JP6600247B2 - Ship - Google Patents
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Description
本発明は、推進用の主ガスエンジンと発電用の副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 and a sub gas engine for power generation.
従来から、推進用の主ガスエンジンと発電用の副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6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 and a sub gas engine for power generation is known. For example, Patent Document 1 discloses a
具体的に、船舶100は、液化天然ガスを貯留するタンク110と、推進用の主ガスエンジン130と、発電用の副ガスエンジン140を含む。主ガスエンジン130は、燃料ガス噴射圧が高圧のディーゼルサイクル方式のエンジンであり、副ガスエンジン140は、燃料ガス噴射圧が低圧の二元燃料エンジンである。
Specifically, the
タンク110は、送気ライン101により高圧圧縮機120と接続されており、高圧圧縮機120は、第1供給ライン102により主ガスエンジン130と接続されている。送気ライン101は、タンク110内で発生するボイルオフガスを高圧圧縮機120へ導き、高圧圧縮機120は、ボイルオフガスを高圧(例えば、約30MPa)に圧縮する。第1供給ライン102は、高圧圧縮機120から吐出される高圧のボイルオフガスを主ガスエンジン130へ導く。
The
また、高圧圧縮機120の中間からは第2供給ライン103が副ガスエンジン140につながっている。そして、ボイルオフガスの発生量が主ガスエンジン130の燃料ガス消費量よりも多い場合には、余剰ガスが第2供給ライン103を通じて副ガスエンジン140へ供給される。
Further, the
さらに、図6に示す船舶100では、ボイルオフガスの発生量が主ガスエンジン130の燃料ガス消費量よりも少ない場合にも、主ガスエンジン130へ十分な量の燃料ガスを供給するための構成が採用されている。具体的に、タンク110内にポンプ150が配置され、このポンプ150が第1補給ライン104によりサクションドラム160と接続されている。サクションドラム160は第2補給ライン105により高圧ポンプ170と接続され、高圧ポンプ170は第3補給ライン106によりガスヒータ180と接続され、ガスヒータ180からは第4補給ライン107が第1供給ライン102につながっている。
Furthermore, the
また、第1供給ライン102からは、第4補給ライン107がつながる位置よりも下流側で連絡ライン190が分岐しており、この連絡ライン190は第2供給ライン103につながっている。連絡ライン190には、圧力調整機能付の逆止弁191が設けられている。つまり、第1供給ライン102における高圧ガスは、減圧された後に副ガスエンジン140へも供給可能である。
Further, a
しかしながら、図6に示す船舶100では、ボイルオフガスの発生量が主ガスエンジン130の消費量よりも少ない場合には、高圧圧縮機120に加え、高圧ポンプ170を稼働させる必要がある。また、大気汚染防止の観点からは、二元燃料エンジンである副ガスエンジン140において燃料油の消費量を可能な限り少なくすることが望まれるが、これを実現する場合にも高圧ポンプ170を稼働させる必要がある。
However, in the
そこで、本発明は、高圧ポンプを用いることなく主ガスエンジンおよび副ガスエンジンへ十分な量の燃料ガスを供給できる船舶を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a ship that can supply a sufficient amount of fuel gas to a main gas engine and a sub gas engine without using a high-pressure pump.
前記課題を解決するために、本発明の船舶は、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、前記タンク内で発生するボイルオフガスを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第1供給ラインと、発電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、前記第2供給ラインから前記送気ラインへ前記気化ガスを導くブリッジラインと、を備える、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a ship of the present invention includes a main gas engine for propulsion, a tank for storing liquefied natural gas, an air supply line for guiding boil-off gas generated in the tank to a compressor, A first supply line for guiding boil-off gas discharged from the compressor to the main gas engine, a sub-gas engine for power generation, and liquefied natural gas discharged from a pump disposed in the tank are guided to a forced vaporizer. A liquid supply line, a second supply line that guides the vaporized gas generated by the forced vaporizer to the sub-gas engine, and a bridge line that guides the vaporized gas from the second supply line to the gas supply line. It is characterized by comprising.
上記の構成によれば、液化天然ガスが強制気化器で強制的に気化され、その気化ガスが副ガスエンジンへ供給されるので、高圧ポンプを用いることなく、副ガスエンジンへ十分な量の燃料ガスを供給することができる。これにより、副ガスエンジンでの燃料油の燃焼を不要とするか燃料油の消費量を抑制することができる。しかも、ボイルオフガスが主ガスエンジンの燃料ガス消費量に対して不足する場合には、強制気化器にて生成される気化ガスを、ブリッジラインを通じて、圧縮機に吸入されるボイルオフガスに合流させることができる。従って、高圧ポンプを用いることなく、主ガスエンジンへ十分な量の燃料ガスを供給することができる。なお、「高圧ポンプを用いることなく」という文言は、圧縮機の故障時の代替手段として高圧ポンプが船舶に装備されることを排除する趣旨ではない。 According to the above configuration, since the liquefied natural gas is forcibly vaporized by the forced vaporizer and the vaporized gas is supplied to the secondary gas engine, a sufficient amount of fuel is supplied to the secondary gas engine without using a high-pressure pump. Gas can be supplied. Thereby, combustion of the fuel oil in a subgas engine becomes unnecessary, or the consumption of fuel oil can be suppressed. Moreover, when the boil-off gas is insufficient with respect to the fuel gas consumption of the main gas engine, the vaporized gas generated by the forced vaporizer is merged with the boil-off gas sucked into the compressor through the bridge line. Can do. Therefore, a sufficient amount of fuel gas can be supplied to the main gas engine without using a high-pressure pump. Note that the phrase “without using a high-pressure pump” does not exclude the provision of a high-pressure pump on a ship as an alternative means in the event of a compressor failure.
前記ポンプは、前記強制気化器にて生成される気化ガスの圧力が前記副ガスエンジンの燃料ガス噴射圧よりも高くなるように、液化天然ガスを吐出してもよい。この構成によれば、第2供給ラインに圧縮機を設ける必要がなく、コストを低減することができる。 The pump may discharge the liquefied natural gas so that the pressure of the vaporized gas generated by the forced vaporizer is higher than the fuel gas injection pressure of the auxiliary gas engine. According to this configuration, it is not necessary to provide a compressor in the second supply line, and the cost can be reduced.
例えば、上記の船舶は、前記送液ラインに設けられた、開度変更が可能な第1調整弁と、前記ブリッジラインに設けられた、開度変更が可能な第2調整弁と、前記第1調整弁および前記第2調整弁を制御する制御装置と、を備えてもよい。 For example, the ship includes a first adjustment valve provided in the liquid supply line and capable of changing an opening degree, a second adjustment valve provided in the bridge line and capable of changing an opening degree, And a control device that controls the first regulating valve and the second regulating valve.
上記の船舶は、前記タンク内のボイルオフガスまたは前記送気ラインに流れるボイルオフガスの圧力を検出する圧力計を備え、前記制御装置は、前記タンク内の液化天然ガスの量および前記圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力からボイルオフガスの利用可能量を算出し、前記ボイルオフガスの利用可能量が前記主ガスエンジンの燃料ガス消費量よりも少ない場合には、前記ボイルオフガスの利用可能量に応じて前記第1調整弁を制御してもよい。ところで、ボイルオフガスの発生量はタンク内のボイルオフガスの圧力により変化するものの、タンク内の液化天然ガスの量にほぼ依存する。このため、主ガスエンジンの燃料ガス消費量をボイルオフガスの発生量と比較して強制気化器への液化天然ガスの供給量を決定した場合には、タンク内のボイルオフガスの圧力を任意の要求範囲内に調整することが困難である。これに対し、タンク内の液化天然ガスの量および圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力からボイルオフガスの利用可能量を算出し、これに応じて強制気化器への液化天然ガスの供給量を決定すれば、タンク内のボイルオフガスの圧力が高い場合にはボイルオフガスを積極的に使用し、タンク内のボイルオフガスの圧力が低い場合にはボイルオフガスの使用量を少なくすることができる。従って、タンク内のボイルオフガスの圧力を前記の要求範囲内に容易に調整することができる。 The ship includes a pressure gauge that detects a pressure of the boil-off gas in the tank or the boil-off gas flowing through the air supply line, and the control device detects the amount of liquefied natural gas in the tank and the pressure gauge. The available amount of boil-off gas is calculated from the pressure of the boil-off gas, and when the available amount of boil-off gas is smaller than the fuel gas consumption of the main gas engine, the available amount of boil-off gas is The first regulating valve may be controlled. By the way, although the amount of boil-off gas generated varies depending on the pressure of the boil-off gas in the tank, it substantially depends on the amount of liquefied natural gas in the tank. For this reason, when the amount of liquefied natural gas supplied to the forced vaporizer is determined by comparing the fuel gas consumption of the main gas engine with the amount of boil-off gas generated, the pressure of the boil-off gas in the tank is arbitrarily requested. It is difficult to adjust within the range. In contrast, the available amount of boil-off gas is calculated from the amount of liquefied natural gas in the tank and the pressure of the boil-off gas detected by the pressure gauge, and the amount of liquefied natural gas supplied to the forced vaporizer is calculated accordingly. If determined, the boil-off gas is actively used when the pressure of the boil-off gas in the tank is high, and the amount of boil-off gas used can be reduced when the pressure of the boil-off gas in the tank is low. Therefore, the pressure of the boil-off gas in the tank can be easily adjusted within the required range.
例えば、上記の船舶は、前記タンク内のボイルオフガスまたは前記送気ラインに流れるボイルオフガスの圧力を検出する圧力計と、前記送気ラインに流れるボイルオフガスの流量を検出する流量計と、を備え、前記制御装置は、前記タンク内の液化天然ガスの量および前記圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力からボイルオフガスの利用可能量を算出し、前記流量計で検出されるボイルオフガスの流量が前記ボイルオフガスの利用可能量となるように、前記第2調整弁を制御してもよい。 For example, the ship includes a pressure gauge that detects the pressure of boil-off gas in the tank or the boil-off gas that flows through the air supply line, and a flow meter that detects the flow rate of the boil-off gas that flows through the air supply line. The control device calculates an available amount of boil-off gas from the amount of liquefied natural gas in the tank and the pressure of the boil-off gas detected by the pressure gauge, and the flow rate of the boil-off gas detected by the flow meter is calculated. The second regulating valve may be controlled so that the boil-off gas can be used.
あるいは、上記の船舶は、前記タンク内のボイルオフガスまたは前記送気ラインに流れるボイルオフガスの圧力を検出する圧力計と、前記ブリッジラインに流れる気化ガスの流量を検出する流量計と、を備え、前記制御装置は、前記タンク内の液化天然ガスの量および前記圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力からボイルオフガスの利用可能量を算出し、前記流量計で検出される気化ガスの流量が前記主ガスエンジンの燃料ガス消費量と前記ボイルオフガスの利用可能量との偏差となるように、前記第2調整弁を制御してもよい。 Alternatively, the ship includes a pressure gauge that detects the pressure of the boil-off gas in the tank or the boil-off gas flowing in the air supply line, and a flow meter that detects the flow rate of the vaporized gas flowing in the bridge line, The control device calculates an available amount of boil-off gas from the amount of liquefied natural gas in the tank and the pressure of the boil-off gas detected by the pressure gauge, and the flow rate of the vaporized gas detected by the flow meter is The second adjustment valve may be controlled so as to be a deviation between the fuel gas consumption of the main gas engine and the available amount of the boil-off gas.
あるいは、上記の船舶は、前記タンク内のボイルオフガスまたは前記送気ラインに流れるボイルオフガスの圧力を検出する第1圧力計であって、前記送気ラインにおける前記ブリッジラインがつながる位置よりも上流側に位置する第1圧力計と、前記第2調整弁の下流側で前記ブリッジラインの圧力を検出する第2圧力計と、を備え、前記制御装置は、第1圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力と前記第2圧力計で検出されるブリッジラインの圧力との偏差が所定の値となるように、前記第2調整弁を制御してもよい。 Alternatively, the ship is a first pressure gauge that detects the pressure of the boil-off gas in the tank or the boil-off gas flowing in the air supply line, and is upstream of the position where the bridge line is connected in the air supply line. And a second pressure gauge that detects the pressure of the bridge line on the downstream side of the second regulating valve, and the control device detects the boil-off gas detected by the first pressure gauge. The second regulating valve may be controlled such that a deviation between the pressure of the bridge line and the pressure of the bridge line detected by the second pressure gauge becomes a predetermined value.
あるいは、前記圧力計は、前記送気ラインにおける前記ブリッジラインがつながる位置よりも上流側に位置する第1圧力計であり、前記第2調整弁の下流側で前記ブリッジラインの圧力を検出する第2圧力計を備え、前記制御装置は、第1圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力と前記第2圧力計で検出されるブリッジラインの圧力との偏差が所定の値となるように、前記第2調整弁を制御してもよい。 Alternatively, the pressure gauge is a first pressure gauge located upstream of a position where the bridge line in the air supply line is connected, and detects the pressure of the bridge line downstream of the second regulating valve. 2 pressure gauges, and the control device is configured so that a deviation between the pressure of the boil-off gas detected by the first pressure gauge and the pressure of the bridge line detected by the second pressure gauge becomes a predetermined value. The second adjustment valve may be controlled.
本発明によれば、高圧ポンプを用いることなく主ガスエンジンおよび副ガスエンジンへ十分な量の燃料ガスを供給できる。 According to the present invention, a sufficient amount of fuel gas can be supplied to the main gas engine and the auxiliary gas engine without using a high-pressure pump.
(第1実施形態)
図1に、本発明の第1実施形態に係る船舶1Aを示す。この船舶1A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、発電用(すなわち、船内電源用)の副ガスエンジン16を含む。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a
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は複数設けられていてもよい。本実施形態では、船舶1AがLNG運搬船であり、船舶1Aには複数のカーゴタンクが装備されている。つまり、図1に示すタンク11は、複数のカーゴタンクのそれぞれである。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が複数設けられていてもよいし、副ガスエンジン16が複数設けられていてもよい。
In the illustrated example, only one
本実施形態では、船舶1Aが機械推進式であり、主ガスエンジン13がスクリュープロペラ(図示せず)を直接的に回転駆動する。ただし、船舶1Aが電気推進式であり、主ガスエンジン13がスクリュープロペラを発電機およびモータを介して回転駆動してもよい。
In this embodiment, the
主ガスエンジン13は、燃料ガス噴射圧が例えば20〜35MPa程度と高圧なディーゼルサイクル方式の2ストロークエンジンである。ただし、主ガスエンジン13は、燃料ガス噴射圧が例えば1〜2MPa程度と中圧なオットーサイクル方式の2ストロークエンジンであってもよい。あるいは、電気推進の場合は、主ガスエンジン13が、燃料ガス噴射圧が例えば0.5〜1MPa程度と低圧なオットーサイクル方式の4ストロークエンジンであってもよい。また、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(二元燃料エンジンの場合、燃料ガスを燃焼させるときがオットーサイクル、燃料油を燃焼させるときがディーゼルサイクルであってもよい)。
The
副ガスエンジン16は、燃料ガス噴射圧が例えば0.5〜1MPa程度と低圧なオットーサイクル方式の4ストロークエンジンであり、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
主ガスエンジン13の燃料ガスは、主に、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)であり、副ガスエンジン16の燃料ガスは、主に、LNGが強制的に気化された気化ガス(以下、VGという)である。
The fuel gas of the
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
送気ライン21は、タンク内で発生するBOGを圧縮機12へ導く。本実施形態では、圧縮機12が多段式の高圧圧縮機である。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から吐出される高圧のBOGを主ガスエンジン13へ導く。ただし、圧縮機12は、例えば主ガスエンジン13の燃料ガス噴射圧が低圧の場合は、低圧圧縮機であってもよい。
The
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、例えばボイラにて生成される蒸気を熱源として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。なお、第2供給ライン32には、VGからエタンなどの重質分を除去するための機器(例えば、冷却器および気液分離器)が設けられていることが望ましい。これにより、メタン価の高いVGを副ガスエンジン16へ供給することができる。
The
さらに、第2供給ライン32からは、第1ブリッジライン41が送気ライン21につながっている。第1ブリッジライン41は、BOGが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1に対して不足するときに、第2供給ライン32から送気ライン21へVGを導く。その結果、主ガスエンジン13へは、燃料ガスとしてBOGおよびVGが供給される。
Further, a
圧縮機12の中間からは、第2ブリッジライン51が第2供給ライン32につながっている。第2ブリッジライン51は、BOGが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1に対して余るときに、圧縮機12から第2供給ライン32へBOGを導く。その結果、副ガスエンジン16へは、燃料ガスとしてVGおよびBOG(場合によっては、BOGのみ)が供給される。
A
送液ライン31、第1ブリッジライン41および第2ブリッジライン51には、開度変更が可能な第1調整弁33、第2調整弁42および第3調整弁52がそれぞれ設けられている。これらの調整弁33,42,52は、制御装置6により制御される。なお、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。
The
本実施形態では、第2調整弁42および第3調整弁52のそれぞれがブリッジライン(41または51)を開放したり遮断したりする役割を果たす。ただし、第2調整弁42とは別に第1ブリッジライン41に開閉弁が設けられていてもよいし、第3調整弁52とは別に第2ブリッジライン51に開閉弁が設けられていてもよい。
In the present embodiment, each of the
また、本実施形態では、ポンプ14が、強制気化器15にて生成されるVGの圧力(換言すれば、強制気化器15の出口圧力)が副ガスエンジン16の燃料ガス供給圧よりも高くなるように、LNGを吐出する。つまり、第2供給ライン32に流れるVGの圧力は、タンク11内のBOGの圧力よりも高い。このため、第2調整弁42は、第1ブリッジライン41を開放するときは、VGの圧力をタンク11内のBOGの圧力と同程度まで低減する。また、送気ライン21には、第1ブリッジライン41がつながる位置よりも上流側に逆止弁23が設けられている。これにより、第1ブリッジライン41からのVGがタンク11へ流入することが防止される。
Further, in the present embodiment, the pressure of the VG generated by the forced
制御装置6へは、主ガスエンジン13の燃料ガス噴射タイミングなどを制御する第1ガスエンジン制御器(図示せず)および副ガスエンジン16の燃料ガス噴射タイミングなどを制御する第2ガスエンジン制御器(図示せず)から各種の信号が送信される。そして、制御装置6は、第1ガスエンジン制御器から送信される信号から主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1を算出するとともに、第2ガスエンジン制御器から送信される信号から副ガスエンジン16の燃料ガス消費量Q2を算出する。ただし、制御装置6は、第1ガスエンジン制御器から燃料ガス消費量Q1を直接的に取得してもよい。また、制御装置6は、副ガスエンジン16の燃料ガス消費量Q2を算出することなく、第2供給ライン32に流れるVGの圧力に基づいた制御を行ってもよい。
The
さらに、本実施形態では、送気ライン21に、当該送気ライン21に流れるBOGの圧力Pbを検出する圧力計61と、当該送気ライン21に流れるBOGの流量Qbを検出する流量計62が設けられている。圧力計61および流量計62は、送気ライン21における第1ブリッジライン41がつながる位置よりも上流側に位置していれば、逆止弁23の上流側と下流側のどちらに設けられていてもよい。ただし、圧力計61は、タンク11に設けられ、タンク11内のBOGの圧力を検出してもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the
制御装置6は、まず、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PbからBOGの利用可能量Qaを算出する。具体的には、制御装置6は、圧力計61で検出されるBOGの圧力Pbに、送気ライン21の上流端から圧力計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Ptを算出する。図2に示すように、BOGの利用可能量Qaは、タンク11内のBOGの圧力Ptと設定圧力Psとの偏差ΔP(=Pt−Ps)が大きくなるにつれて多くなる。ここで、設定圧力Psとは、BOGの利用可能量QaがBOGの発生量Qnと等しくなるときの圧力である。なお、BOGの発生量Qnは、タンク11内のBOGの圧力により変化するものの、タンク11内のLNGの量にほぼ依存する。また、カーゴタンクであるタンク11の容量は非常に大きいために、BOGおよび/またはLNGが燃料ガスとして使用されても、タンク11内のLNGの液面の高さはそれほど変化しない。このため、本実施形態では、タンク11内のLNGの量は変数ではなく一定値(満載時と空載時とで異なる)として扱われる。そして、制御装置6は、タンク11内のLNGの量および算出したタンク11内のBOGの圧力Ptと設定圧力Psとの偏差ΔPから、BOGの利用可能量Qaを算出する。ただし、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
次に、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と比較する。BOGの利用可能量Qaが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1よりも多い場合(BOGが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1に対して余る場合)、制御装置6は、第2調整弁42を全閉とするとともに、第3調整弁52を所定の開度に開く。
Next, the
また、制御装置6は、BOGの利用可能量Qaと主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1との偏差ΔQ(=Qa−Q1)が副ガスエンジン16の燃料ガス消費量Q2よりも多い場合には(ΔQ>Q2)、強制気化器15の運転を停止した後に第1調整弁33を全閉とする一方、ΔQ<Q2の場合には、第1調整弁33を所定の開度に開く。ΔQ>Q2の場合は、第1調整弁33を全閉とする代わりに、強制気化器15の運転を停止せずに、第1調整弁33の開度を強制気化器15の運転が継続可能な最低開度にしてもよい。
Further, the
なお、送液ライン31から第1調整弁33の上流側で返送ライン34が分岐しており、ポンプ14から吐出されたLNGのうち第1調整弁33で制限される分は、返送ライン34を通じてタンク11内に返送される。また、ΔQ>Q2の場合(つまり、Qa>Q1+Q2の場合)、それらの差分が図略のガス燃焼装置などで燃焼されるか、大気中に放出される。あるいは、ΔQ>Q2の場合、タンク11内のBOGの圧力が安全弁(図示せず)の設定圧よりも低ければ、ΔQとQ2の差分が一時的にタンク11内に蓄積されてもよい。
The
逆に、BOGの利用可能量Qaが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1よりも少ない場合(BOGが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1に対して不足する場合)、制御装置6は、第3調整弁52を全閉とするとともに、BOGの利用可能量Qaに応じて第1調整弁33を制御する。例えば、BOGの利用可能量Qaが、予め計算によって求められるBOGの発生量Qnよりも多い場合には、第1調整弁33の開度は相対的に小さくされ、BOGの利用可能量QaがBOGの発生量Qnよりも少ない場合には、第1調整弁33の開度は相対的に大きくされる。さらに、制御装置6は、流量計62で検出されるBOGの流量QbがBOGの利用可能量Qaとなるように、第2調整弁42を制御する。
Conversely, when the available amount Qa of BOG is smaller than the fuel gas consumption Q1 of the main gas engine 13 (when the BOG is insufficient with respect to the fuel gas consumption Q1 of the main gas engine 13), the
以上説明したように、本実施形態の船舶1Aでは、LNGが強制気化器15で強制的に気化され、そのVGが副ガスエンジン16へ供給されるので、高圧ポンプを用いることなく、副ガスエンジン16へ十分な量の燃料ガスを供給することができる。これにより、副ガスエンジン16での燃料油の燃焼を不要とするか燃料油の消費量を抑制することができる。しかも、BOGが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1に対して不足する場合には、強制気化器15にて生成されるVGを、第1ブリッジライン41を通じて、圧縮機12に吸入されるBOGに合流させることができる。従って、高圧ポンプを用いることなく、主ガスエンジン13へ十分な量の燃料ガスを供給することができる。
As described above, in the
また、本実施形態では、BOGの利用可能量Qaが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1よりも少ない場合には、BOGの利用可能量Qaに応じて第1調整弁33が制御される。上述したように、BOGの発生量Qnはタンク11内のBOGの圧力により変化するものの、タンク11内のLNGの量にほぼ依存する。このため、主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1をBOGの発生量Qnと比較して強制気化器15へのLNGの供給量を決定した場合には、タンク11内のBOGの圧力を任意の要求範囲内に調整することが困難である。これに対し、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PbからBOGの利用可能量Qaを算出し、これに応じて強制気化器15へのLNGの供給量を決定すれば、タンク11内のBOGの圧力が高い場合にはBOGを積極的に使用し、タンク11内のBOGの圧力が低い場合にはBOGの使用量を少なくすることができる。従って、タンク11内のBOGの圧力を前記の要求範囲内に容易に調整することができる。
Further, in the present embodiment, when the BOG available amount Qa is smaller than the fuel gas consumption amount Q1 of the
<変形例>
前記実施形態では、ΔQ>Q2の場合、それらの差分が図略のガス燃焼装置などで燃焼されるか、大気中に放出される。ただし、図3に示すような返送ライン71を採用して、ΔQとQ2の差分が部分的に再液化されてタンク11に返送されてもよい。あるいは、返送ライン71が採用される場合、第2ブリッジライン51は省略されてもよい。
<Modification>
In the above embodiment, when ΔQ> Q2, the difference between them is burned by a gas combustion apparatus (not shown) or released into the atmosphere. However, a
具体的に、返送ライン71は、第1供給ライン22から分岐し、タンク11につながっている。返送ライン71の先端は、タンク11内のLNGの液面よりも上方に位置していてもよいし、液面よりも下方に位置していてもよい。また、返送ライン71には、膨張弁などの膨張装置72が設けられる。
Specifically, the
さらに、返送ライン71および送液ライン31には、熱交換器73が設けられる。熱交換器73は、膨張装置72の上流側で返送ライン71に流れるBOG(タンク11へ返送されるBOG)を、送液ライン31に流れるLNGによって冷却する。この冷却の後に膨張されることによって、タンク11へ返送されるBOGは部分的に再液化される。一方、送液ライン31に流れるLNGは、BOGから熱を奪うことによって、部分的に気化してもよい。
Further, the
なお、図3に示す変形例は、後述する第2および第3実施形態でも適用可能である。 Note that the modification shown in FIG. 3 is also applicable to second and third embodiments described later.
(第2実施形態)
次に、図4を参照して、本発明の第2実施形態に係る船舶1Bを説明する。なお、本実施形態ならびに後述する第3実施形態において、第1実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG. 4, the
本実施形態では、図1に示す流量計62の代わりに、第1ブリッジライン41に、当該第1ブリッジライン41に流れるVGの流量Qvを検出する流量計63が設けられている。流量計63は、第2調整弁42の上流側と下流側のどちらに位置していてもよい。そして、制御装置6は、BOGの利用可能量Qaが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1よりも少ない場合(BOGが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1に対して不足する場合)、流量計63で検出されるVGの流量Qvが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1とBOGの利用可能量Qaとの偏差ΔA(=Q1−Qa)となるように、第2調整弁42を制御する。
In the present embodiment, instead of the
本実施形態でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
(第3実施形態)
次に、図5を参照して、本発明の第3実施形態に係る船舶1Cを説明する。本実施形態では、第1実施形態で説明した圧力計61が第1圧力計61である。なお、第1圧力計61は、送気ライン21のタンク11近傍に設けられているか、タンク11に設けられていることが望ましい。また、本実施形態では、図1に示す流量計62の代わりに、第1ブリッジライン41に第2圧力計64が設けられている。第2圧力計64は、第2調整弁42の下流側で第1ブリッジライン41の圧力Pvを検出する。
(Third embodiment)
Next, a ship 1C according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the
そして、制御装置6は、BOGの利用可能量Qaが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1よりも少ない場合(BOGが主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1に対して不足する場合)、第1圧力計61で検出されるBOGの圧力Pbと第2圧力計64で検出される第1ブリッジライン41の圧力Pvとの偏差が所定の値αとなるように(Pb−Pv=α)、第2調整弁42を制御する。所定の値αは、一定であってもよいが、第1圧力計61で検出されるBOGの圧力Pおよび/またはBOGの利用可能量Qaに応じて変化させることが望ましい。例えば、第1圧力計61で検出されるBOGの圧力Pbが高く、BOGの利用可能量Qaが多い場合には、所定の値αを大きくする。逆に、Pbが低く、Qaが少ない場合には、αを小さくする。
Then, when the BOG usable amount Qa is smaller than the fuel gas consumption Q1 of the main gas engine 13 (when the BOG is insufficient with respect to the fuel gas consumption Q1 of the main gas engine 13), the
本実施形態でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
(その他の実施形態)
本発明は上述した第1〜第3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。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the first to third embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、ポンプ14が強制気化器15までLNGを汲み上げるだけの機能を有し、第2供給ライン32に圧縮機が設けられていてもよい。ただし、第1〜第3実施形態のようにポンプ14によって副ガスエンジン16の燃料ガス噴射圧が確保されれば、第2供給ライン32に圧縮機を設ける必要がなく、コストを低減することができる。
For example, the
また、第1ブリッジライン41には、第2調整弁42の代わりに、一次圧が変動しても一定の二次圧を出力する減圧弁と、逆止弁が設けられていてもよい。この構成によれば、送気ライン21に流れるBOGの圧力が減圧弁の二次圧を下回ったときに、VGが自動的に補給される。
Further, the
また、第1〜第3実施形態において、第1調整弁33は、必ずしもBOGの利用可能量Qaに応じて制御される必要はない。例えば、第2供給ライン32から第1ブリッジライン41へVGが流れ込むときは第2供給ライン32に流れるVGの圧力が低下するため、第2供給ライン32に流れるVGの圧力に応じて第1調整弁33が制御されてもよい。
In the first to third embodiments, the
また、主ガスエンジン13および副ガスエンジン16の一方または双方は、必ずしもレシプロエンジンである必要はなく、ガスタービンエンジンであってもよい。
Further, one or both of the
1A〜1C 船舶
11 タンク
12 圧縮機
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
31 送液ライン
32 第2供給ライン
33 第1調整弁
41 第1ブリッジライン
42 第2調整弁
6 制御装置
61 圧力計、第1圧力計
62,63 流量計
64 第2圧力計
1A to
Claims (8)
液化天然ガスを貯留するタンクと、
前記タンク内で発生するボイルオフガスを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第1供給ラインと、
発電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、
前記第2供給ラインから前記送気ラインへ前記気化ガスを導くブリッジラインと、
を備える、船舶。 A main gas engine for propulsion,
A tank for storing liquefied natural gas;
An air supply line for guiding boil-off gas generated in the tank to the compressor;
A first supply line for guiding boil-off gas discharged from the compressor to the main gas engine;
A sub-gas engine for power generation,
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 that leads the vaporized gas generated in the forced vaporizer to the sub-gas engine;
A bridge line for guiding the vaporized gas from the second supply line to the air supply line;
A ship equipped with.
前記ブリッジラインに設けられた、開度変更が可能な第2調整弁と、
前記第1調整弁および前記第2調整弁を制御する制御装置と、を備える、請求項1または2に記載の船舶。 A first adjustment valve provided in the liquid supply line and capable of changing an opening;
A second adjusting valve provided in the bridge line, the opening degree of which can be changed;
The ship of Claim 1 or 2 provided with the control apparatus which controls a said 1st regulating valve and a said 2nd regulating valve.
前記制御装置は、前記タンク内の液化天然ガスの量および前記圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力からボイルオフガスの利用可能量を算出し、前記ボイルオフガスの利用可能量が前記主ガスエンジンの燃料ガス消費量よりも少ない場合には、前記ボイルオフガスの利用可能量に応じて前記第1調整弁を制御する、請求項3に記載の船舶。 A pressure gauge for detecting the pressure of the boil-off gas in the tank or the boil-off gas flowing in the air supply line;
The controller calculates an available amount of boil-off gas from the amount of liquefied natural gas in the tank and the pressure of the boil-off gas detected by the pressure gauge, and the available amount of the boil-off gas is the amount of the main gas engine. 4. The ship according to claim 3, wherein the first control valve is controlled according to an available amount of the boil-off gas when the amount is less than a fuel gas consumption amount. 5.
前記送気ラインに流れるボイルオフガスの流量を検出する流量計と、を備え、
前記制御装置は、前記タンク内の液化天然ガスの量および前記圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力からボイルオフガスの利用可能量を算出し、前記流量計で検出されるボイルオフガスの流量が前記ボイルオフガスの利用可能量となるように、前記第2調整弁を制御する、請求項3または4に記載の船舶。 A pressure gauge for detecting the pressure of the boil-off gas in the tank or the boil-off gas flowing in the air supply line;
A flow meter for detecting the flow rate of the boil-off gas flowing in the air supply line,
The control device calculates an available amount of boil-off gas from the amount of liquefied natural gas in the tank and the pressure of the boil-off gas detected by the pressure gauge, and the flow rate of the boil-off gas detected by the flow meter is The ship according to claim 3 or 4 which controls said 2nd regulating valve so that it may become the amount which can use boil off gas.
前記ブリッジラインに流れる気化ガスの流量を検出する流量計と、を備え、
前記制御装置は、前記タンク内の液化天然ガスの量および前記圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力からボイルオフガスの利用可能量を算出し、前記流量計で検出される気化ガスの流量が前記主ガスエンジンの燃料ガス消費量と前記ボイルオフガスの利用可能量との偏差となるように、前記第2調整弁を制御する、請求項3または4に記載の船舶。 A pressure gauge for detecting the pressure of the boil-off gas in the tank or the boil-off gas flowing in the air supply line;
A flow meter for detecting the flow rate of the vaporized gas flowing in the bridge line,
The control device calculates an available amount of boil-off gas from the amount of liquefied natural gas in the tank and the pressure of the boil-off gas detected by the pressure gauge, and the flow rate of the vaporized gas detected by the flow meter is The marine vessel according to claim 3 or 4, wherein the second adjustment valve is controlled so as to be a deviation between a fuel gas consumption amount of a main gas engine and an available amount of the boil-off gas.
前記第2調整弁の下流側で前記ブリッジラインの圧力を検出する第2圧力計と、を備え、
前記制御装置は、第1圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力と前記第2圧力計で検出されるブリッジラインの圧力との偏差が所定の値となるように、前記第2調整弁を制御する、請求項3に記載の船舶。 A first pressure gauge for detecting the pressure of the boil-off gas in the tank or the boil-off gas flowing through the air supply line, the first pressure gauge being located upstream of a position where the bridge line is connected in the air supply line. When,
A second pressure gauge that detects the pressure of the bridge line downstream of the second regulating valve;
The control device controls the second adjustment valve so that a deviation between the pressure of the boil-off gas detected by the first pressure gauge and the pressure of the bridge line detected by the second pressure gauge becomes a predetermined value. The ship according to claim 3.
前記第2調整弁の下流側で前記ブリッジラインの圧力を検出する第2圧力計を備え、
前記制御装置は、第1圧力計で検出されるボイルオフガスの圧力と前記第2圧力計で検出されるブリッジラインの圧力との偏差が所定の値となるように、前記第2調整弁を制御する、請求項4に記載の船舶。
The pressure gauge is a first pressure gauge located on the upstream side of a position where the bridge line in the air supply line is connected,
A second pressure gauge for detecting the pressure of the bridge line downstream of the second regulating valve;
The control device controls the second adjustment valve so that a deviation between the pressure of the boil-off gas detected by the first pressure gauge and the pressure of the bridge line detected by the second pressure gauge becomes a predetermined value. The ship according to claim 4.
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