JP2012176672A

JP2012176672A - 燃料供給系統

Info

Publication number: JP2012176672A
Application number: JP2011040376A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hamada; 有一濱田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-09-13

Abstract

【課題】新たな機器や特殊な配管を採用することなく、船舶内で主機関や補機関等に極低硫黄燃料油を供給することができるようにすること。
【解決手段】粘度を高めるため、主機関等に至るまでの間に冷却することが要求される低粘度の燃料油を貯蔵する少なくとも一つの第１燃料油タンク１１と、粘度を低めるため、主機関等に至るまでの間に加熱することが要求される高粘度の燃料油を貯蔵する少なくとも一つの第２燃料油タンク１２と、第１燃料油タンク１１から主機関等に、低粘度の燃料油を導くとともに、第２燃料油タンク１２から主機関等に、高粘度の燃料油を導く燃料油供給配管１４と、燃料油供給配管１４の途中に設けられて、内部を通過する燃料油が低粘度の燃料油である場合には、冷却器として機能し、かつ、内部を通過する燃料油が高粘度の燃料油である場合には、加熱器として機能する、冷却機能および加熱機能の双方を有する熱交換器１９とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、船舶内で主機関、補機関、またはボイラに極低硫黄（燃料油に含まれる硫黄分濃度が０．１０％以下）極低粘度（４０℃での粘度が１．５〜２．０ｃＳｔ（センチストークス））の燃料油を供給することができる（舶用の）燃料供給系統に関するものである。

環境問題で、欧州等では、使用する燃料油の規制が始まり、地域によっては２０１０年から極低硫黄（燃料油に含まれる硫黄分濃度が０．１０％以下）極低粘度（４０℃での粘度が１．５〜２．０ｃＳｔ（センチストークス））の燃料油（以下、「極低硫黄燃料油」という。）の使用が義務付けられるようになった。例えば、ＥＵ指令２００５／３３／ＥＣでは、陸電供給なしに２時間を超えてＥＵ内で停泊する船舶はすべて、停泊時に極低硫黄燃料油を使用しなければならないとある。

ところが、船舶における従来の燃料供給系統では、Ｃ重油等の高硫黄（燃料油に含まれる硫黄分濃度が４．５％以下）、かつ、高粘度（５０℃での粘度が１８０〜７００ｃＳｔ）の燃料油（以下、「高硫黄燃料油」という。）を加熱器（熱交換器）で加熱し、燃料油の粘度を低めるようにして、燃料ポンプＰ（図１参照）の入口における燃料油の粘度が１３〜１８ｃＳｔ程度になるように設計（構成）されている。そのため、今後の極低硫黄燃料油に対応するための、設備変更や設備追加等、何らかの対応が必要となってきている。

そして、今後の極低硫黄燃料油に対応するための対応としては、低粘度対応型の冷却器（熱交換器）の追設や、低粘度対応型の新型の燃料油ポンプの追設、さらには、燃料油配管の外部にフィンを設けて空冷することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実用新案登録第３１４５６２５号公報

しかしながら、低粘度対応型の冷却器（熱交換器）の追設や、低粘度対応型の新型の燃料油ポンプの追設、外部にフィンを備えた燃料油配管等の採用は、いずれも新たな機器や特殊な配管が必要となり、コスト高を招き、好ましくない。
また、低粘度対応型の冷却器（熱交換器）の追設や、外部にフィンを備えた燃料油配管の採用は、いずれも新たな機器を設置するための新たなスペースを機関室内に確保しなければならず、好ましくない。特に、すでに就航している船舶では、余分なスペースが機関室内にないため、低粘度対応型の冷却器（熱交換器）の追設や、外部にフィンを備えた燃料油配管を採用することは、極めて難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、新たな機器や特殊な配管を採用することなく、船舶内で主機関や補機関等に極低硫黄燃料油を供給することができる燃料供給系統を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る燃料供給系統は、粘度を高めるため、主機関、補機関、またはボイラに至るまでの間に冷却することが要求される低粘度の燃料油を貯蔵する少なくとも一つの第１燃料油タンクと、粘度を低めるため、主機関、補機関、またはボイラに至るまでの間に加熱することが要求される高粘度の燃料油を貯蔵する少なくとも一つの第２燃料油タンクと、前記第１燃料油タンクから前記主機関、補機関、またはボイラに、前記低粘度の燃料油を導くとともに、前記第２燃料油タンクから前記主機関、補機関、またはボイラに、前記高粘度の燃料油を導く燃料油供給配管と、前記燃料油供給配管の途中に設けられて、内部を通過する燃料油が前記低粘度の燃料油である場合には、冷却器として機能し、かつ、内部を通過する燃料油が前記高粘度の燃料油である場合には、加熱器として機能する、冷却機能および加熱機能の双方を有する熱交換器とを備えている。

本発明に係る燃料供給系統によれば、内部を通過する燃料油が低粘度の燃料油である場合には、冷却器として機能し、かつ、内部を通過する燃料油が高粘度の燃料油である場合には、加熱器として機能する、冷却機能および加熱機能の双方を有する熱交換器が設けられている。
すなわち、従来、例えば、図１に示す燃料ポンプＰの入口における燃料油の粘度が１３〜１８ｃＳｔ程度になるように、燃料油を加熱するのに用いていた加熱器を、燃料ポンプＰの入口における燃料油の粘度が２ｃＳｔ程度になるように、燃料油を冷却する冷却器としても用いることになる。
これにより、新たな機器や特殊な配管を採用することなく、船舶内で主機関や補機関等に、低粘度の燃料油および高粘度の燃料油の双方を供給することができる。

上記燃料供給系統において、船内循環する清水を前記熱交換器に導く清水供給管と、前記熱交換器を通過した清水を船内循環する系統に戻す清水排出管と、前記ボイラで発生した蒸気を前記熱交換器に導く蒸気供給管と、前記熱交換器を通過した蒸気を復水器に戻す蒸気排出管とを備えているとさらに好適である。

このような燃料供給系統によれば、船内を循環する清水系統のうち、当該熱交換器の近くに配設された取り回しのし易い配管と、熱交換器の入口および出口とをそれぞれ、通常の配管（鋼管）でつなぐだけで、容易に実施することができる。
そのため、余分なスペースが機関室内にない就航船においても、容易に適用（実施）することができる。
また、万が一、熱交換器に損傷が生じ、燃料油が清水側または蒸気側に漏れ出してしまった場合でも、燃料油が船外に排出されてしまうのを防止することができる。

上記燃料供給系統において、前記熱交換器の清水／蒸気入口に、前記清水供給管または前記蒸気供給管のいずれか一方と連結されて清水供給流路または蒸気供給流路を形成する第１のスプールピースが設けられており、前記熱交換器の清水／蒸気出口に、前記清水排出管または前記蒸気排出管のいずれか一方と連結されて清水排出流路または蒸気排出流路を形成する第２のスプールピースが設けられているとさらに好適である。

このような燃料供給系統によれば、熱交換器に清水が供給されている場合には、熱交換器の蒸気入口と、蒸気供給管とは接続されておらず、熱交換器の蒸気出口と、蒸気排出管とは接続されていないことになる。一方、熱交換器に蒸気が供給されている場合には、熱交換器の清水入口と、清水供給管とは接続されておらず、熱交換器の清水出口と、清水排出管とは接続されていないことになる。
これにより、清水系統と蒸気系統とを完全に分離することができ、清水と蒸気とが混ざり合うのを完全に防止することができる。

本発明に係る船舶は、上記いずれかの燃料供給系統を具備している。

本発明に係る船舶によれば、新たな機器や特殊な配管を採用することなく、船舶内で主機関や補機関等に、低粘度の燃料油および高粘度の燃料油の双方を供給することができる燃料供給系統を具備しているので、今後の極低硫黄燃料油の使用義務に対応することができる。

本発明に係る燃料供給系統によれば、新たな機器や特殊な配管を採用することなく、船舶内で主機関や補機関等に極低硫黄燃料油を供給することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る燃料供給系統の概略を示す構成図である。

以下、本発明の一実施形態に係る燃料供給系統について、図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係る燃料供給系統の概略を示す構成図である。

図１に示すように、本実施形態に係る燃料供給系統（燃料供給装置：燃料供給システム）１０は、少なくとも一つ（本実施形態では一つ）の第１燃料油タンク１１と、少なくとも一つ（本実施形態では一つ）の第２燃料油タンク１２と、少なくとも一つ（本実施形態では一つ）の第３燃料油タンク１３と、燃料油供給配管１４と、少なくとも一台（本実施形態では二台）の燃料油供給ポンプ（F.O.FEED.PUMP）１５と、フィルター１６と、バッファチャンバー１７と、少なくとも一台（本実施形態では二台）の燃料油循環ポンプ（F.O.CIRC.PUMP）１８と、少なくとも一台（本実施形態では二台）の熱交換器１９とを備えている。

第１燃料油タンク１１は、軽油やガスオイル等の極低硫黄燃料油を貯蔵する燃料油タンクである。
第２燃料油タンク１２は、Ｃ重油等の低硫黄成分（燃料油に含まれる硫黄分濃度が１．５％以下）高粘度（５０℃での粘度が１８０〜７００ｃＳｔ）の燃料油（以下、「低硫黄燃料油」という。）を貯蔵する燃料油タンクである。
第３燃料油タンク１３は、高硫黄、かつ、高粘度の燃料油を貯蔵する燃料油タンクである。

燃料油供給配管１４は、第１燃料油タンク１１、第２燃料油タンク１２、第３燃料油タンク１３と、燃料油供給ポンプ１５の吸入口とを連通する第１燃料油配管２１と、燃料油供給ポンプ１５の吐出口と、フィルター１６の入口とを連通する第２燃料油配管２２と、フィルター１６の出口と、バッファチャンバー１７の取入口とを連通する第３燃料油配管２３と、バッファチャンバー１７の取出口と、燃料油循環ポンプ１８の吸入口とを連通する第４燃料油配管２４と、燃料油循環ポンプ１８の吐出口と、熱交換器１９の燃料油入口とを連通する第５燃料油配管２５と、熱交換器１９の燃料油出口と、主機関に搭載された燃料ポンプＰの吸入口とを連通する第６燃料油配管２６とを備えている。

燃料油供給ポンプ１５は、第１燃料油配管２１を介して第１燃料油タンク１１、あるいは第２燃料油タンク１２、もしくは第３燃料油タンク１３から吸入口に導かれた燃料油を吸引し、昇圧（加圧）して、第２燃料油配管２２内に昇圧された燃料油を送出するポンプである。
フィルター１６は、燃料油供給ポンプ１５からバッファチャンバー１７に送出される燃料油中に含まれた固形微粒子、スラッジ等を除去する濾過器である。

バッファチャンバー１７は、燃料油循環ポンプ１８に供給される燃料油を、所定の圧力に保ったまま一時的に貯留しておく小容量（例えば、容量０．３Ｍ^３）の加圧式タンクである。
燃料油循環ポンプ１８は、第４燃料油配管２４を介してバッファチャンバー１７から吸入口に導かれた燃料油を吸引し、昇圧（加圧）して、第５燃料油配管２５内に昇圧された燃料油を送出するポンプである。

熱交換器１９は、内部を通過する燃料油が極低硫黄燃料油である場合には、冷却器として機能し、内部を通過する燃料油が低硫黄燃料油または高硫黄燃料油である場合には、加熱器として機能する、冷却機能および加熱機能の双方を有する冷却器兼加熱器である。
熱交換器１９が冷却器として機能する（使用される）場合には、冷却源としての清水（例えば、３６℃〜３８℃の清水）が、清水供給管３１を介して清水供給ポンプ（図示せず）から供給され、内部を通過する際に熱交換された清水は、清水排出管３２を介して熱交換器１９から排出されるようになっている。
一方、熱交換器１９が加熱器として機能する（使用される）場合には、加熱源としての蒸気（例えば、１５８℃〜１７９℃の雑用蒸気）が、蒸気供給管３３を介してボイラ（図示せず）から供給され、内部を通過する際に熱交換された蒸気は、蒸気排出管３４を介して熱交換器１９から排出され、復水器（図示せず）に戻されるようになっている。
すなわち、熱交換器１９の内部を通過する燃料油が極低硫黄燃料油の場合には、熱交換器１９を通過する際に、燃料ポンプＰの入口における粘度が２ｃＳｔ程度になるように燃料油の粘度が高められ、熱交換器１９の内部を通過する燃料油が低硫黄燃料油または高硫黄燃料油の場合には、熱交換器１９を通過する際に、燃料ポンプＰの入口における粘度が燃料油の粘度が１３〜１８ｃＳｔ程度になるように燃料油の粘度が低められることになる。

また、熱交換器１９の清水／蒸気入口には、清水供給管３１または蒸気供給管３３のいずれか一方と連結されて清水供給流路または蒸気供給流路を形成するスプールピース（図示せず）が設けられており、熱交換器１９の清水／蒸気出口には、清水排出管３２または蒸気排出管３４のいずれか一方と連結されて清水排出流路または蒸気排出流路を形成するスプールピース（図示せず）が設けられている。

本実施形態に係る燃料供給系統１０によれば、内部を通過する燃料油が低粘度の燃料油である場合には、冷却器として機能し、かつ、内部を通過する燃料油が高粘度の燃料油である場合には、加熱器として機能する、冷却機能および加熱機能の双方を有する熱交換器１９が設けられている。
すなわち、従来、例えば、燃料ポンプＰの入口における燃料油の粘度が１３〜１８ｃＳｔ程度になるように、燃料油を加熱するのに用いていた加熱器を、燃料ポンプＰの入口における燃料油の粘度が２ｃＳｔ程度になるように、燃料油を冷却する冷却器としても用いることになる。
これにより、新たな機器や特殊な配管を採用することなく、船舶内で主機関や補機関等に、低粘度の燃料油および高粘度の燃料油の双方を供給することができる。

また、本実施形態に係る燃料供給系統１０によれば、船内を循環する清水系統のうち、熱交換器１９の近くに配設された取り回しのし易い配管と、熱交換器１９の入口および出口とをそれぞれ、通常の配管（鋼管）３１，３２でつなぐだけで、容易に実施することができる。
そのため、余分なスペースが機関室内にない就航船においても、容易に適用（実施）することができる。
また、万が一、熱交換器１９に損傷が生じ、燃料油が清水側または蒸気側に漏れ出してしまった場合でも、燃料油が船外に排出されてしまうのを防止することができる。

さらに、本実施形態に係る燃料供給系統１０によれば、熱交換器１９に清水が供給されている場合には、熱交換器１９の蒸気入口と、蒸気供給管３３とは接続されておらず、熱交換器１９の蒸気出口と、蒸気排出管３４とは接続されていないことになる。一方、熱交換器１９に蒸気が供給されている場合には、熱交換器１９の清水入口と、清水供給管３１とは接続されておらず、熱交換器１９の清水出口と、清水排出管３２とは接続されていないことになる。
これにより、清水系統と蒸気系統とを完全に分離することができ、清水と蒸気とが混ざり合うのを完全に防止することができる。

また、本発明に係る船舶（図示せず）によれば、新たな機器や特殊な配管を採用することなく、船舶内で主機関や補機関等に、低粘度の燃料油および高粘度の燃料油の双方を供給することができる燃料供給系統１０を具備しているので、今後の極低硫黄燃料油の使用義務に対応することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形・変更実施可能である。

１０燃料供給系統
１１第１燃料油タンク
１２第２燃料油タンク
１３第３燃料油タンク
１４燃料油供給配管
１９熱交換器
３１清水供給管
３２清水排出管
３３蒸気供給管
３４蒸気排出管

Claims

低粘度の燃料油を貯蔵する少なくとも一つの第１燃料油タンクと、
高粘度の燃料油を貯蔵する少なくとも一つの第２燃料油タンクと、
前記第１燃料油タンクから前記主機関、補機関、またはボイラに、前記低粘度の燃料油を導くとともに、前記第２燃料油タンクから前記主機関、補機関、またはボイラに、前記高粘度の燃料油を導く燃料油供給配管と、
前記燃料油供給配管の途中に設けられ、内部を通過する燃料油が前記低粘度の燃料油である場合に冷却器として機能し、かつ、内部を通過する燃料油が前記高粘度の燃料油である場合に加熱器として機能する、冷却機能および加熱機能の双方を有する熱交換器とを備えていることを特徴とする燃料供給系統。
船内循環する清水を前記熱交換器に導く清水供給管と、前記熱交換器を通過した清水を船内循環する系統に戻す清水排出管と、前記ボイラで発生した蒸気を前記熱交換器に導く蒸気供給管と、前記熱交換器を通過した蒸気を復水器に戻す蒸気排出管とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給系統。
前記熱交換器の清水／蒸気入口に、前記清水供給管または前記蒸気供給管のいずれか一方と連結されて清水供給流路または蒸気供給流路を形成する第１のスプールピースが設けられており、
前記熱交換器の清水／蒸気出口に、前記清水排出管または前記蒸気排出管のいずれか一方と連結されて清水排出流路または蒸気排出流路を形成する第２のスプールピースが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給系統。
請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料供給系統を備えていることを特徴とする船舶。