CN109416002B - 船舶 - Google Patents

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CN109416002B CN201780039767.7A CN201780039767A CN109416002B CN 109416002 B CN109416002 B CN 109416002B CN 201780039767 A CN201780039767 A CN 201780039767A CN 109416002 B CN109416002 B CN 109416002B
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Abstract

船舶具备：推进用的气体消耗器；贮存LNG的箱；将在箱内产生的BOG导入压缩机中的送气线；将从压缩机排出的BOG导入气体消耗器中的供给线；设置有膨胀装置的返送线，其使剩余气体从供给线返回箱中；用于在膨胀装置的上游侧对流经返送线的剩余气体进行冷却的常用热交换器；用于在常用热交换器与膨胀装置之间对流经返送线的剩余气体进行冷却的紧急用热交换器；以及将从配置在箱内的泵喷出的LNG导入强制气化器中的送液线，紧急用热交换器通过潜热蓄热材料在被常用热交换器冷却后的剩余气体与流经送液线的LNG之间进行热交换，潜热蓄热材料被LNG冷却而凝固，被规定温度以上的剩余气体加热而融化。

Description

船舶
技术领域
本发明涉及含有推进用的气体消耗器的船舶。
背景技术
一直以来，对于船舶的推进用的气体消耗器，采用往复式发动机、燃气涡轮发动机、燃气锅炉等。例如，在专利文献1中，公开了图12所示那样的船舶100。该船舶100包括MEGI发动机作为推进用的气体消耗器，其中，所述MEGI发动机以在贮存液化天然气的箱110内产生的蒸发气体作为燃料。
具体来说，在船舶100中，蒸发气体通过送气线121被从箱110向压缩机130引导，并通过压缩机130而被压缩为高温高压。从压缩机130排出的蒸发气体通过供给线122被导入MEGI发动机。从供给线122分支出返送线140，该返送线140与箱110相连。返送线140起到如下作用：使蒸发气体中的没有被MEGI发动机消耗完的部分、即剩余气体从供给线122返回箱110。
在返送线140上，从上游侧起依次设置有膨胀阀141和气液分离器142。通过返送线140向箱110返回的高温高压的剩余气体被2个热交换器161、162冷却，然后通过膨胀阀141膨胀而成为低温低压的气液两相状态。气液两相状态的剩余气体通过气液分离器142被分离成气体成分和液体成分，只有液体成分返回箱110。另一方面，气体成分从气液分离器142通过再循环线150被导向送气线121。
在返送线140上，位于上游侧的热交换器161在流经返送线140的剩余气体和流经送气线121的蒸发气体之间进行热交换，位于下游侧的热交换器162在被热交换器161冷却后的剩余气体与流经再循环线150的气体成分之间进行热交换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2015-505941号公报
发明内容
发明所要解决的课题
可是，在图12所示的船舶100中，剩余气体仅借助流经送气线121的蒸发气体的冷能和流经再循环线150的气体成分的冷能进行冷却。因此，根据剩余气体的量，存在如下情况：剩余气体没有被充分冷却，剩余气体的再液化率(再液化量相对于剩余气体总量的比例)降低。例如，在船舶的通常航行时，几乎不产生剩余气体，但在停泊时会大量产生剩余气体。
因此，本发明的目的在于，即使在剩余气体较多的情况下也能够充分地冷却剩余气体。
用于解决课题的手段
为了解决所述课题，本发明提供一种船舶，所述船舶具备：推进用的气体消耗器；贮存液化天然气的箱；送气线，其将在所述箱内产生的蒸发气体导入压缩机中；供给线，其将从所述压缩机排出的蒸发气体导入所述气体消耗器中；设置有膨胀装置的返送线，其使剩余气体从所述供给线返回所述箱中；常用热交换器，其用于在所述膨胀装置的上游侧对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；紧急用热交换器，其用于在所述常用热交换器与所述膨胀装置之间对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；以及送液线，其将从配置在所述箱内的泵喷出的液化天然气导入强制气化器中，所述紧急用热交换器通过潜热蓄热材料在被所述常用热交换器冷却后的剩余气体与流经所述送液线的液化天然气之间进行热交换，所述潜热蓄热材料被液化天然气冷却而凝固，被规定温度以上的剩余气体加热而融化。
根据上述结构，通过使紧急用热交换器的潜热蓄热材料凝固，由此能够将液化天然气的冷能作为潜热蓄热材料的潜热蓄积起来。在剩余气体较少的情况下，剩余气体被常用热交换器充分地冷却，流入紧急用热交换器中的剩余气体的温度变得比规定温度低或变为相同的程度。因此，紧急用热交换器几乎不发挥功能。另一方面，在剩余气体较多的情况下，通过常用热交换器进行的剩余气体的冷却变得不充分，流入紧急用热交换器中的剩余气体的温度变得比规定温度高。因此，紧急用热交换器的潜热蓄热材料融化。即，在剩余气体较多的情况下，能够通过蓄积在潜热蓄热材料中的液化天然气的冷能来冷却剩余气体。因此，即使在剩余气体较多的情况下也能够充分地冷却剩余气体，从而能够提高剩余气体的再液化率。
另外，从另一方面出发，本发明提供一种船舶，所述船舶具备：推进用的气体消耗器；贮存液化天然气的箱；送气线，其将在所述箱内产生的蒸发气体导入压缩机中；供给线，其将从所述压缩机排出的蒸发气体导入所述气体消耗器中；设置有膨胀装置的返送线，其使剩余气体从所述供给线返回所述箱中；常用热交换器，其用于在所述膨胀装置的上游侧对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；以及紧急用热交换器，其用于在所述常用热交换器与所述膨胀装置之间对流经所述返送线的剩余气体进行冷却，所述紧急用热交换器通过潜热蓄热材料在被所述常用热交换器冷却后的剩余气体与流经所述供给线的蒸发气体之间进行热交换，所述潜热蓄热材料被蒸发气体冷却而凝固，被规定温度以上的剩余气体加热而融化。
根据上述结构，通过使紧急用热交换器的潜热蓄热材料凝固，由此能够将蒸发气体的冷能作为潜热蓄热材料的潜热蓄积起来。在剩余气体较少的情况下，剩余气体被常用热交换器充分地冷却，流入紧急用热交换器中的剩余气体的温度变得比规定温度低或变为相同的程度。因此，紧急用热交换器几乎不发挥功能。另一方面，在剩余气体较多的情况下，通过常用热交换器进行的剩余气体的冷却变得不充分，流入紧急用热交换器中的剩余气体的温度变得比规定温度高。因此，紧急用热交换器的潜热蓄热材料融化。即，在剩余气体较多的情况下，能够通过蓄积在潜热蓄热材料中的蒸发气体的冷能来冷却剩余气体。因此，即使在剩余气体较多的情况下也能够充分地冷却剩余气体，从而能够提高剩余气体的再液化率。
另外，从再一个方面出发，本发明提供一种船舶，所述船舶具备：推进用的气体消耗器；贮存液化天然气的箱；送气线，其将在所述箱内产生的蒸发气体导入压缩机中；第1供给线，其将从所述压缩机排出的蒸发气体导入所述气体消耗器中；设置有膨胀装置的返送线，其使剩余气体从所述第1供给线返回所述箱中；常用热交换器，其用于在所述膨胀装置的上游侧对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；紧急用热交换器，其用于在所述常用热交换器与所述膨胀装置之间对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；送液线，其将从配置在所述箱内的泵喷出的液化天然气导入强制气化器中；以及设置有冷却器的第2供给线，由所述强制气化器生成的气化气体被导入该第2供给线中，所述紧急用热交换器通过潜热蓄热材料在被所述常用热交换器冷却后的剩余气体与被所述冷却器冷却后的气化气体之间进行热交换，所述潜热蓄热材料被由所述冷却器冷却后的气化气体冷却而凝固，被规定温度以上的剩余气体加热而融化。
根据上述结构，通过使紧急用热交换器的潜热蓄热材料凝固，由此能够将气化气体的冷能作为潜热蓄热材料的潜热蓄积起来。在剩余气体较少的情况下，剩余气体被常用热交换器充分地冷却，流入紧急用热交换器中的剩余气体的温度变得比规定温度低或变为相同的程度。因此，紧急用热交换器几乎不发挥功能。另一方面，在剩余气体较多的情况下，通过常用热交换器进行的剩余气体的冷却变得不充分，流入紧急用热交换器中的剩余气体的温度变得比规定温度高。因此，紧急用热交换器的潜热蓄热材料融化。即，在剩余气体较多的情况下，能够通过蓄积在潜热蓄热材料中的气化气体的冷能来冷却剩余气体。因此，即使在剩余气体较多的情况下也能够充分地冷却剩余气体，从而能够提高剩余气体的再液化率。
发明的效果
根据本发明，即使在剩余气体较多的情况下也能够充分地冷却剩余气体。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的船舶的概要结构图。
图2是本发明的第2实施方式的船舶的概要结构图。
图3是在第2实施方式中控制装置所进行的控制的流程图。
图4是本发明的第3实施方式的船舶的概要结构图。
图5是本发明的第4实施方式的船舶的概要结构图。
图6是本发明的第5实施方式的船舶的概要结构图。
图7是本发明的第6实施方式的船舶的概要结构图。
图8是在第6实施方式中控制装置所进行的控制的流程图。
图9是本发明的第7实施方式的船舶的概要结构图。
图10是本发明的第8实施方式的船舶的概要结构图。
图11是其它实施方式的船舶的概要结构图。
图12是以往的船舶的概要结构图。
具体实施方式
(第1实施方式)
在图1中示出了本发明的第1实施方式的船舶1A。该船舶1A包括：贮存液化天然气(以下，称作LNG)的箱11；作为推进用的气体消耗器的主气体发动机13；以及船内电源用的副气体发动机16。其中，推进用的气体消耗器也可以是例如燃气锅炉。
在图示例中，设置有1个箱11，但也可以设置多个箱11。另外，在图示例中，分别设置有1个主气体发动机13和1个副气体发动机16，但也可以设置多个主气体发动机13，也可以设置多个副气体发动机16。
主气体发动机13可以直接对螺旋桨(未图示)进行旋转驱动(机械推进)，也可以通过发电机和马达对螺旋桨进行旋转驱动(电气推进)。
在本实施方式中，主气体发动机13是燃料气体喷射压力为中压或高压的往复式发动机。主气体发动机13可以是仅使燃料气体燃烧的专烧气体的发动机，也可以是使燃料气体和燃料油的一方或双方燃烧的双燃料发动机。其中，主气体发动机13也可以是燃气涡轮发动机。
副气体发动机16是燃料气体喷射压力为低压的往复式发动机，且与发电机(未图示)连结。副气体发动机16可以是仅使燃料气体燃烧的专烧气体的发动机，也可以是使燃料气体和燃料油的一方或双方燃烧的双燃料发动机。
通过自然热输入而在箱11内产生的蒸发气体(以下，称作BOG)被作为燃料气体供给至主气体发动机13，将LNG强制气化而成的气化气体(以下，称作VG)被作为燃料气体供给至副气体发动机16。
具体来说，箱11通过送气线21与压缩机12连接，压缩机12通过第1供给线22与主气体发动机13连接。另外，在箱11内配置有泵14，泵14通过送液线31与强制气化器15连接。强制气化器15通过第2供给线32与副气体发动机16连接。
送气线21将在箱11内产生的BOG导入压缩机12。压缩机12将BOG压缩成中压或高压。第1供给线22将从压缩机12排出的BOG导入主气体发动机13。其中，例如在主气体发动机13的燃料气体喷射压力为低压的情况下，压缩机12可以是低压压缩机。
从第1供给线22分支出返送线41，该返送线41与箱11相连。返送线41起到如下作用：使BOG中的没有被主气体发动机13消耗完的部分、即剩余气体从第1供给线22返回箱11。在返送线41上，从上游侧起依次设置有开闭阀42和膨胀装置43。在产生有剩余气体时，开闭阀42通过省略图示的控制装置而被打开，在没有产生剩余气体时，开闭阀42通过省略图示的控制装置而被关闭。膨胀装置43例如是膨胀阀、膨胀汽轮机、喷射器等。
送液线31将从泵14喷出的LNG导入强制气化器15。强制气化器15强制地使LNG进行气化而生成VG。第2供给线32将通过强制气化器15生成的VG导入副气体发动机16。泵14以通过强制气化器15生成的VG的压力(即，强制气化器15的出口压力)高于副气体发动机16的燃料气体喷射压力的方式喷出LNG。
在第2供给线32上，从上游侧起依次设置有冷却器33、气液分离器34和加热器35。VG中的重质馏分的大部分(例如，乙烷、丙烷、丁烷等)被冷却器33冷却而成为液体，且通过气液分离器34被去除并返回箱11。由此，甲烷值高的VG被供给至副气体发动机16。加热器35将通过气液分离器34后的VG加热成适合向副气体发动机16供给的温度。
而且，在本实施方式中，设置有用于对在返送线41中流动的剩余气体进行冷却的4个热交换器(第1热交换器51、第2热交换器52、第3热交换器53和紧急用热交换器61)。返送线41在开闭阀42与膨胀装置43之间依次通过第3热交换器53、第1热交换器51、第2热交换器52和紧急用热交换器61。另外，送气线21通过第1热交换器51，送液线31依次通过紧急用热交换器61和第2热交换器52，第2供给线32在气液分离器34与加热器35之间通过第3热交换器53。
第1～第3热交换器51～53例如是板和波纹状翅片交替层叠而成的板翅式的热交换器。在图示例中，第1～第3热交换器51～53分体，但第1～第3热交换器51～53中的任意2个或全部也可以成为一体。
第3热交换器53在下述两者之间进行热交换：在开闭阀42与第1热交换器51之间流经返送线41的剩余气体；和在气液分离器34与加热器35之间流经第2供给线32的VG(即，被冷却器33冷却后的VG)。
第1热交换器51在下述两者之间进行热交换：在第3热交换器53与第2热交换器52之间流经返送线41的剩余气体(即，被第3热交换器53冷却后的剩余气体)；和流经送气线21的BOG。
第2热交换器52在下述两者之间进行热交换：在第1热交换器51与紧急用热交换器61之间流经返送线41的剩余气体(即，被第1热交换器51冷却后的剩余气体)；和在紧急用热交换器61的下游侧流经送液线31的LNG。在本实施方式中，第2热交换器52相当于本发明的常用热交换器。
紧急用热交换器61在下述两者之间通过潜热蓄热材料62进行热交换：在第2热交换器52与膨胀装置43之间流经返送线41的剩余气体(即，被第2热交换器52冷却后的剩余气体)；和在第2热交换器52与泵14之间流经送液线31的LNG。
具体来说，紧急用热交换器61包括：填充在容器6a内的潜热蓄热材料62；和一对配管6b，它们贯通容器6a，且在容器6a内互相分离。一个配管6b构成返送线41的一部分，另一个配管6b构成送液线31的一部分。一对配管6b可以在容器6a内呈螺旋状。或者，也可以是：一对配管6b在容器6a内曲折，且在一对配管6b上设置有用于确保与潜热蓄热材料62的接触面积的传热板或翅片。
紧急用热交换器61内的潜热蓄热材料62具有比箱11内的LNG的温度(大约-160℃)高一定程度的凝固点。例如，潜热蓄热材料62的凝固点为-150～-120℃。作为这样的潜热蓄热材料62，可以使用例如n-戊烷、1-丙醇、烯丙醇、甲基环己烷等。因此，潜热蓄热材料62被流入紧急用热交换器61中的LNG冷却而凝固。另一方面，在流入紧急用热交换器61中的剩余气体的温度比潜热蓄热材料62的凝固点低的情况下，潜热蓄热材料62不融化，但是，在流入紧急用热交换器61中的剩余气体的温度比潜热蓄热材料62的凝固点高时，潜热蓄热材料62融化。即，潜热蓄热材料62被与该潜热蓄热材料62的凝固点相等的规定温度TA以上的剩余气体加热而融化。
在以上说明的本实施方式的船舶1A中，通过使紧急用热交换器61的潜热蓄热材料62凝固，能够将LNG的冷能作为潜热蓄热材料62的潜热蓄积起来。在剩余气体较少的情况下，剩余气体被第2热交换器52充分地冷却，流入紧急用热交换器61中的剩余气体的温度变得比规定温度TA低或变为相同的程度。因此，紧急用热交换器61几乎不发挥功能。另一方面，在剩余气体较多的情况下，通过第2热交换器52进行的剩余气体的冷却变得不充分，流入紧急用热交换器61中的剩余气体的温度变得比规定温度TA高。因此，紧急用热交换器61的潜热蓄热材料62融化。即，在剩余气体较多的情况下，能够通过蓄积在潜热蓄热材料62中的LNG的冷能来冷却剩余气体。因此，即使在剩余气体较多的情况下也能够充分地冷却剩余气体，从而能够提高剩余气体的再液化率。
另外，在本实施方式中，第2热交换器52和紧急用热交换器61在返送线41上和送液线31上串联地排列。因此，能够将对于通过第2热交换器52冷却剩余气体来说多余的LNG的冷能蓄积于紧急用热交换器61。特别是，若是如本实施方式这样使第2供给线32将VG导入船内电源用的副气体发动机16的结构，则在送液线31上一直流动有LNG。因此，能够将一直流动的LNG的冷能合理地蓄积。
＜变形例＞
也可以不设置第1热交换器51和第3热交换器53的某一方或双方。这一点在后述的第2实施方式中也相同。其中，若是如所述实施方式这样除了第2热交换器52(常用热交换器)之外还设置有第1热交换器51，则能够利用流经送气线21的BOG来冷却剩余气体，从而能够进一步提高剩余气体的再液化率。
另外，也可以是：不设置第2热交换器52，在返送线41上的紧急用热交换器61的上游侧仅存在第1热交换器51或第3热交换器53。这种情况下，第1热交换器51或第3热交换器53相当于本发明的常用热交换器。
(第2实施方式)
在图2中示出了本发明的第2实施方式的船舶1B。并且，在本实施方式和后述的实施方式中，对于与前面说明的实施方式相同的结构要素，标记相同的标号，并省略重复的说明。
本实施方式的船舶1B与第1实施方式的船舶1A的不同点在于：在返送线41上连接有第1旁通线71，且在送液线31上连接有第2旁通线73。在本实施方式中，能够避免紧急用热交换器61中的、剩余气体与LNG的不必要的热交换。
具体来说，第1旁通线71在第2热交换器52(常用热交换器)与紧急用热交换器61之间从返送线41分支，并在紧急用热交换器61与膨胀装置43之间与返送线41相连。另一方面，第2旁通线73在泵14与紧急用热交换器61之间从送液线31分支，并在紧急用热交换器61与第2热交换器52之间与送液线31相连。
剩余气体的针对紧急用热交换器61和第1旁通线71的分配率通过第1调整阀72来调整，LNG的针对紧急用热交换器61和第2旁通线73的分配率通过第2调整阀74来调整。在本实施方式中，第1调整阀72是配置在返送线41上的第1旁通线71的分支点处的三通阀，第2调整阀74是配置在送液线31上的第2旁通线73的分支点处的分配阀。三通阀是将上游侧流路选择性地切换为2个下游侧流路中的一方的阀，分配阀是能够任意地变更上游侧流路的相对于2个下游侧流路的连通程度的阀。其中，第1调整阀72可以是与第2调整阀74相同的分配阀，第2调整阀74可以是与第1调整阀72相同的三通阀。另外，第1调整阀72可以由设置在第1旁通线71和返送线41上的一对流量控制阀构成，第2调整阀74可以由设置在第2旁通线73和送液线31上的一对流量控制阀构成。
第1调整阀72和第2调整阀74由控制装置8控制。控制装置8具有例如ROM或RAM等存储器和CPU。控制装置8与第1温度传感器81和第2温度传感器82连接。并且，在图2中，为了简化附图，仅描画了一部分信号线。第1温度传感器81检测被第2热交换器52冷却后的剩余气体的温度T1，第2温度传感器82检测紧急用热交换器61内的潜热蓄热材料62的温度T2。并且，关于温度T2的测量位置，在紧急用热交换器61内部的合适的位置处进行检测。测量点可以是1个点，也可以是多个点。在多个点的情况下，可以将其中的1个点作为代表温度，也可以将其平均温度作为代表温度。
在产生剩余气体的情况下(即，开闭阀42被打开的情况下)，控制装置8执行遵照图3所示的流程图的控制。并且，在未产生剩余气体的情况下(开闭阀42被闭合的情况下)，控制装置8将第2调整阀74控制成使从泵14喷出的LNG全部被导入紧急用热交换器61中。
首先，控制装置8将第1温度传感器81检测出的剩余气体的温度T1与上述的规定温度TA以上的设定温度Ti进行比较(步骤S1)。设定温度Ti是作为适合导入膨胀装置43中的温度来适当地设定的温度(例如，-130℃)。在剩余气体的检测温度T1比设定温度Ti低的情况下(在步骤S1中为YES)，控制装置8将第2调整阀74控制成使从泵14喷出的LNG的至少一部分被导入紧急用热交换器61中(步骤S2)，并将第1调整阀72控制成使被第2热交换器52冷却后的剩余气体全部流入第1旁通线71(步骤S3)。在步骤S2中，第2调整阀74被控制成：剩余气体的检测温度T1被保持为比设定温度Ti低，换言之，流入第2热交换器52中的LNG的温度不会变得过高。
另一方面，在剩余气体的检测温度T1比设定温度Ti高的情况下(在步骤S1中为NO)，控制装置8将第2调整阀74控制成使从泵14喷出的LNG全部流入第2旁通线73(步骤S4)。关于第1调整阀72的控制，控制装置8将剩余气体的检测温度T1进一步与第2温度传感器82检测出的潜热蓄热材料62的温度T2进行比较(步骤S5)。
在剩余气体的检测温度T1比潜热蓄热材料62的检测温度T2低的情况下(在步骤S5中为YES)，控制装置8将第1调整阀72控制成使被第2热交换器52冷却后的剩余气体全部流入第1旁通线71(步骤S3)。相反，在剩余气体的检测温度T1比潜热蓄热材料62的检测温度T2高的情况下(在步骤S5中为NO)，控制装置8将第1调整阀72控制成使被第2热交换器52冷却后的剩余气体全部导入紧急用热交换器61(步骤S6)。
通过如本实施方式这样将被第2热交换器52冷却后的剩余气体的温度T1与设定温度Ti进行比较，能够判定出LNG的冷能对于通过第2热交换器52冷却剩余气体来说是否有余。并且，在被第2热交换器52冷却后的剩余气体的温度T1低于设定温度Ti时，换言之，在LNG的冷能对于通过第2热交换器52冷却剩余气体来说有余时，LNG的至少一部分被导入紧急用热交换器61，因此能够蓄积多余的冷能。
另外，在本实施方式中，仅在下述时候将被第2热交换器52冷却后的剩余气体导入紧急用热交换器61中：被第2热交换器52冷却后的剩余气体的温度T1比设定温度Ti高、且比潜热蓄热材料62的温度T2高。因此，仅在剩余气体的冷却不充分、且能够进行剩余气体的进一步冷却时，才能够通过紧急用热交换器61冷却剩余气体。
(第3实施方式)
在图4中示出了本发明的第3实施方式的船舶1C。本实施方式的船舶1C与第1实施方式的船舶1A在两点上不同。第1点在于：没有设置副气体发动机16，第2供给线32在压缩机12的上游侧将VG导入送气线21。
本实施方式的船舶1C与第1实施方式的船舶1A不同的第2点在于：没有设置第2热交换器52和第3热交换器53。即，在本实施方式中，第1热交换器51相当于本发明的常用热交换器。
在本实施方式中，在剩余气体较多而使得剩余气体的基于第1热交换器51的冷却变得不充分的情况下，能够利用蓄积在潜热蓄热材料62中的LNG的冷能对剩余气体进行冷却。因此，即使在剩余气体较多的情况下也能够充分地冷却剩余气体，从而能够提高剩余气体的再液化率。
(第4实施方式)
在图5中示出了本发明的第4实施方式的船舶1D。本实施方式的船舶1D与第2实施方式的船舶1B的不同之处在于：在送气线21上，以绕过该送气线21的一部分的方式连接有旁通线24。该旁通线24通过紧急用热交换器61。而且，在本实施方式中，在送气线21上的旁通线24的分支点处设置有调整阀23。调整阀23既可以是三通阀也可以是分配阀。
若是本实施方式这样的结构，则在紧急用热交换器61内的潜热蓄热材料62的温度T2比BOG的温度高的情况下，能够利用BOG来冷却潜热蓄热材料62。
(第5实施方式)
在图6中示出了本发明的第5实施方式的船舶1E。本实施方式的船舶1E与第1实施方式的船舶1A的不同点在于：采用了在返送线41上位于第1热交换器51与第2热交换器52之间的紧急用热交换器63，来代替在返送线41上位于第2热交换器52的下游侧的紧急用热交换器61。即，在本实施方式中，第1热交换器51相当于本发明的常用热交换器。
紧急用热交换器63在下述两者之间通过潜热蓄热材料64进行热交换：在第1热交换器51与第2热交换器52之间流经返送线41的剩余气体(即，被第1热交换器51冷却后的剩余气体)；和在第1热交换器51的上游侧流经送气线21的BOG。
具体来说，紧急用热交换器63包括：填充在容器6a内的潜热蓄热材料64；和一对配管6b，它们贯通容器6a，且在容器6a内互相分离。配管6b与在第1实施方式中说明的紧急用热交换器61的配管6b相同。
紧急用热交换器63内的潜热蓄热材料64具有比在箱11内产生的BOG的温度(大约-90℃)高一定程度的凝固点。例如，潜热蓄热材料64的凝固点为-80～-50℃。作为这样的潜热蓄热材料64，可以使用例如甲基乙基酮、2-丙醇、n-丁醇、丙烯腈等。因此，潜热蓄热材料64被流入紧急用热交换器63中的BOG冷却而凝固。另一方面，在流入紧急用热交换器63中的剩余气体的温度比潜热蓄热材料64的凝固点低的情况下，潜热蓄热材料64不融化，但是，在流入紧急用热交换器63中的剩余气体的温度比潜热蓄热材料64的凝固点高时，潜热蓄热材料64融化。即，潜热蓄热材料64被与该潜热蓄热材料64的凝固点相等的规定温度TB以上的剩余气体加热而融化。
在以上说明的本实施方式的船舶1E中，通过使紧急用热交换器63的潜热蓄热材料64凝固，能够将BOG的冷能作为潜热蓄热材料64的潜热蓄积起来。在剩余气体较少的情况下，剩余气体被第1热交换器51充分地冷却，流入紧急用热交换器63中的剩余气体的温度变得比规定温度TB低或变为相同的程度。因此，紧急用热交换器63几乎不发挥功能。另一方面，在剩余气体较多的情况下，通过第1热交换器51进行的剩余气体的冷却变得不充分，流入紧急用热交换器63中的剩余气体的温度变得比规定温度TB高。因此，紧急用热交换器63的潜热蓄热材料64融化。即，在剩余气体较多的情况下，能够通过蓄积在潜热蓄热材料64中的BOG的冷能来冷却剩余气体。因此，即使在剩余气体较多的情况下也能够充分地冷却剩余气体，从而能够提高剩余气体的再液化率。
另外，在本实施方式中，第1热交换器51和紧急用热交换器63在返送线41上和送气线21上串联地排列。因此，能够将对于通过第1热交换器51冷却剩余气体来说多余的BOG的冷能蓄积于紧急用热交换器63。
＜变形例＞
也可以不设置第2热交换器52和第3热交换器53的某一方或双方。这一点在后述的第6实施方式中也相同。其中，若是如所述实施方式这样除了第1热交换器51(常用热交换器)之外还设置有第2热交换器52，则能够利用流经送液线31的LNG来冷却剩余气体，从而能够进一步提高剩余气体的再液化率。
另外，也可以是：不设置第1热交换器51，在返送线41上的紧急用热交换器63的上游侧仅存在第3热交换器53。这种情况下，第3热交换器53相当于本发明的常用热交换器。
(第6实施方式)
在图7中示出了本发明的第6实施方式的船舶1F。本实施方式的船舶1F与第5实施方式的船舶1E的不同点在于：在返送线41上连接有第1旁通线75，且在送气线21上连接有第2旁通线77。在本实施方式中，能够避免紧急用热交换器63中的、剩余气体与BOG的不必要的热交换。
具体来说，第1旁通线75在第1热交换器51(常用热交换器)与紧急用热交换器63之间从返送线41分支，并在紧急用热交换器63与第2热交换器52之间与返送线41相连。另一方面，第2旁通线77在紧急用热交换器63的上游侧从送气线21分支，并在紧急用热交换器63与第1热交换器51之间与送气线21相连。
剩余气体的针对紧急用热交换器63和第1旁通线75的分配率通过第1调整阀76来调整，BOG的针对紧急用热交换器63和第2旁通线77的分配率通过第2调整阀78来调整。在本实施方式中，第1调整阀76是配置在返送线41上的第1旁通线75的分支点处的三通阀，第2调整阀78是配置在送气线21上的第2旁通线77的分支点处的分配阀。其中，第1调整阀76可以是与第2调整阀78相同的分配阀，第2调整阀78可以是与第1调整阀76相同的三通阀。另外，第1调整阀76可以由设置在第1旁通线75和返送线41上的一对流量控制阀构成，第2调整阀78可以由设置在第2旁通线77和送气线21上的一对流量控制阀构成。
第1调整阀76和第2调整阀78由控制装置8控制。控制装置8与第1温度传感器83和第2温度传感器84连接。并且，在图7中，为了简化附图，仅描画了一部分信号线。第1温度传感器83检测被第1热交换器51冷却后的剩余气体的温度T3，第2温度传感器84检测紧急用热交换器63内的潜热蓄热材料64的温度T4。
在产生剩余气体的情况下，控制装置8执行遵照图8所示的流程图的控制。首先，控制装置8将第1温度传感器83检测出的剩余气体的温度T3与上述的规定温度TB以上的设定温度Ti进行比较(步骤S11)。设定温度Ti是作为适合经由第2热交换器52导入膨胀装置43中的温度(即，考虑通过第2热交换器52进行剩余气体的进一步冷却)来适当地设定的温度。在剩余气体的检测温度T3比设定温度Ti低的情况下(在步骤S11中为YES)，控制装置8将第2调整阀78控制成使从箱11取出的BOG的至少一部分导入紧急用热交换器63中(步骤S12)，并将第1调整阀76控制成使被第1热交换器51冷却后的剩余气体全部流入第1旁通线75(步骤S13)。在步骤S12中，第1调整阀78被控制成：剩余气体的检测温度T3被保持为比设定温度Ti低，换言之，流入第2热交换器51中的BOG的温度不会变得过高。
另一方面，在剩余气体的检测温度T3比设定温度Ti高的情况下(在步骤S11中为NO)，控制装置8将第2调整阀78控制成使从箱11取出的BOG全部流入第2旁通线77(步骤S14)。关于第1调整阀76的控制，控制装置8将剩余气体的检测温度T3进一步与第2温度传感器84检测出的潜热蓄热材料64的温度T4进行比较(步骤S15)。
在剩余气体的检测温度T3比潜热蓄热材料62的检测温度T4低的情况下(在步骤S15中为YES)，控制装置8将第1调整阀76控制成使被第1热交换器51冷却后的剩余气体全部流入第1旁通线75(步骤S13)。相反，在剩余气体的检测温度T3比潜热蓄热材料64的检测温度T4高的情况下(在步骤S15中为NO)，控制装置8将第1调整阀76控制成使被第1热交换器51冷却后的剩余气体全部导入紧急用热交换器63(步骤S16)。
通过如本实施方式这样将被第1热交换器51冷却后的剩余气体的温度T3与设定温度Ti进行比较，能够判定出BOG的冷能对于通过第1热交换器51冷却剩余气体来说是否有余。并且，在被第1热交换器51冷却后的剩余气体的温度T3低于设定温度Ti时，换言之，在BOG的冷能对于通过第1热交换器51冷却剩余气体来说有余时，BOG的至少一部分被导入紧急用热交换器63，因此能够蓄积多余的冷能。
另外，在本实施方式中，仅在下述时候将被第1热交换器51冷却后的剩余气体导入紧急用热交换器63中：被第1热交换器51冷却后的剩余气体的温度T3比设定温度Ti高、且比潜热蓄热材料64的温度T4高。因此，仅在剩余气体的冷却不充分、且能够进行剩余气体的进一步冷却时，才能够通过紧急用热交换器63冷却剩余气体。
(第7实施方式)
在图9中示出了本发明的第7实施方式的船舶1G。本实施方式的船舶1G与第5实施方式的船舶1E的不同点在于：从泵14至副气体发动机16的结构全都没有设置。
在本实施方式中，也能够获得与第5实施方式相同的效果。
(第8实施方式)
在图10中示出了本发明的第8实施方式的船舶1H。本实施方式的船舶1H与第5实施方式的船舶1E的不同点在于：采用了在返送线41上位于第3热交换器53与第1热交换器51之间的紧急用热交换器65，来代替在返送线41上位于第1热交换器51与第2热交换器52之间的紧急用热交换器63。即，在本实施方式中，第3热交换器53相当于本发明的常用热交换器。
紧急用热交换器65通过潜热蓄热材料66在下述两者之间进行热交换：在第3热交换器53与第1热交换器51之间流经返送线41的剩余气体(即，被第3热交换器53冷却后的剩余气体)；和在气液分离器34与第3热交换器53之间流经第2供给线32的VG(即，被冷却器33冷却后的VG)。
具体来说，紧急用热交换器65包括：填充在容器6a内的潜热蓄热材料66；和一对配管6b，它们贯通容器6a，且在容器6a内互相分离。配管6b与在第1实施方式中说明的紧急用热交换器61的配管6b相同。
紧急用热交换器65内的潜热蓄热材料66具有比被冷却器33冷却后的VG的温度(大约-140～-100℃)高一定程度的凝固点。例如，潜热蓄热材料66的凝固点为-130～-60℃。作为这样的潜热蓄热材料64，可以使用例如甲醇、乙醇、2-丁醇、2,2-二甲基丁烷等。因此，潜热蓄热材料66被流入紧急用热交换器65中的VG(即，被冷却器33冷却后的VG)冷却而凝固。另一方面，在流入紧急用热交换器65中的剩余气体的温度比潜热蓄热材料66的凝固点低的情况下，潜热蓄热材料66不融化，但是，在流入紧急用热交换器65中的剩余气体的温度比潜热蓄热材料66的凝固点高时，潜热蓄热材料66融化。即，潜热蓄热材料66被与该潜热蓄热材料66的凝固点相等的规定温度TC以上的剩余气体加热而融化。
在以上说明的本实施方式的船舶1H中，通过使紧急用热交换器65的潜热蓄热材料66凝固，能够将VG的冷能作为潜热蓄热材料66的潜热蓄积起来。在剩余气体较少的情况下，剩余气体被第3热交换器53充分地冷却，流入紧急用热交换器65中的剩余气体的温度变得比规定温度TC低或变为相同的程度。因此，紧急用热交换器65几乎不发挥功能。另一方面，在剩余气体较多的情况下，通过第3热交换器53进行的剩余气体的冷却变得不充分，流入紧急用热交换器65中的剩余气体的温度变得比规定温度TC高。因此，紧急用热交换器65的潜热蓄热材料66融化。即，在剩余气体较多的情况下，能够通过蓄积在潜热蓄热材料66中的VG的冷能来冷却剩余气体。因此，即使在剩余气体较多的情况下也能够充分地冷却剩余气体，从而能够提高剩余气体的再液化率。
另外，在本实施方式中，第3热交换器53和紧急用热交换器65在返送线41上和第2供给线32上串联地排列。因此，能够将对于通过第3热交换器53冷却剩余气体来说多余的VG的冷能蓄积于紧急用热交换器65。
＜变形例＞
也可以不设置第1热交换器51和第2热交换器52的某一方或双方。
另外，也可以是：不设置第3热交换器53，而是将第1热交换器51在返送线41上配置于紧急用热交换器65的上游侧，使紧急用热交换器65对被第1热交换器51冷却后的剩余气体进一步冷却。这种情况下，第1热交换器51相当于本发明的常用热交换器。
另外，也可以与第2和第6实施方式相同地在返送线41上设置绕过紧急用热交换器63的第1旁通线，并在第2供给线32上设置绕过紧急用热交换器63的第2旁通线。
(其它实施方式)
本发明不限于上述的第1～第9实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。
例如，可以如图11所示的船舶1I那样并用所有的紧急用热交换器61、63、65。或者，虽然省略了图示，但也可以并用紧急用热交换器61、63、65中的任意两个。另外，也可以将图2所示的结构(第1和第2旁通线71、73以及第1和第2调整阀72、74)和图7所示的结构(第1和第2旁通线75、77以及第1和第2调整阀76、78)中的一方或双方组合到图11所示的结构中。
标号说明
1A～1I：船舶；
11：箱；
12：压缩机；
13：主气体发动机(气体消耗器)；
14：泵；
15：强制气化器；
16：副气体发动机；
21：送气线；
22：第1供给线；
31：送液线；
32：第2供给线；
35：冷却器；
41：返送线；
43：膨胀装置；
51：第1热交换器(在第3和第5～第7实施方式中，为常用热交换器)；
52：第2热交换器(在第1、第2和第4实施方式中，为常用热交换器)；
53：第3热交换器(在第8实施方式中，为常用热交换器)；
61、63、65：紧急用热交换器；
62、64、66：潜热蓄热材料；
71、75：第1旁通线；
72、76：第2旁通线；
73、77：第1调整阀；
74、78：第2调整阀；
8：控制装置；
81、83：第1温度传感器；
82、84：第2温度传感器。

Claims (11)

1.一种船舶，其中，
所述船舶具备：
推进用的气体消耗器；
贮存液化天然气的箱；
送气线，其将在所述箱内产生的蒸发气体导入压缩机中；
供给线，其将从所述压缩机排出的蒸发气体导入所述气体消耗器中；
设置有膨胀装置的返送线，其使剩余气体从所述供给线返回所述箱中；
常用热交换器，其用于在所述膨胀装置的上游侧对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；
紧急用热交换器，其用于在所述常用热交换器与所述膨胀装置之间对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；以及
送液线，其将从配置在所述箱内的泵喷出的液化天然气导入强制气化器中，
所述紧急用热交换器通过潜热蓄热材料在被所述常用热交换器冷却后的剩余气体与流经所述送液线的液化天然气之间进行热交换，
所述常用热交换器是在下述两者之间进行热交换的热交换器：在所述紧急用热交换器的上游侧流经所述返送线的剩余气体；和在所述紧急用热交换器的下游侧流经所述送液线的液化天然气，
所述潜热蓄热材料被液化天然气冷却而凝固，被规定温度以上的剩余气体加热而融化。
2.根据权利要求1所述的船舶，其中，
所述气体消耗器为主气体发动机，所述供给线为第1供给线，
所述船舶还具备：
船内电源用的副气体发动机；和
第2供给线，其将由所述强制气化器生成的气化气体导入所述副气体发动机中。
3.根据权利要求1或2所述的船舶，其中，
所述船舶还具备在下述两者之间进行热交换的热交换器：在所述常用热交换器的上游侧流经所述返送线的剩余气体；和流经所述送气线的蒸发气体。
4.根据权利要求1或2所述的船舶，其中，
所述船舶还具备：
第1旁通线，其在所述常用热交换器与所述紧急用热交换器之间从所述返送线分支，并在所述紧急用热交换器与所述膨胀装置之间与所述返送线相连；
第1调整阀，其对剩余气体的针对所述紧急用热交换器和所述第1旁通线的分配率进行调整；
第2旁通线，其在所述泵与所述紧急用热交换器之间从所述送液线分支，并在所述紧急用热交换器与所述常用热交换器之间与所述送液线相连；以及
第2调整阀，其对液化天然气的针对所述紧急用热交换器和所述第2旁通线的分配率进行调整。
5.根据权利要求4所述的船舶，其中，
所述船舶还具备：
温度传感器，其检测被所述常用热交换器冷却后的剩余气体的温度；和
控制装置，其控制所述第1调整阀和所述第2调整阀，
在所述温度传感器检测出的温度比所述规定温度以上的设定温度高的情况下，所述控制装置将所述第2调整阀控制成：从所述泵喷出的液化天然气全部流入所述第2旁通线中，
在所述温度传感器检测出的温度比所述设定温度低的情况下，所述控制装置将所述第2调整阀控制成：从所述泵喷出的液化天然气的至少一部分被导入所述紧急用热交换器中。
6.根据权利要求5所述的船舶，其中，
所述温度传感器为第1温度传感器，
所述船舶还具备检测所述紧急用热交换器内的潜热蓄热材料的温度的第2温度传感器，
在所述第1温度传感器检测出的温度比所述设定温度低的情况下，所述控制装置将所述第1调整阀控制成：被所述常用热交换器冷却后的剩余气体全部流入所述第1旁通线中，
在所述第1温度传感器检测出的温度比所述设定温度高、且所述第1温度传感器检测出的温度比所述第2温度传感器检测出的温度低的情况下，所述控制装置将所述第1调整阀控制成：被所述常用热交换器冷却后的剩余气体全部流入所述第1旁通线中，
在所述第1温度传感器检测出的温度比所述设定温度高、且所述第1温度传感器检测出的温度比所述第2温度传感器检测出的温度高的情况下，所述控制装置将所述第1调整阀控制成：被所述常用热交换器冷却后的剩余气体全部被导入所述紧急用热交换器中。
7.一种船舶，其中，
所述船舶具备：
推进用的气体消耗器；
贮存液化天然气的箱；
送气线，其将在所述箱内产生的蒸发气体导入压缩机中；
供给线，其将从所述压缩机排出的蒸发气体导入所述气体消耗器中；
设置有膨胀装置的返送线，其使剩余气体从所述供给线返回所述箱中；
常用热交换器，其用于在所述膨胀装置的上游侧对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；
紧急用热交换器，其用于在所述常用热交换器与所述膨胀装置之间对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；以及
送液线，其将从配置在所述箱内的泵喷出的液化天然气导入强制气化器中，
所述紧急用热交换器通过潜热蓄热材料在被所述常用热交换器冷却后的剩余气体与流经所述送液线的液化天然气之间进行热交换，
所述紧急用热交换器包含：容器，所述潜热蓄热材料被填充在所述容器的内部；构成所述返送线的一部分的第1配管，其贯通所述容器；以及构成所述送液线的一部分的第2配管，其贯通所述容器，
所述潜热蓄热材料被液化天然气冷却而凝固，被规定温度以上的剩余气体加热而融化。
8.一种船舶，其中，
所述船舶具备：
推进用的气体消耗器；
贮存液化天然气的箱；
送气线，其将在所述箱内产生的蒸发气体导入压缩机中；
供给线，其将从所述压缩机排出的蒸发气体导入所述气体消耗器中；
设置有膨胀装置的返送线，其使剩余气体从所述供给线返回所述箱中；
常用热交换器，其用于在所述膨胀装置的上游侧对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；以及
紧急用热交换器，其用于在所述常用热交换器与所述膨胀装置之间对流经所述返送线的剩余气体进行冷却，
所述紧急用热交换器通过潜热蓄热材料在被所述常用热交换器冷却后的剩余气体与流经所述供给线的蒸发气体之间进行热交换，
所述常用热交换器是在下述两者之间进行热交换的热交换器：在所述紧急用热交换器的上游侧流经所述返送线的剩余气体；和在所述紧急用热交换器的下游侧流经所述送气线的蒸发气体，
所述潜热蓄热材料被蒸发气体冷却而凝固，被规定温度以上的剩余气体加热而融化。
9.根据权利要求8所述的船舶，其中，
所述船舶还具备：
送液线，其将从配置在所述箱内的泵喷出的液化天然气导入强制气化器中；和
热交换器，其在下述两者之间进行热交换：在所述紧急用热交换器与所述膨胀装置之间流经所述返送线的剩余气体；和流经所述送液线的液化天然气。
10.根据权利要求8或9所述的船舶，其中，
所述船舶还具备：
第1旁通线，其在所述常用热交换器与所述紧急用热交换器之间从所述返送线分支，并在所述紧急用热交换器与所述膨胀装置之间与所述返送线相连；
第1调整阀，其对剩余气体的针对所述紧急用热交换器和所述第1旁通线的分配率进行调整；
第2旁通线，其在所述紧急用热交换器的上游侧从所述送气线分支，并在所述紧急用热交换器与所述常用热交换器之间与所述送气线相连；以及
第2调整阀，其对蒸发气体的针对所述紧急用热交换器和所述第2旁通线的分配率进行调整。
11.一种船舶，其中，
所述船舶具备：
推进用的气体消耗器；
贮存液化天然气的箱；
送气线，其将在所述箱内产生的蒸发气体导入压缩机中；
第1供给线，其将从所述压缩机排出的蒸发气体导入所述气体消耗器中；
设置有膨胀装置的返送线，其使剩余气体从所述第1供给线返回所述箱中；
常用热交换器，其用于在所述膨胀装置的上游侧对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；
紧急用热交换器，其用于在所述常用热交换器与所述膨胀装置之间对流经所述返送线的剩余气体进行冷却；
送液线，其将从配置在所述箱内的泵喷出的液化天然气导入强制气化器中；以及
设置有冷却器的第2供给线，由所述强制气化器生成的气化气体被导入该第2供给线中，
所述紧急用热交换器通过潜热蓄热材料在被所述常用热交换器冷却后的剩余气体与被所述冷却器冷却后的气化气体之间进行热交换，
所述常用热交换器是在下述两者之间进行热交换的热交换器：在所述紧急用热交换器的上游侧流经所述返送线的剩余气体；和在所述紧急用热交换器的下游侧流经所述第2供给线的气化气体，
所述潜热蓄热材料被由所述冷却器冷却后的气化气体冷却而凝固，被规定温度以上的剩余气体加热而融化。
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