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公開番号2025112353
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006518
出願日2024-01-19
発明の名称エネルギー貯蔵システム
出願人JFEエンジニアリング株式会社
代理人個人
主分類F17C 6/00 20060101AFI20250725BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】液化空気による発電効率を効率的に高めることができるエネルギー貯蔵システムを提供する。
【解決手段】本発明に係るエネルギー貯蔵システム1は、LNGの蒸発ガスを燃料として発電する発電装置120と、空気を液化する空気液化装置50と、液化空気ポンプ吐出ライン181を流れる液化空気を常温の水との熱交換によって蒸発させる液化空気蒸発用熱交換器90と、液化空気ポンプ吐出ライン181において液化空気蒸発用熱交換器90よりも後流に配設され、発電装置120の排ガスとの熱交換によって、液化空気ポンプ吐出ライン181を流れる気体の空気を加温する空気加温用熱交換器100と、液化空気ポンプ吐出ライン181において空気加温用熱交換器100よりも後流に配設され、液化空気ポンプ吐出ライン181を流れる気体の空気を膨張させてタービンの回転力によって発電する空気膨張タービン110と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
LNGを貯留するLNG貯槽と、
前記LNG貯槽に貯留されているLNGを昇圧して払い出すLNGポンプと、
前記LNGポンプによって払い出されたLNGを流すLNG払出ラインと、
前記LNG貯槽において発生したLNGの蒸発ガスを燃料として発電する発電装置、及び／又は、前記LNGポンプによって払い出されたLNGの蒸発ガスを燃料として発電する発電装置と、
前記LNGポンプによって払い出されたLNGの冷熱を利用して空気を液化する空気液化装置と、
前記空気液化装置によって液化された空気を貯留する液化空気貯槽と、
前記液化空気貯槽に貯留されている液化空気を昇圧して払い出す液化空気ポンプと、
前記液化空気ポンプによって払い出された液化空気を流す液化空気ポンプ吐出ラインと、
前記液化空気ポンプ吐出ラインを流れる液化空気を常温の水との熱交換によって蒸発させる液化空気蒸発用熱交換器と、
前記液化空気ポンプ吐出ラインにおいて前記液化空気蒸発用熱交換器よりも後流に配設され、前記発電装置の排ガスとの熱交換によって、前記液化空気ポンプ吐出ラインを流れる気体の空気を加温する空気加温用熱交換器と、
前記液化空気ポンプ吐出ラインにおいて前記空気加温用熱交換器よりも後流に配設され、前記液化空気ポンプ吐出ラインを流れる気体の空気を膨張させてタービンの回転力によって発電する空気膨張タービンと、を有することを特徴とするエネルギー貯蔵システム。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記発電装置は、前記LNGポンプによって払い出されたLNGの蒸発ガスを燃料として発電する発電装置はガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせたガスタービンコンバインドサイクル発電装置であり、
前記液化空気蒸発用熱交換器は、前記ガスタービンコンバインドサイクル発電装置に備えられた復水器に供給される海水との熱交換によって、前記液化空気ポンプ吐出ラインを流れる液化空気を蒸発させることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項３】
前記LNG払出ラインに接続され、海水との熱交換によって前記LNG払出ラインから供給されるLNGを蒸発させるLNG気化器と、
海水を吸い込み吐出する気化器海水ポンプと、
前記気化器海水ポンプと前記LNG気化器とに接続され、前記気化器海水ポンプによって吐出された海水を前記LNG気化器に供給する気化器海水供給ラインと、
前記LNG気化器から海に海水を排出する海水排出ラインと、を有し、
前記液化空気蒸発用熱交換器は、前記海水排出ラインを流れる海水との熱交換によって、前記液化空気ポンプ吐出ラインを流れる液化空気を蒸発させることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化空気を媒体としてエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムに関し、発電出力を効率的に高めることのできるエネルギー貯蔵システムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
再生可能エネルギーの普及に伴い、エネルギー貯蔵システムのニーズが高まっており、液化空気によるエネルギー貯蔵もその方法の一つとして提案されている。しかしながら、空気を液化する際の圧縮動力が極めて大きいために充放電効率が低いというデメリットが存在していた。
【０００３】
この点、特許文献１には、空気をLNG及び液体水素（LH
2
）で段階的に冷やすことで低圧で液化し、冷熱が使われたLNG及びLH
2
を発電設備の燃料に、液化空気を酸化剤として発電設備に供給する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－８１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は入手難度の高いLH
2
を前提としているため設備の実現性が乏しく、仮に入手できたとしてもLH
2
の高いコストが設備運用コストに反映されるため、事業性を損なう可能性が高い。
また、液化空気を空気膨張タービンで膨張させて発電させる前に水や空気で気化させるとの記載があるが、水や空気では常温程度の温度にしかならず、膨張タービンによる発電効率が低くなってしまう。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、液化空気を媒体としてエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムにおいて、液化空気による発電効率を効率的に高めることができるエネルギー貯蔵システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係るエネルギー貯蔵システムは、LNGを貯留するLNG貯槽と、
前記LNG貯槽に貯留されているLNGを昇圧して払い出すLNGポンプと、
前記LNGポンプによって払い出されたLNGを流すLNG払出ラインと、
前記LNG貯槽において発生したLNGの蒸発ガスを燃料として発電する発電装置、及び／又は、前記LNGポンプによって払い出されたLNGの蒸発ガスを燃料として発電する発電装置と、
前記LNGポンプによって払い出されたLNGの冷熱を利用して空気を液化する空気液化装置と、
前記空気液化装置によって液化された空気を貯留する液化空気貯槽と、
前記液化空気貯槽に貯留されている液化空気を昇圧して払い出す液化空気ポンプと、
前記液化空気ポンプによって払い出された液化空気を流す液化空気ポンプ吐出ラインと、
前記液化空気ポンプ吐出ラインを流れる液化空気を常温の水との熱交換によって蒸発させる液化空気蒸発用熱交換器と、
前記液化空気ポンプ吐出ラインにおいて前記液化空気蒸発用熱交換器よりも後流に配設され、前記発電装置の排ガスとの熱交換によって、前記液化空気ポンプ吐出ラインを流れる気体の空気を加温する空気加温用熱交換器と、
前記液化空気ポンプ吐出ラインにおいて前記空気加温用熱交換器よりも後流に配設され、前記液化空気ポンプ吐出ラインを流れる気体の空気を膨張させてタービンの回転力によって発電する空気膨張タービンと、を有することを特徴とするものである。
【０００８】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記発電装置は、前記LNGポンプによって払い出されたLNGの蒸発ガスを燃料として発電する発電装置はガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせたガスタービンコンバインドサイクル発電装置であり、
前記液化空気蒸発用熱交換器は、前記ガスタービンコンバインドサイクル発電装置に備えられた復水器に供給される海水との熱交換によって、前記液化空気ポンプ吐出ラインを流れる液化空気を蒸発させることを特徴とするものである。
【０００９】
（３）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記LNG払出ラインに接続され、海水との熱交換によって前記LNG払出ラインから供給されるLNGを蒸発させるLNG気化器と、
海水を吸い込み吐出する気化器海水ポンプと、
前記気化器海水ポンプと前記LNG気化器とに接続され、前記気化器海水ポンプによって吐出された海水を前記LNG気化器に供給する気化器海水供給ラインと、
前記LNG気化器から海に海水を排出する海水排出ラインと、を有し、
前記液化空気蒸発用熱交換器は、前記海水排出ラインを流れる海水との熱交換によって、前記液化空気ポンプ吐出ラインを流れる液化空気を蒸発させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、液化空気を液化空気蒸発用熱交換器と空気加温用熱交換器の２段階で加熱、加温して空気膨張タービンに供給するようにしているので、液化空気による発電効率を効率的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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