JP4119725B2 - Re-liquefaction method of boil-off gas in ships and ships - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化ガスを搭載した船舶に用いて好適な、再液化システム、船舶におけるボイルオフガスの再液化方法等に関する。
【0002】
【従来の技術】
LNG等の液化ガスを輸送する船舶において、液化ガスはカーゴタンクに大気圧状態で収められている。輸送中、カーゴタンクに対する外部からの侵入熱が僅かながらあるため、この侵入熱により、液化ガスが少しずつ蒸発し、カーゴタンク内の圧力が少しずつ上がってしまう。このため、蒸発したガス(これをボイルオフガスと称する)をカーゴタンクから抜く必要がある。
【0003】
このような船舶は、燃料油(重油)とガスを混焼できるボイラで発生させた蒸気で蒸気タービンを回し、その軸出力を推進力に用いている。
従来、カーゴタンクから抜いたボイルオフガスは、ボイラで燃焼させていた。つまり、ボイルオフガスを、船舶を推進させるために使用していたのである。
【0004】
また、燃料油と液化ガスの値段の関係で、液化ガスから発生したボイルオフガスの方が燃料油よりも割安な場合、燃料油の消費を抑えるため、カーゴタンク内の液化ガスを強制的に蒸発させてボイルオフガスを発生させ、これをボイラで燃焼させ、燃料油ではなく液化ガス(ボイルオフガス)を燃料として船舶を推進させることも行われている。
【0005】
一方、船舶に限る技術ではないが、ボイルオフガスを凝縮させて再液化する技術も存在する(例えば、特許文献1、2参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−132896号公報
【特許文献2】
特開2001−132899号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1、2に示したような技術を船舶に適用しようとする場合、ボイルオフガスを再液化するための動力源としては、一般に燃料油を利用するディーゼル発電機を用いることが考えられる。しかし、そうなると、燃料油よりもボイルオフガスの方が割安な場合に、割高な燃料油を消費して割安なボイルオフガスを再液化することになり、これでは不経済である。このように、船舶の場合、燃料油とボイルオフガスのコストバランスが安定しないため、燃料油とボイルオフガスをフレキシブルに利用できる構成のシステムが望ましい。
【0008】
また、他の問題として、蒸気タービンは、ディーゼルエンジン等に比較して燃費が悪いため、船舶の推進に蒸気タービン以外のものを採用したいという要求もある。この場合、ボイルオフガスの取り扱いとうまくマッチングを図ることが困難である。
【0009】
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、ボイルオフガスや燃料油を効率良く使用できる船舶、船舶におけるボイルオフガスの再液化方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明の船舶では、蒸気発生部で発生させた蒸気を、推進力を発生する内燃機関の排ガスから熱を回収することで排熱回収部にて加熱する。そして、加熱された蒸気により蒸気タービンを駆動し、この蒸気タービンの駆動により発生される駆動エネルギに基づいて、冷媒圧縮部にて冷媒を圧縮させる。このときに用いる駆動エネルギとしては、蒸気タービンの駆動力で冷媒圧縮部(コンプレッサ)を機械的に駆動することもできるし、蒸気タービンで発電機を作動させ、この発電機で発電した電力により、冷媒圧縮部を作動させるモータを駆動することもできる。そして、このように冷媒圧縮部で圧縮された冷媒と熱交換することで、ガス格納部に格納された液化ガスが気化して発生するボイルオフガスを、再液化部にて再液化させることができる。
なお、蒸気発生部としては、内燃機関の燃料またはボイルオフガスを燃焼させるボイラを用いることができる。さらにこのボイラでは、燃料とボイルオフガスを択一的に燃焼させる。この場合、ボイルオフガスは、ガス格納部内の温度変化等に応じて自然に発生したものであっても良いし、液化ガスを強制的に蒸発させて発生させたものであっても良い。
また、上記したような内燃機関としては、船舶の推進に用いるディーゼルエンジンや、船舶内での動力(電力)を供給するディーゼル発電機を用いることができる。
ところで、船舶に電力を供給する内燃機関式の発電機をさらに備える場合、排熱回収部では、発電機で発生する排ガスから熱を回収することで、蒸気発生部で発生させた蒸気を加熱することもできる。
【0011】
このような本発明は、蒸気発生部において内燃機関の燃料またはボイルオフガスを択一的に燃焼して蒸気を発生し、常時、この蒸気により蒸気タービンを駆動して、冷媒圧縮部にて冷媒を圧縮することで、ボイルオフガスを再液化部にて再液化させることを特徴としている。
【0012】
本発明を再液化システムとして捉えると、この再液化システムは、液化ガスの貯槽から発生するボイルオフガスを冷却して再液化する再液化部と、再液化部でボイルオフガスを冷却するための冷熱源を発生させる冷熱源発生部と、外部の熱源から排出される排熱を回収することで蒸気を加熱する蒸気加熱部と、加熱された蒸気によって冷熱源発生部の駆動エネルギを発生させるエネルギ発生部と、を備えることを特徴とする。このような再液化システムは、船舶に限らず、液化ガスの貯槽からのボイルオフガスを外部の熱源を利用して再液化する場合に有効である。
このとき、外部の熱源としては、内燃機関で発生する排ガスを用いることができる。
【0013】
本発明は、液化ガスの貯槽を有した船舶にて貯槽から発生するボイルオフガスを再液化する方法として捉えることもでき、この方法は、蒸気を発生させる工程と、船舶に備えた内燃機関で発生する排ガスから熱を回収することで蒸気を加熱する工程と、加熱された蒸気により駆動される蒸気タービンで発生される駆動エネルギを利用して冷媒を圧縮する工程と、冷媒と熱交換することで、ボイルオフガスを再液化させる工程と、を有することを特徴とする。
【0014】
ここで、本発明は、ボイルオフガスの一部と、船舶の推進または動力供給に用いる燃料を択一的に燃焼させることで蒸気を発生させる工程と、常時、発生した蒸気により蒸気タービンを駆動し、この蒸気タービンで発生される駆動エネルギを利用して冷媒を圧縮する工程と、冷媒と熱交換することで、ボイルオフガスを再液化させる工程と、を有することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図1は、本実施の形態における船舶の推進プラントの構成を説明するための図である。本実施の形態の船舶では、推進や発電のために用いるディーゼルエンジンの排ガスから熱を回収することで蒸気を発生させ、この蒸気で蒸気タービンを駆動する。そして、ボイルオフガスを凝縮させるための冷熱源となる冷媒を、蒸気タービンで駆動したコンプレッサにより圧縮する。
【0016】
図1に示すように、この船舶は、その推進に内燃機関であるディーゼルエンジン主機(以下、適宜ディーゼル主機と称する)10を用い、また船内の動力(電力)を賄うために、ディーゼルエンジン発電機(以下、適宜ディーゼル発電機と称する:内燃機関、内燃機関式の発電機、外部の熱源)11を用いる。
このような船舶において、ディーゼル主機10およびディーゼル発電機11の運転時に発生する排出ガスは、排出ガス回収ラインL1、L2を介し、排熱回収装置(排熱回収部、蒸気加熱部)20に送り込まれるようになっている。
【0017】
この推進プラントにおいて、冷媒を圧縮するコンプレッサを駆動するための蒸気の循環回路は、以下のようになっている。
すなわち、タンク21に貯溜した水は、給水ポンプ22により給水ラインL3を介してボイラ(蒸気発生部)23に送り込まれる。
ボイラ23は、図示しない燃料タンクから供給ラインL4を介して供給される燃料油と、図示しないカーゴタンク(ガス収納部、貯槽)から供給ラインL5を介して供給されるボイルオフガスを適宜選択して燃焼させることで、給水ラインL3から送り込まれた水を蒸発させ、蒸気を生成する。
【0018】
ボイラ23で生成された蒸気は、第一排熱回収ラインL6を通して排熱回収装置20内に送り込まれ、排出ガス回収ラインL1、L2から送り込まれた排出ガスと熱交換することで、加熱された後、ボイラ23に戻る。
第一排熱回収ラインL6を通して排熱回収装置20で加熱され、ボイラ23に戻った蒸気は、ボイラ23から蒸気送出ラインL7を通して送り出される。
【0019】
蒸気送出ラインL7には、排熱回収装置20内を通る第二排熱回収ラインL8と、排熱回収装置20内に入らないバイパスラインL9とが接続されており、これら第二排熱回収ラインL8とバイパスラインL9には、流量調整弁24、25が設けられている。そして、これら第二排熱回収ラインL8、バイパスラインL9は、蒸気タービン(エネルギ発生部)26に蒸気を供給する蒸気供給ラインL10に接続されている。
ボイラ23から蒸気送出ラインL7に送り出された蒸気は、流量調整弁24、25を開閉することで、第二排熱回収ラインL8またはバイパスラインL9に択一的に送り込まれる。また流量調整弁24、25の開度を調整することで、第二排熱回収ラインL8に送り込まれる蒸気の量とバイパスラインL9に送り込まれる蒸気の量を適宜分配調整することも可能である。
第二排熱回収ラインL8に送り込まれた蒸気は、排熱回収装置20内で、排出ガス回収ラインL1、L2から送り込まれた排出ガスとの熱交換によって加熱され、蒸気供給ラインL10に送り込まれる。一方、バイパスラインL9に送り込まれた蒸気は、排熱回収装置20内に入ることなく、蒸気供給ラインL10に送り込まれる。ここで、蒸気送出ラインL7に送り出された蒸気の温度があらかじめ決めた設定値よりも低い場合に、蒸気を第二排熱回収ラインL8に送り込み、排熱回収装置20で排ガスの熱を回収することでさらに加熱をするのである。
【0020】
蒸気供給ラインL10に、所定の設定値以上の温度で送り込まれた蒸気は、蒸気タービン26に送り込まれ、蒸気タービン26を駆動させる。この蒸気は、蒸気タービン26から排出された後、コンデンサ27において凝縮されて水となり、この水はタンク21に戻される。
【0021】
上記したような推進プラントの蒸気サイクルにより発生された蒸気を駆動源とし、蒸気タービン26が駆動されるようになっている。この蒸気タービン26では、以下に示すような再液化装置30において冷媒を圧縮する、例えば2段のコンプレッサ(冷媒圧縮部、冷熱源発生部)31A、31Bを駆動する。
図2に示す再液化装置30において、コンプレッサ31A、31Bは、変速ギヤボックス50を介し、蒸気タービン26の出力軸に接続されている。
また、このコンプレッサ31A、31Bは、ディーゼル発電機11で生成された動力によって駆動されるモータ51によっても駆動可能となっている。このモータ51も、変速ギヤボックス50を介し、コンプレッサ31A、31Bに接続されている。コンプレッサ31A、31Bは、このモータ51のみで駆動させても良いし、蒸気タービン26をモータ51でアシストして駆動させる構成としても良い。
【0022】
さて、この再液化装置30であるが、基本的に特開2001−132896号公報、特開2001−132899号公報に開示された再液化装置と同様の構成を備える。
すなわち、冷媒(例えば窒素)は、上記のコンプレッサ31Aにて第一段の圧縮がなされた後、圧縮に伴って温度が上昇するのでインタークーラ32にて冷却された後、コンプレッサ31Bにて第二段の圧縮がなされる。そして、圧縮された冷媒は、アフタクーラ33にて冷却された後、ブーストコンプレッサ34でさらに圧縮された後、アフタクーラ35にて冷却され、熱交換器(再液化部)36に送り込まれる。
【0023】
熱交換器36では、冷媒冷却部37において、冷媒が低温冷媒との熱交換により冷却される。熱交換器36を出た冷媒は、ブーストコンプレッサ34に連結されたエキスパンダ38に送られ、ここで減圧により膨張して冷熱を生成し、低温冷媒となって熱交換器36に再度送り込まれる。このエキスパンダ38で冷媒を減圧する際の仕事により、ブーストコンプレッサ34が駆動される。
つまり、前記の冷媒冷却部37では、エキスパンダ38から熱交換器36に送り込まれた低温冷媒で、アフタクーラ35から送り込まれた冷媒を冷却するのである。
【0024】
また、熱交換器36には、エキスパンダ38から送り込まれた低温冷媒を冷熱源とするコンデンサ39とクーラ40が設けられており、これらコンデンサ39、クーラ40でボイルオフガスの冷却を行う。
そして、このようにして熱交換器36で熱交換を行ない、温度が上昇した冷媒は、前記コンプレッサ31Aに循環されるようになっている。
【0025】
一方、図示しないカーゴタンクで発生したボイルオフガスは、再液化ラインL21を介して熱交換器36内に送り込まれ、コンデンサ39にてほぼ飽和状態にまで冷却された後、その下流側の気液分離ドラム41にて、飽和状態にある気液(液)から非凝縮成分(ガス成分)と凝縮成分(液)とが分離される。
なお、コンデンサ39にてボイルオフガスを冷却するに先立ち、特開2001−132899号公報に開示された技術のように、このボイルオフガスをコンプレッサで圧縮しても良い。
【0026】
気液分離ドラム41にて分離された非凝縮成分は、ガス成分排出ラインL22、排出ラインL23を介し、図1に示したボイラ23への供給ラインL4に送り込まれる。
また、気液分離ドラム41にて分離された凝縮成分は、液排出ラインL24を介して再度熱交換器36内に送り込まれ、クーラ40にて冷媒との熱交換によって冷却され、過冷却状態、つまり液化ガスに再液化されて、図示しないカーゴタンクに戻される。
なおここで、特開2001−132896号公報に開示された技術と同様の構成を採用し、再液化された液化ガスを、ミスト分離用ドラムに還流させる一方、このミスト分離用ドラムにカーゴタンクからのボイルオフガスを送り込み、還流させた液化ガスにフラッシュさせることで、液化ガス中に含まれる窒素などの不純物を分離させる構成とすることもできる。
【0027】
ところで、ボイルオフガスを図1に示した供給ラインL5を介してボイラ23に供給する場合、その供給量によっては、後述の如く、ボイルオフガスの一部を再液化装置30を通さず、バイパスラインL25を介し、排出ラインL23から供給ラインL5に供給することもできる。このため、再液化ラインL21、バイパスラインL25には、流量調整弁42、43が設けられており、その開度を調整することで、再液化ラインL21で再液化するボイルオフガスの量と、バイパスラインL25からボイラ23に送り込むボイルオフガスの量を調整できるようになっている。
【0028】
次に、上記に説明した船舶における、推進プラントの稼動方法について説明する。以下の説明では、種々の条件に応じて稼動モードを切り替えるが、それぞれの稼動モードにおける各部の運転は、あらかじめ用意されたプログラムに基づいて、図示しないコントローラが、推進プラントや再液化装置30の各部を制御することで自動的に行われる。また、各稼動モード間での切換は、オペレータがモードの選択を行うスイッチ等を操作することで行われる。
【0029】
[燃料油を利用するモード]
図3は、蒸気タービン26を駆動する蒸気を、燃料油をボイラ23で燃焼させることで発生する場合の例である。
この図3に示すように、この場合、燃料油を供給ラインL4からボイラ23に供給して燃焼させることで、給水ラインL3から供給された水を蒸発させ、蒸気を発生させる。
そして、発生した蒸気はボイラ23から送り出され、排熱回収装置20内の第一排熱回収ラインL6、第二排熱回収ラインL8にて、排出ガス回収ラインL1、L2から送り込まれた排出ガスと熱交換することで加熱された後、蒸気供給ラインL10から蒸気タービン26に送り込まれ、蒸気タービン26を駆動させる。
この蒸気は、蒸気タービン26から排出された後、コンデンサ27において凝縮されて水となり、この水はタンク21に戻される。
【0030】
この蒸気タービン26の駆動力により、図2に示した再液化装置30のコンプレッサ31A、31Bが駆動され、ボイルオフガスを熱交換器36で再液化するための冷媒を圧縮するのである。
この場合、ボイルオフガスの全量が、再液化装置30において再液化されることになる。
【0031】
[ボイルオフガスの一部を利用するモード]
図4は、蒸気タービン26を駆動する蒸気を、ボイルオフガスをボイラ23で燃焼させることで発生する場合の例である。
この図4に示すように、この場合、ボイルオフガスを供給ラインL5からボイラ23に供給して燃焼させることで、給水ラインL3から供給された水を蒸発させ、蒸気を発生させる。このとき、図2に示したように、カーゴタンクで発生したボイルオフガスは、流量調整弁42、43の開度が調整されることで、その一部がバイパスラインL25、排出ラインL23を介し、供給ラインL5からボイラ23に供給され、残部が再液化ラインL21から再液化装置30に送り込まれる。
【0032】
さて、ボイラ23で発生した蒸気は蒸気送出ラインL7に送り出され、排熱回収装置20内の第一排熱回収ラインL6、第二排熱回収ラインL8にて、排出ガス回収ラインL1、L2から送り込まれた排出ガスと熱交換することで加熱された後、蒸気供給ラインL10から蒸気タービン26に送り込まれ、蒸気タービン26を駆動させる。この蒸気は、蒸気タービン26から排出された後、コンデンサ27において凝縮されて水となり、この水はタンク21に戻される。
【0033】
一方、蒸気タービン26の駆動力により、図2に示した再液化装置30のコンプレッサ31A、31Bが駆動され、ボイルオフガスを熱交換器36で再液化するための冷媒を圧縮する。
この場合、ボイラ23に供給されたボイルオフガスの残部が、再液化装置30において再液化されることになる。
【0034】
上記の図3に示した燃料油を利用するモード、図4に示したボイルオフガスの一部を利用するモードは、燃料油とボイルオフガスのコストバランス等に基づき、適宜選択することができる。
【0035】
[ディーゼル主機およびディーゼル発電機停止中のモード]
図5は、ディーゼル主機10およびディーゼル発電機11の双方を停止している状態でのモード、つまり、排熱回収装置20に高温の排ガスが送り込まれない状態での稼動モードである。
この場合、ボイラ23にボイルオフガスの一部を供給ラインL5から供給して(あるいは燃料油を供給ラインL4から供給しても良い)燃焼させることで、給水ラインL3から供給された水を蒸発させ、蒸気を発生させる。
このとき、流量調整弁24を閉じ、流量調整弁25を開いておく。これにより、発生した蒸気はボイラ23から送り出され、第一排熱回収ラインL6を通った後、バイパスラインL9に送り込まれる。そして、この蒸気は蒸気供給ラインL10から蒸気タービン26に送り込まれ、蒸気タービン26を駆動させる。この蒸気タービン26の駆動力により、図2に示した再液化装置30のコンプレッサ31A、31Bが駆動され、ボイルオフガスを熱交換器36で再液化するための冷媒を圧縮する。
【0036】
[ディーゼル主機のみ停止中]
図6は、船舶の停泊中等、ディーゼル主機10を停止している状態でのモードである。
この場合、燃料油を供給ラインL4から供給して(あるいはボイラ23にボイルオフガスの一部を供給ラインL5から供給しても良い)燃焼させることで、給水ラインL3から供給された水を蒸発させ、蒸気を発生させる。
そして、発生した蒸気はボイラ23から送り出され、排熱回収装置20内の第一排熱回収ラインL6、第二排熱回収ラインL8にて、排出ガス回収ラインL2から送り込まれたディーゼル発電機11の排出ガスと熱交換することで加熱された後、蒸気供給ラインL10から蒸気タービン26に送り込まれ、蒸気タービン26を駆動させる。この蒸気タービン26の駆動力により、図2に示した再液化装置30のコンプレッサ31A、31Bが駆動され、ボイルオフガスを熱交換器36で再液化するための冷媒を圧縮する。
【0037】
上述したように、蒸気タービン26を駆動することで、これを再液化装置30における冷媒の作動エネルギとした。そして、蒸気タービン26を駆動する蒸気は、燃料油またはボイルオフガスの一部を燃焼させることで発生するようにした。これにより、燃料油とボイルオフガスのコストバランスに応じ、燃料油とボイルオフガスをフレキシブルに利用してボイルオフガスを再液化するシステムを実現できる。つまり、燃料油よりもボイルオフガスが割高な場合には、割安な燃料油を使用することで、積荷であるボイルオフガスの無駄な消費を防ぎ、燃料油よりもボイルオフガスが割安な場合には、割高な燃料油の無駄な消費を防ぎつつ、ボイルオフガスの余剰発生を抑えることができる。その結果、燃料油とボイルオフガスのコストバランスが不安定であるために実現が困難であった、再液化装置30を備える船舶を実現することが可能となる。
さらに、燃料油やボイルオフガスの一部を燃焼させることで発生する蒸気は、ディーゼル主機10やディーゼル発電機11の排ガスの排熱を利用して加熱する構成を採用した。これにより、ボイルオフガスの再液化するシステムとうまくマッチングを図りながら、従来船舶の推進に多く使用されていた蒸気タービンよりも燃費に優れるディーゼル主機10を採用することができる。その結果、船舶の運行コスト、つまり液化ガスの輸送コストを削減することができる。
【0038】
この他、ディーゼル発電機11で発生させた動力によって駆動されるモータ51により、再液化装置30のコンプレッサ31A、31Bを駆動したり、コンプレッサ31A、31Bを駆動する蒸気タービン26をアシストすることもできる。このディーゼル発電機11は、上記の燃料油とボイルオフガスのコストバランスや、船内での動力の余剰状況等に応じて適宜活用することができ、これによって上記したような効果を一層顕著なものとすることができる。
【0039】
なお、上記実施の形態において、図3、図4、図6に示した各モードでは、蒸気を第二排熱回収ラインL8に通す構成としたが、蒸気の温度(熱量)が十分であれば、流量調整弁24、25の開閉あるいは開度を調整することで、蒸気の一部ないし全部を、第二排熱回収ラインL8を通さずバイパスラインL9から直接蒸気タービン26に送り込むようにしても良い。
また、上記実施の形態において、稼動モードとして図3〜図6に示す4つのモードを例に挙げたが、その全てを稼動可能な状態としてシステムに具備する必要はなく、図3のモードのみ、図4のモードのみ、図3と図4のモードのみ、等、これらのモードの中から適宜取捨選択しても良い。
【0040】
さて、上記実施の形態では、再液化装置30のコンプレッサ31A、31Bを駆動するために蒸気タービン26やモータ51を用いる構成としたが、モータ51を省略する構成等、適宜変更を加えることが可能である。
また、蒸気タービン26やモータ51に代えて、図7および図8に示すように、蒸気供給ラインL10から供給される蒸気で駆動される蒸気タービン発電機(エネルギ発生部)60を備え、この蒸気タービン発電機60で発電した動力を用いてモータ61を駆動させ、このモータ61でコンプレッサ31A、31Bを駆動させる構成とすることもできる。この場合も、上記実施の形態で示したような各稼動モードで稼動を行うことができる。この場合も、ボイラ23で発生させた蒸気を用いて駆動されるコンプレッサ31A、31Bにより、ボイルオフガスを再液化するための冷媒を圧縮し、この冷媒の作動エネルギとすることができる。
【0041】
加えて、上記実施の形態では、ディーゼル主機10とディーゼル発電機11を備える構成としたが、それぞれの台数等は何ら限定するものではない。
また、船舶の推進にディーゼル主機10を用いる構成としたが、排熱回収装置20で排熱を利用することができるような高温の排ガスを排出するのであれば、例えばガスエンジン等、他の機関を推進に用いても良い。
この他、ディーゼル主機10と、ディーゼル発電機11を備える構成としたが、これに代え、ディーゼル発電機のみを備え、このディーゼル発電機で発生した動力により、推進のためのモータの駆動と、船内動力の供給の双方を賄うような構成にも本発明を適用できる。もちろん、この場合も、ディーゼル発電機の装備台数は何ら限定するものではない。
また、再液化装置30の構成については、コンプレッサ31A、31Bで圧縮した冷媒を冷熱源としてボイルオフガスを再液化するのであれば、例えばクーラ40を省略したり、他の構成を適宜付加する等、他の構成とすることも可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃料油やボイルオフガスの一部を燃焼させることで発生した蒸気を、再液化装置における冷媒の作動エネルギとした。これにより、燃料油とボイルオフガスのコストバランスに応じ、燃料油とボイルオフガスをフレキシブルに利用してボイルオフガスを再液化するシステムを実現できる。その結果、燃料油とボイルオフガスのコストバランスが不安定であるために実現が困難であった船舶にも再液化装置を備えることが可能となる。
さらに、燃料油やボイルオフガスの一部を燃焼させることで発生する蒸気は、船舶に備えた内燃機関の排ガスの排熱を利用して加熱する構成を採用した。これにより、ボイルオフガスの再液化するシステムとうまくマッチングを図りながら、従来船舶の推進に多く使用されていた蒸気タービンよりも燃費に優れる内燃機関を採用することができる。その結果、船舶の運行コスト、つまり液化ガスの輸送コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態における推進プラントの構成を示す概略図である。
【図2】 再液化装置の構成を示す概略図である。
【図3】 燃料油を燃焼させるモードを示す図である。
【図4】 ボイルオフガスの一部を燃焼させるモードを示す図である。
【図5】 ディーゼル主機とディーゼル発電機が停止中のモードを示す図である。
【図6】 ディーゼル主機が停止中のモードを示す図である。
【図7】 推進プラントの他の一例を示す図である。
【図8】 図7の推進プラントに対応した再液化装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
10…ディーゼル主機(内燃機関)、11…ディーゼル発電機(内燃機関、内燃機関式の発電機、外部の熱源)、20…排熱回収装置(排熱回収部、蒸気加熱部)、23…ボイラ(蒸気発生部)、26…蒸気タービン(エネルギ発生部)、30…再液化装置、31A、31B…コンプレッサ(冷媒圧縮部、冷熱源発生部)、36…熱交換器(再液化部)、51…モータ、60…蒸気タービン発電機(エネルギ発生部)、61…モータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reliquefaction system suitable for a ship equipped with liquefied gas, a method for reliquefying boil-off gas in a ship, and the like.
[0002]
[Prior art]
In a ship that transports a liquefied gas such as LNG, the liquefied gas is stored in a cargo tank at atmospheric pressure. During transportation, since there is a little intrusion heat from the outside to the cargo tank, the liquefied gas evaporates little by little due to this intrusion heat, and the pressure in the cargo tank rises little by little. For this reason, it is necessary to remove the evaporated gas (referred to as boil-off gas) from the cargo tank.
[0003]
Such a ship rotates a steam turbine with steam generated by a boiler capable of co-firing fuel oil (heavy oil) and gas, and uses the shaft output as propulsive force.
Conventionally, the boil-off gas extracted from the cargo tank has been burned by a boiler. In other words, boil-off gas was used to propel the ship.
[0004]
Also, if the boil-off gas generated from the liquefied gas is cheaper than the fuel oil due to the price of the fuel oil and the liquefied gas, the liquefied gas in the cargo tank is forcibly evaporated to suppress the consumption of the fuel oil. Thus, boil-off gas is generated, burned in a boiler, and a ship is propelled using liquefied gas (boil-off gas) instead of fuel oil as fuel.
[0005]
On the other hand, although not limited to a ship, there is a technique for condensing boil-off gas and re-liquefying (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-132896 A
[Patent Document 2]
JP 2001-132899 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the techniques as shown in Patent Documents 1 and 2 are to be applied to a ship, it is generally considered to use a diesel generator that uses fuel oil as a power source for reliquefying the boil-off gas. However, in this case, when the boil-off gas is cheaper than the fuel oil, the expensive fuel oil is consumed to reliquefy the cheap boil-off gas, which is uneconomical. Thus, in the case of a ship, since the cost balance between fuel oil and boil-off gas is not stable, a system that can flexibly use fuel oil and boil-off gas is desirable.
[0008]
Another problem is that steam turbines have poor fuel efficiency compared to diesel engines and the like, and there is also a demand to employ something other than steam turbines for propulsion of ships. In this case, it is difficult to achieve good matching with the handling of the boil-off gas.
[0009]
  The present invention has been made based on such a technical problem, and can efficiently use boil-off gas and fuel oil.Ship,It aims at providing the reliquefaction method of the boil-off gas in a ship.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  For this purpose, in the ship of the present invention, the steam generated in the steam generating section is heated in the exhaust heat recovery section by recovering heat from the exhaust gas of the internal combustion engine that generates the propulsive force. Then, the steam turbine is driven by the heated steam, and the refrigerant is compressed by the refrigerant compressor based on the driving energy generated by driving the steam turbine. As the driving energy used at this time, the refrigerant compressor (compressor) can be mechanically driven by the driving force of the steam turbine, the generator is operated by the steam turbine, and the electric power generated by this generator is used. It is also possible to drive a motor that operates the refrigerant compressor. The boil-off gas generated by vaporizing the liquefied gas stored in the gas storage unit can be reliquefied in the reliquefaction unit by exchanging heat with the refrigerant compressed in the refrigerant compression unit in this way. .
  In addition, as a steam generation part, the boiler which burns the fuel or boil-off gas of an internal combustion engine can be used. The boiler also uses fuel and boil-off gas.Alternatively burn. In this case, the boil-off gas may be generated naturally according to a temperature change in the gas storage unit or the like, or may be generated by forcibly evaporating the liquefied gas.
  Further, as the internal combustion engine as described above, a diesel engine used for propulsion of a ship or a diesel generator that supplies power (electric power) in the ship can be used.
  By the way, when the internal combustion engine type generator for supplying power to the ship is further provided, the exhaust heat recovery unit heats the steam generated by the steam generation unit by recovering heat from the exhaust gas generated by the generator. You can also.
[0011]
  In the present invention, the fuel or boil-off gas of the internal combustion engine is supplied to the steam generation unit.AlternativeBurns to produce steam,AlwaysThe steam turbine is driven by the steam and the refrigerant is compressed by the refrigerant compression unit, whereby the boil-off gas is reliquefied by the reliquefaction unit.
[0012]
When the present invention is regarded as a reliquefaction system, the reliquefaction system includes a reliquefaction unit that cools and reliquefies boil-off gas generated from a liquefied gas storage tank, and a cold heat source for cooling the boil-off gas in the reliquefaction unit. A heat generating unit that generates heat, a steam heating unit that heats steam by recovering exhaust heat exhausted from an external heat source, and an energy generating unit that generates driving energy for the heat source generating unit by the heated steam And. Such a reliquefaction system is effective not only for ships but also for reliquefaction of boil-off gas from a liquefied gas storage tank using an external heat source.
At this time, exhaust gas generated in the internal combustion engine can be used as an external heat source.
[0013]
The present invention can also be understood as a method for reliquefying boil-off gas generated from a storage tank in a ship having a storage tank for liquefied gas, and this method is generated in a step of generating steam and an internal combustion engine provided in the ship. A process of heating the steam by recovering heat from the exhaust gas, a process of compressing the refrigerant using driving energy generated by a steam turbine driven by the heated steam, and exchanging heat with the refrigerant And a step of reliquefying the boil-off gas.
[0014]
  Here, the present inventionPart of the boil-off gas and the fuel used to propel or power the shipAlternativeA process of generating steam by burningAlwaysA process of driving the steam turbine with the generated steam, compressing the refrigerant by using driving energy generated in the steam turbine, and re-liquefying the boil-off gas by exchanging heat with the refrigerant; TheFeatures.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a marine vessel propulsion plant in the present embodiment. In the ship of the present embodiment, steam is generated by recovering heat from exhaust gas of a diesel engine used for propulsion and power generation, and the steam turbine is driven by this steam. And the refrigerant | coolant used as the cold heat source for condensing boil-off gas is compressed with the compressor driven with the steam turbine.
[0016]
As shown in FIG. 1, this ship uses a diesel engine main engine (hereinafter referred to as a diesel main engine) 10 as an internal combustion engine for propulsion, and a diesel engine generator for supplying power (electric power) in the ship. (Hereinafter referred to as a diesel generator as appropriate: an internal combustion engine, an internal combustion engine generator, an external heat source) 11 is used.
In such a ship, exhaust gas generated during operation of the diesel main engine 10 and the diesel generator 11 is sent to the exhaust heat recovery device (exhaust heat recovery unit, steam heating unit) 20 through the exhaust gas recovery lines L1 and L2. It is supposed to be.
[0017]
In this propulsion plant, a steam circulation circuit for driving a compressor for compressing refrigerant is as follows.
That is, the water stored in the tank 21 is sent to the boiler (steam generation unit) 23 by the feed water pump 22 through the feed water line L3.
The boiler 23 appropriately selects fuel oil supplied from a fuel tank (not shown) via a supply line L4 and boil-off gas supplied from a cargo tank (gas storage unit, storage tank) (not shown) via a supply line L5. By burning, the water sent from the water supply line L3 is evaporated, and a vapor | steam is produced | generated.
[0018]
The steam generated in the boiler 23 is sent into the exhaust heat recovery device 20 through the first exhaust heat recovery line L6 and heated by exchanging heat with the exhaust gas sent from the exhaust gas recovery lines L1 and L2. Then return to the boiler 23.
The steam heated by the exhaust heat recovery device 20 through the first exhaust heat recovery line L6 and returned to the boiler 23 is sent out from the boiler 23 through the steam delivery line L7.
[0019]
  A second exhaust heat recovery line L8 that passes through the exhaust heat recovery apparatus 20 and a bypass line L9 that does not enter the exhaust heat recovery apparatus 20 are connected to the steam delivery line L7. These second exhaust heat recovery lines The flow control valves 24 and 25 are provided in L8 and the bypass line L9. The second exhaust heat recovery line L8 and the bypass line L9 are connected to a steam supply line L10 that supplies steam to the steam turbine (energy generating unit) 26.
  The steam sent from the boiler 23 to the steam delivery line L7 opens and closes the flow rate adjusting valves 24 and 25, and then enters the second exhaust heat recovery line L8 or the bypass line L9.AlternativeIs sent to. Further, by adjusting the opening degree of the flow rate adjusting valves 24, 25, it is possible to appropriately distribute and adjust the amount of steam sent to the second exhaust heat recovery line L8 and the amount of steam sent to the bypass line L9.
  The steam sent to the second exhaust heat recovery line L8 is heated by heat exchange with the exhaust gas sent from the exhaust gas recovery lines L1 and L2 in the exhaust heat recovery device 20, and sent to the steam supply line L10. . On the other hand, the steam sent to the bypass line L9 is sent to the steam supply line L10 without entering the exhaust heat recovery device 20. Here, when the temperature of the steam sent to the steam delivery line L7 is lower than a preset value, the steam is sent to the second exhaust heat recovery line L8 and the exhaust heat recovery device 20 recovers the heat of the exhaust gas. It is further heated.
[0020]
The steam sent to the steam supply line L10 at a temperature equal to or higher than a predetermined set value is sent to the steam turbine 26 to drive the steam turbine 26. After this steam is discharged from the steam turbine 26, it is condensed in the condenser 27 to become water, and this water is returned to the tank 21.
[0021]
Steam generated by the steam cycle of the propulsion plant as described above is used as a drive source, and the steam turbine 26 is driven. The steam turbine 26 drives, for example, two-stage compressors (refrigerant compression unit, cold heat source generation unit) 31A and 31B that compress the refrigerant in the reliquefaction apparatus 30 as described below.
In the reliquefaction apparatus 30 shown in FIG. 2, the compressors 31 </ b> A and 31 </ b> B are connected to the output shaft of the steam turbine 26 via the transmission gear box 50.
The compressors 31 </ b> A and 31 </ b> B can also be driven by a motor 51 driven by power generated by the diesel generator 11. The motor 51 is also connected to the compressors 31 </ b> A and 31 </ b> B via the transmission gear box 50. The compressors 31 </ b> A and 31 </ b> B may be driven only by the motor 51, or the steam turbine 26 may be driven by the motor 51 with assistance.
[0022]
The reliquefaction apparatus 30 basically has the same configuration as the reliquefaction apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-132896 and 2001-132899.
That is, the refrigerant (for example, nitrogen) is compressed in the first stage by the compressor 31A and then rises in temperature with the compression. Therefore, the refrigerant (for example, nitrogen) is cooled by the intercooler 32 and then cooled by the compressor 31B. Stage compression is performed. The compressed refrigerant is cooled by the aftercooler 33, further compressed by the boost compressor 34, then cooled by the aftercooler 35, and sent to the heat exchanger (reliquefaction unit) 36.
[0023]
In the heat exchanger 36, the refrigerant is cooled by heat exchange with the low-temperature refrigerant in the refrigerant cooling unit 37. The refrigerant that has exited the heat exchanger 36 is sent to an expander 38 that is connected to the boost compressor 34, where it expands due to decompression to generate cold heat, which becomes a low-temperature refrigerant and is sent again to the heat exchanger 36. The boost compressor 34 is driven by the work when decompressing the refrigerant by the expander 38.
That is, the refrigerant cooling unit 37 cools the refrigerant sent from the aftercooler 35 with the low-temperature refrigerant sent from the expander 38 to the heat exchanger 36.
[0024]
In addition, the heat exchanger 36 is provided with a condenser 39 and a cooler 40 that use the low-temperature refrigerant sent from the expander 38 as a cold heat source. The condenser 39 and the cooler 40 cool the boil-off gas.
Then, the heat exchanger 36 performs heat exchange in this way, and the refrigerant whose temperature has risen is circulated to the compressor 31A.
[0025]
On the other hand, boil-off gas generated in a cargo tank (not shown) is sent into the heat exchanger 36 through the reliquefaction line L21, cooled to a substantially saturated state by the condenser 39, and then gas-liquid separation on the downstream side thereof. The drum 41 separates the non-condensed component (gas component) and the condensed component (liquid) from the gas-liquid (liquid) in a saturated state.
Prior to cooling the boil-off gas by the condenser 39, the boil-off gas may be compressed by a compressor as in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-132899.
[0026]
The non-condensed components separated by the gas-liquid separation drum 41 are sent to the supply line L4 to the boiler 23 shown in FIG. 1 via the gas component discharge line L22 and the discharge line L23.
Further, the condensed component separated by the gas-liquid separation drum 41 is sent again into the heat exchanger 36 through the liquid discharge line L24, cooled by heat exchange with the refrigerant in the cooler 40, and in a supercooled state. That is, it is liquefied again into liquefied gas and returned to a cargo tank (not shown).
Here, a configuration similar to the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-132896 is adopted, and the reliquefied liquefied gas is refluxed to the mist separation drum, while the mist separation drum is fed from the cargo tank. It is also possible to separate impurities such as nitrogen contained in the liquefied gas by feeding the boil-off gas and flushing with the refluxed liquefied gas.
[0027]
  Incidentally, when the boil-off gas is supplied to the boiler 23 via the supply line L5 shown in FIG. 1, depending on the supply amount, as described later, a part of the boil-off gas does not pass through the reliquefaction device 30, and the bypass line L25. To supply line from discharge line L23L5Can also be supplied. For this reason, flow control valves 42 and 43 are provided in the reliquefaction line L21 and the bypass line L25, and the amount of boil-off gas to be reliquefied in the reliquefaction line L21 and the bypass are adjusted by adjusting the opening degree. The amount of boil-off gas sent to the boiler 23 from the line L25 can be adjusted.
[0028]
Next, the operation method of the propulsion plant in the ship described above will be described. In the following description, the operation mode is switched according to various conditions. The operation of each unit in each operation mode is performed by a controller (not shown) based on a program prepared in advance by each unit of the propulsion plant and the reliquefaction device 30. It is automatically done by controlling. Further, switching between the operation modes is performed by an operator operating a switch or the like for selecting a mode.
[0029]
[Mode using fuel oil]
FIG. 3 shows an example in which steam for driving the steam turbine 26 is generated by burning fuel oil in the boiler 23.
As shown in FIG. 3, in this case, fuel oil is supplied from the supply line L4 to the boiler 23 and burned, thereby evaporating the water supplied from the water supply line L3 and generating steam.
The generated steam is sent out from the boiler 23, and exhaust gas sent from the exhaust gas recovery lines L1 and L2 in the first exhaust heat recovery line L6 and the second exhaust heat recovery line L8 in the exhaust heat recovery apparatus 20. Then, the steam turbine 26 is driven from the steam supply line L10 to drive the steam turbine 26.
After this steam is discharged from the steam turbine 26, it is condensed in the condenser 27 to become water, and this water is returned to the tank 21.
[0030]
The compressor 31A, 31B of the reliquefaction device 30 shown in FIG. 2 is driven by the driving force of the steam turbine 26, and the refrigerant for reliquefying the boil-off gas by the heat exchanger 36 is compressed.
In this case, the entire amount of boil-off gas is reliquefied in the reliquefaction device 30.
[0031]
[Mode using part of boil-off gas]
FIG. 4 is an example in the case where steam for driving the steam turbine 26 is generated by burning the boil-off gas in the boiler 23.
As shown in FIG. 4, in this case, the boil-off gas is supplied from the supply line L5 to the boiler 23 and burned, thereby evaporating the water supplied from the water supply line L3 and generating steam. At this time, as shown in FIG. 2, the boil-off gas generated in the cargo tank is partially adjusted via the bypass line L25 and the discharge line L23 by adjusting the opening degree of the flow rate adjusting valves 42 and 43. It is supplied to the boiler 23 from the supply line L5, and the remaining part is fed into the reliquefaction device 30 from the reliquefaction line L21.
[0032]
Now, the steam generated in the boiler 23 is sent to the steam delivery line L7, and from the exhaust gas recovery lines L1 and L2 in the first exhaust heat recovery line L6 and the second exhaust heat recovery line L8 in the exhaust heat recovery apparatus 20. After being heated by exchanging heat with the exhaust gas that has been sent, it is sent from the steam supply line L10 to the steam turbine 26 to drive the steam turbine 26. After this steam is discharged from the steam turbine 26, it is condensed in the condenser 27 to become water, and this water is returned to the tank 21.
[0033]
On the other hand, the compressor 31A, 31B of the reliquefaction apparatus 30 shown in FIG. 2 is driven by the driving force of the steam turbine 26, and the refrigerant for reliquefying the boil-off gas by the heat exchanger 36 is compressed.
In this case, the remaining part of the boil-off gas supplied to the boiler 23 is reliquefied in the reliquefaction device 30.
[0034]
The mode using the fuel oil shown in FIG. 3 and the mode using a part of the boil-off gas shown in FIG. 4 can be appropriately selected based on the cost balance between the fuel oil and the boil-off gas.
[0035]
[Diesel main engine and diesel generator mode stopped]
FIG. 5 shows a mode in a state where both the diesel main engine 10 and the diesel generator 11 are stopped, that is, an operation mode in a state where high-temperature exhaust gas is not sent into the exhaust heat recovery device 20.
In this case, a part of the boil-off gas is supplied to the boiler 23 from the supply line L5 (or fuel oil may be supplied from the supply line L4) and combusted to evaporate the water supplied from the water supply line L3. Generate steam.
At this time, the flow rate adjustment valve 24 is closed and the flow rate adjustment valve 25 is opened. Thereby, the generated steam is sent out from the boiler 23, passes through the first exhaust heat recovery line L6, and then sent into the bypass line L9. Then, the steam is sent from the steam supply line L10 to the steam turbine 26 to drive the steam turbine 26. The compressor 31A, 31B of the reliquefaction apparatus 30 shown in FIG. 2 is driven by the driving force of the steam turbine 26, and the refrigerant for reliquefying the boil-off gas by the heat exchanger 36 is compressed.
[0036]
[Only the diesel main engine is stopped]
FIG. 6 shows a mode in a state where the diesel main engine 10 is stopped such as when the ship is anchored.
In this case, the fuel oil is supplied from the supply line L4 (or a part of the boil-off gas may be supplied to the boiler 23 from the supply line L5) and burned to evaporate the water supplied from the water supply line L3. Generate steam.
The generated steam is sent out from the boiler 23, and the diesel generator 11 sent from the exhaust gas recovery line L2 through the first exhaust heat recovery line L6 and the second exhaust heat recovery line L8 in the exhaust heat recovery device 20. After being heated by exchanging heat with the exhaust gas, the steam is supplied from the steam supply line L10 to the steam turbine 26 to drive the steam turbine 26. The compressor 31A, 31B of the reliquefaction apparatus 30 shown in FIG. 2 is driven by the driving force of the steam turbine 26, and the refrigerant for reliquefying the boil-off gas by the heat exchanger 36 is compressed.
[0037]
As described above, by driving the steam turbine 26, this was used as the operating energy of the refrigerant in the reliquefaction device 30. The steam that drives the steam turbine 26 is generated by burning part of the fuel oil or boil-off gas. Thereby, according to the cost balance of fuel oil and boil-off gas, the system which reliquefies boil-off gas using fuel oil and boil-off gas flexibly is realizable. In other words, when the boil-off gas is more expensive than the fuel oil, by using a cheaper fuel oil, wasteful consumption of the boil-off gas as a load is prevented, and when the boil-off gas is cheaper than the fuel oil, It is possible to suppress excessive generation of boil-off gas while preventing unnecessary consumption of expensive fuel oil. As a result, it is possible to realize a ship equipped with the reliquefaction device 30 that has been difficult to realize because the cost balance between the fuel oil and the boil-off gas is unstable.
Further, the steam generated by burning part of the fuel oil and boil-off gas is heated using the exhaust heat of the exhaust gas from the diesel main engine 10 and the diesel generator 11. This makes it possible to employ the diesel main engine 10 that is more fuel efficient than the steam turbine that has been used in many cases for propulsion of ships in the past, while matching well with a system for reliquefying boil-off gas. As a result, the operation cost of the ship, that is, the transportation cost of the liquefied gas can be reduced.
[0038]
In addition, the motor 51 driven by the power generated by the diesel generator 11 can drive the compressors 31A and 31B of the reliquefaction device 30, and can assist the steam turbine 26 that drives the compressors 31A and 31B. . The diesel generator 11 can be used as appropriate according to the cost balance between the fuel oil and the boil-off gas, the surplus state of power in the ship, and the like, thereby making the above-described effects more prominent. can do.
[0039]
In the above embodiment, in each mode shown in FIGS. 3, 4, and 6, the steam is passed through the second exhaust heat recovery line L8. However, if the steam temperature (heat quantity) is sufficient, In addition, by adjusting the opening / closing or opening degree of the flow rate adjusting valves 24, 25, part or all of the steam may be sent directly from the bypass line L9 to the steam turbine 26 without passing through the second exhaust heat recovery line L8. good.
Moreover, in the said embodiment, although the four modes shown in FIGS. 3-6 were mentioned as an example as an operation mode, it is not necessary to equip the system in the state which can operate all, and only the mode of FIG. Only the mode of FIG. 4 or only the modes of FIG. 3 and FIG. 4 may be appropriately selected from these modes.
[0040]
In the above-described embodiment, the steam turbine 26 and the motor 51 are used to drive the compressors 31A and 31B of the reliquefaction device 30. However, the motor 51 can be appropriately changed. It is.
Further, instead of the steam turbine 26 and the motor 51, as shown in FIGS. 7 and 8, a steam turbine generator (energy generating unit) 60 driven by steam supplied from a steam supply line L10 is provided. The motor 61 may be driven using the power generated by the turbine generator 60, and the compressors 31A and 31B may be driven by the motor 61. Also in this case, the operation can be performed in each operation mode as shown in the above embodiment. Also in this case, the refrigerant for re-liquefying the boil-off gas can be compressed by the compressors 31A and 31B driven using the steam generated in the boiler 23, and the operating energy of the refrigerant can be obtained.
[0041]
In addition, in the said embodiment, although it was set as the structure provided with the diesel main engine 10 and the diesel generator 11, each number etc. do not limit at all.
Moreover, although it was set as the structure which uses the diesel main engine 10 for the propulsion of a ship, if exhaust gas of high temperature which can utilize exhaust heat with the exhaust heat recovery apparatus 20 is discharged | emitted, for example, other engines, such as a gas engine May be used for propulsion.
In addition, although it was set as the structure provided with the diesel main engine 10 and the diesel generator 11, it replaced with this and is provided only with the diesel generator, the drive of the motor for propulsion by the motive power which generate | occur | produced with this diesel generator, and inboard The present invention can be applied to a configuration that covers both power supply. Of course, in this case as well, the number of diesel generators is not limited.
As for the configuration of the reliquefaction device 30, if the boil-off gas is reliquefied using the refrigerant compressed by the compressors 31A and 31B as a cold heat source, for example, the cooler 40 is omitted, or other configurations are appropriately added. Other configurations are possible.
In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, steam generated by burning a part of fuel oil or boil-off gas is used as the operating energy of the refrigerant in the reliquefaction device. Thereby, according to the cost balance of fuel oil and boil-off gas, the system which reliquefies boil-off gas using fuel oil and boil-off gas flexibly is realizable. As a result, it is possible to provide a reliquefaction device even in a ship that has been difficult to realize because the cost balance between fuel oil and boil-off gas is unstable.
Furthermore, the steam which generate | occur | produces by burning a part of fuel oil and boil-off gas employ | adopted the structure heated using the exhaust heat of the exhaust gas of the internal combustion engine with which the ship was equipped. This makes it possible to employ an internal combustion engine that is more fuel efficient than a steam turbine that has been conventionally used for propulsion of ships, while matching well with a system for reliquefying boil-off gas. As a result, the operation cost of the ship, that is, the transportation cost of the liquefied gas can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a propulsion plant in the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic view showing a configuration of a reliquefaction apparatus.
FIG. 3 is a diagram showing a mode in which fuel oil is burned.
FIG. 4 is a diagram showing a mode in which a part of boil-off gas is burned.
FIG. 5 is a diagram showing a mode in which the diesel main engine and the diesel generator are stopped.
FIG. 6 is a diagram showing a mode in which the diesel main engine is stopped.
FIG. 7 is a diagram showing another example of the propulsion plant.
8 is a diagram showing a configuration of a reliquefaction apparatus corresponding to the propulsion plant of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diesel main engine (internal combustion engine), 11 ... Diesel generator (internal combustion engine, internal combustion engine type generator, external heat source), 20 ... Waste heat recovery device (exhaust heat recovery part, steam heating part), 23 ... Boiler (Steam generation unit), 26 ... steam turbine (energy generation unit), 30 ... reliquefaction device, 31A, 31B ... compressor (refrigerant compression unit, cold heat source generation unit), 36 ... heat exchanger (reliquefaction unit), 51 ... Motor, 60 ... Steam turbine generator (energy generator), 61 ... Motor

Claims (2)

液化ガスを格納するガス格納部を有した船舶であって、
推進力を発生する内燃機関と、
前記内燃機関の燃料と前記ガス格納部の液化ガスが気化することで発生するボイルオフガスのコストバランスに応じ、前記燃料または前記ボイルオフガスを択一的に燃焼して蒸気を発生する蒸気発生部と、
前記蒸気により駆動される蒸気タービンと、
常時、前記蒸気タービンの駆動により発生される駆動エネルギに基づいて、冷媒を圧縮させる冷媒圧縮部と、
前記冷媒圧縮部で圧縮された前記冷媒と熱交換することで、前記ガス格納部の液化ガスが気化して発生する前記ボイルオフガスを再液化させる再液化部と、
を備えることを特徴とする船舶。
A ship having a gas storage part for storing liquefied gas,
An internal combustion engine that generates propulsive power;
A steam generation unit that generates steam by selectively burning the fuel or the boil-off gas according to a cost balance between the fuel of the internal combustion engine and the boil-off gas generated by vaporizing the liquefied gas in the gas storage unit; ,
A steam turbine driven by the steam;
A refrigerant compression section that compresses the refrigerant based on drive energy generated by driving the steam turbine at all times ;
A re-liquefaction unit for re-liquefying the boil-off gas generated by vaporizing the liquefied gas in the gas storage unit by exchanging heat with the refrigerant compressed by the refrigerant compression unit;
A ship characterized by comprising.
液化ガスの貯槽を有した船舶にて前記貯槽から発生するボイルオフガスを再液化する方法であって、
前記船舶の推進または動力供給に用いる燃料と前記ボイルオフガスのコストバランスに応じ、前記ボイルオフガスの一部と、前記燃料を択一的に燃焼させることで蒸気を発生させる工程と、
常時、前記蒸気により蒸気タービンを駆動し、当該蒸気タービンで発生される駆動エネルギを利用して冷媒を圧縮する工程と、
前記冷媒と熱交換することで、前記ボイルオフガスを再液化させる工程と、
を有することを特徴とする船舶におけるボイルオフガスの再液化方法。
A method of reliquefying boil-off gas generated from a storage tank in a vessel having a storage tank for liquefied gas,
In accordance with a cost balance between the fuel used for propulsion or power supply of the ship and the boil-off gas, a part of the boil-off gas, and a step of generating steam by selectively burning the fuel,
A step of constantly driving the steam turbine with the steam and compressing the refrigerant using driving energy generated by the steam turbine;
Re-liquefying the boil-off gas by exchanging heat with the refrigerant;
A method for reliquefaction of boil-off gas in a ship characterized by comprising:
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