JP6722074B2 - Ship - Google Patents

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Description

本発明は、推進用の主ガスエンジンと船内電源用の副ガスエンジンを含む船舶に関する。 The present invention relates to a ship including a main gas engine for propulsion and a sub gas engine for an inboard power supply.

従来から、推進用の主ガスエンジンと船内電源用の副ガスエンジンを含む船舶が知られている。例えば、特許文献1には、図3に示すような船舶100が開示されている。 BACKGROUND ART Conventionally, ships including a main gas engine for propulsion and a sub gas engine for an inboard power supply are known. For example, Patent Document 1 discloses a ship 100 as shown in FIG.

具体的に、船舶100では、液化天然ガスを貯留するタンク110内で発生するボイルオフガスが送気ライン121により圧縮機130へ導かれ、圧縮機130で高温高圧に圧縮される。圧縮機130から吐出されるボイルオフガスは、第1供給ライン122により推進用の主ガスエンジン(MEGIエンジン)へ導かれる。 Specifically, in the ship 100, the boil-off gas generated in the tank 110 that stores liquefied natural gas is guided to the compressor 130 by the air supply line 121, and is compressed to high temperature and high pressure by the compressor 130. The boil-off gas discharged from the compressor 130 is guided to the main gas engine for propulsion (MEGI engine) by the first supply line 122.

また、圧縮機130から圧縮途中で抽出された抽出ガスが、第2供給ライン131により船内電源用の副ガスエンジン(DFエンジン)へ導かれるとともに、第3供給ライン132によりGCU(Gas Combustion Unit:ガス燃焼装置)へ導かれる。このため、ボイルオフガスの発生量が主ガスエンジンの消費量を上回るときには、それらの差分の抽出ガスを燃料ガスとして副ガスエンジンおよびGCUへ供給して燃焼することが可能である。 Further, the extracted gas extracted from the compressor 130 during the compression is guided to the auxiliary gas engine (DF engine) for the onboard power supply by the second supply line 131, and is also supplied to the GCU (Gas Combustion Unit: by the third supply line 132). Gas combustion device). Therefore, when the generated amount of boil-off gas exceeds the consumed amount of the main gas engine, it is possible to supply the extracted gas of the difference between them as fuel gas to the sub gas engine and the GCU for combustion.

特開2015−505941号公報JP, 2005-505941, A

ところで、副ガスエンジンへ供給される燃料ガスの圧力は、副ガスエンジンから要求される許容範囲内に保たれる必要がある。しかしながら、抽出ガスが燃料ガスとして副ガスエンジンおよびGCUへ供給されている間に、主ガスエンジンの急激な負荷上昇などによりGCUへの燃料ガス供給量が急激に減少した場合には、第2供給ライン131の圧力が急上昇し、副ガスエンジンへ供給される燃料ガスの圧力が許容範囲を超えることがある。 By the way, the pressure of the fuel gas supplied to the sub gas engine needs to be kept within an allowable range required from the sub gas engine. However, when the amount of fuel gas supplied to the GCU sharply decreases due to a sudden load increase of the main gas engine while the extracted gas is supplied as fuel gas to the sub gas engine and the GCU, the second supply The pressure in the line 131 may suddenly increase, and the pressure of the fuel gas supplied to the auxiliary gas engine may exceed the allowable range.

そこで、本発明は、副ガスエンジンへ供給される燃料ガスの圧力を確実に許容範囲内に保つことができるようにすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to ensure that the pressure of the fuel gas supplied to the sub gas engine can be reliably maintained within an allowable range.

前記課題を解決するために、本発明は、推進用の主ガスエンジンと、液化天然ガスを貯留するタンクと、前記タンク内で発生するボイルオフガスを圧縮機へ導く送気ラインと、前記圧縮機から吐出されるボイルオフガスを前記主ガスエンジンへ導く第1供給ラインと、前記圧縮機から圧縮途中で抽出された抽出ガスをヘッダーへ導く、流量制御弁が設けられた抽出ラインと、前記ヘッダーと第2供給ラインにより接続された、船内電源用の副ガスエンジンと、前記ヘッダーと第3供給ラインにより接続されたGCUと、前記ヘッダー内の圧力を検出する圧力計と、前記圧力計で検出される圧力が目標圧力となるようにフィードバック制御により前記流量制御弁を制御しつつ、前記GCUへの燃料ガス供給量が減少する間は前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して減少するように、前記流量制御弁を制御する制御装置と、を備える、船舶を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a main gas engine for propulsion, a tank for storing liquefied natural gas, an air supply line for guiding boil-off gas generated in the tank to a compressor, and the compressor. A first supply line for guiding boil-off gas discharged from the main gas engine to the main gas engine; an extraction line provided with a flow control valve for guiding the extraction gas extracted from the compressor during compression to the header; and the header. An auxiliary gas engine for inboard power supply connected by a second supply line, a GCU connected by the header and a third supply line, a pressure gauge for detecting pressure in the header, and a pressure gauge detected by the pressure gauge. While controlling the flow rate control valve by feedback control so that the pressure becomes the target pressure, the flow rate of the extraction gas flowing in the extraction line is preceded by the feedback control while the fuel gas supply amount to the GCU is reduced. And a control device for controlling the flow control valve so as to reduce the flow rate.

上記の構成によれば、GCUへの燃料ガス供給量が減少している間は、その後のヘッダー内の圧力の上昇を打ち消すように抽出ガス流量が事前に減少する。従って、主ガスエンジンの急激な負荷上昇などによりGCUへの燃料ガス供給量が急激に減少しても、副ガスエンジンへ供給される燃料ガスの圧力を確実に許容範囲内に保つことができる。 According to the above configuration, while the fuel gas supply amount to the GCU is decreasing, the extraction gas flow rate is decreased in advance so as to cancel the subsequent increase in the pressure in the header. Therefore, even if the amount of fuel gas supplied to the GCU sharply decreases due to a sudden load increase of the main gas engine, the pressure of the fuel gas supplied to the sub gas engine can be reliably maintained within the allowable range.

例えば、前記圧縮機は、吸入口から吐出口まで延びる主流路と、前記主流路上に直列に並ぶ複数の圧縮機構と、前記複数の圧縮機構のうちの少なくとも1つにボイルオフガスを循環させる少なくとも1つの循環路と、前記少なくとも1つの循環路に設けられた流量制御弁を含み、前記抽出ラインは、前記複数の圧縮機構の間で前記主流路に接続されていてもよい。 For example, in the compressor, at least one of a main flow path extending from an intake port to a discharge port, a plurality of compression mechanisms arranged in series on the main flow path, and a boil-off gas circulated in at least one of the plurality of compression mechanisms are circulated. One circulation passage and a flow control valve provided in the at least one circulation passage may be included, and the extraction line may be connected to the main passage between the plurality of compression mechanisms.

本発明によれば、副ガスエンジンへ供給される燃料ガスの圧力を確実に許容範囲内に保つことができる。 According to the present invention, the pressure of the fuel gas supplied to the sub gas engine can be reliably maintained within the allowable range.

本発明の一実施形態に係る船舶の概略構成図である。It is a schematic structure figure of a vessel concerning one embodiment of the present invention. 変形例の船舶の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the ship of a modification. 従来の船舶の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional ship.

図1に、本発明の一実施形態に係る船舶1を示す。この船舶1は、液化天然ガス(以下、LNGという)を貯留するタンク11と、推進用の主ガスエンジン13と、船内電源用の副ガスエンジン17を含む。 FIG. 1 shows a ship 1 according to an embodiment of the present invention. The marine vessel 1 includes a tank 11 that stores liquefied natural gas (hereinafter referred to as LNG), a main gas engine 13 for propulsion, and a sub gas engine 17 for an inboard power supply.

図例では、タンク11が1つだけ設けられているが、タンク11は複数設けられてもよい(例えば、船舶1は、LNG運搬船であってもよい)。また、図例では、主ガスエンジン13および副ガスエンジン17が1つずつ設けられているが、主ガスエンジン13が複数設けられてもよいし、副ガスエンジン17が複数設けられてもよい。 Although only one tank 11 is provided in the illustrated example, a plurality of tanks 11 may be provided (for example, the ship 1 may be an LNG carrier). Further, in the illustrated example, one main gas engine 13 and one sub gas engine 17 are provided, but a plurality of main gas engines 13 may be provided, or a plurality of sub gas engines 17 may be provided.

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

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

副ガスエンジン17は、燃料ガス噴射圧が低圧のレシプロエンジンであり、発電機(図示せず)と連結されている。副ガスエンジン17は、燃料ガスのみを燃焼させるガス専焼エンジンであってもよいし、燃料ガスと燃料油の一方または双方を燃焼させる二元燃料エンジンであってもよい。 The sub gas engine 17 is a reciprocating engine whose fuel gas injection pressure is low, and is connected to a generator (not shown). The sub gas engine 17 may be a gas combustion engine that burns only the fuel gas, or may be a dual fuel engine that burns one or both of the fuel gas and the fuel oil.

主ガスエンジン13へは、燃料ガスとして、自然入熱によりタンク11内で発生するボイルオフガス(以下、BOGという)が主に供給され、副ガスエンジン17へは、燃料ガスとして、LNGが強制的に気化された気化ガス(以下、VGという)が主に供給される。 Boil-off gas (hereinafter referred to as BOG) generated in the tank 11 by natural heat input is mainly supplied to the main gas engine 13 and LNG is compulsorily supplied to the sub gas engine 17 as fuel gas. The vaporized gas (hereinafter referred to as VG) that has been vaporized is mainly supplied.

具体的に、タンク11は、送気ライン21により圧縮機12と接続されており、圧縮機12は、第1供給ライン22により主ガスエンジン13と接続されている。また、タンク11内には、ポンプ14が配置されており、ポンプ14は、送液ライン31により強制気化器15と接続されている。強制気化器15は、ヘッダー供給ライン32によりヘッダー16と接続されており、ヘッダー16は、第2供給ライン51により副ガスエンジン17と接続されているとともに、第3供給ライン52によりGCU18と接続されている。さらに、ヘッダー16は、抽出ライン43により圧縮機12と接続されている。 Specifically, the tank 11 is connected to the compressor 12 by the air supply line 21, and the compressor 12 is connected to the main gas engine 13 by the first supply line 22. Further, a pump 14 is arranged in the tank 11, and the pump 14 is connected to the forced vaporizer 15 by a liquid sending line 31. The forced vaporizer 15 is connected to the header 16 by a header supply line 32, the header 16 is connected to the sub gas engine 17 by a second supply line 51, and is connected to the GCU 18 by a third supply line 52. ing. Further, the header 16 is connected to the compressor 12 by the extraction line 43.

送気ライン21は、タンク11内で発生するBOGを圧縮機12へ導く。圧縮機12は、BOGを高圧に圧縮する。第1供給ライン22は、圧縮機12から吐出されるBOGを主ガスエンジン13へ導く。 The air supply line 21 guides the BOG generated in the tank 11 to the compressor 12. The compressor 12 compresses BOG to a high pressure. The first supply line 22 guides the BOG discharged from the compressor 12 to the main gas engine 13.

圧縮機12は、吸入口から吐出口まで延びる主流路12aと、主流路12a上に直列に並ぶ複数(図例では5つ)の圧縮機構12bを含む。さらに、圧縮機12は、圧縮機構12bのうちの少なくとも1つにBOGを循環させる少なくとも1つの循環路12cを含む。本実施形態では、循環路12cの数は、圧縮機構12bの数と同じである。つまり、各圧縮機構12bから吐出されるBOGが循環路12cを通じて当該圧縮機構12bの吸入側に戻される。ただし、循環路12cは、例えば全ての圧縮機構12bをバイパスするように1つだけ設けられてもよい。各循環路12cには、開度が変更可能な流量制御弁12dが設けられている。 The compressor 12 includes a main flow channel 12a extending from the suction port to the discharge port, and a plurality of (five in the illustrated example) compression mechanisms 12b arranged in series on the main flow channel 12a. Further, the compressor 12 includes at least one circulation path 12c that circulates BOG in at least one of the compression mechanisms 12b. In the present embodiment, the number of circulation paths 12c is the same as the number of compression mechanisms 12b. That is, the BOG discharged from each compression mechanism 12b is returned to the suction side of the compression mechanism 12b through the circulation path 12c. However, only one circulation path 12c may be provided so as to bypass all the compression mechanisms 12b. Each circulation path 12c is provided with a flow rate control valve 12d whose opening can be changed.

送液ライン31は、ポンプ14から吐出されるLNGを強制気化器15へ導く。送液ライン31には、開度が変更可能な流量制御弁36が設けられている。強制気化器15は、LNGを強制的に気化し、VGを生成する。ヘッダー供給ライン32は、強制気化器15にて生成されるVGをヘッダー16へ導く。 The liquid sending line 31 guides the LNG discharged from the pump 14 to the forced vaporizer 15. The liquid delivery line 31 is provided with a flow rate control valve 36 whose opening can be changed. The forced vaporizer 15 forcibly vaporizes LNG to generate VG. The header supply line 32 guides the VG generated in the forced vaporizer 15 to the header 16.

ポンプ14は、強制気化器15にて生成されるVGの圧力(つまり、強制気化器15の出口圧力)が副ガスエンジン17の燃料ガス噴射圧よりも高くなるように、LNGを吐出する。ただし、ヘッダー供給ライン32に圧縮機が設けられ、ポンプ14の代わりにその圧縮機がVGの圧力を副ガスエンジン17の燃料ガス噴射圧よりも高くしてもよい。 The pump 14 discharges LNG so that the pressure of the VG generated in the forced vaporizer 15 (that is, the outlet pressure of the forced vaporizer 15) becomes higher than the fuel gas injection pressure of the auxiliary gas engine 17. However, a compressor may be provided in the header supply line 32, and instead of the pump 14, the compressor may make the pressure of VG higher than the fuel gas injection pressure of the auxiliary gas engine 17.

ヘッダー供給ライン32には、上流側から順に、冷却器33、気液分離器34および加熱器35が設けられている。冷却器33は、強制気化器15にて生成されたVGを冷却する。VG中の重質分の多く(例えば、エタン、プロパン、ブタンなど)は、冷却器33での冷却によって液体となり、気液分離器34で除去されてタンク11へ戻される。これにより、メタン価の高いVGが副ガスエンジン17へ供給される。加熱器35は、気液分離器34を通過したVGを加熱する。 The header supply line 32 is provided with a cooler 33, a gas-liquid separator 34, and a heater 35 in order from the upstream side. The cooler 33 cools the VG generated by the forced vaporizer 15. Most of the heavy components in the VG (for example, ethane, propane, butane) become liquid by cooling in the cooler 33, are removed in the gas-liquid separator 34, and are returned to the tank 11. As a result, VG having a high methane value is supplied to the auxiliary gas engine 17. The heater 35 heats the VG that has passed through the gas-liquid separator 34.

また、ヘッダー供給ライン32は、補給ライン41により送気ライン21と接続されている。図例では、補給ライン41が冷却器33と気液分離器34の間でヘッダー供給ライン32から分岐して送気ライン21に合流しているが、補給ライン41は、気液分離器34と加熱器35の間でヘッダー供給ライン32から分岐してもよい。補給ライン41には、開度が変更可能な流量制御弁42が設けられている。 Further, the header supply line 32 is connected to the air supply line 21 by the supply line 41. In the illustrated example, the replenishment line 41 is branched from the header supply line 32 between the cooler 33 and the gas-liquid separator 34 to join the air supply line 21, but the replenishment line 41 is connected to the gas-liquid separator 34. The header supply line 32 may be branched between the heaters 35. The supply line 41 is provided with a flow rate control valve 42 whose opening can be changed.

ヘッダー16は、副ガスエンジン17およびGCU18へ供給される燃料ガスのバッファーとして機能する。ヘッダー16は、容器であってもよいし、配管のうちの拡径された部分で構成されてもよい。 The header 16 functions as a buffer for the fuel gas supplied to the sub gas engine 17 and the GCU 18. The header 16 may be a container, or may be formed by an expanded diameter portion of the pipe.

抽出ライン43は、圧縮機12から圧縮途中で抽出された抽出ガス(以下、BGという)をヘッダー16へ導く。本実施形態では、抽出ライン43が、2段目の圧縮機構12bと3段目の圧縮機構12bの間で主流路12aに接続されている。抽出ライン43には、開度が変更可能な流量制御弁44が設けられている。流量制御弁44が閉じられるときはヘッダー16内の燃料ガスがVGのみとなり、流量制御弁44が開かれるときはヘッダー16内の燃料ガスがVGとBGの混合ガスまたはBGのみとなる。 The extraction line 43 guides the extraction gas (hereinafter referred to as BG) extracted from the compressor 12 during the compression to the header 16. In the present embodiment, the extraction line 43 is connected to the main flow path 12a between the second stage compression mechanism 12b and the third stage compression mechanism 12b. The extraction line 43 is provided with a flow rate control valve 44 whose opening can be changed. When the flow control valve 44 is closed, the fuel gas in the header 16 is only VG, and when the flow control valve 44 is opened, the fuel gas in the header 16 is only the mixed gas of VG and BG or BG.

第2供給ライン51は、ヘッダー16から燃料ガスを副ガスエンジン17へ導き、第3供給ライン52は、ヘッダー16から燃料ガスをGCU18へ導く。第3供給ライン52には、GCU18への燃料ガス供給量を調整するための流量制御弁53が設けられている。 The second supply line 51 guides the fuel gas from the header 16 to the auxiliary gas engine 17, and the third supply line 52 guides the fuel gas from the header 16 to the GCU 18. The third supply line 52 is provided with a flow rate control valve 53 for adjusting the fuel gas supply amount to the GCU 18.

さらに、本実施形態では、第1返送ライン61および第2返送ライン63が設けられている。第1返送ライン61は、ヘッダー16からタンク11へつながっており、第2返送ライン63は、ヘッダー供給ライン32から分岐してタンク11へつながっている。図例では、第2返送ライン63が気液分離器34と加熱器35の間でヘッダー供給ライン32から分岐しているが、第2返送ライン63は、冷却器33と気液分離器34の間でヘッダー供給ライン32から分岐してもよい。 Further, in this embodiment, a first return line 61 and a second return line 63 are provided. The first return line 61 is connected from the header 16 to the tank 11, and the second return line 63 is branched from the header supply line 32 and connected to the tank 11. In the illustrated example, the second return line 63 branches from the header supply line 32 between the gas-liquid separator 34 and the heater 35, but the second return line 63 includes the cooler 33 and the gas-liquid separator 34. You may branch from the header supply line 32 in between.

第1返送ライン61の下流端である放出口は、タンク11内のLNGの液面の上方に位置してもよいし、液面の下方に位置してもよい。同様に、第2返送ライン63の下流端である放出口は、タンク11内のLNGの液面の上方に位置してもよいし、液面の下方に位置してもよい。 The discharge port, which is the downstream end of the first return line 61, may be located above the liquid surface of the LNG in the tank 11 or below the liquid surface. Similarly, the discharge port, which is the downstream end of the second return line 63, may be located above the liquid surface of the LNG in the tank 11 or below the liquid surface.

第1返送ライン61には、開度が変更可能な流量制御弁62が設けられており、第2返送ライン63には、開度が変更可能な流量制御弁64が設けられている。これらの流量制御弁62,64および上述した流量制御弁36,42,44は、統括制御装置71により制御される。さらに、統括制御装置71は、圧縮機12の流量制御弁12dも制御する。ただし、図1では、図面の簡略化のために一部の信号線のみを描いている。 The first return line 61 is provided with a flow rate control valve 62 whose opening can be changed, and the second return line 63 is provided with a flow rate control valve 64 whose opening can be changed. The flow rate control valves 62, 64 and the flow rate control valves 36, 42, 44 described above are controlled by the integrated control device 71. Further, the overall control device 71 also controls the flow rate control valve 12d of the compressor 12. However, in FIG. 1, only some of the signal lines are drawn for simplification of the drawing.

例えば、統括制御装置71は、ROMやRAMなどのメモリとCPUを有し、ROMに格納されたプログラムがCPUにより実行される。統括制御装置71は、第1圧力計81および第2圧力計82と電気的に接続されている。第1圧力計81は、送気ライン21に流れるBOGの圧力を検出する。第2圧力計82は、ヘッダー16内の圧力を検出する。 For example, the overall control device 71 has a memory such as a ROM and a RAM and a CPU, and a program stored in the ROM is executed by the CPU. The integrated control device 71 is electrically connected to the first pressure gauge 81 and the second pressure gauge 82. The first pressure gauge 81 detects the pressure of the BOG flowing through the air supply line 21. The second pressure gauge 82 detects the pressure in the header 16.

また、統括制御装置71は、主ガスエンジン制御装置72、副ガスエンジン制御装置73およびGCU制御装置74との間で、各種の信号を送受信する。主ガスエンジン制御装置72は、主ガスエンジン13に設けられた燃料噴射弁の開閉などを制御し、副ガスエンジン制御装置73は、副ガスエンジン17に設けられた燃料噴射弁の開閉などを制御する。GCU制御装置74は、GCU18および流量制御弁53を制御する。 Further, the integrated control device 71 transmits and receives various signals to and from the main gas engine control device 72, the sub gas engine control device 73, and the GCU control device 74. The main gas engine control device 72 controls opening/closing of a fuel injection valve provided in the main gas engine 13, and the sub gas engine control device 73 controls opening/closing of a fuel injection valve provided in the sub gas engine 17. To do. The GCU control device 74 controls the GCU 18 and the flow rate control valve 53.

統括制御装置71は、主ガスエンジン制御装置72から送信される燃料ガス量要求信号から主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1を算出するとともに、副ガスエンジン制御装置73から送信される燃料ガス量要求信号から副ガスエンジン17の燃料ガス消費量Q2を算出する。ただし、統括制御装置71は、主ガスエンジン制御装置72から燃料ガス消費量Q1を直接的に取得してもよいし、副ガスエンジン制御装置73から燃料ガス消費量Q2を直接的に取得してもよい。 The integrated control device 71 calculates the fuel gas consumption amount Q1 of the main gas engine 13 from the fuel gas amount request signal transmitted from the main gas engine control device 72, and the fuel gas amount transmitted from the sub gas engine control device 73. The fuel gas consumption amount Q2 of the sub gas engine 17 is calculated from the request signal. However, the integrated control device 71 may directly obtain the fuel gas consumption amount Q1 from the main gas engine control device 72 or directly obtain the fuel gas consumption amount Q2 from the sub gas engine control device 73. Good.

また、統括制御装置71は、タンク11内のLNGの量および第1圧力計81で検出されるBOGの圧力に基づいてBOGの利用可能量Qaを算出する。具体的に、統括制御装置71は、第1圧力計81で検出されるBOGの圧力に、送気ライン21の上流端である取込口から第1圧力計81の位置までの圧力損失を加算して、タンク11内のBOGの圧力を算出する。ただし、第1圧力計81は、タンク11に設けられ、タンク11内のBOGの圧力を直接的に検出してもよい。そして、統括制御装置71は、タンク11内のLNGの量およびタンク11内のBOGの圧力から、BOGの利用可能量Qaを算出する。例えば、タンク11がカーゴタンクであって、タンク11の容量が非常に大きい場合は、タンク11内のLNGの量は固定値として扱うことが可能である。一方、タンク11の容量が小さい場合には、タンク11にタンク11内のLNGの量を検出するレベル計が設けられ、タンク11内のLNGの量が変数として扱われてもよい。 Further, the overall control device 71 calculates the usable amount Qa of BOG based on the amount of LNG in the tank 11 and the pressure of BOG detected by the first pressure gauge 81. Specifically, the overall control device 71 adds the pressure loss from the intake port, which is the upstream end of the air supply line 21, to the position of the first pressure gauge 81 to the BOG pressure detected by the first pressure gauge 81. Then, the pressure of the BOG in the tank 11 is calculated. However, the first pressure gauge 81 may be provided in the tank 11 and directly detect the pressure of the BOG in the tank 11. Then, the overall control device 71 calculates the usable amount Qa of BOG from the amount of LNG in the tank 11 and the pressure of BOG in the tank 11. For example, when the tank 11 is a cargo tank and the capacity of the tank 11 is very large, the amount of LNG in the tank 11 can be treated as a fixed value. On the other hand, when the capacity of the tank 11 is small, the tank 11 may be provided with a level meter for detecting the amount of LNG in the tank 11, and the amount of LNG in the tank 11 may be treated as a variable.

BOGの利用可能量Qaを算出後、統括制御装置71は、主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1と副ガスエンジン17の燃料ガス消費量Q2の合計である燃料ガス総消費量QtとBOGの利用可能量Qaを比較する。Qt>Qaの場合、統括制御装置71は、燃料ガス総消費量QtからBOGの利用可能量Qaを差し引いた不足量のLNGが送液ライン31を通じて強制気化器15へ供給されるように、送液ライン31に設けられた流量制御弁36を制御する。なお、送液ライン31からは流量制御弁36の上流側でLNG返送ライン37が分岐しており、ポンプ14から吐出されたLNGのうち流量制御弁36で制限される分は、LNG返送ライン37を通じてタンク11へ戻される。 After calculating the available amount Qa of BOG, the overall control device 71 calculates the total fuel gas consumption Qt, which is the sum of the fuel gas consumption amount Q1 of the main gas engine 13 and the fuel gas consumption amount Q2 of the auxiliary gas engine 17, and the BOG. The available amount Qa is compared. In the case of Qt>Qa, the integrated control device 71 sends a shortage amount of LNG obtained by subtracting the usable amount Qa of BOG from the total fuel gas consumption amount Qt to the forced vaporizer 15 through the liquid feeding line 31. The flow rate control valve 36 provided in the liquid line 31 is controlled. An LNG return line 37 is branched from the liquid supply line 31 on the upstream side of the flow rate control valve 36, and a portion of the LNG discharged from the pump 14 that is limited by the flow rate control valve 36 is LNG return line 37. It is returned to the tank 11 through.

さらに、Qt>Qaの場合、統括制御装置71は、BOGの利用可能量Qaを主ガスエンジン13の燃料ガス消費量Q1と比較する。Qa<Q1の場合、統括制御装置71は、抽出ライン43に設けられた流量制御弁44を全閉とするとともに、補給ライン41に設けられた流量制御弁42を所定の開度に開く。これにより、送気ライン21における補給ライン41の合流点でVGと混合されたBOGが燃料ガスとして主ガスエンジン13へ供給される。一方、副ガスエンジン17へは、燃料ガスとしてVGのみが供給される。一方、Qa>Q1の場合、統括制御装置71は、流量制御弁42を全閉とするとともに、流量制御弁44を所定の開度に開く。これにより、副ガスエンジン17へは、燃料ガスとしてVGとBGの混合ガスが供給される。 Further, in the case of Qt>Qa, the integrated control device 71 compares the available amount Qa of BOG with the fuel gas consumption amount Q1 of the main gas engine 13. When Qa<Q1, the integrated control device 71 fully closes the flow rate control valve 44 provided in the extraction line 43 and opens the flow rate control valve 42 provided in the supply line 41 to a predetermined opening degree. As a result, BOG mixed with VG at the confluence of the supply line 41 in the air supply line 21 is supplied to the main gas engine 13 as fuel gas. On the other hand, only VG is supplied to the sub gas engine 17 as the fuel gas. On the other hand, when Qa>Q1, the overall control device 71 fully closes the flow rate control valve 42 and opens the flow rate control valve 44 to a predetermined opening degree. As a result, the mixed gas of VG and BG is supplied as the fuel gas to the sub gas engine 17.

逆に、Qt<Qaの場合、統括制御装置71は、強制気化器15の運転を停止した後に、送液ライン31に設けられた流量制御弁36を全閉とする。また、統括制御装置71は、補給ライン41に設けられた流量制御弁42を全閉とするとともに、抽出ライン43に設けられた流量制御弁44を所定の開度に開く。これにより、副ガスエンジン17へは、燃料ガスとしてBGのみが供給される。ただし、流量制御弁36を全閉とする代わりに、強制気化器15の運転を停止せずに、流量制御弁36の開度を強制気化器15の運転が継続可能な最低開度にしてもよい。 On the contrary, when Qt<Qa, the integrated control device 71 fully closes the flow rate control valve 36 provided in the liquid feeding line 31 after stopping the operation of the forced vaporizer 15. Further, the overall control device 71 fully closes the flow rate control valve 42 provided in the replenishment line 41 and opens the flow rate control valve 44 provided in the extraction line 43 to a predetermined opening degree. As a result, only BG is supplied as fuel gas to the sub gas engine 17. However, instead of fully closing the flow control valve 36, the opening of the flow control valve 36 is set to the minimum opening at which the operation of the forced vaporizer 15 can be continued without stopping the operation of the forced vaporizer 15. Good.

さらに、Qt<Qaの場合、統括制御装置71は、GCU18で処理すべき燃料ガスの処理量としてGCU18への燃料ガス供給量Qgを算出し、算出した燃料ガス供給量Qgを表す処理量信号をGCU制御装置74へ送信する。第3供給ライン52には、流量制御弁53の下流側に流量計83が設けられている。GCU制御装置74は、流量計83で検出される流量が統括制御装置71から送信された処理量信号で表される燃料ガス供給量Qgとなるように流量制御弁53を制御する。 Further, in the case of Qt<Qa, the overall control unit 71 calculates the fuel gas supply amount Qg to the GCU 18 as the processing amount of the fuel gas to be processed by the GCU 18, and outputs the processing amount signal representing the calculated fuel gas supply amount Qg. It is transmitted to the GCU control unit 74. A flow meter 83 is provided on the third supply line 52 downstream of the flow control valve 53. The GCU control device 74 controls the flow rate control valve 53 so that the flow rate detected by the flow meter 83 becomes the fuel gas supply amount Qg represented by the processing amount signal transmitted from the overall control device 71.

また、統括制御装置71は、燃料ガス総消費量QtがBOGの利用可能量Qaよりも大きいか小さいかに拘らず、抽出ライン43に設けられた流量制御弁44を開く場合は、流量制御弁44を、第2圧力計82により検出されるヘッダー16内の圧力が目標圧力となるようにフィードバック制御により制御する。 Further, the integrated control device 71, when opening the flow control valve 44 provided in the extraction line 43, regardless of whether the total fuel gas consumption amount Qt is larger or smaller than the BOG available amount Qa, the flow control valve 71 44 is controlled by feedback control so that the pressure in the header 16 detected by the second pressure gauge 82 becomes the target pressure.

さらに、統括制御装置71は、フィードバック制御を行いつつ、算出したGCU18への燃料ガス供給量Qgに基づいてフィードフォワード制御を行う。具体的に、統括制御装置71は、燃料ガス供給量Qgが減少する間は、抽出ライン43に流れるBGの流量をフィードバック制御に先行して減少するように、流量制御弁44を制御する。つまり、統括制御装置71は、燃料ガス供給量Qgが減少するにつれて、流量制御弁44の開度を小さくする。また、統括制御装置71は、流量制御弁44の開度を小さくすると同時に、圧縮機12の流量制御弁12bのうちの少なくとも1つの開度を上昇させる。 Further, the integrated control device 71 performs feedforward control based on the calculated fuel gas supply amount Qg to the GCU 18 while performing feedback control. Specifically, the overall control device 71 controls the flow rate control valve 44 so as to reduce the flow rate of BG flowing through the extraction line 43 prior to the feedback control while the fuel gas supply amount Qg decreases. That is, the overall control device 71 decreases the opening degree of the flow rate control valve 44 as the fuel gas supply amount Qg decreases. Further, the overall control device 71 reduces the opening degree of the flow rate control valve 44 and simultaneously increases the opening degree of at least one of the flow rate control valves 12b of the compressor 12.

上記のような制御を行っても第2圧力計82により検出されるヘッダー16内の圧力が上限を超えたときには、統括制御装置71は、第1返送ライン61に設けられた流量制御弁62と第2返送ライン63に設けられた流量制御弁64の少なくとも一方を開く。 When the pressure in the header 16 detected by the second pressure gauge 82 exceeds the upper limit even if the above-described control is performed, the integrated control device 71 causes the flow control valve 62 provided in the first return line 61 to operate. At least one of the flow rate control valves 64 provided in the second return line 63 is opened.

以上説明したように、本実施形態の船舶1では、GCU18への燃料ガス供給量Qgが減少している間は、その後のヘッダー16内の圧力の上昇を打ち消すようにBG流量が事前に減少する。従って、主ガスエンジン13の急激な負荷上昇などによりGCU18への燃料ガス供給量Qgが急激に減少しても、副ガスエンジン17へ供給される燃料ガスの圧力を、副ガスエンジン17から要求される許容範囲内に確実に保つことができる。 As described above, in the marine vessel 1 of the present embodiment, while the fuel gas supply amount Qg to the GCU 18 is decreasing, the BG flow rate is decreased in advance so as to cancel the subsequent increase in the pressure in the header 16. .. Therefore, even if the fuel gas supply amount Qg to the GCU 18 sharply decreases due to a sudden load increase of the main gas engine 13, the pressure of the fuel gas supplied to the sub gas engine 17 is requested from the sub gas engine 17. Can be reliably kept within the allowable range.

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

例えば、統括制御装置71は、必ずしも、算出したGCU18への燃料ガス供給量Qgに基づいてフィードフォワード制御を行う必要はない。流量計83で検出された実際の燃料ガス供給量がGCU制御装置74から統括制御装置71へ送信され、統括制御装置71が実際の燃料ガス供給量に基づいてフィードフォワード制御を行ってもよい。 For example, the integrated control device 71 does not necessarily have to perform the feedforward control based on the calculated fuel gas supply amount Qg to the GCU 18. The actual fuel gas supply amount detected by the flow meter 83 may be transmitted from the GCU control device 74 to the integrated control device 71, and the integrated control device 71 may perform the feedforward control based on the actual fuel gas supply amount.

また、図2に示すように、第1返送ライン61はなくてもよい。さらに、船舶1の種類によっては、ポンプ14、送液ライン31、ヘッダー供給ライン32および第2返送ライン63がなくてもよい。 Further, as shown in FIG. 2, the first return line 61 may be omitted. Further, depending on the type of the ship 1, the pump 14, the liquid supply line 31, the header supply line 32, and the second return line 63 may be omitted.

また、図示は所略するが、第1供給ライン22から分岐してタンク11へつながる、膨張装置が設けられたBOG返送ラインが採用されてもよい。このとき、Qa>Q1の場合は、まずそれらの差分の余剰ガスがBOG返送ラインを通じてタンク11へ戻され、タンク11内の圧力が許容値を超えたときに、抽出ライン43に設けられた流量制御弁44が開かれてもよい。 Although not shown, a BOG return line provided with an expansion device, which branches from the first supply line 22 and connects to the tank 11, may be adopted. At this time, if Qa>Q1, surplus gas of the difference is first returned to the tank 11 through the BOG return line, and when the pressure in the tank 11 exceeds the allowable value, the flow rate provided in the extraction line 43 The control valve 44 may be opened.

1 船舶
11 タンク
12 圧縮機
12a 主流路
12b 圧縮機構
12c 循環路
12d 流量制御弁
13 主ガスエンジン
16 ヘッダー
17 副ガスエンジン
18 GCU
21 送気ライン
22 第1供給ライン
43 抽出ライン
44 流量制御弁
51 第2供給ライン
52 第3供給ライン
71 統括制御装置
1 Ship 11 Tank 12 Compressor 12a Main flow path 12b Compression mechanism 12c Circulation path 12d Flow control valve 13 Main gas engine 16 Header 17 Sub gas engine 18 GCU
21 Air Supply Line 22 First Supply Line 43 Extraction Line 44 Flow Control Valve 51 Second Supply Line 52 Third Supply Line 71 Integrated Control Device

Claims (2)

推進用の主ガスエンジンと、
液化天然ガスを貯留するタンクと、
前記タンク内で発生するボイルオフガスを圧縮機へ導く送気ラインと、
前記圧縮機から吐出されるボイルオフガスを前記主ガスエンジンへ導く第1供給ラインと、
前記圧縮機から圧縮途中で抽出された抽出ガスをヘッダーへ導く、流量制御弁が設けられた抽出ラインと、
前記ヘッダーと第2供給ラインにより接続された、船内電源用の副ガスエンジンと、
前記ヘッダーと第3供給ラインにより接続されたGCUと、
前記ヘッダー内の圧力を検出する圧力計と、
前記圧力計で検出される圧力が目標圧力となるようにフィードバック制御により前記流量制御弁を制御しつつ、前記GCUへの燃料ガス供給量が減少する間は前記抽出ラインに流れる抽出ガスの流量を前記フィードバック制御に先行して減少するように、前記流量制御弁を制御する制御装置と、
を備える、船舶。
A main gas engine for propulsion,
A tank for storing liquefied natural gas,
An air supply line for guiding boil-off gas generated in the tank to a compressor,
A first supply line for guiding boil-off gas discharged from the compressor to the main gas engine;
An extraction line provided with a flow rate control valve, which guides the extraction gas extracted from the compressor during compression to the header,
A sub-gas engine for power supply onboard, connected by the header and a second supply line;
A GCU connected to the header by a third supply line,
A pressure gauge for detecting the pressure in the header,
While controlling the flow rate control valve by feedback control so that the pressure detected by the pressure gauge becomes a target pressure, the flow rate of the extraction gas flowing through the extraction line is controlled while the fuel gas supply amount to the GCU decreases. A controller that controls the flow control valve so as to decrease prior to the feedback control;
Equipped with a ship.
前記圧縮機は、吸入口から吐出口まで延びる主流路と、前記主流路上に直列に並ぶ複数の圧縮機構と、前記複数の圧縮機構のうちの少なくとも1つにボイルオフガスを循環させる少なくとも1つの循環路と、前記少なくとも1つの循環路に設けられた流量制御弁を含み、
前記抽出ラインは、前記複数の圧縮機構の間で前記主流路に接続されている、請求項1に記載の船舶。
The compressor has a main flow path extending from an intake port to a discharge port, a plurality of compression mechanisms arranged in series on the main flow path, and at least one circulation for circulating boil-off gas to at least one of the plurality of compression mechanisms. And a flow control valve provided in the at least one circuit,
The marine vessel according to claim 1, wherein the extraction line is connected to the main flow path between the plurality of compression mechanisms.
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