JPS5938410B2 - 混合熱媒体ランキンサイクルの発電装置 - Google Patents
混合熱媒体ランキンサイクルの発電装置Info
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- JPS5938410B2 JPS5938410B2 JP56203194A JP20319481A JPS5938410B2 JP S5938410 B2 JPS5938410 B2 JP S5938410B2 JP 56203194 A JP56203194 A JP 56203194A JP 20319481 A JP20319481 A JP 20319481A JP S5938410 B2 JPS5938410 B2 JP S5938410B2
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- Japan
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- mixed heat
- gas
- vaporizer
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
従来、LNG冷熱は無益に海水に持ち去られていたが、
この冷熱を利用して発電するシステムが国内のLNG受
入基地で最近多く採用されるようになった。
この冷熱を利用して発電するシステムが国内のLNG受
入基地で最近多く採用されるようになった。
本発明は数あるLNG冷熱利用発電方式の中でも発電出
力が多く得られる極めて魅力的な混合熱媒体ランキンサ
イクルの発電装置に関するものである。
力が多く得られる極めて魅力的な混合熱媒体ランキンサ
イクルの発電装置に関するものである。
従来のこの種発電設備には、概略フローを第1図に示す
如く、MR水ポンプで昇圧したMR液を多流体熱交換器
2、MR気化器3でガス化し、タービン4内で膨張させ
、発電機5により発電するようにし、タービン4内で膨
張したガスは再び多流体熱交換器2に流入させて凝縮し
、受液ドラム6を介してMR水ポンプ吸入させるように
し、一方、多流体熱交換器2へ流入するLNG7は、タ
ービン4の排気ガスを凝縮する冷熱源の一部とされる(
残りの冷熱はMR水ポンプ昇圧されたMR液自身から得
られる)ようにしたものがある。
如く、MR水ポンプで昇圧したMR液を多流体熱交換器
2、MR気化器3でガス化し、タービン4内で膨張させ
、発電機5により発電するようにし、タービン4内で膨
張したガスは再び多流体熱交換器2に流入させて凝縮し
、受液ドラム6を介してMR水ポンプ吸入させるように
し、一方、多流体熱交換器2へ流入するLNG7は、タ
ービン4の排気ガスを凝縮する冷熱源の一部とされる(
残りの冷熱はMR水ポンプ昇圧されたMR液自身から得
られる)ようにしたものがある。
尚、上記において、「MRJとはMix 。
Refrigerantの略で、メタン、エタン、プロ
パン、ブタン等の「混合熱媒体」を称したものである。
パン、ブタン等の「混合熱媒体」を称したものである。
以下において同じである。
LNGの中にもメタンが含まれているが、MR組成とは
含有する混合割り合いが違う。
含有する混合割り合いが違う。
MR組成の一例を示すと、
メタン 35Mo1%
エタン 50
プロパン 10Mo1%
ブタン 5
である。
8はタービンバイパス弁、9.ILllは弁である。
上記従来の設備を起動するに際しては、MR水ポンプを
起動後、多流体熱交換器2へのLNG流量及びMR液の
流量を徐々に増加させ、多流体熱交換器2、MR気化器
3でガス化したMRはタービンバイパス弁8を通過し多
流体熱交換器2へ戻すようにする。
起動後、多流体熱交換器2へのLNG流量及びMR液の
流量を徐々に増加させ、多流体熱交換器2、MR気化器
3でガス化したMRはタービンバイパス弁8を通過し多
流体熱交換器2へ戻すようにする。
上記LNG、MR液は、多流体熱交換器2の温熱源であ
るMRガスで加熱されなければならないが、設備建設後
の起動あるいは定期検査後の起動のようにMRガス系統
にガスが封入されていない場合は、起動当初多流体熱交
換器2へのガス流入がないため、多流体熱交換器2内で
LNG、MR液への加熱がなされない。
るMRガスで加熱されなければならないが、設備建設後
の起動あるいは定期検査後の起動のようにMRガス系統
にガスが封入されていない場合は、起動当初多流体熱交
換器2へのガス流入がないため、多流体熱交換器2内で
LNG、MR液への加熱がなされない。
したがって、多流体熱交換器2の出口のLNG、MR液
温度は、通常運転時より大幅に低下する問題がある。
温度は、通常運転時より大幅に低下する問題がある。
一方、当該部の最低温度は使用している材料により制限
を受け、又起動に先立ち、MRガス系統にガスが封入さ
れている場合でも受液ドラム6における気液平衡の関係
から多流体熱交換器のMRガス系統は、低沸点成分(例
示したMR組成の場合メタン)が多いガスとなるので、
多流体熱交換器2内で熱交換が十分なされず、ガスが封
入されていない場合と同様な現象が生ずる。
を受け、又起動に先立ち、MRガス系統にガスが封入さ
れている場合でも受液ドラム6における気液平衡の関係
から多流体熱交換器のMRガス系統は、低沸点成分(例
示したMR組成の場合メタン)が多いガスとなるので、
多流体熱交換器2内で熱交換が十分なされず、ガスが封
入されていない場合と同様な現象が生ずる。
更に起動時MR水ポンプはミニマムフロー運転が継続さ
れる。
れる。
このミニマムフロー液は受液ドラム6へ戻され、そこで
フラッシュし、低沸点成分の多いガスが発生する。
フラッシュし、低沸点成分の多いガスが発生する。
このため、受液ドラム6の器内圧が上昇すると同時に多
流体熱交換器2へこのガスが逆流するようになり、温熱
源であるMRガスの正常な流れを阻害し、同時に低沸点
成分のため充分な熱交換も行われない。
流体熱交換器2へこのガスが逆流するようになり、温熱
源であるMRガスの正常な流れを阻害し、同時に低沸点
成分のため充分な熱交換も行われない。
従来の設備では、以上のような条件の下で各制限値を守
りつつ起動せざるを得す、起動が極めて難しい。
りつつ起動せざるを得す、起動が極めて難しい。
本発明は、上記難しい起動操作を容易にすることを目的
とするもので、ポンプで昇圧した混合熱媒体を多流体熱
交換器、気化器でガス化しタービンで膨張させ仕事をさ
せるようにした混合熱媒体液を多流体熱交換器を経ない
で気化器へ導く管路を設けて該管路に起動用混合熱媒体
気化器を設け、上記混合熱媒体な受液ドラムに戻して循
環させる管路に混合熱媒体ポンプミニマムフロー冷却器
を設け、更に低沸点成分の多いガスを凝縮させるための
起動用混合熱媒体凝縮器を設けたことを特徴とするもの
である。
とするもので、ポンプで昇圧した混合熱媒体を多流体熱
交換器、気化器でガス化しタービンで膨張させ仕事をさ
せるようにした混合熱媒体液を多流体熱交換器を経ない
で気化器へ導く管路を設けて該管路に起動用混合熱媒体
気化器を設け、上記混合熱媒体な受液ドラムに戻して循
環させる管路に混合熱媒体ポンプミニマムフロー冷却器
を設け、更に低沸点成分の多いガスを凝縮させるための
起動用混合熱媒体凝縮器を設けたことを特徴とするもの
である。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本発明の混合熱媒体ランキンサイクルの発電装置は、第
1図に示す如き従来の設備での起動の難しさを克服する
ため、第2図に示す如く、第1図と同じフローにおいて
、MR水ポンプからのMR液を多流体熱交換器2を通さ
ないで、MR気化器30入側に導(管路を設けて該管路
に起動用MR気化器12を設けると共に、受液ドラム6
にLNGで冷却される起動用MR凝縮器13を設け、更
にMR水ポンプニマムフロー冷却器14を設け、これら
容器により起動を容易に行えるようにする。
1図に示す如き従来の設備での起動の難しさを克服する
ため、第2図に示す如く、第1図と同じフローにおいて
、MR水ポンプからのMR液を多流体熱交換器2を通さ
ないで、MR気化器30入側に導(管路を設けて該管路
に起動用MR気化器12を設けると共に、受液ドラム6
にLNGで冷却される起動用MR凝縮器13を設け、更
にMR水ポンプニマムフロー冷却器14を設け、これら
容器により起動を容易に行えるようにする。
詳述するに、起動用MR気化器12は、設備起動時に多
流体熱交換器2の温熱源MRガスを如何なる条件下でも
確保し得るようにするために設けるもので、小容量のも
のである。
流体熱交換器2の温熱源MRガスを如何なる条件下でも
確保し得るようにするために設けるもので、小容量のも
のである。
この起動用MR気化器12は、設備の起動に先立ってM
R水ポンプとともに起動させ、MRガス系統にガスを封
入させるようにするものである。
R水ポンプとともに起動させ、MRガス系統にガスを封
入させるようにするものである。
この起動用MR気化器の役割を、MR気化器3で行うこ
とが考えられるが、この場合、MR気化器3へ流入する
MR水ポンプの吐出液温度は、通常運転時の温度より大
幅に低い(たとえば、通常運転時が一50℃であるのに
対し、起動時が一135℃)のため、MR気化器3及び
その接続配管、機器を起動時の温度に耐えられるものに
しておかなければならず、経済的に極めて不利である。
とが考えられるが、この場合、MR気化器3へ流入する
MR水ポンプの吐出液温度は、通常運転時の温度より大
幅に低い(たとえば、通常運転時が一50℃であるのに
対し、起動時が一135℃)のため、MR気化器3及び
その接続配管、機器を起動時の温度に耐えられるものに
しておかなければならず、経済的に極めて不利である。
起動用MR凝縮器13は、系内の低沸点成分の多いガス
を凝縮させるために設けるものである。
を凝縮させるために設けるものである。
たとえば、長期停止後の再起動のように、MRガス系統
に低沸点成分が多いガスが滞留している可能性がある場
合、そのまま起動すると、多流体熱交換器2の温熱源と
して低沸点成分が多いガスが供給され、熱交換が十分な
されない。
に低沸点成分が多いガスが滞留している可能性がある場
合、そのまま起動すると、多流体熱交換器2の温熱源と
して低沸点成分が多いガスが供給され、熱交換が十分な
されない。
その結果、多流体熱交換器2のLNG液入口温度の低下
は免れない。
は免れない。
これを避けるため、予め低沸点成分の多いガスを凝縮さ
せるために設けたのが、この起動用MR凝縮器13であ
る。
せるために設けたのが、この起動用MR凝縮器13であ
る。
すなわち、MRガス系内に滞留していた低沸点成分の多
いガスが、MR水ポンプと起動用MR気化器12が発生
させたMRガスによって押し出されると、この押し出さ
れたガスをLNGを冷却源に使用している起動用MR凝
縮器13で凝縮させ、MRガス系内を本来のMRガスで
置換させる役割をするようにしたものである。
いガスが、MR水ポンプと起動用MR気化器12が発生
させたMRガスによって押し出されると、この押し出さ
れたガスをLNGを冷却源に使用している起動用MR凝
縮器13で凝縮させ、MRガス系内を本来のMRガスで
置換させる役割をするようにしたものである。
又、MR水ポンプニマムフロー冷却器14は、多流体熱
交換器2内での熱交換が阻害されるのを取り除くために
設けるものである。
交換器2内での熱交換が阻害されるのを取り除くために
設けるものである。
すなわち、設備起動の際は、当初から多量のMRを循環
させることは不可能であり、MR水ポンプニマムフロー
運転は避けられない。
させることは不可能であり、MR水ポンプニマムフロー
運転は避けられない。
この場合、ポンプ1の吸い込みMRは飽和液であるため
、ミニマムフロー液をそのまま受液ドラム6へ戻すと、
ポンプ1での入熱によりガスが発生し、その結果、受液
ドラム6の器内圧が上昇し、多流体熱交換器2への温熱
源MRガスの流入を阻害することになる。
、ミニマムフロー液をそのまま受液ドラム6へ戻すと、
ポンプ1での入熱によりガスが発生し、その結果、受液
ドラム6の器内圧が上昇し、多流体熱交換器2への温熱
源MRガスの流入を阻害することになる。
又、発生するガスは低沸点成分が多いため、このガスが
多流体熱交換器2内へ侵入すると、多流体熱交換器2内
での熱交換をも阻害することになる。
多流体熱交換器2内へ侵入すると、多流体熱交換器2内
での熱交換をも阻害することになる。
MR水ポンプニマムフロー冷却器14は、上記の不具合
を取り除くためのもので、受液ドラム6へ流入する前に
ミニマムフロー液をLNGを使用して冷却しガスの発生
を防ぐようにするため、バイパス管路15に設ける。
を取り除くためのもので、受液ドラム6へ流入する前に
ミニマムフロー液をLNGを使用して冷却しガスの発生
を防ぐようにするため、バイパス管路15に設ける。
尚、第2図中、第1図と同一符号のものは同一のものを
示し、又16,17は弁である。
示し、又16,17は弁である。
上記構成であるから、設備の起動は次の順序で行う。
先ス、MR水ポンプニマムフロー冷却器14の冷媒(L
NG)を通し、弁9を開、弁10,16を閉にした状態
でMR水ポンプを起動させ、MRポンプ1→MRポンプ
ミニマムフロー冷却器14→弁9→受液ドラム6→MR
ポンプ1の系統でMR液を循環させる。
NG)を通し、弁9を開、弁10,16を閉にした状態
でMR水ポンプを起動させ、MRポンプ1→MRポンプ
ミニマムフロー冷却器14→弁9→受液ドラム6→MR
ポンプ1の系統でMR液を循環させる。
次に、起動用MR気化器12とMR気化器3の加熱媒体
(海水)を通すと共に、起動用MR凝縮器13の冷媒(
LNG)を通し、弁16を開にし、弁9,17を閉にす
る。
(海水)を通すと共に、起動用MR凝縮器13の冷媒(
LNG)を通し、弁16を開にし、弁9,17を閉にす
る。
これによりMR水ポンプからのMR液は起動用MR気化
器12へ導かれ、該起動用MR気化器12で気化される
。
器12へ導かれ、該起動用MR気化器12で気化される
。
気化したガスは、MR気化器3を通った後、タービンバ
イパス弁8、多流体熱交換器2を経由して受液ドラム6
へ流入し、起動用MR凝縮器13で液化される。
イパス弁8、多流体熱交換器2を経由して受液ドラム6
へ流入し、起動用MR凝縮器13で液化される。
以上の操作を一定時間行った後にタービンバイパス弁8
を閉とする。
を閉とする。
次に、起動用MR凝縮器13の冷媒を停止するが、起動
用MR気化器12でMR液の気化を依然として継続させ
、第3図に示す如く太線部を20kg/caft程度の
圧力のガスで充満させ、弁16を閉とする。
用MR気化器12でMR液の気化を依然として継続させ
、第3図に示す如く太線部を20kg/caft程度の
圧力のガスで充満させ、弁16を閉とする。
図中太線部でガスが充満させられ弁16を閉にした後は
、弁10,11を徐々に開とすると同時に弁8をも開操
作し、LNG7、MRの流量を増加させる。
、弁10,11を徐々に開とすると同時に弁8をも開操
作し、LNG7、MRの流量を増加させる。
この際、弁100通過流量がMR水ポンプのミニマムフ
ロー量以上になると、弁9は自動的に閉止する。
ロー量以上になると、弁9は自動的に閉止する。
本発明では、上記ガスの充満からLNG、MRの流量増
加までの操作を極めて容易且つ短時間に行うことができ
る。
加までの操作を極めて容易且つ短時間に行うことができ
る。
上記の操作によりMR流量がある値以上になると、弁8
を閉止し、弁17を開とし、タービン4を回転させるこ
とにより発電機5の運転へ移行でき、設備の起動は完了
する。
を閉止し、弁17を開とし、タービン4を回転させるこ
とにより発電機5の運転へ移行でき、設備の起動は完了
する。
以上本発明の装置による設備起動手順を説明したが、第
3図の太線部及びタービンバイパス弁8から受液ドラム
6までの間が本来のMRガスで満たされている場合は、
上記した起動用MR凝縮器13の冷媒を通したり、気化
したガスを該起動用MR凝縮器13で液化させたり、又
、この操作を一定時間行わせたり、起動用MR凝縮器1
3の冷媒を停止したりする諸操作を不要にすることがで
きる。
3図の太線部及びタービンバイパス弁8から受液ドラム
6までの間が本来のMRガスで満たされている場合は、
上記した起動用MR凝縮器13の冷媒を通したり、気化
したガスを該起動用MR凝縮器13で液化させたり、又
、この操作を一定時間行わせたり、起動用MR凝縮器1
3の冷媒を停止したりする諸操作を不要にすることがで
きる。
以上述べた如く本発明の装置によれば、MRポンフカラ
のMR液をMR水ポンプニマムフロー冷却器を経て循環
させるようにすると共に、MR液を気化したガスを封じ
込めてお(ようにしてあり、更に系内に滞留しているガ
スが低沸点成分の多いガスの場合には凝縮させて系内か
らパージさせる起動用MR凝縮器を備えているので、従
来極めて難しかった設備の起動が容易に且つ短時間にで
き、又設備の起動を自動化することができる、という優
れた効果を奏し得る。
のMR液をMR水ポンプニマムフロー冷却器を経て循環
させるようにすると共に、MR液を気化したガスを封じ
込めてお(ようにしてあり、更に系内に滞留しているガ
スが低沸点成分の多いガスの場合には凝縮させて系内か
らパージさせる起動用MR凝縮器を備えているので、従
来極めて難しかった設備の起動が容易に且つ短時間にで
き、又設備の起動を自動化することができる、という優
れた効果を奏し得る。
第1図は従来の混合熱媒体ランキンサイクルの発電装置
のフローを示す概略図、第2図は本発明の混合熱媒体ラ
ンキンサイクルの発電装置のフローを示す概略図、第3
図は本発明の操作時の状態を示す説明図である。 1・・・・・・MR水ポンプ2・・・・・・多流体熱交
換器、3・・・・・・MR気化器、4・・・・・・ター
ビン、5・・・・・・発電機、6・・・・・・受液ドラ
ム、8・・・・・・タービンバイパス弁、12・・・・
・・起動用MR気化器、13・・・・・・起動用MR凝
縮器、14・・・・・・MR水ポンプニマムフロー冷却
器。
のフローを示す概略図、第2図は本発明の混合熱媒体ラ
ンキンサイクルの発電装置のフローを示す概略図、第3
図は本発明の操作時の状態を示す説明図である。 1・・・・・・MR水ポンプ2・・・・・・多流体熱交
換器、3・・・・・・MR気化器、4・・・・・・ター
ビン、5・・・・・・発電機、6・・・・・・受液ドラ
ム、8・・・・・・タービンバイパス弁、12・・・・
・・起動用MR気化器、13・・・・・・起動用MR凝
縮器、14・・・・・・MR水ポンプニマムフロー冷却
器。
Claims (1)
- 1 ポンプで昇圧した混合熱媒体液を多流体熱交換器、
気化器でガス化しタービンで膨張させ仕事をさせるよう
にした混合熱媒体ランキンサイクルの発電装置において
、上記混合熱媒体液を多流体熱交換器を経ないで気化器
へ導く管路を設けて該管路に起動用混合熱媒体気化器を
設け、上記混合熱媒体液を受液ドラムに戻して循環させ
る管路に混合熱媒体ポンプミニマムフロー冷却器を設け
、更に低沸点成分の多いガスを凝縮させるための起動用
混合熱媒体凝縮器を設けたことを特徴とする混合熱媒体
ランキンサイクルの発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56203194A JPS5938410B2 (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 混合熱媒体ランキンサイクルの発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56203194A JPS5938410B2 (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 混合熱媒体ランキンサイクルの発電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58104310A JPS58104310A (ja) | 1983-06-21 |
JPS5938410B2 true JPS5938410B2 (ja) | 1984-09-17 |
Family
ID=16470016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56203194A Expired JPS5938410B2 (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 混合熱媒体ランキンサイクルの発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5938410B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61110794U (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-14 | ||
JPS644411U (ja) * | 1987-06-25 | 1989-01-11 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2811015B1 (fr) * | 2000-06-30 | 2003-02-21 | Ecia Equip Composants Ind Auto | Volume d'echappement et dispositif d'echappement le comportant |
ITMI20110243A1 (it) * | 2011-02-18 | 2012-08-19 | Exergy Orc S R L | Impianto e processo co-generativo per la produzione di energia tramite ciclo rankine organico |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5799223A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-19 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Power collector device from lng by rankin cycle and its start-up method |
-
1981
- 1981-12-16 JP JP56203194A patent/JPS5938410B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5799223A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-19 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Power collector device from lng by rankin cycle and its start-up method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61110794U (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-14 | ||
JPS644411U (ja) * | 1987-06-25 | 1989-01-11 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58104310A (ja) | 1983-06-21 |
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