JP6651689B2 - Fuel gas supply system, ship, and fuel gas supply method - Google Patents

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Description

本発明は、液化ガスから気化するボイルオフガスを燃料ガスとしてエンジンに供給する燃料ガス供給システム、このシステムを用いた船舶、及び燃料ガス供給方法に関する。   The present invention relates to a fuel gas supply system that supplies a boil-off gas vaporized from a liquefied gas as a fuel gas to an engine, a ship using the system, and a fuel gas supply method.

LNG運搬船においては、タンクに貯留されている液化ガスから自然に気化したボイルオフガスが利用されている。   In an LNG carrier, boil-off gas naturally vaporized from liquefied gas stored in a tank is used.

ボイルオフガスのような低圧の流体を、エンジンの燃料ガスとして適合させるために高圧の流体とする必要がある。このため、ボイルオフガスをエンジンの燃料ガスとして供給する燃料ガス供給システムでは、圧縮装置、例えば、多段の圧縮装置を用いてボイルオフガス等の燃料ガスを圧縮する。この圧縮した燃料ガスをエンジンに向けて送出する。
一方、エンジンは負荷変動などにより、燃料ガスの消費が変化する場合がある。この場合、圧縮した余分なボイルオフガスを有効に回収するために、ボイルオフガスを液化してタンクに戻すことが行われる。
A low pressure fluid, such as boil-off gas, needs to be a high pressure fluid in order to be adapted as engine fuel gas. Therefore, in a fuel gas supply system that supplies boil-off gas as fuel gas for an engine, a compression device, for example, a multi-stage compression device is used to compress fuel gas such as boil-off gas. The compressed fuel gas is sent out to the engine.
On the other hand, the consumption of fuel gas of the engine may change due to load fluctuation or the like. In this case, the boil-off gas is liquefied and returned to the tank in order to effectively collect the excess compressed boil-off gas.

例えば、圧縮したボイルオフガスを液化してタンクに戻す技術として、ボイルオフガスを圧縮した後、一部のボイルオフガスをエンジンに供給し、残りのボイルオフガスをタンクから取り出された低温のボイルオフガスと熱交換器で熱交換した後液化することによって液化ガスをタンクに戻す、燃料ガス供給システムが知られている(特許文献1)。   For example, as a technique for liquefying the compressed boil-off gas and returning it to the tank, after boil-off gas is compressed, a part of the boil-off gas is supplied to the engine, and the remaining boil-off gas is mixed with the low-temperature boil-off gas taken out of the tank and heat. There is known a fuel gas supply system in which a liquefied gas is returned to a tank by liquefaction after heat exchange in an exchanger (Patent Document 1).

特開2015−505941号公報JP-A-2005-505941

上記燃料ガス供給システムにおいて、ボイルオフガスを液化したとき、液化したボイルオフガスの他に、液化せずガスを維持したボイルオフガスも存在する。このボイルオフガスは、圧縮してエンジンに供給するためにタンク内の液化ガスから気化して流れた新鮮なボイルオフガス(以降、単に新鮮なボイルオフガスともいう)の流れに合流させる。このとき、ボイルオフガスは、完全に1種類の成分ではなく混合ガスであり、沸点の高い成分や沸点の低い成分を含んでいる。この沸点の低い成分は、液化せずガスを維持したボイルオフガスにガスとして残存し易い。このため、液化せずガスを維持したボイルオフガスには液化前のボイルオフガスに比べて、沸点の低い成分が多く含まれる。すなわち、液化処理を受けたが液化せずガスを維持したボイルオフガスの組成は、新鮮なボイルオフガスに比べて、低い沸点の成分が多くなる。このため、液化せずガスを維持したボイルオフガスを上記新鮮なボイルオフガスに合流させると、圧縮装置に供給するボイルオフガスの組成比率は変化する。例えば、天然ガスには、メタンの他にメタンに比べて沸点の低い窒素が数%含まれる場合がある。また、液化エタンにはエタンに比べて沸点の低いメタンガが数%含まれる場合がある。この場合、圧縮装置と液化装置の間を循環して流れるボイルオフガスは、液化処理を繰り返し受けるので、ボイルオフガスにおける低沸点の成分の含有率が時間の経過とともに増加し、例えば、天然ガスの場合このボイルオフガスに含有する窒素の含有率が10%を超え、液化エタンの場合このボイルオフガスに含有するメタンの含有率が50%を超えるおそれがある。このようなボイルオフガスの組成比率の変化は、圧力を制御することによりボイルオフガスの送出量を定める圧縮装置を含んだ燃料ガス供給システムでは、燃料ガスとして安定した量(質量)のエンジンへの供給が困難になる。   In the above fuel gas supply system, when the boil-off gas is liquefied, in addition to the liquefied boil-off gas, there is also a boil-off gas in which the gas is maintained without being liquefied. This boil-off gas is combined with a flow of fresh boil-off gas (hereinafter, also referred to simply as fresh boil-off gas) which has been vaporized and flown from the liquefied gas in the tank to be supplied to the engine after being compressed. At this time, the boil-off gas is not a single kind of component but a mixed gas, and contains a component having a high boiling point and a component having a low boiling point. The component having a low boiling point is likely to remain as a gas in the boil-off gas which is not liquefied and maintains the gas. For this reason, the boil-off gas in which the gas is maintained without being liquefied contains more components having a lower boiling point than the boil-off gas before liquefaction. That is, the composition of the boil-off gas that has been subjected to the liquefaction process but has not been liquefied and has maintained the gas has many components having a lower boiling point than fresh boil-off gas. For this reason, when the boil-off gas, which is not liquefied and maintains the gas, is combined with the fresh boil-off gas, the composition ratio of the boil-off gas supplied to the compression device changes. For example, natural gas may contain several percent of nitrogen, which has a lower boiling point than methane, in addition to methane. In addition, liquefied ethane may contain several percent of methane which has a lower boiling point than ethane. In this case, the boil-off gas circulating between the compression device and the liquefaction device undergoes liquefaction processing repeatedly, so that the content of low-boiling components in the boil-off gas increases with the passage of time. The content of nitrogen contained in the boil-off gas may exceed 10%, and in the case of liquefied ethane, the content of methane contained in the boil-off gas may exceed 50%. Such a change in the composition ratio of the boil-off gas can be achieved by supplying a stable amount (mass) of fuel gas to the engine in a fuel gas supply system including a compression device that determines the amount of boil-off gas to be delivered by controlling the pressure. Becomes difficult.

上記燃料ガス供給システムを船舶に適用した場合、荷役や運河通過の待ち合わせ等のために船舶が待機するとき、推進エンジンを停止し液化装置を最大限駆動させてボイルオフガスを液化し回収する。この状態が長時間続くとボイルオフガスの組成比率に有意の変化が生じるので、ボイルオフガスの燃料ガスとしての熱量の低下、着火条件の変化、燃焼の変化等により、燃料ガスとして有効に使用できなくなる。また、圧縮装置の設計において、ボイルオフガスの組成比率の変化により、ボイルオフガスの圧縮時の流量の変化や温度変化に対応させることが難しくなる。 また、天然ガスを貯留する陸上基地でも同様に液化装置によるボイルオフガスの組成比率の変化が、液化効率を低下させる問題がある。天然ガスから窒素を取り除く設備(例えば、沸点の違いを利用して窒素ガスを選択的に取り除く)も検討されている。しかし、このような設備は複雑で船舶で用いるには、実用的でない。また、船舶の推進エンジンの負荷が頻繁に変わり一定ではないため、上記設備を用い難いほか、設備の起動が簡単では無く、設備の運転保守が必要になる。   When the fuel gas supply system is applied to a ship, the propulsion engine is stopped and the liquefaction device is driven to the maximum to liquefy and collect the boil-off gas when the ship is on standby for cargo handling or waiting for passage through a canal. If this state continues for a long time, a significant change occurs in the composition ratio of the boil-off gas, so that the boil-off gas cannot be effectively used as a fuel gas due to a decrease in calorie as a fuel gas, a change in ignition conditions, a change in combustion, and the like. . Further, in the design of the compression device, it is difficult to cope with a change in flow rate or a change in temperature during the compression of the boil-off gas due to a change in the composition ratio of the boil-off gas. Similarly, a change in the composition ratio of the boil-off gas caused by the liquefaction apparatus at a land base storing natural gas also causes a problem of lowering the liquefaction efficiency. Facilities for removing nitrogen from natural gas (eg, selectively removing nitrogen gas by using a difference in boiling point) are also being studied. However, such equipment is complex and impractical for use on ships. In addition, since the load on the propulsion engine of the ship changes frequently and is not constant, it is difficult to use the above facilities, and the starting of the facilities is not easy, so that the facilities need to be operated and maintained.

そこで、本発明は、加圧したボイルオフガスを燃料ガスとしてエンジンに供給するとき、ボイルオフガスの液化装置の使用によってボイルオフガスの組成比率が変化しないように構成された燃料ガス供給システム、燃料ガス供給方法、及び船舶を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a fuel gas supply system and a fuel gas supply system configured such that when a pressurized boil-off gas is supplied to an engine as a fuel gas, the composition ratio of the boil-off gas does not change due to the use of a boil-off gas liquefaction apparatus. It is intended to provide a method and a ship.

本発明の一態様は、エンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムである。
当該燃料ガス供給システムは、
液化ガスを貯留するタンクと、
前記液化ガスから気化したボイルオフガスをエンジンに燃料ガスとして供給するために、前記液化ガスから気化したボイルオフガスを加圧し送出する加圧機構と、
前記加圧機構で加圧されて送出されたボイルオフガスの一部を液化して前記タンクに戻す液化装置と、
前記液化装置に流れるボイルオフガスの量を制御する制御装置と、
を備える。
前記液化装置は、前記液化装置で液化した液化ガスと液化しなかったボイルオフガスの気液混合流体を、前記タンク内の液化ガスの液相中に戻す回収配管を備える。
One embodiment of the present invention is a fuel gas supply system that supplies a fuel gas to an engine.
The fuel gas supply system includes:
A tank for storing liquefied gas,
A pressurizing mechanism for pressurizing and sending out the boil-off gas vaporized from the liquefied gas, in order to supply the boil-off gas vaporized from the liquefied gas to the engine as a fuel gas,
A liquefier for liquefying a part of the boil-off gas that has been delivered by being pressurized by the pressurizing mechanism and returning the boil-off gas to the tank,
A control device for controlling the amount of boil-off gas flowing to the liquefaction device,
Is provided.
The liquefier includes a recovery pipe for returning a gas-liquid mixed fluid of the liquefied gas liquefied by the liquefier and the boil-off gas that has not been liquefied to the liquid phase of the liquefied gas in the tank.

前記回収配管には、前記気液混合流体を冷却する冷却装置が設けられている、ことが好ましい。   It is preferable that a cooling device for cooling the gas-liquid mixed fluid is provided in the recovery pipe.

前記燃料ガス供給システムは、さらに、
前記加圧機構で加圧したボイルオフガスの一部を消費するガス処理装置に接続する分岐配管に設けられ、前記分岐配管を前記ガス処理装置に向けて流れるボイルオフガスの量を制御するガス処理制御バルブと、
前記加圧機構から前記液化装置に流れるボイルオフガスの量を制御する液化制御バルブと、を備える。
前記制御装置は、前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて、前記ガス処理制御バルブ及び前記液化制御バルブのいずれか一方の開度を制御することで、前記タンク内のボイルオフガスの圧力を制御する、ことが好ましい。
The fuel gas supply system further includes:
Gas processing control provided in a branch pipe connected to a gas processing device that consumes a part of the boil-off gas pressurized by the pressurizing mechanism, and controlling an amount of boil-off gas flowing through the branch pipe toward the gas processing apparatus. A valve,
A liquefaction control valve for controlling an amount of boil-off gas flowing from the pressurizing mechanism to the liquefaction apparatus.
The control device controls the pressure of the boil-off gas in the tank by controlling the opening degree of one of the gas processing control valve and the liquefaction control valve according to the pressure of the boil-off gas in the tank. Is preferable.

前記制御装置は、前記エンジンのボイスオフガスの消費量及び前記ガス処理装置のボイルオフガスの消費量の合計が、前記加圧機構のボイルオフの供給量に比べて少ない時、前記液化制御バルブを開くように制御する、ことが好ましい。   The control device opens the liquefaction control valve when the sum of the consumption amount of the voice-off gas of the engine and the consumption amount of the boil-off gas of the gas processing device is smaller than the supply amount of the boil-off of the pressurizing mechanism. Is preferably controlled.

前記制御装置は、前記液化制御バルブの開度の速度は、時間の経過とともに連続的にあるいは段階的に増加する、ことが好ましい。   It is preferable that the control device increases the opening speed of the liquefaction control valve continuously or stepwise with the passage of time.

前記制御装置は、ボイルオフガスの流量が、前記液化制御バルブの開き開始から、前記液化装置によりボイルオフガスを最も多く液化することができる最大ボイルオフガスの流量である最適回収ガス量の20%の流量に到達するまでの時間が1分以上となるように、前記液化制御バルブの開度を制御する、ことが好ましい。 The controller may be configured such that the flow rate of the boil-off gas is 20% of the optimal recovery gas amount, which is the maximum boil-off gas flow rate at which the liquefaction apparatus can liquefy the boil-off gas most from the start of opening of the liquefaction control valve. as the time to reach the more than one minute, the controls the opening of the liquefaction control valve, it is preferable.

前記制御装置は、前記液化制御バルブを開くとき、前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて前記ガス処理制御バルブの開度を制御するガス処理制御状態から、前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて前記液化制御バルブの開度を制御する液化制御状態に移行するように、前記液化制御バルブ及び前記ガス処理制御バルブを制御する、ことが好ましい。   The control device, when opening the liquefaction control valve, from the gas processing control state that controls the opening degree of the gas processing control valve according to the pressure of the boil-off gas in the tank, to the pressure of the boil-off gas in the tank It is preferable to control the liquefaction control valve and the gas processing control valve so as to shift to a liquefaction control state in which the degree of opening of the liquefaction control valve is controlled accordingly.

前記制御装置による前記ガス処理制御バルブの開度の制御は、前記ガス処理制御バルブに接続されたガス処理用選択器を通して行われ、
前記制御装置による前記液化制御バルブの開度の制御は、前記液化制御バルブに接続された液化用選択器を通して行われ、
前記タンク内のボイルオフガスの圧力が設定されたガス処理圧力設定値になるように、前記ガス処理制御バルブの開度を指示するガス処理フィードバック制御信号と、
前記タンク内のボイルオフガスの圧力とは無関係に、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が所定の圧力になるように前記ガス処理制御バルブの開度を指示するガス処理シーケンス制御信号とを、前記ガス処理用選択器に送り、
前記タンク内のボイルオフガスの圧力が設定された液化圧力設定値になるように、前記液化制御バルブの開度を指示する液化フィードバック制御信号と、
前記タンク内のボイルオフガスの圧力とは無関係に、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が所定の圧力になるように前記液化制御バルブの開度を指示する液化シーケンス制御信号と、を前記液化用選択器に送り、
前記ガス処理用選択器は、前記ガス処理フィードバック制御信号と前記ガス処理シーケンス制御信号のうち、前記開度の指示値の大きい方の制御信号を選択して前記ガス処理制御バルブに送り、
前記液化用選択器は、前記液化フィードバック制御信号と前記液化シーケンス制御信号のうち、前記開度の指示値の小さい方の制御信号を選択して前記液化制御バルブに送る、ことが好ましい。
The control of the opening degree of the gas processing control valve by the control device is performed through a gas processing selector connected to the gas processing control valve,
The control of the opening degree of the liquefaction control valve by the control device is performed through a liquefaction selector connected to the liquefaction control valve,
A gas processing feedback control signal that instructs an opening degree of the gas processing control valve so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes a set gas processing pressure set value,
Irrespective of the pressure of the boil-off gas in the tank, a gas processing sequence control signal indicating the opening degree of the gas processing control valve so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes a predetermined pressure, and the gas To the processing selector,
A liquefaction feedback control signal that instructs an opening degree of the liquefaction control valve so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes a set liquefaction pressure set value,
A liquefaction sequence control signal indicating the opening degree of the liquefaction control valve so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes a predetermined pressure, irrespective of the pressure of the boil-off gas in the tank; To the vessel,
The gas processing selector, among the gas processing feedback control signal and the gas processing sequence control signal, selects the larger control signal of the indication value of the opening and sends the selected control signal to the gas processing control valve,
It is preferable that the liquefaction selector selects a control signal having the smaller instruction value of the opening degree from the liquefaction feedback control signal and the liquefaction sequence control signal, and sends the selected control signal to the liquefaction control valve.

前記制御装置は、前記液化制御バルブが閉じている時、前記ガス処理圧力設定値は前記液化圧力設定値より低く、前記液化制御バルブが開いている時、前記ガス処理圧力設定値は前記液化圧力設定値より大きくなるよう、前記ガス処理圧力設定値及び前記液化圧力設定値を調整する、ことが好ましい。   When the liquefaction control valve is closed, the gas processing pressure set value is lower than the liquefaction pressure set value, and when the liquefaction control valve is open, the gas processing pressure set value is the liquefaction pressure. It is preferable to adjust the gas processing pressure set value and the liquefaction pressure set value so as to be larger than the set values.

前記制御装置は、前記液化制御バルブが閉じている時、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が前記ガス処理圧力設定値になるように、前記ガス処理制御バルブの開度を制御し、前記液化制御バルブが開いている時、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が前記液化圧力設定値になるように、前記液化制御バルブの開度を制御する、ことが好ましい。   When the liquefaction control valve is closed, the control device controls the opening degree of the gas processing control valve so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes the gas processing pressure set value. Preferably, when the valve is open, the opening of the liquefaction control valve is controlled so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes the liquefaction pressure set value.

本発明の他の態様は、
前記燃料ガス供給システムと、
前記加圧機構で加圧した燃料を用いて駆動する推進エンジンと、を備えることを特徴とする船舶である。
Another aspect of the present invention provides
The fuel gas supply system;
And a propulsion engine driven by using fuel pressurized by the pressurizing mechanism.

本発明のさらに他の一態様は、エンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給方法である。当該燃料ガス供給方法は、
液化ガスを貯留するタンクから気化したボイルオフガスをエンジンに燃料ガスとして供給するために、前記液化ガスから気化したボイルオフガスを加圧機構により加圧し送出するステップと、
前記加圧されて送出されたボイルオフガスの一部を液化装置で液化することで生成された、液化しなかったボイルオフガスを含む気液混合流体を前記タンク内の液化ガスの液相中に戻すステップと、を有する。
Still another embodiment of the present invention relates to a fuel gas supply method for supplying a fuel gas to an engine. The fuel gas supply method is as follows:
A step of pressurizing and sending out the boil-off gas vaporized from the liquefied gas by a pressurizing mechanism to supply the vaporized boil-off gas from a tank storing the liquefied gas to the engine as a fuel gas,
A gas-liquid mixed fluid containing a non-liquefied boil-off gas, which is generated by liquefying a part of the boil-off gas delivered under pressure by a liquefaction device, is returned to the liquid phase of the liquefied gas in the tank. And

前記燃料ガス供給方法は、前記気液混合流体を、前記タンクに戻す前に冷却するステップを、さらに有する、ことが好ましい。   It is preferable that the fuel gas supply method further includes a step of cooling the gas-liquid mixed fluid before returning the mixed gas to the tank.

前記燃料ガス供給方法は、さらに、前記加圧したボイルオフガスの一部を燃料として消費するガス処理装置に向けて流すステップ、を有し、
前記ガス処理装置に向けて流すボイルオフガスの量、及び、前記気液混合流体を前記タンク内の液化ガスの液相中に戻す量のいずれか一方を前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて制御することにより、前記タンク内のボイルオフガスの圧力を制御する、ことが好ましい。
The fuel gas supply method further includes flowing a part of the pressurized boil-off gas toward a gas processing device that consumes the fuel as fuel,
One of the amount of the boil-off gas flowing toward the gas processing device and the amount of the gas-liquid mixed fluid returned to the liquid phase of the liquefied gas in the tank depends on the pressure of the boil-off gas in the tank. It is preferable to control the pressure of the boil-off gas in the tank by controlling.

前記エンジンのボイスオフガスの消費量及び前記ガス処理装置のボイルオフガスの消費量の合計が、前記加圧機構のボイルオフの供給量に比べて少ない時、前記気液混合流体を前記タンク内の液化ガスの液相中に戻すステップを行う、ことが好ましい。   When the sum of the consumption amount of the voice-off gas of the engine and the consumption amount of the boil-off gas of the gas processing device is smaller than the supply amount of the boil-off of the pressurizing mechanism, the gas-liquid mixed fluid is liquefied gas in the tank. It is preferable to perform a step of returning to the liquid phase.

前記液化装置にボイルオフガスを流して液化を開始する時、前記液化装置に流すボイルオフガスの量を時間の経過とともに連続的にあるいは段階的に増加させる、ことが好ましい。   When liquefaction is started by flowing the boil-off gas through the liquefaction apparatus, it is preferable to increase the amount of the boil-off gas flowing through the liquefaction apparatus continuously or stepwise over time.

前記液化装置にボイルオフガスを流して液化を開始するとき、ボイルオフガスの流量が、前記液化装置によりボイルオフガスを最も多く液化することができる最大ボイルオフガスの流量である最適回収ガス量の20%の流量に到達するまでの時間が1分以上となるように、前記液化装置に流すボイルオフガスの流量を制御する、ことが好ましい。   When liquefaction is started by flowing the boil-off gas into the liquefaction apparatus, the flow rate of the boil-off gas is 20% of the optimal recovery gas amount, which is the maximum boil-off gas flow rate at which the boil-off gas can be liquefied most by the liquefaction apparatus. It is preferable to control the flow rate of the boil-off gas flowing through the liquefaction apparatus so that the time until the flow rate reaches 1 minute or more.

前記液化装置にボイルオフガスを流して液化を開始するとき、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が目標とするガス処理圧力設定値になるように、前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて前記ガス処理装置に流すボイルオフガスの量を制御するガス処理制御状態から、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が目標とする液化圧力設定値になるように、前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて前記液化装置に流すボイルオフガスの量を制御する液化制御状態に移行するように、ボイルオフガスの流れを制御する、ことが好ましい。   When liquefaction is started by flowing the boil-off gas into the liquefaction apparatus, the gas is supplied in accordance with the pressure of the boil-off gas in the tank so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes a target gas processing pressure set value. From the gas processing control state of controlling the amount of boil-off gas flowing to the processing device, the pressure of the boil-off gas in the tank is adjusted to a target liquefaction pressure set value so that the pressure of the boil-off gas in the tank is controlled according to the pressure of the boil-off gas in the tank. It is preferable to control the flow of the boil-off gas so as to shift to a liquefaction control state in which the amount of the boil-off gas flowing to the liquefaction device is controlled.

上記態様の燃料ガス供給システム、燃料ガス供給方法、及び船舶によれば、加圧したボイルオフガスを燃料ガスとしてエンジンに供給するとき、ボイルオフガスの組成比率が変化せず、所定の圧力に加圧したボイスオフガスを安定してエンジンに供給することができる。   According to the fuel gas supply system, the fuel gas supply method, and the marine vessel of the above aspect, when the pressurized boil-off gas is supplied to the engine as the fuel gas, the composition ratio of the boil-off gas does not change, and the pressure is increased to a predetermined pressure. The generated voice off gas can be stably supplied to the engine.

本実施形態1の燃料ガス供給システムの構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a fuel gas supply system according to a first embodiment. 従来の液化装置の合流配管を含む主要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part containing the junction pipe of the conventional liquefaction apparatus. ボイルオフガスの組成比率の変化によって変化する、ボイルオフガスの圧縮特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the compression characteristic of a boil-off gas which changes with the change of the composition ratio of a boil-off gas. (a),(b)は、本実施形態の燃料ガス供給システムにおける圧力及び制御バルブの開度の時間変化の例を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the example of the time change of the pressure and the opening degree of a control valve in the fuel gas supply system of this embodiment.

以下、本発明の燃料ガス供給システム、船舶、及び燃料ガス供給方法を詳細に説明する。   Hereinafter, a fuel gas supply system, a ship, and a fuel gas supply method of the present invention will be described in detail.

図1は、本実施形態の船舶の推進エンジンに液化ガスのボイルオフガスを燃料ガスとして供給する燃料ガス供給システム10の構成の一例を示す図である。燃料ガス供給システム10の液化ガスとして液化天然ガスを用いるが、液化天然ガスに限定されず、純メタンの液化ガスやエタン等の液化ガスを用いることができる。ボイルオフガスは、タンク内で自然入熱によって気化したガスの他に、LNGを意図的に加熱して強制的に気化したガスも含まれる。本実施形態では、タンク内で自然入熱によって気化したガスを用いて説明する。強制的に気化したガスを用いる場合、液化ガスからボイルオフガスを気化させる強制気化器が設けられる。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a fuel gas supply system 10 that supplies a boil-off gas of a liquefied gas as a fuel gas to a propulsion engine of a ship according to the present embodiment. Liquefied natural gas is used as the liquefied gas of the fuel gas supply system 10, but is not limited to liquefied natural gas, and a liquefied gas of pure methane or a liquefied gas such as ethane can be used. The boil-off gas includes, in addition to the gas vaporized by natural heat input in the tank, a gas that is intentionally heated to forcibly vaporize LNG. In the present embodiment, a description will be given using a gas vaporized by natural heat input in the tank. When using a gas that has been forcibly vaporized, a forced vaporizer for vaporizing the boil-off gas from the liquefied gas is provided.

燃料ガス供給システム10は、液化天然ガスを運搬するLNG船において、液化天然ガスを貯留するタンク20内で気化したボイルオフガスを燃料ガスとして推進エンジン40に供給するのに用いられる。本実施形態では、1つの推進エンジン40を備えるが、複数の推進エンジンが、それぞれ主配管から分岐した分岐配管に接続されてもよい。
本明細書では、ボイルオフガスがタンク20から推進エンジン40に供給される方向を下流方向、その反対方向を上流方向といい、ある基準とする位置から下流方向の側を下流側といい、ある基準とする位置から上流方向の側を上流側という。
The fuel gas supply system 10 is used to supply boil-off gas vaporized in a tank 20 for storing liquefied natural gas to a propulsion engine 40 as fuel gas in an LNG carrier that transports liquefied natural gas. In the present embodiment, one propulsion engine 40 is provided, but a plurality of propulsion engines may be connected to branch pipes branched from the main pipe.
In this specification, the direction in which boil-off gas is supplied from the tank 20 to the propulsion engine 40 is referred to as a downstream direction, the opposite direction is referred to as an upstream direction, and the downstream side from a reference position is referred to as a downstream side. Is referred to as the upstream side from the position.

本実施形態の燃料ガス供給システムでは、以下説明するように、加圧機構及び液化装置内のボイルオフガスの組成比率が変化しないように、液化装置でボイルオフガスから液化した液化ガスと、液化せず依然としてガスを維持するボイルオフガスの混合流体を常時タンク20内の液化ガスの液相中に戻す。このため、ボイルオフガスの液化装置の使用によってボイルオフガスの組成比率が変化することがないため、所定の圧力に加圧したボイスオフガスを安定してエンジンに供給することができる。   In the fuel gas supply system of the present embodiment, as described below, the liquefied gas liquefied from the boil-off gas by the liquefier and the liquefied gas are not liquefied so that the composition ratio of the boil-off gas in the pressurizing mechanism and the liquefier does not change. The mixed fluid of the boil-off gas, which still maintains the gas, is always returned to the liquid phase of the liquefied gas in the tank 20. Therefore, since the composition ratio of the boil-off gas does not change due to the use of the boil-off gas liquefaction apparatus, the voice-off gas pressurized to a predetermined pressure can be stably supplied to the engine.

本実施形態の燃料ガス供給システム10は、タンク20と、加圧機構30と、液化装置50と、制御装置60と、を主に有する。燃料ガス供給システム10は、詳細には、分岐配管等の配管及び配管に設けられた制御バルブ及び調整バルブ等を備える。タンク20から推進エンジン40に延びるボイルオフガスの流れる主配管31上に加圧機構30が設けられている。
加圧機構30は、液化ガスから気化したボイルオフガスを、ボイルオフガスの一部を推進エンジン40に燃料ガスとして供給するために、加圧し送出する装置である。
液化装置50は、加圧機構30で加圧されて送出されたボイルオフガスの一部を液化してタンク20に回収する装置である。
制御装置60は、燃料ガス供給システム10のボイルオフガスの流れを制御する装置であって、少なくとも、加圧機構30及び液化装置50等に設けられる調整バルブ及び制御バルブの開度を調整する装置である。
The fuel gas supply system 10 of the present embodiment mainly includes a tank 20, a pressurizing mechanism 30, a liquefaction device 50, and a control device 60. Specifically, the fuel gas supply system 10 includes a pipe such as a branch pipe, and a control valve and an adjustment valve provided on the pipe. A pressurizing mechanism 30 is provided on a main pipe 31 through which boil-off gas extends from the tank 20 to the propulsion engine 40.
The pressurizing mechanism 30 is a device that pressurizes and sends out the boil-off gas vaporized from the liquefied gas in order to supply a part of the boil-off gas to the propulsion engine 40 as a fuel gas.
The liquefaction device 50 is a device for liquefying a part of the boil-off gas sent out after being pressurized by the pressurizing mechanism 30 and collecting it in the tank 20.
The control device 60 is a device that controls the flow of the boil-off gas of the fuel gas supply system 10, and is a device that adjusts at least the opening of the control valve and the control valve provided in the pressurizing mechanism 30, the liquefaction device 50, and the like. is there.

(加圧機構)
加圧機構30は、ガスコンプレッサ(加圧装置)32a〜32eと、バイパス管33a,33c,33eと、調整バルブ34a,34c,34eと、吸引スナッバ35a〜35eと、吐出スナッバ36a〜36eと、熱交換器37a〜37eと、を主に備える。
吸引スナッバ35a〜35eのそれぞれは、ガスコンプレッサ32a〜32eのそれぞれの上流側に設けられ、ボイルオフガスを一時貯留し、ガスコンプレッサ32a〜32eのそれぞれにボイルオフガスが円滑に吸引されるように構成した空間を備える容器である。吐出スナッバ36a〜36eのそれぞれは、ガスコンプレッサ32a〜32eのそれぞれの下流側に設けられ、ボイルオフガスを一時貯留し、ボイルオフガスを円滑に送出できるように構成した空間を備える容器である。熱交換器37a〜37eのそれぞれは、吐出スナッバ36a〜36eのそれぞれの下流側に設けられ、加圧することにより高温になったボイルオフガスを冷却する。
(Pressure mechanism)
The pressurizing mechanism 30 includes gas compressors (pressurizing devices) 32a to 32e, bypass pipes 33a, 33c, 33e, adjusting valves 34a, 34c, 34e, suction snubbers 35a to 35e, and discharge snubbers 36a to 36e. It mainly includes heat exchangers 37a to 37e.
Each of the suction snubbers 35a to 35e is provided on the upstream side of each of the gas compressors 32a to 32e, temporarily stores the boil-off gas, and is configured so that the boil-off gas is smoothly suctioned to each of the gas compressors 32a to 32e. This is a container with space. Each of the discharge snubbers 36a to 36e is a container provided with a space that is provided downstream of each of the gas compressors 32a to 32e and configured to temporarily store the boil-off gas and smoothly deliver the boil-off gas. Each of the heat exchangers 37a to 37e is provided on the downstream side of each of the discharge snubbers 36a to 36e, and cools the boil-off gas which has become hot when pressurized.

ガスコンプレッサ32a〜32eは、ボイルオフガスを加圧(圧縮)して送出する直列に接続された多段の加圧装置である。ガスコンプレッサ32a〜32eは、吸引スナッバ内のボイルオフガスを吸引して、所定の圧力に加圧する部分である。ガスコンプレッサ32a〜32eは、例えば、ガスコンプレッサ32a〜32e内の可動部(プランジャ又はピストン)が直線往復運動をすることによって吸引スナッバ35a〜35eからボイルオフガスを吸い込み、その後加圧する往復圧縮機を用いることができる。ガスコンプレッサ32a〜32eのうち、ガスコンプレッサ32a〜32dは、無給油式圧縮機が用いられ、高圧にボイルオフガスを加圧するガスコンプレッサ32eには給油式圧縮機が用いられる。ガスコンプレッサ32a〜32eの可動部は、制御装置60により駆動が制御される図示されない駆動源の動力で回転する図示されない回転軸を介して連動して駆動される。ガスコンプレッサ32a〜32eにおいて、ボイルオフガスはそれぞれ同程度の圧縮率で段階的に圧縮されることで、ボイルオフガスは圧縮率の5乗まで圧縮される。例えば、ガスコンプレッサ32a〜32eのそれぞれにおいて3〜4倍に圧縮することで、ボイルオフガスは3〜4倍に圧縮される。例えば、ガスコンプレッサ32aの吸引側におけるボイルオフガスの圧力が0.1MPaであれば、ガスコンプレッサ32aの吐出(送出)側の圧力は約0.33MPa、ガスコンプレッサ32bの吐出側の圧力は約1.10MPa、ガスコンプレッサ32cの吐出側の圧力は約3.64MPa、ガスコンプレッサ32dの吐出側の圧力は約12.06MPaとなる。そして、ガスコンプレッサ32eの吐出側の圧力は設定された目標圧力、例えば39.9Mpaまで上昇される。 The gas compressors 32a to 32e are multi-stage pressurizing devices connected in series for pressurizing (compressing) and sending out the boil-off gas. The gas compressors 32a to 32e are portions that suck the boil-off gas in the suction snubber and pressurize the gas to a predetermined pressure. The gas compressors 32a to 32e use, for example, a reciprocating compressor that sucks boil-off gas from the suction snubbers 35a to 35e by moving a movable portion (plunger or piston) in the gas compressors 32a to 32e in a linear reciprocating motion and then pressurizes the boil-off gas. be able to. Among the gas compressors 32a to 32e, the gas compressors 32a to 32d use oilless compressors, and the gas compressor 32e that pressurizes boil-off gas to a high pressure uses an oil supply compressor. The movable parts of the gas compressors 32a to 32e are driven in conjunction with each other via a rotating shaft (not shown) that is rotated by the power of a driving source (not shown) whose driving is controlled by the control device 60. In the gas compressors 32a to 32e, the boil-off gas is compressed stepwise at approximately the same compression rate, so that the boil-off gas is compressed to the fifth power of the compression rate. For example, by compressing the three to four times in each of the gas compressors 32 a to 32 e, BOG is compressed in 3 5-4 5 times. For example, if the pressure of the boil-off gas on the suction side of the gas compressor 32a is 0.1 MPa, the pressure on the discharge (delivery) side of the gas compressor 32a is about 0.33 MPa, and the pressure on the discharge side of the gas compressor 32b is about 1. The pressure on the discharge side of the gas compressor 32c is about 3.64 MPa, and the pressure on the discharge side of the gas compressor 32d is about 12.06 MPa. Then, the pressure on the discharge side of the gas compressor 32e is increased to a set target pressure, for example, 39.9 Mpa.

バイパス管33aは、ガスコンプレッサ32a,32bを迂回して吸引スナッバ35aと熱交換器37bの出力端とを接続する、すなわち、ガスコンプレッサ32aによる加圧前のボイルオフガスが流れる配管の部分とガスコンプレッサ32bによる加圧後のボイルオフガスが流れる配管の間を接続した、ボイルオフガスが流れる管である。
また、バイパス管33cは、ガスコンプレッサ32c,32dを迂回して吸引スナッバ35cと熱交換器37dの出力端とを接続する、すなわち、ガスコンプレッサ32cによる加圧前のボイルオフガスが流れる配管の部分とガスコンプレッサ32dによる加圧後のボイルオフガスが流れる配管の間を接続した、ボイルオフガスが流れる管である。
バイパス管33eは、ガスコンプレッサ32eを迂回して吸引スナッバ35eと熱交換器37eの出力端とを接続する、すなわち、ガスコンプレッサ32eによる加圧前のボイルオフガスが流れる配管の部分とガスコンプレッサ32eによる加圧後のボイルオフガスが流れる配管の間を接続した、ボイルオフガスが流れる管である。
The bypass pipe 33a connects the suction snubber 35a and the output end of the heat exchanger 37b, bypassing the gas compressors 32a and 32b, that is, the pipe section through which the boil-off gas before pressurization by the gas compressor 32a flows, and the gas compressor. A pipe through which boil-off gas flows, which connects pipes through which boil-off gas flows after pressurization by 32b.
In addition, the bypass pipe 33c connects the suction snubber 35c and the output end of the heat exchanger 37d, bypassing the gas compressors 32c and 32d, that is, the bypass pipe 33c and the pipe portion through which the boil-off gas before pressurization by the gas compressor 32c flows. This pipe connects the pipes through which the boil-off gas flows after being pressurized by the gas compressor 32d, and through which the boil-off gas flows.
The bypass pipe 33e bypasses the gas compressor 32e and connects the suction snubber 35e to the output end of the heat exchanger 37e. That is, the bypass pipe 33e is connected to a pipe portion through which boil-off gas flows before pressurization by the gas compressor 32e and the gas compressor 32e. A pipe through which boil-off gas flows, which connects pipes through which boil-off gas flows after pressurization.

バイパス管33a,33c,33eには、開度を調整する調整バルブ34a,34c,34eが設けられている。また、バイパス管33a,33c,33eのそれぞれには、ガスコンプレッサ32b,32d,32eで加圧されたボイルオフガスの圧力を計測する圧力計38a,38c,38eが設けられている。圧力計38a,38c,38eは、バイパス管33a,33c,33eが主配管31から分岐する分岐点におけるボイルオフガスの圧力を計測できるのであれば、バイパス管33a,33c,33e上に設けられる必要はない。この圧力計38a,38c,38eで計測された圧力情報により調整バルブ34a,34c,34eのそれぞれが調整されるように設けられている。図1では、圧力計38a,38c,38eで計測された圧力に基づいて調整バルブ34a,34c,34eの開度が制御されることを示すために圧力計38a,38c,38eと調整バルブ34a,34c,34eとを結ぶ点線が描かれている。具体的には、圧力計38a,38c,38eで計測された計測圧力の情報は、制御装置60に送られる。制御装置60は、送られた計測圧力と設定された圧力との差分に基づいてバイパス管33a,33c,33eを流れるボイルオフガスの量を制御するフィードバック制御の制御信号を生成し、この制御信号を調整バルブ34a,34c,33eに送る。   The bypass pipes 33a, 33c, 33e are provided with adjusting valves 34a, 34c, 34e for adjusting the opening. Each of the bypass pipes 33a, 33c, 33e is provided with a pressure gauge 38a, 38c, 38e for measuring the pressure of the boil-off gas pressurized by the gas compressor 32b, 32d, 32e. The pressure gauges 38a, 38c, 38e need not be provided on the bypass pipes 33a, 33c, 33e as long as the pressure of the boil-off gas at the branch point where the bypass pipes 33a, 33c, 33e branch off from the main pipe 31 can be measured. Absent. Each of the adjusting valves 34a, 34c, 34e is provided so as to be adjusted based on the pressure information measured by the pressure gauges 38a, 38c, 38e. In FIG. 1, the pressure gauges 38a, 38c, 38e and the adjustment valves 34a, 34e are used to indicate that the opening degrees of the adjustment valves 34a, 34c, 34e are controlled based on the pressures measured by the pressure gauges 38a, 38c, 38e. A dotted line connecting 34c and 34e is drawn. Specifically, information on the measured pressure measured by the pressure gauges 38a, 38c, 38e is sent to the control device 60. The control device 60 generates a control signal for feedback control for controlling the amount of boil-off gas flowing through the bypass pipes 33a, 33c, 33e based on the difference between the sent measured pressure and the set pressure, and generates this control signal. It is sent to the adjustment valves 34a, 34c, 33e.

例えば、上流側から1時間当たり1500kgのボイルオフガスが供給され、ガスコンプレッサ32a,32bあるいはガスコンプレッサ32c,32dあるいはガスコンプレッサ32eが1時間当たり2000kgのボイルオフガスを加圧して下流側に送出する時、バイパス管33aあるいはバイパス管33cあるいはバイパス管33eに、1時間当たり500kgのボイルオフガスを流し(逆流させ)、ガスコンプレッサ32a,32bあるいはガスコンプレッサ32c,32dあるいはガスコンプレッサ32eの上流側に戻す。このように1時間当たり500kgのボイルオフガスが流れるように、バイパス管33a,33c,33eのそれぞれに設けられた調整バルブ34a,34c,34eの開度は制御されている。これにより、ガスコンプレッサ32a,32bあるいはガスコンプレッサ32c,32dあるいはガスコンプレッサ32eの下流側の圧力を所定の圧力に調整することができる。所定の圧力に調整することで、加圧機構30から推進エンジン40に向けて流れるボイルオフガスを、推進エンジン40の要求する燃料ガスの圧力及び燃料供給量にすることができる。
本実施形態では、ガスコンプレッサ32a,32bを同時に迂回するようにバイパス管33aが設けられ、ガスコンプレッサ32c,32dを同時に迂回するようにバイパス管33cが設けられているが、1つのガスコンプレッサのそれぞれを迂回するバイパス管が設けられてもよい。
For example, when 1500 kg of boil-off gas is supplied per hour from the upstream side and the gas compressors 32a and 32b or the gas compressors 32c and 32d or the gas compressor 32e pressurizes and sends out 2000 kg of boil-off gas per hour to the downstream side, A boil-off gas of 500 kg per hour is caused to flow (backflow) through the bypass pipe 33a, the bypass pipe 33c or the bypass pipe 33e, and returned to the upstream side of the gas compressors 32a and 32b or the gas compressors 32c and 32d or the gas compressor 32e. In this way, the opening degrees of the adjustment valves 34a, 34c, 34e provided in the bypass pipes 33a, 33c, 33e are controlled so that 500 kg of boil-off gas flows per hour. Thereby, the pressure on the downstream side of the gas compressor 32a, 32b, the gas compressor 32c, 32d, or the gas compressor 32e can be adjusted to a predetermined pressure. By adjusting the pressure to a predetermined value, the boil-off gas flowing from the pressurizing mechanism 30 to the propulsion engine 40 can be adjusted to the fuel gas pressure and the fuel supply amount required by the propulsion engine 40.
In the present embodiment, the bypass pipe 33a is provided so as to bypass the gas compressors 32a and 32b at the same time, and the bypass pipe 33c is provided so as to bypass the gas compressors 32c and 32d at the same time. May be provided.

本実施形態の加圧機構30では、第4段目のガスコンプレッサ32dと第5段目面のガスコンプレッサ32eの間に逆止弁31aが設けられている。無給油式圧縮機であるガスコンプレッサ32d及びその上流側にあるガスコンプレッサ32b,32cに、給油式圧縮機であるガスコンプレッサ32eから送出されるボイルオフガスに含まれる、給油式圧縮機から流れ出たオイル等の不純物が流れ込み、ガスコンプレッサ32d及びその上流側にあるガスコンプレッサ32b,32c等の装置を汚染することを阻止するために、逆止弁31aは設けられる。
また、上流側から数えて第1段目のガスコンプレッサ32aと第2段面のガスコンプレッサ32bの間に逆止弁が設けられてもよい。
さらに、エンジン40に一旦供給されたボイルオフガスが上流側に向かって逆流することがないように、バイパス管33eの下流側に逆止弁31bが設けられている。
In the pressurizing mechanism 30 of the present embodiment, a check valve 31a is provided between the fourth-stage gas compressor 32d and the fifth-stage gas compressor 32e. Oil contained in the boil-off gas delivered from the gas compressor 32e, which is a refueling compressor, is supplied to the gas compressor 32d, which is an oilless compressor, and the gas compressors 32b, 32c, which are upstream of the gas compressor, and which flows out of the refueling compressor. A check valve 31a is provided to prevent impurities such as flowing into the gas compressor 32d and contaminating devices such as the gas compressors 32b and 32c upstream thereof.
Further, a check valve may be provided between the first-stage gas compressor 32a and the second-stage gas compressor 32b counted from the upstream side.
Further, a check valve 31b is provided downstream of the bypass pipe 33e so that the boil-off gas once supplied to the engine 40 does not flow backward toward the upstream side.

バイパス管33aが主配管31から分岐する分岐点とバイパス管33cが主配管31へ合流する合流点との間から、分岐配管39が分岐し、ガス処理装置70に接続されている。ガス処理装置70は、ボイルオフガスを処理する装置であって、蒸気利用設備や発電設備に接続されるか、単にボイルオフガスを焼却処分する装置であってもよい。ここで後述するようにボイルオフガスの組成比率、例えば、ボイルオフガス中の沸点の低い成分の比率が変化しても、ボイルオフガスの処理が可能な構成となっていることが好ましい。例えば、ガス処理装置70が、発電機に用いる4サイクル内燃機関である場合、ボイルオフガスの組成比率の変化に対応するために、空燃比や点火タイミングを調整することができる構成となっていることが好ましい。また、ガス処理装置70はタンク20から生成するボイルオフガスの全量を消費できる容量を持つように構成されていることが好ましい。
ガス処理装置70に延びる分岐配管39には、ガス処理装置70の側に流れたボイルオフガスが加圧機構30の側に逆流しないように逆止弁31cが設けられている。さらに、分岐配管39には、ガス処理制御バルブ71が設けられ、ガス処理装置70で処理するボイルオフガスの量を調整するように構成されている。ガス処理制御バルブ71は、後述する主配管31に設けられた圧力計57bの計測圧力に基づいて、ガス処理制御バルブ71の開度が制御される。圧力計57bの設置場所は、タンク20内のボイルオフガスが占める空間と接続された加圧機構30の上流側の主配管31の部分であるので、圧力計57aの計測圧力は、タンク20内のボイルオフガスの圧力でもある。圧力計57aの計測圧力は、制御装置60に送られる。圧力制御信号60は、圧力計57aによる計測圧力(タンク20内のボイルオフガスの圧力)に基づいて、ガス処理制御バルブ71aの開度を制御する制御信号を生成し、この制御信号を、ガス処理制御バルブ71aに送る。
A branch pipe 39 branches from a branch point where the bypass pipe 33a branches from the main pipe 31 and a junction point where the bypass pipe 33c merges with the main pipe 31, and is connected to the gas processing device 70. The gas processing device 70 is a device that processes boil-off gas, and may be connected to steam utilization equipment or power generation equipment, or may be a device that simply incinerates boil-off gas. As described later, it is preferable that the boil-off gas can be treated even if the composition ratio of the boil-off gas, for example, the ratio of a component having a low boiling point in the boil-off gas changes. For example, when the gas processing device 70 is a four-cycle internal combustion engine used for a generator, the configuration is such that the air-fuel ratio and the ignition timing can be adjusted to respond to changes in the composition ratio of the boil-off gas. Is preferred. Further, it is preferable that the gas processing device 70 has a capacity capable of consuming the entire amount of the boil-off gas generated from the tank 20.
The branch pipe 39 extending to the gas processing device 70 is provided with a check valve 31 c so that the boil-off gas flowing toward the gas processing device 70 does not flow back toward the pressurizing mechanism 30. Further, a gas processing control valve 71 is provided in the branch pipe 39 so as to adjust the amount of boil-off gas to be processed by the gas processing device 70. The opening degree of the gas processing control valve 71 is controlled based on the pressure measured by a pressure gauge 57b provided in the main pipe 31 described later. Since the installation place of the pressure gauge 57b is a part of the main pipe 31 on the upstream side of the pressurizing mechanism 30 connected to the space occupied by the boil-off gas in the tank 20, the measured pressure of the pressure gauge 57a is It is also the pressure of the boil-off gas. The pressure measured by the pressure gauge 57a is sent to the control device 60. The pressure control signal 60 generates a control signal for controlling the opening of the gas processing control valve 71a based on the pressure measured by the pressure gauge 57a (the pressure of the boil-off gas in the tank 20). It is sent to the control valve 71a.

(推進エンジン)
本実施形態に用いる船舶には、推進エンジン40が設けられている。推進エンジン40は、例えば液化ガスのボイルオフガスを燃料ガスとする一方、重油等のオイルを燃料として用いることができる二元燃料エンジンが用いられる。
推進エンジン40は供給されるボイルオフガスを燃料ガスとして燃焼室で燃焼させて動力を取り出し、推進エンジン40と図示されない船舶のプロペラを接続した図示されない主軸および船舶のプロペラを回転させる。推進エンジン40には、例えば2ストロークサイクルの低速ディーゼルエンジンを用いることができる。
(Propulsion engine)
The propulsion engine 40 is provided on the boat used in the present embodiment. As the propulsion engine 40, for example, a dual fuel engine that can use oil such as heavy oil as fuel while using boil-off gas of liquefied gas as fuel gas is used.
The propulsion engine 40 burns the supplied boil-off gas as fuel gas in a combustion chamber to extract power, and rotates a main shaft (not shown) connected to the propulsion engine 40 and a propeller (not shown) and a propeller of the ship. As the propulsion engine 40, for example, a two-stroke cycle low-speed diesel engine can be used.

推進エンジン40は、エンジンコントロールユニット(以降、ECUという)62と接続されており、ECU62によって駆動が制御される。ECU62は、推進エンジン40とプロペラを接続する主軸の回転を計測するように設けられた回転計42により計測された主軸回転数が目標回転数になるように、推進エンジン40に燃料ガスを供給する供給ラインに設けられた圧力制御バルブ44の開度を制御することで、推進エンジン40の駆動を制御する。すなわち、ECU62は、推進エンジン40と推進用のプロペラを接続した主軸の主軸回転数が目標回転数になるように、推進エンジン40の負荷を定め、これに基づいて燃料ガスの流量を制御する装置である。ECU62は、気象、海象の風、波高等の自然状況の変化によって変化する主軸回転数が目標回転数に維持されるように、推進エンジン40の負荷を定める他、オペレータの減速、加速、旋回等の指示によって提供されるプロペラ回転数の操作指令値に応じて、推進エンジン40の負荷を定めることもできる。 図1では、上述した制御を表すために、簡易的に、回転系42と圧力制御バルブ44とを結ぶ点線が描かれている。
ECU62は、定めた負荷に基づいて、最下流に位置するガスコンプレッサ32eの送出側の目標圧力を設定し、この目標圧力を制御装置60に送るように構成されている。この目標圧力は、推進エンジン40が燃料ガス供給システム30に要求する燃料供給圧力である。加圧制御装置62は、目標圧力を用いて、加圧機構30によりボイルオフガスの送出量を制御する。
The propulsion engine 40 is connected to an engine control unit (hereinafter, referred to as ECU) 62, and its driving is controlled by the ECU 62. The ECU 62 supplies fuel gas to the propulsion engine 40 such that the main shaft rotation speed measured by the tachometer 42 provided to measure the rotation of the main shaft connecting the propulsion engine 40 and the propeller becomes the target rotation speed. The driving of the propulsion engine 40 is controlled by controlling the opening of the pressure control valve 44 provided in the supply line. That is, the ECU 62 determines the load on the propulsion engine 40 such that the main shaft rotation speed of the main shaft connecting the propulsion engine 40 and the propeller for propulsion becomes the target rotation speed, and controls the flow rate of the fuel gas based on the load. It is. The ECU 62 determines the load on the propulsion engine 40 so that the main shaft rotation speed, which changes due to changes in natural conditions such as weather, wind of the sea, and wave height, is maintained at the target rotation speed. The load on the propulsion engine 40 can also be determined according to the operation command value of the propeller speed provided by the instruction. In FIG. 1, a dotted line connecting the rotation system 42 and the pressure control valve 44 is simply drawn to represent the above-described control.
The ECU 62 is configured to set a target pressure on the delivery side of the gas compressor 32e located at the most downstream, based on the determined load, and to send the target pressure to the control device 60. The target pressure is a fuel supply pressure required by the propulsion engine 40 to the fuel gas supply system 30. The pressurization control device 62 controls the amount of boil-off gas delivered by the pressurization mechanism 30 using the target pressure.

(液化装置)
液化装置50は、バイパス管33cの主配管31からの分岐点と逆止弁31aとの間から分岐する分岐配管51を通して、加圧機構30と接続されている。
液化装置50は、推進エンジン40の負荷の変動により不要となったボイルオフガスを液化ガスとしてタンク20に戻す装置である。ボイルオフガスの一部は液化されず気体を維持する。本実施形態では、このボイルオフガスを液化した液化ガスとともに、気液混合流体の状態で、タンク20内の液化ガスに圧送する。液化装置50は、ボイルオフガスを液化する前にボイルオフガスを冷却する熱交換器53、冷却したボイルオフガスを膨張して液化させる膨張バルブ54、膨張バルブ54によって作られた気液混合流体をタンク20内の液化ガスの液相中に戻す回収配管56、及び冷却器58、を主に備える。
膨張バルブ54は、冷却したボイルオフガスを膨張して液化させる。膨張バルブ54は、JT(ジュール・トムソン)バルブなどの等エンタルピ過程で変化すバルブでもよいが、エキスパンダなどの等エントロピ過程で変化するバルブであることが好ましい。
冷却器58は、タンク20内に流入する熱量を小さくするために、回収配管58を流れる気液混合流体を冷却する。このように、回収配管56に、膨張バルブ54で生成された気液混合流体を冷却する冷却装置58が設けられることが、タンク20内の液化ガスに大きな熱量を加えずに気液混合流体を回収させることができる点から好ましい。
(Liquefaction equipment)
The liquefaction apparatus 50 is connected to the pressurizing mechanism 30 through a branch pipe 51 that branches from a branch point of the bypass pipe 33c from the main pipe 31 and between the check valve 31a.
The liquefaction device 50 is a device that returns the boil-off gas that has become unnecessary due to a change in the load of the propulsion engine 40 to the tank 20 as liquefied gas. Part of the boil-off gas is not liquefied and maintains a gas. In the present embodiment, the boil-off gas is pumped together with the liquefied gas into a liquefied gas in the tank 20 in a gas-liquid mixed fluid state. The liquefaction apparatus 50 includes a heat exchanger 53 for cooling the boil-off gas before liquefying the boil-off gas, an expansion valve 54 for expanding and liquefying the cooled boil-off gas, and a gas-liquid mixed fluid created by the expansion valve 54 in the tank 20. It mainly comprises a recovery pipe 56 for returning the liquefied gas inside to the liquid phase, and a cooler 58.
The expansion valve 54 expands and cools the cooled boil-off gas. The expansion valve 54 may be a valve that changes during an isenthalpic process such as a JT (Joule Thomson) valve, but is preferably a valve that changes during an isentropic process such as an expander.
The cooler 58 cools the gas-liquid mixed fluid flowing through the recovery pipe 58 in order to reduce the amount of heat flowing into the tank 20. As described above, since the cooling device 58 that cools the gas-liquid mixed fluid generated by the expansion valve 54 is provided in the recovery pipe 56, the gas-liquid mixed fluid is not added to the liquefied gas in the tank 20 without adding a large amount of heat. It is preferable because it can be recovered.

加圧機構30から延びる分岐配管51には、液化装置50内を流れるボイルオフガスの流量を制御する液化制御バルブ55が設けられる。本実施形態では、液化制御バルブ55は、熱交換器53と膨張バルブ54との間に設けられている。一方、タンク20から加圧機構30に延びる主配管31には、タンク20内のボイルオフガスの圧力、すなわち、加圧機構30で加圧する前のボイルオフガス、いいかえると、タンク20内のボイルオフガスの圧力を計測する圧力計57aが設けられる。   The branch pipe 51 extending from the pressurizing mechanism 30 is provided with a liquefaction control valve 55 for controlling the flow rate of the boil-off gas flowing in the liquefaction apparatus 50. In the present embodiment, the liquefaction control valve 55 is provided between the heat exchanger 53 and the expansion valve 54. On the other hand, the main pipe 31 extending from the tank 20 to the pressurizing mechanism 30 has a pressure of the boil-off gas in the tank 20, that is, the boil-off gas before being pressurized by the pressurizing mechanism 30, in other words, the boil-off gas in the tank 20. A pressure gauge 57a for measuring pressure is provided.

液化制御バルブ55には、液化制御バルブ55に制御信号を送る選択器(液化用選択器)57bが設けられている。選択器57bは、圧力計57aによる計測圧力に基づいて生成される液化制御バルブ55の開度の制御信号(以降、この制御信号を液化フィードバック制御信号という)と、制御装置60から接点57cに送られる、ボイルオフガスの液化処理のためのシーケンスに基づいて生成された液化制御バルブ55の開度の制御信号(以降、この制御信号を液化シーケンス制御信号という)のうち、開度の小さな方の制御信号を選択する低位選択器である。なお、圧力計57aによる計測圧力の情報は制御装置60に送られ、制御装置60は、圧力計57aによる計測圧力に基づいて、液化制御バルブ55の開度を制御する液化フィードバック制御信号を生成し、この液化フィードバック制御信号を、選択器57bに送る。図1では、理解し易いように、圧力計57aと選択器57bとを点線で接続している。制御装置60には、圧力計57aの圧力が予め設定された液化圧力設定値になるように、圧力計57aによる計測圧力と液化圧力設定値の差分に基づいて開度の制御信号を生成するように構成されている。具体的には、制御装置60は、圧力計57aによる計測圧力が液化圧力設定値よりも高い場合、液化制御バルブ55の開度を大きくし、圧力計57aによる計測圧力が液化圧力設定値よりも低い場合、液化制御バルブ55の開度を小さくする液化フィードバック制御信号を生成するように構成されている。このような液化圧力設定値が制御装置60に設定されている。生成された液化フィードバック制御信号の開度は、選択器57bで、制御装置60から接点57cを通じて送られる液化シーケンス制御信号の開度と比較され、選択器57bは、低位の(開度の小さい)制御信号を選択して液化制御バルブ55に送る。すなわち、制御装置60は、圧力計57aによる計測圧力に基づく液化フィードバック制御信号を生成する他、計測圧力の大小に係らず、ボイルオフガスの液化処理のためのシーケンスに従がって液化制御バルブ55の開度を、接点57cを通じて制御するための液化シーケンス制御信号を生成するように構成されている。   The liquefaction control valve 55 is provided with a selector (liquefaction selector) 57b that sends a control signal to the liquefaction control valve 55. The selector 57b sends a control signal for the opening degree of the liquefaction control valve 55 generated based on the pressure measured by the pressure gauge 57a (hereinafter, this control signal is referred to as a liquefaction feedback control signal) and the control device 60 to the contact 57c. Out of the control signals of the opening degree of the liquefaction control valve 55 generated based on the sequence for the liquefaction processing of the boil-off gas (hereinafter, this control signal is referred to as a liquefaction sequence control signal). This is a low-order selector for selecting a signal. The information on the pressure measured by the pressure gauge 57a is sent to the control device 60, and the control device 60 generates a liquefaction feedback control signal for controlling the opening of the liquefaction control valve 55 based on the pressure measured by the pressure gauge 57a. This liquefaction feedback control signal is sent to the selector 57b. In FIG. 1, the pressure gauge 57a and the selector 57b are connected by a dotted line for easy understanding. The control device 60 generates an opening control signal based on the difference between the pressure measured by the pressure gauge 57a and the liquefaction pressure set value so that the pressure of the pressure gauge 57a becomes a preset liquefaction pressure set value. Is configured. Specifically, when the pressure measured by the pressure gauge 57a is higher than the liquefaction pressure set value, the control device 60 increases the opening of the liquefaction control valve 55 so that the pressure measured by the pressure gauge 57a is larger than the liquefaction pressure set value. When it is low, the liquefaction control valve 55 is configured to generate a liquefaction feedback control signal that reduces the opening degree. Such a liquefaction pressure set value is set in the control device 60. The opening degree of the generated liquefaction feedback control signal is compared with the opening degree of the liquefaction sequence control signal sent from the control device 60 through the contact 57c by the selector 57b. The control signal is selected and sent to the liquefaction control valve 55. In other words, the control device 60 generates a liquefaction feedback control signal based on the pressure measured by the pressure gauge 57a, and also controls the liquefaction control valve 55 according to the sequence for the liquefaction processing of the boil-off gas regardless of the magnitude of the measured pressure. Is configured to generate a liquefaction sequence control signal for controlling the degree of opening through the contact 57c.

さらに、制御装置60は、ガス処理装置70へのボイルオフガスの流量を制御するガス処理制御バルブ71aの開度を制御する。ガス処理制御バルブ71aは、選択器(ガス処理用選択器)71cと接続されている。選択器71cは、圧力計57aによる計測圧力に基づいて生成されるガス処理制御バルブ71aの開度の制御信号(以降、この制御信号をガス処理フィードバック制御信号という)と、制御装置60から接点71bに送られる、ボイルオフガスのガス処理のためのシーケンスに基づいて生成されたガス処理制御バルブ71aの開度の制御信号(以降、この制御信号をガス処理シーケンス制御信号という)のうち、開度の大きな方の制御信号を選択する高位選択器である。
なお、上述したように、制御装置60には、圧力計57aによる計測圧力の情報が送られているので、制御装置60は、圧力計57aによる計測圧力に基づいて、ガス処理制御バルブ71aの開度を制御するガス処理フィードバック制御信号を生成し、このガス処理フィードバック制御信号を、選択器71cに送る。図1では、理解し易いように、圧力計57aと選択器71cとを点線で接続している。制御装置60には、圧力計57aの圧力が予め設定されたガス処理圧力設定値になるように、圧力計57aによる計測圧力とガス処理圧力設定値の差分に基づいて開度の制御信号を生成するように構成されている。具体的には、制御装置60は、圧力計57aによる計測圧力がガス処理圧力設定値よりも高い場合、ガス処理制御バルブ71aの開度を大きくし、圧力計57aによる計測圧力がガス処理圧力設定値よりも低い場合、ガス処理制御バルブ55の開度を小さくするガス処理フィードバック制御信号を生成するように構成されている。このようなガス処理圧力設定値が制御装置60に設定されている。生成されたガス処理フィードバック制御信号の開度は、選択器71cで、制御装置60から接点57cを通じて送られるガス処理シーケンス制御信号の開度と比較され、選択器71cは、高位の(開度の大きい)制御信号を選択してガス処理制御バルブ71aに送る。すなわち、制御装置60は、圧力計57aによる計測圧力に基づくガス処理フィードバック制御信号を生成する他、計測圧力の大小に係らず、ボイルオフガスのガス処理のためのシーケンスに従がってガス処理制御バルブ71aの開度を、接点71bを通じて制御するためのガス処理シーケンス制御信号を生成するように構成されている。
Further, the control device 60 controls the opening degree of the gas processing control valve 71a that controls the flow rate of the boil-off gas to the gas processing device 70. The gas processing control valve 71a is connected to a selector (a gas processing selector) 71c. The selector 71c controls the opening degree of the gas processing control valve 71a based on the pressure measured by the pressure gauge 57a (hereinafter, this control signal is referred to as a gas processing feedback control signal). Among the control signals for the opening degree of the gas processing control valve 71a generated based on the sequence for the gas processing of the boil-off gas (hereinafter, this control signal is referred to as a gas processing sequence control signal). This is a high-order selector that selects the larger control signal.
As described above, since information on the pressure measured by the pressure gauge 57a is sent to the control device 60, the control device 60 opens the gas processing control valve 71a based on the pressure measured by the pressure gauge 57a. A gas processing feedback control signal for controlling the degree is generated, and this gas processing feedback control signal is sent to the selector 71c. In FIG. 1, the pressure gauge 57a and the selector 71c are connected by a dotted line for easy understanding. The control device 60 generates an opening control signal based on the difference between the pressure measured by the pressure gauge 57a and the gas processing pressure set value so that the pressure of the pressure gauge 57a becomes a preset gas processing pressure set value. It is configured to be. Specifically, when the pressure measured by the pressure gauge 57a is higher than the gas processing pressure set value, the control device 60 increases the opening of the gas processing control valve 71a, and the pressure measured by the pressure gauge 57a becomes the gas processing pressure setting. If the value is lower than the value, the gas processing control valve 55 is configured to generate a gas processing feedback control signal for decreasing the opening degree. Such a gas processing pressure set value is set in the control device 60. The opening degree of the generated gas processing feedback control signal is compared with the opening degree of the gas processing sequence control signal sent from the control device 60 through the contact 57c by the selector 71c. (Large) control signal is selected and sent to the gas processing control valve 71a. That is, the control device 60 generates a gas processing feedback control signal based on the pressure measured by the pressure gauge 57a, and performs gas processing control according to the sequence for gas processing of boil-off gas regardless of the magnitude of the measured pressure. It is configured to generate a gas processing sequence control signal for controlling the opening degree of the valve 71a through the contact 71b.

液化装置50では、膨張バルブ54によるボイルオフガスの膨張により生成される気液混合流体の温度は、タンク20内の液化ガスの温度に比べて高いので、液化制御バルブ55を開いてタンク20内の液化ガスに気液混合流体を流入させると、タンク20内の液化ガス中に熱が一時的に流入する。このため、タンク20内で液化ガスの気化が増加し、タンク20内の圧力が一時的に増大することを防止するために、液化制御バルブ55の開度の増加する速度は当初小さく、時間の経過とともに、連続的にあるいは断続的に大きくなるように制御装置60は制御する。具体的には、熱交換器53によるボイルオフガスの冷却と膨張バルブ54によりボイルオフガスの膨張により最も多く液化することができる最大ボイルオフガスの流量である最適回収ガス量より少ない流量が、液化制御バルブ55が開く当初、液化装置50内を流れるように、液化制御バルブ55の開度の速度は当初小さい。この後、制御装置60は、液化装置50内を流れるボイルオフガスが最適回収ガス量に近づくように、液化制御バルブ55の開度の速度が、時間の経過とともに連続的にあるいは断続的に大きくなるように、液化制御バルブ55の開度を制御する。このような制御信号が、制御装置60から、接点57cに入力される。この場合、液化制御バルブ55が開く時、最適回収ガス量の20%のボイルオフガス流量に到達する時間は1分以上となるように、制御装置60は、液化制御バルブ55の開度を制御することが好ましい。   In the liquefaction apparatus 50, the temperature of the gas-liquid mixed fluid generated by the expansion of the boil-off gas by the expansion valve 54 is higher than the temperature of the liquefied gas in the tank 20. When the gas-liquid mixed fluid flows into the liquefied gas, heat temporarily flows into the liquefied gas in the tank 20. Therefore, in order to prevent the vaporization of the liquefied gas in the tank 20 from increasing and the pressure in the tank 20 from temporarily increasing, the speed at which the opening of the liquefaction control valve 55 increases is initially small, and The control device 60 performs control so that the value increases continuously or intermittently with the passage of time. More specifically, the liquefaction control valve is configured to cool the boil-off gas by the heat exchanger 53 and expand the boil-off gas by the expansion valve 54 to reduce the flow rate of the maximum boil-off gas, which is the maximum flow rate of the boil-off gas, which is smaller than the optimal recovery gas amount. Initially, the opening speed of the liquefaction control valve 55 is small so that the liquefaction control valve 55 flows through the liquefaction device 50 when the 55 is opened. Thereafter, the control device 60 increases the opening speed of the liquefaction control valve 55 continuously or intermittently with time so that the boil-off gas flowing in the liquefaction device 50 approaches the optimal recovery gas amount. Thus, the opening of the liquefaction control valve 55 is controlled. Such a control signal is input from the control device 60 to the contact 57c. In this case, when the liquefaction control valve 55 is opened, the control device 60 controls the opening degree of the liquefaction control valve 55 so that the time required to reach the boil-off gas flow rate of 20% of the optimum recovered gas amount is 1 minute or more. Is preferred.

タンク20内の液化ガスに戻された混合流体中の液化ガスは、タンク20内の液化ガスとして貯留される。一方、混合流体中のボイルオフガスは液化ガスの液相中に戻されるので、多くのボイルオフガスは液化ガス中に溶けて、タンク20の気相中にボイルオフガスとして浮上する量は少ない。したがって、多くの量のボイルオフガスは、タンク20内の液化ガスに溶けて液化ガスに回収される。   The liquefied gas in the mixed fluid returned to the liquefied gas in the tank 20 is stored as a liquefied gas in the tank 20. On the other hand, the boil-off gas in the mixed fluid is returned to the liquid phase of the liquefied gas, so that a large amount of the boil-off gas is dissolved in the liquefied gas and floats as a boil-off gas in the gas phase of the tank 20. Therefore, a large amount of boil-off gas is dissolved in the liquefied gas in the tank 20 and is recovered as the liquefied gas.

図2は、従来の液化装置50の膨張バルブ54より下流側の配管等の構成を示す図である。図2に示すように、気液分離器59を設けて、膨張バルブ54で生成された気液混合流体を液化ガスとボイルオフガスに分離して、液化ガスを回収配管156でタンク20内に回収する一方、ボイルオフガスを、合流配管57を通じて主配管31を流れるタンク20内で気化したボイルオフガスの流れに合流させると、上述したように、ボイルオフガスの組成比率が変化し、加圧機構30におけるボイルオフガスの制御が困難になる。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a pipe or the like downstream of the expansion valve 54 of the conventional liquefaction apparatus 50. As shown in FIG. 2, a gas-liquid separator 59 is provided to separate the gas-liquid mixed fluid generated by the expansion valve 54 into a liquefied gas and a boil-off gas, and the liquefied gas is collected in the tank 20 by a collection pipe 156. On the other hand, when the boil-off gas is combined with the flow of the boil-off gas vaporized in the tank 20 flowing through the main pipe 31 through the merge pipe 57, the composition ratio of the boil-off gas changes as described above, Boil-off gas control becomes difficult.

ボイルオフガスのうち、ボイルオフガスから液化した液化ガスをタンク20に回収しながら、液化しなかったボイルオフガスが加圧機構30及び液化装置50内を循環するので、この状態を長い時間継続すると、加圧機構30で加圧されるボイルオフガスの組成比率は時間とともに変化する。すなわち、タンク20から引き出される主配管31を流れる加圧前の新鮮なボイルオフガスに合流配管57を通じて合流するボイルオフガスは、液化装置50で液化ガスから分離された液化されなかったボイルオフガスであり、このボイルオフガスの低沸点の成分の比率は、タンク20内のボイルオフガスに比べて高い。このため、加圧されるボイルオフガスの組成比率は時間とともに変化する。すなわち、液化ガスの主成分に比べて沸点の低い成分の、ボイルオフガスにおける組成比率は増加する。タンク20の液化ガスが天然ガスの場合、主成分はメタン、エタン等であるが、天然ガスには、沸点がメタンやエタンに比べて低い窒素が微量混入している。一方、液化装置50を通過したボイルオフガスにおける窒素成分の比率は増加する。例えば液化天然ガスに1%の窒素が混入している場合でも、液化装置50を通過したボイルオフガスの窒素割合は、ボイルオフガスが加圧機構30及び液化装置50内を循環する制御状態を長時間維持すると、10%以上に増加する。窒素の比率が増加するに従い、回収配管156を通じてタンク20へ回収される液化ガスは減少し、さらに、加圧機構30におけるガスコンプレッサ32a〜32eによるボイルオフガスの圧力は後述するように上昇する。その結果、調整バルブ34a,34cの開度の調整によりバイパス管33a,33cを流れるボイルオフガスの量は徐々に増加し、最終的に加圧機構30によるボイルオフガスの送出量の制御は困難になる。   While the liquefied gas liquefied from the boil-off gas among the boil-off gases is recovered in the tank 20, the unliquefied boil-off gas circulates in the pressurizing mechanism 30 and the liquefaction device 50. The composition ratio of the boil-off gas pressurized by the pressure mechanism 30 changes with time. That is, the boil-off gas that merges with the fresh boil-off gas before pressurization flowing through the main pipe 31 drawn from the tank 20 through the merge pipe 57 is the unliquefied boil-off gas separated from the liquefied gas in the liquefier 50, The ratio of the low boiling point component of the boil-off gas is higher than that of the boil-off gas in the tank 20. For this reason, the composition ratio of the boil-off gas to be pressurized changes with time. That is, the composition ratio of the component having a lower boiling point than the main component of the liquefied gas in the boil-off gas increases. When the liquefied gas in the tank 20 is natural gas, the main component is methane, ethane or the like, but the natural gas contains a small amount of nitrogen having a boiling point lower than that of methane or ethane. On the other hand, the ratio of the nitrogen component in the boil-off gas that has passed through the liquefaction apparatus 50 increases. For example, even when 1% of nitrogen is mixed in the liquefied natural gas, the nitrogen ratio of the boil-off gas that has passed through the liquefaction device 50 is determined by controlling the control state in which the boil-off gas circulates in the pressurizing mechanism 30 and the liquefaction device 50 for a long time. If maintained, it increases to more than 10%. As the ratio of nitrogen increases, the amount of liquefied gas recovered to the tank 20 through the recovery pipe 156 decreases, and the pressure of the boil-off gas by the gas compressors 32a to 32e in the pressurizing mechanism 30 increases as described later. As a result, the amount of boil-off gas flowing through the bypass pipes 33a, 33c gradually increases due to the adjustment of the degree of opening of the adjustment valves 34a, 34c. .

図3は、ガスコンプレッサによる圧縮処理で受けるボイルオフガスの圧力と体積の関係の一例を示す図である。液化ガスのボイルオフガスのうち、沸点の低い成分を含まない主成分のみのボイルオフガスは、体積V1から体積V2に圧縮される場合、経路Aに従がって、圧力P1から圧力P2に上昇する。これに対して、沸点の低い成分を含むボイルオフガスは、同じ体積変化の圧縮処理を受けても、経路Bに従がって、圧力P1から圧力P3(P3>P2)に上昇する。このため、沸点の低い成分を含むボイルオフガスによる同じ圧縮処理でガスコンプレッサが消費するエネルギは、沸点の低い成分を含まないボイルオフガスに比べて大きい。
このように同じ圧縮処理により加圧されたボイルオフガスの圧力の増加により、加圧機構30によるボイルオフガスの送出量(質量)の制御(調整バルブ34a,34c,34eによるバイパス管33a,33c,33eを流れるボイルオフガスの量の、圧力に基づく制御)は難しくなる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the pressure and the volume of the boil-off gas received in the compression processing by the gas compressor. Among the boil-off gases of the liquefied gas, the boil-off gas containing only a main component that does not contain a component having a low boiling point rises from the pressure P1 to the pressure P2 according to the path A when compressed from the volume V1 to the volume V2. . On the other hand, the boil-off gas containing a component having a low boiling point rises from the pressure P1 to the pressure P3 (P3> P2) according to the path B even when subjected to the compression treatment with the same volume change. For this reason, the energy consumed by the gas compressor in the same compression processing using the boil-off gas containing a component having a low boiling point is larger than that of the boil-off gas containing no component having a low boiling point.
As described above, by increasing the pressure of the boil-off gas pressurized by the same compression processing, control of the delivery amount (mass) of the boil-off gas by the pressurizing mechanism 30 (by-pass pipes 33a, 33c, 33e by the adjustment valves 34a, 34c, 34e). Pressure-based control of the amount of boil-off gas flowing through).

したがって、本実施形態では、液化装置50で生成された気液混合流体をタンク20内の液相に戻している。このため、ボイルオフガスの組成比率が変化せず、所定の圧力に加圧したボイスオフガスを安定してエンジンに供給することができる。   Therefore, in the present embodiment, the gas-liquid mixed fluid generated by the liquefaction device 50 is returned to the liquid phase in the tank 20. Therefore, the composition ratio of the boil-off gas does not change, and the voice-off gas pressurized to a predetermined pressure can be stably supplied to the engine.

このような液化装置50における液化制御バルブ55が開く前のガス処理制御バルブ71aの開度の制御により、タンク20内のボイルオフガスの圧力を制御するガス処理制御状態から、液化制御バルブ55が開いた別の制御状態に移行する挙動を説明する。   By controlling the opening of the gas processing control valve 71a before the liquefaction control valve 55 is opened in the liquefaction apparatus 50, the liquefaction control valve 55 is opened from the gas processing control state in which the pressure of the boil-off gas in the tank 20 is controlled. The behavior of shifting to another control state will be described.

推進エンジン40の負荷が大きくボイルオフガスの消費量が多い場合、推進エンジン40のボイルオフガスの消費量とガス処理装置70のボイルオフガスの消費量の合計は、タンク20で発生したボイルオフガスの発生量を越える。この場合は、推進エンジン40には、重油等のオイルが補完燃料として用いられる。制御装置60は、この制御状態において、ガス処理圧力設定値は、液化ガス圧力設定値よりも低く設定していることが好ましく、ガス処理圧力設定値は、例えば50kPaであり、液化圧力設定値は、例えば100kPaである。制御装置60は、接点57cに開度0(完全に閉じる)の液化シーケンス制御信号を送り、接点71bに開度0のガス処理制御信号を送るように構成されている。
したがって、液化制御バルブ55は、選択器57bにより接点57cに送られる開度0の液化シーケンス制御信号が選択されて完全に閉じ、ガス処理制御バルブ71aは選択器71cにより接点71bに送られる開度0のガス処理シーケンス制御信号が選択されず、圧力計57aの圧力に基づいて生成されるガス処理フィードバック制御信号が選択される。したがって、ガス処理制御バルブ71aの開度は、圧力計57aの圧力に基づいて制御され、圧力計57aの圧力(タンク20内のボイルオフガスの圧力)がガス処理圧力設定値になるように制御されている。したがって、この制御状態は、タンク20内のボイルオフガスの圧力に応じてガス処理制御バルブ71aの開度を操作、制御することにより、タンク20内のボイルオフガスの圧力を所定の範囲内に制御するガス処理制御状態である。
When the load on the propulsion engine 40 is large and the consumption of the boil-off gas is large, the sum of the consumption of the boil-off gas of the propulsion engine 40 and the consumption of the boil-off gas of the gas processing device 70 is the amount of the boil-off gas generated in the tank 20. Beyond. In this case, the propulsion engine 40 uses oil such as heavy oil as a supplementary fuel. In this control state, the control device 60 preferably sets the gas processing pressure set value lower than the liquefied gas pressure set value, and the gas processing pressure set value is, for example, 50 kPa, and the liquefied pressure set value is , For example, 100 kPa. The control device 60 is configured to send a liquefaction sequence control signal having an opening of 0 (completely closed) to the contact 57c and a gas processing control signal having an opening of 0 to the contact 71b.
Therefore, the liquefaction control valve 55 is completely closed by selecting the liquefaction sequence control signal of the opening degree 0 sent to the contact 57c by the selector 57b, and the gas treatment control valve 71a is opened by the selector 71c to the contact 71b. The gas processing sequence control signal of 0 is not selected, and the gas processing feedback control signal generated based on the pressure of the pressure gauge 57a is selected. Therefore, the opening of the gas processing control valve 71a is controlled based on the pressure of the pressure gauge 57a, and is controlled so that the pressure of the pressure gauge 57a (the pressure of the boil-off gas in the tank 20) becomes the gas processing pressure set value. ing. Therefore, in this control state, the pressure of the boil-off gas in the tank 20 is controlled within a predetermined range by operating and controlling the opening of the gas processing control valve 71a in accordance with the pressure of the boil-off gas in the tank 20. It is a gas processing control state.

この後、船舶の速度がある程度まで低下し、推進エンジン40の負荷が低下すると、推進エンジン40のボイルオフガスの消費量とガス処理装置70のボイルオフガスの消費量の合計と、加圧機構30によるボイルオフガスの供給量(本実施形態では、略ボイルオフガスの生成量に対応する)とが一致する。この場合、重油等のオイルを補完燃料の消費を0にする。   Thereafter, when the speed of the boat is reduced to some extent and the load on the propulsion engine 40 is reduced, the sum of the consumption of the boil-off gas of the propulsion engine 40 and the consumption of the boil-off gas of the gas processing device 70 is determined by the pressurizing mechanism 30. The supply amount of the boil-off gas (in the present embodiment, substantially corresponds to the amount of boil-off gas generated). In this case, the consumption of supplementary fuel using oil such as heavy oil is reduced to zero.

推進エンジン40のボイルオフガスの消費量が更に減少すると、推進エンジン40のボイルオフガスの消費量とガス処理装置70のボイルオフガスの消費量の合計が、加圧機構30によるボイルオフガスの供給量より少なくなり、ボイスオフガスの一部は余剰となる。これに伴って、圧力計57aの圧力(タンク20内のボイルオフガスの圧力)が上昇するが、この上昇に応じてガス処理制御バルブ71aの開度が開くように制御されるので、ガス処理装置70によるボイルオフガスの消費量は増大する。すなわち、余剰となったボイルオフガスは、ガス処理装置70で消費される。   When the consumption of the boil-off gas of the propulsion engine 40 further decreases, the sum of the consumption of the boil-off gas of the propulsion engine 40 and the consumption of the boil-off gas of the gas processing device 70 becomes smaller than the supply of the boil-off gas by the pressurizing mechanism 30. That is, a part of the voice off gas becomes surplus. Along with this, the pressure of the pressure gauge 57a (the pressure of the boil-off gas in the tank 20) increases. However, since the opening of the gas processing control valve 71a is controlled to open in accordance with this increase, the gas processing apparatus The consumption of boil-off gas by 70 increases. That is, the surplus boil-off gas is consumed by the gas processing device 70.

ガス処理制御バルブ71aの開度が設定された閾値を越えると、液化装置50にボイルオフガスが流入するように、制御装置60は、液化制御バルブ55が開くような液化シーケンス制御信号を生成する。すなわち、推進エンジン40のボイスオフガスの消費量及びガス処理装置70のボイルオフガスの消費量の合計が、加圧機構30のボイルオフの供給量に比べて少ない時、液化制御バルブ55を開くように制御する。液化制御バルブ55が開く直前の制御状態では、ガス処理圧力設定値は液化圧力設定値より低く、例えば50kPaとなっている。液化圧力設定値は例えば100kPaとなっている。接点71bにはガス処理制御バルブ71aの開度が0のガス処理シーケンス制御信号が送られているが、ガス処理制御バルブ71aの開度は、圧力計57aによる計測圧力に基づいて生成されたガス処理フィードバック制御信号にしたがって制御されている。一方、接点57cには、液化制御バルブ55の開度が0の液化シーケンス制御信号が送られており、この液化シーケンス制御信号にしたがって液化制御バルブ55の開度は0となっている。したがって、この制御状態では、液化圧力設定値は、液化制御バルブ55に対して機能していない。   When the opening of the gas processing control valve 71a exceeds the set threshold value, the control device 60 generates a liquefaction sequence control signal that causes the liquefaction control valve 55 to open so that the boil-off gas flows into the liquefaction device 50. That is, when the sum of the consumption amount of the voice-off gas of the propulsion engine 40 and the consumption amount of the boil-off gas of the gas processing device 70 is smaller than the supply amount of the boil-off of the pressurizing mechanism 30, the liquefaction control valve 55 is opened. I do. In the control state immediately before the liquefaction control valve 55 is opened, the gas processing pressure set value is lower than the liquefaction pressure set value, for example, 50 kPa. The liquefaction pressure set value is, for example, 100 kPa. A gas processing sequence control signal in which the opening degree of the gas processing control valve 71a is 0 is sent to the contact 71b, and the opening degree of the gas processing control valve 71a is determined based on the gas generated based on the pressure measured by the pressure gauge 57a. It is controlled according to the processing feedback control signal. On the other hand, a liquefaction sequence control signal in which the degree of opening of the liquefaction control valve 55 is 0 is sent to the contact 57c, and the degree of opening of the liquefaction control valve 55 is 0 in accordance with the liquefaction sequence control signal. Therefore, in this control state, the liquefaction pressure set value does not function for the liquefaction control valve 55.

図4(a),(b)は、圧力計57aによる計測圧力、液化圧力設定値、及びガス処理圧力設定値の時間変化と、液化フィードバック制御信号と液化シーケンス制御信号における液化制御バルブ55の開度の時間変化の例を示す図である。時刻T1が、液化制御バルブ55が開く時刻を表している。
図4(a)に示されるように、圧力計57aの計測圧力(タンク20内のボイルオフガスの圧力)は、ガス処理圧力設定値に略一致している。
このような制御状態から、制御装置60は、時刻T1において下記操作1及び2行う。さらに、制御装置60は、下記操作3の操作を行う。これらの操作によって、ガス処理制御バルブ71aの開度を制御する制御信号を、圧力計57aの計測圧力に基づくガス処理フィードバック制御信号から、制御装置60が接点71bに送るガス処理シーケンス制御信号に変更し、液化制御バルブ55の開度を制御する制御信号を、制御装置60が接点57cに送る液化シーケンス制御信号から圧力計57aの計測圧力に基づく液化フィードバック制御信号に変更する。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) show the time changes of the pressure measured by the pressure gauge 57a, the liquefaction pressure set value, and the gas processing pressure set value, and the opening of the liquefaction control valve 55 in the liquefaction feedback control signal and the liquefaction sequence control signal. It is a figure showing an example of a time change of a degree. Time T1 represents the time at which the liquefaction control valve 55 opens.
As shown in FIG. 4A, the measured pressure of the pressure gauge 57a (the pressure of the boil-off gas in the tank 20) substantially matches the set value of the gas processing pressure.
From such a control state, the control device 60 performs the following operations 1 and 2 at time T1. Further, the control device 60 performs the following operation 3. By these operations, the control signal for controlling the opening of the gas processing control valve 71a is changed from the gas processing feedback control signal based on the pressure measured by the pressure gauge 57a to the gas processing sequence control signal sent from the control device 60 to the contact 71b. Then, the control signal for controlling the opening degree of the liquefaction control valve 55 is changed from the liquefaction sequence control signal sent from the control device 60 to the contact 57c to the liquefaction feedback control signal based on the pressure measured by the pressure gauge 57a.

操作1:
制御装置60は、ガス処理圧力設定値を大きく、液化圧力設定値は小さくなるように変更して、ガス処理圧力設定値が液化圧力設定値より大きくなるように設定する。この場合、変更後のガス処理圧力設定値は、例えば80kPaであり、変更後の液化圧力設定値は、例えば50kPaである。さらに、制御装置60は、ガス処理装置70が消費に必要とする所望のボイルオフガスの量が流れるようにガス処理シーケンス制御信号を接点71bに送り、液化ガス制御バルブ55の開度を0にする液化シーケンス制御信号を維持して接点57cに送る。
この操作1の状態では、圧力計57aの計測圧力と値が高くなったガス処理圧力設定値との差分に基づいて生成されるガス処理フィードバック制御信号にしたがって、ガス処理制御バルブ71aの開度は制御されるので、上記差分が大きくなることで、ガス処理制御バルブ71aの開度は小さくなる。このため、図4(a)に示すように、圧力計57aの計測圧力はガス処理圧力設定値に近づくように上昇する。なお、後述するように、時刻T1において、液化制御バルブ55は開き始めるが、その開度の速度は小さいため、十分な気液混合流体がタンク20へ回収されないので、圧力計57aの計測圧力はガス処理圧力設定値に近づくように上昇する。
Operation 1:
The controller 60 changes the gas processing pressure set value to be larger and the liquefaction pressure set value to be smaller, and sets the gas processing pressure set value to be larger than the liquefaction pressure set value. In this case, the changed gas processing pressure set value is, for example, 80 kPa, and the changed liquefaction pressure set value is, for example, 50 kPa. Further, the control device 60 sends a gas processing sequence control signal to the contact 71b so that the desired amount of boil-off gas required for consumption by the gas processing device 70 flows, and sets the opening of the liquefied gas control valve 55 to 0. The liquefaction sequence control signal is maintained and sent to the contact 57c.
In the state of the operation 1, the opening degree of the gas processing control valve 71a is changed according to the gas processing feedback control signal generated based on the difference between the pressure measured by the pressure gauge 57a and the gas processing pressure set value having the increased value. Since the difference is increased, the opening degree of the gas processing control valve 71a is reduced. For this reason, as shown in FIG. 4A, the pressure measured by the pressure gauge 57a increases so as to approach the gas processing pressure set value. As described later, at time T1, the liquefaction control valve 55 starts to open, but since the opening speed is small, a sufficient gas-liquid mixed fluid is not collected in the tank 20, so that the measured pressure of the pressure gauge 57a is reduced. It rises so as to approach the gas processing pressure set value.

操作2:
制御装置60は、時刻T1において、接点57cに送る制御信号として、液化制御バルブ55をゆっくり開ける、開度が非0の液化シーケンス制御信号を送る。
この液化シーケンス制御信号により、選択器57bを介して、液化制御バルブ55はゆっくり開き始める。この場合、液化制御バルブ55の開度の速度は当初小さく、徐々に大きくなるような液化シーケンス制御信号が生成される。具体的には、液化制御バルブ55が開く当初、熱交換器53によるボイルオフガスの冷却と膨張バルブ54によりボイルオフガスの膨張により最も多く液化するような最大ボイルオフガスの流量である最適回収ガス量より少ない流量が、液化装置50内を流れるように、液化制御バルブ55の開度の速度は当初小さい。この後、液化装置50内を流れるボイルオフガスが最適回収ガス量に近づくように、液化制御バルブ55の開度の速度は、徐々に大きくする。このような制御信号が、制御装置60から、接点57cに入力される。この場合、液化制御バルブ55が開度0から開き始める時、最適回収ガス量の20%のボイルオフガス流量になるのに1分以上要するように、液化制御バルブ55の開度の速度は制御されることが好ましい。
Operation 2:
At time T1, controller 60 sends a liquefaction sequence control signal that slowly opens liquefaction control valve 55 and has a non-zero opening degree as a control signal to be sent to contact point 57c.
With the liquefaction sequence control signal, the liquefaction control valve 55 starts opening slowly through the selector 57b. In this case, a liquefaction sequence control signal is generated such that the speed of opening of the liquefaction control valve 55 is initially small and gradually increases. Specifically, when the liquefaction control valve 55 is initially opened, cooling of the boil-off gas by the heat exchanger 53 and expansion of the boil-off gas by the expansion valve 54 cause the maximum boil-off gas to liquefy most. The opening speed of the liquefaction control valve 55 is initially small so that a small flow rate flows in the liquefaction device 50. Thereafter, the speed of the opening of the liquefaction control valve 55 is gradually increased so that the boil-off gas flowing in the liquefaction device 50 approaches the optimal recovery gas amount. Such a control signal is input from the control device 60 to the contact 57c. In this case, when the liquefaction control valve 55 starts to open from the opening degree 0, the opening speed of the liquefaction control valve 55 is controlled so that it takes one minute or more to reach the boil-off gas flow rate of 20% of the optimal recovered gas amount. Preferably.

この状態では、気液混合流体がタンク20へ回収され始める当初、回収量が増加するまでの間、圧力計57aの計測圧力は上昇するが、ガス処理圧力設定値(例えば80kPa)に近づくことで、選択器71cを通じて、圧力計57aの計測圧力に基づくガス処理フィードバック制御信号がガス処理制御バルブ71aに送られ、圧力計57aの圧力の上昇は抑制される。
さらに、接点57cに送られる液化シーケンス制御信号により、液化制御バルブ55の開度が大きくなり、図4(a)に示すように、圧力計57aの圧力が低下を開始する。液化シーケンス制御信号の開度は、図4(b)に示すように、徐々に大きくなり、液化フィードバック制御信号の開度を横切って、液化フィードバック制御信号の開度は、液化シーケンス制御信号の開度より小さくなる。これにより、選択器57bは、圧力計57aの計測圧力に基づく液化フィードバック制御信号を選択し、液化制御バルブ55の開度は、液化フィードバック制御信号で制御される。すなわち、液化制御バルブ55の開度を制御する制御信号は、接点57cに送られる液化シーケンス制御信号から圧力計57aの計測圧力に基づく液化フィードバック制御信号に変更される。
In this state, initially, when the gas-liquid mixed fluid starts to be collected in the tank 20, the pressure measured by the pressure gauge 57a increases until the amount of collection increases, but when the gas processing pressure approaches the gas processing pressure set value (for example, 80 kPa). The gas processing feedback control signal based on the pressure measured by the pressure gauge 57a is sent to the gas processing control valve 71a through the selector 71c, and the pressure increase of the pressure gauge 57a is suppressed.
Further, the degree of opening of the liquefaction control valve 55 is increased by the liquefaction sequence control signal sent to the contact 57c, and the pressure of the pressure gauge 57a starts to decrease as shown in FIG. The opening of the liquefaction sequence control signal gradually increases as shown in FIG. 4B, and crosses the opening of the liquefaction feedback control signal. Degree. Thus, the selector 57b selects the liquefaction feedback control signal based on the pressure measured by the pressure gauge 57a, and the opening of the liquefaction control valve 55 is controlled by the liquefaction feedback control signal. That is, the control signal for controlling the degree of opening of the liquefaction control valve 55 is changed from the liquefaction sequence control signal sent to the contact 57c to the liquefaction feedback control signal based on the pressure measured by the pressure gauge 57a.

一方、圧力計57aの計測圧力は、ガス処理圧力設定値よりも低いので、ガス処理フィードバック制御信号の開度は小さくなる。これにより、ガス処理フィードバック制御信号の開度は、制御装置60から接点71bに送られるガス処理シーケンス制御信号の開度よりも低くなる。この結果、選択器71cは、ガス処理シーケンス制御信号を選択し、ガス処理制御バルブ71aの開度を制御する制御信号は、圧力計57aの計測圧力に基づくガス処理フィードバック制御信号から接点71bに送られるガス処理シーケンス制御信号に変更される。したがって、ガス処理制御バルブ71aの開度は、ガス処理シーケンス制御信号の開度を調整することで調整できる。   On the other hand, since the pressure measured by the pressure gauge 57a is lower than the gas processing pressure set value, the opening degree of the gas processing feedback control signal becomes smaller. Thus, the opening of the gas processing feedback control signal is lower than the opening of the gas processing sequence control signal sent from the control device 60 to the contact 71b. As a result, the selector 71c selects the gas processing sequence control signal, and the control signal for controlling the opening of the gas processing control valve 71a is sent to the contact 71b from the gas processing feedback control signal based on the measured pressure of the pressure gauge 57a. Is changed to a gas processing sequence control signal. Therefore, the opening of the gas processing control valve 71a can be adjusted by adjusting the opening of the gas processing sequence control signal.

操作3:
ガス処理フィードバック制御信号の開度が、ガス処理シーケンス制御信号の開度より小さくなると、制御装置60のガス処理フィードバック制御信号に、ガス処理シーケンス制御信号の値を書き換える書き換え処理を行う。一方で、ガス処理シーケンス制御信号の開度が、ガス処理フィードバック制御信号の開度に比べて小さい場合、上記書き換え処理を行わない。ガス処理フィードバック制御信号は、PID制御(Proportional-Integral-Differential Controller)に基づく制御信号であり、過去のガス処理フィードバック制御信号と計測圧力との残留差分の積分値に基づいて生成される。このため、推進エンジン40が外乱により負荷変動しボイルオフガスの消費量が変動して、圧力計57aの計測圧力が急激に変化する場合に、ガス処理制御バルブ55による開度のPID制御が安定して行うことができるようにするためである。
Operation 3:
When the opening degree of the gas processing feedback control signal becomes smaller than the opening degree of the gas processing sequence control signal, a rewriting process for rewriting the value of the gas processing sequence control signal to the gas processing feedback control signal of the control device 60 is performed. On the other hand, when the opening degree of the gas processing sequence control signal is smaller than the opening degree of the gas processing feedback control signal, the rewriting process is not performed. The gas processing feedback control signal is a control signal based on PID control (Proportional-Integral-Differential Controller), and is generated based on the integrated value of the residual difference between the past gas processing feedback control signal and the measured pressure. Therefore, when the load of the propulsion engine 40 fluctuates due to disturbance and the consumption amount of the boil-off gas fluctuates and the pressure measured by the pressure gauge 57a fluctuates rapidly, the PID control of the opening degree by the gas processing control valve 55 is stabilized. In order to be able to do it.

なお、液化装置50におけるボイルオフガスの液化及び気液混合流体のタンク20の回収の停止は、液化シーケンス制御信号を開度0の信号にして、液化圧力設定値を、ボイルオフガスの液化及び気液混合流体のタンク20の回収の前の状態に戻し、ガス処理シーケンス制御信号を開度0の信号にすればよい。   The liquefaction of the boil-off gas in the liquefaction apparatus 50 and the stoppage of the recovery of the gas-liquid mixed fluid in the tank 20 are performed by setting the liquefaction sequence control signal to the signal of the opening degree 0, and setting the liquefaction pressure set value to the boil-off gas liquefaction and the gas-liquid What is necessary is just to return to the state before the collection of the mixed fluid in the tank 20, and to set the gas processing sequence control signal to the signal of the opening degree 0.

このように、本実施形態の液化装置50は回収配管56を備え、回収配管56を通じて液化装置50で液化した液化ガスと液化しなかったボイルオフガスの気液混合流体を、タンク20内の液化ガスの液相中に戻すことができる。このため、図2に示すように、ボイルオフガスを、合流配管57を通じて主配管31を流れるボイルオフガスの流れに合流させる場合、このボイルオフガスの合流により生じるボイルオフガスの組成比率の変化に起因した、加圧機構30におけるボイルオフガスの加圧制御の困難を回避することができる。したがって、ボイルオフガスの組成比率が変化せず、所定の圧力に加圧したボイスオフガスを安定して推進エンジン40に供給することができる。   As described above, the liquefier 50 of the present embodiment is provided with the recovery pipe 56, and the gas-liquid mixed fluid of the liquefied gas liquefied by the liquefier 50 and the boil-off gas not liquefied through the recovery pipe 56 is supplied to the liquefied gas in the tank 20. In the liquid phase. Therefore, as shown in FIG. 2, when the boil-off gas is combined with the flow of the boil-off gas flowing through the main pipe 31 through the merge pipe 57, the boil-off gas is caused by a change in the composition ratio of the boil-off gas caused by the merge. It is possible to avoid difficulties in controlling the pressurization of the boil-off gas in the pressurizing mechanism 30. Therefore, the composition ratio of the boil-off gas does not change, and the voice-off gas pressurized to a predetermined pressure can be stably supplied to the propulsion engine 40.

制御装置60は、タンク20内のボイルオフガスの圧力に応じて、ガス処理制御バルブ71a及び液化制御バルブ55のいずれか一方の開度を制御することで、タンク20内のボイルオフガスの圧力(圧力計57aの計測圧力)を制御することが、タンク20内のボイルオフガスの圧力を所定の範囲に制御することができ、ボイルオフガスの圧力の上昇によってタンク20の破損を予防することができる点から、好ましい。   The control device 60 controls the opening degree of one of the gas processing control valve 71a and the liquefaction control valve 55 according to the pressure of the boil-off gas in the tank 20, thereby controlling the pressure (pressure) of the boil-off gas in the tank 20. Controlling the pressure of the boil-off gas in the tank 20 within a predetermined range, and preventing the tank 20 from being damaged due to an increase in the pressure of the boil-off gas. ,preferable.

制御装置60は、推進エンジン40のボイスオフガスの消費量及びガス処理装置70のボイルオフガスの消費量の合計が、加圧機構30のボイルオフガスの供給量に比べて少ない時、液化制御バルブ55を開くように制御することが、加圧機構30内のボイルオフガスの上昇に伴ってタンク20内のボイルオフガスが所定の範囲を超えて上昇することを抑制する点から、好ましい。   When the sum of the consumption amount of the voice off gas of the propulsion engine 40 and the consumption amount of the boil off gas of the gas processing device 70 is smaller than the supply amount of the boil off gas of the pressurizing mechanism 30, the control device 60 activates the liquefaction control valve 55. It is preferable to control the boil-off gas to open so as to prevent the boil-off gas in the tank 20 from rising beyond a predetermined range as the boil-off gas in the pressurizing mechanism 30 rises.

制御装置60は、液化制御バルブ55の開度の速度は、時間の経過とともに連続的にあるいは段階的に増加する、すなわち、非線形に増加することが、液化制御バルブ55の開度の速度を小さくして、液化ガスに比べて高温の気液混合流体がタンク20内に流入することで、タンク20内の液化ガスに大量の熱が入ることを抑制することができる。液化ガスに大量の熱が入ると、ボイルオフガスの生成量が急激に増大しタンク20内のボイルオフガスの圧力を所定の範囲から外れ、安全上問題が生じる。
制御装置60は、ボイルオフガスの流量が、液化制御バルブ55の開き開始から、液化装置50によりボイルオフガスを最も多く液化することができる最大ボイルオフガスの流量である最適回収ガス量の20%の流量に到達するまでの時間が1分以上となるように、液化制御バルブ55の開度を制御して、液化装置50に流すボイルオフガスの流量を制御することが、タンク20内の液化ガスに多量の熱が入ることを抑制する点から好ましい。
The control device 60 decreases the speed of the opening of the liquefaction control valve 55 by increasing the speed of the opening of the liquefaction control valve 55 continuously or stepwise with the passage of time. Then, since the gas-liquid mixed fluid having a higher temperature than the liquefied gas flows into the tank 20, it is possible to suppress a large amount of heat from entering the liquefied gas in the tank 20. When a large amount of heat enters the liquefied gas, the amount of boil-off gas generated sharply increases and the pressure of the boil-off gas in the tank 20 deviates from a predetermined range, causing a safety problem.
The control device 60 determines that the flow rate of the boil-off gas is 20% of the optimal recovery gas amount, which is the maximum boil-off gas flow rate at which the liquefaction device 50 can liquefy the boil-off gas most from the start of opening the liquefaction control valve 55. By controlling the opening degree of the liquefaction control valve 55 and controlling the flow rate of the boil-off gas flowing to the liquefaction device 50 so that the time until the liquefied gas reaches the liquefier 50 is 1 minute or more. This is preferable from the viewpoint of preventing heat from entering.

制御装置60は、液化制御バルブ55を開くとき、タンク20内のボイルオフガスの圧力に応じてガス処理制御バルブ71aの開度を制御するガス処理制御状態から、タンク20内のボイルオフガスの圧力に応じて液化制御バルブ55の開度を制御する液化制御状態に移行するように、液化制御バルブ55及びガス処理制御バルブ71aを制御するので、2つの制御状態において、タンク20内のボイルオフガスの圧力を所定の範囲内に抑えることができる。   When opening the liquefaction control valve 55, the controller 60 changes the gas processing control state in which the opening degree of the gas processing control valve 71a is controlled in accordance with the pressure of the boil-off gas in the tank 20, from the gas processing control state to the pressure of the boil-off gas in the tank 20. Since the liquefaction control valve 55 and the gas processing control valve 71a are controlled so as to shift to the liquefaction control state in which the opening degree of the liquefaction control valve 55 is controlled accordingly, the pressure of the boil-off gas in the tank 20 in the two control states is controlled. Can be suppressed within a predetermined range.

また、選択器71cは、上述したように、制御装置60で生成したガス処理フィードバック制御信号と制御装置60で生成したガス処理シーケンス制御信号のうち、開度の指示値の大きい方の制御信号を選択してガス処理制御バルブ7aに送り、選択器57bは、上述したように、制御装置60で生成した液化フィードバック制御信号と制御装置60で生成した液化シーケンス制御信号のうち、開度の指示値の小さい方の制御信号を選択して液化制御バルブ55に送るので、ガス処理制御状態から液化制御状態への移行を容易に行うことができる。なお、選択器57b,71cは、制御装置60とは別体として設けられているが、制御装置60に組み込まれてもよい。また、制御装置60は、液化シーケンス制御信号及びガス処理シーケンス制御信号を生成する制御器と、液化フィードバック制御信号及びガス処理フィードバック制御信号を生成する制御器とにより構成されてもよい。また、液化フィードバック制御信号及びガス処理フィードバック制御信号を生成する制御器は、液化フィードバック制御信号を生成する制御器とガス処理フィードバック制御信号を生成する制御器の別体として構成してもよい。   Further, as described above, the selector 71c outputs the control signal having the larger indication value of the opening degree between the gas processing feedback control signal generated by the control device 60 and the gas processing sequence control signal generated by the control device 60. The selected value is sent to the gas processing control valve 7a. As described above, the selector 57b outputs the indication value of the opening degree between the liquefaction feedback control signal generated by the control device 60 and the liquefaction sequence control signal generated by the control device 60. Since the smaller control signal is selected and sent to the liquefaction control valve 55, the transition from the gas processing control state to the liquefaction control state can be easily performed. The selectors 57b and 71c are provided separately from the control device 60, but may be incorporated in the control device 60. Further, the control device 60 may be configured by a controller that generates a liquefaction sequence control signal and a gas processing sequence control signal, and a controller that generates a liquefaction feedback control signal and a gas processing feedback control signal. In addition, the controller that generates the liquefaction feedback control signal and the gas processing feedback control signal may be configured as separate units of a controller that generates the liquefaction feedback control signal and a controller that generates the gas processing feedback control signal.

制御装置60は、上述したように、液化制御バルブ55が閉じている時、ガス処理圧力設定値は液化圧力設定値より低く、液化制御バルブが開いている時、ガス処理圧力設定値は液化圧力設定値より大きくなるよう、ガス処理圧力設定値及び液化圧力設定値を調整する。これにより、ボイルオフガスの圧力をガス処理圧力設定値に制御するガス処理制御状態から、タンク20内のボイルオフガスの圧力を液化圧力設定値に制御する液化制御状態へ容易に移行させることができる。   As described above, when the liquefaction control valve 55 is closed, the controller 60 sets the gas processing pressure set value lower than the liquefaction pressure set value, and when the liquefaction control valve is opened, the gas processing pressure set value becomes the liquefaction pressure. The gas processing pressure set value and the liquefaction pressure set value are adjusted so as to be larger than the set values. Thereby, it is possible to easily shift from the gas processing control state in which the pressure of the boil-off gas is controlled to the gas processing pressure set value to the liquefaction control state in which the pressure of the boil-off gas in the tank 20 is controlled to the liquefaction pressure set value.

また、制御装置60は、上述したように、液化制御バルブ55が閉じている時、タンク20内のボイルオフガスの圧力がガス処理圧力設定値になるように、ガス処理制御バルブ71aの開度を制御し、液化制御バルブ55が開いている時、タンク20内のボイルオフガスの圧力が液化圧力設定値になるように、液化制御バルブ55の開度を制御する。これにより、いずれの制御状態でも、タンク20内のボイルオフガスの圧力を所望の圧力に制御することができる。   Further, as described above, when the liquefaction control valve 55 is closed, the control device 60 adjusts the opening of the gas processing control valve 71a so that the pressure of the boil-off gas in the tank 20 becomes the gas processing pressure set value. When the liquefaction control valve 55 is open, the opening degree of the liquefaction control valve 55 is controlled such that the pressure of the boil-off gas in the tank 20 becomes the liquefaction pressure set value. Accordingly, in any control state, the pressure of the boil-off gas in the tank 20 can be controlled to a desired pressure.

このような燃料ガス制御システム10は、以下のステップを有する燃料ガス供給方法を行う。   Such a fuel gas control system 10 performs a fuel gas supply method including the following steps.

(1)液化ガスを貯留するタンク20から気化したボイルオフガスを推進エンジン40に燃料ガスとして供給するために、液化ガスから気化したボイルオフガスを加圧機構30により加圧し送出するステップ。
(2)加圧されて送出されたボイルオフガスの一部を液化装置50で液化することで生成された、液化しなかったボイルオフガスを含む気液混合流体をタンク20内の液化ガスの液相中に戻すステップ。
(1) A step of pressurizing and sending out the boil-off gas vaporized from the liquefied gas by the pressurizing mechanism 30 to supply the vaporized boil-off gas from the tank 20 storing the liquefied gas to the propulsion engine 40 as a fuel gas.
(2) The gas-liquid mixed fluid containing the unliquefied boil-off gas, which is generated by liquefying a part of the boil-off gas sent out under pressure by the liquefaction device 50, is used as the liquid phase of the liquefied gas in the tank 20. Step back in.

この方法において、気液混合流体を、タンク20に戻す前に冷却装置58で冷却するステップを、さらに有することが好ましい。   In this method, it is preferable that the method further includes a step of cooling the gas-liquid mixed fluid with the cooling device 58 before returning to the tank 20.

燃料ガス供給方法は、さらに、
(3)加圧したボイルオフガスの一部を燃料として消費するガス処理装置70に向けて流すステップ、を有する。
この場合、ガス処理装置70に向けて流すボイルオフガスの量、及び、気液混合流体をタンク20内の液化ガスの液相中に戻す量のいずれか一方をタンク20内のボイルオフガスの圧力(圧力計57aの計測圧力)に応じて制御することにより、タンク20内のボイルオフガスの圧力を制御することが好ましい。
The fuel gas supply method further includes:
And (3) flowing a part of the pressurized boil-off gas toward the gas processing device 70 that consumes the boil-off gas as fuel.
In this case, one of the amount of the boil-off gas flowing toward the gas processing device 70 and the amount of the gas-liquid mixed fluid returned to the liquid phase of the liquefied gas in the tank 20 is determined by the pressure of the boil-off gas in the tank 20 ( It is preferable to control the pressure of the boil-off gas in the tank 20 by controlling according to the pressure measured by the pressure gauge 57a).

燃料ガス供給方法では、エンジン40のボイスオフガスの消費量及びガス処理装置70のボイルオフガスの消費量の合計が、加圧機構30のボイルオフの供給量に比べて少ない時、気液混合流体をタンク20内の液化ガスの液相中に戻すステップを実行することが好ましい。   In the fuel gas supply method, when the sum of the consumption amount of the voice-off gas of the engine 40 and the consumption amount of the boil-off gas of the gas processing device 70 is smaller than the supply amount of the boil-off of the pressurizing mechanism 30, the gas-liquid mixed fluid is stored in the tank. Preferably, a step of returning the liquefied gas in the liquid phase 20 to the liquid phase is performed.

また、液化装置50にボイルオフガスを流して液化を開始する時、液化装置50に流すボイルオフガスの量を時間の経過とともに連続的にあるいは段階的に増加させることが好ましい。   Further, when liquefaction is started by flowing the boil-off gas through the liquefier 50, it is preferable to increase the amount of the boil-off gas flowing through the liquefier 50 continuously or stepwise over time.

液化装置50にボイルオフガスを流して液化を開始するとき、ボイルオフガスの流量が、液化装置50によりボイルオフガスを最も多く液化することができる最大ボイルオフガスの流量である最適回収ガス量の20%の流量に到達するまでの時間が1分以上となるように、液化装置50に流すボイルオフガスの流量を制御することが好ましい。   When liquefaction is started by flowing the boil-off gas into the liquefaction apparatus 50, the flow rate of the boil-off gas is 20% of the optimal recovery gas amount which is the maximum boil-off gas flow rate at which the liquefaction apparatus 50 can liquefy the boil-off gas most. It is preferable to control the flow rate of the boil-off gas flowing through the liquefier 50 so that the time required to reach the flow rate is 1 minute or more.

液化装置50にボイルオフガスを流して液化を開始するとき、タンク20内のボイルオフガスの圧力が目標とするガス処理圧力設定値になるように、タンク20内のボイルオフガスの圧力に応じてガス処理装置70に流すボイルオフガスの量を制御するガス処理制御状態から、タンク20内のボイルオフガスの圧力が目標とする液化圧力設定値になるように、タンク20内のボイルオフガスの圧力に応じて液化装置50に流すボイルオフガスの量を制御する液化制御状態に移行するように、ボイルオフガスの流れを制御することが好ましい。   When liquefaction is started by flowing the boil-off gas through the liquefaction apparatus 50, the gas processing is performed in accordance with the pressure of the boil-off gas in the tank 20 so that the pressure of the boil-off gas in the tank 20 becomes a target gas processing pressure set value. From the gas processing control state in which the amount of boil-off gas flowing to the device 70 is controlled, the liquefaction is performed in accordance with the pressure of the boil-off gas in the tank 20 so that the pressure of the boil-off gas in the tank 20 becomes a target liquefaction pressure set value. It is preferable to control the flow of the boil-off gas so as to shift to a liquefaction control state in which the amount of the boil-off gas flowing to the device 50 is controlled.

以上、本発明の燃料ガス供給システム、燃料ガス供給方法、及び船舶について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。   As described above, the fuel gas supply system, the fuel gas supply method, and the ship according to the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course, you can do it.

10 燃料ガス供給システム
20 タンク
30 加圧機構
31 主配管
32a〜32e ガスコンプレッサ
33a,33c,33e バイパス管
34a,34c,34e,55a,57a 調整バルブ
35a〜35e 吸引スナッバ
36a〜36e 吐出スナッバ
37a〜37e 熱交換器
38a,38b,38c,38d 逆止弁
38a,38c,38e,65a,65b 圧力計
39 分岐配管
40 推進エンジン
42 回転計
44 流量制御弁
50 液化装置
51 分岐配管
53 熱交換器
54 膨張バルブ
55 液化制御バルブ
56 回収配管
57a 圧力計
57b,71c 選択器
57c,71b 接点
58 冷却器
60 制御装置
62 エンジンコントロールユニット
70 ガス処理装置
71a ガス処理制御バルブ
156 回収配管
Reference Signs List 10 fuel gas supply system 20 tank 30 pressurizing mechanism 31 main pipes 32a to 32e gas compressors 33a, 33c, 33e bypass pipes 34a, 34c, 34e, 55a, 57a adjustment valves 35a to 35e suction snubbers 36a to 36e discharge snubbers 37a to 37e Heat exchangers 38a, 38b, 38c, 38d Check valves 38a, 38c, 38e, 65a, 65b Pressure gauge 39 Branch pipe 40 Propulsion engine 42 Tachometer 44 Flow control valve 50 Liquefier 51 Branch pipe 53 Heat exchanger 54 Expansion valve 55 Liquefaction control valve 56 Recovery pipe 57a Pressure gauge 57b, 71c Selector 57c, 71b Contact point 58 Cooler 60 Controller 62 Engine control unit 70 Gas processing unit 71a Gas processing control valve 156 Recovery pipe

Claims (18)

エンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムであって、
液化ガスを貯留するタンクと、
前記液化ガスから気化したボイルオフガスをエンジンに燃料ガスとして供給するために、前記液化ガスから気化したボイルオフガスを加圧し送出する加圧機構と、
前記加圧機構で加圧されて送出されたボイルオフガスの一部を液化して前記タンクに戻す液化装置と、
前記液化装置に流れるボイルオフガスの量を制御する制御装置と、
を備え、
前記液化装置は、前記液化装置で液化した液化ガスと液化しなかったボイルオフガスの気液混合流体を、前記タンク内の液化ガスの液相中に戻す回収配管を備える、ことを特徴とする燃料ガス供給システム。
A fuel gas supply system that supplies fuel gas to an engine,
A tank for storing liquefied gas,
A pressurizing mechanism for pressurizing and sending out the boil-off gas vaporized from the liquefied gas, in order to supply the boil-off gas vaporized from the liquefied gas to the engine as a fuel gas,
A liquefier for liquefying a part of the boil-off gas that has been delivered by being pressurized by the pressurizing mechanism and returning the boil-off gas to the tank,
A control device for controlling the amount of boil-off gas flowing to the liquefaction device,
With
The fuel, wherein the liquefier includes a recovery pipe for returning a gas-liquid mixed fluid of a liquefied gas liquefied by the liquefier and a boil-off gas not liquefied into a liquid phase of the liquefied gas in the tank. Gas supply system.
前記回収配管には、前記気液混合流体を冷却する冷却装置が設けられている、請求項1に記載の燃料ガス供給システム。   The fuel gas supply system according to claim 1, wherein a cooling device that cools the gas-liquid mixed fluid is provided in the recovery pipe. 前記燃料ガス供給システムは、さらに、
前記加圧機構で加圧したボイルオフガスの一部を消費するガス処理装置に接続する分岐配管に設けられ、前記分岐配管を前記ガス処理装置に向けて流れるボイルオフガスの量を制御するガス処理制御バルブと、
前記加圧機構から前記液化装置に流れるボイルオフガスの量を制御する液化制御バルブと、を備え、
前記制御装置は、前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて、前記ガス処理制御バルブ及び前記液化制御バルブのいずれか一方の開度を制御することで、前記タンク内のボイルオフガスの圧力を制御する、請求項1または2に記載の燃料ガス供給システム。
The fuel gas supply system further includes:
Gas processing control provided in a branch pipe connected to a gas processing device that consumes a part of the boil-off gas pressurized by the pressurizing mechanism, and controlling an amount of boil-off gas flowing through the branch pipe toward the gas processing apparatus. A valve,
A liquefaction control valve for controlling the amount of boil-off gas flowing from the pressurizing mechanism to the liquefaction apparatus,
The control device controls the pressure of the boil-off gas in the tank by controlling the opening degree of one of the gas processing control valve and the liquefaction control valve according to the pressure of the boil-off gas in the tank. The fuel gas supply system according to claim 1, wherein:
前記制御装置は、前記エンジンのボイスオフガスの消費量及び前記ガス処理装置のボイルオフガスの消費量の合計が、前記加圧機構のボイルオフガスの供給量に比べて少ない時、前記液化制御バルブを開くように制御する、請求項3に記載の燃料ガス供給システム。   The control device opens the liquefaction control valve when the sum of the consumption amount of the voice off gas of the engine and the consumption amount of the boil off gas of the gas processing device is smaller than the supply amount of the boil off gas of the pressurizing mechanism. The fuel gas supply system according to claim 3, wherein the control is performed as follows. 前記制御装置は、前記液化制御バルブの開度の速度は、時間の経過とともに連続的にあるいは段階的に増加する、請求項3または4に記載の燃料ガス供給システム。   5. The fuel gas supply system according to claim 3, wherein the control device increases the speed of the degree of opening of the liquefaction control valve continuously or stepwise over time. 6. 前記制御装置は、ボイルオフガスの流量が、前記液化制御バルブの開き開始から、前記液化装置によりボイルオフガスを最も多く液化することができる最大ボイルオフガスの流量である最適回収ガス量の20%の流量に到達するまでの時間が1分以上となるように、前記液化制御バルブの開度を制御する、請求項5に記載の燃料ガス供給システム。 The controller may be configured such that the flow rate of the boil-off gas is 20% of the optimal recovery gas amount, which is the maximum boil-off gas flow rate at which the liquefaction apparatus can liquefy the boil-off gas most from the start of opening of the liquefaction control valve. The fuel gas supply system according to claim 5, wherein the opening degree of the liquefaction control valve is controlled so that the time until the temperature reaches 1 minute or more. 前記制御装置は、前記液化制御バルブを開くとき、前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて前記ガス処理制御バルブの開度を制御するガス処理制御状態から、前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて前記液化制御バルブの開度を制御する液化制御状態に移行するように、前記液化制御バルブ及び前記ガス処理制御バルブを制御する、請求項3〜6のいずれか1項に記載の燃料ガス供給システム。   The control device, when opening the liquefaction control valve, from the gas processing control state that controls the opening degree of the gas processing control valve according to the pressure of the boil-off gas in the tank, to the pressure of the boil-off gas in the tank The fuel gas according to any one of claims 3 to 6, wherein the liquefaction control valve and the gas processing control valve are controlled so as to shift to a liquefaction control state in which the degree of opening of the liquefaction control valve is controlled accordingly. Feeding system. 前記制御装置による前記ガス処理制御バルブの開度の制御は、前記ガス処理制御バルブに接続されたガス処理用選択器を通して行われ、
前記制御装置による前記液化制御バルブの開度の制御は、前記液化制御バルブに接続された液化用選択器を通して行われ、
前記タンク内のボイルオフガスの圧力が設定されたガス処理圧力設定値になるように、前記ガス処理制御バルブの開度を指示するガス処理フィードバック制御信号と、
前記タンク内のボイルオフガスの圧力とは無関係に、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が所定の圧力になるように前記ガス処理制御バルブの開度を指示するガス処理シーケンス制御信号とを、前記ガス処理用選択器に送り、
前記タンク内のボイルオフガスの圧力が設定された液化圧力設定値になるように、前記液化制御バルブの開度を指示する液化フィードバック制御信号と、
前記タンク内のボイルオフガスの圧力とは無関係に、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が所定の圧力になるように前記液化制御バルブの開度を指示する液化シーケンス制御信号と、を前記液化用選択器に送り、
前記ガス処理用選択器は、前記ガス処理フィードバック制御信号と前記ガス処理シーケンス制御信号のうち、前記開度の指示値の大きい方の制御信号を選択して前記ガス処理制御バルブに送り、
前記液化用選択器は、前記液化フィードバック制御信号と前記液化シーケンス制御信号のうち、前記開度の指示値の小さい方の制御信号を選択して前記液化制御バルブに送る、請求項3〜7のいずれか1項に記載の燃料ガス供給システム。
The control of the opening degree of the gas processing control valve by the control device is performed through a gas processing selector connected to the gas processing control valve,
The control of the opening degree of the liquefaction control valve by the control device is performed through a liquefaction selector connected to the liquefaction control valve,
A gas processing feedback control signal that instructs an opening degree of the gas processing control valve so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes a set gas processing pressure set value,
Irrespective of the pressure of the boil-off gas in the tank, a gas processing sequence control signal indicating the opening degree of the gas processing control valve so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes a predetermined pressure, and the gas To the processing selector,
A liquefaction feedback control signal that instructs an opening degree of the liquefaction control valve so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes a set liquefaction pressure set value,
A liquefaction sequence control signal indicating the opening degree of the liquefaction control valve so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes a predetermined pressure, irrespective of the pressure of the boil-off gas in the tank; To the vessel,
The gas processing selector, of the gas processing feedback control signal and the gas processing sequence control signal, selects the larger control signal of the indication value of the opening degree and sends the selected control signal to the gas processing control valve,
8. The liquefaction control device according to claim 3, wherein the liquefaction selector selects a control signal having a smaller indication value of the opening degree from the liquefaction feedback control signal and the liquefaction sequence control signal and sends the control signal to the liquefaction control valve. 9. The fuel gas supply system according to claim 1.
前記制御装置は、前記液化制御バルブが閉じている時、前記ガス処理圧力設定値は前記液化圧力設定値より低く、前記液化制御バルブが開いている時、前記ガス処理圧力設定値は前記液化圧力設定値より大きくなるよう、前記ガス処理圧力設定値及び前記液化圧力設定値を調整する、請求項8に記載の燃料ガス供給システム。   When the liquefaction control valve is closed, the gas processing pressure set value is lower than the liquefaction pressure set value, and when the liquefaction control valve is open, the gas processing pressure set value is the liquefaction pressure. The fuel gas supply system according to claim 8, wherein the gas processing pressure set value and the liquefaction pressure set value are adjusted so as to be larger than a set value. 前記制御装置は、前記液化制御バルブが閉じている時、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が前記ガス処理圧力設定値になるように、前記ガス処理制御バルブの開度を制御し、前記液化制御バルブが開いている時、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が前記液化圧力設定値になるように、前記液化制御バルブの開度を制御する、請求項9に記載の燃料ガス供給システム。   When the liquefaction control valve is closed, the control device controls the opening degree of the gas processing control valve so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes the gas processing pressure set value. The fuel gas supply system according to claim 9, wherein when the valve is open, the opening of the liquefaction control valve is controlled such that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes the liquefaction pressure set value. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の燃料ガス供給システムと、
前記加圧機構で加圧した燃料を用いて駆動する推進エンジンと、を備えることを特徴とする船舶。
A fuel gas supply system according to any one of claims 1 to 10,
And a propulsion engine driven by using fuel pressurized by the pressurizing mechanism.
エンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給方法であって、
液化ガスを貯留するタンクから気化したボイルオフガスをエンジンに燃料ガスとして供給するために、前記液化ガスから気化したボイルオフガスを加圧機構により加圧し送出するステップと、
前記加圧されて送出されたボイルオフガスの一部を液化装置で液化することで生成された、液化しなかったボイルオフガスを含む気液混合流体を前記タンク内の液化ガスの液相中に戻すステップと、を有することを特徴とする燃料ガス供給方法。
A fuel gas supply method for supplying fuel gas to an engine,
A step of pressurizing and sending out the boil-off gas vaporized from the liquefied gas by a pressurizing mechanism to supply the vaporized boil-off gas from a tank storing the liquefied gas to the engine as a fuel gas,
A gas-liquid mixed fluid containing a non-liquefied boil-off gas, which is generated by liquefying a part of the boil-off gas delivered under pressure by a liquefaction device, is returned to the liquid phase of the liquefied gas in the tank. And a fuel gas supply method.
前記気液混合流体を、前記タンクに戻す前に冷却するステップを、さらに有する、請求項12に記載の燃料ガス供給方法。   13. The fuel gas supply method according to claim 12, further comprising a step of cooling the gas-liquid mixed fluid before returning the mixed gas to the tank. 前記燃料ガス供給方法は、さらに、前記加圧したボイルオフガスの一部を燃料として消費するガス処理装置に向けて流すステップ、を有し、
前記ガス処理装置に向けて流すボイルオフガスの量、及び、前記気液混合流体を前記タンク内の液化ガスの液相中に戻す量のいずれか一方を前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて制御することにより、前記タンク内のボイルオフガスの圧力を制御する、請求項12または13に記載の燃料ガス供給方法。
The fuel gas supply method further includes flowing a part of the pressurized boil-off gas toward a gas processing device that consumes the fuel as fuel,
One of the amount of the boil-off gas flowing toward the gas processing device and the amount of the gas-liquid mixed fluid returned to the liquid phase of the liquefied gas in the tank depends on the pressure of the boil-off gas in the tank. 14. The fuel gas supply method according to claim 12, wherein the control controls the pressure of the boil-off gas in the tank.
前記エンジンのボイスオフガスの消費量及び前記ガス処理装置のボイルオフガスの消費量の合計が、前記加圧機構のボイルオフの供給量に比べて少ない時、前記気液混合流体を前記タンク内の液化ガスの液相中に戻すステップを行う、請求項14に記載の燃料ガス供給方法。   When the sum of the consumption amount of the voice-off gas of the engine and the consumption amount of the boil-off gas of the gas processing device is smaller than the supply amount of the boil-off of the pressurizing mechanism, the gas-liquid mixed fluid is liquefied gas in the tank. The method for supplying a fuel gas according to claim 14, wherein the step of returning to the liquid phase is performed. 前記液化装置にボイルオフガスを流して液化を開始する時、前記液化装置に流すボイルオフガスの量を時間の経過とともに連続的にあるいは段階的に増加させる、請求項14または15に記載の燃料ガス供給方法。   The fuel gas supply according to claim 14 or 15, wherein when liquefaction is started by flowing the boil-off gas through the liquefaction apparatus, the amount of the boil-off gas flowing through the liquefaction apparatus is increased continuously or stepwise over time. Method. 前記液化装置にボイルオフガスを流して液化を開始するとき、ボイルオフガスの流量が、前記液化装置によりボイルオフガスを最も多く液化することができる最大ボイルオフガスの流量である最適回収ガス量の20%の流量に到達するまでの時間が1分以上となるように、前記液化装置に流すボイルオフガスの流量を制御する、請求項16に記載の燃料ガス供給方法。   When liquefaction is started by flowing the boil-off gas into the liquefaction apparatus, the flow rate of the boil-off gas is 20% of the optimal recovery gas amount, which is the maximum boil-off gas flow rate at which the boil-off gas can be liquefied most by the liquefaction apparatus. 17. The fuel gas supply method according to claim 16, wherein a flow rate of the boil-off gas flowing through the liquefaction device is controlled such that a time until the flow rate reaches 1 minute or more. 前記液化装置にボイルオフガスを流して液化を開始するとき、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が目標とするガス処理圧力設定値になるように、前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて前記ガス処理装置に流すボイルオフガスの量を制御するガス処理制御状態から、前記タンク内のボイルオフガスの圧力が目標とする液化圧力設定値になるように、前記タンク内のボイルオフガスの圧力に応じて前記液化装置に流すボイルオフガスの量を制御する液化制御状態に移行するように、ボイルオフガスの流れを制御する、請求項14〜17のいずれか1項に記載の燃料ガス供給方法。



When liquefaction is started by flowing the boil-off gas into the liquefaction apparatus, the gas is supplied in accordance with the pressure of the boil-off gas in the tank so that the pressure of the boil-off gas in the tank becomes a target gas processing pressure set value. From the gas processing control state of controlling the amount of boil-off gas flowing to the processing device, the pressure of the boil-off gas in the tank is adjusted to a target liquefaction pressure set value so that the pressure of the boil-off gas in the tank depends on the pressure of the boil-off gas in the tank. The fuel gas supply method according to any one of claims 14 to 17, wherein the flow of the boil-off gas is controlled so as to shift to a liquefaction control state in which the amount of the boil-off gas supplied to the liquefaction device is controlled.



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