特表 2024-535462 船舶用再液化システムの冷媒充填システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-30

(54)【発明の名称】船舶用再液化システムの冷媒充填システム

(51)【国際特許分類】

   B63B 25/16 20060101AFI20240920BHJP

   B63H 21/38 20060101ALI20240920BHJP

   F17C 13/00 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B63B25/16 D

B63H21/38 A

F17C13/00 302A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024519521

(86)(22)【出願日】2021-12-27

(85)【翻訳文提出日】2024-03-29

(86)【国際出願番号】 KR2021019902

(87)【国際公開番号】W WO2023068449

(87)【国際公開日】2023-04-27

(31)【優先権主張番号】10-2021-0141750

(32)【優先日】2021-10-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517430897

【氏名又は名称】ハンファ オーシャン カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000305

【氏名又は名称】弁理士法人青莪

(72)【発明者】

【氏名】リー，ジュン チェ

(72)【発明者】

【氏名】チェ，ウォン ジェ

(72)【発明者】

【氏名】リー，スン チョル

(72)【発明者】

【氏名】チェ，ジン ホ

(72)【発明者】

【氏名】ジョン，ヘ ミン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ジ ヒョン

(72)【発明者】

【氏名】シン，ヒョン ジュン

【テーマコード（参考）】

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E172AA03

3E172AA05

3E172AA06

3E172AB04

3E172AB11

3E172BA06

3E172BD02

3E172DA90

3E172HA04

3E172HA12

3E172KA03

(57)【要約】

【課題】船舶用再液化システムの冷媒充填システムが開示される。
【解決手段】本発明の船舶用再液化システムの冷媒充填システムは、液化ガスが貯蔵される貯蔵タンクで発生した蒸発ガスを圧縮し、圧縮された蒸発ガスを熱交換器で冷媒循環ラインを循環する冷媒との熱交換により再液化させる再液化システムと、船内に供給されるユーティリティＮ_２を貯蔵するバッファタンクと、バッファタンクから供給されたユーティリティＮ_２を圧縮し、冷媒循環ラインに供給するブースト圧縮機と、バッファタンク内のユーティリティＮ_２をブースト圧縮機を迂回させて冷媒循環ラインに供給する第１ロードアップラインとを備え、再液化システムが停止した状態で冷媒循環ラインに冷媒を初期充填する場合、冷媒循環ラインとバッファタンクとの圧力差を利用して、バッファタンク内のユーティリティＮ_２を第１ロードアップラインにより冷媒循環ラインに供給し、冷媒を充填することを特徴とする。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

船舶に設けられて、液化ガスが貯蔵される貯蔵タンクで発生した蒸発ガスを圧縮し、圧縮された蒸発ガスを熱交換器で冷媒循環ラインを循環する冷媒との熱交換により再液化させる再液化システム；と、
前記船舶の船内に供給されるユーティリティＮ_２を貯蔵するバッファタンク；と、
前記バッファタンクから供給されたユーティリティＮ_２を圧縮し、前記冷媒循環ラインに供給するブースト圧縮機；と、
前記バッファタンク内のユーティリティＮ_２を、前記ブースト圧縮機を迂回させて前記冷媒循環ラインに供給する第１ロードアップライン；とを備え、
前記再液化システムが停止した状態で、前記冷媒循環ラインに冷媒を初期充填する場合、前記冷媒循環ラインと前記バッファタンクとの圧力差を利用して、前記バッファタンク内のユーティリティＮ_２を前記第１ロードアップラインにより前記冷媒循環ラインに供給して、前記冷媒循環ラインに冷媒を充填することを特徴とする、
船舶用再液化システムの冷媒充填システム。

【請求項2】

前記バッファタンク内のユーティリティＮ_２を、前記ブースト圧縮機に供給した後に前記冷媒循環ラインに供給する第２ロードアップライン；をさらに備え、
前記再液化システムの負荷を増大させるために冷媒循環ラインに冷媒を充填して、前記冷媒循環ライン内の圧力が前記バッファタンク内の圧力以上となる場合、前記バッファタンク内のユーティリティＮ_２を前記第２ロードアップラインにより前記ブースト圧縮機に供給し、前記ブースト圧縮機で圧縮して、前記冷媒循環ラインに供給することを特徴とする、
請求項１に記載の船舶用再液化システムの冷媒充填システム。

【請求項3】

前記冷媒循環ラインと前記バッファタンクとを接続して、冷媒循環ライン内の冷媒を排出する第１ロードダウンライン；と、
前記冷媒循環ラインと前記バッファタンクとを前記ブースト圧縮機を介して接続する第２ロードダウンライン；とをさらに備え、
前記再液化システムの負荷を減少させる場合に、前記冷媒循環ライン内の圧力と前記バッファタンク内の圧力との圧力差を利用して、前記冷媒循環ライン内の冷媒を前記第１ロードダウンラインにより排出し、前記バッファタンク内の圧力が前記冷媒循環ライン内の圧力以上となる場合には、前記冷媒循環ライン内の冷媒を前記第２ロードダウンラインにより前記ブースト圧縮機に供給して圧縮し、前記バッファタンクに回収することを特徴とする、
請求項２に記載の船舶用再液化システムの冷媒充填システム。

【請求項4】

前記冷媒循環ラインは、前記熱交換器で前記蒸発ガスを冷却した後に前記熱交換器から排出された冷媒を圧縮する冷媒圧縮機と、前記冷媒圧縮機で圧縮された後に前記熱交換器で冷却された冷媒を膨張させる膨張機とを備え、前記膨張機で膨張されて冷却された冷媒が前記熱交換器に供給され、
前記バッファタンクから前記冷媒循環ラインに冷媒を充填する場合に、前記冷媒圧縮機の上流にユーティリティＮ_２を供給し、前記再液化システムの負荷を減少させる場合には、前記冷媒循環ラインの冷媒圧縮機の下流から冷媒を前記バッファタンクに排出させることを特徴とする、
請求項３に記載の船舶用再液化システムの冷媒充填システム。

【請求項5】

前記バッファタンクは、前記貯蔵タンクの断熱層、船内コンプレッサ用のシールガス、または前記再液化システムの冷媒として供給されるユーティリティＮ_２を生成する窒素発生装置に設けられることを特徴とする、
請求項１～４のいずれか一項に記載の船舶用再液化システムの冷媒充填システム。

【請求項6】

前記窒素発生装置は、
圧縮空気から前記ユーティリティＮ_２を生成して前記バッファタンクに供給する窒素生成器；と、
空気を圧縮して前記窒素生成器に供給する空気圧縮機：とをさらに備える、
請求項５記載の船舶用再液化システムの冷媒充填システム。

【請求項7】

前記窒素生成器の下流にユーティリティＮ_２の露点を下げる乾燥機を設けるか、または前記窒素生成器で生成されるユーティリティＮ_２の水分含有量を調整して、
前記バッファタンクから供給されるユーティリティＮ_２を追加乾燥せずに、前記冷媒循環ラインに供給することを特徴とする、
請求項６に記載の船舶用再液化システムの冷媒充填システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶用再液化システムの冷媒充填システムに関する。より詳細には、船舶で発生した蒸発ガスを再液化させる再液化システムを循環する冷媒を充填する冷媒充填システムに関する。

【背景技術】

【0002】

天然ガス（Natural gas）は、メタン（Methane）を主成分とし、燃焼時に環境汚染物質を殆ど排出しないことから、環境性に優れた燃料として注目されている。液化天然ガス（ＬＮＧ; Liquefied Natural Gas）は、天然ガスを大気圧で約－１６３℃まで冷却して液化させることで得られる。液化天然ガスは、気体状態の天然ガスと比べて、その体積が約１／６００まで減少することから、海上ルートを利用した長距離輸送に非常に適している。このような理由から、天然ガスは、主に貯蔵や輸送に有利な液化天然ガス状態で貯蔵されて輸送される。

【0003】

天然ガスの液化点は、大気圧で約－１６３℃と極低温であることから、ＬＮＧ貯蔵タンクには、通常、ＬＮＧを液体状態で維持するための断熱処理が施されるが、ＬＮＧ貯蔵タンクに断熱処理を施しても、外部熱を遮断するには限界がある。このため、外部熱がＬＮＧ貯蔵タンクに継続して伝達されることにより、ＬＮＧ輸送の過程でＬＮＧ貯蔵タンク内のＬＮＧが自然気化し、蒸発ガス（ＢＯＧ; Boil-Off Gas、ボイルオフガス）が発生する。

【0004】

ＬＮＧ貯蔵タンク内で蒸発ガスが継続して発生することは、ＬＮＧ貯蔵タンク内の圧力を上昇させる要因となる。ＬＮＧ貯蔵タンク内の内力が設定した安全圧力以上になると、タンク破損（Rupture）などの緊急事態を起こす虞があるため、安全バルブを利用して蒸発ガスを貯蔵タンクの外部に排出させる必要がある。しかし、蒸発ガスはＬＮＧ損失の１つとしてＬＮＧの輸送効率及び燃料効率において重要な問題となることから、貯蔵タンクで発生した蒸発ガスを処理する様々な方法が用いられている。

【0005】

近年、船舶のエンジンなどの燃料需要先で蒸発ガスを使用する方法、蒸発ガスを再液化させて貯蔵タンクに回収する方法、または、これら２つの方法を組合せて使用する方法などが開発され、用いられている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

船舶で蒸発ガスを再液化させるために再液化サイクルを利用する場合、代表的な再液化方法として、例えばＳＭＲサイクルとＣ３ＭＲサイクルを用いる方法が知られている。Ｃ３ＭＲサイクル（Propane-precooled Mixed Refrigerant Cycle）は、プロパンの単一冷媒を用いて天然ガスを冷却した後、混合冷媒を用いて冷却して液化させる方法である。ＳＭＲサイクル（Single Mixed Refrigerant Cycle）は、複数の成分から構成される混合冷媒を用いて天然ガスを液化させる方法である。

【0007】

これらＳＭＲサイクルやＣ３ＭＲサイクルは、混合冷媒を用いることから、液化工程の進行に伴い冷媒が漏洩し、混合冷媒の組成比が変化することで液化効率が低下する。このため、混合冷媒の組成比を継続して計測すると共に、不足した冷媒成分を充填することで、冷媒の組成比を維持する必要がある。

【0008】

また、蒸発ガスを再液化させる再液化サイクルの他の方法として、窒素冷媒を用いるシングルサイクル液化方法が知られている。

【0009】

窒素冷媒は、混合冷媒を用いる冷媒サイクルと比較して冷却効率が低い一方、窒素は不活性物質であることから安全性が高く、また冷媒の相変化が生じないことから、船舶に適用し易いという利点がある。また、窒素冷媒も液化工程の進行に伴い、冷媒の漏洩が発生するため、冷媒の充填が必要となる。

【0010】

図１に、従来の窒素冷媒を用いた再液化システムの冷媒充填システムを概略的に図示する。

【0011】

ＬＮＧが貯蔵される貯蔵タンクを備える船舶には、貯蔵タンクの断熱空間（Insulation space）に供給される窒素をはじめ、船内に供給されるユーティリティＮ_２を供給するために、通常、窒素発生装置が設けられている。図１に示すように、空気圧縮機（Air compressor）１０から供給され、窒素生成器（Ｎ_２ generator）２０で生成された窒素は、バッファタンク３０に貯蔵される。バッファタンク３０内の窒素は、ユーティリティＮ_２として船内に供給される。また、バッファタンク３０内の窒素は、冷媒充填システムにも供給され、再液化システムＲＳに充填される。

【0012】

冷媒充填システムは、ユーティリティＮ_２が供給されて、供給されたユーティリティＮ_２の露点（Dew point）を下げる乾燥及び濾過部４０と、ユーティリティＮ_２を圧縮するブースト圧縮機５０と、ブースト圧縮機５０で圧縮されたユーティリティＮ_２が供給され、これを貯蔵するインベントリタンク６０とで構成される。

【0013】

停止状態にある再液化サイクルが正常運転状態に至るまで、冷媒循環ラインに冷媒が充填される運転過程に着目すると、再液化サイクルが停止状態にある間、冷媒充填システムでは、バッファタンク３０内のユーティリティＮ_２が乾燥及び濾過部４０に供給されて、ブースト圧縮機５０で圧縮された後、インベントリタンク６０に充填される。

【0014】

再液化サイクルの運転が開始されると、インベントリタンク６０内の冷媒を再液化システムＲＳの冷媒循環ラインに供給して、冷媒を継続して充填すると共に、再液化サイクルが正常運転状態に至るまで、再液化サイクルの負荷を徐々に増大させる（Load-up）。

【0015】

再液化サイクルが正常運転状態に至ると、再液化サイクルの負荷に応じて再液化システムＲＳからインベントリタンク６０に冷媒を充填し、またはインベントリタンク６０内の冷媒を放出させると共に、再液化サイクルの負荷が調整される。冷媒の充填や放出は、インベントリタンク６０と冷媒循環ラインとの間で行われ、インベントリタンク６０の状況に応じて、バッファタンク３０から乾燥及び濾過部４０並びにブースト圧縮機５０を経由してインベントリタンク６０に窒素冷媒を追加充填するか、インベントリタンク６０内の窒素の一部を大気に放出させて、インベントリタンク６０内の圧力が調整される。

【0016】

再液化システムＲＳの負荷を減少させる（Load-down）場合には、冷媒循環ライン内の圧力とインベントリタンク６０内の圧力との圧力差を利用して、インベントリタンク６０に窒素冷媒を供給する。また、再液化システムＲＳの負荷が所定値以下となり、冷媒循環ライン内の圧力とインベントリタンク６０内の圧力との圧力差による窒素冷媒の供給が困難となる場合には、ブースト圧縮機５０の上流に窒素を供給して、ブースト圧縮機５０で圧縮した後、インベントリタンク６０に供給する。なお、再液化サイクル内のコンパンダなどで消費する窒素を、再液化システムＲＳに定期的に補充するための供給配管と、緊急状況で再液化システムＲＳの窒素冷媒を急速に抜き出すためのベントラインとが夫々設けられている。

【0017】

ここで、本発明は、冷媒充填システムに設置される装置を削減し、コンパクトで単純な構造の冷媒充填システムを実現すると共に、再液化システムに必要な窒素冷媒を円滑に充填または排出させる方法を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上記課題を解決するため、本発明では、船舶に設けられて、液化ガスが貯蔵される貯蔵タンクで発生した蒸発ガスを圧縮し、圧縮された蒸発ガスを熱交換器で冷媒循環ラインを循環する冷媒との熱交換により再液化させる再液化システムと、前記船舶の船内に供給されるユーティリティＮ_２を貯蔵するバッファタンクと、前記バッファタンクから供給されたユーティリティＮ_２を圧縮し、前記冷媒循環ラインに供給するブースト圧縮機と、前記バッファタンク内のユーティリティＮ_２を、前記ブースト圧縮機を迂回させて前記冷媒循環ラインに供給する第１ロードアップラインとを備え、前記再液化システムが停止した状態で、冷媒循環ラインに冷媒を初期充填する場合、前記冷媒循環ラインと前記バッファタンクとの圧力差を利用して、前記バッファタンク内のユーティリティＮ_２を前記第１ロードアップラインにより前記冷媒循環ラインに供給して、前記冷媒循環ラインに冷媒を充填することを特徴とする、船舶用再液化システムの冷媒充填システムが提供される。

【0019】

また、本発明において、前記バッファタンク内のユーティリティＮ_２を、前記ブースト圧縮機に供給した後に前記冷媒循環ラインに供給する第２ロードアップラインをさらに備え、前記再液化システムの負荷を増大させるために冷媒循環ラインに冷媒を充填して、前記冷媒循環ライン内の圧力が前記バッファタンク内の圧力以上となる場合、前記バッファタンク内のユーティリティＮ_２を前記第２ロードアップラインにより前記ブースト圧縮機に供給し、前記ブースト圧縮機で圧縮して、前記冷媒循環ラインに供給することが好ましい。

【0020】

また、本発明において、前記冷媒循環ラインと前記バッファタンクとを接続して、冷媒循環ライン内の冷媒を排出する第１ロードダウンラインと、前記冷媒循環ラインと前記バッファタンクとを前記ブースト圧縮機を介して接続する第２ロードダウンラインとをさらに備え、前記再液化システムの負荷を減少させる場合に、前記冷媒循環ライン内の圧力と前記バッファタンク内の圧力との圧力差を利用して、前記冷媒循環ライン内の冷媒を前記第１ロードダウンラインにより排出し、前記バッファタンク内の圧力が前記冷媒循環ライン内の圧力以上となる場合には、前記冷媒循環ライン内の冷媒を前記第２ロードダウンラインにより前記ブースト圧縮機に供給して圧縮し、前記バッファタンクに回収することが好ましい。

【0021】

また、本発明において、前記冷媒循環ラインは、前記熱交換器で前記蒸発ガスを冷却した後に前記熱交換器から排出された冷媒を圧縮する冷媒圧縮機と、前記冷媒圧縮機で圧縮された後に前記熱交換器で冷却された冷媒を膨張させる膨張機とを備え、前記膨張機で膨張されて冷却された冷媒が前記熱交換器に供給され、前記バッファタンクから前記冷媒循環ラインに冷媒を充填する場合に、前記冷媒圧縮機の上流にユーティリティＮ_２を供給し、前記再液化システムの負荷を減少させる場合には、前記冷媒循環ラインの冷媒圧縮機の下流から冷媒を前記バッファタンクに排出させることが好ましい。

【0022】

また、本発明において、前記バッファタンクは、前記貯蔵タンクの断熱層、船内コンプレッサ用のシールガス、または前記再液化システムの冷媒として供給されるユーティリティＮ_２を生成する窒素発生装置に設けられることが好ましい。

【0023】

また、本発明において、前記窒素発生装置は、圧縮空気から前記ユーティリティＮ_２を生成して前記バッファタンクに供給する窒素生成器と、空気を圧縮して前記窒素生成器に供給する空気圧縮機：とをさらに備えることが好ましい。

【0024】

また、本発明において、前記窒素生成器の下流にユーティリティＮ_２の露点を下げる乾燥機を設けるか、または前記窒素生成器で生成されるユーティリティＮ_２の水分含有量を調整して、前記バッファタンクから供給されるユーティリティＮ_２を追加乾燥せずに、前記冷媒循環ラインに供給することが好ましい。

【発明の効果】

【0025】

本発明は、従来の冷媒充填システムに設置される乾燥機やインベントリタンクなどの装置が不要となり、再液化システムを設置するための初期設置費用を削減できると共に、船内空間の確保に寄与する。

【0026】

また、装置構成を削減することで、コンパクトで単純な構造の冷媒充填システムを実現できると共に、既に設置された装置を効果的に運用し、再液化システムの冷媒を充填または排出させて、再液化システムの負荷（Load）を円滑に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】従来の窒素冷媒を用いた再液化システムの冷媒充填システムを概略的に示す。

【図2】本発明の実施形態の船舶用再液化システムの冷媒充填システムを概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面及び図面に記載した内容を参照して、本発明の動作上の利点及び本発明の実施形態によって達成される目的を、本発明の実施形態を例に説明する。

【0029】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の構成及び作用について説明する。なお、各図面の構成要素に付した参照符号について、同一の構成要素には、他の図面上に表示されるものにも可能な限り同一の符号を表記する。

【0030】

後述する本発明の実施形態の船舶としては、液化ガスを貯蔵する貯蔵タンクが設けられる全種類の船舶であり得る。代表的なものとしては、ＬＮＧ運搬船（LNG Carrier）、液体水素運搬船、ＬＮＧ ＲＶ（Regasification Vessel）などの自走能力を備える船舶をはじめ、ＬＮＧ ＦＰＳＯ（Floating Production Storage Offloading）、ＬＮＧ ＦＳＲＵ（Floating Storage Regasification Unit）などの推進能力を有しない海上浮遊式の海上構造物である。

【0031】

また、本実施形態は、ガスを低温で液化させて輸送でき、貯蔵時に蒸発ガスが発生する全種類の液化ガスの再液化サイクルに適用することができる。このような液化ガスとしては、例えば、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）、ＬＥＧ（Liquefied Ethane Gas）、ＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）、液化エチレンガス（Liquefied Ethylene Gas）、液化プロピレンガス（Liquefied Propylene Gas）などの液化ガスがある。なお、後述する実施形態では、代表的な液化ガスの１つであるＬＮＧを例に説明する。

【0032】

図２に、本発明の実施形態の船舶用再液化システムの冷媒充填システムを概略的に図示する。

【0033】

本実施形態の冷媒充填システムは、船舶の再液化システムの再液化サイクル、すなわち冷媒サイクルに冷媒を効率的に充填し、再液化サイクルの負荷変動に応じて、窒素冷媒を効率的に補充または排出させるためのものである。

【0034】

再液化システムＲＳは、船舶の貯蔵タンクに貯蔵される液化ガスから発生した蒸発ガスを圧縮及び冷却し、再液化させて貯蔵タンクに戻すものである。再液化システムＲＳは、蒸発ガスを圧縮する圧縮機（図示せず）、圧縮された蒸発ガスを冷却する熱交換器（図示せず）、熱交換器で冷却されて再液化された蒸発ガスを気液分離する気液分離器（図示せず）などを備える。

【0035】

冷媒サイクル（図示せず）は、熱交換器に供給される冷媒を循環させる冷媒循環ライン（図示せず）と、冷媒循環ラインに設けられて、熱交換器で蒸発ガスを冷却した後に熱交換器から排出される冷媒を圧縮する冷媒圧縮機（図示せず）と、冷媒圧縮機で圧縮された後に熱交換器に供給されて冷却された冷媒を膨張させて、さらに冷却する膨張機（図示せず）とを備え、膨張により冷却された冷媒は熱交換器に冷媒として供給される。なお、冷媒圧縮機と膨張機とを共通のシャフトを介して接続して、冷媒の膨張エネルギーを用いて冷媒を圧縮するコンパンダ（Compander）として設けてもよい。

【0036】

冷媒循環ラインを循環して熱交換器に供給される冷媒としては、例えば窒素（Ｎ_２）が用いられる。

【0037】

本実施形態の冷媒充填システムは、このような冷媒循環ラインを循環する窒素冷媒を、再液化システムＲＳの冷媒サイクルに供給する、または冷媒サイクルから排出させるためのものである。

【0038】

図２に示すように、本実施形態の冷媒充填システムは、船内に供給されるユーティリティＮ_２を貯蔵するバッファタンク１１０と、バッファタンク１１０から供給されたユーティリティＮ_２を圧縮するブースト圧縮機２００とを備える。ブースト圧縮機２００で圧縮された窒素は、冷媒循環ラインに供給される。また、バッファタンク１１０内のユーティリティＮ_２を、ブースト圧縮機２００を迂回させて、冷媒サイクルに設けられる冷媒循環ラインに供給する第１ロードアップラインＵＬ１と、バッファタンク１１０内のユーティリティＮ_２を、ブースト圧縮機２００に供給した後、冷媒循環ラインに供給する第２ロードアップラインＵＬ２とを備えている。

【0039】

バッファタンク１１０は、船内に供給されるユーティリティＮ_２を生成する窒素発生装置１００に設けられている。窒素発生装置１００は、圧縮空気からユーティリティＮ_２を生成する窒素生成器１２０と、窒素生成器１２０に供給される空気を圧縮する空気圧縮機１３０とを備える。窒素生成器１２０で生成されたユーティリティＮ_２が、バッファタンク１１０に供給される。また、窒素発生装置１００で生成された窒素は、ＬＮＧを貯蔵する貯蔵タンクの断熱層、船内コンプレッサ用のシールガス（Seal gas）や、再液化システムＲＳの冷媒などとして供給される。

【0040】

また、窒素発生装置１００の窒素生成器１２０の下流に、ユーティリティＮ_２の露点（Dew point）を下げる乾燥機をさらに設けて、または窒素生成器１２０で生成されるユーティリティＮ_２の水分含有量を調整して（水分含有量が低くなるように）、バッファタンク１１０内に貯蔵されるユーティリティＮ_２を追加乾燥せずに、冷媒循環ラインに供給することができる。

【0041】

貯蔵タンクから排出されて再液化させる蒸発ガス量が変化すると、それに応じて再液化システムＲＳで必要となる冷熱量（必要冷熱量）が変化する。この場合、膨張機のＶＧＮ（Variable Geometry Nozzle、可変ノズル機構）を調節せずに、冷媒圧縮機と膨張機との圧縮比／膨張比の固定値を維持して、冷媒サイクルに窒素冷媒を補充し、または冷媒サイクル内の窒素冷媒を一部排出させて、窒素冷媒の質量流量を変化させることで、冷媒サイクルの冷熱量を調整し、再液化システムＲＳの負荷が調整される。

【0042】

このため、バッファタンク１１０から冷媒循環ラインに窒素冷媒を充填する第１ロードアップラインＵＬ１と、第２ロードアップラインＵＬ２とを、冷媒循環ラインの低圧部、すなわち冷媒圧縮機（図示せず）の上流に接続して、冷媒循環ラインに窒素冷媒を充填する。

【0043】

また、冷媒循環ラインとバッファタンク１１０とを接続して、冷媒循環ライン内の窒素冷媒を排出する第１ロードダウンラインＤＬ１と、ブースト圧縮機２００を介して冷媒循環ラインとバッファタンク１１０とを接続する第２ロードダウンラインＤＬ２とが設けられている。これら第１及び第２ロードダウンラインＤＬ１，ＤＬ２は、冷媒循環ラインの高圧部、すなわち冷媒圧縮機の下流からバッファタンク１１０に接続されて、冷媒循環ライン内の窒素冷媒をバッファタンク１１０に排出する。

【0044】

本実施形態の冷媒充填システムにより、冷媒循環ラインに窒素冷媒を充填する過程をより詳細に説明する。まず、再液化システムＲＳが停止した状態で、冷媒循環ラインに窒素冷媒を初期充填する場合、冷媒循環ライン内の圧力とバッファタンク１１０内の圧力との圧力差を利用して、バッファタンク１１０内のユーティリティＮ_２が、第１ロードアップラインＵＬ１により再液化システムＲＳの冷媒循環ラインに充填されると共に、冷媒サイクルに窒素冷媒が供給される。

【0045】

冷媒循環ラインに窒素冷媒が充填されることで、冷媒循環ライン内の圧力とバッファタンク１１０内の圧力とが同等となり、またはこれらの圧力差が逆転する。このため、冷媒循環ライン内の圧力とバッファタンク１１０内の圧力との圧力差を利用して、冷媒循環ラインに窒素冷媒を供給できない場合には、バッファタンク１１０内のユーティリティＮ_２を、第２ロードアップラインＵＬ２によりブースト圧縮機２００に供給し、ブースト圧縮機２００で圧縮した後、冷媒循環ラインに供給する。

【0046】

再液化システムＲＳの必要冷熱量が増加し、再液化システムＲＳの負荷を増大させる（Load-up）ための冷媒循環ラインへの冷媒充填時に、冷媒循環ライン内の窒素冷媒の圧力がバッファタンク１１０の運転圧力以上となる場合には、バッファタンク１１０内のユーティリティＮ_２を、第２ロードアップラインＵＬ２によりブースト圧縮機２００に供給して、ブースト圧縮機２００で圧縮した後、冷媒循環ラインに供給して窒素冷媒を補充する。

【0047】

一方、再液化システムＲＳの必要冷熱量が減少し、再液化システムＲＳの負荷を減少させる（Load-down）場合には、冷媒循環ライン内の圧力とバッファタンク１１０内の圧力との圧力差を利用して、冷媒循環ライン内の窒素冷媒の一部を、冷媒圧縮機の下流から第１ロードダウンラインＤＬ１によりバッファタンク１１０に排出させて、窒素冷媒の質量流量を減少させる。窒素冷媒の排出により、冷媒循環ライン内の圧力とバッファタンク１１０内の圧力とが同等になったら、冷媒循環ライン内の窒素冷媒を、第２ロードダウンラインＤＬ２によりブースト圧縮機２００の上流に供給して、ブースト圧縮機２００で圧縮した後、バッファタンク１１０に回収する。

【0048】

また、冷媒サイクルの稼働時には、冷媒圧縮機などで窒素冷媒が消費されることから、バッファタンク１１０内のユーティリティＮ_２を冷媒循環ラインに定期的に供給する供給配管ＲＳＬが設けられている。また、冷媒サイクルの冷媒循環ラインには、緊急状況で再液化システムＲＳの窒素冷媒を急速に抜き出すためのＮ_２ベントラインＶＬが接続されている。

【0049】

以上、本実施形態の冷媒充填システムは、冷媒サイクルのために別途設置される乾燥機やインベントリタンクなどの装置が不要となることで、初期設置費用を削減でき、船内空間の確保に寄与する。また、既に設置された装置と各装置との圧力差を利用して、再液化システムＲＳの窒素冷媒を充填または排出させることで、再液化システムＲＳの負荷を円滑に調整することができる。

【0050】

本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の技術的要旨を超えない範囲内で様々な変更または変形ができることは、本発明が属する技術分野の当業者にとって自明である。

【図1】

【図2】

【国際調査報告】