが気化した気化ガスを導くためのガス排出ライン８２と、をさらに備える。
図１に示される実施形態では、液化ガス導入ライン８１の一方側（上流端）は、液化ガス供給ライン１２の液化ガス用ポンプ１５よりも下流側の接続位置Ｐ４に接続されている。液化ガス導入ライン８１の他方側（下流端）は、第２の液化ガス側流路７２の上流端（第３の熱交換器７のガス入口）に接続されている。ガス排出ライン８２（８２Ａ）の一方側（上流端）は、第２の液化ガス側流路７２の下流端（第３の熱交換器７のガス出口）に接続されている。ガス排出ライン８２（８２Ａ）の他方側（下流端）は、気化ガス供給ライン１３の接続位置Ｐ５に接続されている。
液化ガス用ポンプ１５を駆動させることで、液化ガス貯留装置２１に貯留された液化ガスが液化ガス供給ライン１２に抜き出されて、液化ガス供給ライン１２の接続位置Ｐ４よりも上流側の部分および液化ガス導入ライン８１を通じて第３の熱交換器７の第２の液化ガス側流路７２に送られる。
第３の熱交換器７の第２の液化ガス側流路７２において液化ガスが気化することで生成された気化ガスは、液化ガス用ポンプ１５により、ガス排出ライン８２（８２Ａ）および気化ガス供給ライン１３の接続位置Ｐ５よりも下流側の部分を通じてガスの供給先２２に送られる。
図１に示される実施形態では、冷熱回収システム１は、第２の流量調整弁８３と、第３の流量調整弁８４と、第４の流量調整弁８５と、第５の流量調整弁８６と、をさらに備える。なお、第２の流量調整弁８３は、全閉と全開とこれらの間の少なくとも１つの中間開度に開度調整可能な開度調整弁である。流量調整弁８４、８５、８６の夫々は、全閉と全開に開度調整可能な開閉弁でもよいし、全閉と全開とこれらの間の少なくとも１つの中間開度に開度調整可能な開度調整弁でもよい。
第２の流量調整弁８３は、液化ガス導入ライン８１に設けられ、第３の熱交換器７に導かれる液化ガスの流量を調整可能に構成されている。第３の流量調整弁８４は、液化ガス供給ライン１２の接続位置Ｐ４よりも下流側に設けられ、第１の熱交換器１１に導かれる液化ガスの流量を調整可能に構成されている。第２の流量調整弁８３を開き（全開又は中間開度）、第３の流量調整弁８４を全閉とすることで、液化ガス用ポンプ１５により、液化ガス貯留装置２１から第３の熱交換器７に液化ガスを送ることができる。また、第２の流量調整弁８３を全閉とし、第３の流量調整弁８４を開く（全開又は中間開度）ことで、液化ガス用ポンプ１５により、液化ガス貯留装置２１から第１の熱交換器１１に液化ガスを送ることができる。
第４の流量調整弁８５は、気化ガス供給ライン１３の接続位置Ｐ５よりも上流側に設けられ、ガスの供給先２２に導かれる気化ガスの流量を調整可能に構成されている。第５の流量調整弁８６は、ガス排出ライン８２に設けられ、ガスの供給先２２に導かれる気化ガスの流量を調整可能に構成されている。第４の流量調整弁８５を開き（全開又は中間開度）、第５の流量調整弁８６を全閉とすることで、液化ガス用ポンプ１５により、第１の熱交換器１１からガスの供給先２２に冷熱用熱媒体を送ることができる。また、第４の流量調整弁８５を全閉とし、第５の流量調整弁８６を開く（全開又は中間開度）ことで、液化ガス用ポンプ１５により、第３の熱交換器７からガスの供給先２２に冷熱用熱媒体を送ることができる。
（冷熱回収システムの起動方法）
図２は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムの起動方法のフロー図である。図３は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムにおける制御の一例を説明するための説明図である。図２、図３に示されるように、冷熱回収システム１の冷熱回収システム１の起動時から定常運転に至るまでの期間は、第１期間（予冷期間）Ｔ１と、第２期間（遷移期間）Ｔ２と、第３期間（冷熱回収期間）Ｔ３と、に区分される。第２期間Ｔ２は、第１期間Ｔ１よりも後の期間であり、第３期間Ｔ３よりも前の期間である。
第１期間Ｔ１では、液化ガス貯留装置２１から抜き出された液化ガスを第３の熱交換器７に送ることが行われる。第３期間Ｔ３では、液化ガス貯留装置２１から抜き出された液化ガスを第１の熱交換器１１に送ることが行われる。第２期間Ｔ２では、液化ガス貯留装置２１から抜き出された液化ガスの送り先を第３の熱交換器７から第１の熱交換器１１に変更することが行われる。
図２に示されるように、幾つかの実施形態にかかる冷熱回収システム１の起動方法１００は、気液分離ステップＳ１０１と、循環ステップＳ１０２と、冷却ステップＳ１０３と、を備える。
気液分離ステップＳ１０１では、上述した気液分離器５により、冷熱用熱媒体を気相と液相とに分離することが行われる。気液分離ステップＳ１０１は、冷熱回収システム１の起動時から定常運転に至るまでの期間および定常運転時に継続して行われる。
冷熱回収システム１の停止時における冷熱回収サイクル３や気液分離器５への周辺空気からの入熱により、冷熱回収サイクル３において冷熱用熱媒体が気化することがある。このため、冷熱回収システム１の起動時は、冷熱回収システム１の定常運転時に比べて、気液分離器５や冷熱用ポンプ３１などの冷熱回収サイクル３における第１の熱交換器１１よりも下流側且つ第２の熱交換器１４における、気相の冷熱用熱媒体の占める割合が大きくなっている。冷熱用ポンプ３１における気相の冷熱用熱媒体の占める割合が大きいと、冷熱用ポンプ３１のガス噛みによる能力低下を招く虞がある。
循環ステップＳ１０２では、冷熱用ポンプ３１を駆動させ、気液分離ステップＳ１０１で分離した液相の冷熱用熱媒体を、液戻りライン６を介して、気液分離器５に液相の冷熱用熱媒体を戻すことが行われる。これにより、液相の冷熱用熱媒体が、気液分離器５、冷熱用ポンプ３１および液戻りライン６を循環する。循環ステップＳ１０２は、第１期間Ｔ１に開始され、第２期間Ｔ２まで継続して行われる。
具体的には、循環ステップＳ１０２では、第１の流量調整弁３５が全閉の状態において、冷熱用ポンプ３１を駆動させることで、液相吐出口５４を介して気液分離器５から液相の冷熱用熱媒体が抜き出される。気液分離器５から抜き出された液相の冷熱用熱媒体は、冷熱用ポンプ３１より、第１の中段接続ライン３３Ｂ、冷熱用ポンプ３１、第１の下段接続ライン３３Ｃの接続部Ｐ１よりも上流側および液戻りライン６を通った後に、気液分離器５に送られる。
冷却ステップＳ１０３では、循環ステップＳ１０２において液戻りライン６を介して気液分離器５に戻される液相の冷熱用熱媒体、又は気液分離器５の内部に存在する冷熱用熱媒体、の何れかに、液化ガス貯留装置２１から抜き出された液化ガスの冷熱エネルギーを伝達して冷却する冷却ステップＳ１０３と、を備える。
冷却ステップＳ１０３では、液化ガス貯留装置２１から第３の熱交換器７に液化ガスを送り、第３の熱交換器７において冷熱用熱媒体を液化ガスにより冷却することが行われる。これにより、気液分離器５、冷熱用ポンプ３１および液戻りライン６を循環する液相の冷熱用熱媒体が冷却される。図示される実施形態では、冷却ステップＳ１０３は、第１期間Ｔ１における循環ステップＳ１０２よりも後に開始される。図３に示されるように、液化ガス用ポンプ１５の駆動は、冷熱用ポンプ３１の駆動よりも後に行われる。
具体的には、冷却ステップＳ１０３において、第２の流量調整弁８３や第５の流量調整弁８６を開き（全開又は中間開度）、第３の流量調整弁８４や第４の流量調整弁８５を全閉とした状態で、液化ガス用ポンプ１５を駆動させることが行われる。これにより、液化ガス貯留装置２１から第３の熱交換器７に液化ガスを送ることができるとともに、第３の熱交換器７からガスの供給先２２に気化ガスを送ることができる。
冷却ステップＳ１０３において、気液分離器５、冷熱用ポンプ３１および液戻りライン６を循環する液相の冷熱用熱媒体が冷却されることで、気液分離器５の内部の温度を下げることができるため、気液分離器５の内部に存在する気相の冷熱用熱媒体を凝縮させることができる。これにより、気液分離器５や冷熱用ポンプ３１などの冷熱回収サイクル３における第１の熱交換器１１よりも下流側且つ第２の熱交換器１４よりも上流側において、液相の冷熱用熱媒体の占める割合を早期に増やすことができる。冷熱用ポンプ３１における液相の冷熱用熱媒体の占める割合を増やすことで、冷熱用ポンプ３１のガス噛みによる能力低下を抑制できるため、冷熱用ポンプ３１の能力を早期から発揮させることができる。
図示される実施形態では、図２に示されるように、冷熱回収システム１の起動方法１００は、冷却ステップＳ１０３の開始時よりも後に第１の流量調整弁３５を開き（全閉から全開又は中間開度に変更する）、冷熱用ポンプ３１により冷熱用熱媒体を第１の熱交換器１１に送る開弁ステップＳ１０４と、開弁ステップＳ１０４よりも後に液化ガス貯留装置２１から抜き出された液化ガスの送り先を第３の熱交換器７から第１の熱交換器１１に変更する変更ステップＳ１０５と、変更ステップＳ１０５よりも後に冷熱用熱媒体を冷熱用タービン３２に導き、冷熱用タービン３２を駆動させる冷熱用タービン駆動ステップＳ１０６と、開弁ステップＳ１０４よりも前に外部水用ポンプ４５を駆動させる外部水用ポンプ駆動ステップＳ１０７と、をさらに備える。
開弁ステップＳ１０４は、例えば、気液分離器５の内部の温度が所定温度（冷熱用熱媒体が凝縮する温度）以下になったときに行われる。気液分離器５の内部の温度が所定温度以下になった後は、第２の流量調整弁８３を調整することで、気液分離器５の内部の温度が上記所定温度を上限とする所定範囲内に維持される。第１の流量調整弁３５を通過した液相の冷熱用熱媒体は、第２の熱交換器１４にて昇温され、気化した後に第１の熱交換器１１に送られる。
具体的には、第１の流量調整弁３５を通過した液相の冷熱用熱媒体は、第１の下段接続ライン３３Ｃの第１の流量調整弁３５よりも下流側、第２の冷熱側流路１４１（第２の熱交換器１４）、第２の上段接続ライン３４Ａの分岐部Ｐ２よりも上流側、タービンバイパスライン３６および第２の下段接続ライン３４Ｂの合流部Ｐ３よりも下流側を通った後に、第１の冷熱側流路１１２（第１の熱交換器１１）に送られる。図３に示されるように、第１期間Ｔ１および第２期間Ｔ２では、タービン側流量調整弁３７を全閉とし、タービンバイパス側流量調整弁３８を開く（全開又は中間開度）ことで、タービンバイパスライン３６を経由させて第１の熱交換器１１に冷熱用熱媒体が送られている。
開弁ステップＳ１０４よりも前に、外部水用ポンプ４５を駆動させることが行われ（Ｓ１０７）、第２の熱交換器１４の熱媒側流路１４２に外部水が供給されている。第１の流量調整弁３５を通過した液相の冷熱用熱媒体を第２の熱交換器１４にて外部水（熱媒）により加熱し、気化する。変更ステップＳ１０５の実行前は、第１の熱交換器１１において液化ガスと冷熱用熱媒体の熱交換が行われない。第１の熱交換器１１を通過した気相の冷熱用熱媒体は、第３の熱交換器７により内部が冷却された気液分離器５にて凝縮する。
なお、開弁ステップＳ１０４において、第１の流量調整弁３５の開度を調整することで、気液分離器５の内部の液相の冷熱用熱媒体の量を安定化させることができる。
上述した第２期間Ｔ２に、変更ステップＳ１０５を実行することで、液化ガス貯留装置２１から抜き出された液化ガスの送り先を第３の熱交換器７から第１の熱交換器１１に変更することが行われる。上述した第３期間Ｔ３に冷熱用タービン駆動ステップＳ１０６が行われる。すなわち、冷熱用タービン駆動ステップＳ１０６は、変更ステップＳ１０５よりも後に行われる。
変更ステップＳ１０５は、例えば、冷熱用ポンプ３１により液相の冷熱用熱媒体を循環させ、冷熱用ポンプ３１により第１の熱交換器１１に送ることが可能な冷熱用熱媒体の流量（下方側貯留空間５１Ｂにおける液相の冷熱用熱媒体の貯留量）が一定量以上になったときに行われる。変更ステップＳ１０５では、図３に示されるように、第２の流量調整弁８３や第５の流量調整弁８６を閉じる（全開又は中間開度から全閉に変更する）ことと、第３の流量調整弁８４や第４の流量調整弁８５を開く（全閉から全開又は中間開度に変更する）ことが行われる。これにより、液化ガス貯留装置２１から第１の熱交換器１１に液化ガスを送ることができるとともに、第１の熱交換器１１からガスの供給先２２に気化ガスを送ることができる。変更ステップＳ１０５の実行後は、第１の熱交換器１１において液化ガスと冷熱用熱媒体の熱交換が行われる。
冷熱用タービン駆動ステップＳ１０６では、図３に示されるように、タービン側流量調整弁３７を開く（全閉から全開又は中間開度に変更する）ことと、タービンバイパス側流量調整弁３８を閉じる（全開又は中間開度から全閉に変更する）ことが行われる。これにより、冷熱用ポンプ３１により昇圧され、第２の熱交換器１４にて昇温された冷熱用熱媒体が冷熱用タービン３２に導入され、冷熱用タービン３２のタービン翼３２２が回転することで、冷熱用タービン３２が駆動する。
上記の方法によれば、気液分離器５、冷熱用ポンプ３１および液戻りライン６を循環する液相の冷熱用熱媒体を、第３の熱交換器７において液化ガスにより冷却することで（冷却ステップＳ１０３）、気液分離器５や冷熱用ポンプ３１などの冷熱回収サイクル３における第１の熱交換器１１よりも下流側において、液相の冷熱用熱媒体の占める割合を早期に増やすことができる。冷熱用ポンプ３１における液相の冷熱用熱媒体の占める割合を増やすことで、冷熱用ポンプ３１のガス噛みによる能力低下を抑制できるため、冷熱用ポンプ３１の能力を早期から発揮させることができる。これにより、冷熱回収システム１を定常運転に早期に移行できる。
また、上記の方法によれば、第１の熱交換器１１に供給される冷熱用熱媒体の流量が、第１の熱交換器１１の閉塞を生じさせない大流量になるまで、第１の熱交換器１１における熱交換が行われないので、冷熱回収システム１の起動時における第１の熱交換器１１の閉塞を抑制できる。
幾つかの実施形態にかかる冷熱回収システム１は、図１に示されるように、上述した第１の熱交換器１１と、上述した第２の熱交換器１４と、上述した冷熱回収サイクル３と、上述した気液分離器５と、上述した液戻りライン６と、上述した第３の熱交換器７と、を備える。
上記の構成によれば、気液分離器５、冷熱用ポンプ３１および液戻りライン６を循環する液相の冷熱用熱媒体を、第３の熱交換器７において液化ガスにより冷却することで、気液分離器５や冷熱用ポンプ３１などの冷熱回収サイクル３における第１の熱交換器１１よりも下流側において、液相の冷熱用熱媒体の占める割合を早期に増やすことができる。冷熱用ポンプ３１における液相の冷熱用熱媒体の占める割合を増やすことで、冷熱用ポンプ３１のガス噛みによる能力低下を抑制できるため、冷熱用ポンプ３１の能力を早期から発揮させることができる。これにより、冷熱回収システム１を定常運転に早期に移行できる。
また、上記の構成によれば、第１の熱交換器１１に供給される冷熱用熱媒体の流量が、第１の熱交換器１１の閉塞を生じさせない大流量になるまで、第１の熱交換器１１における熱交換を行わないことで、冷熱回収システム１の起動時における第１の熱交換器１１の閉塞を抑制できる。
幾つかの実施形態では、図１に示されるように、上述した冷熱回収システム１は、上述した第１の流量調整弁３５を備える。上記の構成によれば、第１の流量調整弁３５を閉じることで、気液分離器５、冷熱用ポンプ３１および液戻りライン６を含む閉回路を形成することができる。この閉回路を巡回する冷熱用熱媒体を第３の熱交換器７において液化ガスにより冷却することで、閉回路より広い冷熱回収サイクル３を巡回する冷熱用熱媒体を冷却する場合に比べて、気液分離器５の内部の温度を所定温度以下に早く下げることができる。これにより、冷熱回収システム１を定常運転に早期に移行できる。
幾つかの実施形態では、図１に示されるように、上述した第３の熱交換器７（７Ａ）は、液戻りライン６を流れる液相の冷熱用熱媒体に、液化ガス貯留装置２１から抜き出された液化ガスの冷熱エネルギーを伝達するように構成されている。上記の構成によれば、第３の熱交換器７（７Ａ）により、液戻りライン６を流れる冷熱用熱媒体を液化ガスにより冷却できるため、気液分離器５の内部の温度を所定温度以下に早く下げることができる。これにより、冷熱回収システム１を定常運転に早期に移行できる。
図４～図８の夫々は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムを備える船舶又は浮体の構成を概略的に示す概略構成図である。
幾つかの実施形態では、図４に示されるように、上述した液戻りライン６は、第３の熱交換器７が設けられた第１の液戻りライン６Ａと、第３の熱交換器７を迂回する第２の液戻りライン６Ｂと、を含む。
図示される実施形態では、第１の液戻りライン６Ａは、その一方側（上流端）が第１の下段接続ライン３３Ｃの接続部Ｐ１に接続され、その他方側（下流端）が液戻り口５５に接続されている。第２の液戻りライン６Ｂは、その一方側（上流端）が第１の液戻りライン６Ａの第３の熱交換器７よりも上流側に位置する分岐部Ｐ６に接続され、その他方側（下流端）が第１の液戻りライン６Ａの第３の熱交換器７よりも下流側に位置する合流部Ｐ７に接続されている。
上述した液戻りライン６は、図４に示されるように、第１の液戻りライン６Ａの分岐部Ｐ６と第３の熱交換器７との間に設けられた第１の開閉弁６１と、第２の液戻りライン６Ｂに設けられた第２の開閉弁６２と、をさらに含んでもよい。第１の開閉弁６１を開き、第２の開閉弁６２を全閉とすることで、循環する冷熱用熱媒体が第３の熱交換器７を経由する。第１の開閉弁６１を全閉とし、第２の開閉弁６２を開くことで、循環する冷熱用熱媒体が第２の液戻りライン６Ｂを経由する（第３の熱交換器７を迂回する）。
冷熱回収システム１の定常運転時に、冷熱用ポンプ３１を定常回転速度で回転させることが行われる。開弁ステップＳ１０４の実行後にも、冷熱用熱媒体を液戻りライン６を介して循環させることが行われる。
上記の構成によれば、第３の熱交換器７により冷熱用熱媒体の冷却を行う必要がないとき（例えば、定常運転時）は、循環する冷熱用熱媒体を第２の液戻りライン６Ｂを経由させる（第３の熱交換器７を迂回させる）ことで、第３の熱交換器７における圧力損失を抑制できるため、冷熱回収システム１の定常運転時に冷熱回収サイクル３の性能を効果的に発揮させることができる。
幾つかの実施形態では、図５に示されるように、第３の熱交換器７（７Ｂ）は、気液分離器５の内部に存在する冷熱用熱媒体に、液化ガス貯留装置２１から抜き出された液化ガスの冷熱エネルギーを伝達するように構成されている。
図５に示される実施形態では、第３の熱交換器７（７Ｂ）は、気液分離器５の内部空間５１に配置された液化ガスが流れる第３の液化ガス側流路７３を含む。図５に示されるように、第３の液化ガス側流路７３は、その内部を液化ガスが流通可能な管路であって、その外面が内部空間５１に面する管路であってもよい。
液化ガス導入ライン８１の他方側（下流端）は、第３の液化ガス側流路７３の上流端（第３の熱交換器７のガス入口）に接続されている。ガス排出ライン８２の一方側（上流端）は、第３の液化ガス側流路７３の下流端（第３の熱交換器７のガス出口）に接続されている。内部空間５１に存在する冷熱用熱媒体は、第３の液化ガス側流路７３を流れる液化ガスよりも高温である。
第３の熱交換器７（７Ｂ）では、内部空間５１に存在する冷熱用熱媒体と第３の液化ガス側流路７３を流れる液化ガスとの間で熱交換が行われて、第３の液化ガス側流路７３を流れる液化ガスを流れる液化ガスの冷熱エネルギーが、内部空間５１に存在する冷熱用熱媒体に伝達される。これにより、内部空間５１に存在する冷熱用熱媒体が冷却される。
上記の構成によれば、第３の熱交換器７（７Ｂ）により、気液分離器５の内部に存在する冷熱用熱媒体を液化ガスにより冷却できるため、気液分離器５の内部の温度を所定温度以下に早く下げることができる。これにより、冷熱回収システム１を定常運転に早期に移行できる。
幾つかの実施形態では、図１、図４、図６および図７に示されるように、上述したガスの供給先２２は、船舶２Ａ又は浮体２Ｂの主機エンジン２２Ａを含む。主機エンジン２２Ａは、供給される気化ガスのエネルギーにより、プロペラなどの不図示の推進器を駆動させる駆動力（推進力）を発生させるように構成されている。上述した気化ガス供給ライン１３は、第１の熱交換器１１で気化された液化ガスを船舶２Ａ又は浮体２Ｂの主機エンジン２２Ａに供給するための燃料供給ライン１３Ａを含む。
図１、図４に示される実施形態では、上述したガス排出ライン８２（８２Ａ）は、第３の熱交換器７から液化ガスが気化した気化ガスを主機エンジン２２Ａに導くための流路を含む。この場合には、第３の熱交換器７を通過した気化ガスは、ガス排出ライン８２（８２Ａ）などを介して主機エンジン２２Ａに導かれる。
図６、図７に示される実施形態では、ガス排出ライン８２は、第３の熱交換器７から液化ガスが気化した気化ガスを主機エンジン２２Ａとは別体から構成されたガス燃焼装置２３に導くための起動時ガス供給ライン８２Ｂを含む。ガス燃焼装置２３は、供給されたガスを燃焼させるように構成されている。起動時ガス供給ライン８２Ｂの一方側（下流端）は、ガス燃焼装置２３のガス入口に接続されている。
図６に示される実施形態では、起動時ガス供給ライン８２Ｂの他方側（上流端）は、第２の液化ガス側流路７２の下流端（第３の熱交換器７のガス出口）に接続されている。図７に示される実施形態では、起動時ガス供給ライン８２Ｂの他方側（上流端）は、第３の液化ガス側流路７３の下流端（第３の熱交換器７のガス出口）に接続されている。
冷熱回収システム１の起動時は、冷熱回収サイクル３を循環する冷熱用熱媒体の流量が小さいので、液化ガスが十分に気化しないまま主機エンジン２２Ａに供給され、主機エンジン２２Ａの故障や作動不良を招く虞がある。図６、図７に示される構成によれば、冷熱回収システム１の起動時に、気化ガスや液化ガスを、起動時ガス供給ライン８２Ｂを介してガス燃焼装置２３に導いて、ガス燃焼装置２３で燃焼させることができる。これにより、液化ガスが十分に気化しないまま主機エンジン２２Ａに供給されるのを抑制できるため、主機エンジン２２Ａの故障や作動不良を抑制できる。また、図６、図７に示される構成によれば、冷熱回収システム１の起動時に、第３の熱交換器７において液化ガスを完全に気化させる必要がないので、冷熱回収サイクル３や外部水用ポンプ４５を早期から駆動させることができる。これにより、冷熱回収システム１を定常運転に早期に移行できる。
（第２の熱交換器のバイパスライン）
幾つかの実施形態では、図８に示されるように、上述した冷熱回収システム１は、外部水用ポンプ４５が駆動状態のときに、第２の熱交換器１４における冷熱用熱媒体と外部水との間の熱交換が行わないことが可能な構成になっていてもよい。図示される実施形態では、冷熱回収システム１は、第２の熱交換器１４を迂回して外部水供給ライン４２と外部水排出ライン４４と繋ぐ熱交換器側バイパスライン４６をさらに備える。熱交換器側バイパスライン４６の一方側（上流端）は、外部水供給ライン４２の分岐部Ｐ８に接続されている。熱交換器側バイパスライン４６の他方側（下流端）は、外部水排出ライン４４の合流部Ｐ９に接続されている。
上述した冷熱回収システム１は、外部水供給ライン４２の分岐部Ｐ８よりも下流側に設けられた第１の外部水側開閉弁４７と、熱交換器側バイパスライン４６に設けられた第２の外部水側開閉弁４８と、をさらに備えていてもよい。第１の外部水側開閉弁４７を開き、第２の外部水側開閉弁４８を全閉とすることで、外部水が第２の熱交換器１４を経由する。第１の外部水側開閉弁４７を全閉とし、第２の外部水側開閉弁４８を開くことで、外部水が熱交換器側バイパスライン４６を経由する（第２の熱交換器１４を迂回する）。
外部水用ポンプ４５の駆動を開始してから、外部水用ポンプ４５が定常状態に移行するまでに期間を要し、該期間中は第２の熱交換器１４に供給される外部水の流量が安定しないため、第２の熱交換器１４における冷熱用熱媒体への加熱が安定しない虞がある。外部水用ポンプ４５が定常状態に移行するまでの期間、外部水を熱交換器側バイパスライン４６を経由させることで、冷熱回収システム１が定常運転へ移行する際に安定した運転が可能となる。上述した冷熱回収システム１の起動方法１００において、外部水用ポンプ駆動ステップＳ１０７の開始から所定期間、外部水を熱交換器側バイパスライン４６を経由させることを行うようにしてもよい。上記所定期間中に、開弁ステップＳ１０４を開始してもよい。
なお、冷熱回収システム１は、熱交換器側バイパスライン４６の代わりに、第２の熱交換器１４を迂回して第１の下段接続ライン３３Ｃの接続部Ｐ１よりも下流側の部分と、第２の上段接続ライン３４Ａの分岐部Ｐ２よりも上流側の部分と、を繋ぐバイパスラインを備えていてもよい。
（制御装置）
図９は、本開示の一実施形態にかかる冷熱回収システムの制御装置を説明するための説明図である。幾つかの実施形態では、冷熱回収システム１は、図９に示されるように、気液分離器５の内部の冷熱用熱媒体の温度を取得可能に構成された温度取得装置（図示例では、温度センサ）８７と、温度取得装置８７により取得される冷熱用熱媒体の温度が所定範囲内に収まるように、第２の流量調整弁８３の開度を制御する弁開度制御装置８８と、をさらに備える。弁開度制御装置８８により、第２の流量調整弁８３の開度を大きくすることで、第３の熱交換器７に供給される液化ガスの流量を大きくできるため、その分だけ気液分離器５の内部を冷却できる。
図示される実施形態では、弁開度制御装置８８は、冷熱回収システム１が備えるポンプの運転制御や冷熱回収システム１が備える弁の開度制御を行うように構成された制御装置９に搭載されている。冷熱回収システム１が備えるポンプ（冷熱用ポンプ３１など）は、制御装置９の運転指示に応じて駆動や停止を行うように構成されている。冷熱回収システム１が備える弁（第１の流量調整弁３５など）は、制御装置９の開度指示に応じてその開度を調整可能に構成されている。冷熱回収システム１は、制御装置９を備える。なお、起動方法１００における幾つかのステップは、制御装置９により行われてもよい。また、起動方法１００における幾つかのステップは、制御装置９以外の装置や機器を用いてもよいし、手動により行うようにしてもよい。
制御装置９は、冷熱回収システム１を制御するための電子制御ユニットである。制御装置９は、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置、Ｉ／Ｏインターフェース、通信インターフェースなどからなるマイクロコンピュータとして構成されている。制御装置９は、例えば上記メモリの主記憶装置にロードされたプログラムの命令に従ってＣＰＵが動作（例えばデータの演算など）することで、弁開度制御装置８８における制御を実現してもよい。
上記の構成によれば、弁開度制御装置８８により、第２の流量調整弁８３の開度を制御し、温度取得装置８７により取得される冷熱用熱媒体の温度を所定範囲内に維持することで、冷熱用ポンプ３１のガス噛みによる能力低下を早期に抑制できるとともに、気液分離器５、冷熱用ポンプ３１および液戻りライン６を含む循環サイクルや冷熱回収サイクル３を流れる冷熱用熱媒体の温度を早期に安定化させることができる。これにより、開弁ステップＳ１０４や変更ステップＳ１０５などを早期に実行できるため、冷熱回収システム１を定常運転に早期に移行できる。
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
１）本開示の少なくとも一実施形態にかかる冷熱回収システム（１）は、
液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置（２１）を有する船舶（２Ａ）又は浮体（２Ｂ）に設置される冷熱回収システム（１）であって、
前記液化ガス貯留装置（２１）から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第１の熱交換器（１１）と、
前記冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクル（３）であって、前記第１の熱交換器（１１）よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプ（３１）を少なくとも含む冷熱回収サイクル（３）と、
前記冷熱回収サイクル（３）における前記冷熱用ポンプ（３１）よりも下流側且つ前記第１の熱交換器（１１）よりも上流側を流れる前記冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達するように構成された第２の熱交換器（１４）と、
前記冷熱回収サイクル（３）における前記第１の熱交換器（１１）と前記冷熱用ポンプ（３１）との間に設けられ、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離するように構成された気液分離器（５）と、
前記冷熱回収サイクル（３）における前記冷熱用ポンプ（３１）よりも下流側且つ前記第２の熱交換器（１４）よりも上流側から前記気液分離器（５）に前記液相の冷熱用熱媒体を戻すための液戻りライン（６）と、
前記液戻りライン（６）を介して前記気液分離器（５）に戻される前記液相の冷熱用熱媒体、又は前記気液分離器（５）の内部に存在する前記冷熱用熱媒体、の何れかに、前記液化ガス貯留装置（２１）から抜き出された前記液化ガスの冷熱エネルギーを伝達するように構成された第３の熱交換器（７）と、を備える。
上記１）の構成によれば、気液分離器（５）、冷熱用ポンプ（３１）および液戻りライン（６）を循環する液相の冷熱用熱媒体を、第３の熱交換器（７）において液化ガスにより冷却することで、気液分離器（５）や冷熱用ポンプ（３１）などの冷熱回収サイクル（３）における第１の熱交換器（１１）よりも下流側において、液相の冷熱用熱媒体の占める割合を早期に増やすことができる。冷熱用ポンプ（３１）における液相の冷熱用熱媒体の占める割合を増やすことで、冷熱用ポンプ（３１）のガス噛みによる能力低下を抑制できるため、冷熱用ポンプ（３１）の能力を早期から発揮させることができる。これにより、冷熱回収システム（１）を定常運転に早期に移行できる。
また、上記１）の構成によれば、第１の熱交換器（１１）に供給される冷熱用熱媒体の流量が、第１の熱交換器（１１）の閉塞を生じさせない大流量になるまで、第１の熱交換器（１１）における熱交換を行わないことで、冷熱回収システム（１）の起動時における第１の熱交換器（１１）の閉塞を抑制できる。
２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の冷熱回収システム（１）であって、
前記第３の熱交換器（７）は、前記液戻りライン（６）を流れる前記液相の冷熱用熱媒体に、前記液化ガス貯留装置（２１）から抜き出された前記液化ガスの冷熱エネルギーを伝達するように構成された。
上記２）の構成によれば、第３の熱交換器（７）により、液戻りライン（６）を流れる冷熱用熱媒体を液化ガスにより冷却できるため、気液分離器（５）の内部の温度を所定温度以下に早く下げることができる。これにより、冷熱回収システム（１）を定常運転に早期に移行できる。
３）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の冷熱回収システム（１）であって、
前記第３の熱交換器（７）は、前記気液分離器（５）の内部に存在する前記冷熱用熱媒体に、前記液化ガス貯留装置（２１）から抜き出された前記液化ガスの冷熱エネルギーを伝達するように構成された。
上記３）の構成によれば、第３の熱交換器（７）により、気液分離器（５）の内部に存在する冷熱用熱媒体を液化ガスにより冷却できるため、気液分離器（５）の内部の温度を所定温度以下に早く下げることができる。これにより、冷熱回収システム（１）を定常運転に早期に移行できる。
４）幾つかの実施形態では、上記２）に記載の冷熱回収システム（１）であって、
前記液戻りライン（６）は、
前記第３の熱交換器（７）が設けられた第１の液戻りライン（６Ａ）と、
前記第３の熱交換器（７）を迂回する第２の液戻りライン（６Ｂ）と、を含む。
上記４）の構成によれば、第３の熱交換器（７）により冷熱用熱媒体の冷却を行う必要がないときは、循環する冷熱用熱媒体を第２の液戻りライン（６Ｂ）を経由させる（第３の熱交換器（７）を迂回させる）ことで、第３の熱交換器（７）における圧力損失を抑制できるため、冷熱回収システム（１）の定常運転時に冷熱回収サイクル（３）の性能を効果的に発揮させることができる。
５）幾つかの実施形態では、上記１）から上記４）までの何れかに記載の冷熱回収システム（１）であって、
前記第１の熱交換器（１１）で気化された前記液化ガスを前記船舶（２Ａ）又は前記浮体（２Ｂ）の主機エンジン（２２Ａ）に供給するための燃料供給ライン（１３Ａ）と、
前記第３の熱交換器（７）から前記液化ガスが気化した気化ガスを前記主機エンジン（２２Ａ）とは別体から構成されたガス燃焼装置（２３）に導くための起動時ガス供給ライン（８２Ｂ）と、をさらに備える。
冷熱回収システム（１）の起動時は、冷熱回収サイクル（３）を循環する冷熱用熱媒体の流量が小さいので、液化ガスが十分に気化しないまま主機エンジン（２２Ａ）に供給され、主機エンジン（２２Ａ）の故障や作動不良を招く虞がある。上記５）の構成によれば、冷熱回収システム（１）の起動時に、気化ガスや液化ガスを、起動時ガス供給ライン（８２Ｂ）を介してガス燃焼装置（２３）に導いて、ガス燃焼装置（２３）で燃焼させることができる。これにより、液化ガスが十分に気化しないまま主機エンジン（２２Ａ）に供給されるのを抑制できるため、主機エンジン（２２Ａ）の故障や作動不良を抑制できる。また、上記５）の構成によれば、冷熱回収システム（１）の起動時に、第３の熱交換器（７）において液化ガスを完全に気化させる必要がないので、冷熱回収サイクル３や外部水用ポンプ４５を早期から駆動させることができる。これにより、冷熱回収システム（１）を定常運転に早期に移行できる。
６）幾つかの実施形態では、上記１）から上記５）までの何れかに記載の冷熱回収システム（１）であって、
前記冷熱回収サイクル（３）における前記液戻りライン（６）の上流端との接続部（Ｐ１）と前記第２の熱交換器（１４）との間に設けられて、前記第２の熱交換器（１４）に導かれる前記液相の冷熱用熱媒体の流量を調整可能に構成された第１の流量調整弁（３５）をさらに備える。
上記６）の構成によれば、第１の流量調整弁（３５）を閉じることで、気液分離器（５）、冷熱用ポンプ（３１）および液戻りライン（６）を含む閉回路を形成することができる。この閉回路を巡回する冷熱用熱媒体を第３の熱交換器（７）において液化ガスにより冷却することで、閉回路より広い冷熱回収サイクル（３）を巡回する冷熱用熱媒体を冷却する場合に比べて、気液分離器（５）の内部の温度を所定温度以下に早く下げることができる。これにより、冷熱回収システム（１）を定常運転に早期に移行できる。
７）幾つかの実施形態では、上記１）から上記６）までの何れかに記載の冷熱回収システム（１）であって、
前記液化ガス貯留装置（２１）と前記第３の熱交換器（７）とを繋ぐ液化ガス導入ライン（８１）と、
前記液化ガス導入ライン（８１）に設けられて、前記第３の熱交換器に導かれる前記液化ガスの流量を調整可能に構成された第２の流量調整弁（８３）と、
前記気液分離器（５）内の前記冷熱用熱媒体の温度を取得可能に構成された温度取得装置（８７）と、
前記温度取得装置（８７）により取得される前記冷熱用熱媒体の温度が所定範囲内に収まるように、前記第２の流量調整弁（８３）の開度を制御する弁開度制御装置（８８）と、をさらに備える。
上記７）の構成によれば、弁開度制御装置（８８）により、第２の流量調整弁（８３）の開度を制御し、温度取得装置（８７）により取得される冷熱用熱媒体の温度を所定範囲内に維持することで、冷熱用ポンプ（３１）のガス噛みによる能力低下を早期に抑制できるとともに、気液分離器（５）、冷熱用ポンプ（３１）および液戻りライン（６）を含む循環サイクルや冷熱回収サイクル（３）を流れる冷熱用熱媒体の温度を早期に安定化させることができる。これにより、冷熱回収システム（１）を定常運転に早期に移行できる。
８）本開示の少なくとも一実施形態にかかる冷熱回収システムの起動方法（１００）は、
液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置（２１）を有する船舶（２Ａ）又は浮体（２Ｂ）に設置される冷熱回収システム（１）の起動方法（１００）であって、
前記冷熱回収システム（１）は、
前記液化ガス貯留装置（２１）から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第１の熱交換器（１１）と、
前記冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクル（３）であって、前記第１の熱交換器（１１）よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプ（３１）を少なくとも含む冷熱回収サイクル（３）と、
前記冷熱回収サイクル（３）における前記冷熱用ポンプ（３１）よりも下流側且つ前記第１の熱交換器（１１）よりも上流側を流れる前記冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達するように構成された第２の熱交換器（１４）と、を備え、
前記冷熱回収システムの起動方法（１００）は、
前記冷熱回収サイクル（３）における前記第１の熱交換器（１１）と前記冷熱用ポンプ（３１）との間に設けられた気液分離器（５）により、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離する気液分離ステップ（Ｓ１０１）と、
前記冷熱用ポンプ（３１）を駆動させ、前記気液分離ステップ（Ｓ１０１）で分離した前記液相の冷熱用熱媒体を、前記冷熱回収サイクル（３）における前記冷熱用ポンプ（３１）よりも下流側且つ前記第２の熱交換器（１４）よりも上流側と、前記気液分離器（５）とを接続する液戻りライン（６）を介して、前記気液分離器（５）に前記液相の冷熱用熱媒体を戻す循環ステップ（Ｓ１０２）と、
前記循環ステップ（Ｓ１０２）において、前記液戻りライン（６）を介して前記気液分離器（５）に戻される前記液相の冷熱用熱媒体、又は前記気液分離器（５）の内部に存在する前記冷熱用熱媒体、の何れかに、前記液化ガス貯留装置（２１）から抜き出された前記液化ガスの冷熱エネルギーを伝達して冷却する冷却ステップ（Ｓ１０３）と、を備える。
上記８）の方法によれば、気液分離器（５）、冷熱用ポンプ（３１）および液戻りライン（６）を循環する液相の冷熱用熱媒体を、液化ガスにより冷却することで（冷却ステップＳ１０３）、気液分離器（５）や冷熱用ポンプ（３１）などの冷熱回収サイクル（３）における第１の熱交換器（１１）よりも下流側において、液相の冷熱用熱媒体の占める割合を早期に増やすことができる。冷熱用ポンプ（３１）における液相の冷熱用熱媒体の占める割合を増やすことで、冷熱用ポンプ（３１）のガス噛みによる能力低下を抑制できるため、冷熱用ポンプ（３１）の能力を早期から発揮させることができる。これにより、冷熱回収システム（１）を定常運転に早期に移行できる。
また、上記８）の方法によれば、第１の熱交換器（１１）に供給される冷熱用熱媒体の流量が、第１の熱交換器（１１）の閉塞を生じさせない大流量になるまで、第１の熱交換器（１１）における熱交換が行われないので、冷熱回収システム（１）の起動時における第１の熱交換器（１１）の閉塞を抑制できる。
１ 冷熱回収システム
２Ａ 船舶
２Ｂ 浮体
３ 冷熱回収サイクル
５ 気液分離器
６ 液戻りライン
７ 第３の熱交換器
９ 制御装置
１１ 第１の熱交換器
１２ 液化ガス供給ライン
１３ 気化ガス供給ライン
１３Ａ 燃料供給ライン
１４ 第２の熱交換器
１５ 液化ガス用ポンプ
２１ 液化ガス貯留装置
２２ ガスの供給先
２２Ａ 主機エンジン
３１ 冷熱用ポンプ
３２ 冷熱用タービン
３３ 第１の接続ライン
３３Ａ 第１の上段接続ライン
３３Ｂ 第１の中段接続ライン
３３Ｃ 第１の下段接続ライン
３４ 第２の接続ライン
３４Ａ 第２の上段接続ライン
３４Ｂ 第２の下段接続ライン
３５ 第１の流量調整弁
３６ タービンバイパスライン
３７ タービン側流量調整弁
３８ タービンバイパス側流量調整弁
４１ 外部水の供給元
４２ 外部水供給ライン
４３ 外部水の排出先
４４ 外部水排出ライン
４５ 外部水用ポンプ
４６ 熱交換器側バイパスライン
４７ 第１の外部水側開閉弁
４８ 第２の外部水側開閉弁
５１ 内部空間
５１Ａ 上方側貯留空間
５１Ｂ 下方側貯留空間
５２ 本体部
５３ 導入口
５４ 液相吐出口
５５ 液戻り口
６１ 第１の開閉弁
６２ 第２の開閉弁
８１ 液化ガス導入ライン
８２ ガス排出ライン
８３ 第２の流量調整弁
８４ 第３の流量調整弁
８５ 第４の流量調整弁
８６ 第５の流量調整弁
８７ 温度取得装置
８８ 弁開度制御装置
１００ 起動方法
Ｓ１０１ 気液分離ステップ
Ｓ１０２ 循環ステップ
Ｓ１０３ 冷却ステップ
Ｓ１０４ 開弁ステップ
Ｓ１０５ 変更ステップ
Ｓ１０６ 冷熱用タービン駆動ステップ
Ｓ１０７ 外部水用ポンプ駆動ステップ

Claims (8)

  1. 液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置を有する船舶又は浮体に設置される冷熱回収システムであって、
    前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第１の熱交換器と、
    前記冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクルであって、前記第１の熱交換器よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプを少なくとも含む冷熱回収サイクルと、
    前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記第１の熱交換器よりも上流側を流れる前記冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達するように構成された第２の熱交換器と、
    前記冷熱回収サイクルにおける前記第１の熱交換器と前記冷熱用ポンプとの間に設けられ、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離するように構成された気液分離器と、
    前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記第２の熱交換器よりも上流側から前記気液分離器に前記液相の冷熱用熱媒体を戻すための液戻りラインと、
    前記液戻りラインを介して前記気液分離器に戻される前記液相の冷熱用熱媒体、又は前記気液分離器の内部に存在する前記冷熱用熱媒体、の何れかに、前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスの冷熱エネルギーを伝達するように構成された第３の熱交換器と、を備える、冷熱回収システム。
  2. 前記第３の熱交換器は、前記液戻りラインを流れる前記液相の冷熱用熱媒体に、前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスの冷熱エネルギーを伝達するように構成された、
    請求項１に記載の冷熱回収システム。
  3. 前記第３の熱交換器は、前記気液分離器の内部に存在する前記冷熱用熱媒体に、前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスの冷熱エネルギーを伝達するように構成された、
    請求項１に記載の冷熱回収システム。
  4. 前記液戻りラインは、
    前記第３の熱交換器が設けられた第１の液戻りラインと、
    前記第３の熱交換器を迂回する第２の液戻りラインと、を含む、
    請求項２に記載の冷熱回収システム。
  5. 前記第１の熱交換器で気化された前記液化ガスを前記船舶又は前記浮体の主機エンジンに供給するための燃料供給ラインと、
    前記第３の熱交換器から前記液化ガス又は前記液化ガスが気化した気化ガスの少なくとも一方を前記主機エンジンとは別体から構成されたガス燃焼装置に導くための起動時ガス供給ラインと、をさらに備える、
    請求項１～４の何れか１項に記載の冷熱回収システム。
  6. 前記冷熱回収サイクルにおける前記液戻りラインの上流端との接続部と前記第２の熱交換器との間に設けられて、前記第２の熱交換器に導かれる前記液相の冷熱用熱媒体の流量を調整可能に構成された第１の流量調整弁をさらに備える、
    請求項１～５の何れか１項に記載の冷熱回収システム。
  7. 前記液化ガス貯留装置と前記第３の熱交換器とを繋ぐ液化ガス導入ラインと、
    前記液化ガス導入ラインに設けられて、前記第３の熱交換器に導かれる前記液化ガスの流量を調整可能に構成された第２の流量調整弁と、
    前記気液分離器内の前記冷熱用熱媒体の温度を取得可能に構成された温度取得装置と、
    前記温度取得装置により取得される前記冷熱用熱媒体の温度が所定範囲内に収まるように、前記第２の流量調整弁の開度を制御する弁開度制御装置と、をさらに備える、
    請求項１～６の何れか１項に記載の冷熱回収システム。
  8. 液化ガスを貯留するように構成された液化ガス貯留装置を有する船舶又は浮体に設置される冷熱回収システムの起動方法であって、
    前記冷熱回収システムは、
    前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスから冷熱用熱媒体に冷熱エネルギーを伝達するように構成された第１の熱交換器と、
    前記冷熱用熱媒体を循環させるように構成された冷熱回収サイクルであって、前記第１の熱交換器よりも下流側に設けられた前記冷熱用熱媒体を送るための冷熱用ポンプを少なくとも含む冷熱回収サイクルと、
    前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記第１の熱交換器よりも上流側を流れる前記冷熱用熱媒体に、熱媒から熱エネルギーを伝達するように構成された第２の熱交換器と、を備え、
    前記冷熱回収システムの起動方法は、
    前記冷熱回収サイクルにおける前記第１の熱交換器と前記冷熱用ポンプとの間に設けられた気液分離器により、前記冷熱用熱媒体を気相の冷熱用熱媒体と液相の冷熱用熱媒体とに分離する気液分離ステップと、
    前記冷熱用ポンプを駆動させ、前記気液分離ステップで分離した前記液相の冷熱用熱媒体を、前記冷熱回収サイクルにおける前記冷熱用ポンプよりも下流側且つ前記第２の熱交換器よりも上流側と、前記気液分離器とを接続する液戻りラインを介して、前記気液分離器に前記液相の冷熱用熱媒体を戻す循環ステップと、
    前記循環ステップにおいて、前記液戻りラインを介して前記気液分離器に戻される前記液相の冷熱用熱媒体、又は前記気液分離器の内部に存在する前記冷熱用熱媒体、の何れかに、前記液化ガス貯留装置から抜き出された前記液化ガスの冷熱エネルギーを伝達して冷却する冷却ステップと、を備える、
    冷熱回収システムの起動方法。
JP2021125923A 2021-07-30 2021-07-30 冷熱回収システムおよび冷熱回収システムの起動方法 Pending JP2023020523A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021125923A JP2023020523A (ja) 2021-07-30 2021-07-30 冷熱回収システムおよび冷熱回収システムの起動方法
PCT/JP2022/027533 WO2023008196A1 (ja) 2021-07-30 2022-07-13 冷熱回収システムおよび冷熱回収システムの起動方法
CN202280042682.5A CN117529632A (zh) 2021-07-30 2022-07-13 冷热回收系统及冷热回收系统的启动方法
KR1020247001140A KR20240021882A (ko) 2021-07-30 2022-07-13 냉열 회수 시스템 및 냉열 회수 시스템의 기동 방법
EP22849260.9A EP4357701A4 (en) 2021-07-30 2022-07-13 COLD RECOVERY SYSTEM AND START-UP METHOD FOR COLD RECOVERY SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021125923A JP2023020523A (ja) 2021-07-30 2021-07-30 冷熱回収システムおよび冷熱回収システムの起動方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023020523A true JP2023020523A (ja) 2023-02-09

Family

ID=85086754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021125923A Pending JP2023020523A (ja) 2021-07-30 2021-07-30 冷熱回収システムおよび冷熱回収システムの起動方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4357701A4 (ja)
JP (1) JP2023020523A (ja)
KR (1) KR20240021882A (ja)
CN (1) CN117529632A (ja)
WO (1) WO2023008196A1 (ja)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6159803U (ja) 1984-09-26 1986-04-22
JP4677338B2 (ja) * 2005-12-15 2011-04-27 石油コンビナート高度統合運営技術研究組合 冷熱供給方法
FI121745B (fi) * 2005-12-28 2011-03-31 Waertsilae Finland Oy Järjestely ja menetelmä jäähdytysenergian tuottamiseksi vesialuksen jäähdytysväliainepiiriin
CN103712366B (zh) * 2013-12-14 2015-10-28 华中科技大学 一种低温流体冷能利用系统
KR20210021179A (ko) * 2019-08-14 2021-02-25 삼성중공업 주식회사 액화가스 재기화 및 냉열 발전 시스템 및 이를 갖는 선박
JP7288842B2 (ja) * 2019-11-26 2023-06-08 三菱重工マリンマシナリ株式会社 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
JP7378307B2 (ja) 2020-02-03 2023-11-13 大阪瓦斯株式会社 系統解列装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023008196A1 (ja) 2023-02-02
KR20240021882A (ko) 2024-02-19
EP4357701A4 (en) 2024-10-30
EP4357701A1 (en) 2024-04-24
CN117529632A (zh) 2024-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7288842B2 (ja) 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
KR20150115232A (ko) 선박의 엔진 냉각수의 폐열을 이용한 연료가스 공급시스템 및 방법
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
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
WO2023042742A1 (ja) 動力回収システム
EP4227500B1 (en) Cold energy recovery facility and marine vessel
JP2023020508A (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
KR102239300B1 (ko) 발전시스템을 구비한 부유식 해상구조물
WO2022191121A1 (ja) 冷熱回収システムおよび船舶又は浮体
EP4227499B1 (en) Cold heat recovery system and marine vessel or floating body
JP7553707B2 (ja) ガス処理システム及びそれを含む船舶
JP7301553B2 (ja) 液化ガス気化装置及びこれを備えた浮体設備
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
WO2023106159A1 (ja) 排熱回収システム
KR102592518B1 (ko) 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
EP4227498B1 (en) Cold recovery facility and marine vessel
JP2024143496A (ja) 船舶用発電システム
JP2024143501A (ja) 船舶用発電システム
JP2024143497A (ja) 船舶用発電システム
JP2024143499A (ja) 船舶用発電システム
JP2024143500A (ja) 船舶用発電システム
JP2024143498A (ja) 船舶用発電システム

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20240419