JP2018103955A - Ship - Google Patents

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安藤 明洋
Akihiro Ando
明洋 安藤
豪文 飯坂
Takefumi Iizaka
豪文 飯坂
宏之 武田
Hiroyuki Takeda
宏之 武田
尚子 印藤
Naoko Into
尚子 印藤
崇嗣 安部
Takatsugu Abe
崇嗣 安部
直樹 成島
Naoki Narishima
直樹 成島
康平 橋本
Kohei Hashimoto
康平 橋本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep a high re-liquefaction rate of excess gas returned to a tank.SOLUTION: A ship comprises: a main gas engine for propulsion; a tank storing LNG; a compressor including a main flow passage, a plurality of compression mechanisms, a plurality of circulation passages, and a plurality of bypass valves; an air feed line introducing BOG (Boil Off Gas) generated in the tank to the compressor; a supply line introducing the BOG discharged from the compressor to the main gas engine; a return line returning excess gas from the supply line to the tank; at least one heat exchanger cooling the excess gas flowing to the return line; and a control device controlling the plurality of bypass valves. The control device, even if the BOG is not supplied to the main gas engine, when the excess gas is returned to the tank through the return line, controls the bypass valves that are provided in the circulation passages bypassing the final stage compression mechanism so that a discharge pressure of the final stage compression mechanism detected by a pressure gauge becomes a target pressure.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、推進用の主ガスエンジンを含む船舶に関する。   The present invention relates to a ship including a main gas engine for propulsion.

従来から、推進用の主ガスエンジンを含む船舶が知られている。例えば、特許文献1には、図4に示すような船舶100が開示されている。   Conventionally, a ship including a main gas engine for propulsion is known. For example, Patent Document 1 discloses a ship 100 as shown in FIG.

具体的に、船舶100では、液化天然ガスを貯留するタンク110内で発生するボイルオフガスが送気ライン121により圧縮機130へ導かれ、圧縮機130で高温高圧に圧縮される。圧縮機130から吐出されるボイルオフガスは、第1供給ライン122により推進用の主ガスエンジン(MEGIエンジン)へ導かれる。また、圧縮機130から圧縮途中で抽出された抽出ガスが、第2供給ライン131により船内電源用の副ガスエンジン(DFエンジン)へ導かれる。   Specifically, in the ship 100, boil-off gas generated in the tank 110 that stores liquefied natural gas is guided to the compressor 130 by the air supply line 121, and is compressed to high temperature and high pressure by the compressor 130. The boil-off gas discharged from the compressor 130 is guided to the propulsion main gas engine (MEGI engine) through the first supply line 122. In addition, the extracted gas extracted during the compression from the compressor 130 is guided to the sub-gas engine (DF engine) for inboard power by the second supply line 131.

さらに、第1供給ライン122からは返送ライン140が分岐しており、この返送ライン140がタンク110へつながっている。返送ライン140は、ボイルオフガスのうちの主ガスエンジンで消費し切れなかった分である余剰ガスを第1供給ライン122からタンク110へ戻す役割を果たす。返送ライン140には、膨張弁141が設けられている。   Further, a return line 140 branches from the first supply line 122, and this return line 140 is connected to the tank 110. The return line 140 plays a role of returning the surplus gas that is not consumed by the main gas engine in the boil-off gas from the first supply line 122 to the tank 110. The return line 140 is provided with an expansion valve 141.

返送ライン140に流れる余剰ガスは、熱交換器150により冷却される。熱交換器150は、返送ライン140に流れる余剰ガスと送気ライン121に流れるボイルオフガスとの間で熱交換を行う。このように膨張弁141の上流側で余剰ガスが冷却されるために、膨張弁141を通過した余剰ガスが部分的に再液化する。   Excess gas flowing through the return line 140 is cooled by the heat exchanger 150. The heat exchanger 150 performs heat exchange between the surplus gas flowing through the return line 140 and the boil-off gas flowing through the air supply line 121. In this way, since the surplus gas is cooled on the upstream side of the expansion valve 141, the surplus gas that has passed through the expansion valve 141 is partially liquefied.

特表2015−505941号公報Special table 2015-505941 gazette

図4に示す船舶100では、タンク110へ戻される余剰ガスの再液化率(余剰ガスの返送量に対する再液化量の割合)に改善の余地がある。   In the ship 100 shown in FIG. 4, there is room for improvement in the reliquefaction rate of the surplus gas returned to the tank 110 (the ratio of the reliquefaction amount to the surplus gas return amount).

そこで、本発明は、タンクへ戻される余剰ガスの再液化率を高く保つことができるようにすることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to maintain a high reliquefaction rate of surplus gas returned to the tank.

前記課題を解決するために、本発明は、推進用の主ガスエンジンと、液化天然ガスを貯留するタンクと、吸入口から吐出口まで延びる主流路、前記主流路上に直列に並ぶ複数の圧縮機構、前記複数の圧縮機構をそれぞれバイパスする複数の循環路、および前記複数の循環路にそれぞれ設けられた複数のバイパス弁、を含む圧縮機と、前記タンク内で発生するボイルオフガスを前記圧縮機へ導く送気ラインと、前記圧縮機から吐出されるボイルオフガスを前記主ガスエンジンへ導く供給ラインと、前記供給ラインから余剰ガスを前記タンクへ戻す、膨張装置が設けられた返送ラインと、前記返送ラインに流れる余剰ガスを冷却する少なくとも1つの熱交換器と、前記複数のバイパス弁を制御する制御装置と、前記複数の圧縮機構のうち最下流に位置する最終段圧縮機構の吐出圧を検出する圧力計と、を備え、前記制御装置は、前記主ガスエンジンにボイルオフガスが供給されない場合でも、前記返送ラインを通じて余剰ガスが前記タンクへ戻されるときに、前記圧力計で検出される最終段圧縮機構の吐出圧が目標圧力となるように、前記複数のバイパス弁のうち前記最終段圧縮機構をバイパスする循環路に設けられたバイパス弁を制御する、船舶を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a main gas engine for propulsion, a tank for storing liquefied natural gas, a main flow path extending from the suction port to the discharge port, and a plurality of compression mechanisms arranged in series on the main flow channel. A compressor including a plurality of circulation paths that respectively bypass the plurality of compression mechanisms, and a plurality of bypass valves provided in the plurality of circulation paths, and boil-off gas generated in the tank to the compressor An air supply line that leads, a supply line that guides boil-off gas discharged from the compressor to the main gas engine, a return line provided with an expansion device that returns surplus gas from the supply line to the tank, and the return At least one heat exchanger that cools excess gas flowing in the line, a control device that controls the plurality of bypass valves, and the most downstream of the plurality of compression mechanisms A pressure gauge that detects a discharge pressure of a final stage compression mechanism that is installed, and when the boil-off gas is not supplied to the main gas engine, the control device returns the excess gas to the tank through the return line. In addition, a bypass valve provided in a circulation path that bypasses the final stage compression mechanism among the plurality of bypass valves is controlled so that the discharge pressure of the final stage compression mechanism detected by the pressure gauge becomes a target pressure. Provide a ship.

上記の構成によれば、主ガスエンジンにボイルオフガスが供給されない場合でも、余剰ガスの圧力が高く維持される。従って、タンクへ戻される余剰ガスの再液化率を高く保つことができる
前記供給ラインは、第1供給ラインであり、上記の船舶は、船内電源用の副ガスエンジンと、前記タンク内に配置されたポンプから吐出される液化天然ガスを強制気化器へ導く送液ラインと、前記強制気化器にて生成される気化ガスを前記副ガスエンジンへ導く第2供給ラインと、をさらに備え、前記少なくとも1つの熱交換器は、前記返送ラインに流れる余剰ガスと前記送液ラインに流れる液化天然ガスとの間で熱交換を行う熱交換器を含んでもよい。この構成によれば、副ガスエンジンへ燃料ガスを安定的に供給することができる。しかも、ボイルオフガスよりも低温の液化天然ガスを用いて余剰ガスが冷却されるので、ボイルオフガスのみを用いて余剰ガスを冷却する場合よりも、余剰ガスの再液化率を向上させることができる。
According to said structure, even when boil-off gas is not supplied to a main gas engine, the pressure of surplus gas is maintained high. Therefore, the reliquefaction rate of the surplus gas returned to the tank can be kept high. The supply line is a first supply line, and the ship is disposed in the tank with a sub-gas engine for ship power. A liquid feed line that leads liquefied natural gas discharged from the pump to the forced vaporizer, and a second supply line that leads the vaporized gas generated by the forced vaporizer to the auxiliary gas engine, One heat exchanger may include a heat exchanger that performs heat exchange between surplus gas flowing in the return line and liquefied natural gas flowing in the liquid supply line. According to this configuration, the fuel gas can be stably supplied to the auxiliary gas engine. In addition, since the surplus gas is cooled using liquefied natural gas at a temperature lower than that of the boil-off gas, the reliquefaction rate of the surplus gas can be improved as compared with the case where the surplus gas is cooled using only the boil-off gas.

本発明によれば、タンクへ戻される余剰ガスの再液化率を高く保つことができる。   According to the present invention, the reliquefaction rate of the surplus gas returned to the tank can be kept high.

本発明の一実施形態に係る船舶の概略構成図である。It is a schematic structure figure of a ship concerning one embodiment of the present invention. 図1に示す船舶の圧縮機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the compressor of the ship shown in FIG. 変形例の船舶の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the ship of a modification. 従来の船舶の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional ship.

図1に、本発明の一実施形態に係る船舶1を示す。この船舶1は、液化天然ガス(以下、LNGという)を貯留するタンク11と、推進用の主ガスエンジン13と、船内電源用の副ガスエンジン16を含む。   FIG. 1 shows a ship 1 according to an embodiment of the present invention. The ship 1 includes a tank 11 that stores liquefied natural gas (hereinafter referred to as LNG), a main gas engine 13 for propulsion, and a sub gas engine 16 for inboard power.

図例では、タンク11が1つだけ設けられているが、タンク11は複数設けられてもよい(例えば、船舶1は、LNG運搬船であってもよい)。また、図例では、主ガスエンジン13および副ガスエンジン16が1つずつ設けられているが、主ガスエンジン13が複数設けられてもよいし、副ガスエンジン16が複数設けられてもよい。   In the illustrated example, only one tank 11 is provided, but a plurality of tanks 11 may be provided (for example, the ship 1 may be an LNG carrier). In the illustrated example, one main gas engine 13 and one sub gas engine 16 are provided, but a plurality of main gas engines 13 or a plurality of sub gas engines 16 may be provided.

主ガスエンジン13は、スクリュープロペラ(図示せず)を直接的に回転駆動してもよいし(機械推進)、スクリュープロペラを発電機およびモータを介して間接的に回転駆動してもよい(電気推進)。   The main gas engine 13 may directly rotate and drive a screw propeller (not shown) (mechanical propulsion), or may indirectly rotate and drive the screw propeller via a generator and a motor (electricity). Promotion).

本実施形態では、主ガスエンジン13が、燃料ガス噴射圧が高圧のレシプロエンジンである。主ガスエンジン13は、燃料ガスのみを燃焼させるガス専焼エンジンであってもよいし、燃料ガスと燃料油の一方または双方を燃焼させる二元燃料エンジンであってもよい(例えば、MEGIエンジン)。ただし、主ガスエンジン13は、燃料ガス噴射圧が中圧または低圧のレシプロエンジンであってもよい。あるいは、主ガスエンジン13は、ガスタービンエンジンであってもよい。   In the present embodiment, the main gas engine 13 is a reciprocating engine having a high fuel gas injection pressure. The main gas engine 13 may be a gas combustion engine that burns only fuel gas, or may be a dual fuel engine that burns one or both of fuel gas and fuel oil (for example, a MEGI engine). However, the main gas engine 13 may be a reciprocating engine whose fuel gas injection pressure is medium or low. Alternatively, the main gas engine 13 may be a gas turbine engine.

副ガスエンジン16は、燃料ガス噴射圧が低圧のレシプロエンジンであり、発電機(図示せず)と連結されている。副ガスエンジン16は、燃料ガスのみを燃焼させるガス専焼エンジンであってもよいし、燃料ガスと燃料油の一方または双方を燃焼させる二元燃料エンジンであってもよい。   The auxiliary gas engine 16 is a reciprocating engine having a low fuel gas injection pressure, and is connected to a generator (not shown). The auxiliary gas engine 16 may be a gas combustion engine that burns only fuel gas, or may be a dual fuel engine that burns one or both of fuel gas and fuel oil.

主ガスエンジン13へは、燃料ガスとして、自然入熱によりタンク11内で発生するボイルオフガス(以下、BOGという)が主に供給され、副ガスエンジン16へは、燃料ガスとして、LNGが強制的に気化された気化ガス(以下、VGという)が主に供給される。   The main gas engine 13 is mainly supplied with boil-off gas (hereinafter referred to as “BOG”) generated in the tank 11 by natural heat input as fuel gas, and the sub-gas engine 16 is forced to be LNG as fuel gas. Vaporized gas (hereinafter referred to as VG) is mainly supplied.

具体的に、タンク11は、送気ライン21により圧縮機12と接続されており、圧縮機12は、第1供給ライン22により主ガスエンジン13と接続されている。また、タンク11内には、ポンプ14が配置されており、ポンプ14は、送液ライン31により強制気化器15と接続されている。強制気化器15は、第2供給ライン32により副ガスエンジン16と接続されている。   Specifically, the tank 11 is connected to the compressor 12 by an air supply line 21, and the compressor 12 is connected to the main gas engine 13 by a first supply line 22. Further, a pump 14 is disposed in the tank 11, and the pump 14 is connected to the forced vaporizer 15 by a liquid feed line 31. The forced vaporizer 15 is connected to the auxiliary gas engine 16 by the second supply line 32.

送気ライン21は、タンク11内で発生するBOGを圧縮機12へ導く。圧縮機12は、BOGを高圧に圧縮する。第1供給ライン22は、圧縮機12から吐出されるBOGを主ガスエンジン13へ導く。圧縮機12については、後述にて詳細に説明する。   The air supply line 21 guides BOG generated in the tank 11 to the compressor 12. The compressor 12 compresses the BOG to a high pressure. The first supply line 22 guides BOG discharged from the compressor 12 to the main gas engine 13. The compressor 12 will be described in detail later.

第1供給ライン22からは返送ライン23が分岐しており、この返送ライン23がタンク11へつながっている。返送ライン23は、BOGのうちの主ガスエンジン13で消費し切れなかった分である余剰ガス(以下、EGという)を第1供給ライン22からタンク11へ戻す役割を果たす。返送ライン23には、膨張装置24が設けられている。膨張装置24は、例えば、膨張弁、膨張タービン、エゼクターなどである。   A return line 23 branches from the first supply line 22, and this return line 23 is connected to the tank 11. The return line 23 plays a role of returning surplus gas (hereinafter referred to as EG), which is not consumed by the main gas engine 13 in the BOG, from the first supply line 22 to the tank 11. An expansion device 24 is provided in the return line 23. The expansion device 24 is, for example, an expansion valve, an expansion turbine, or an ejector.

送液ライン31は、ポンプ14から吐出されるLNGを強制気化器15へ導く。強制気化器15は、LNGを強制的に気化し、VGを生成する。第2供給ライン32は、強制気化器15にて生成されるVGを副ガスエンジン16へ導く。ポンプ14は、強制気化器15にて生成されるVGの圧力(つまり、強制気化器15の出口圧力)が副ガスエンジン16の燃料ガス噴射圧よりも高くなるように、LNGを吐出する。ただし、第2供給ライン32に圧縮機が設けられ、ポンプ14の代わりにその圧縮機がVGの圧力を副ガスエンジン16の燃料ガス噴射圧よりも高くしてもよい。   The liquid feed line 31 guides LNG discharged from the pump 14 to the forced vaporizer 15. The forced vaporizer 15 forcibly vaporizes LNG to generate VG. The second supply line 32 guides the VG generated by the forced vaporizer 15 to the auxiliary gas engine 16. The pump 14 discharges LNG such that the pressure of VG generated by the forced vaporizer 15 (that is, the outlet pressure of the forced vaporizer 15) is higher than the fuel gas injection pressure of the sub gas engine 16. However, a compressor may be provided in the second supply line 32, and the compressor may make the pressure of VG higher than the fuel gas injection pressure of the auxiliary gas engine 16 instead of the pump 14.

第2供給ライン32には、上流側から順に、冷却器33、気液分離器34および加熱器35が設けられている。冷却器33は、強制気化器15にて生成されたVGを冷却する。VG中の重質分の多く(例えば、エタン、プロパン、ブタンなど)は、冷却器33での冷却によって液体となり、気液分離器34で除去されてタンク11へ戻される。これにより、メタン価の高いVGが副ガスエンジン16へ供給される。加熱器35は、気液分離器34を通過したVGを副ガスエンジン16への供給に適した温度に加熱する。   The second supply line 32 is provided with a cooler 33, a gas-liquid separator 34, and a heater 35 in order from the upstream side. The cooler 33 cools the VG generated by the forced vaporizer 15. Most of heavy components in VG (for example, ethane, propane, butane, etc.) become liquid by cooling in the cooler 33, removed by the gas-liquid separator 34, and returned to the tank 11. As a result, VG having a high methane number is supplied to the auxiliary gas engine 16. The heater 35 heats the VG that has passed through the gas-liquid separator 34 to a temperature suitable for supply to the auxiliary gas engine 16.

さらに、本実施形態では、返送ライン23に流れるEGを冷却するための3つの熱交換器(第1熱交換器51、第2熱交換器52および第3熱交換器53)が設けられている。図例では、第1〜第3熱交換器51〜53が別体になっているが、第1〜第3熱交換器51〜53のうちのいずれか2つまたは全てが一体になっていてもよい。   Further, in the present embodiment, three heat exchangers (first heat exchanger 51, second heat exchanger 52, and third heat exchanger 53) for cooling the EG flowing through the return line 23 are provided. . In the illustrated example, the first to third heat exchangers 51 to 53 are separate, but any two or all of the first to third heat exchangers 51 to 53 are integrated. Also good.

返送ライン23は、膨張装置24の上流側で、第1熱交換器51、第2熱交換器52および第3熱交換器53をこの順に通過する。また、送気ライン21は第2熱交換器52を通過し、送液ライン31は第3熱交換器53を通過し、第2供給ライン32は気液分離器34と加熱器35の間で第1熱交換器51を通過する。つまり、第1熱交換器51はVGを冷熱源として使用し、第2熱交換器52はBOGを冷熱源として使用し、第3熱交換器53はLNGを冷熱源として使用する。返送ライン23に流れるEGは、第1〜第3熱交換器51〜53で冷却された後に膨張装置24で膨張されることによって、部分的に再液化する。   The return line 23 passes through the first heat exchanger 51, the second heat exchanger 52, and the third heat exchanger 53 in this order on the upstream side of the expansion device 24. The air supply line 21 passes through the second heat exchanger 52, the liquid supply line 31 passes through the third heat exchanger 53, and the second supply line 32 is between the gas-liquid separator 34 and the heater 35. Passes through the first heat exchanger 51. That is, the first heat exchanger 51 uses VG as a cold heat source, the second heat exchanger 52 uses BOG as a cold heat source, and the third heat exchanger 53 uses LNG as a cold heat source. The EG flowing in the return line 23 is partially liquefied by being expanded by the expansion device 24 after being cooled by the first to third heat exchangers 51 to 53.

上述した圧縮機12は、抽出ライン43により第2供給ライン32と接続されている。抽出ライン43は、圧縮機12から圧縮途中で抽出された抽出ガス(BG)を加熱器35の下流側で第2供給ライン32に導入する。抽出ライン43には、流量制御弁44が設けられている。   The compressor 12 described above is connected to the second supply line 32 by the extraction line 43. The extraction line 43 introduces the extracted gas (BG) extracted during compression from the compressor 12 to the second supply line 32 on the downstream side of the heater 35. The extraction line 43 is provided with a flow rate control valve 44.

また、第2供給ライン32は、補給ライン41により送気ライン21と接続されている。補給ライン41は、気液分離器34と第1熱交換器51の間で第2供給ライン32から分岐して、第2熱交換器52の下流側で送気ライン21に合流している。ただし、補給ライン41は、冷却器33と気液分離器34の間で第2供給ライン32から分岐してもよい。補給ライン41には、流量制御弁42が設けられている。   The second supply line 32 is connected to the air supply line 21 by a supply line 41. The replenishment line 41 branches from the second supply line 32 between the gas-liquid separator 34 and the first heat exchanger 51 and joins the air supply line 21 on the downstream side of the second heat exchanger 52. However, the replenishment line 41 may branch from the second supply line 32 between the cooler 33 and the gas-liquid separator 34. A flow control valve 42 is provided in the supply line 41.

上述した膨張装置24および流量制御弁42,44は、制御装置6により制御される。ただし、図1では、図面の簡略化のために一部の信号線のみを描いている。例えば、制御装置6は、ROMやRAMなどのメモリとCPUを有し、ROMに格納されたプログラムがCPUにより実行される。制御装置6は、単一の機器であってもよいし、複数の機器に分割されてもよい。   The expansion device 24 and the flow rate control valves 42 and 44 described above are controlled by the control device 6. However, in FIG. 1, only a part of the signal lines is drawn for simplification of the drawing. For example, the control device 6 has a memory such as a ROM and a RAM and a CPU, and a program stored in the ROM is executed by the CPU. The control device 6 may be a single device or may be divided into a plurality of devices.

制御装置6は、送気ライン21に設けられた圧力計61および第1供給ライン22に設けられた圧力計62と電気的に接続されている。圧力計61は、送気ライン21内のBOGの圧力を検出し、圧力計62は、第1供給ライン22内のBOGの圧力を検出する。   The control device 6 is electrically connected to a pressure gauge 61 provided on the air supply line 21 and a pressure gauge 62 provided on the first supply line 22. The pressure gauge 61 detects the pressure of the BOG in the air supply line 21, and the pressure gauge 62 detects the pressure of the BOG in the first supply line 22.

制御装置6は、タンク11内のLNGの量および圧力計61で検出されるBOGの圧力に基づいてBOGの利用可能量Qaを算出する。具体的に、制御装置6は、圧力計61で検出されるBOGの圧力に、送気ライン21の上流端である取込口から圧力計61の位置までの圧力損失を加算して、タンク11内のBOGの圧力を算出する。ただし、圧力計61は、タンク11に設けられ、タンク11内のBOGの圧力を直接的に検出してもよい。そして、制御装置6は、タンク11内のLNGの量およびタンク11内のBOGの圧力から、BOGの利用可能量Qaを算出する。例えば、タンク11がカーゴタンクであって、タンク11の容量が非常に大きい場合は、タンク11内のLNGの量は固定値として扱うことが可能である。一方、タンク11の容量が小さい場合には、タンク11にタンク11内のLNGの量を検出するレベル計が設けられ、タンク11内のLNGの量が変数として扱われてもよい。   The control device 6 calculates an available amount Qa of BOG based on the amount of LNG in the tank 11 and the pressure of BOG detected by the pressure gauge 61. Specifically, the control device 6 adds the pressure loss from the intake port that is the upstream end of the air supply line 21 to the position of the pressure gauge 61 to the pressure of the BOG detected by the pressure gauge 61, and the tank 11. The pressure of the BOG inside is calculated. However, the pressure gauge 61 may be provided in the tank 11 and directly detect the pressure of the BOG in the tank 11. Then, the control device 6 calculates the usable amount Qa of BOG from the amount of LNG in the tank 11 and the pressure of BOG in the tank 11. For example, when the tank 11 is a cargo tank and the capacity of the tank 11 is very large, the amount of LNG in the tank 11 can be handled as a fixed value. On the other hand, when the capacity of the tank 11 is small, a level meter that detects the amount of LNG in the tank 11 may be provided in the tank 11, and the amount of LNG in the tank 11 may be treated as a variable.

BOGの利用可能量Qaを算出後、制御装置6は、主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1とBOGの利用可能量Qaを比較する。そして、制御装置6は、Qa<Q1の場合に補給ライン41に設けられた流量制御弁42を開き、Qa>Q1の場合に抽出ライン43に設けられた流量制御弁44を開く。なお、Qa>Q1の場合は、制御装置6は、BOGの利用可能量Qaを、主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1と副ガスエンジン17の燃料ガス消費量Q2の合計である燃料ガス総消費量Qtと比較し、Qa>Qtの場合は、強制気化器15の運転を停止するとともに(図略の返送ラインを通じてポンプ14から吐出されるLNGをタンク11へ戻す)、流量制御弁42を全閉としてもよい。   After calculating the usable amount Qa of BOG, the control device 6 compares the fuel gas consumption amount Q1 of the main gas engine 13 with the usable amount Qa of BOG. The control device 6 opens the flow control valve 42 provided in the supply line 41 when Qa <Q1, and opens the flow control valve 44 provided in the extraction line 43 when Qa> Q1. In the case of Qa> Q1, the control device 6 determines the available amount Qa of BOG as the sum of the fuel gas consumption amount Q1 of the main gas engine 13 and the fuel gas consumption amount Q2 of the auxiliary gas engine 17. When Qa> Qt as compared with the consumption Qt, the operation of the forced vaporizer 15 is stopped (the LNG discharged from the pump 14 is returned to the tank 11 through a return line not shown), and the flow rate control valve 42 is turned on. It may be fully closed.

また、制御装置6は、圧力計62で検出される第1供給ライン22内のBOGの圧力が上限値を超えたときに、膨張装置24を開く。これにより、返送ライン23を通じてEGがタンク11へ戻される。   Further, the control device 6 opens the expansion device 24 when the pressure of the BOG in the first supply line 22 detected by the pressure gauge 62 exceeds the upper limit value. As a result, the EG is returned to the tank 11 through the return line 23.

次に、図2を参照して、圧縮機12を詳細に説明する。   Next, the compressor 12 will be described in detail with reference to FIG.

圧縮機12は、吸入口12aから吐出口12bまで延びる主流路7と、主流路7上に直列に並ぶ5つの圧縮機構71〜75を含む。ただし、圧縮機構の数は、2〜4であってもよいし、6以上であってもよい。   The compressor 12 includes a main flow path 7 extending from the suction port 12 a to the discharge port 12 b and five compression mechanisms 71 to 75 arranged in series on the main flow path 7. However, the number of compression mechanisms may be 2 to 4, or 6 or more.

さらに、圧縮機12は、圧縮機構71〜75をそれぞれバイパスする5つの循環路81〜85と、循環路81〜85にそれぞれ設けられた5つのバイパス弁91〜95を含む。このため、圧縮機構71〜75のそれぞれから吐出されるBOGが当該圧縮機構の吸入側へ戻されて循環することが可能である。すなわち、バイパス弁91〜95のそれぞれは、対応する圧縮機構(71〜75)の循環量を規定する。   Furthermore, the compressor 12 includes five circulation paths 81 to 85 that respectively bypass the compression mechanisms 71 to 75 and five bypass valves 91 to 95 provided in the circulation paths 81 to 85, respectively. For this reason, the BOG discharged from each of the compression mechanisms 71 to 75 can be returned to the suction side of the compression mechanism and circulated. That is, each of the bypass valves 91 to 95 defines the circulation amount of the corresponding compression mechanism (71 to 75).

主流路7には、圧縮機構71〜75の吐出側に圧力計63〜67がそれぞれ設けられている。圧力計63〜67のそれぞれは、対応する圧縮機構(71〜75)の吐出圧を検出する。例えば、圧力計67は、圧縮機構71〜75のうち最下流に位置する最終段圧縮機構75の吐出圧を検出する。上述した制御装置6は、これらの圧力計63〜67と電気的に接続されている。制御装置6は、主ガスエンジン13にBOGが供給される通常運転時には、圧力計63〜67で検出される圧縮機構71〜75の吐出圧のそれぞれが目標圧力となるようにバイパス弁91〜95を制御する。   In the main flow path 7, pressure gauges 63 to 67 are provided on the discharge side of the compression mechanisms 71 to 75, respectively. Each of the pressure gauges 63 to 67 detects the discharge pressure of the corresponding compression mechanism (71 to 75). For example, the pressure gauge 67 detects the discharge pressure of the final stage compression mechanism 75 located on the most downstream side of the compression mechanisms 71 to 75. The control device 6 described above is electrically connected to these pressure gauges 63 to 67. In the normal operation in which BOG is supplied to the main gas engine 13, the control device 6 bypasses the valves 91 to 95 so that each of the discharge pressures of the compression mechanisms 71 to 75 detected by the pressure gauges 63 to 67 becomes the target pressure. To control.

さらに、制御装置6は、主ガスエンジン13にBOGが供給されない場合でも、圧力計61により間接的に検出されるタンク11内のBOGの圧力が上限値を超えたとき、または圧力計62で検出される第1供給ライン22内のBOGの圧力が上限値を超えたときに、膨張装置24を開く。これにより、返送ライン23を通じてEGがタンク11へ戻される。タンク11内のBOGの圧力または第1供給ライン22内のBOGの圧力が上限値を超える前は、圧縮機12は稼働していてもよいし、稼働していなくてもよい。   Further, even when BOG is not supplied to the main gas engine 13, the control device 6 detects when the pressure of the BOG in the tank 11 detected indirectly by the pressure gauge 61 exceeds the upper limit value or by the pressure gauge 62. When the pressure of the BOG in the first supply line 22 exceeds the upper limit value, the expansion device 24 is opened. As a result, the EG is returned to the tank 11 through the return line 23. Before the pressure of the BOG in the tank 11 or the pressure of the BOG in the first supply line 22 exceeds the upper limit value, the compressor 12 may be operating or may not be operating.

そして、制御装置6は、主ガスエンジン13にBOGが供給されない場合でも、返送ライン23を通じてEGがタンク11へ戻されるときに、通常運転時と同様に、圧力計63〜67で検出される圧縮機構71〜75の吐出圧のそれぞれが目標圧力となるようにバイパス弁91〜95を制御する。   Then, even when BOG is not supplied to the main gas engine 13, the control device 6 performs compression detected by the pressure gauges 63 to 67 when the EG is returned to the tank 11 through the return line 23, as in normal operation. The bypass valves 91 to 95 are controlled so that each of the discharge pressures of the mechanisms 71 to 75 becomes a target pressure.

このような制御によって、主ガスエンジン13にBOGが供給されない場合でも、EGの圧力が高く維持される。従って、タンク11へ戻されるEGの再液化率を高く保つことができる。   By such control, even when BOG is not supplied to the main gas engine 13, the pressure of the EG is maintained high. Therefore, the liquefaction rate of the EG returned to the tank 11 can be kept high.

(変形例)
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、第1〜第3熱交換器51〜53のうちのいずれか1つまたは2つが省略されてもよい。また、図3に示すように、送液ライン31、強制気化器15、第2供給ライン32および副ガスエンジン16はなくてもよい。   For example, any one or two of the first to third heat exchangers 51 to 53 may be omitted. Further, as shown in FIG. 3, the liquid supply line 31, the forced vaporizer 15, the second supply line 32, and the auxiliary gas engine 16 may be omitted.

ただし、前記実施形態のように、送液ライン31、強制気化器15、第2供給ライン32および副ガスエンジン16が設けられていれば、副ガスエンジン16へ燃料ガスを安定的に供給することができる。しかも、その構成において少なくとも第3熱交換器53が設けられていれば、BOGよりも低温のLNGを用いてEGが冷却されるので、BOGのみを用いてEGを冷却する場合よりも、EGの再液化率を向上させることができる。   However, if the liquid feed line 31, the forced vaporizer 15, the second supply line 32, and the auxiliary gas engine 16 are provided as in the above embodiment, the fuel gas is stably supplied to the auxiliary gas engine 16. Can do. Moreover, if at least the third heat exchanger 53 is provided in the configuration, the EG is cooled using LNG having a temperature lower than that of the BOG, so that the EG is cooled more than when the EG is cooled using only the BOG. The reliquefaction rate can be improved.

また、第1供給ライン22に設けられた圧力計62と、圧縮機12の最終段圧縮機構75の吐出圧を検出する圧力計67の一方が省略されて、他方が膨張装置24の制御とバイパス弁95の制御とに共通に用いられてもよい。   Also, one of the pressure gauge 62 provided in the first supply line 22 and the pressure gauge 67 for detecting the discharge pressure of the final stage compression mechanism 75 of the compressor 12 is omitted, and the other is controlled and bypassed by the expansion device 24. It may be used in common with the control of the valve 95.

1 船舶
11 タンク
12 圧縮機
12a 吸入口
12b 吐出口
13 主ガスエンジン
14 ポンプ
15 強制気化器
16 副ガスエンジン
21 送気ライン
22 第1供給ライン
23 返送ライン
24 膨張装置
31 送液ライン
32 第2供給ライン
51〜53 熱交換器
6 制御装置
63〜67 圧力計
7 主流路
71〜75 圧縮機構
81〜85 循環路
91〜95 バイパス弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ship 11 Tank 12 Compressor 12a Suction port 12b Discharge port 13 Main gas engine 14 Pump 15 Forced vaporizer 16 Sub gas engine 21 Air supply line 22 First supply line 23 Return line 24 Expansion device 31 Liquid supply line 32 Second supply Lines 51-53 Heat exchanger 6 Control device 63-67 Pressure gauge 7 Main flow path 71-75 Compression mechanism 81-85 Circulation path 91-95 Bypass valve

Claims (2)

推進用の主ガスエンジンと、
液化天然ガスを貯留するタンクと、
吸入口から吐出口まで延びる主流路、前記主流路上に直列に並ぶ複数の圧縮機構、前記複数の圧縮機構をそれぞれバイパスする複数の循環路、および前記複数の循環路にそれぞれ設けられた複数のバイパス弁、を含む圧縮機と、
前記タンク内で発生するボイルオフガスを前記圧縮機へ導く送気ラインと、
前記圧縮機から吐出されるボイルオフガスを前記主ガスエンジンへ導く供給ラインと、
前記供給ラインから余剰ガスを前記タンクへ戻す、膨張装置が設けられた返送ラインと、
前記返送ラインに流れる余剰ガスを冷却する少なくとも1つの熱交換器と、
前記複数のバイパス弁を制御する制御装置と、
前記複数の圧縮機構のうち最下流に位置する最終段圧縮機構の吐出圧を検出する圧力計と、を備え、
前記制御装置は、前記主ガスエンジンにボイルオフガスが供給されない場合でも、前記返送ラインを通じて余剰ガスが前記タンクへ戻されるときに、前記圧力計で検出される最終段圧縮機構の吐出圧が目標圧力となるように、前記複数のバイパス弁のうち前記最終段圧縮機構をバイパスする循環路に設けられたバイパス弁を制御する、船舶。
A main gas engine for propulsion,
A tank for storing liquefied natural gas;
A main flow path extending from the suction port to the discharge port, a plurality of compression mechanisms arranged in series on the main flow path, a plurality of circulation paths that respectively bypass the plurality of compression mechanisms, and a plurality of bypasses respectively provided in the plurality of circulation paths A compressor including a valve,
An air supply line for guiding boil-off gas generated in the tank to the compressor;
A supply line for guiding boil-off gas discharged from the compressor to the main gas engine;
A return line provided with an expansion device for returning surplus gas from the supply line to the tank;
At least one heat exchanger for cooling excess gas flowing into the return line;
A control device for controlling the plurality of bypass valves;
A pressure gauge for detecting the discharge pressure of the final stage compression mechanism located at the most downstream among the plurality of compression mechanisms,
The controller controls the discharge pressure of the final stage compression mechanism detected by the pressure gauge when the surplus gas is returned to the tank through the return line even when boil-off gas is not supplied to the main gas engine. The ship which controls the bypass valve provided in the circulation path which bypasses the said last stage compression mechanism among these bypass valves so that it may become.
前記供給ラインは、第1供給ラインであり、
船内電源用の副ガスエンジンと、
前記タンク内に配置されたポンプから吐出される液化天然ガスを強制気化器へ導く送液ラインと、
前記強制気化器にて生成される気化ガスを前記副ガスエンジンへ導く第2供給ラインと、をさらに備え、
前記少なくとも1つの熱交換器は、前記返送ラインに流れる余剰ガスと前記送液ラインに流れる液化天然ガスとの間で熱交換を行う熱交換器を含む、請求項1に記載の船舶。
The supply line is a first supply line;
A sub-gas engine for inboard power,
A liquid feed line for guiding liquefied natural gas discharged from a pump disposed in the tank to a forced vaporizer;
A second supply line for guiding the vaporized gas generated in the forced vaporizer to the auxiliary gas engine,
The marine vessel according to claim 1, wherein the at least one heat exchanger includes a heat exchanger that exchanges heat between surplus gas flowing through the return line and liquefied natural gas flowing through the liquid supply line.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6966661B1 (en) * 2021-03-31 2021-11-17 三菱造船株式会社 Ship

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