JP2023124826A5 - - Google Patents

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JP2023124826A5
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Claims (17)

クロスヘッド式大型2ストロークターボ過給式ユニフロー掃気内燃機関であって、
シリンダライナと、シリンダライナ内で往復するように構成されるピストンと、シリンダカバーとによってそれぞれ画定される複数の燃焼室と;
前記燃焼室に掃気ガスを導入するための掃気ポートであって、前記シリンダライナに配される掃気ポートと;
前記シリンダカバーに配され、排気弁により制御される排気排出口と;
前記燃焼室に炭素系燃料を供給するように構成される燃料系と;
を備え、
前記燃焼室は、前記炭素系燃料を燃焼させ、二酸化炭素を含む燃焼ガスを発生させるように構成され、
前記燃焼室は、前記掃気ポートを介して掃気受けに接続されると共に、前記排気排出口を介して燃焼ガス受けに接続され、
前記機関は更に、前記燃焼室から排出される燃焼ガスの一部を前記掃気受けに再循環させるように構成される排気再循環系を備え、
前記排気再循環系は、前記掃気受けへの燃焼ガスの流れを補助するためのブロワを有し、
前記機関は更に、前記燃焼室から発生した燃焼ガスの他の部分を排ガスとして排出するように構成される排気系を備え、
前記排気系は、ターボ過給システムのタービンであって排ガスによって駆動されるタービンを有し、
前記機関は更に、前記ターボ過給システムのコンプレッサを有する空気取り入れシステムを備え、前記コンプレッサは加圧された掃気空気を前記掃気受けに供給するように構成され、
前記排気系は、二酸化炭素分離装置と、該二酸化炭素分離装置の出口に接続された二酸化炭素貯蔵ユニットとを有し、
前記二酸化炭素分離装置は、排ガスを受け取ると共に、該排ガス中の二酸化炭素の少なくとも一部を、好ましくは該二酸化炭素を液化及び/又は固化することにより、前記排ガスから分離し、分離した二酸化炭素を前記二酸化炭素貯蔵ユニットに搬送するように構成される、
機関。
A crosshead type large two-stroke turbocharged uniflow scavenging internal combustion engine,
a plurality of combustion chambers each defined by a cylinder liner, a piston configured to reciprocate within the cylinder liner, and a cylinder cover;
a scavenging port for introducing scavenging gas into the combustion chamber, the scavenging port being disposed in the cylinder liner;
an exhaust outlet disposed in the cylinder cover and controlled by an exhaust valve;
a fuel system configured to supply a carbon-based fuel to the combustion chamber;
Equipped with
The combustion chamber is configured to combust the carbon-based fuel and generate combustion gases including carbon dioxide;
The combustion chamber is connected to a scavenging air receiver via the scavenging port and is connected to a combustion gas receiver via the exhaust outlet ,
The engine further includes an exhaust gas recirculation system configured to recirculate a portion of the combustion gases discharged from the combustion chamber to the scavenging receiver;
the exhaust gas recirculation system includes a blower for assisting the flow of combustion gases to the scavenge air receiver;
The engine further includes an exhaust system configured to exhaust another portion of the combustion gases generated from the combustion chamber as exhaust gases;
the exhaust system includes a turbine of a turbocharging system, the turbine being driven by exhaust gases;
the engine further comprises an air intake system having a compressor of the turbocharging system, the compressor being configured to supply pressurized scavenging air to the scavenging air receiver;
The exhaust system includes a carbon dioxide separator and a carbon dioxide storage unit connected to an outlet of the carbon dioxide separator;
the carbon dioxide separation device is configured to receive the flue gas and separate at least a portion of the carbon dioxide in the flue gas from the flue gas, preferably by liquefying and/or solidifying the carbon dioxide, and deliver the separated carbon dioxide to the carbon dioxide storage unit;
institution.
掃気ガス中の再循環燃焼ガスの質量比率を少なくとも40%、好ましくは40%から55%に調整するように構成された制御部を備える、請求項1に記載の機関。 The engine of claim 1, further comprising a control configured to adjust the mass ratio of recirculated combustion gas in the scavenging gas to at least 40%, preferably between 40% and 55%. 前記制御部は、前記掃気ガス中の再循環燃焼ガスの割合を調整するために前記ブロワの回転数を制御するように構成される、請求項2に記載の機関。 The engine of claim 2, wherein the control unit is configured to control the rotational speed of the blower to adjust the proportion of recirculated combustion gas in the scavenging gas. 請求項1から3のいずれかに記載の機関であって、燃焼ガス-水冷器、好ましくは燃焼ガス-海水冷却器を備え、前記燃焼ガス-水冷器は、好ましくは、前記機関からの燃焼ガスの流れが再循環される部分と排気される他の部分とに分けられる位置の上流に配置される、機関。 An engine according to any one of claims 1 to 3, comprising a combustion gas-water cooler, preferably a combustion gas-seawater cooler, preferably located upstream of a position where the flow of combustion gas from the engine is divided into a portion that is recirculated and another portion that is exhausted. 請求項1からのいずれかに記載の機関であって、燃焼ガス-冷却媒体熱交換器と、冷却設備とを備え、前記冷却設備は、前記燃焼ガス-冷却媒体熱交換器を通して冷却媒体を循環させるように構成され、前記燃焼ガス-媒体熱交換器は、好ましくは、前記機関からの燃焼ガスの流れが再循環される部分と排気される他の部分とに分けられる位置の下流に配置される、機関。 4. An engine according to any one of claims 1 to 3 , comprising a combustion gas-cooling medium heat exchanger and a cooling arrangement arranged to circulate a cooling medium through the combustion gas-cooling medium heat exchanger, the combustion gas-medium heat exchanger preferably being arranged downstream of a position at which a flow of combustion gases from the engine is divided into a recirculated portion and another portion which is exhausted. 前記タービンの下流に、排ガス中の二酸化炭素を液化及び/又は固化するために排ガスを冷却する冷却器を備える、請求項1からのいずれかに記載の機関。 4. An engine according to claim 1, further comprising, downstream of the turbine, a cooler for cooling the exhaust gas in order to liquefy and/or solidify carbon dioxide therein. 前記制御部は、排ガスが前記タービンの下流で大気圧に達したときの前記排ガスの温度が-82℃以下となるように前記機関の運転を制御するように構成される、請求項に記載の機関。 The engine according to claim 2 , wherein the control unit is configured to control operation of the engine so that the temperature of the exhaust gas is −82° C. or lower when the exhaust gas reaches atmospheric pressure downstream of the turbine. 前記タービンは、前記コンプレッサを駆動するために機械的に結合されており、好ましくは電気駆動モータによって補助される、請求項1からのいずれかに記載の機関。 An engine according to any preceding claim, wherein the turbine is mechanically coupled to drive the compressor, preferably assisted by an electric drive motor. 前記コンプレッサは電気駆動モータによって駆動され、前記タービンは電気発電機又はオルタネータを駆動する、請求項1からのいずれかに記載の機関。 4. An engine according to any preceding claim, wherein the compressor is driven by an electric drive motor and the turbine drives an electric generator or alternator. 複数の燃焼室を有する大型2ストロークターボ過給式ユニフロー掃気内燃機関を運転する方法であって、
前記燃焼室に炭素系燃料を供給することと;
前記燃焼室内で前記炭素系燃料を燃焼させ、二酸化炭素を含む燃焼ガスを発生させることと;
前記燃焼ガスの一部を再循環させ、前記燃焼ガスの他の一部を排ガスとして排出することと;
少なくとも40質量%、好ましくは40から55質量%の再循環燃焼ガスを含む、加圧された掃気ガスを前記燃焼室に供給することと;
二酸化炭素分離プロセスで排ガスから二酸化炭素を分離することと;
分離した二酸化炭素を貯蔵ユニットに貯蔵することと;
を含む、方法。
1. A method of operating a large two-stroke turbocharged uniflow scavenged internal combustion engine having multiple combustion chambers, comprising the steps of:
supplying a carbon-based fuel to the combustion chamber;
combusting the carbon-based fuel in the combustion chamber to generate combustion gases comprising carbon dioxide;
recirculating a portion of the combustion gas and discharging another portion of the combustion gas as exhaust gas;
supplying a pressurized scavenging gas to the combustion chamber, the scavenging gas comprising at least 40 mass %, preferably 40 to 55 mass %, of recirculated combustion gas;
separating carbon dioxide from the flue gas in a carbon dioxide separation process;
storing the separated carbon dioxide in a storage unit;
A method comprising:
排ガスを1つ以上の冷却及び膨張プロセスにかけ、それによって、前記機関のターボ過給システムのタービンの下流で二酸化炭素を液化及び/又は固化させることを含む、請求項10に記載の方法。 11. The method of claim 10, comprising subjecting the exhaust gas to one or more cooling and expansion processes, thereby liquefying and/or solidifying carbon dioxide downstream of a turbine of a turbocharging system of the engine . 前記膨張プロセスの少なくとも一部は前記タービンにおいて行われる、請求項11に記載の方法 The method of claim 11 , wherein at least a portion of the expansion process occurs in the turbine. 前記機関は、前記タービンの下流に、排ガス中の二酸化炭素を液化及び/又は固化するために排ガスを更に冷却する冷却器であって、好ましくは大気圧で-80℃以下の温度まで冷却する冷却器を備える、請求項11に記載の方法。 12. The method according to claim 11, wherein the engine comprises a cooler downstream of the turbine for further cooling the exhaust gas in order to liquefy and/or solidify the carbon dioxide therein, preferably to a temperature of -80 ° C or lower at atmospheric pressure. 液体又は固体の形態の二酸化炭素を前記貯蔵ユニットに貯蔵することを含む、請求項10から13のいずれかに記載の方法。 14. The method of any of claims 10 to 13 , comprising storing carbon dioxide in liquid or solid form in the storage unit. 排気再循環系のブロワの速度を制御し、加圧された掃気ガス中の再循環燃焼ガスの割合を調整することを含む、請求項10から13のいずれかに記載の方法。 14. A method according to any one of claims 10 to 13 , comprising controlling the speed of a blower in an exhaust gas recirculation system to adjust the proportion of recirculated combustion gas in the pressurized scavenging gas. 請求項10から13のいずれかに記載の方法であって、前記機関は、燃焼ガス-水冷器、好ましくは排ガス-海水冷却器を有し、前記燃焼ガス-水冷器は、好ましくは、前記機関からの燃焼ガスの流れが再循環される部分と排気される他の部分とに分けられる位置の上流に配置され、前記方法は、前記燃焼ガス-水冷器で燃焼ガスを、好ましくは40℃以下、より好ましくは31℃以下の温度に冷却することを含む、方法。 A method according to any of claims 10 to 13 , wherein the engine has a combustion gas-water cooler, preferably an exhaust gas-sea water cooler, preferably located upstream of a location where a flow of combustion gases from the engine is divided into a recirculated portion and another portion which is exhausted, the method comprising cooling the combustion gases in the combustion gas-water cooler, preferably to a temperature of 40°C or less, more preferably 31°C or less. 請求項10から13のいずれかに記載の方法であって、前記機関は、燃焼ガス-冷却媒体熱交換器を、好ましくは、前記機関からの燃焼ガスの流れが再循環される部分と排気される他の部分とに分けられる位置の下流に備えると共に、冷却設備を備え、前記冷却設備は、排ガス-冷却媒体熱交換器を通して冷却媒体を循環させ、排ガスを、好ましくは-10℃以下に、より好ましくは-15℃以下に冷却するように構成される、方法。 A method according to any of claims 10 to 13 , wherein the engine is provided with a combustion gas-cooling medium heat exchanger, preferably downstream of a position where a flow of combustion gases from the engine is divided into a recirculated portion and another portion which is exhausted, and further comprising cooling equipment, the cooling equipment being arranged to circulate a cooling medium through an exhaust gas-cooling medium heat exchanger and to cool the exhaust gases, preferably to below -10°C, more preferably to below -15°C.
JP2023021285A 2022-02-25 2023-02-15 Method for recovering carbon dioxide and large 2-stroke uniflow scavenging internal combustion engine Pending JP2023124826A (en)

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