CN1785748A - 将气态燃料供应到液化气运输船的能量产生装置的设备 - Google Patents

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Abstract

从液化气运输船的至少一个载油舱(2)的内容物向该船的能量产生装置(1)供应气态燃料的设备，该设备包括至少一个压缩机(6)，该压缩机(6)具有从所述载油舱(2)吸入气相液化气的入口，该压缩机(6)的出口输出至所述能量产生装置(1)的供给歧管(7)，该设备还包括浸没在载油舱(2)底部并连接到一蒸发器(9)的入口的泵(8)，该蒸发器(9)的出口经由一供给管(10)连接到所述能量产生装置(1)的所述供给歧管(7)。所述泵(8)适于以大于所述装置(1)的供给压力的压力向蒸发器(9)供应液化气，所述供给管(10)配有用于调节供应到所述供给歧管(7)的气体的流量的调节器装置(12)。

Description

将气态燃料供应到液化气运输船的能量产生装置的设备
技术领域
本发明涉及一种用于将气态燃料供应到液化气运输船的能量产生装置(energy production unit)的设备，气态燃料在经由至少一个供给歧管供应到能量产生装置之前被一个或多个装置压缩至一定的供给压力。
本发明涉及对液化气运输船上供有气体的能量产生装置的压力气体供应的调节和伺服控制，该能量产生装置例如可包括一个或多个柴油发电机组或者一个或多个燃气轮机。供有气体的能量产生装置的工作特征通常意味着应当在较低的供给压力下进行所述气体供给，例如该供给压力为大约4巴。在稳定状态下，通常通过现有的能够以期望的流量和供给压力输送气体的压缩机装置来准确地完成这种供给。作为示例，这些装置包括供应蒸发器的压缩机和/或泵，它们通常由尤其位于供给歧管中的压力调节器控制，从而将供给歧管中的压力值保持为接近基准供给压力值。
背景技术
当能量产生装置上的负载发生变化时，会导致气体消耗量的增减，这通常会造成歧管中供给压力的升降。考虑到歧管的有限容积、压缩装置与供给歧管之间的距离以及压缩装置的反应时间，由压缩装置提供的对压力调节器的压力伺服控制存在不可忽略的滞后。因此，在能量产生装置上的负载发生变化后，在歧管中重新建立起稳定的供给压力之前会有一定的时间间隔。
能量产生装置上的负载的这种变化可能是由于需要增加或降低运输船的速度，或者由于起动或停止如货船泵等的大的能量消耗。在这种时间间隔内，能量产生装置的速度及其输出的能量被打乱，从而这种转变/过渡会由于燃料气压不足而使能量产生装置出现不希望的停止，或者会因不符合最小或最大可接受压力的有关约束而损坏压缩装置。
在现有技术的设备中，例如公开号为No.2837783的法国专利申请或法国专利申请FR 04/50945所说明的设备中，蒸发器由浸没在储存罐底部的泵进行供给。通过位于上游的阀并根据储存罐中的压力和/或供给歧管中的压力来控制蒸发器的流量。那些设备都存在供给歧管中压力变化后蒸发器响应时间的问题。响应时间是由于填充蒸发器所需要的时间以及用于发生相态改变的时间(而产生的)。如果能量产生装置上的负载发生变化，这种不可避免的惯性会引起供给歧管中的压力变化并由此带来上述危险。
直到现在，该问题都未被注意，也未成为任何已有研究的课题。
发明内容
由此，本发明的目的是减小强制蒸发的惯性。
为了该目的，本发明提供一种从液化气运输船的至少一个载油舱(cargo tank)的内容物向该船的能量产生装置供应气态燃料的设备，该设备包括至少一个压缩机，该压缩机具有从所述载油舱吸入气相液化气的入口，该压缩机的出口输出至所述能量产生装置的供给歧管/总管，该设备还包括浸没在载油舱底部并连接到一蒸发器入口的泵，该蒸发器的出口经由一供给管连接到所述能量产生装置的所述供给歧管，该设备的特征在于，所述泵适于以大于所述能量产生装置的供给压力的压力向蒸发器供应液化气，所述供给管配有用于调节供应到所述供给歧管的气体流量的调节器装置。
所述调节器装置用于以所述供给歧管中的供给压力渐进地排放气体，从而在能量产生装置上的负载发生变化而趋向于使供给压力临时改变时调节和稳定该压力。
这样，即使在负载变化的瞬时/过渡阶段，对能量产生装置的供给状态也是最优的。
有利地，用于调节供应到供给歧管的气体流量的装置连接到用于测量所述供给歧管中的压力的装置。
在一个有利的实施例中，在所述流量调节器装置的上游设有一缓冲容器。这样，可以具有其压力大于能量产生装置的供给压力的永久气体储备，以用于减轻所述歧管中压力的任何变化。在给定管的长度和/或直径的情况下，如果该管的容积自身不能提供足够的安全体积(的气体)，这种采用缓冲容器的技术就能使高压气体的储备体积增加。
在另一有利的实施例中，在蒸发器的出口处设置一冷却器装置，并在蒸发器上游设置用于调节蒸发器出口处的气体压力的装置。由此，该冷却器装置使得蒸发器出口处的气体的温度能被降低，而压力调节器装置使得蒸发器出口处的压力能保持低于泵的出口压力，从而确保冷却器装置工作同时保持流量调节器装置上游的气体压力大于供给歧管中的压力。
有利地，压力调节器装置连接到用于测量冷却器装置下游的压力的装置。
冷却器装置还可包括用于蒸发来自至少一个载油舱的液化气并通过在冷却器装置的出口管中测得的温度起动的装置。
在一个有利的实施例中，用于调节供应到供给歧管的气体流量的装置还连接到这样的装置，即该装置用于测量由压缩机和蒸发器产生的气体流量以及测量由能量产生装置和气体氧化器装置一有时也称“燃烧炉”一消耗的气体流量。该实施例可通过计算产生的气体流量和消耗的气体流量之间的差值来调节蒸发器出口处的压力，从而增强该设备的稳定性和反应能力。
附图说明
下面将参照示出作为非限定例子的本发明实施例的附图详细说明本发明，其中：
图1是本发明第一实施例的示意图；
图2是本发明第二实施例的示意图。
具体实施方式
参照图1和图2，其示意性地示出甲烷油轮上用于产生能量的部件，在本示例中所述部件包括用于产生电能和/或热能的装置1。该装置1可以包括驱动交流发电机以产生用于运输船甲板上的电气设备并用于推进运输船的电能的柴油机，但是可选地，它们可以包括其形式为产生蒸汽的锅炉的常规装置，所述蒸汽供应给蒸汽轮机以驱动推进器。
如甲烷油轮上常见的，能量产生装置1供应有来自油轮的一个或多个载油舱2的气体。供应的气体通常是直接来自载油舱并升高到几巴供给压力的甲烷。
这种供给气体是以两种不同的方式获取的。第一，直接从载油舱2中液态甲烷5的表面上方获取(蒸)气相的气体4，随后在由电动机(未示出)驱动的压缩机6中压缩该气体。然后，以希望的压力将这种气体注入供给歧管7中以便供给到能量产生装置1。第二，通过浸没在载油舱2底部并由电力驱动的泵8抽取液态甲烷3以输送到蒸发器9。在蒸发器9的出口处，甲烷的形式为气态，且同样用于经由供给管10供给到能量产生装置1的供给歧管7中。
在供给管10和所述供给歧管7的连接部下游，一过压排放管连接到供给歧管7并通向用于氧化气体的装置11。这种过压例如可能在装置1上的负载突然降低后出现，从而造成气体消耗的突然减少。
在图1所示的实施例中，在装置1的供给歧管7的上游，在供给管10的出口处设有气体流量调节器阀12，以便减轻所述供给歧管7中供给压力的变化。该调节器阀12具体可由连接到供给歧管的压力调节器13进行伺服控制，更一般地可由自动调节器进行伺服控制。
泵8将液化气以大于能量产生装置1的供给压力的压力供给到蒸发器9。因此，在蒸发器9的出口处的气相气体被以大于供给歧管7中形成的供给压力的压力输送，由此在管10中形成高压气体储备，以用于在装置1需要时经由调节器阀12对供给歧管进行供给。当装置1上的负载变化时，使管10与供给歧管7相连的阀12改变其开度，以便将管10中储备的气体的一部分以歧管中需要的供给压力排放到歧管中。例如，这可以补偿因装置1上负载的增加而造成的歧管中供给压力的降低，以便将供给压力保持在基准值。
在图2所示的实施例中，以蒸发器9出口处的压力向一位于管10上调节器阀12上游的缓冲容器14充气，该压力大于装置1的供给压力。在给定管10的长度和/或直径的情况下，这确保了无论蒸发器9的出口和阀12的入口之间的管10的可用容积是否足以完成其功能，都存在着其压力大于供给压力的足够的安全体积的气体。由此，通过与调节器阀12相关联的该压力较高的气体，就可获得足够快的反应能力以便避免供给歧管7中压力的任何显著的上升或下降，这种压力的显著上升或下降可能损坏压缩机，从而可能导致能量产生装置1出现不希望的停止。
图2还示出一冷却器装置15，其包括用于喷射来自至少一个载油舱2的液化气的装置。该装置使得蒸发器9出口处的气体能被冷却至一定的温度和压力范围，以确保阀12的反应能力足以将歧管中的供给压力保持在基准值。为此，通过测量蒸发器9出口处的温度来起动冷却器装置15，所用测量装置为常规类型并且未在图中示出。为使冷却器装置15能正确运行，在蒸发器9的入口处设置另一调节器阀16，以便根据由装置17测得的所述压力的值来调节所述蒸发器9出口处的压力。这可以确保该压力低于泵8出口处的供给冷却器装置15的压力，从而确保流体被吸入。该阀16还用于将压力值调节为大于供给歧管7中的供给压力的值，以使阀12能执行其功能。
在本发明的最后的变型(图中未示出)中，还可通过用于测量由能量产生装置1和气体氧化器装置11消耗的气体的流量的装置以及用于测量由压缩机6和蒸发器9产生的流量的装置来调节该阀16，其测量产生的气体流量和消耗的气体流量之间的差值并相应地控制该阀16。这种变型通过更好的反应能力使得蒸发器9出口处的压力更加稳定。

Claims (7)

1.一种从液化气运输船的至少一个载油舱(2)的内容物向该船的能量产生装置(1)供应气态燃料的设备，该设备包括至少一个压缩机(6)，该压缩机(6)具有从所述载油舱(2)吸入气相液化气的入口，该压缩机(6)的出口输出至所述能量产生装置(1)的供给歧管(7)，该设备还包括浸没在载油舱(2)底部并连接到蒸发器(9)的入口的泵(8)，该蒸发器(9)的出口经由供给管(10)连接到所述能量产生装置(1)的所述供给歧管(7)，其特征在于，所述泵(8)适于以大于所述能量产生装置(1)的供给压力的压力向蒸发器(9)供应液化气，所述供给管(10)配有用于调节供应到所述供给歧管(7)的气体流量的调节器装置(12)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述流量调节器装置(12)连接到用于测量所述供给歧管(7)中的压力的装置(13)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在所述流量调节器装置(12)的上游设有缓冲容器(14)。
4.根据上述权利要求所述的设备，其特征在于，在蒸发器(9)的出口处在所述供给管(10)上设有冷却器装置(15)，在蒸发器(9)的上游设有用于调节蒸发器(9)出口处的气体压力的调节器装置(16)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述压力调节器装置(16)连接到用于测量冷却器装置(15)下游的所述供给管(10)中的压力的装置(17)。
6.根据权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述冷却器装置(15)包括用于蒸发来自至少一个载油舱(2)的液化气的蒸发器装置，所述蒸发器装置通过在冷却器装置(15)出口处的供给管(10)中测得的温度起动。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于，所述压力调节器装置(16)连接到用于测量由压缩机(6)和蒸发器(9)产生的气体的流量和用于测量由能量产生装置(1)和氧化器装置(11)消耗的流量的装置。
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