WO2021229637A1

WO2021229637A1 - 温度調整システム及び温度調整方法

Info

Publication number: WO2021229637A1
Application number: PCT/JP2020/018815
Authority: WO
Inventors: 信郎柿崎; 祥徳山田; 篤志神谷
Original assignee: 日揮グローバル株式会社
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2021-11-18
Also published as: WO2021229897A1; JPWO2021229897A1

Abstract

液化ガスの気化の際に用いられる熱媒体の温度を調整する温度調整システム（１）であって、前記熱媒体を取得する取得部Ｅと、前記熱媒体を熱源として前記液化ガスを気化する気化装置（Ｖ）と、前記気化装置を流通した前記熱媒体が流通する第１熱交換器（Ｒ１）と、熱源により加熱される温熱熱媒体が流通する第２熱交換器（Ｒ２）とを有し、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とを流通する作動媒体に生じる温度差を利用して稼働する熱機関（Ｗ）と、前記第１熱交換器を流通した前記熱媒体と前記第２熱交換器を流通した前記温熱熱媒体とが流通して熱交換する第３熱交換器（Ｒ３）を有し、前記第３熱交換器により前記熱媒体を加熱して放出する温度調整部（Ｘ）と、を備える温度調整システムである。

Description

温度調整システム及び温度調整方法

　本発明は、ＬＮＧを気化する際の廃熱を調整し環境負荷を低減する温度調整システム及び水温調整方法に関する。

　内燃力発電は、重油を燃料に用いたディーゼルエンジン等の内燃機関を稼働させ、内燃機関の出力軸に連結された発電機から電力を得るものである。しかし、重油を燃焼させる内燃力発電は、二酸化炭素や窒素酸化物の排出量が多く、環境問題が懸念されている。そのため、近年では内燃力発電の代替として液化天然ガス（ＬＮＧ：Liquefied Natural Gas）を用いた火力発電が導入されつつある。ＬＮＧ火力発電は、内燃力発電に比べて二酸化炭素等の排出量を低減することができる。ＬＮＧは、－１６２［℃］に冷却された液体の状態であり、気化させる際に水等の熱媒体を流通させ熱交換を行う必要がある。

　特許文献１及び特許文献２には、ＬＮＧ火力発電が記載されている。このＬＮＧ火力発電では、ＬＮＧを気化する工程でＬＮＧを加熱する気化装置が用いられている。この気化装置は、ＬＮＧが流通する管路の外部に水等の熱媒体を接触させ、ＬＮＧと熱媒体との間で熱交換し、ＬＮＧをガス化させている。

特許第５８７５２５３号公報特開昭５７－１７１００９号公報

　海水を熱媒体としてＬＮＧを気化し、ＬＮＧで冷却された海水を海に放出すると周囲の生態系に影響を及ぼす等、環境問題が発生する虞がある。そのため、放出される海水と取水される海水との温度差はなるべく小さくなることが望ましい。特許文献１及び特許文献２に記載された発電システムによれば、ＬＮＧの気化において冷却された海水をそのまま海に放出しており、低温の海水に対する環境対策については考慮されておらず、また、発電に利用する熱を最大限活用できていなかった。

　本発明は、熱効率を向上させつつ環境負荷を低減することができる温度差発電を用いた温度調整システム及び水温調整方法を提供することを目的とする。

　本発明は、液化ガスの気化の際に用いられる熱媒体の温度を調整する温度調整システムであって、前記熱媒体を取得する取得部と、前記熱媒体を熱源として前記液化ガスを気化する気化装置と、前記気化装置を流通した前記熱媒体が流通する第１熱交換器と、熱源により加熱される温熱熱媒体が流通する第２熱交換器とを有し、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とを流通する作動媒体に生じる温度差を利用して稼働する熱機関と、前記第１熱交換器を流通した前記熱媒体と前記第２熱交換器を流通した前記温熱熱媒体とが流通して熱交換する第３熱交換器を有し、前記第３熱交換器により前記熱媒体を加熱して放出する温度調整部と、を備える温度調整システムである。

　本発明によれば、気化装置を流通して冷却された熱媒体の冷熱と熱源において生じた温熱とを利用して熱機関において発電を行うため、熱効率を向上させることができる。更に本発明によれば、熱源から生じる熱を利用して冷却された熱媒体を加温して放出するため、環境負荷を低減できる。

　本発明の前記熱機関は、前記第３熱交換器において放出される前記熱媒体の温度と前記取得部により取得される前記熱媒体の温度との温度差が所定範囲となるように前記温熱熱媒体の流量を調整してもよい。

　本発明によれば、冷却された熱媒体が放出される出口に近い第３熱交換器において熱媒体と温熱熱媒体との間で熱交換し、放出される熱媒体の温度を調整することができる。

　本発明の前記温度調整部は、前記温熱熱媒体が前記熱源と前記第２熱交換器と前記第３熱交換器とを循環する流路を備えていてもよい。

　本発明によれば、温熱熱媒体が流路を循環するため、熱源から排出される廃熱を第２熱交換器及び第３熱交換器において利用することで、ＬＮＧを気化するコストを低減すると共に、環境負荷を低減できる。

　本発明の前記温度調整部は、前記流路において前記第３熱交換器の上流側と下流側とをバイパスするバイパス路と、前記第３熱交換器から放出される前記熱媒体の温度に基づいて、前記第３熱交換器に流入する前記温熱熱媒体の流量を調整する流量調整部と、を備えていてもよい。

　本発明によれば、熱媒体が放出される出口に近い第３熱交換器に流入する温熱熱媒体の流量を流量調整部において調整するため、放出される温熱熱媒体の温度調整を迅速に行うことができる。

　本発明の前記流量調整部は、前記流路に設けられていていてもよい。

　本発明によれば、流量調整部が流路に設けられていることにより、第３熱交換器に流入する温熱熱媒体の流量を直線的に調整でき、出口から放出される熱媒体の温度調整を迅速に行うことができる。

　本発明の前記流量調整部は、前記バイパス路に設けられていていてもよい。

　本発明によれば、バイパス路に設けられた流量調整部により、第３熱交換器に流入する温熱熱媒体の流量を調整でき、出口から放出される熱媒体の温度調整を迅速に行うことができる。

　本発明の前記温度調整部は、前記バイパス路を流通する前記温熱熱媒体を冷却する第４熱交換器を備えていてもよい。

　本発明によれば、熱源に流入する温熱熱媒体の温度が所定値以上である場合、第４熱交換器において温熱熱媒体の温度を低下させることができる。

　本発明によれば、流量調整部が流路に設けられていることにより、第３熱交換器に流入する温熱熱媒体の流量を直線的に調整できる。

　本発明は、前記バイパス路において、前記第４熱交換器の上流側と下流側とをバイパスする他のバイパス路と、前記他のバイパス路に設けられ、前記前記熱源の上流側の前記熱媒体の温度に基づいて前記他のバイパス路における前記温熱熱媒体の流量を調整する他の流量調整部とを備えていてもよい。

　本発明によれば、熱源の温度が変動して第２熱交換器及び第３熱交換器に供給する熱量が不足する場合、他のバイパス路に温熱熱媒体をバイバスさせることにより、熱源に流入する温熱熱媒体の温度を高く保つことができる。

　本発明は、前記熱源の下流側に設けられ、前記温熱熱媒体を他の熱源から供給される熱により加熱する第５熱交換器と、前記第３熱交換器から放出される前記熱媒体の温度に基づいて、前記第５熱交換器に入力される前記熱量を調整する熱量調整部とを備えていてもよい。

　本発明によれば、熱源の熱量が不足している場合、他の熱源から熱量の供給を受けることにより、第３熱交換器から放出される熱媒体の温度を所定範囲に保つことができる。

　前記所定範囲は環境を損なわない温度範囲内、例えば＋１０［℃］から－１０［℃］の範囲内に調整されていてもよい。

　本発明によれば、放出される熱媒体の温度をＬＮＧ受入基地Ｂが構築される地域の環境保全の観点に基づいて定められる基準に応じて適宜調整できる。

　本発明は、液化ガスの気化の際に用いられる熱媒体の温度を調整する温度調整方法であって、前記熱媒体を取得し、前記熱媒体を熱源として気化装置において前記液化ガスを気化し、前記気化装置を流通した前記熱媒体を第１熱交換器に流通させ、熱源により加熱される温熱熱媒体を第２熱交換器に流通させ、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とに作動媒体を流通させ、前記作動媒体に生じる温度差を利用して熱機関を稼働させ、前記第１熱交換器を流通した前記熱媒体と前記第２熱交換器を流通した前記温熱熱媒体とを第３熱交換器に流通させ、前記熱媒体を加熱して放出させる温度調整方法である。

　本発明によれば、熱効率を向上させつつ環境負荷を低減すると共に、運転コストやメンテナンスコストを低減することができる。加えて、本発明によれば、熱媒体使用量の低減による機器サイズ低減によって、建設コストの低減することもできる。さらに、本発明によれば、二酸化炭素を排出しない発電を行うこともできる。

本発明の温度調整システムを備えるＬＮＧ受入基地の構成を示す図である。ＬＮＧ受入基地の構成を示すブロック図である。変形例１に係る温度調整システムの構成を示す図である。変形例２に係る温度調整システムの構成を示す図である。変形例３に係る温度調整システムの構成を示す図である。変形例４に係る温度調整システムの構成を示す図である。変形例５に係る温度調整システムの構成を示す図である。変形例６に係る温度調整システムの構成を示す図である。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る温度調整システム及び温度調整方法について説明する。

　図１に示されるように、ＬＮＧ受入基地Ｂに設けられた温度調整システム１は、ＬＮＧ等の液化ガスの気化の際に生じる冷熱を利用するシステムである。ＬＮＧ受入基地Ｂは、例えば、ＬＮＧ船Ｓにより輸送されてきたＬＮＧを移送して貯蔵し、需要に応じて再ガス化し、パイプラインで供給する施設である。ＬＮＧ受入基地Ｂは、例えば、海上に隣接して構築されている。

　ＬＮＧ受入基地Ｂは、ＬＮＧを貯蔵するＬＮＧタンクＴと、ＬＮＧタンクＴに貯蔵されたＬＮＧを気化させる際に生じる冷熱を用いられる熱媒体の温度を調整して放出する温度調整システム１とを備える。温度調整システム１は、ＬＮＧを気化するＬＮＧ気化装置Ｖと、ＬＮＧ気化装置Ｖから排出される冷熱を利用する熱機関Ｗと、ＬＮＧ気化装置Ｖから排出される冷熱を調整する温度調整部Ｘとを備える。

　ＬＮＧタンクＴは、ＬＮＧ船Ｓから受入配管Ｕを介して移送されたＬＮＧを液体の状態で貯蔵する収容容器である。ＬＮＧタンクＴ内には、ＬＮＧが自然に気化したボイルオフガス（ＢＯＧ）が充満し、内圧が上昇する。ＬＮＧタンクＴの下流側には、ボイルオフガスを排出するベント配管Ｈ３を介して、ボイルオフガスを圧送するボイルオフガス圧縮機Ｃが接続されている。

　ボイルオフガス圧縮機Ｃの下流側は、ＬＮＧの気化ガスを供給先に供給するパイプラインＨ４と、ボイルオフガスを利用した熱源として構成される温度調整部Ｘとに接続されている。ボイルオフガスは、例えば、電力の需要が多い場合はガスエンジン発電機Ｇに供給され、電力の需要が少ない場合はパイプラインＨ４に供給される。ボイルオフガスは、ＬＮＧ受入時にはＬＮＧ船Ｓのタンクに戻されてもよい。

　ＬＮＧタンクＴの下流側には、ＬＮＧ配管Ｈ１を介してＬＮＧを気化するＬＮＧ気化装置Ｖが接続されている。ＬＮＧタンクＴに貯蔵されたＬＮＧは、第１ポンプＰ１及び第２ポンプＰ２を介してＬＮＧ気化装置Ｖに移送される。第１ポンプＰ１は、例えば、ＬＮＧタンクＴに設けられ、ＬＮＧタンクＴからＬＮＧを送出する。第２ポンプＰ２は、第１ポンプＰ１から送出されたＬＮＧをＬＮＧ気化装置Ｖに供給する。

　ＬＮＧ気化装置Ｖは、例えば、海水（熱媒体）を熱源としてＬＮＧ配管Ｈ１内を流れるＬＮＧとＬＮＧ配管Ｈ１外を流れる海水との間で熱交換し、ＬＮＧを気化する装置である。ＬＮＧ気化装置Ｖは、海水が流通する熱源配管Ｈ２と、海水を取得する取得部Ｅ（図２参照）と、ＬＮＧと海水との間で熱交換を行う熱交換器Ｖ１（図２参照）と、海水を熱源配管Ｈ２に流通させるポンプＶ２（図２参照）を備える。本実施形態では、熱媒体として海水を用いることを例示しているが、ＬＮＧ気化装置Ｖの設置場所に応じて、湖、川、池、貯水槽、地下水等の水源から取得した水を熱媒体として利用してもよい。

　ＬＮＧ気化装置Ｖは、取得部Ｅにより取得された海水の温度を取得部Ｅに設けられた温度検出部ＥＴ（図２参照）により検出する。ＬＮＧ気化装置Ｖは、海水の温度に基づいて熱交換器Ｖ１に流通させる海水の流量を決定する。ＬＮＧ気化装置Ｖは、ポンプＶ２を稼働させ、熱交換器Ｖ１に海水温に基づく所定量の海水を流通させる。ＬＮＧ気化装置Ｖは、取水された海水の温度に基づいて、下流側に接続された熱源配管Ｈ２内に排出される海水が凍結しない０［℃］程度の温度になるようにポンプＶ２を制御し、流通する海水の水量を調整する。このようにポンプＶ２を制御することにより、ポンプＶ２の稼働量が低減されると共に、熱機関Ｗにおける作動媒体の温度差が大きくなり発電効率が向上する。

　ＬＮＧ気化装置Ｖの熱源配管Ｈ２の下流側には、冷却された海水の冷熱を利用する熱機関Ｗが設けられている。ＬＮＧ気化装置ＶのＬＮＧ配管Ｈ１の下流側には、パイプラインＨ４を介して火力発電所等の気化ガスの供給先に接続されている。

　次に、熱機関Ｗについて説明する。

　熱機関Ｗは、例えば、熱源配管Ｈ２に排出される海水の冷熱と、ガスエンジン発電機Ｇから排出される排熱との温度差を利用した発電設備である。熱機関Ｗは、ＬＮＧ気化装置Ｖを流通した海水が流通する第１熱交換器Ｒ１と、熱源により加熱される冷却水（温熱熱媒体）が流通する第２熱交換器Ｒ２と、第１熱交換器と記第２熱交換器とに接続され作動媒体が循環するループ配管Ｈ６と、を備える。冷却水は、例えば、後述のように淡水が利用される。

　熱機関Ｗは、第１熱交換器Ｒ１と第２熱交換器Ｒ２に生じる温度差を利用して発電する発電装置である。熱機関Ｗは、作動媒体に気化と凝縮とのサイクルを生じさせて稼働する。熱機関Ｗは、タービン式の発電機Ｊを備える。熱機関Ｗは、第２熱交換器Ｒ２を高温側の熱源として作動媒体を気化する。熱機関Ｗは、第１熱交換器Ｒ１を低温側の熱源として作動媒体を凝縮する。

　熱機関Ｗは、例えば、低温で沸騰するアンモニアを作動媒体として稼働する。作動媒体は、アンモニアと水との混合物が用いられてもよい。混合物は、例えば、アンモニア９０［％］に対して水１０［％］程度の割合で生成されている。アンモニアや混合物は、常温では蒸気化している。作動媒体は、例えば、１１気圧程度に加圧されると液化する。加圧された作動媒体は３０［℃］程度で沸騰し気化する。作動媒体は、第２熱交換器Ｒ２を流通する冷却水により熱交換され気化する。

　作動媒体は、ループ配管Ｈ６内において加圧されて循環する。ループ配管Ｈ６の途中には、作動媒体を循環させるポンプＰ４が設けられている。ポンプＰ４から吐出された作動媒体は、第２熱交換器Ｒ２に流入する。第２熱交換器Ｒ２には、温度調整部Ｘの温熱配管Ｈ５（流路）が接続され、冷却水が流入する。

　第２熱交換器Ｒ２は、ループ配管Ｈ６の表面に冷却水が接触するよう構成されており、ループ配管Ｈ６内を流通する作動媒体と冷却水との間において熱交換される。作動媒体は、第２熱交換器Ｒ２において冷却水により温められて気化する。

　気化した作動媒体は、第２熱交換器Ｒ２の下流側に接続された発電機Ｊに流入する。気化した作動媒体は、発電機Ｊが有するタービンを回転させる。タービンには回転力を出力する出力軸が設けられている。出力軸には、例えば、電磁誘導で発電する発電装置が連結されており、発電装置はタービンの回転に連動して電力を出力する。タービンを回転させた後、気化した作動媒体は、発電機Ｊの下流側に接続された第１熱交換器Ｒ１に流入する。

　第１熱交換器Ｒ１には、ＬＮＧにより冷却された海水が流入する。第１熱交換器Ｒ１は、ループ配管Ｈ６の外部に冷却された海水が接触するよう構成されており、ループ配管Ｈ６内を流通する気化した作動媒体と海水とが熱交換される。気化した作動媒体は、第１熱交換器Ｒ１において海水で冷やされて凝縮されて液体に戻る。第１熱交換器Ｒ１の下流側には、ポンプＰ４が接続されている。液体に戻った作動媒体は、ポンプＰ４によりループ配管Ｈ６内において再循環する。

　次に、温度調整部Ｘについて説明する。温度調整部Ｘは、例えば、ベント配管Ｈ３に接続されたミキシングドラムＭと、ミキシングドラムＭの下流側に接続されたガスエンジン発電機Ｇと、ガスエンジン発電機Ｇを冷却する冷却水（温熱熱媒体）が流通する温熱配管Ｈ５と、ガスエンジン発電機Ｇの下流側に接続された第２熱交換器Ｒ２と、第２熱交換器Ｒ２の下流側に接続された第３熱交換器Ｒ３と、冷却水（温熱熱媒体）を流通させるポンプＰ３と、を備える。温度調整部Ｘは、第１熱交換器Ｒ１を流通した海水と、第２熱交換器Ｒ２を流通した温熱熱媒体とが流通して熱交換する第３熱交換器により海水を加熱して放出する。

　ミキシングドラムＭは、ＬＮＧのガス組成変動による発熱量の変動を緩和し、ガスエンジン発電機Ｇにボイルオフガスを安定的に供給する装置である。ミキシングドラムＭには、ベント配管Ｈ３の他、他のガス体燃料が供給される配管Ｈ７や、パイプラインＨ４からＬＮＧの気化ガスが供給される配管Ｈ８が接続されている。ミキシングドラムＭには、ガスエンジン発電機Ｇの稼働状況に応じて、ベント配管Ｈ３から供給されるボイルオフガスに加えて配管Ｈ７，Ｈ８から燃料が供給される。

　ガスエンジン発電機Ｇは、ボイルオフガスを燃料として発電する装置である。ボイルオフガスを圧縮機によりＬＮＧ受入基地Ｂからのガス送出圧力まで圧縮すると、大きな電力を要し、電力コストが上昇する。そのため、ボイルオフガスを圧縮機によりガスエンジン発電機Ｇに供給する圧力まで圧縮してガスエンジン発電機Ｇに供給し発電させて自家使用または売電することで、ガス送出圧力に比べ低い圧力でボイルオフガスを利用でき、かつ、ガスエンジン発電機Ｇで発電した電力も利用できるため、ＬＮＧ受入基地Ｂにおける稼働コストが低減される。ガスエンジン発電機Ｇにおいて発生した熱を利用して冷却された海水を加熱して放出することで環境負荷が低減される。

　ガスエンジン発電機Ｇから排出される熱は、温熱配管Ｈ５を流通する冷却水を介して第２熱交換器Ｒ２において熱機関Ｗにおける発電用の高温側の熱源として利用される。温熱配管Ｈ５は、例えば、冷却水（温熱熱媒体）がガスエンジン発電機Ｇ（熱源）と第２熱交換器Ｒ２と第３熱交換器Ｒ３とを循環する流路である。冷却水は、例えば淡水である。温熱配管Ｈ５には、淡水の他、海水、油、アルコール等の液体、気体を冷却用の媒体として利用してもよい。第２熱交換器Ｒ２において流通する海水と冷却水との比は、例えば、１対２から２対１程度の所定の比の範囲内に調整される。より好適には、上記の比が１対１程度であることが望ましい。ガスエンジン発電機Ｇから排出される熱を熱機関Ｗにおいて発電に用いて売電することにより、熱機関Ｗにおける発電コストが更に低減される。

　第２熱交換器Ｒ２を流通した冷却水は、第３熱交換器Ｒ３に供給される。第３熱交換器Ｒ３は、第１熱交換器を流通した海水と第２熱交換器を流通した冷却水とが流通して熱交換する。ガスエンジン発電機Ｇの熱量が不足している場合、配管Ｈ７から他のガス体燃料や、配管Ｈ８からＬＮＧの気化ガスが供給され、ガスエンジン発電機Ｇは、発生する熱量を増加させる。

　第３熱交換器Ｒ３においてガスエンジン発電機Ｇから排出される熱は、温熱配管Ｈ５を流通する冷却水を介してＬＮＧ気化装置Ｖから排出される海水の温度を上昇させる熱源として利用される。第３熱交換器Ｒ３において加熱された海水は、出口Ｄにおいて排出される。出口Ｄから排出される海水と、取得部Ｅから取得される海水との温度差は、環境を損なわない範囲で、例えば、＋１０［℃］から－１０［℃］の範囲内となるように調整される。この温度差の範囲は、ＬＮＧ受入基地Ｂが構築される地域の環境保全の観点に基づいて定められる基準に応じて適宜調整される。上述したＬＮＧ受入基地Ｂは、制御装置１０により制御される。

　次に、温度調整システム１を制御してＬＮＧの気化の際に用いられる海水の温度を調整する温度調整方法について説明する。

　図２に示されるように、温度調整システム１は、ＬＮＧ受入基地Ｂを制御する制御装置１０により総合的に制御される。制御装置１０は、例えば、ＬＮＧの需要に応じて第１ポンプＰ１，第２ポンプＰ２を稼働させ、ＬＮＧをＬＮＧ配管Ｈ１に流通させる。制御装置１０は、海水を取得する取得部Ｅに設けられた温度検出部ＥＴから取得された海水の温度に基づいて、ＬＮＧ気化装置Ｖの熱交換器Ｖ１に流通させる海水の水量を決定する。海水の水量は、温度とＬＮＧの供給量に応じて予めテーブルにより設定されている。

　制御装置１０は、テーブルに基づいて、ＬＮＧ気化装置ＶのポンプＶ２を稼働させ海水を取得する。制御装置１０は、ＬＮＧ気化装置ＶのポンプＶ２を稼働させ、熱交換器Ｖ１に海水を流通させる。制御装置１０は、ＬＮＧ気化装置Ｖを制御して海水を熱源としてＬＮＧを気化する。制御装置１０は、熱源配管Ｈ２内の凍結を防止するため必要な所定量の海水を熱交換器Ｖ１に流通させるようにポンプＶ２を制御する。制御装置１０は、例えば、熱源配管Ｈ２の排出側に設けられた温度検出部ＶＴの検出値に基づいて、熱交換器Ｖ１から排出される海水の温度を０［℃］程度になるようにポンプＶ２を調整する。

　テーブルにおいては、海水が０［℃］程度に低下するように設定されているため、ポンプＶ２の稼働量が低減されＬＮＧ気化装置Ｖにおける消費電力が低減される。

　制御装置１０は、ポンプＶ２を調整し、ＬＮＧ気化装置Ｖを流通した海水を第１熱交換器Ｒ１に流通させる。第１熱交換器Ｒ１において、海水は熱機関Ｗのループ配管Ｈ６を流通する作動媒体と熱交換される。制御装置１０は、熱機関Ｗにおいて、ポンプＰ４を稼働させ作動媒体をループ配管Ｈ６内に流通させる。制御装置１０は、第１熱交換器Ｒ１と第２熱交換器Ｒ２とに作動媒体を流通させ、作動媒体に生じる温度差を利用して熱機関Ｗを稼働させる。

　作動媒体は、第２熱交換器Ｒ２において温度調整部Ｘの冷却水に加熱され気化される。気化された作動媒体は、発電機Ｊのタービンを回転させ、発電を行う。

　タービンを通過した作動媒体は、第１熱交換器Ｒ１において海水に冷却され凝縮される。制御装置１０は、第１熱交換器Ｒ１の温度検出部ＲＴ１の検出結果と、第２熱交換器Ｒの温度検出部ＲＴ２の検出結果とに基づいて、発電機Ｊから最大の電力が発生するようにポンプＰ４を稼働させる。

　制御装置１０は、熱機関Ｗの稼働に連動して、温度調整部Ｘを稼働させる。制御装置１０は、ボイルオフガス圧縮機Ｃを稼働させ、ガスエンジン発電機Ｇにボイルオフガスを供給する。制御装置１０は、ガスエンジン発電機Ｇを稼働させる。制御装置１０は、ガスエンジン発電機Ｇに連動してポンプＰ３を稼働させ、温熱配管Ｈ５に冷却水を循環させる。制御装置１０は、ポンプＰ３を稼働させ、ガスエンジン発電機Ｇにより加熱された冷却水を第２熱交換器Ｒ２に流通させる。

　第２熱交換器Ｒ２において、冷却水と熱機関Ｗの作動媒体との間で熱交換が行われ、作動媒体が加熱される。第２熱交換器Ｒ２において、冷却水は、作動媒体を気化させる程度に加熱する。

　冷却水は、例えば、８０［℃］程度の温度で第２熱交換器Ｒ２に流入する。温熱配管Ｈ５は、沸点以下の低圧の冷却水が流通するように構成され、装置構成を低廉化できる。制御装置１０は、第３熱交換器Ｒ３において、冷却水と冷却された海水との比が所定比の範囲内となるように温度調整部ＸのポンプＰ３を稼働させる。第３熱交換器Ｒ３から排出された海水は、出口Ｄから海洋に放出される。出口Ｄには、温度検出部ＲＴ３が設けられている。

　制御装置１０は、第１熱交換器Ｒ１を流通した海水と第２熱交換器Ｒ２を流通した冷却水とを第３熱交換器Ｒ３に流通させ、海水を加熱して放出させる。制御装置１０は、温度検出部ＲＴ３の検出結果に基づいて、出口Ｄから排出される海水と、取得部Ｅから取得される海水との温度差が＋１０［℃］から－１０［℃］の所定範囲内となるようにボイルオフガス圧縮機Ｃを制御して、ガスエンジン発電機Ｇの稼働量を調整する。

　制御装置１０は、出口Ｄから排出される海水の温度が設定値より低い場合、且つ、ボイルオフガスの供給量が不足している場合、配管Ｈ７から他のガス体燃料や、配管８からＬＮＧの気化ガスの供給量を増加させてガスエンジン発電機Ｇの稼働量を増加させ、熱量を増加させるように制御する。

　上述したように温度調整システム１によれば、ＬＮＧを気化する際に用いられる海水に生じる冷熱と、ボイルオフガスを利用して発電する際に生じる排熱との従来未利用であった熱を利用して温度差発電を行うため、熱効率を向上させることができる。温度調整システム１によれば、ボイルオフガスを利用して発電する際に生じる排熱を利用して放出される海水の温度を調整するため、環境負荷を低減することができる。温度調整システム１によれば、ボイルオフガスを利用してガスエンジン発電機Ｇにより発電させて売電することにより、ボイルオフガスの消費量と売電量のトータルのコストは、ボイルオフガスを再凝縮するコストに比して低減できる。

　温度調整システム１によれば、ガスエンジン発電機Ｇにおいて発生した熱を利用して冷却された海水を加熱して環境基準に基づく温度で放出することで、環境負荷を低減できる。温度調整システム１によれば、ＬＮＧ気化装置において海水を大量に流通してＬＮＧを気化して環境基準に基づく温度で放出する方法に比してポンプＶ２の稼働量を大幅に低減しコストを低減できる。

　以下、温度調整システム１の変形例について説明する。以下の説明では、上記実施形態と同一の構成については、同一の名称及び符号を用い、重複する説明については適宜省略する。

［変形例１］
　図３に示されるように、変形例１に係る温度調整システム１Ａは、温度調整部ＸＡにおいて温熱配管Ｈ５がループ形状ではなく、オープン形状に構成されている。温度調整部ＸＡにおいて、第２熱交換器Ｒ２には、熱源ＧＡから熱が供給される。熱源ＧＡは、例えば、データセンター等の空調装置から排出される低品位の廃熱である。低品位の廃熱は、例えば、冷却水を８０［℃］程度に加熱可能な程度の熱量を有する。熱源ＧＡは、低品位の熱量を有していれば他の熱源が用いられてもよい。

　温熱配管Ｈ５には、ポンプＰ３により熱源ＧＡにより加熱された冷却水が流通し、第２熱交換器Ｒ２及び第３熱交換器Ｒ３を流通した後、循環せずに放出される。温度調整システム１Ａは、安定した廃熱を供給する熱源ＧＡと、冷却水が十分に確保される場所において適用される。冷却水が周辺環境に放出される場合は、冷却水の温度も上記の環境基準に適していることが望ましい。温度調整システム１Ａによれば、温熱配管Ｈ５において冷却水を循環する設備が不要となり、装置構成を簡略化できる。温度調整システム１Ａによれば、ＬＮＧを気化するコストを低減できる。

［変形例２］
　図４に示されるように、変形例２に係る温度調整システム１Ｂは、温度調整部ＸＢにおいて、温熱配管Ｈ５がループ形状に構成されている。温度調整部ＸＢにおいて、第２熱交換器Ｒ２には、熱源ＧＢから熱が供給される。熱源ＧＢは、例えば、データセンター等の空調装置から排出される低品位の廃熱である。温度調整システム１Ｂによれば、ＬＮＧを気化するコストを低減できる。

［変形例３］
　図５に示されるように、変形例３に係る温度調整システム１Ｃは、温度調整システム１Ｂに構成が追加された温度調整部ＸＣを備える。温度調整部ＸＣは、温熱配管Ｈ５においてバイパス路Ｈ５Ｂを備える。バイパス路Ｈ５Ｂは、第３熱交換器Ｒ３の上流側と下流側とをバイパスするように接続されている。バイパス路Ｈ５Ｂの途中には、バイパス路Ｈ５Ｂを流通する冷却水を冷却する第４熱交換器Ｒ４が設けられている。第４熱交換器Ｒ４は、例えば、空冷式である。温熱配管Ｈ５において、熱源ＧＣの上流側には、熱源ＧＣに流入する冷却水の温度を検出する温度検出部ＧＣＴが設けられている。温熱配管Ｈ５において、第３熱交換器Ｒ３の上流側には、流量調整部Ｌ１が設けられている。流量調整部Ｌ１は、温熱配管Ｈ５を流通する冷却水の流量を調整する。

　制御装置１０は、第３熱交換器の出口Ｄから放出される海水の温度を温度検出部ＤＴの検出結果から取得する。制御装置１０は、温度検出部ＤＴの検出結果に基づいて、流量調整部Ｌ１を制御して、温熱配管Ｈ５を流通する冷却水の流量を調整する。

　制御装置１０は、例えば、温度調整システム１Ｃの出口Ｄにおいて、温度検出部ＤＴにより検出された海水の温度が基準の範囲を超える場合、流量調整部Ｌ１を制御する。制御装置１０は、流量調整部Ｌ１を制御して、温熱配管Ｈ５を流通する冷却水の流量を調整する。この時、制御装置１０は、温度検出部ＧＣＴの検出結果に基づいて、第４熱交換器Ｒ４を制御してバイパス路Ｈ５Ｂを流通する冷却水の温度を低下させ、熱源ＧＣに流入する冷却水の温度を調整する。

　温度調整システム１Ｃによれば、出口Ｄの近傍の第３熱交換器Ｒ３から放出される海水の温度を流量調整部Ｌ１により調整することにより、温度調整を迅速化できる。温度調整システム１Ｃによれば、熱源ＧＣに流入する冷却水の温度を第４熱交換器Ｒ４により調整するため、温度検出部ＤＴの検出結果に基づくポンプＰ３の流量調整及び、熱機関Ｗの制御を不要とし、制御を簡潔化することができる。

［変形例４］
　図６に示されるように、変形例４に係る温度調整システム１Ｃ’は、温度調整システム１Ｃのバイパス路Ｈ５Ｂにおいて、第４熱交換器Ｒ４の上流側に流量調整部Ｌ１が設けられている。

　制御装置１０は、例えば、温度調整システム１Ｃ’の出口Ｄにおいて、温度検出部ＤＴにより検出された海水の温度が基準の範囲を超える場合、流量調整部Ｌ１を制御する。制御装置１０は、流量調整部Ｌ１を制御して、バイパス路Ｈ５Ｂを流通する冷却水の流量を調整する。制御装置１０は、バイパス路Ｈ５Ｂを流通する冷却水の流量を調整し、第３熱交換器Ｒ３に流入する冷却水の水量を低減させ、出口Ｄにおける海水の温度を調整する。制御装置１０は、温度検出部ＧＣＴの検出結果に基づいて、流量調整部Ｌ１を制御してバイパス路Ｈ５Ｂを流通する冷却水の温度を低下させ、熱源ＧＣに流入する冷却水の温度を調整する。第４熱交換器Ｒ４は、例えば、所定の稼働量により稼働している。制御装置１０は、第４熱交換器Ｒ４の稼働量を制御してもよい。

　温度調整システム１Ｃ’によれば、出口Ｄの近傍の第３熱交換器Ｒ３から放出される海水の温度を流量調整部Ｌ１により調整できる。温度調整システム１Ｃ’によれば、熱源ＧＣに流入する冷却水の温度を流量調整部Ｌ１により調整するため、温度検出部ＤＴの検出結果に基づくポンプＰ３の流量調整、第４熱交換器Ｒ４、及び熱機関Ｗの制御を不要とし、制御を簡潔化することができる。

［変形例５］
　図７に示されるように、変形例５に係る温度調整システム１Ｃ’’は、温度調整システム１Ｃのバイパス路Ｈ５Ｂにおいて、第４熱交換器Ｒ４の上流側と下流側とをバイパスする他のバイパス路Ｈ５Ｃを備える。他のバイパス路には、熱源ＧＣの上流側の冷却水の温度に基づいて他のバイパス路Ｈ５Ｃにおける冷却水の流量を調整する他の流量調整部Ｌ２が設けられている。

　制御装置１０は、例えば、温度調整システム１Ｃ’’の出口Ｄにおいて、温度検出部ＤＴにより検出された海水の温度が基準の範囲を超える場合、流量調整部Ｌ１を制御して、バイパス路Ｈ５Ｂを流通する冷却水の流量を調整し、第３熱交換器Ｒ３に流入する冷却水の水量を低減させ、出口Ｄにおける海水の温度を調整する。制御装置１０は、温度検出部ＧＣＴの検出結果に基づいて、他の流量調整部Ｌ２を制御して第４熱交換器に流入する冷却水の流量を調整し、バイパス路Ｈ５Ｂを流通する冷却水の温度を低下させ、熱源ＧＣに流入する冷却水の温度を調整する。

　温度調整システム１Ｃ’’によれば、出口Ｄの近傍の第３熱交換器Ｒ３から放出される海水の温度を流量調整部Ｌ１と他の流量調整部Ｌ２により調整できる。温度調整システム１Ｃ’’によれば、熱源ＧＣの温度変動が大きく、第２熱交換器Ｒ及び第３熱交換器Ｒ３に必要な熱量が不足している場合、熱源ＧＣから排出される冷却水の温度を高い状態に維持できる。温度調整システム１Ｃ’’によれば、熱源ＧＣに流入する冷却水の温度を流量調整部Ｌ１と他の流量調整部Ｌ２とにより調整するため、温度検出部ＤＴの検出結果に基づくポンプＰ３の流量調整、第４熱交換器Ｒ４、及び熱機関Ｗの制御を不要とし、制御を簡潔化することができる。

［変形例６］
　図８に示されるように、変形例６に係る温度調整システム１Ｄは、変形例２に係る温度調整システム１Ｂにおいて、温熱配管Ｈ５に第５熱交換器Ｒ５が設けられている。第５熱交換器Ｒ５は、熱源ＧＣの下流側に設けられている。第５熱交換器Ｒ５には、他の熱源から熱が供給され、冷却水を加熱する。他の熱源は、例えば、ボイラー、電熱、火力発電所から排出される熱、熱源ＧＣにガスエンジン発電機等の内燃機関が用いられる場合の排ガスの熱が用いられる。

　第５熱交換器Ｒ５には、他の熱源から熱を入力するための流路Ｈ９が設けられている。流路Ｈ９において、第５熱交換器Ｒ５の上流側には、他の熱源から熱の入力を調整する熱量調整部Ｌ３が設けられている。流路Ｈ９に流通する熱媒体は、液体であってもよいし気体であってもよい。第５熱交換器Ｒ５において、冷却水に高温の気体を直接流入させてもよい。制御装置１０は、温度検出部ＤＴの検出結果に基づいて、熱量調整部Ｌ３を調整し、第５熱交換器に入力される熱量を調整し、第２熱交換器Ｒに入力される冷却水の温度を調整し、出口Ｄにおける海水の温度を調整する。

　温度調整システム１Ｄによれば、熱源ＧＣ熱量が不足している場合、熱量調整部Ｌ３を調整して熱量を増加することにより、出口Ｄにおける海水の温度を調整できる。温度調整システム１Ｄによれば、第２熱交換器Ｒ２Ｃに流入する冷却水の温度を熱量調整部Ｌ３により調整するため、温度検出部ＤＴの検出結果に基づくポンプＰ３の流量調整及び、熱機関Ｗの制御を不要とし、制御を簡潔化することができる。

　以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。例えば、温度調整システム１は、ＬＮＧの気化に適用されるものを例示したが、これに限らず他の低温の液化ガスの気化に適用されてもよい。

１－１Ｄ　温度調整システム、１０　制御装置、Ｂ　ＬＮＧ受入基地、Ｃ　ボイルオフガス圧縮機、Ｄ　出口、ＤＴ　温度検出部、Ｅ　取得部、ＥＴ　温度検出部、Ｇ　ガスエンジン発電機、ＧＡ　熱源、ＧＢ　熱源、ＧＣ　熱源、ＧＣＴ　温度検出部、Ｈ１　ＬＮＧ配管、Ｈ２　熱源配管、Ｈ３　ベント配管、Ｈ４　パイプライン、Ｈ５　温熱配管、Ｈ５Ｂ　バイパス路、Ｈ５Ｃ　他のバイパス路、Ｈ６　ループ配管、Ｈ７　配管、Ｈ８　配管、Ｈ９　流路、Ｊ　発電機、Ｌ１　流量調整部、Ｌ２　他の流量調整部、Ｌ３　熱量調整部、ＬＮＧ　ＬＮＧタンク、ＬＮＧ　パイプライン、Ｍ　ミキシングドラム、Ｐ１　第１ポンプ、Ｐ２　第２ポンプ、Ｐ３、Ｐ４　ポンプ、Ｒ　第２熱交換器、Ｒ１　第１熱交換器、Ｒ２　第２熱交換器、Ｒ２Ｃ　第２熱交換器、Ｒ３　第３熱交換器、Ｒ４　第４熱交換器、Ｒ５　第５熱交換器、ＲＴ１　温度検出部、ＲＴ２　温度検出部、ＲＴ３　温度検出部、Ｓ　ＬＮＧ船、Ｔ　ＬＮＧタンク、Ｕ　受入配管、Ｖ　ＬＮＧ気化装置、Ｖ１　熱交換器、Ｖ２　ポンプ、ＶＴ　温度検出部、Ｗ　熱機関、Ｘ　温度調整部、ＸＡ－ＸＣ　温度調整部

Claims

　液化ガスの気化の際に用いられる熱媒体の温度を調整する温度調整システムであって、
　前記熱媒体を取得する取得部と、
　前記熱媒体を熱源として前記液化ガスを気化する気化装置と、
　前記気化装置を流通した前記熱媒体が流通する第１熱交換器と、熱源により加熱される温熱熱媒体が流通する第２熱交換器とを有し、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とを流通する作動媒体に生じる温度差を利用して稼働する熱機関と、
前記第１熱交換器を流通した前記熱媒体と前記第２熱交換器を流通した前記温熱熱媒体とが流通して熱交換する第３熱交換器を有し、前記第３熱交換器により前記熱媒体を加熱して放出する温度調整部と、を備える、
温度調整システム。
　前記熱機関は、前記第３熱交換器において放出される前記熱媒体の温度と前記取得部により取得される前記熱媒体の温度との温度差が所定範囲となるように前記温熱熱媒体の流量を調整する、
請求項１に記載の温度調整システム。
　前記温度調整部は、前記温熱熱媒体が前記熱源と前記第２熱交換器と前記第３熱交換器とを循環する流路を備える、
請求項１又は２に記載の温度調整システム。
　前記温度調整部は、前記流路において前記第３熱交換器の上流側と下流側とをバイパスするバイパス路と、
　前記第３熱交換器から放出される前記熱媒体の温度に基づいて、前記温熱熱媒体の流量を調整する流量調整部と、を備える、
請求項３に記載の温度調整システム。
　前記流量調整部は、前記流路に設けられている、
請求項４に記載の温度調整システム。
　前記流量調整部は、前記バイパス路に設けられている、
請求項４に記載の温度調整システム。
前記温度調整部は、前記バイパス路を流通する前記温熱熱媒体を冷却する第４熱交換器を備える、
請求項４から６のうち、いずれか１項に記載の温度調整システム。
　前記バイパス路において、前記第４熱交換器の上流側と下流側とをバイパスする他のバイパス路と、
　前記他のバイパス路に設けられ、前記前記熱源の上流側の前記熱媒体の温度に基づいて前記他のバイパス路における前記温熱熱媒体の流量を調整する他の流量調整部と、を備える、
請求項７に記載の温度調整システム。
　前記熱源の下流側に設けられ、前記温熱熱媒体を他の熱源から供給される熱により加熱する第５熱交換器と、
　前記第３熱交換器から放出される前記熱媒体の温度に基づいて、前記第５熱交換器に入力される熱量を調整する熱量調整部と、を備える、
請求項３に記載の温度調整システム。
　前記所定範囲は＋１０［℃］から－１０［℃］の範囲内に調整される、
請求項２に記載の温度調整システム。
　液化ガスの気化の際に用いられる熱媒体の温度を調整する温度調整方法であって、
　前記熱媒体を取得し、
　前記熱媒体を熱源として気化装置において前記液化ガスを気化し、
　前記気化装置を流通した前記熱媒体を第１熱交換器に流通させ、
熱源により加熱される温熱熱媒体を第２熱交換器に流通させ、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とに作動媒体を流通させ、前記作動媒体に生じる温度差を利用して熱機関を稼働させ、
前記第１熱交換器を流通した前記熱媒体と前記第２熱交換器を流通した前記温熱熱媒体とを第３熱交換器に流通させ、前記熱媒体を加熱して放出させる、
温度調整方法。