JP2016124388A - Liquefied gas carrying vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液化ガスが気化したガスを燃料として使用することができるエンジンを搭載した液化ガス運搬船に関する。 The present invention relates to a liquefied gas carrier ship equipped with an engine that can use gas vaporized from liquefied gas as fuel.
液化ガス運搬船の一つである液化天然ガス(以下、「LNG」という。)運搬船は、LNGをタンク内に収容して航行するが、LNG運搬船に搭載されたタンクでは、外部からの入熱によりLNGが自然気化したボイルオフガスが発生する。LNG運搬船のタンクは大型であるためにボイルオフガスの発生量も多い。このため、ボイルオフガスを燃料として使用するガスエンジンを搭載したLNG運搬船が知られている。 A liquefied natural gas (hereinafter referred to as “LNG”) carrier ship, which is one of the liquefied gas carrier ships, navigates with LNG contained in a tank. However, in a tank mounted on the LNG carrier ship, heat is input from the outside. A boil-off gas in which LNG is naturally vaporized is generated. Since the tank of the LNG carrier is large, a large amount of boil-off gas is generated. For this reason, an LNG carrier equipped with a gas engine that uses boil-off gas as fuel is known.
例えば、特許文献1には、航行時にタンクから導かれたボイルオフガスを圧縮機で圧縮し、圧縮されたガスを燃料ガスとしてエンジンに供給するガス供給システムを搭載したLNG運搬船が開示されている。このLNG運搬船に搭載されたガス供給システムは、圧縮機の下流側から分岐して圧縮機の上流側に合流する循環ラインと、該循環ラインに設けられた圧力調整弁とを有している。そして、圧縮機下流側のガス圧をエンジンの要求ガス圧範囲内に収めるために、循環ラインの圧力調整弁の開度を制御している。
For example,
ところで、圧縮機下流側のガス圧の調整方法としては、循環ラインに設けられた圧力調整弁の開度を制御する代わりに、圧縮機の回転数などを制御して、圧縮機から吐出されるガスの量を調整することも考えられる。しかしながら、圧縮機の吐出量は瞬時に変更することが難しいため、エンジンの負荷が急激に上昇したときに、圧縮機下流側の圧力がエンジンの要求ガス圧範囲から外れてしまうおそれがある。 By the way, as a method for adjusting the gas pressure on the downstream side of the compressor, instead of controlling the opening degree of the pressure regulating valve provided in the circulation line, the rotational speed of the compressor is controlled and discharged from the compressor. It is also possible to adjust the amount of gas. However, since it is difficult to change the discharge amount of the compressor instantaneously, when the engine load suddenly increases, the pressure on the downstream side of the compressor may be out of the required gas pressure range of the engine.
そこで、本発明は、エンジンの負荷が急激に上昇したときでも、圧縮機下流側のガス圧を要求範囲内に収める液化ガス運搬船を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a liquefied gas carrier ship that keeps the gas pressure on the downstream side of the compressor within a required range even when the engine load suddenly increases.
前記課題を解決するために、本発明に係るLNG運搬船は、液化ガスを貯蔵するタンクと、吐出量が可変な圧縮機と、燃料としてガスを使用することができるエンジンと、前記タンク内で前記液化ガスが自然気化したガスを前記圧縮機に導く気化ガスラインと、前記圧縮機により圧縮されたガスを前記エンジンに導く圧縮ガス供給ラインと、前記圧縮機の吐出量を制御する制御装置と、前記制御装置の制御モードを定常制御モードと非定常制御モードとの間で切り換えるための入力装置を備え、前記制御装置は、前記制御モードが前記定常制御モードにあるときは、前記圧縮ガス供給ラインのガス圧が第1設定圧になるように前記圧縮機の吐出量を制御し、前記制御モードが前記非定常制御モードにあるときは、前記圧縮ガス供給ラインのガス圧が前記第1設定圧より高い第2設定圧になるように前記圧縮機の吐出量を制御する。 In order to solve the above problems, an LNG carrier according to the present invention includes a tank for storing liquefied gas, a compressor having a variable discharge amount, an engine that can use gas as fuel, and the tank in the tank. A vaporized gas line that guides the gas that is naturally vaporized by the liquefied gas to the compressor, a compressed gas supply line that guides the gas compressed by the compressor to the engine, and a control device that controls the discharge amount of the compressor; An input device for switching a control mode of the control device between a steady control mode and a non-steady control mode, and the control device is configured to supply the compressed gas supply line when the control mode is in the steady control mode. The discharge amount of the compressor is controlled so that the gas pressure of the compressor becomes the first set pressure, and when the control mode is the unsteady control mode, the gas pressure of the compressed gas supply line is controlled. Pressure controls the discharge amount of the compressor to be higher second set pressure than the first set pressure.
上記構成によれば、今後の航行においてエンジンの負荷が急激に上昇し得ると判断された場合には、制御モードを定常制御モードから非定常制御モードに切り換えられて、圧縮ガス供給ラインのガス圧の目標圧が第1設定圧より高い第2設定圧に変更される。このように圧縮ガス供給ラインのガス圧が高めに維持されているため、エンジンの負荷が急激に上昇して、圧縮ガス供給ラインのガス圧が急激に減少しても、圧縮ガス供給ラインのガス圧の要求範囲の下限値を下回ることを防ぐことができる。 According to the above configuration, when it is determined that the engine load can increase rapidly in future navigation, the control mode is switched from the steady control mode to the unsteady control mode, and the gas pressure in the compressed gas supply line is changed. The target pressure is changed to a second set pressure that is higher than the first set pressure. Since the gas pressure in the compressed gas supply line is maintained at a high level in this way, even if the engine load suddenly increases and the gas pressure in the compressed gas supply line rapidly decreases, the gas in the compressed gas supply line It can prevent falling below the lower limit of the required range of pressure.
上記LNG運搬船は、液化前記圧縮ガス供給ラインから分岐して、前記圧縮ガス供給ラインのガスの一部又は全部を前記タンクに返送する返送ラインであって、液化ガスの運搬時に、前記タンクの液相にガスを導く返送ラインと、前記返送ラインに設けられた、前記制御装置により開度が制御される返送バルブと、を更に備え、前記制御装置は、前記制御モードが前記非定常制御モードにあり、かつ、前記圧縮ガス供給ラインのガス圧が前記エンジンのガス圧要求範囲の上限値より低く前記第2設定圧より高い第3設定圧を超えたときは、前記返送バルブの開度を増大させてもよい。この構成によれば、エンジンの負荷が急激に低下して、圧縮ガス供給ラインのガス圧が急激に増加したときであっても、返送バルブの開度を増大させて、圧縮ガス供給ラインのガス圧の要求範囲の上限値を上回ることを防ぐことができる。 The LNG carrier is a return line that branches from the liquefied compressed gas supply line and returns a part or all of the gas in the compressed gas supply line to the tank. A return line for introducing gas to the phase; and a return valve provided in the return line, the opening degree of which is controlled by the control device, wherein the control mode is set to the unsteady control mode. And when the gas pressure in the compressed gas supply line exceeds a third set pressure lower than the upper limit value of the engine gas pressure request range and higher than the second set pressure, the opening of the return valve is increased. You may let them. According to this configuration, even when the engine load suddenly decreases and the gas pressure in the compressed gas supply line suddenly increases, the opening of the return valve is increased and the gas in the compressed gas supply line is increased. It is possible to prevent exceeding the upper limit of the required pressure range.
上記LNG運搬船において、前記圧縮ガス供給ラインの途中に、他の部分よりも大きな流路断面積を有するガスヘッダが設けられていてもよい。ガスヘッダのボリュームにより、圧縮ガス供給ラインのガス圧の変動を緩和することができる。 In the LNG carrier, a gas header having a larger flow path cross-sectional area than other portions may be provided in the middle of the compressed gas supply line. Variations in gas pressure in the compressed gas supply line can be mitigated by the volume of the gas header.
上記LNG運搬船において、前記エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機により発電した電力で駆動される推進ユニットと、前記エンジン及び前記発電機により発電した電力を前記推進ユニットに供給する配電制御ユニットとを備えてもよい。 In the LNG carrier, a generator driven by the engine, a propulsion unit driven by electric power generated by the generator, and a power distribution control unit for supplying electric power generated by the engine and the generator to the propulsion unit And may be provided.
本発明によれば、エンジンの負荷が急激に上昇したときでも、圧縮機下流側のガス圧を要求範囲内に収める液化ガス運搬船を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquefied gas carrier ship that keeps the gas pressure on the downstream side of the compressor within the required range even when the engine load suddenly increases.
以下、本発明の一実施形態に係る液化ガス運搬船であるLNG運搬船について、図面を参照しながら説明する。図1には、本発明の一実施形態に係るLNG運搬船1の推進システム90の概略構成図が示されている。LNG運搬船1は、推進システム90としてDFD(2元燃料ディーゼル)電気推進方式を採用している。但し、本発明が適用されるLNG運搬船1は、本実施形態に限定されず、燃料としてガスを使用することのできるガス焚き可能なエンジンを備えていればよい。また、液化ガスはLNGに限られず、エンジンの燃料ガスと使用することのできるものであればよい。
Hereinafter, an LNG carrier which is a liquefied gas carrier according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a
LNG運搬船1の推進システム90は、発電ユニット91と、発電ユニット91で発電した電力で駆動される推進ユニット93と、発電ユニット91から推進ユニット93への電力供給系統に設けられた配電制御ユニット92とを備えている。
The
発電ユニット91には、複数組の発電用のエンジン2及び発電機912などが含まれている。エンジン2で発生した機械エネルギは、発電機912で電力として取り出される。
The
推進ユニット93には、少なくとも1つ(図例では2つ)の推進電動機931、推進電動機931の出力で駆動される推進器933、推進電動機931から推進器933の動力伝達経路上に設けられた減速機932などが含まれている。配電制御ユニット92には、発電ユニット91からの電力を分配する配電盤921や推進電動機931の出力(即ち、回転数)回転速度を制御するインバータ922などが含まれている。但し、推進電動機931の回転数が一定であって、可変ピッチプロペラを採用してピッチを変化させることにより推進力が調整されてもよい。
The
例えば操船室のテレグラフレバーでの操作により推進電動機931の回転数が決まる。この回転数に応じ、推進電動機931が電力を消費する。一方、推進電動機931が消費する電力によりエンジン2のガス要求量が決まり、配電盤921からの指令によりガバナが制御されて、ガス要求量に応じたガスがエンジン2に供給される。
For example, the number of revolutions of the
上記構成の推進システム90において、本実施形態に係るエンジン2は、油とガスを焚ける2元燃料方式の4サイクルディーゼルエンジンである。そのため、エンジン2への燃料供給系統には、燃料ガスを供給する燃料ガス供給系統96と、燃料油タンク95に貯蔵された重油等の燃料油を供給する燃料油供給系統97とが含まれている。なお、図1では、燃料ガス供給系統96が破線矢印で示され、燃料油供給系統97が実線矢印で示されている。燃料ガス供給系統96は、LNG搬送用のタンク3内のLNGが自然気化したボイルオフガス(以下、「NBOG」という)及び/又はタンク3内のLNGが強制気化されたボイルオフガス(以下、「FBOG」という)を、エンジン2へ供給するガス供給システム10によって構成されている。以下、ガス供給システム10について詳細に説明する。
In the
図2は、ガス供給システム10の概略構成図である。図2に示すガス供給システム10は、液化ガスであるLNGを貯蔵するタンク3と、圧縮機4と、タンク3内のNBOGを圧縮機4に導く気化ガスライン41と、圧縮機4により圧縮されたガスをエンジン2に導く圧縮ガス供給ライン42とを備える。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
LNG運搬船1には、船長方向に配列された4つの大型のタンク3が設けられている。タンク3は、LNGを大気圧下の約−162℃の液体状態で保持できるように、極低温状態を保持可能な防熱性能を有する。タンク3内は、収容されたLNGの液面を介して下側が液相部分3a、同じく上側が気相部分3bとなっており、気相部分3bにはNBOGを含むガスが存在している。タンク3には、タンク3内のLNGの液面レベルを検出する液位計32(図3参照)が設けられている。
The
LNG運搬船1では、一般的に、産ガス地からガス消費地へ航行する時と、ガス消費地から産ガス地へと航行する時とで、そのタンク3内の液相部分3aと気相部分3bとの比率が異なる。例えば、LNG運搬船1が産ガス地からガス消費地へ航行する時(すなわち、LNG運搬時)には、タンク3は、タンク3内のほとんどがLNGで満たされた状態(満載:例えばタンク容量の約98.5%)にされる。LNG運搬船1がガス消費地から産ガス地へと航行する時には、タンク3は、タンク3内にLNGをほとんど積載していない状態(空載:例えばタンク容量の約1.5%)にされる。なお、LNG運搬船1の航行中、タンク3内のLNGの気化等により、液相部分3aと気相部分3bとの比率は多少変動する。
In the
気化ガスライン41は、それぞれのタンク3内で発生したNBOGを圧縮機4へと導く配管である。気化ガスライン41は、複数のタンク3のそれぞれから延びる枝管部と、枝管部が合流するベーパヘッダ41bと、ベーパヘッダ41bから延びて圧縮機4に接続する主管部とを有する。気化ガスライン41の枝管部の上流端には、それぞれ、ガス吸入口41aが設けられており、それぞれのガス吸入口41aは、タンク3が満載時である場合にもタンク3上部のボイルオフガスを吸入することができるように、タンク3の上部に配置される。気化ガスライン41のベーパヘッダ41bには、タンク3内のガス圧(以下、「タンクガス圧」という。)P2を計測する気化ガス圧力計72が設けられている。なお、気化ガスライン41には、図示されないが、圧縮機4に流入するガスを冷却するプレクーラーや、圧縮機4に流入するガスから液を除去するミストセパレータなどが設けられている。
The vaporized gas line 41 is a pipe that guides NBOG generated in each
気化ガスライン41には、複数のタンク3のうちの少なくとも1つから、気化ガスライン41における主管部につながる配管である強制気化ガスライン51の下流端が接続されている。強制気化ガスライン51には、タンク3内の底に配置されたポンプ31と、気化器52と、気化器52へ流入するLNGの流量を制御する強制気化バルブ53が設けられており、これらが配管等によって接続されている。この強制気化ガスライン51では、ポンプ31の稼働によりタンク3内のLNGが気化器52へ圧送され、気化器52でLNGが強制的に気化されてなるFBOGが圧縮機4へ送られる。なお、図2に示す強制気化ガスライン51における強制気化バルブ53より上流側部分は、複数のタンク3のうちの2つからLNGを気化器52に導くように構成されているが、強制気化ガスライン51は、複数のタンク3のうちの1つから、あるいは、3つ以上からLNGを気化器52に導くように構成されていてもよい。
The vaporized gas line 41 is connected to a downstream end of a forced vaporized
強制気化バルブ53の開度は制御装置7により制御されている。強制気化バルブ53の開度を変化させることにより、気化器52に流入するLNGの流量が変化し、結果としてFBOGの発生量が変化する。ポンプ31の吐出量のうち強制気化バルブ53を通過できない分は、図略のラインを通じてタンク3に戻される。なお、本実施形態に係る強制気化ガスライン51では、強制気化バルブ53の開度を変化させることによって強制気化ガス量を変化させているが、これに限定されず、例えば、ポンプ31の回転数を変化させることによってもFBOGの発生量を変化させることができる。
The opening degree of the forced
圧縮機4は、上流側から導かれたガスを下流側へと圧送する装置である。圧縮機4で吸入されたNBOG及び/又はFBOGは、圧縮されて圧縮ガス供給ライン42に吐出される。このように圧縮されたNBOG及び/又はFBOGは、燃料ガスとしてエンジン2で利用される。本実施形態に係る圧縮機4は、例えば軸流式又は遠心式の圧縮機であって、圧縮機4の回転数(即ち、モータの回転数)を調整することによって吐出量(又は、吸入量)が可変に構成されている。圧縮機4の吐出量(又は、吸入量)は、制御装置7によって制御されている。圧縮機4の吐出量は、圧縮機4の回転数を一定にして、吸入口の開口度を調整することにより制御されてもよい。
The
圧縮ガス供給ライン42は、圧縮機4の吐出口とエンジン2の入口とを繋ぐ少なくとも1つ以上の配管などにより構成されている。圧縮ガス供給ライン42には、他の部分よりも大きな流路断面積を有するガスヘッダ42aが設けられている。ガスヘッダ42aは分岐管としての機能を有し、圧縮ガス供給ライン42はこのガスヘッダ42aから下流側で分岐して複数のエンジン2と接続されている。なお、図2では、複数のエンジン2のうち1つだけが示されている。ガスヘッダ42aには、圧縮ガス供給ライン42のガス圧(以下、「圧縮ガス圧P1」という。)を計測するための圧縮ガス圧力計71が設けられている。
The compressed
圧縮ガス供給ライン42には、圧縮ガス供給ライン42のガスを複数のタンク3のうちの少なくとも1つに返送する返送ライン61が接続されている。本実施形態に係る返送ライン61の上流端は、ガスヘッダ42aに接続されている。返送ライン61の下流端63には、タンク3内にガスを放出するための放出口が形成されている。返送ライン61の下流端63は、産ガス地からガス消費地へ航行する時(すなわち、LNGの運搬時)に、タンク3の液相部分3aにガスを放出するように配置される。返送ライン61から返送されたガスは、タンク3の液相部分3aに放出され凝縮するので、タンク3内のガス圧P2の上昇を抑えることができる。
A
返送ライン61には、返送ライン61の流路断面積が可変となるように、開度が可変な返送バルブ62が設けられている。返送バルブ62は、圧力調整弁である。返送バルブ62の開度を制御することにより、返送バルブ62の上流側である圧縮ガス圧P1を調整することができる。返送バルブ62は、流量制御弁であってもよい。なお、図2に示す返送ライン61における返送バルブ62より下流側部分は、複数のタンク3のうちの2つにガスが返送されるように構成されているが、返送ライン61は、複数のタンク3のうちの1つのタンクに、あるいは、3つ以上のタンクに返送されるように構成されていてもよい。
The
さらに、圧縮ガス供給ライン42には、ガス燃焼装置(GCU;Gas Combustion Unit)83にガスを導く排気ライン81が接続されている。本実施形態に係る排気ライン81の上流端は、ガスヘッダ42aに接続されている。ガス燃焼装置83は、圧縮ガス供給ライン42から排気ライン81を介して導かれたガスを燃焼し、LNG運搬船1の外部へ排気する。排気ライン81には、排気バルブ82が設けられている。排気バルブ82は、圧力調整弁である。排気バルブ82の開度を制御することにより、排気バルブ82の上流側である圧縮ガス圧P1を調整することができる。排気バルブ82は、流量制御弁であってもよい。
Further, an
制御装置7は、例えばコンピュータであって、CPU等の演算処理部、ROM、RAM等の記憶部を有している(いずれも図示せず)。記憶部には、演算処理部が実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。演算処理部は、外部装置とのデータ送受信を行う。また、演算処理部は、各種計器からの検出信号の入力や各制御対象への制御信号の出力を行う。制御装置7では、記憶部に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理部が読み出して実行することによりガス供給システム10の動作を制御するための処理が行われる。なお、制御装置7は単一のコンピュータによる集中制御により各処理を実行してもよいし、複数のコンピュータの協働による分散制御により各処理を実行してもよい。
The
図3は、ガス供給システム10の制御系統の構成を示すブロック図である。この図では、特に、圧縮ガス圧P1を制御するための構成が示され、他の制御に係る構成は省略されている。図3に示すように、制御装置7には、圧縮ガス圧力計71、気化ガス圧力計72、及び液位計32の各計器から検出信号が入力される。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control system of the
また、制御装置7には、テレグラフレバー80から目標速力信号が入力される。テレグラフレバー80は、操船室に設置されたLNG運搬船1の速力を変更するための速力変更手段である。テレグラフレバー80は、前後方向に操作されて位置の変更が可能であり、
テレグラフレバー80の操作位置に応じた目標速力(例えば、「FULL(港内全速)」、「HALF(半速)」、「SLOW(微速)」及び「DEAD・SLOW(極微速)」などの港内速力や「NAVIGATION・FULL(航海全速)」などの航海速力)が設定されている。テレグラフレバー80の位置に応じたテレグラフレバー80の目標速力信号又はこれと対応関係にある信号が制御装置7へ直接的又は間接的に入力される。ただし、LNG運搬船1の速力変更手段は、レバー式のものに限られず、ボタン式であってもよいし、タッチパネル式であってもよい。
In addition, a target speed signal is input from the
Target speed according to the operation position of the telegraph lever 80 (for example, “FULL (port full speed)”, “HALF (half speed)”, “SLOW (fine speed)”, “DEAD / SLOW (very fine speed)”) And “NAVIGATION / FULL (voyage full speed)”. A target speed signal of the
さらに、制御装置7には、モード切換スイッチ85からモード切換信号が入力される。モード切換スイッチ85は、後述する定常制御モードと非定常制御モードとの間で、制御装置7の制御モードを切り換えるための入力装置である。
Further, a mode switching signal is input to the
また、制御装置7には、圧縮機4の吐出量を制御する圧縮機制御部75、強制気化バルブ53の開度を制御する強制気化バルブ制御部76、返送バルブ62の開度を制御する返送バルブ制御部77、及び、排気バルブ82の開度を制御する排気バルブ制御部78の各機能部を有している。そして、制御装置7からは、圧縮機4、強制気化バルブ53、返送バルブ62、及び、排気バルブ82へ制御信号が出力される。
The
上記構成のガス供給システム10において、圧縮ガス圧P1は、エンジン2に供給されるガスの圧力であり、エンジン2のガス圧要求範囲R内に収まる必要がある。このため、この実施形態では、圧縮ガス圧P1は、ガス圧要求範囲R内に設定された目標圧に維持されるように制御される。
In the
しかしながら、圧縮機4の制御によって圧縮ガス圧P1を制御した場合には、エンジン2の負荷が急激に上昇したときに圧縮機4の吐出量の変更が間に合わず、圧縮ガス圧P1がエンジン2のガス圧要求範囲Rから外れてしまうおそれがある。そこで、この実施形態に係るLNG運搬船1では、LNG運搬船1がエンジン2の急激な負荷上昇が生じ得る状態にあるか否かに応じて、制御装置7の制御モードが切り換えられる。
However, when the compressed gas pressure P 1 is controlled by the control of the
具体的には、制御装置7の制御モードは、LNG運搬船1がエンジン2の急激な負荷上昇が生じ得る状態にないと判断された場合には、定常制御モードに切り換えられる。また、制御装置7の制御モードは、LNG運搬船1がエンジン2の急激な負荷上昇が生じ得る状態にあると判断された場合には、非定常制御モードに切り換えられる。この制御モードの切り換えは、操船者が、LNG運搬船1がエンジン2の急激な負荷上昇が生じ得る状態にあるか否かを判断し、モード切換スイッチ85を操作することによって行われる。
Specifically, the control mode of the
図4は、ガス供給システム10の制御の流れを示すフローチャートであり、図5は、圧縮ガス供給ラインのガス圧の経時的変化の一例を示すグラフである。以下では、図4及び図5を参照しながら、一例として、LNG運搬船1がエンジン2の急激な負荷上昇が生じない状態からエンジン2の急激な負荷上昇が生じ得る状態に移行する場合における制御装置7による制御の流れを説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing a control flow of the
エンジン2の急激な負荷上昇が生じない状態にあると判断されるときのLNG運搬船1では、操船者によりモード切換スイッチ85が操作され、定常制御モードが選択されている。
In the
図4に示すように、制御装置7は、まず、圧縮ガス圧P1の目標圧を第1設定圧Ps1に設定する(ステップS1)。ここで、第1設定圧Ps1は、エンジン2のガス圧要求範囲(例えば、500〜600kPa)R内の値であり、エンジンのガス圧要求範囲Rの上限値PMAXと下限値PMINの平均値(例えば、550kPa)にエンジン2の入口までの圧損分(例えば、10kPa)を加えた値(例えば、560kPa)である。
As shown in FIG. 4, the
その後、制御装置7は、モード切換スイッチ85により選択された制御モードが非定常制御モードであるか否かを判断する(ステップS2)。上述のように、操船者により定常制御モードが選択されているため、ステップS2からステップS3へ進む(ステップS2でNO)。ステップS3では、圧縮ガス圧P1が第1設定圧Ps1になるように圧縮機4の回転数を制御する。その後、ステップS2に戻り、定常制御モードが選択されている間、ステップS3の制御を所定の制御周期(例えば、200msec)で繰り返す。
Thereafter, the
こうして、図5のt=0〜t1に示すように、定常制御モード時に、エンジン2の負荷が上昇した場合、圧縮ガス圧P1が第1設定圧Ps1になるように圧縮機4の回転数が制御される。
Thus, as shown in t = 0 to t 1 in FIG. 5, the stationary control mode, when the load of the
操船者が今後の航行においてエンジンの負荷が急激に上昇し得ると判断したとき、操船者は、モード切換スイッチ85を操作して、制御モードを定常制御モードから非定常制御モードに切り換える。これにより、ステップS2で、制御装置7は、非定常制御モードが選択されたことを判断する(ステップS2でYES)。その後、制御装置7は、圧縮ガス圧P1の目標圧を第2設定圧Ps2に設定する(ステップS4)。ここで、第2設定圧Ps2は、エンジン2のガス圧要求範囲(例えば、500〜600kPa)R内の値であり、ガス圧要求範囲Rの上限値PMAXより低く、第1設定圧Ps1より高い値(例えば、580kPa)である。
When the boat operator determines that the engine load can increase rapidly in future navigation, the boat operator operates the
目標圧が第2設定圧Ps2に設定されると、図5のt=t1〜t2に示すように、制御装置7は、圧縮ガス圧P1が第1設定圧Ps1から第2設定圧Ps2に増大するように、圧縮機4の回転数を増大させ、圧縮ガス圧P1を第1設定圧Ps1から第2設定圧Ps2に増大させる。その後、図5のt=t2〜t3に示すように、制御装置7は、圧縮ガス圧P1が第2設定圧Ps2に維持されるように、圧縮機4の回転数を制御する(ステップS5)。例えば、図5のt=t3〜t4に示すように、エンジン2の負荷(即ち、エンジン2でのガス消費量)が急激に上昇した場合、圧縮ガス圧P1は、急激に減少するが、その後、圧縮機4の回転数の増加により、圧縮ガス圧P1が徐々に上昇し、図5のt=t4〜t5に示すように、再び第2設定圧Ps2に維持される。
When the target pressure is set to the second set pressure P s2 , as shown at t = t 1 to t 2 in FIG. 5, the
その後、制御装置7は、圧縮ガス圧P1が第3設定圧Ps3を超えたか否かを判断する(ステップS6)。ここで、第3設定圧Ps3は、エンジン2のガス圧要求範囲(例えば、500〜600kPa)R内の値であり、ガス圧要求範囲Rの上限値PMAXより低く、第2設定圧Ps2より高い値(例えば、590kPa)である。
Thereafter, the
ステップS6で、圧縮ガス圧P1が第3設定圧Ps3を超えていないと判断した場合(ステップS6でNO)、ステップS8に進む。ステップS6で、図5のt=t5〜t6に示すように、エンジン2の負荷が低下したことにより、圧縮ガス圧P1が上昇し、第3設定圧Ps3を超えたと判断した場合(ステップS6でYES)、制御装置7は、、圧縮ガス圧P1が第2設定圧Ps2になるように、返送バルブ62の開度を増大させ(ステップS7)、その後、ステップS8に進む。
In step S6, when the compressed gas pressure P 1 is determined not to exceed a third set pressure P s3 (NO in step S6), and the process proceeds to step S8. In step S6, as shown in t = t 5 ~t 6 in FIG. 5, by the load of the
ステップS8で、制御装置7は、非定常制御モードが解除されたか否かを判断する(ステップS8)。非定常制御モードが解除されていない場合(ステップS8でNO)、ステップS5に戻り、ステップS5〜S8が、非定常制御モードが解除されるまで、すなわち、定常制御モードに切り換えられるまで、所定の制御周期(例えば、200msec)で繰り返される。
In step S8, the
こうして、図5のt=t1以降に示すように、非定常制御モード時に、エンジン2の負荷が上昇した場合、圧縮ガス圧P1が第2設定圧Ps2になるように圧縮機4の回転数が制御される。
Thus, as shown after t = t 1 in FIG. 5, when the load of the
操船者が今後の航行においてエンジンの負荷が急激に上昇しないと判断したとき、操船者は、モード切換スイッチ85を操作して、制御モードを非定常制御モードから定常制御モードに切り換える。これにより、ステップS8で、制御装置7は、定常制御モードが選択されたことを判断する(ステップS8でYES)。その後、制御装置7は、圧縮ガス圧P1の目標圧を第1設定圧Ps1に設定し(ステップS9)、ステップS2に進み、上述の定常モード時のステップS2及びS3が繰り返される。
When the ship operator determines that the engine load does not increase rapidly in future navigation, the ship operator operates the
以上に説明したように、制御装置7は、制御モードが定常制御モードにあるときは、圧縮ガス圧P1が第1設定圧Ps1になるように圧縮機4の吐出量を制御し、制御モードが非定常制御モードにあるときは、圧縮ガス圧P1が第1設定圧Ps1より高い第2設定圧Ps2になるように圧縮機4の吐出量を制御している。
As described above, the
上記構成のLNG運搬船1によれば、今後の航行においてエンジン2の負荷が急激に上昇し得ると判断された場合には、制御モードを定常制御モードから非定常制御モードに切り換えられて、圧縮ガス圧P1の目標圧が第1設定圧Ps1より高い第2設定圧Ps2に変更される。このように圧縮ガス圧P1が高めに維持されているため、エンジン2の負荷が急激に上昇して、圧縮ガス圧P1が急激に減少しても、圧縮ガス圧P1の要求範囲Rの下限値PMINを下回ることを防ぐことができる。
According to the
また、制御モードが定常制御モード時にある場合や制御モードが非定常制御モード時にあるときにエンジン2の負荷が急激に上昇する場合には、返送バルブ62の開度を変更させる必要がないため、返送バルブ62の開度は、比較的小さく設定してもよい。これにより、圧縮機4を通過するガス量を抑え、圧縮機4の無駄な仕事量を抑えることができ、返送ライン61からタンク3に返送されるガスの量を小さくして、タンク3への入熱を抑えることができる。
In addition, when the control mode is in the steady control mode or when the load of the
制御装置7は、制御モードが非定常制御モードにあり、かつ、圧縮ガス圧P1がエンジン2のガス圧要求範囲Rの上限値Ps1より低く第2設定圧Ps2より高い第3設定圧Ps3を超えたときは、返送バルブ62の開度を増大させる。
The
この構成によれば、エンジン2の負荷が急激に低下して、圧縮ガス圧P1が急激に増加したときであっても、応答性の高い返送バルブ62の開度を増大させて、圧縮ガス圧P1の要求範囲Rの上限値PMAXを上回ることを防ぐことができる。また、返送ライン61から返送されたガスは、タンク3の液相部分3aに放出され凝縮するので、タンク3内のガス圧の上昇を抑えることができる。
According to this configuration, the load of the
また、圧縮ガス供給ライン4の途中に、他の部分よりも大きな流路断面積を有するガスヘッダ42aが設けられている。このガスヘッダ42aのボリュームにより、圧縮ガス圧P1の変動を緩和することができる。
Further, a
上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above-described embodiment is an example in all respects, and should be considered not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
例えば、上記実施形態では、制御装置7の制御モードを定常制御モードと非定常制御モードとの間で切り換えるための入力装置はモード切換スイッチ85であったが、これに限定されない。例えば、制御装置7の制御モードを定常制御モードと非定常制御モードとの間で切り換えるための入力装置は、LNG運搬船1の目標速力を変更する速力変更手段(例えばテレグラフレバー80)であってもよい。この構成によれば、操船者が制御モードを切り換えるだけのために入力装置を操作する手間を省くことができる。
For example, in the above embodiment, the input device for switching the control mode of the
また、例えば、制御装置7の制御モードを定常制御モードと非定常制御モードとの間で切り換えるための入力装置は、LNG運搬船1に設けられた、LNG運搬船1の位置情報を取得する位置情報取得手段(例えばGPS装置)であってもよい。この場合、制御装置7に、位置情報取得手段からLNG運搬船1の位置情報が入力される。制御装置7は、予め記憶された航海計画と、位置情報取得手段から入力された位置情報とに基づいて、制御モードを定常制御モードと非定常制御モードとの間で切り換えてもよい。この構成によれば、操船者の操作に関係なく、自動的に制御モードを切り換えることができる。
Further, for example, the input device for switching the control mode of the
上記実施形態において、エンジン2は、二元燃料エンジンとして説明されたが、これに限定されず、エンジン2は、ガス燃料のみを燃料として利用するガス専焼エンジンであってもよい。また、エンジン2は、2サイクルディーゼルエンジンであってもよい。また、上記実施形態に係るLNG運搬船1には4つのタンク3が設けられていたが、タンク3の数は、これに限定されず、例えば1つであってもよいし、4つ以外の複数であってもよい。
In the above embodiment, the
1 LNG運搬船(液化ガス運搬船)
10 ガス供給システム
2 エンジン
3 タンク
3a 液相部分
3b 気相部分
4 圧縮機
41 気化ガスライン
41a ガス吸入口
41b ベーパヘッダ
42 圧縮ガス供給ライン
51 強制気化ガスライン
52 気化器
53 強制気化バルブ
61 返送ライン
62 返送バルブ
7 制御装置
71 圧縮ガス圧力計
72 気化ガス圧力計
81 排気ライン
82 排気バルブ
83 ガス燃焼装置
85 モード切換スイッチ(入力装置)
90 推進システム
91 発電ユニット
912 発電機
92 配電制御ユニット
921 配電盤
922 インバータ
93 推進ユニット
931 推進電動機
932 減速機
933 推進器
95 燃料油タンク
96 燃料ガス供給系統
97 燃料油供給系統
P1 圧縮ガス圧(圧縮ガス供給ラインのガス圧)
Ps1 第1設定圧
Ps2 第2設定圧
Ps3 第3設定圧
PMAX 上限値
PMIN 下限値
R ガス圧要求範囲
1 LNG carrier (liquefied gas carrier)
DESCRIPTION OF
90
P s1 first set pressure P s2 second set pressure P s3 third set pressure P MAX upper limit value P MIN lower limit value R gas pressure required range
Claims (4)
吐出量が可変な圧縮機と、
燃料としてガスを使用することができるエンジンと、
前記タンク内で前記液化ガスが自然気化したガスを前記圧縮機に導く気化ガスラインと、
前記圧縮機により圧縮されたガスを前記エンジンに導く圧縮ガス供給ラインと、
前記圧縮機の吐出量を制御する制御装置と、
前記制御装置の制御モードを定常制御モードと非定常制御モードとの間で切り換えるための入力装置を備え、
前記制御装置は、
前記制御モードが前記定常制御モードにあるときは、前記圧縮ガス供給ラインのガス圧が第1設定圧になるように前記圧縮機の吐出量を制御し、
前記制御モードが前記非定常制御モードにあるときは、前記圧縮ガス供給ラインのガス圧が前記第1設定圧より高い第2設定圧になるように前記圧縮機の吐出量を制御する、液化ガス運搬船。 A tank for storing liquefied gas;
A compressor with variable discharge rate,
An engine that can use gas as fuel,
A vaporized gas line that guides the gas in which the liquefied gas is naturally vaporized in the tank to the compressor;
A compressed gas supply line for guiding the gas compressed by the compressor to the engine;
A control device for controlling the discharge amount of the compressor;
An input device for switching the control mode of the control device between a steady control mode and a non-steady control mode;
The controller is
When the control mode is the steady control mode, the discharge amount of the compressor is controlled so that the gas pressure of the compressed gas supply line becomes the first set pressure,
When the control mode is the unsteady control mode, a liquefied gas that controls the discharge amount of the compressor so that the gas pressure of the compressed gas supply line becomes a second set pressure higher than the first set pressure. Carrier ship.
前記返送ラインに設けられた、前記制御装置により開度が制御される返送バルブと、を更に備え、
前記制御装置は、前記制御モードが前記非定常制御モードにあり、かつ、前記圧縮ガス供給ラインのガス圧が前記エンジンのガス圧要求範囲の上限値より低く前記第2設定圧より高い第3設定圧を超えたときは、前記返送バルブの開度を増大させる、請求項1に記載の液化ガス運搬船。 A return line that branches from the compressed gas supply line and returns part or all of the gas in the compressed gas supply line to the tank, and returns the gas to the liquid phase of the tank during transport of the liquefied gas Line,
A return valve provided in the return line, the opening of which is controlled by the control device; and
The control device has a third setting in which the control mode is the unsteady control mode, and the gas pressure of the compressed gas supply line is lower than an upper limit value of a required gas pressure range of the engine and higher than the second set pressure. The liquefied gas carrier according to claim 1, wherein when the pressure is exceeded, the opening degree of the return valve is increased.
A generator driven by the engine, a propulsion unit driven by electric power generated by the generator, and a power distribution control unit that supplies the electric power generated by the engine and the generator to the propulsion unit, The liquefied gas carrier ship as described in any one of Claims 1-3.
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- 2014-12-26 JP JP2014266314A patent/JP2016124388A/en active Pending
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