CN115038642A - 气体处理系统及包括该气体处理系统的船舶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气体处理系统及包括该气体处理系统的船舶,所述气体处理系统是处理作为重烃或氨气的液化气体的系统,其中,包括:燃料罐,储存液化气体作为要供应给船舶的推进引擎的燃料;液化气体供应线,将所述燃料罐的液化气体以液态供应给所述推进引擎,并且设置有高压泵;再液化装置,使在储存液化气体的液灌产生的蒸发气体液化;以及液化气体回收线,将从所述推进引擎排出的液态液化气体回收到所述高压泵的上游,所述再液化装置将液化的蒸发气体输送到所述燃料罐,以通过所述高压泵供应到所述推进引擎。
Description
技术领域
本发明涉及气体处理系统及包括该气体处理系统的船舶。
背景技术
通常,液化石油气即LPG(Liquefied petroleum gas)是以石油成分中丙烷和丁烷等沸点低的烃为主要成分,在常温下对气体加压使其液化而得到的。通过将这种液化石油气填充于小型较轻的压力容器(钢瓶)而广泛用作家庭、商业、工业、汽车等的燃料。
液化石油气在生产地以气体状态提取,通过液化石油气处理设备被液化并储存,然后由液化石油气运输船在保持液态的状态下运输到陆地之后,以气体等多种形态供应到需求处。
这种液化石油气的沸点为约-50℃左右,因此用于运输液化石油气的液化石油气运输船需要保持比该温度低的温度。于是,储存液化石油气的储藏罐使用耐低温的低温钢(Low Temperature Carbon Steel(低温碳钢)及Nickel Steel(镍钢)),并且在液化石油气运输船还设置有再液化设备。
以往,这种液化石油气运输船通过使用柴油驱动引擎来产生推进力。但是,柴油在船舶推进用引擎中燃烧的过程中会产生作为有害成分的氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、二氧化碳(CO2),这些有害成分被排出到大气中,从而存在污染环境的问题。
因此,近年来,正在不断地进行使用液化石油气驱动引擎的开发以及向引擎供应液化石油气的各种系统的开发,以能够与使用柴油的情况相比大幅降低排气的污染度。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的,本发明的目的在于,提供一种能够利用液化石油气或氨气来产生推进力的气体处理系统及包括该气体处理系统的船舶。
解决问题的技术方案
根据本发明的一方面的气体处理系统是一种处理作为重烃或氨气的液化气体的系统,包括:燃料罐,储存液化气体作为要供应给船舶的推进引擎的燃料;液化气体供应线,将所述燃料罐的液化气体以液态供应给所述推进引擎,并且设置有高压泵;再液化装置,使在储存液化气体的液灌中产生的蒸发气体液化;以及液化气体回收线,将从所述推进引擎排出的液态液化气体回收到所述高压泵的上游,所述再液化装置将液化的蒸发气体输送到所述燃料罐,以通过所述高压泵供应到所述推进引擎。
具体而言,所述液化气体回收线可以设置有对从所述推进引擎排出并混合有润滑油的多余的液态液化气体进行减压的减压阀,所述液化气体回收线将在经过所述推进引擎的内部时被混入所述推进引擎中使用的润滑油的多余的液态液化气体输送到所述高压泵上游的所述液化气体供应线,以重新流入到所述推进引擎。
具体而言,所述液化气体回收线可以设置有冷却器,所述冷却器冷却被所述减压阀减压的液化气体并以液态流入到所述高压泵。
具体而言,所述再液化装置可以包括:压缩机,对从所述液灌排出的蒸发气体进行多级压缩;冷凝器,用制冷剂冷却被压缩的蒸发气体,以使其液化;以及中间冷却器,使在所述冷凝器液化的蒸发气体中的一部分与其余部分相互热交换,并将由热交换产生的蒸发气体输送到所述压缩机。
具体而言,所述再液化装置还可以包括对在所述冷凝器液化的蒸发气体进行气液分离的气液分离器,所述再液化装置可以以再液化模式和燃料供应模式中的至少一种模式运转,在所述再液化模式中,将在所述气液分离器分离的液相经由所述中间冷却器输送到所述液灌,在所述燃料供应模式中,将在所述气液分离器分离的液相输送到所述燃料罐以供应到所述推进引擎。
具体而言,所述再液化装置可以包括:压缩机,对从所述液灌排出的蒸发气体进行多级压缩;冷凝器,冷却被压缩的蒸发气体,以使其液化;以及蒸发气体热交换器,使从所述液灌向所述压缩机输送的蒸发气体与在所述冷凝器液化的蒸发气体进行热交换。
具体而言,所述再液化装置还可以包括对在所述冷凝器液化的蒸发气体进行气液分离的气液分离器,所述再液化装置可以以再液化模式和燃料供应模式中的至少一种模式运转,在所述再液化模式中,将在所述气液分离器分离的液相经由所述蒸发气体热交换器输送到所述液灌,在所述燃料供应模式中,将在所述气液分离器分离的液相输送到所述燃料罐以供应到所述推进引擎。
根据本发明另一方面的气体处理系统是一种处理作为重烃或氨气的液化气体的系统,其中,包括:液化气体供应线,将储存于液灌的液化气体以液态供应给所述推进引擎,并且设置有高压泵;再液化装置,使在所述液灌产生的蒸发气体液化并输送到所述高压泵;以及液化气体回收线,将从所述推进引擎排出的液态液化气体回收到所述高压泵的上游,所述再液化装置包括:冷凝器,用制冷剂冷却蒸发气体而使其液化;以及缓冲器,临时储存在所述冷凝器液化的蒸发气体,所述再液化装置具有将至少一部分蒸发气体绕过所述冷凝器供应到所述缓冲器的旁通线,以应对从所述缓冲器输送到所述高压泵的蒸发气体的压力根据所述制冷剂的温度而变动。
具体而言,所述液化气体回收线可以设置有对从所述推进引擎排出并混合有润滑油的多余的液态液化气体进行减压的减压阀,所述液化气体回收线将在经过所述推进引擎的内部时被混入所述推进引擎中使用的润滑油的多余的液态液化气体输送到所述高压泵上游的所述液化气体供应线,以重新流入到所述推进引擎。
具体而言,所述液化气体回收线可以设置有冷却器,所述冷却器冷却被所述减压阀减压的液化气体并以液态流入到所述高压泵。
具体而言,所述缓冲器可以是对在所述冷凝器液化的蒸发气体进行气液分离的气液分离器。
具体而言,所述再液化装置可以将液化的蒸发气体输送到所述液灌和所述高压泵之间的所述液化气体供应线。
具体而言,所述再液化装置可以包括:压缩机,对从所述液灌排出的蒸发气体进行多级压缩;以及中间冷却器,使在所述冷凝器液化的蒸发气体中的一部分与其余部分相互热交换,并将由热交换产生的蒸发气体输送到所述压缩机。
具体而言,所述再液化装置可以以再液化模式和燃料供应模式中的至少一种模式运转,在所述再液化模式中,将在所述气液分离器分离的液相经由所述中间冷却器输送到所述液灌,在所述燃料供应模式中,将在所述气液分离器分离的液相输送到所述高压泵上游的所述液化气体供应线以供应到所述推进引擎。
本发明的船舶是具有所述气体处理系统的液化气体运输船。
发明效果
根据本发明的气体处理系统及包括该气体处理系统的船舶能够摆脱仅使用柴油的现有的系统,将液化石油气或氨气用作推进燃料而减少环境污染并提高能效。
附图说明
图1是本发明第一实施例的气体处理系统的概念图。
图2是本发明第二实施例的气体处理系统的概念图。
图3是本发明第三实施例的气体处理系统的概念图。
图4是本发明第四实施例的气体处理系统的概念图。
图5是本发明第五实施例的气体处理系统的概念图。
图6是本发明第六实施例的气体处理系统的概念图。
图7是本发明第七实施例的气体处理系统的概念图。
具体实施方式
通过结合附图的以下详细说明和优选实施例,本发明的目的、特定优点以及新特征将变得更加明确。需要注意的是,在对本说明书的各个附图的构成要素赋予附图标记时,对于相同的构成要素,即使显示在不同附图上,也尽可能使用了相同的标记。另外,在说明本发明时,如果判断为对相关公知技术的具体说明可能会不必要地混淆本发明的主旨,则将省略对其的详细说明。
以下,将参照附图详细说明本发明的优选实施例。作为参考,在本说明书中,液化气体可以是作为重烃的LPG(丙烷、丁烷等)或氨气等,但不限于此,可以包括沸点低于常温且具有发热量的所有物质。
另外,需要注意的是,在本说明书中,液化气体/蒸发气体并非因名称而必须限定为液态或气态。
本发明包括设置有在下文中说明的气体处理系统的船舶。此时,需要注意的是,船舶是包括所有气体运输船、运输非气体的货物或人的商船、FSRU(Floating Storage andRegasification Unit,浮式储存及再气化装置)、FPSO(Floating Production Storageand Offloading,浮式液化天然气生产储卸装置)、燃料船(Bunkering vessel)、海上工厂等的概念,而作为示例可以是液化气体运输船。
虽然没有在本发明的附图中示出,但是压力传感器PT、温度传感器TT等显然可以没有限制地设置在适当的位置,并且由各个传感器测得的测量值可以没有限制地以多种方式在以下说明的构成的操作中使用。
图1是本发明第一实施例的气体处理系统的概念图。
参照图1,本发明第一实施例的气体处理系统1包括气体储存部、燃料供应部20、再液化部30、燃料回收部40。
气体储存部是储存液化气体的构成,包括液灌10、燃料罐12等。
液灌(cargo tank)10是设置在作为液化气体运输船的船舶的船内的复数个货物用罐。当然,在船舶为气体运输船以外的船舶类型的情况下,可以是额外加装在船内或船外等的罐或容器等。
液灌10是在大气压下以低温液态储存液化气体的罐,可以在其壁体附加有多种隔热结构,以防止液化气体的气化。另外,液灌10可以是薄膜型罐或独立型罐等,其形态或规格等不受限制。
从液灌10到后述的燃料罐12可以设置有液化气体输送线L21,液灌10的液化气体通过液化气体输送线L21被输送到燃料罐12。被输送到燃料罐12的液化气体用作推进引擎E的燃料。
作为参考,在本说明书中,推进引擎E只要是用于推进船舶的构成即可,可以解释为并非引擎的诸如涡轮机、燃料电池等能够通过消耗液化气体来直接或间接地产生推进力的所有构成。另外,在本说明书中,推进引擎E可以作为包括用于推进的引擎、发电用引擎以及气体燃烧装置等所有气体需求处的术语来使用。
在液灌10可以分配有移送泵11,在移送泵11可以连接有液化气体输送线L21。移送泵11可以设置在液灌10的内部,并且可以设置为浸没在液化气体中的浸没式(submergedtype)。
移送泵11可以设置在复数个液灌10中的一部分。液灌10基本上以运输货物为目的,每个液灌10设置有至少两个用于卸下(unloading)货物的货泵(卸货泵、扫罐泵(stripping pump)等,未图示),其中至少一个液灌10可以除了货泵外还附加移送泵11,以将储存在内部的液化气体用作推进引擎E(ME-LGI)等的燃料。
作为一例,当液灌10沿船舶的长度方向并排设置有四个时,可以将靠近容纳有推进引擎E的引擎室的四号液灌10中储存的液化气体输送到燃料罐12之后用作推进引擎E的燃料,为此可以仅在四号液灌10设置有移送泵11。
储存于液灌10的液化气体受外部热浸透而自然蒸发,因此在液灌10产生蒸发气体。在液灌10可以设置有排出蒸发气体的蒸发气体排出线L10。从液灌10排出的蒸发气体可以被液化并返回或用作推进引擎E的燃料,对此将在以下描述再液化部30的部分中详细说明。
液灌10可以设置为复数个,以分别储存将重烃作为主要成分的液化气体(丙烷、丁烷、丙烯等)中的至少两种液化气体。即,液灌10可以包括储存第一种液化气体的第一液灌10和储存第二种液化气体的第二液灌10,作为一例,第一液灌10可以储存丙烷,第二液灌10可以储存丁烷等。
液灌10的蒸发气体通过后述的再液化部30的冷凝器32被液化,在构成为使液化后的蒸发气体返回液灌10的情况下,冷凝器32可以至少设置有与储存于液灌10的液化气体的种类一样多(可以追加设置备用的)。
即,在液灌10储存两种液化气体的情况下,冷凝器32优选设置有至少三个。另外,压缩机31与冷凝器32对应设置为一组,因此压缩机31也可以与冷凝器32的数量对应地设置有复数个。
但是,在本实施例中,通过使由冷凝器32液化的蒸发气体输送到燃料罐12等,而不返回到液灌10,即使液灌10被设置为储存两种以上的液化气体,也可以将冷凝器32的设置数量(或工作数量)减少为液化气体的种类数量以下。
即,液灌10的蒸发气体可以通过蒸发气体排出线L10输送到冷凝器32,在冷凝器32中通过制冷剂热交换被液化,液化后的蒸发气体可以经由燃料罐12输送到后述的高压泵22,而不返回到液灌10(燃料供应模式)。
燃料罐12储存液化气体作为要供应给推进引擎E的燃料。燃料罐12可以是作为以大气压大量储存液化气体的独立型(SPB型,MOSS型)或与薄膜型的液灌10相同或不同的类型,并且可以是以高压储存液化气体的独立型(Type C,压力容器型)。
此时,燃料罐12可以将液化气体储存为临界压力以上(例如,18bar左右),或储存为低于临界压力(例如,8bar左右),并且为了防止液化气体的气化,可以在壁体的内部或外部中的至少一侧设置有隔热结构。
燃料罐12可以安装在船舶的上甲板上,并且设置为通过鞍座(saddle)支撑于上甲板。燃料罐12可以配置在上甲板的不与用于装载/卸载液灌10的液化气体的构成(歧管等)发生干涉且在船舶航行时不遮挡视野(visibility)的位置。作为一例,燃料罐12可以设置在上甲板的船首侧的左舷或右舷。在该情况下,燃料罐12可以称为甲板罐(deck tank)。
燃料罐12可以是在液灌10和推进引擎E之间临时储存液化气体的构成,另外,燃料罐12也可以是具有利用储存在其内部的液化气体来冷凝在液灌10产生的蒸发气体的功能的构成。
即,燃料罐12也可以用作再冷凝器32,利用储存在其内部的液化气体,接收并冷凝在液灌10产生的蒸发气体。为此,在从液灌10延伸的蒸发气体排出线L10上可以设置有从冷凝器32的上游朝燃料罐12分支的蒸发气体分支线(未图示)。
从液灌10到燃料罐12可以连接有以上说明的液化气体输送线L21,通过浸没在液灌10内的移送泵11可以将液化气体输送到燃料罐12。考虑船舶的航运状态等,可以将储存于燃料罐12的液化气体管理为适当的水平/压力。
相反,液化气体也可以从燃料罐12返回到液灌10,但是这可以被限定为储存于燃料罐12的液化气体与储存于液灌10的液化气体的成分相同的情况。
储存于燃料罐12的液化气体可以通过后述的燃料供应部20的低压泵21从燃料罐12输送到推进引擎E。液化气体供应线L20可以从燃料罐12设置到推进引擎E。即,从液灌10到燃料罐12设置有液化气体输送线L21,而从燃料罐12到推进引擎E设置有液化气体供应线L20。
当然,液化气体供应线L20也可以设置为从液灌10绕过燃料罐12以将液化气体供应到推进引擎E,在该情况下,液化气体供应线L20可以将液灌10和/或燃料罐12的液化气体输送到推进引擎E。
燃料供应部20将液化气体供应到推进引擎E,使得推进引擎E工作。燃料供应部20可以包括低压泵21、高压泵22、热交换器23等,并且还可以在适当的位置设置有过滤器(未示出标记)。
低压泵21将燃料罐12的液化气体传递到推进引擎E。低压泵21可以设置在燃料罐12的内部或外部,并且可以设置在从燃料罐12连接到推进引擎E的液化气体供应线L20上。
低压泵21可以将液化气体加压至比推进引擎E的所需压力低的压力。具体而言,低压泵21可以按照配置在下游的高压泵22的吸入压力(例如,20bar)对液化气体加压。即,低压泵21使液化气体的压力增加燃料罐12的内压和高压泵22的吸入压力之间的压差。
但是,在燃料罐12的储存压力对应于高压泵22的吸入压力的情况下,也可以省略低压泵21。
在液化气体供应线L20的低压泵21的下游可以设置有液化气体返回线(未图示)。液化气体返回线可以在通过低压泵21输送到推进引擎E的流量超出推进引擎E的所需流量的情况下,用于将多余的液化气体回收到燃料罐12。
或者,液化气体返回线可以使从燃料罐12排出后被低压泵21加压的液化气体重新流入到燃料罐12内,从而实现增加燃料罐12的内压的功能。因此,燃料罐12能够通过保持较高的内压来使燃料罐12中的蒸发气体的产生最小化。
高压泵22与推进引擎E的所需压力对应地对燃料罐12的液化气体进行加压并将其输送到推进引擎E。推进引擎E所需的压力可以是20至50bar,但可以根据推进引擎E的规格而异。
高压泵22设置在从燃料罐12延伸到推进引擎E的液化气体供应线L20上。高压泵22的类型没有特别限制,并且如图所示,复数个高压泵22可以并联设置成能够相互备用。
高压泵22可以如图所示设置在后述的热交换器23的上游,或者,也可以与图示不同地设置在热交换器23的下游。在后一种情况下,高压泵22可以将被热交换器23调节温度的液化气体加压至推进引擎E所需的压力。
为了抑制在高压泵22对液化气体加压的过程中发生气蚀(cavitation),液化气体可以以液态流入高压泵22。在热交换器23设置在高压泵22的上游的情况下,热交换器23可以考虑以上内容来控制液化气体的温度。
吸入高压泵22的液化气体的压力可以对应于由低压泵21吐出的液化气体的压力。另外,也可以对应于从推进引擎E回收的液化气体的压力。
在高压泵22的下游可以设置有用于滤除杂质的过滤器(未示出标记),如图所示,过滤器还可以追加设置在低压泵21的上游等。
另外,在液化气体供应线L20的高压泵22的下游可以设置有燃料供应阀(未图示),此时,燃料供应阀和设置于液化气体回收线L30的减压阀(未图示)可以构成为一个组并被称为FVT(fuel valve train,燃油阀组)。
在高压泵22的下游的液化气体供应线L20可以设置有连接到后述的燃料回收部40的液化气体回收线L30的液化气体循环线L22。从高压泵22吐出的液化气体沿液化气体循环线L22被输送到液化气体回收线L30,并再次循环到高压泵22。
为了工作稳定性等,高压泵22设定有最小所需流量。这被称为最小流量(minimumflow),工作时,优选在高压泵22流入满足最小所需流量的液化气体。
然而,存在高压泵22下游的推进引擎E等的消耗量不满足高压泵22的最小所需流量的情况。作为一例,在高压泵22正在工作的情况下,推进引擎E以低负荷工作或停止工作的情况等即是这种情况。
此时,在本实施例中,为了使高压泵22稳定工作,即使推进引擎E的所需流量达不到高压泵22的最小所需流量,为了在高压泵22流入最小所需流量以上的液化气体,也可以使液化气体循环。
即,如果高压泵22的最小所需流量为100且推进引擎E的所需流量为80,则20的液化气体可以从高压泵22的下游经由液化气体循环线L22、液化气体回收线L30而循环到高压泵22。
因此,当推进引擎E的所需流量为高压泵22的最小所需流量以下时,液化气体循环线L22可以通过使高压泵22的最小所需流量除去推进引擎E的所需流量的流量以上循环,来确保高压泵22的最小所需流量。
热交换器23设置在低压泵21的下游并改变液化气体的温度。热交换器23可以使液化气体的温度升高或降低,因此也可以称为燃料调节器(fuel conditioner)。
作为一例,在本实施例的初期工作时,由于从推进引擎E回收的高温液化气体的流量较大,因此热交换器23可以降低液化气体的温度,而在进入稳定工作的情况下,热交换器23可以升高液化气体的温度。
如图所示,热交换器23可以设置在高压泵22的下游,但是与附图不同地,热交换器23也可以设置在高压泵22的上游。在后一种情况下,热交换器23可以将液化气体的温度调节到液化气体的沸点以下,以防止气态的液化气体流入高压泵22。
热交换器23可以利用多种热交换介质来实现与液化气体的热交换,作为一例,热交换介质可以是海水、清水、乙二醇水、废气等,但不限于此。
再液化部30使在液灌10产生的蒸发气体液化。再液化部30可以形成为在一个滑轨上配置有各种构成的模块而构成再液化装置,再液化部30可以包括复数个再液化装置。但是,为方便起见,在附图中仅示出了一台再液化装置。
这种再液化装置包括压缩机31、冷凝器32、气液分离器33、中间冷却器34、后冷却器35。此时,压缩机31、后冷却器35、冷凝器32以及气液分离器33可以按顺序串联配置在蒸发气体排出线L10上,中间冷却器34可以设置在从气液分离器33连接到液灌10的蒸发气体返回线L11上。
压缩机31对从液灌10排出的蒸发气体进行压缩。压缩机31可以借助压缩来升高蒸发气体的沸点,由此能够提高以下将说明的冷凝器32中的液化效率。
压缩机31可以构成为多级,如图所示,可以构成为三级,或者可以设置为除此之外的多种级数。另外,压缩机31可以并联设置在蒸发气体排出线L10上,以能够相互备用的方式设置。
压缩机31可以将压缩后的蒸发气体输送到冷凝器32以使其能够被液化,或者可以将其输送到填充有适当量的液化气体的燃料罐12。在前一种情况下,在冷凝器32液化的蒸发气体供应到燃料罐12,在后一种情况下,高压的蒸发气体可以直接注入燃料罐12,被燃料罐12内的液化气体冷却而液化。
在压缩机31上游可以设置有鼓(未图示)。鼓是用于过滤从液灌10排出的蒸发气体中的液滴的气液分离结构,液滴可以设置为返回到液灌10。
鼓可以通过防止液滴流入到压缩机31来保护压缩机31,并且根据压缩机31的类型可以省略鼓。
冷凝器32使在液灌10产生的蒸发气体液化。蒸发气体的液化可以利用制冷剂,制冷剂可以是乙二醇水、氮气或海水等,但是以下,在本说明书中,假设冷凝器32的制冷剂为海水而进行说明。
冷凝器32可以具有双流(stream)结构,其包括流入被压缩机31压缩的蒸发气体的蒸发气体流,以及用于与蒸发气体进行热交换的制冷剂流动的制冷剂流。
这种冷凝器32的类型不受Shell&Tube、PCHE等的限制,也可以是蒸发气体为进行热交换而从储存有制冷剂的壳体中穿过的浴式(bath type)。
如前所述,液灌10可以设置为复数个,以分别储存至少两种液化气体,而冷凝器32可以设置为液化不同种类的所有蒸发气体。
在设置有储存不同种类的液化气体的复数个液灌10的情况下,可以与液化气体的种类对应地设置复数个冷凝器32。或者,如前所述,在本实施例中,可以通过将不同种类的蒸发气体统一输送到一个冷凝器32,来减少冷凝器32的设置数量(或工作数量)。
这是因为,本实施例的再液化装置可以运转为将液化后的蒸发气体输送到燃料罐12而不是液灌10来供推进引擎E消耗(燃料供应模式)。
当然,即使在冷凝器32液化的蒸发气体返回到液灌10,如果在液灌10内不会发生成分污染,则再液化装置也可以以将液化后的蒸发气体输送到液灌10的再液化模式工作。
气液分离器33临时储存在冷凝器32液化的蒸发气体。气液分离器33可以具有容器形态或部分管扩展的形态等,以具有缓冲器的功能。
气液分离器33将液化的蒸发气体分离为气相和液相,然后可以将液相输送到液灌10或燃料罐12等。气液分离器33可以仅将液相输送到液灌10等,而将气相容纳在其内部,通过保持预定水平的内压,能够防止蒸发气体的气化。
如上所述,为了防止液化气体的成分混合(或为了将蒸发气体供应到推进引擎E),再液化装置可以以将液化的蒸发气体输送到燃料罐12而不是液灌10的燃料供应模式运转,为此,气液分离器33可以设置有将液相输送到燃料罐12的蒸发气体输送线L12。
或者,为了使再液化装置以再液化模式工作,可以从气液分离器33朝液灌10设置蒸发气体返回线L11,在蒸发气体返回线L11上可以设置有中间冷却器34。
因此,再液化装置可以以将在气液分离器33分离的液相经由中间冷却器34输送到液灌10的再液化模式,和/或将在气液分离器33分离的液相输送到燃料罐12以供应给推进引擎E的燃料供应模式中的至少一种模式运转。
即,再液化装置也可以以再液化模式和燃料供应模式组合的模式运转。在组合模式的情况下,在气液分离器33分离的液相的一部分被输送到液灌10,而其余部分被输送到燃料罐12,液相分支到燃料罐12的流量可以根据推进引擎E的负荷来控制。
中间冷却器34使在冷凝器32液化的蒸发气体中的一部分与其余部分相互进行热交换,将从冷凝器32流入的蒸发气体中的因进行热交换而产生的气相蒸发气体输送到压缩机31。
中间冷却器34用于在由复数级构成的压缩机31的中间级冷却蒸发气体。蒸发气体在被压缩机31压缩时因压缩热而升温,在该情况下,存在压缩机31的负荷增加的问题。因此,本实施例可以将中间冷却器34用于进行中间冷却。
具体而言,中间冷却器34设置成储存在冷凝器32液化的蒸发气体中的一部分的容器形态,并且将储存在其内部的蒸发气体用作冷却在冷凝器32液化的蒸发气体中的其余部分(输送到液灌10的流量)的制冷剂。
为此,蒸发气体返回线L11从中间冷却器34上游分支,其中,一侧将蒸发气体输送到中间冷却器34内,另一侧为了与储存于中间冷却器34的蒸发气体进行热交换而穿过中间冷却器34的内部,然后连接到液灌10。
即,中间冷却器34可以通过使从冷凝器32输送到液灌10的蒸发气体与从冷凝器32接收并储存在其内部的蒸发气体进行热交换,来充分地液化输送到液灌10的蒸发气体。
此时,为了提高热交换效率,从蒸发气体返回线L11穿过中间冷却器34的内部的部分可以设置为盘绕形态,另外,为了提高冷却效率,在从蒸发气体返回线L11向中间冷却器34的内部输送蒸发气体的部分可以设置有减压阀(未示出标记)。
另外,中间冷却器34将储存在其内部的蒸发气体中的气相输送到压缩机31的中间级。从中间冷却器34输送到压缩机31的中间级的气相的蒸发气体处于接近沸点的极低温状态。因此,在压缩机31的中间级处的蒸发气体可以与从中间冷却器34输送的气相蒸发气体混合并冷却。
可以在多级压缩机31的每一个中间级均配置中间冷却器34。但是在该情况下,蒸发气体通过中间冷却器34循环,由于从中间冷却器34输送到压缩机31的中间级的蒸发气体量,可以从液灌10流入到再液化装置的蒸发气体量可能受到限制。
即,再液化装置具有压缩机31的第一级的允许流入量除去由中间冷却器34输送到压缩机31的中间级的蒸发气体量的再液化容量。作为一例,当压缩机31的第一级的允许流入量为800时,如果通过中间冷却器34分别向压缩机31的中间级(第一级和第二级之间以及第二级和第三级之间)循环200的蒸发气体,则再液化装置能够最终从液灌10接收的蒸发气体量减少到400。
为了改善这一点,在本实施例中,仅在压缩机31的中间级中的一部分配置中间冷却器34,在压缩机31的中间级中的其余部分设置后冷却器35而不是中间冷却器34,从而能够增加再液化装置的容量。
中间冷却器34可以用分离器代替。与以上说明的气液分离器33相似地,分离器可以对在冷凝器32液化的蒸发气体进行气液分离,从而将液相输送到液灌10,将气相输送到压缩机31的中间级。在该情况下,分离器仅对蒸发气体进行气液分离,而不实现蒸发气体之间的热交换,因此可以在其内部省略盘绕形态的蒸发气体返回线L11。
后冷却器35可以设置在压缩机31的中间级中的一部分,并且可以利用额外的制冷剂来冷却蒸发气体。从冷凝器32的观点来看,后冷却器35可以实现预冷却器的功能。
后冷却器35可以与冷凝器32相似地利用海水等制冷剂,除此之外,还可以使用多种制冷剂。但是,后冷却器35可以使用从外部供应的额外的制冷剂,而不是储存于液灌10的液化气体或从液灌10排出的蒸发气体。
参照附图,在本实施例中,通过在压缩机31的第一级和第二级之间连接中间冷却器34来使气相蒸发气体循环,并且可以在压缩机31的第二级和第三级之间设置后冷却器35。
此时,如果压缩机31的第一级的允许流入量为800,中间冷却器34的循环为200,则在本实施例中,将允许600的蒸发气体量从液灌10输送至再液化装置。
即,与再液化装置的压缩机31的所有中间级分别连接中间冷却器34的情况相比,本实施例将至少一个中间冷却器34替换为后冷却器35,从而能够增加再液化容量。
如上所述的本实施例的再液化部30可以以两种模式工作。作为一例,再液化部30可以以将在冷凝器32液化的蒸发气体经由中间冷却器34输送至液灌10的再液化模式,以及从冷凝器32的上游或下游将蒸发气体输送至推进引擎E侧的燃料供应模式工作。
具体而言,在再液化模式中,经多级压缩的蒸发气体通过冷凝器32被液化之后,经过气液分离器33被输送到中间冷却器34。此时,蒸发气体从中间冷却器34的上游分支,一部分蒸发气体可以填充到中间冷却器34的内部,其余部分蒸发气体将从中间冷却器34内穿过,以仅进行热交换而不与填充在中间冷却器34的内部的蒸发气体混合。穿过中间冷却器34的蒸发气体可以被冷却或过冷,以稳定地保持液态,然后可以返回到液灌10。
相反,在燃料供应模式中,可以将经多级压缩的蒸发气体从冷凝器32上游输送到燃料罐12,或者可以将经多级压缩和冷凝的蒸发气体输送到燃料罐12,从而通过高压泵22输送到推进引擎E。
燃料供应模式可以在液化的蒸发气体不宜返回液灌10的情况,或者推进引擎E的负荷高而仅以储存在燃料罐12内的液化气体不能满足推进引擎E的所需流量的情况等下工作。
作为一例,当液灌10中储存有丙烷、丁烷时,如果在处理丁烷的再液化装置发生问题而停止运转,则可以利用处理丙烷的其他再液化装置来液化丁烷。此时,处理丙烷的再液化装置中残留的丙烷可能与丁烷混合,因此可以进行将液化后的丁烷输送到燃料罐12而不输送到液灌10的燃料供应模式。
除此之外,在相比于向液灌10输送更优选向燃料罐12等输送的多种情况下,也可以以燃料供应模式而不是再液化模式运转。另外,如上所述,当然也可以以再液化模式和燃料供应模式组合的组合模式运转。
燃料回收部40回收从推进引擎E排出的液态液化气体。燃料回收部40可以将液态液化气体回收到高压泵22的上游,为此,从推进引擎E到高压泵22上游的液化气体供应线L20设置有液化气体回收线L30。
不同于接收并消耗气态的LNG的商用引擎(ME-GI、XDF等),本发明中的推进引擎E(ME-LGI等)具有接收并消耗液态的LPG等并排出多余的液态燃料的结构。
这是因为,与气态的情况不同,在液态的情况下,不易对燃料供应量进行精细控制,所以随着推进引擎E接收足够量的液态燃料而产生多余的燃料。
但是,从推进引擎E回收的液化气体是穿过推进引擎E的内部的液化气体而不是流入推进引擎E之前的液化气体,在具有对应于推进引擎E的所需压力的温度/压力的状态(例如,45bar左右,50摄氏度以上)的同时,可能在液化气体的内部混入推进引擎E中使用的润滑油。
即,在从推进引擎E回收的多余的液化气体中混合有润滑油,因此优选不将回收的液化气体输送到液灌10,以防止货物污染。
因此,与推进引擎E连接用于回收多余的液化气体的液化气体回收线L30可以将从推进引擎E返回的多余液化气体输送到高压泵22而不是液灌10,以使其重新流入推进引擎E。
即,液化气体回收线L30将在穿过推进引擎E的内部时混入推进引擎E中使用的润滑油的多余的液态液化气体输送到高压泵22上游的液化气体供应线L20,以使其重新流入推进引擎E,从而能够防止液灌10内的液化气体因润滑油而受到污染。
这种燃料回收部40可以包括设置于液化气体回收线L30的减压阀、冷却器41,另外,还可以包括收集罐42和分离鼓43。
减压阀对从推进引擎E排出并混合有润滑油的多余的液态液化气体进行减压。减压阀可以是焦耳-汤普森阀,并且可以设置为与燃料供应阀一起构成燃料供应组(FVT)。
这种减压阀可以通过对从推进引擎E回收的高压(约30至50bar左右)的液化气体进行减压来对应于高压泵22的吸入压力。
冷却器41对在液化气体回收线L30被减压阀减压的液化气体进行冷却,使得其以液态流入高压泵22。冷却器41可以使用不受限的多种制冷剂,并且可以将液化气体冷却到减压后的液化气体的沸点以下。作为一例,冷却器41可以将海水用作制冷剂,此时,热交换器23和冷却器41可以通过一个制冷剂供应部一体地连接。
冷却器41的冷却可以考虑与从燃料罐12输送到高压泵22的液化气体的混合来进行,因此冷却器41也可以控制将液化气体冷却为略高于减压后的液化气体的沸点的温度。
被冷却器41冷却的液态(或接近于液态的状态)的液化气体可以通过液化气体回收线L30从液化气体供应线L20混入高压泵22的上游,在液化气体回收线L30与液化气体供应线L20的连接点处可以设置有混合器(未图示)。
以上说明的液化气体循环线L22可以从高压泵22下游的液化气体供应线L20分支并连接到液化气体回收线L30的冷却器41的上游,以能够连接到高压泵22的下游的推进引擎E和冷却器41之间。
这是因为液化气体因高压泵22的工作而被泵送和加热,如果加热后的液化气体持续循环,则高压泵22本身的温度可能不必要地升高,因此为了抑制这种情况。即,本实施例可以利用冷却器41来将液化气体通过液化气体循环线L22循环时的高压泵22的发热程度限制在预设值以内。
因此,高压泵22可以持续地泵送最小所需流量以上的液化气体,并且通过液化气体循环线L22回收的多余液化气体经由冷却器41循环到高压泵22,因此能够防止高压泵22过热。
收集罐42收集从推进引擎E返回的液化气体中的一部分。收集罐42可以设置成从自推进引擎E连接至高压泵22上游的液化气体供应线L20的液化气体回收线L30分支,液化气体收集线L31可以从液化气体回收线L30延伸到收集罐42。
此时,液化气体收集线L31可以从液化气体回收线L30的减压阀和冷却器41之间延伸并连接到收集罐42,另外,可以从收集罐42汇合到冷却器41上游的液化气体回收线L30。即,液化气体收集线L31可以部分地与液化气体回收线L30并联设置,并且可以设置为具有收集罐42。
收集罐42对回收的液化气体进行气液分离。当气态的液化气体流入到高压泵22时,可能发生气蚀问题,因此,在本发明中,沿液化气体回收线L30流动的液化气体可以根据需要在经由收集罐42的同时被气液分离,从而阻止气态液化气体流入高压泵22。
即,收集罐42可以收集液化气体回收线L30的液化气体,仅将液态液化气体输送到高压泵22,由此能够确保高压泵22稳定地工作。
分离鼓43可以从收集罐42接收从推进引擎E回收的液化气体,并过滤液化气体中包含的杂质(润滑油等)。从收集罐42到分离鼓43可以连接有液化气体处理线L32,除了从收集罐42分离出的气态的液化气体以外,液化气体处理线L32还可以将从收集罐42向液化气体回收线L30输送的液态的液化气体输送至分离鼓43。
分离鼓43从流入其内部的液化气体中分离润滑油。具体而言,分离鼓43将液化气体以气态排出,将润滑油以液态排出。即,分离鼓43与收集罐42相似地实现气液分离功能。
但是,分离鼓43可以使用伴热(tracing)等加热部,以促进液化气体的气化,伴热可以是使用蒸汽或海水等介质作为热源或利用电加热的构成。
分离鼓43可以通过加热部对混合有润滑油的液化气体进行加热,从而通过通风桅杆(vent mast)(未图示)等排出液化气体,并且从下部排出润滑油而进行处理(再利用)。
作为参考,通风桅杆(未图示)将需要从液灌10和推进引擎E之间排出到外部的物质排放到大气中。通风桅杆设置在船舶的甲板上并具有预定的高度,从而能够保护甲板上的船员。
通风桅杆可以从收集罐42或分离鼓43连接,也可以与蒸发气体排出线L10、液化气体供应线L20、燃料罐12等连接。由此,通风桅杆通过在正常运行或推进引擎E的工作终止等紧急情况等下实现外部排放来保护系统。
另外,通风桅杆在蒸发气体排出线L10、液化气体供应线L20等吹扫时可以将吹扫气体排出到外部。此时,吹扫气体可以是氮气或惰性气体等。
如上所述,在本实施例中,再液化在液灌10产生的蒸发气体后向燃料罐12输送而供应到推进引擎E,由此,能够解决在再液化不同种类的液化气体后返回到液灌10的情况下液化气体成分可能被污染的问题,并且能够减少冷凝器32的设置数量或工作数量。
图2是本发明第二实施例的气体处理系统的概念图。
以下,将以本实施例与前述实施例不同点为主进行说明,省略说明的部分用前述内容替代。需要注意的是,后述的实施例中也如此。
参照图2,在本发明的第二实施例的气体处理系统1中,再液化部30使蒸发气体液化并输送到高压泵22。具体而言,与前述实施例相同地,再液化装置可以将液化后的蒸发气体输送到燃料罐12,或者可以输送到燃料罐12和高压泵22之间的液化气体供应线L20。
为此,作为输送在气液分离器33分离的液相的线,除了蒸发气体返回线L11、蒸发气体输送线L12之外,还可以设置有蒸发气体供应线L13。蒸发气体供应线L13的一端可以从气液分离器33或蒸发气体输送线L12延伸,另一端与液化气体供应线L20的高压泵22和低压泵21之间连接。
蒸发气体输送线L12与液化气体供应线L20连接的点可以是液化气体回收线L30与液化气体供应线L20连接的点的上游或与其相同的点。因此,除了从低压泵21供应的液化气体、通过液化气体回收线L30回收的多余的液化气体之外,高压泵22还可以对由再液化装置输送的液态蒸发气体进行加压并供应给推进引擎E。
在冷凝器32液化的蒸发气体绕过燃料罐12通过蒸发气体供应线L13与从液化气体回收线L30回收的液化气体汇合,然后被供应到高压泵22的情况下,在高压泵22仍然能够防止气体的流入。
具体而言,在本实施例中,将高压泵22的流入压力和冷凝器32下游的蒸发气体压力(可以是气液分离器33的内压)控制为相同,从而可以控制在高压泵22上游的液化气体供应线L20上流动的液化气体的沸点与在蒸发气体供应线L13上流动的蒸发气体的沸点形成为相同。即,不在气液分离器33和高压泵22之间的蒸发气体供应线L13上设置额外的加压/压缩装置。
然而,高压泵22的流入压力与液化气体回收线L30上的减压阀下游的压力相同。即,在液化气体回收线L30上流动的液态液化气体的沸点也与蒸发气体供应线L13上的蒸发气体的沸点相同。
此时,再液化装置的冷凝器32和液化气体回收线L30上的冷却器41可以使用相同的制冷剂。即,向冷凝器32和冷却器41供应具有相同条件(温度)的制冷剂,从而将蒸发气体/液态液化气体冷却为大致相同的温度。
因此,在本实施例中,燃料回收部40的冷却器41用第一制冷剂冷却具有第一压力的液态液化气体,以防止在高压泵22流入端的气化,并且再液化部30的冷凝器32也将用第一制冷剂冷却具有第一压力的蒸发气体,从而冷却器41和冷凝器32可以彼此关联地被控制,以防止气体流入到高压泵22。
即,在本实施例中,即使高压泵22的流入压力较低,冷凝器32也以与从燃料回收部40回收的液态液化气体相同的压力使用与冷却器41相同的制冷剂来冷凝蒸发气体,因此,即使再液化装置绕过燃料罐12将蒸发气体直接输送到高压泵22,也能够确保高压泵22的工作稳定性。
因此,当本实施例的再液化装置以燃料供应模式工作时,除了将在气液分离器33分离的液相输送到燃料罐12以外,还可以将其输送到高压泵22上游的液化气体供应线L20而供应到推进引擎E,向蒸发气体输送线L12或蒸发气体供应线L13的流动控制可以根据从液灌10排出的蒸发气体量、推进引擎E的负荷、燃料罐12的内压等多种变量来进行控制。
另外,本实施例的再液化装置包括旁通线L14。旁通线L14使至少一部分的蒸发气体绕过冷凝器32而供应到气液分离器33,在旁通线L14可以设置有用于调节流动的旁通阀36。
在冷凝器32使用的制冷剂的温度为低温的情况下,蒸发气体可能被制冷剂过冷。当过冷的液态蒸发气体流入冷凝器32下游的气液分离器33时,可能导致气液分离器33的内压下降。
即,冷凝器32中的制冷剂的温度可以确定蒸发气体的冷却程度,这将确定气液分离器33中的内压。气液分离器33的内压可以是通过蒸发气体供应线L13输送到高压泵22的蒸发气体的压力,如果气液分离器33的内压低,则蒸发气体的沸点可能降低并在高压泵22中气化。
因此,冷凝器32的制冷剂的温度可能引发在高压泵22的流入端的气化问题,于是,在本实施例中,可以实现根据制冷剂温度来增加气液分离器33的压力的控制。
为此,旁通线L14可以通过开放旁通阀36来使至少一部分的蒸发气体绕过冷凝器32供应到气液分离器33,以应对从气液分离器33输送到高压泵22的蒸发气体根据制冷剂的温度的压力变动。
如果绕过冷凝器32的高温的气态蒸发气体流入到气液分离器33,则气液分离器33的内压将升高,由此通过蒸发气体供应线L13从气液分离器33输送到液化气体供应线L20的液态蒸发气体的压力增加,沸点升高。
因此,在本实施例中,通过以制冷剂温度为变量来调节是否绕过冷凝器32的控制,防止从再液化装置输送到高压泵22的液态蒸发气体再次气化,从而能够预先防止高压泵22中的气蚀现象。
另外,由于气液分离器33的内压被控制为对应于从液化气体回收线L30回收的液态液化气体的压力,因此,如上所述,在冷凝器32和冷却器41使用相同的制冷剂运转时,能够仅使液相稳定地流入到高压泵22的流入端。
如上所述,如果在冷凝器32使用的制冷剂的温度为低温,则由于从再液化装置输送到高压泵22的液态蒸发气体的压力较低,可能被气化并流入到高压泵22,然而,本实施例通过应用根据制冷剂的温度来使一部分蒸发气体绕过冷凝器32的控制,能够有效地解决如上所述的问题。
图3是本发明第三实施例的气体处理系统的概念图。
参照图3,在本发明的第三实施例的气体处理系统1中,与前述第二实施例相比,可以省略燃料罐12,并且还可以省略液化气体输送线L21或蒸发气体输送线L12等。
在该情况下,液化气体供应线L20可以从液灌10直接连接到推进引擎E,在液化气体供应线L20上可以设置有低压泵21、高压泵22、热交换器23等。
如图所示,低压泵21可以配置在液化气体供应线L20的移送泵11的下游,但是,如果移送泵11的吐出压力设置为与高压泵22的流入压力对应,则可以省略低压泵21。
另外,在本实施例中,再液化装置可以将液化的蒸发气体输送到液灌10和高压泵22之间的液化气体供应线L20。此时,再液化装置可以在燃料供应模式下,将在气液分离器33分离的液相输送到高压泵22上游的液化气体供应线L20,从而供应到推进引擎E。
另外,与前述实施例相同,再液化装置可以液化蒸发气体并输送到高压泵22,并且根据制冷剂的温度,一部分蒸发气体可以绕过冷凝器32并通过气液分离器33输送到高压泵22上游的液化气体供应线L20。
图4是本发明第四实施例的气体处理系统的概念图。
参照图4,在本发明的第四实施例的气体处理系统1中,与前述第二实施例相比,蒸发气体供应线L13被省略,并且液化气体的回收点设定到燃料罐12。
在本实施例中,再液化装置可以将液化的蒸发气体输送到燃料罐12。如上所述,这可以通过蒸发气体输送线L12实现。即,再液化装置可以在燃料供应模式下将在气液分离器33分离的液相输送到燃料罐12,从而供应到推进引擎E。
但是,在本实施例中,燃料回收部40的液化气体回收线L30可以从推进引擎E延伸并连接到燃料罐12的内部。因此,液化气体回收线L30可以将混入推进引擎E中使用的润滑油的多余的液态液化气体输送到燃料罐12。此时,流入到燃料罐12的液态液化气体可以通过低压泵21和高压泵22重新流入推进引擎E。
本实施例的燃料罐12是将多余的液化气体直接回收到其内部的构成,与前述第二实施例相比,内压可以被设定为较高。即,燃料罐12的内压可以被调节为回收的液化气体不会气化的压力,在该情况下,如果燃料罐12的内压对应于高压泵22的流入压力,则可以省略低压泵21。
与第二、第三实施例相同,本实施例也可以根据冷凝器32中使用的制冷剂的温度来控制液态蒸发气体的流动。具体而言,在本实施例中,再液化装置可以使至少一部分的蒸发气体绕过冷凝器32供应到燃料罐12,以应对输送到燃料罐12的蒸发气体根据制冷剂的温度的压力变动。
在本实施例中,液态蒸发气体经由燃料罐12输送到高压泵22,在燃料罐12和高压泵22之间可以设置有低压泵21。因此,冷凝器32的制冷剂的温度将对燃料罐12的内压造成影响,这可能影响低压泵21的流入压力,并且这可能间接地对高压泵22的流入压力造成影响。当然,如果省略低压泵21,则燃料罐12的内压可能直接影响高压泵22的流入压力。
因此,本实施例的再液化装置可以使一部分蒸发气体绕过冷凝器32经由气液分离器33供应到燃料罐12,以应对从气液分离器33输送到燃料罐12的蒸发气体根据制冷剂的温度的压力变动。即,在本实施例中,可以通过蒸发气体的旁通调节,能够一次性地调节气液分离器33的内压和燃料罐12的内压。
或者,在本实施例的情况下,在冷凝器32液化的液态蒸发气体经由燃料罐12输送到高压泵22,因此燃料罐12能够实现气液分离功能,从而在再液化装置中还可以省略气液分离器33。
图5是本发明第五实施例的气体处理系统的概念图。
参照图5,在本发明的第五实施例的气体处理系统1中,与第二实施例相比,可以不同地设置蒸发气体供应线L13的连接点。
本实施例的蒸发气体供应线L13可以将气液分离器33上游的蒸发气体输送到燃料罐12和高压泵22之间的液化气体供应线L20。即,蒸发气体供应线L13的一端可以与再液化装置的冷凝器32和气液分离器33之间连接,另一端可以与液化气体供应线L20的高压泵22的上游连接。
这种蒸发气体供应线L13为应对气液分离器33的内压根据制冷剂的温度的变动而设置。具体而言,在制冷剂的温度为低于基准值的低温的情况下,蒸发气体供应线L13可以使高压泵22的上游与气液分离器33的上游直接连通,以防止蒸发气体在冷凝器32被过冷并经由气液分离器33流入高压泵22时压力不足。
在该情况下,再液化装置的压缩机31处于根据蒸发气体的流动在其下游依次配置冷凝器32和高压泵22的情况,从而高压泵22的流入端的压力与压缩机31的吐出端压力匹配。因此,压缩机31作为阻力接受高压泵22的流入压力(通过液化气体回收线L30回收的液态液化气体的压力)工作受控制,压缩机31的吐出压力可能被调高。
即,在本实施例中,如果冷凝器32中使用的制冷剂的温度过低,则用蒸发气体供应线L13直接连通冷凝器32的下游和高压泵22的上游,从而使压缩机31的吐出端因高压泵22的流入压力而受阻力,以将压缩机31的吐出压力控制为与高压泵22的流入压力对应。
因此,在本实施例中,代替绕过与低温制冷剂的热交换,绕过气液分离器33而使冷凝器32的下游和高压泵22的上游连通为具有相同的压力,从而能够使压缩机31的吐出压力与高压泵22的流入压力对应。
如上所述,在本实施例中,为了应对由于冷凝器32中使用的制冷剂的温度过低而导致液态蒸发气体的压力变得不适合,使压缩机31的下游与高压泵22的上游连通,从而能够通过使压缩机31的吐出压力与高压泵22的流入压力对应来有效地防止高压泵22中的气化。
图6是本发明第六实施例的气体处理系统的概念图。
参照图6,在本发明的第六实施例的气体处理系统1中,与第五实施例相比,可以省略燃料罐12,还可以省略液化气体输送线L21或蒸发气体输送线L12等。
在该情况下,液化气体供应线L20可以直接从液灌10连接到推进引擎E,在液化气体供应线L20上可以设置有低压泵21、高压泵22、热交换器23等。此时,如前述第三实施例中所述,可以省略低压泵21。
在本实施例中,再液化装置可以将液化的蒸发气体输送到液灌10和高压泵22之间的液化气体供应线L20。此时,再液化装置可以在燃料供应模式下,将在气液分离器33分离的液相输送到高压泵22上游的液化气体供应线L20,从而供应到推进引擎E。
另外,与前述实施例相同,再液化装置使蒸发气体液化并输送到高压泵22,并且根据制冷剂的温度使冷凝器32的下游与高压泵22的上游连通,从而能够使将压缩机31的吐出压力与高压泵22的流入压力对应。
图7是本发明第七实施例的气体处理系统的概念图。
参照图7,在本发明的第七实施例的气体处理系统1中,与前述实施例相比,再液化装置的详细构成存在变化,并且除此之外的构成可以包括前述实施例中的至少任意一个构成。
本实施例的再液化装置包括压缩机31、冷凝器32、气液分离器33、后冷却器35、蒸发气体热交换器37。压缩机31、冷凝器32以及气液分离器33如上所述,因此将省略详细说明。
蒸发气体热交换器37使从液灌10输送到压缩机31的蒸发气体与在冷凝器32液化的蒸发气体进行热交换。具体而言,蒸发气体热交换器37可以是双流(stream)结构,其具有从液灌10输送到压缩机31的蒸发气体流动的流,以及从气液分离器33输送到液灌10的蒸发气体流动的流。
作为一例,蒸发气体热交换器37可以以具有与蒸发气体排出线L10平行的一个流和与蒸发气体返回线L11平行的另一个流的方式设置在蒸发气体返回线L11上,并且可以设置为代替以上说明的中间冷却器34。当然,还可以在具有中间冷却器34的前述实施例中追加蒸发气体热交换器37。
在冷凝器32液化的蒸发气体处于被压缩机31压缩的状态,因此虽然是液态,但是其温度可能高于大气压下的沸点。相反,从液灌10排出的蒸发气体可以具有大气压水平的压力并具有接近于沸点的温度。
因此,蒸发气体热交换器37可以通过使从气液分离器33输送的蒸发气体与从液灌10排出的低温的蒸发气体进行热交换来进行冷却。此时,蒸发气体热交换器37中的作为冷却对象的蒸发气体和作为冷却主体的蒸发气体的压力可以不同,压力差可以形成液灌10中的内压和气液分离器33的内压之间的压差。
蒸发气体返回线L11上的蒸发气体热交换器37的上游和下游中的至少一个点上可以设置有减压阀(未图示),所述减压阀通过对在压缩机31压缩的蒸发气体进行减压来实现附加的冷却。
如前述第一实施例中所述,包括这种蒸发气体热交换器37的再液化装置可以以燃料供应模式或再液化模式工作。即,再液化装置可以以将在气液分离器33分离的液相经由设置于蒸发气体返回线L11的蒸发气体热交换器37输送到液灌10的再液化模式工作,和/或以将在气液分离器33分离的液相通过蒸发气体输送线L12输送到燃料罐12而供应到推进引擎E的燃料供应模式工作。
如上所述,在本实施例中,代替中间冷却器34使用蒸发气体热交换器37,从而能够简化再液化装置的结构,并且省略了通过中间冷却器34的蒸发气体循环,因此能够增大再液化装置的再液化容量。
当然,本发明除了以上说明的实施例之外,还包括组合至少一个以上的实施例和现有技术的实施例和组合至少两个以上的实施例的实施例。
以上,通过具体实施例详细说明了本发明,但这是为了具体说明本发明,本发明并不限定于此,本领域普通技术人员能够在本发明的技术思想内对其进行变形或者改良是显而易见的。
对本发明的单纯的变形或者变更均属于本发明的范畴,本发明的具体保护范围通过本发明的权利要求书来明确。
Claims (15)
1.一种气体处理系统,所述气体处理系统是处理作为重烃或氨气的液化气体的系统,其中,
包括:
燃料罐,储存液化气体作为要供应给船舶的推进引擎的燃料;
液化气体供应线,将所述燃料罐的液化气体以液态供应给所述推进引擎,并且设置有高压泵;
再液化装置,使在储存液化气体的液灌产生的蒸发气体液化;以及
液化气体回收线,将从所述推进引擎排出的液态液化气体回收到所述高压泵的上游,
所述再液化装置将液化的蒸发气体输送到所述燃料罐,以通过所述高压泵供应到所述推进引擎。
2.根据权利要求1所述的气体处理系统,其中,
所述液化气体回收线设置有对从所述推进引擎排出并混合有润滑油的多余的液态液化气体进行减压的减压阀,所述液化气体回收线将在经过所述推进引擎的内部时被混入所述推进引擎中使用的润滑油的多余的液态液化气体输送到所述高压泵上游的所述液化气体供应线,以重新流入到所述推进引擎。
3.根据权利要求2所述的气体处理系统,其中,
所述液化气体回收线设置有冷却器,所述冷却器冷却被所述减压阀减压的液化气体并以液态流入到所述高压泵。
4.根据权利要求1所述的气体处理系统,其中,
所述再液化装置包括:
压缩机,对从所述液灌排出的蒸发气体进行多级压缩;
冷凝器,用制冷剂冷却被压缩的蒸发气体,以使其液化;以及
中间冷却器,使在所述冷凝器液化的蒸发气体中的一部分与其余部分相互热交换,并将由热交换产生的蒸发气体输送到所述压缩机。
5.根据权利要求4所述的气体处理系统,其中,
所述再液化装置还包括对在所述冷凝器液化的蒸发气体进行气液分离的气液分离器,
所述再液化装置以再液化模式和燃料供应模式中的至少一种模式运转,在所述再液化模式中,将在所述气液分离器分离的液相经由所述中间冷却器输送到所述液灌,在所述燃料供应模式中,将在所述气液分离器分离的液相输送到所述燃料罐以供应到所述推进引擎。
6.根据权利要求1所述的气体处理系统,其中,
所述再液化装置包括:
压缩机,对从所述液灌排出的蒸发气体进行多级压缩;
冷凝器,冷却被压缩的蒸发气体,以使其液化;以及
蒸发气体热交换器,使从所述液灌向所述压缩机输送的蒸发气体与在所述冷凝器液化的蒸发气体进行热交换。
7.根据权利要求6所述的气体处理系统,其中,
所述再液化装置还包括对在所述冷凝器液化的蒸发气体进行气液分离的气液分离器,
所述再液化装置以再液化模式和燃料供应模式中的至少一种模式运转,在所述再液化模式中,将在所述气液分离器分离的液相经由所述蒸发气体热交换器输送到所述液灌,在所述燃料供应模式中,将在所述气液分离器分离的液相输送到所述燃料罐以供应到所述推进引擎。
8.一种气体处理系统,所述气体处理系统是处理作为重烃或氨气的液化气体的系统,其中,
包括:
液化气体供应线,将储存于液灌的液化气体以液态供应给所述推进引擎,并且设置有高压泵;
再液化装置,使在所述液灌产生的蒸发气体液化并输送到所述高压泵;以及
液化气体回收线,将从所述推进引擎排出的液态液化气体回收到所述高压泵的上游,
所述再液化装置包括:
冷凝器,用制冷剂冷却蒸发气体而使其液化;以及
缓冲器,临时储存在所述冷凝器液化的蒸发气体,并且,
所述再液化装置具有将至少一部分蒸发气体绕过所述冷凝器供应到所述缓冲器的旁通线,以应对从所述缓冲器输送到所述高压泵的蒸发气体的压力根据所述制冷剂的温度而变动。
9.根据权利要求8所述的气体处理系统,其中,
所述液化气体回收线设置有对从所述推进引擎排出并混合有润滑油的多余的液态液化气体进行减压的减压阀,所述液化气体回收线将在经过所述推进引擎的内部时被混入所述推进引擎中使用的润滑油的多余的液态液化气体输送到所述高压泵上游的所述液化气体供应线,以重新流入到所述推进引擎。
10.根据权利要求9所述的气体处理系统,其中,
所述液化气体回收线设置有冷却器,所述冷却器冷却被所述减压阀减压的液化气体并以液态流入到所述高压泵。
11.根据权利要求8所述的气体处理系统,其中,
所述缓冲器是对在所述冷凝器液化的蒸发气体进行气液分离的气液分离器。
12.根据权利要求11所述的气体处理系统,其中,
所述再液化装置将液化的蒸发气体输送到所述液灌和所述高压泵之间的所述液化气体供应线。
13.根据权利要求12所述的气体处理系统,其中,
所述再液化装置包括:
压缩机,对从所述液灌排出的蒸发气体进行多级压缩;以及
中间冷却器,使在所述冷凝器液化的蒸发气体中的一部分与其余部分相互热交换,并将由热交换产生的蒸发气体输送到所述压缩机。
14.根据权利要求13所述的气体处理系统,其中,
所述再液化装置以再液化模式和燃料供应模式中的至少一种模式运转,在所述再液化模式中,将在所述气液分离器分离的液相经由所述中间冷却器输送到所述液灌,在所述燃料供应模式中,将在所述气液分离器分离的液相输送到所述高压泵上游的所述液化气体供应线以供应到所述推进引擎。
15.一种船舶,其特征在于,所述船舶是具有权利要求1至14中的任一项所述的气体处理系统的液化气体运输船。
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