CN103867238A - Lng船的蒸汽管线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在操纵区域处也能够在锅炉中进行天然气的专烧的LNG船的蒸汽管线。在主机用蒸汽涡轮的负载处于规定值以下的情况下，锅炉始终生成比所述主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量多的蒸汽量。

Description

LNG船的蒸汽管线

技术领域

本发明涉及一种LNG船(液化天然气运输船)的蒸汽管线，其将在以搭载于LNG船的LNG罐所储藏的液化天然气或者由LNG罐自然产生的蒸发汽等为燃料的锅炉中产生的蒸汽向主凝结器(main condenser)引导。

背景技术

作为将在以搭载于LNG船的LNG罐所储藏的液化天然气或者由LNG罐自然产生的蒸发汽为燃料的锅炉中产生的蒸汽向主凝结器引导的LNG船的蒸汽管线，例如公知有专利文献1所公开的结构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-227608号公报

发明的概要

发明要解决的课题

在此，在上述专利文献1所公开的LNG船中，基于从压缩机14到锅炉16的距离较远，供给管线23、25变长，涡轮19的负载发生变动时的向锅炉16供给的天然气的随动性(响应性)较差的理由，仅在以航海全速前进(Navigation Full Ahead：以航海(常用)速度的全速前进)进行航海时，在锅炉中进行气体的专烧(单燃料燃烧)，在除此之外的被称为操纵区域的、以操纵全速前进(Maneuvering Full Ahead：以港内速度的全速前进)、半速前进(HalfAhead：以港内速度的半速前进)、慢速前进(SlowAhead：以港内速度的微速前进)、最慢速前进(Dead SlowAhead：以港内速度的最微速前进)、最慢速后退(Dead Slow Astern：最微速后退)、慢速后退(Slow Astern：微速后退)、半速后退(Half Astern：半速后退)、全速后退(Full Astern：全速后退)进行航海时，在锅炉中进行燃料油(C重油、轻油等)的专烧或者燃料油与天然气的混烧。

然而，近年来，从保护环境的观点出发，相对于船舶燃料中(特别是重油)的硫磺的IMO所进行的限制加强，重油的使用在不久将来会受到限制，低硫磺量的轻油也较为昂贵，因此有可能使航运核算较大恶化。根据该背景，在操纵区域处也谋求天然气的专烧。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而作成的，其目的在于提供一种在操纵区域也能够在锅炉中进行天然气的专烧的LNG船的蒸汽管线。

用于解决课题的手段

本发明为了解决上述课题而采用以下的手段。

本发明的LNG船的蒸汽管线用于将在以搭载于LNG船的LNG罐所储藏的液化天然气或者由所述LNG罐自然产生的蒸发汽为燃料的锅炉中产生的蒸汽向主凝结器引导，其中，该蒸汽管线具备：主机用蒸汽管，其将在所述锅炉中产生的蒸汽向主机用蒸汽涡轮引导，并将在所述主机用蒸汽涡轮中结束做功的蒸汽向主凝结器引导；旁排蒸汽管，其将位于所述锅炉与所述主机用蒸汽涡轮之间的所述主机用蒸汽管的中途和位于所述主机用蒸汽涡轮与所述主凝结器之间的所述主机用蒸汽管的中途进行连通，并将在所述锅炉中产生的蒸汽绕过所述主机用蒸汽涡轮而向所述主凝结器引导；流量调节阀，其调节通过所述旁排蒸汽管的蒸汽的流量，在所述主机用蒸汽涡轮的负载处于规定值以下的情况下，所述锅炉始终生成比所述主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量多的蒸汽量。

根据本发明的LNG船的蒸汽管线，在存在提高主机用蒸汽涡轮的负载的负载提高要求的情况下，将流量调节阀向闭方向进行操作，使通过旁排蒸汽管的蒸汽的流量瞬时减少，与其相应地经由主机用蒸汽管向主机用蒸汽涡轮引导的蒸汽的流量、即主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量瞬时增加。另一方面，在存在降低主机用蒸汽涡轮的负载的负载降低要求的情况下，将流量调节阀向开方向进行操作，使通过旁排蒸汽管的蒸汽的流量瞬时增加，与其相应地经由主机用蒸汽管向主机用蒸汽涡轮引导的蒸汽的流量、即主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量瞬时减少。

由此，在操纵区域处也能够在锅炉中进行天然气的专烧。

在上述LNG船的蒸汽管线中，也可以将由所述锅炉产生的总计的蒸汽量设定为恒定。

根据这样的LNG船的蒸汽管线，在锅炉中，为了产生比主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量多的恒定的蒸汽量，向主机用蒸汽涡轮供给恒定流量的天然气(燃料)。

由此，无需与主机用蒸汽涡轮的负载相应地增减天然气的流量，能够不需要使天然气的流量增减的机构(结构)，能够削减设备成本以及维护成本。

本发明的LNG船具备上述任一方面的LNG船的蒸汽管线。

根据本发明的LNG船，能够应对在操纵区域处也欲在锅炉中进行天然气的专烧这样的用户要求。

本发明的LNG船的运用方法具备：以搭载于LNG船的LNG罐所储藏的液化天然气或者由所述LNG罐自然产生的蒸发汽为燃料而在锅炉中生成蒸汽的工序；将所述蒸汽向主机用蒸汽涡轮引导，并将在所述主机用蒸汽涡轮处结束做功的蒸汽向主凝结器引导的工序；将所述蒸汽绕过所述主机用蒸汽涡轮而向所述主凝结器引导的工序；对绕过所述主机用蒸汽涡轮而向所述凝结器引导的所述蒸汽的流量进行调节的工序，其中，在所述主机用蒸汽涡轮的负载处于规定值以下的情况下，所述锅炉始终生成比所述主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量多的蒸汽量。

根据本发明的LNG船的运用方法，在存在提高主机用蒸汽涡轮的负载的负载提高要求的情况下，将流量调节阀向闭方向进行操作，使通过旁排蒸汽管的蒸汽的流量瞬时减少，与其相应地经由主机用蒸汽管向主机用蒸汽涡轮引导的蒸汽的流量、即主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量瞬时增加。另一方面，在存在降低主机用蒸汽涡轮的负载的负载降低要求的情况下，将流量调节阀向开方向进行操作，使通过旁排蒸汽管的蒸汽的流量瞬时增加，与其相应地经由主机用蒸汽管向主机用蒸汽涡轮引导的蒸汽的流量、即主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量瞬时减少。

由此，在操纵区域处也能够在锅炉中进行天然气的专烧。

在上述LNG船的运用方法中，也可以在所述锅炉中产生恒定的蒸汽量。

根据这样的LNG船的运用方法，在锅炉中，为了产生比主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量多的恒定的蒸汽量，向主机用蒸汽涡轮供给恒定流量的天然气(燃料)。

由此，无需与主机用蒸汽涡轮的负载相应地增减天然气的流量，能够不需要增减天然气的流量的机构(结构)，能够削减设备成本以及维护成本。

发明效果

根据本发明的LNG船的蒸汽管线，起到在操纵区域处也能够在锅炉中进行天然气的专烧这样的效果。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的LNG船的蒸汽管线的概略的系统图。

图2是表示本发明的第一实施方式的总计的蒸汽量、蒸汽涡轮要求的蒸汽量、锅炉的压力以及天然气(燃料)流量与时间之问的关系、以往的蒸汽涡轮要求的蒸汽量、锅炉的压力以及天然气(燃料)流量与时间之问的关系的图表。

图3是表示本发明的第一实施方式以及第二实施方式的总计的蒸汽量以及蒸汽涡轮要求的蒸汽量与蒸汽涡轮的负载之间的关系的图表。

图4是表示本发明的第三实施方式的LNG船的蒸汽管线的概略的系统图。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

以下，参照图1以及图2，对本发明的第一实施方式所涉及的LNG船的蒸汽管线进行说明。

本实施方式的LNG船的蒸汽管线(以下，称为“蒸汽管线”。)1具备主蒸汽管(主机用蒸汽管)2与旁排蒸汽管(旁通蒸汽管)3。

主蒸汽管2是将在锅炉11中产生的蒸汽向(主机用)蒸汽涡轮12引导，并将在蒸汽涡轮12中结束做功的蒸汽向主凝结器13引导的配管。

蒸汽涡轮12具备使螺旋桨31向前进方向旋转的高压涡轮32以及低压涡轮33以及使螺旋桨31向后退方向旋转的后退涡轮34。在使螺旋桨31向前进方向进行旋转时，在锅炉11中产生的蒸汽通过高压涡轮32、低压涡轮33而到达主凝结器13，在使螺旋桨31向后退方向进行旋转时，在锅炉11中产生的蒸汽通过后退涡轮34而到达主凝结器13。

需要说明的是，图1中的附图标记21是将在主凝结器13处凝结的水向锅炉11引导的供水管，通过主蒸汽管2与供水管21来形成有循环管线(循环路线)22。

另外，图1中的附图标记35表示将蒸汽涡轮12的旋转向螺旋桨31传递的减速机。

旁排蒸汽管3是对位于锅炉11与蒸汽涡轮12之间的主蒸汽管2、更详细来说位于比第三蒸汽管43从第一蒸汽管41分支的分支点45靠上游侧的主蒸汽管2的中途和第四蒸汽管44的中途进行连通，并将在锅炉11中产生的蒸汽不通过蒸汽涡轮12而直接导向主凝结器13的配管。在旁排蒸汽管3的中途，设有对通过该旁排蒸汽管3的蒸汽的流量进行调节的流量调节阀46。

另外，如图3中单点划线所示，在本实施方式中，在蒸汽涡轮12的负载为0％～50％、具体来说以操纵全速前进、半速前进、慢速前进、最慢速前进、最慢速后退、慢速后退、半速后退、全速后退进行航海时，锅炉11所产生的总计蒸汽量(作为蒸汽涡轮12要求的蒸汽量(通过主蒸汽管2的蒸汽量)与图2中斜线所示的多余部分的蒸汽量(通过旁排蒸汽管3的蒸汽量)的合计值的总蒸汽量)设定为比蒸汽涡轮12要求的蒸汽量多的、恒定的蒸汽量。

即，如图2中实线所示，在锅炉11中，为了产生比蒸汽涡轮12要求的蒸汽量多的、恒定的蒸汽量，向锅炉11供给有恒定流量的天然气(燃料)。

然后，在具备本实施方式的蒸汽管线1的LNG船中，在锅炉11中进行天然气的专烧的情况下，并且存在提高蒸汽涡轮12的负载的负载提高要求、例如存在从以慢速前进的航海过渡至以半速前进的航海的负载提高要求的情况下，缩小流量调节阀46的开度，使通过旁排蒸汽管3的蒸汽的流量瞬时减少，与其相应地使通过第一蒸汽管41、第二蒸汽管42、以及第四蒸汽管44的蒸汽的流量、即蒸汽涡轮12要求的蒸汽量瞬时增加。换言之，在具备本实施方式的蒸汽管线1的LNG船中，无论是否在锅炉11中进行天然气的专烧，与蒸汽涡轮12的负载变动相应地使蒸汽涡轮12要求的蒸汽量增加。

与此相对，图2中的单点划线是表示具备不包括旁排蒸汽管3以及流量调节阀46的以往的蒸汽管线的LNG船中的蒸汽涡轮要求的蒸汽量、锅炉的压力以及天然气(燃料)流量与时间之间的关系的图表。如图2中的单点划线所示，在具备以往的蒸汽管线的LNG船中，在锅炉中进行天然气的专烧的情况下，并且在存在提高蒸汽涡轮的负载的负载提高要求的情况下，首先使锅炉的压力开始降低，接着使蒸汽涡轮要求的蒸汽量开始增加，之后使向锅炉供给的天然气(燃料)的流量开始增加。即，在具备以往的蒸汽管线的LNG船中，在锅炉中进行天然气的专烧的情况下，并且在存在提高蒸汽涡轮的负载的负载提高要求的情况下，蒸汽涡轮要求的蒸汽量缓缓地增加。因此，在具备以往的蒸汽管线的LNG船中，在锅炉中进行有天然气的专烧的情况下的、蒸汽涡轮的负载发生变动时的向锅炉供给的天然气的随动性(响应性)较差。

根据本实施方式的蒸汽管线1以及本实施方式的LNG船的运用方法，在具有提高蒸汽涡轮12的负载的负载提高要求的情况下，将流量调节阀46向闭方向进行操作，使通过旁排蒸汽管3的蒸汽的流量瞬时减少，与其相应地经由主蒸汽管2向蒸汽涡轮12引导的蒸汽的流量、即蒸汽涡轮12要求的蒸汽量瞬时增加。另一方面，在具有降低蒸汽涡轮12的负载的负载降低要求的情况下，将流量调节阀46向开方向进行操作，使通过旁排蒸汽管3的蒸汽的流量瞬时增加，与其相应地经由主蒸汽管2向蒸汽涡轮12引导的蒸汽的流量、即蒸汽涡轮12要求的蒸汽量瞬时减少。

由此，在操纵区域处也能够在锅炉11处进行天然气的专烧。

另外，根据本实施方式的蒸汽管线1以及本实施方式的LNG船的运用方法，为了在锅炉11中产生比蒸汽涡轮12要求的蒸汽量多的、恒定的蒸汽量，向蒸汽涡轮12供给恒定流量的天然气(燃料)。

由此，不需要与蒸汽涡轮12的负载相应地增减天然气的流量，能够无需设置使天然气的流量增减的机构(结构)，能够削减设备成本以及维护成本。

〔第二实施方式〕

参照图3对本发明的第二实施方式的蒸汽管线进行说明。

在图3中由斜线所示，在本实施方式的蒸汽管线中，在蒸汽涡轮12的负载为0％～50％、具体来说以操纵全速前进、半速前进、慢速前进、最慢速前进、最慢速后退、慢速后退、半速后退、全速后退进行航海时的、多余部分的蒸汽量(通过旁排蒸汽管3的蒸汽量)被设定为第一实施方式的内容所说明的多余部分的蒸汽量的(大约)一半这点上与上述的第一实施方式不同。

根据本实施方式的蒸汽管线以及本实施方式的LNG船的运用方法，在具有提高蒸汽涡轮12的负载的负载提高要求的情况下，将流量调节阀46向闭方向进行操作，使通过旁排蒸汽管3的蒸汽的流量瞬时减少，与其相应地经由主蒸汽管2向蒸汽涡轮12引导的蒸汽的流量、即蒸汽涡轮12要求的蒸汽量瞬时增加。另一方面，在具有降低蒸汽涡轮12的负载的负载降低要求的情况下，将流量调节阀46向开方向进行操作，使通过旁排蒸汽管3的蒸汽的流量瞬时增加，与其相应地经由主蒸汽管2向蒸汽涡轮12引导的蒸汽的流量、即蒸汽涡轮12要求的蒸汽量瞬时减少。

由此，在操纵区域处也能够在锅炉11中进行天然气的专烧。

另外，根据本实施方式的蒸汽管线以及本实施方式的LNG船的运用方法，多余部分的蒸汽量是第一实施方式的内容所说明的多余部分的蒸汽量的(大约)一半即可，能够减少不必要丢弃的蒸汽量，能够谋求燃料费的削减。

〔第三实施方式〕

参照图4对本发明的第三实施方式的蒸汽管线进行说明。

如图4所示，本实施方式的蒸汽管线51在除主蒸汽管2以及旁排蒸汽管3之外还具备发电机用蒸汽管52这一点与上述实施方式的内容不同。

需要说明的是，对与上述实施方式相同的构件标注相同的附图标记，在此省略对于上述构件的说明。

发电机用蒸汽管52是对位于锅炉11与蒸汽涡轮12之间的主蒸汽管2、更详细来说位于比第三蒸汽管43从第一蒸汽管41分支的分支点45靠上游侧的主蒸汽管2的中途与第四蒸汽管44的中途进行连通，并将在锅炉11中产生的蒸汽不通过蒸汽涡轮12而直接导入主凝结器13的配管。在发电机用蒸汽管52的中途，设有对发电机53进行驱动使其旋转的发电机用蒸汽涡轮54。

本实施方式的蒸汽管线51的作用效果与上述实施方式的作用效果是相同的，在此省略其说明。

需要说明的是，本发明并不限定于上述实施方式，也能够根据适当需要进行变形·变更而实施。

例如，在上述实施方式中，将操纵区域定义为以操纵全速前进、半速前进、慢速前进、最慢速前进、最慢速后退、慢速后退、半速后退、全速后退进行航海时，但本发明并不限定于此，也可以定义为以半速前进、慢速前进、最慢速前进、最慢速后退、慢速后退、半速后退、全速后退进行航海时等。

另外，在上述实施方式中，在蒸汽涡轮12的负载为0％～50％时，锅炉11所产生的总计蒸汽量设定为比蒸汽涡轮12要求的蒸汽量多的、恒定的蒸汽量，但本发明并不限定于此，也可以是蒸汽涡轮12的负载为0％～40％时或蒸汽涡轮12的负载为0％～60％时等。

另外，在上述第二实施方式中，在蒸汽涡轮12的负载为0％～50％时，多余部分的蒸汽量设定为第一实施方式内容所说明的多余部分的蒸汽量的(大约)一半，但本发明并不限定于此，也可以将多余部分的蒸汽量设定为第一实施方式的内容所说明的多余部分的蒸汽量的四分之一、三分之一、三分之二、四分之三等。

另外，在上述的实施方式中，也可以通过如下方式基于LNG船停泊时与进行航海时来改变PID模式的常量：在LNG船停泊时、即向蒸汽涡轮12导入的蒸汽量为0(零)且锅炉11所产生的蒸汽仅通过旁排蒸汽管3以及发电机用蒸汽管52时，即便发电机用蒸汽涡轮54的负载发生变动，也使朝发电机用蒸汽涡轮54的蒸汽量缓慢地增减，在LNG船进行航海时，与蒸汽涡轮12的负载变动相适地使朝蒸汽涡轮12的蒸汽量增减。

另外，也可以通过以下方式基于出入港时和除此之外时来改变PID模式的常量，在LNG船的负载较低、例如以慢速前进、最慢速前进、最慢速后退、慢速后退、半速后退、全速后退进行航海时，与蒸汽涡轮12的负载变动相适地使朝蒸汽涡轮12的蒸汽量进行增减，在以操纵全速前进、半速前进来航海时，即便蒸汽涡轮12的负载发生变动，也使朝蒸汽涡轮12的蒸汽量缓慢地增减。

在此，在出入港时那样的负载变动频繁地产生时，要求较快的控制速度，另外需要保持用于供给负载变动的某一恒定的蒸汽量。

与此相对，在LNG船停泊等负载变动极其少的情况下，通过使PID模式的常量变化、换句话说延迟控制速度，能够与负载变动比较激烈的情况相比使保持的蒸汽量减少，最终实现使用燃料的削减。

附图标记说明：

1   蒸汽管线(LNG船的蒸汽管线)

2   (主机用)蒸汽管

3   旁排蒸汽管

11  锅炉

12  (主机用)蒸汽涡轮

13  主凝结器

46  流量调节阀

51  蒸汽管线(LNG船的蒸汽管线)

Claims (5)

1.一种LNG船的蒸汽管线，该LNG船的蒸汽管线用于将在锅炉中产生的蒸汽向主凝结器引导，该锅炉以搭载于LNG船的LNG罐所储藏的液化天然气或者由所述LNG罐自然产生的蒸发汽为燃料，其中，

所述LNG船的蒸汽管线具备：

主机用蒸汽管，其将在所述锅炉中产生的蒸汽向主机用蒸汽涡轮引导，并将在所述主机用蒸汽涡轮中结束做功的蒸汽向主凝结器引导；

旁排蒸汽管，其将位于所述锅炉与所述主机用蒸汽涡轮之间的所述主机用蒸汽管的中途和位于所述主机用蒸汽涡轮与所述主凝结器之间的所述主机用蒸汽管的中途进行连通，并将在所述锅炉中产生的蒸汽绕过所述主机用蒸汽涡轮而向所述主凝结器引导；

流量调节阀，其调节通过所述旁排蒸汽管的蒸汽的流量，

在所述主机用蒸汽涡轮的负载处于规定值以下的情况下，所述锅炉始终生成比所述主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量多的蒸汽量。

2.根据权利要求1所述的LNG船的蒸汽管线，其中，

由所述锅炉产生的总计的蒸汽量设定为恒定。

3.一种LNG船，其中，

具备权利要求1或2所述的LNG船的蒸汽管线。

4.一种LNG船的运用方法，包括：

以搭载于LNG船的LNG罐所储藏的液化天然气或者由所述LNG罐自然产生的蒸发汽为燃料而在锅炉中生成蒸汽的工序；

将所述蒸汽向主机用蒸汽涡轮引导，并将在所述主机用蒸汽涡轮中结束做功的蒸汽向主凝结器引导的工序；

将所述蒸汽绕过所述主机用蒸汽涡轮而向所述主凝结器引导的工序；

对绕过所述主机用蒸汽涡轮并向所述主凝结器引导的所述蒸汽的流量进行调节的工序，

其中，

在所述主机用蒸汽涡轮的负载处于规定值以下的情况下，所述锅炉始终生成比所述主机用蒸汽涡轮要求的蒸汽量多的蒸汽量。

5.根据权利要求4所述的LNG船的运用方法，其中，

在所述锅炉中产生恒定的蒸汽量。

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