WO2017014052A1 - 船舶用の燃料ガス供給システム - Google Patents

船舶用の燃料ガス供給システム Download PDF

Info

Publication number
WO2017014052A1
WO2017014052A1 PCT/JP2016/070053 JP2016070053W WO2017014052A1 WO 2017014052 A1 WO2017014052 A1 WO 2017014052A1 JP 2016070053 W JP2016070053 W JP 2016070053W WO 2017014052 A1 WO2017014052 A1 WO 2017014052A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
fuel gas
gas
main engine
gas supply
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/070053
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伸哉 湯浅
貴士 渡邉
Original Assignee
三井造船株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三井造船株式会社 filed Critical 三井造船株式会社
Priority to CN201680040371.XA priority Critical patent/CN108026865A/zh
Priority to KR1020187001577A priority patent/KR20180048572A/ko
Publication of WO2017014052A1 publication Critical patent/WO2017014052A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0245—High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0135—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0157—Compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/031—Treating the boil-off by discharge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/066—Fluid distribution for feeding engines for propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the present invention relates to a fuel gas supply system applied to a liquefied gas carrier ship or a liquefied gas fuel ship equipped with a low-speed diesel engine capable of gas burning as a main engine.
  • a gas-fired low-speed diesel engine has been adopted as the main engine of the LNG carrier, and boil-off gas (NATUREL BOG) that is naturally generated in the LNG cargo tank is used as the main engine fuel.
  • the configuration to be used is known.
  • the required fuel gas pressure is determined at the fuel gas inlet of the main engine according to the load of the main engine, and it is necessary to supply the fuel gas at the required pressure. Therefore, when boil-off gas is used as fuel, it is necessary to compress this boil-off gas to a required pressure with a high-pressure gas compressor.
  • Patent Document 1 a configuration in which liquefied natural gas is pressurized with a high-pressure liquid pump and heated to obtain a high-pressure gas with a required pressure is also known (Patent Document 1).
  • the load on the ship's main engine constantly fluctuates due to weather and sea conditions, so if the fuel gas supply pressure to the main engine is controlled in accordance with the required pressure of the main engine, the control becomes unstable and the supply pressure For example, depending on the configuration of the device, the control performance range may be exceeded, and a constant deviation may occur between the set pressure and the actual pressure.
  • An object of the present invention is to supply fuel gas at a stable pressure to the inlet of a main engine that can be gas-fired even if there is a load fluctuation.
  • a marine fuel gas supply system of the present invention is a fuel gas supply system that supplies fuel gas to a gas-fired low-speed diesel engine that is used as a main engine, and a gas supply means that supplies fuel gas to the main engine. And pressure control means for controlling the supply pressure of the fuel gas supplied to the main engine, wherein the pressure control means sets the supply pressure based on the rotation speed set value of the main engine.
  • the pressure control means sets the supply pressure without being based on the rotation speed set value.
  • the period in which the supply pressure is set without being based on the rotational speed set value corresponds to, for example, a transient period associated with the transition of the rotational speed of the main engine.
  • the pressure control means delays the change from the supply pressure set based on the rotation speed set value before the change to the supply pressure set based on the rotation speed set value after the change in the transition period.
  • the supply pressure is, for example, the required pressure of the main engine.
  • Fuel gas is, for example, boil-off gas in the cargo tank.
  • the gas supply means includes a high pressure gas compressor that compresses the fuel gas and supplies the compressed fuel gas to the main engine, and the pressure control means controls the supply pressure by controlling the discharge pressure of the high pressure gas compressor.
  • the gas supply means includes a high-pressure liquid pump that pressurizes the liquefied gas and supplies it as fuel gas to the main engine, and the pressure control means controls the supply pressure by controlling the discharge pressure of the high-pressure liquid pump.
  • the ship of the present invention is characterized by including the fuel gas supply system.
  • fuel gas can be supplied at a stable pressure to the inlet of the main engine capable of gas burning even when there is a load fluctuation.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention.
  • the fuel gas supply system 10 of this embodiment is applied to a ship that transports a liquefied gas such as natural gas, and the liquefied gas (LNG in this embodiment) is loaded on a cargo tank 11 provided in the hull.
  • the main engine 12 is a low-speed diesel engine that can be gas-fired.
  • the main engine 12 is supplied with boil-off gas (NATUREL BOG) that is naturally generated in the cargo tank 11 through a first fuel gas supply line 14 including a high-pressure gas compressor 13. Is possible.
  • the boil-off gas generated in the cargo tank 11 is sent to the high-pressure gas compressor 13 through the upstream line of the first fuel gas supply line 14 and is compressed in the high-pressure gas compressor 13.
  • the compressed boil-off gas is sent as “high pressure gas” to the main engine 12 through the first fuel gas supply line 14 on the downstream side.
  • the high-pressure gas compressor 13 is, for example, a multistage compressor, and includes an upstream-side low-pressure stage 13A and a downstream-side final stage 13B.
  • the fuel gas can be sent out as “low pressure gas” having a relatively low pressure through the branch line 15, and the fuel gas can be supplied to the gas-fired generator engine.
  • surplus BOG that cannot be consumed by the main engine 12 or the generator engine is also supplied as fuel gas to the BOG processing device (boiler, gas combustion device, reliquefaction device, etc.) through the branch line 15.
  • the line for sending the surplus gas to the BOG processing device may be configured to supply the decompressed gas from the discharge side of the final stage 13B of the high pressure gas compressor 13 to the required pressure of the BOG processing device.
  • the low-pressure stage to the high-pressure stage are described as one multi-stage high-pressure gas compressor, but the low-pressure stage may be another compressor and the low-pressure gas compressor and the high-pressure gas compressor may be installed in series.
  • a first circulation line 16 for returning the fuel gas to the suction side of the final stage 13B is provided on the discharge side of the final stage 13B.
  • the first circulation line 16 is provided with a first valve 16V for controlling the flow rate of the recirculated gas, and the opening degree of the first valve 16V is controlled by the first controller 17.
  • a pressure sensor 18 is provided on the discharge side of the final stage 13B, and the pressure value PV1 on the discharge side of the fuel gas supplied to the main engine 12 is measured.
  • a pressure sensor 19 for measuring the pressure PV2 of the boil-off gas in the cargo tank 11 is provided on the upstream side of the first fuel gas supply line 14.
  • the pressure PV2 is measured at one point in a common pipe of the plurality of cargo tanks 11.
  • the pressure may be measured at a plurality of locations and the average may be set as the pressure PV2.
  • the measured pressure values PV1 and PV2 are input to the first controller 17, and the fuel gas required pressure SP1 and the rotation speed (rotation speed) set value SN of the main engine 12 from the main engine control device 20 are set.
  • the pressure set value SP2 in the cargo tank 11 set by the operator is input.
  • the first controller 17 adjusts the opening degree of the first valve 16V of the first circulation line 16 based on these values, and boil-off gas supplied from the first fuel gas supply line 14 to the main engine 12. Control the amount of supply.
  • the fuel gas supply system 10 of this embodiment further includes a second fuel gas supply line 21.
  • the second fuel gas supply line 21 includes a pump 22 disposed near the bottom in the cargo tank 11, and liquefied gas in the cargo tank 11 is pumped up by the pump 22 in accordance with an operation mode to be described later.
  • the pumped liquefied gas is temporarily stored in the suction drum 23.
  • a high pressure liquid pump 24 is connected to the downstream side of the suction drum 23, and the liquefied gas in the suction drum 23 is pressurized and sent to the gas heater 25.
  • the gas heater 25 the liquefied gas pressurized by the high-pressure liquid pump 24 is heated and vaporized and supplied to the main engine 12 as a high-pressure gas.
  • a line for supplying fuel gas to the gas-fired generator engine downstream of the gas heater 25 in order to use the liquefied gas as fuel for the gas-fired generator engine may be branched.
  • the high-pressure liquid pump 24 is driven by a motor 26, and the motor 26 is driven and controlled by a second controller 28 through an inverter 27.
  • a second circulation line 29 for returning the liquefied gas to the suction drum 23 is provided on the downstream side of the high-pressure liquid pump 24, and a second circulation line 29 for controlling the flow rate of the returned liquefied gas is provided in the second circulation line 29.
  • a valve 29V is provided.
  • the second controller 28 receives the fuel gas required pressure SP1 and the rotational speed set value SN from the main engine controller 20, and is provided between the high pressure liquid pump 24 and the gas heater 25 in the second fuel gas supply line 21.
  • the pressure value PV3 measured by the pressure sensor 30 is input.
  • the second controller 28 adjusts the opening degree of the second valve 29V and controls the driving of the motor 26 in accordance with the operation mode and the operation state.
  • the motor 26 may be a hydraulic drive motor. In that case, the drive of the hydraulic drive motor is controlled not through the inverter 27 but through a hydraulic drive source.
  • the second circulation line 29 is guided to the suction drum 23, but may be guided to the cargo tank 11.
  • the suction drum 23 is provided with a third circulation line 31 for returning the boil-off gas in the drum to the upstream side (cargo tank 11 side) of the first fuel gas supply line 14. Is provided with a third valve 31V.
  • a fourth valve 21V for keeping the load of the pump constant is provided immediately after leaving the cargo tank 11 of the second fuel gas supply line 21, and a high pressure liquid pump 24 is provided immediately downstream thereof.
  • a branch line 32 for adjusting the supply pressure of the liquefied gas to be supplied to is provided, and the branch line 32 includes a fifth valve 32V.
  • the NPSH (effective suction head) of the high-pressure liquid pump 24 can be sufficiently secured without installing the suction drum 23, and the suction drum 23 that degass the gas vaporized between the cargo tank 11 and the high-pressure liquid pump 24.
  • the suction drum 23 is not necessarily provided. In this case, the third circulation line 31 is not provided, and the second circulation line 29 is guided to the cargo tank 11.
  • supply of surplus BOG through the branch line 15 to the BOG processing device is performed by opening the sixth valve 15V provided in the branch line 15. Is controlled by the third controller 33.
  • the third controller 33 receives the cargo tank pressure value PV2 and the pressure set value SP2 set by the operator, adjusts the opening of the sixth valve 15V based on these values, and converts the surplus BOG to the BOG processing device. To supply.
  • the first operation mode (hybrid mode) is selected.
  • the boil-off gas compressed by the high pressure gas compressor 13 is supplied to the main engine 12 through the first fuel gas supply line 14, and an insufficient amount of fuel is supplied through the second fuel gas supply line 21. That is, in the first operation mode, the pump 22, the high pressure liquid pump 24, and the gas heater 25 are driven to generate high pressure gas from the liquefied gas in the cargo tank 11, and together with the boil-off gas compressed by the high pressure gas compressor 13, the main engine 12. To supply.
  • the first controller 17 controls the first valve 16V of the high-pressure gas compressor 13 so that the measured pressure value PV2 on the cargo tank 11 side becomes the pressure SP2 set by the operator.
  • the second controller 28 then adjusts the high pressure liquid so that the discharge pressure of the second fuel gas supply line 21 becomes a pressure determined from the fuel gas required pressure SP1 of the main engine 12 or the rotational speed set value SN (described later).
  • the discharge side pressure value PV3 of the pump 24 is monitored to control the driving of the high-pressure liquid pump 24.
  • the second operation mode compressor mode
  • the high-pressure gas compressor 13 is operated. Only the first fuel gas supply line 14 to be used is used. That is, the operation of the main engine 12 is performed using only the boil-off gas, and when there is surplus gas, the gas is supplied to the BOG processing device (boiler, gas combustion device, reliquefaction device, etc.) through the branch line 15.
  • the first controller 17 causes the discharge pressure of the first fuel gas supply line 14 to become a pressure determined from the fuel gas required pressure SP1 of the main engine 12 or the rotational speed set value SN (The pressure value PV1 on the discharge side is monitored and the first valve 16V of the high pressure gas compressor 13 is controlled.
  • the first operation mode hybrid mode
  • the second operation mode compressor mode
  • boil-off gas generated by the spraying operation exceeds the consumption by the main engine 12 and the generator engine
  • surplus boil-off gas is passed through the branch line 15 to the BOG treatment device (boiler, gas combustion device, reliquefaction device, etc.).
  • the BOG treatment device blower, gas combustion device, reliquefaction device, etc.
  • Supply Even when the liquefied gas is empty, some liquefied gas is stored in order to use the liquefied gas as a spray liquid for cooling the cargo tank and as fuel for the main engine.
  • the cargo tank 11 is not completely emptied.
  • the third operation mode (pump mode) is selected, and the fuel gas is supplied to the main engine 12 only through the second fuel gas supply line 21. That is, high pressure gas is generated from the liquefied gas in the cargo tank 11 using the pump 22, the high pressure liquid pump 24, and the gas heater 25, and supplied to the main engine 12.
  • the first fuel gas supply line 14 is not used, and the high-pressure gas compressor 13 is turned off.
  • the second controller 28 determines whether the discharge pressure of the second fuel gas supply line 21 is the fuel gas required pressure SP1 of the main engine 12 or the rotational speed set value SN.
  • the discharge side pressure value PV3 of the high-pressure liquid pump 24 is monitored to control the driving of the high-pressure liquid pump 24 so that the pressure is determined from the following (described later).
  • the third operation mode when it is necessary to supply the fuel gas to the main engine 12 with a supply amount lower than the fuel gas supply amount at the minimum capacity (the minimum rotation speed of the motor 26) at which the high-pressure liquid pump 24 can operate.
  • the second controller 28 drives the high-pressure liquid pump 24 with the minimum capacity that can be operated, and opens the second valve 29V to discharge the surplus fuel discharged from the high-pressure liquid pump 24 to the suction drum 23 in the second circulation line. Reflux through 29.
  • the cruise speed of the ship is set to the reference operating point or slightly lower than that. That is, since the ship navigates most of the time at the cruising speed, it is operated near the reference operating point, for example. Therefore, when the liquefied gas is loaded, only the substantially high-pressure gas compressor 13 is driven, and most of the boil-off gas is consumed as fuel for the main engine 12. Only when the operation in the high-speed operation region is necessary, the high-pressure liquid pump 24 is driven to generate high-pressure gas directly from the liquefied gas. Further, since most of the time during the operation when the liquefied gas is empty is not sprayed, the operation mode of the third operation mode is almost taken, and the high pressure gas compressor 13 is not operated and the high pressure gas compressor 13 is operated. Fuel gas is supplied by the liquid pump 24. On the other hand, when a spray operation is performed and boil-off gas is generated, the high-pressure gas compressor 13 is driven, and almost all of the boil-off gas is used as fuel for the main engine 12.
  • the fuel gas required pressure SP1 and the main engine speed set value SN are input to the first and second controllers 17, 28.
  • the fuel gas required pressure SP1 is a value obtained by the main engine control device 20, for example, the engine based on the fuel supply amount (fuel index) to the main engine 12 of the main engine control device 20 that performs constant rotation speed control.
  • the load is calculated and determined with reference to the calculated engine load and a given graph or relational expression as shown in FIG.
  • the main engine speed set value SN is a value that is calculated in the main engine control apparatus 20 based on a value input by the operator to the main engine control apparatus 20, and sets the rotation speed of the main engine. 20 controls the fuel supply amount so that the main engine 12 rotates at a constant speed.
  • pressure measurement values PV1, PV2, and PV3 input to the first and second controllers 17 and 28 are represented by PV.
  • the horizontal axis represents the engine load (%)
  • the vertical axis represents the required fuel gas pressure (MPa) of the main engine 12.
  • the fuel gas required pressure SP ⁇ b> 1 changes corresponding to the graph S in FIG. 3 according to the change in the load of the main engine 12.
  • the first and second controllers 17 and 28 calculate the engine load based on the propeller law in which the main engine load is approximately proportional to the cube of the main engine speed from the input main engine speed set value SN.
  • main engine speed set value SN is converted to fuel gas required pressure SP0 at the main engine inlet.
  • the function 17A is equivalent to the graph of FIG. 3, and when the engine load (%) is determined, the required pressure (vertical axis) of the fuel gas is obtained from the graph S.
  • the fuel gas required pressure SP1 input to the first and second controllers 17 and 28 and the pressure SP0 calculated with reference to the function 17A are input to the changeover switch 17B, and one of the signals is supplied to the fuel gas. Input to the pressure controller 17C of the system. Based on the measured pressure value PV and the input pressure command value (SP0 or SP1), the pressure controller 17C, for example, with respect to the operation system such as the valves 16V and 29V, the inverter 27, etc., The operation amount MV is output so as to be controlled.
  • the changeover of the changeover switch 17B is performed by a command from the main engine control device 20, for example, in accordance with the change of the main engine speed set value SN. That is, the changeover switch 17B inputs the pressure SP0 obtained from the normal main engine speed set value SN to the pressure controller 17C, and when the main engine speed set value SN is changed, the engine speed is changed after the change.
  • the pressure command value input to the pressure controller 17C is switched to the fuel gas required pressure SP1 over a transition period until the number changes. After the transition period, the pressure SP0 obtained from the new rotation speed set value SN is input again to the pressure controller 17C.
  • the pressure command value to the pressure controller is constant unless the operator switches the rotation speed set value of the main engine, which affects the load fluctuation of the main engine during operation. Therefore, the gas fuel can be supplied to the main engine at a stable pressure.
  • the fuel gas supply system 10 ′ of the first modified example shown in FIG. 4 removes the configuration related to the second fuel gas supply line 21 using the high pressure liquid pump 24 from the embodiment of FIG.
  • the fuel gas supply system is configured only from the first fuel gas supply line 14.
  • the fuel gas supply system 10 ′′ of the second modification shown in FIG. 5 removes the configuration related to the first fuel gas supply line 14 using the high pressure gas compressor 13 from the embodiment of FIG.
  • the fuel gas supply system is configured only from the second fuel gas supply line 21 using 24.
  • the other configurations are the same as those in the embodiment.
  • fuel gas can be supplied to the main engine at a stable pressure, as in the embodiment.
  • the pressure command value is switched to the fuel gas required pressure during the transition period when the engine speed is changed, but the value after changing the pressure command value over the transition period without using the required pressure. It is also possible to adopt a configuration in which a change is made with a slow and continuous delay, or a stepwise change in a preset step.
  • the switching period is not limited to the transition period, and may be longer or slightly shorter. The end of the transition period may be detected from the actually measured engine speed, or the time may be set in advance.
  • the main engine may be a gas-only low-speed diesel engine, but it may be a dual-fuel low-speed diesel engine with oil fuel. In this case, for example, oil is used as an additional fuel in a high-speed operation region. May be used.
  • the liquefied gas carrier ship carrying LNG mainly composed of methane is described, but the present invention is also applicable to a liquefied gas carrier ship carrying cargo other than LNG.
  • the gas pressure at the engine inlet required by the low-speed diesel engine varies depending on the properties of the fuel gas used (for example, ethane), and may require a higher pressure than when LNG is used as the fuel (for example, 40 MPa). ⁇ 60 MPa) can be applied in the same manner as the embodiment mainly composed of methane.
  • the ship uses liquefied gas as the main engine fuel, it is not limited to a liquefied gas carrier ship.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

ガス焚き可能な低速ディーゼル機関を主機関１２とし、主機関１２へ燃料ガスを供給する第１、第２燃料ガス供給ライン１４、２１を設ける。第１、第２燃料ガス供給ライン１４、２１から主機関１２へ供給する燃料ガスの圧力を制御するための第１、第２制御器１７、２８を設ける。第１、第２制御器１７、２８における圧力制御を回転数セット値ＳＮに基づいて行う。回転数セット値ＳＮが変更された際には、過渡期間に亘り、第１、第２制御器１７、２８における圧力制御を、主機関制御装置２０から出力される燃料ガス要求圧力に基づく制御に切り替える。

Description

船舶用の燃料ガス供給システム
　本発明は、ガス焚きが可能な低速ディーゼル機関を主機関として搭載した液化ガス運搬船や液化ガス燃料船に適用される燃料ガス供給システムに関する。
　環境負荷の低減やエネルギー消費改善の観点から、近年ではＬＮＧ運搬船の主機関にガス焚き低速ディーゼル機関を採用し、ＬＮＧカーゴタンク内で自然に発生するボイルオフガス（ＮＡＴＵＲＡＬ　ＢＯＧ）を主機関の燃料として利用する構成が知られている。しかし、ガス焚き低速ディーゼル機関では、主機関の負荷に応じて主機関の燃料ガス入口部において必要な燃料ガス圧力が決められており、その要求圧力で燃料ガスを供給する必要がある。そのためボイルオフガスを燃料に用いる場合、このボイルオフガスを高圧ガスコンプレッサにより要求圧力まで圧縮する必要がある。また、低い消費電力で高圧燃料ガスを生成する方法として、液化天然ガスを高圧液ポンプで加圧し、これを加熱して要求圧力の高圧ガスとする構成も知られている（特許文献１）。
特開２０１２－１７７３３３号公報
　運航時において船舶の主機関の負荷は気象や海象により絶えず変動しているため、主機関の要求圧力に合わせて主機関への燃料ガスの供給圧力を制御すると制御が不安定となり、供給圧力が要求圧力に追従しなかったり、例えば機器の構成によっては制御の性能範囲を超え、設定圧力と実圧力の間に恒常的な偏差が発生したりする。
　本発明は、負荷変動があってもガス焚き可能な主機関の入口に安定した圧力で燃料ガスを供給することを目的としている。
　本発明の船舶用の燃料ガス供給システムは、主機関として用いられるガス焚き可能な低速ディーゼル機関へ燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムであって、燃料ガスを主機関に供給するガス供給手段と、主機関へ供給される燃料ガスの供給圧力を制御する圧力制御手段とを備え、圧力制御手段は、供給圧力を主機関の回転数セット値に基づき設定することを特徴としている。
　回転数セット値が変更されるとき、圧力制御手段は回転数セット値に基づくことなく供給圧力を設定する。回転数セット値に基づかずに供給圧力の設定がなされる期間は、例えば主機関の回転数の移行に伴う過渡期間に対応する。圧力制御手段は、変更前の回転数セット値に基づき設定される供給圧力から変更後の回転数セット値に基づき設定される供給圧力への変更を過渡期間において遅延させる。過渡期間において、供給圧力は例えば主機関の要求圧力とされる。
　燃料ガスは、例えばカーゴタンク内のボイルオフガスである。ガス供給手段は、燃料ガスを圧縮し主機関へと供給する高圧ガスコンプレッサを備え、圧力制御手段は、高圧ガスコンプレッサの吐出圧を制御して供給圧力を制御する。またガス供給手段は、液化ガスを加圧し主機関へ燃料ガスとして供給する高圧液ポンプを備え、圧力制御手段は、高圧液ポンプの吐出圧を制御して供給圧力を制御する。
　本発明の船舶は、上記燃料ガス供給システムを備えたことを特徴としている。
　本発明によれば、負荷変動があってもガス焚きが可能な主機関の入口に安定した圧力で燃料ガスを供給することができる。
本発明の一実施形態である燃料ガス供給システムの構成を示すブロック図である。 第１、第２制御器の構成を示すブロック図である。 機関負荷と要求圧力の関係を示すグラフである。 第１変形例の燃料ガス供給システムの構成を示すブロック図である。 第２変形例の燃料ガス供給システムの構成を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の一実施形態である燃料ガス供給システムの構成を示すブロック図である。
　本実施形態の燃料ガス供給システム１０は、天然ガスなどの液化ガスを運搬する船舶に適用され、液化ガス（本実施形態ではＬＮＧ）は船体内に設けられたカーゴタンク１１に積載される。主機関１２は、ガス焚き可能な低速ディーゼル機関であり、主機関１２には高圧ガスコンプレッサ１３を含む第１燃料ガス供給ライン１４を通してカーゴタンク１１内で自然発生するボイルオフガス（ＮＡＴＵＲＡＬ　ＢＯＧ）を供給することが可能である。
　カーゴタンク１１内で発生するボイルオフガスは、第１燃料ガス供給ライン１４の上流側ラインを通して高圧ガスコンプレッサ１３へ送られ、高圧ガスコンプレッサ１３において圧縮される。そして圧縮されたボイルオフガスは「高圧ガス」として、下流側の第１燃料ガス供給ライン１４を通して主機関１２へと送出される。高圧ガスコンプレッサ１３は例えば多段コンプレッサであり、上流側の低圧段１３Ａと下流側の最終段１３Ｂを備える。例えば低圧段１３Ａからは、分岐ライン１５を通して相対的に圧力が低い「低圧ガス」として燃料ガスを送出可能で、ガス焚き発電機機関に燃料ガスを供給可能である。また、主機関１２や発電機機関で消費しきれない余剰ＢＯＧについても、分岐ライン１５を通してＢＯＧ処理装置（ボイラ、ガス燃焼装置、再液化装置など）に燃料ガスとして供給する。また、余剰ガスをＢＯＧ処理装置へ送出するラインは、高圧ガスコンプレッサ１３の最終段１３Ｂの吐出側からＢＯＧ処理装置の要求圧力まで減圧して供給するように構成しても良い。なお、本実施形態では、低圧段から高圧段までを一つの多段高圧ガスコンプレッサとして記載するが、低圧段を別のコンプレッサとして低圧ガスコンプレッサと高圧ガスコンプレッサを直列に設置する構成としてもよい。
　高圧ガスコンプレッサ１３において最終段１３Ｂの吐出側には、最終段１３Ｂの吸込み側へと燃料ガスを還流するための第１循環ライン１６が設けられる。第１循環ライン１６には、還流されるガス流量を制御するための第１弁１６Ｖが設けられ、第１弁１６Ｖの開度は、第１制御器１７により制御される。また最終段１３Ｂの吐出側には、圧力センサ１８が設けられ、主機関１２へ供給される燃料ガスの吐出側における圧力値ＰＶ１が測定される。一方、第１燃料ガス供給ライン１４の上流側には、カーゴタンク１１内のボイルオフガスの圧力ＰＶ２を測定するための圧力センサ１９が設けられる。なお、カーゴタンク１１は船体内に複数設けられているが、本実施形態では圧力ＰＶ２を複数のカーゴタンク１１の共通管における１点で計測している。しかし複数箇所で圧力を計測しその平均を圧力ＰＶ２としてもよい。
　第１制御器１７には、これらの測定された圧力値ＰＶ１、ＰＶ２が入力されるとともに、主機関制御装置２０から主機関１２の燃料ガス要求圧力ＳＰ１および回転数（回転速度）セット値ＳＮ、オペレータにより設定されるカーゴタンク１１内の圧力設定値ＳＰ２などが入力される。第１制御器１７は、後述するようにこれらの値に基づき第１循環ライン１６の第１弁１６Ｖの開度調整を行い、第１燃料ガス供給ライン１４から主機関１２へ供給されるボイルオフガスの供給量を制御する。
　本実施形態の燃料ガス供給システム１０には、更に第２燃料ガス供給ライン２１を備える。第２燃料ガス供給ライン２１は、カーゴタンク１１内の底付近に配置されるポンプ２２を備え、後述する運転モードに応じて、カーゴタンク１１内の液化ガスはポンプ２２により汲み上げる。第２燃料ガス供給ライン２１では、汲み上げられた液化ガスは、サクションドラム２３に一時的に貯留される。そしてサクションドラム２３の下流側には高圧液ポンプ２４が接続され、サクションドラム２３内の液化ガスが加圧されてガスヒータ２５へと送り出される。ガスヒータ２５では、高圧液ポンプ２４により加圧された液化ガスが加熱・気化され、高圧ガスとして主機関１２へと供給される。また、第１燃料ガス供給ライン１４が使用されない場合においても、液化ガスをガス焚き発電機機関の燃料に使用するために、ガスヒータ２５の下流にガス焚き発電機機関へ燃料ガスを供給するラインを設けるか、サクションドラム２３の前からガス焚き発電機機関にガスを供給するためのラインを分岐させてもよい。
　高圧液ポンプ２４は、モータ２６により駆動され、モータ２６はインバータ２７を通して第２制御器２８によって駆動制御される。高圧液ポンプ２４の下流側には、液化ガスをサクションドラム２３へ還流するための第２循環ライン２９が設けられ、第２循環ライン２９には還流される液化ガス流量を制御するための第２弁２９Ｖが設けられる。第２制御器２８には、主機関制御装置２０から燃料ガス要求圧力ＳＰ１および回転数セット値ＳＮが入力されるとともに、第２燃料ガス供給ライン２１の高圧液ポンプ２４とガスヒータ２５の間に設けられる圧力センサ３０で測定された圧力値ＰＶ３が入力される。第２制御器２８は、後述するように、運転モードや運転状態に応じて、第２弁２９Ｖの開度調整を行うとともに、モータ２６の駆動を制御する。また、モータ２６は油圧駆動モータとしてもよく、その場合、インバータ２７ではなく、油圧駆動源を通して油圧駆動モータの駆動を制御する。また、本実施形態では第２循環ライン２９はサクションドラム２３に導かれているが、カーゴタンク１１へと導かれてもよい。
　なお、サクションドラム２３には、ドラム内のボイルオフガスを第１燃料ガス供給ライン１４の上流側（カーゴタンク１１側）へと還流するための第３循環ライン３１が設けられ、第３循環ライン３１には、第３弁３１Ｖが設けられる。また、第２燃料ガス供給ライン２１のカーゴタンク１１を出た直ぐのところには、ポンプの負荷を一定に保つための第４弁２１Ｖが設けられるとともに、その直ぐ下流側には高圧液ポンプ２４へ供給する液化ガスの供給圧力を調整するための分岐ライン３２が設けられ、分岐ライン３２は、第５弁３２Ｖを備える。
　また、サクションドラム２３を設置しなくても高圧液ポンプ２４のＮＰＳＨ（有効吸込みヘッド）が十分確保され、カーゴタンク１１と高圧液ポンプ２４との間で気化したガスをガス抜きするサクションドラム２３に代わる手段が設けられる場合には、サクションドラム２３を必ずしも設けなくともよく、その場合、第３循環ライン３１も設けず、第２循環ライン２９はカーゴタンク１１に導かれる。
　なお、本実施形態において、分岐ライン１５を通した余剰ＢＯＧのＢＯＧ処理装置（ボイラ、ガス燃焼装置、再液化装置など）への供給は、分岐ライン１５に設けられた第６弁１５Ｖの開度を第３制御器３３により調整することにより制御される。第３制御器３３には、カーゴタンク圧力値ＰＶ２と、オペレータにより設定される圧力設定値ＳＰ２が入力され、これらの値に基づき第６弁１５Ｖの開度を調整し、余剰ＢＯＧをＢＯＧ処理装置へと供給する。
　本実施形態では、液化ガスが積載された状態で、ＢＯＧ発生量と主機関１２での燃料消費量が釣り合う基準運転点よりも高速側（高速運転領域）で液化ガス運搬船が運航されるときには、第１運転モード（ハイブリッドモード）が選択される。第１運転モードでは、第１燃料ガス供給ライン１４を通して高圧ガスコンプレッサ１３で圧縮したボイルオフガスを主機関１２へ供給するとともに、第２燃料ガス供給ライン２１を通して足りない分の燃料を供給する。すなわち、第１運転モードでは、ポンプ２２、高圧液ポンプ２４、およびガスヒータ２５が駆動されカーゴタンク１１内の液化ガスから高圧ガスを生成し、高圧ガスコンプレッサ１３で圧縮されたボイルオフガスと共に主機関１２へ供給する。
　第１運転モードでは、第１制御器１７は、カーゴタンク１１側の測定圧力値ＰＶ２がオペレータにて設定された圧力ＳＰ２となるように高圧ガスコンプレッサ１３の第１弁１６Ｖを制御する。そして第２制御器２８は、第２燃料ガス供給ライン２１の吐出圧が、主機関１２の燃料ガス要求圧力ＳＰ１または回転数セット値ＳＮから決定される圧力となるように（後述）、高圧液ポンプ２４の吐出側圧力値ＰＶ３をモニタして高圧液ポンプ２４の駆動を制御する。
　また、液化ガスが積載された状態で基準運転点、または基準運転点よりも低速側（減速運転領域）で運航されるときには、第２運転モード（コンプレッサモード）が選択され、高圧ガスコンプレッサ１３を用いる第１燃料ガス供給ライン１４のみを使用する。すなわち、ボイルオフガスのみを用いて主機関１２の運転が行われ、余剰ガスがある場合は、分岐ライン１５を通してＢＯＧ処理装置（ボイラ、ガス燃焼装置、再液化装置など）へガスを供給する。
　第２運転モードでは、第１制御器１７は、第１燃料ガス供給ライン１４の吐出圧が、主機関１２の燃料ガス要求圧力ＳＰ１または回転数セット値ＳＮから決定される圧力となるように（後述）、吐出側の圧力値ＰＶ１をモニタして高圧ガスコンプレッサ１３の第１弁１６Ｖを制御する。
　また、液化ガス空荷時の運航においてスプレー作業が行われるときには、スプレー作業で発生する単位時間当たりのボイルオフガスの量は、スプレー作業で使用する液の量により上下に変化する。そのためスプレー作業によるボイルオフガス発生量と主機関１２での燃料消費量が釣り合うスプレー時基準運転点よりも高速側では第１運転モード（ハイブリッドモード）が選択され、スプレー時基準運転点、またはスプレー時基準運転点よりも低速側では、第２運転モード（コンプレッサモード）が選択される。すなわち、第１または第２運転モードの何れかが、低速ディーゼル機関の燃料消費量とボイルオフガス発生量との関係から選択される。
　また、スプレー作業により発生するボイルオフガス量が、主機関１２及び発電機機関による消費量を上回るときには、分岐ライン１５を通して余剰ボイルオフガスをＢＯＧ処理装置（ボイラ、ガス燃焼装置、再液化装置など）へ供給する。なお、液化ガス空荷時の運航であっても、液化ガスをカーゴタンク冷却用のスプレー液として、また主機関の燃料として使用するために、幾らかの液化ガスが貯蔵されており、全てのカーゴタンク１１が完全に空にされているわけではない。
　液化ガス空荷時の運航においてスプレー作業が行われないときには、第３運転モード（ポンプモード）が選択され、第２燃料ガス供給ライン２１のみを通して燃料ガスが主機関１２へと供給される。すなわち、ポンプ２２、高圧液ポンプ２４、およびガスヒータ２５を使用してカーゴタンク１１内の液化ガスから高圧ガスが生成され主機関１２へ供給される。そして第１燃料ガス供給ライン１４は使用されず、高圧ガスコンプレッサ１３はオフされる。
　第３運転モードにおいて、第２制御器２８は、第１運転モードのときと同様に、第２燃料ガス供給ライン２１の吐出圧が、主機関１２の燃料ガス要求圧力ＳＰ１または回転数セット値ＳＮから決定される圧力となるように（後述）、高圧液ポンプ２４の吐出側圧力値ＰＶ３をモニタして高圧液ポンプ２４の駆動を制御する。また、第３運転モードにおいて、高圧液ポンプ２４の運転可能な最少容量（モータ２６の最少回転数）における燃料ガス供給量よりも低い供給量で主機関１２へ燃料ガスを供給する必要がある場合、第２制御器２８は、高圧液ポンプ２４を運転可能な最少容量で駆動するとともに、第２弁２９Ｖを開いて高圧液ポンプ２４から吐出される余剰な燃料をサクションドラム２３に第２循環ライン２９を通して還流する。
　なお、船の巡航速度は、基準運転点、あるいはそれよりも僅かに低い速度に設定される。すなわち船舶は、殆どの時間を巡航速度で航行するので、例えば基準運転点付近で運転される。そのため液化ガス積載時には、略高圧ガスコンプレッサ１３のみが駆動され、ボイルオフガスの殆どが、主機関１２の燃料として消費される。そして高速運転領域での運転が必要な場合のみ、高圧液ポンプ２４が駆動され液化ガスから直接的に高圧ガスが生成される。また、液化ガス空荷時の運航において殆どの時間は、スプレー作業が行われているわけではないので、殆ど第３運転モードの運航形態がとられ、高圧ガスコンプレッサ１３を運転することなく、高圧液ポンプ２４により燃料ガス供給がなされる。一方、スプレー作業が行われ、ボイルオフガスが発生する場合には、高圧ガスコンプレッサ１３が駆動され、ボイルオフガスは略全て主機関１２の燃料として利用される。
　次に、図２のブロック図を参照して、第１、第２制御器１７、２８の構成について説明する。なお、両者の構成は、図２に図示される範囲において共通する。
　第１、第２制御器１７、２８には、燃料ガス要求圧力ＳＰ１と主機回転数セット値ＳＮが入力される。ここで燃料ガス要求圧力ＳＰ１は、主機関制御装置２０において求められる値であり、例えば回転数一定制御を行う主機関制御装置２０の主機関１２への燃料供給量（フューエルインデックス）に基づき機関負荷を算出し、算出された機関負荷と図３で示されるような所与のグラフあるいは関係式を参照して決定される。なお、主機回転数セット値ＳＮは、操縦者が主機関制御装置２０に入力した値に基づき、主機関制御装置２０内で演算され主機関の回転数を設定する値であり、主機関制御装置２０は、主機関１２がこの回転数で一定回転するように燃料供給量を制御する。なお、図２において、第１、第２制御器１７、２８へ入力される圧力測定値ＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３は、ＰＶで代表して表される。
　図３において、横軸は機関負荷（％）であり、縦軸は主機関１２の燃料ガス要求圧力（ＭＰａ）である。主機関制御装置２０において、燃料ガス要求圧力ＳＰ１は、主機関１２の負荷の変化に応じて図３のグラフＳに対応して変化する。
　第１、第２制御器１７、２８では、入力された主機回転数セット値ＳＮの値から主機関の負荷が主機関の回転数の３乗に概ね比例するプロペラ法則に基づき機関負荷が算出され、関数１７Ａを参照して主機回転数セット値ＳＮが主機関入口での燃料ガス要求圧力ＳＰ０に変換される。関数１７Ａは、図３のグラフと同等のものであり、機関負荷（％）が決定されると、グラフＳから燃料ガスの要求圧力（縦軸）が求められる。
　第１、第２制御器１７、２８に入力された燃料ガス要求圧力ＳＰ１と、関数１７Ａを参照して算出された圧力ＳＰ０は、切替スイッチ１７Ｂへ入力され、何れか一方の信号が燃料ガス供給システムの圧力制御器１７Ｃへと入力される。圧力制御器１７Ｃは、測定圧力値ＰＶと入力される圧力指令値（ＳＰ０またはＳＰ１）に基づき、例えば、バルブ１６Ｖ、２９Ｖ、インバータ２７等の操作系に対して、測定圧力ＰＶが圧力指令値となるように操作量ＭＶを出力して制御する。
　ここで切替スイッチ１７Ｂの切り替えは、主機回転数セット値ＳＮの変更に合わせて、例えば主機関制御装置２０から指令によって行われる。すなわち切替スイッチ１７Ｂは、通常主機回転数セット値ＳＮから求められた圧力ＳＰ０を圧力制御器１７Ｃに入力しており、主機回転数セット値ＳＮが変更されると、機関回転数が変更後の回転数へ移行するまでの過渡期間に亘り、圧力制御器１７Ｃへ入力される圧力指令値を燃料ガス要求圧力ＳＰ１へと切り替える。なお過渡期間終了後は、新たな回転数セット値ＳＮから求められた圧力ＳＰ０が圧力制御器１７Ｃへ再度入力される。
　以上のように、本実施形態の構成によれば、操縦者が主機の回転数セット値を切り替えない限り、圧力制御器への圧力指令値は一定であり、運航中の主機の負荷変動に影響されないため、安定した圧力でガス燃料を主機に供給することができる。
　次に図４、図５を参照して本実施形態の第１、第２変形例について説明する。図４に示される第１変形例の燃料ガス供給システム１０’は、図１の実施形態から、高圧液ポンプ２４を用いる第２燃料ガス供給ライン２１に関わる構成を取り除き、高圧ガスコンプレッサ１３を用いた第１燃料ガス供給ライン１４のみから燃料ガス供給システムを構成したものである。また、図５に示される第２変形例の燃料ガス供給システム１０”は、図１の実施形態から、高圧ガスコンプレッサ１３を用いた第１燃料ガス供給ライン１４に関わる構成を取り除き、高圧液ポンプ２４を用いる第２燃料ガス供給ライン２１のみから燃料ガス供給システムを構成したものである。第１、第２変形例ともに、その他の構成は実施形態と同様である。
　第１、第２変形例においても、実施形態と同様に、安定した圧力で燃料ガスを主機に供給することができる。
　なお、本実施形態では、機関回転数変更時の過渡期間に、圧力指令値を燃料ガス要求圧力に切り替えているが、要求圧力を用いず、過渡期間に掛けて圧力指令値を変更後の値に連続的に緩やかに遅延させて変更する構成とすることや、予め設定されたステップで段階的に変更する構成とすることもできる。また切替期間は過渡期間に限定されるものではなく、それより長くとも、若干短くともよい。また過渡期間の終了は、実測される機関回転数から検知してもよいし、予め時間を設定しておいてもよい。
　なお、主機関はガス専燃の低速ディーゼル機関であってもよいが、オイル燃料との２元燃料焚き低速ディーゼル機関であってもよく、その場合には例えば高速運転領域においてオイルを追加燃料として利用してもよい。また、本実施形態ではメタンを主成分とするＬＮＧを運ぶ液化ガス運搬船を対象に記載したが、ＬＮＧ以外の貨物を運ぶ液化ガス運搬船についても適用可能である。使用する燃料ガス（例えばエタンなど）の性状により、低速ディーゼル機関が要求する機関入口のガス圧力は様々であり、ＬＮＧを燃料として使用する場合よりも高い圧力が必要となる場合がある（例えば４０ＭＰａ～６０ＭＰａ）が、メタンを主成分とした実施形態と同様に適用できる。また、液化ガスを主機燃料に用いる船舶であれば、液化ガス運搬船に限定されるものでもない。
　１０　燃料ガス供給システム
　１１　カーゴタンク
　１２　主機関
　１３　高圧ガスコンプレッサ
　１３Ａ　低圧段
　１３Ｂ　最終段
　１４　第１燃料ガス供給ライン
　１６　第１循環ライン
　１６Ｖ　第１弁
　１７　第１制御器
　１７Ａ　関数
　１７Ｂ　切替スイッチ
　１７Ｃ　圧力制御器
　１８、１９、３０　圧力センサ
　２０　主機関制御装置
　２１　第２燃料ガス供給ライン
　２２　ポンプ
　２３　サクションドラム
　２４　高圧液ポンプ
　２５　ガスヒータ
　２８　第２制御器
　２９　第２循環ライン
　２９Ｖ　第２弁

Claims (9)

  1. 　主機関として用いられるガス焚き可能な低速ディーゼル機関へ燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムであって、
    　燃料ガスを前記主機関に供給するガス供給手段と、
    　前記主機関へ供給される燃料ガスの供給圧力を制御する圧力制御手段とを備え、
    　前記圧力制御手段は、前記供給圧力を前記主機関の回転数セット値に基づき設定する
    　ことを特徴とする船舶用の燃料ガス供給システム。
  2. 　前記回転数セット値が変更されるとき、前記圧力制御手段は前記回転数セット値に基づくことなく前記供給圧力を設定することを特徴とする請求項１に記載の燃料ガス供給システム。
  3. 　前記回転数セット値に基づかずに前記供給圧力の設定がなされる期間が、前記主機関の回転数の移行に伴う過渡期間に対応することを特徴とする請求項２に記載の燃料ガス供給システム。
  4. 　前記圧力制御手段は、変更前の回転数セット値に基づき設定される前記供給圧力から変更後の回転数セット値に基づき設定される前記供給圧力への変更を前記過渡期間において遅延させることを特徴とする請求項３に記載の燃料ガス供給システム。
  5. 　前記過渡期間において、前記供給圧力は前記主機関の要求圧力とされることを特徴とする請求項３に記載の燃料ガス供給システム。
  6. 　前記燃料ガスが、カーゴタンク内のボイルオフガスであることを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の燃料ガス供給システム。
  7. 　前記ガス供給手段が、前記燃料ガスを圧縮し前記主機関へと供給する高圧ガスコンプレッサを備え、前記圧力制御手段は、前記高圧ガスコンプレッサの吐出圧を制御して前記供給圧力を制御することを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の燃料ガス供給システム。
  8. 　前記ガス供給手段が、液化ガスを加圧し前記主機関へ前記燃料ガスとして供給する高圧液ポンプを備え、前記圧力制御手段は、前記高圧液ポンプの吐出圧を制御して前記供給圧力を制御することを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の燃料ガス供給システム。
  9. 　請求項１～８の何れか一項に記載の燃料ガス供給システムを備えたことを特徴とする船舶。
PCT/JP2016/070053 2015-07-17 2016-07-06 船舶用の燃料ガス供給システム WO2017014052A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680040371.XA CN108026865A (zh) 2015-07-17 2016-07-06 船舶用燃料气体供给系统
KR1020187001577A KR20180048572A (ko) 2015-07-17 2016-07-06 선박용 연료 가스 공급 시스템

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015142949A JP6521444B2 (ja) 2015-07-17 2015-07-17 船舶用の燃料ガス供給システム
JP2015-142949 2015-07-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017014052A1 true WO2017014052A1 (ja) 2017-01-26

Family

ID=57833907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/070053 WO2017014052A1 (ja) 2015-07-17 2016-07-06 船舶用の燃料ガス供給システム

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6521444B2 (ja)
KR (1) KR20180048572A (ja)
CN (1) CN108026865A (ja)
WO (1) WO2017014052A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022084570A1 (en) * 2020-10-20 2022-04-28 Wärtsilä Finland Oy Method and apparatus for automated boil-off gas (bog) management of marine vessel

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6882859B2 (ja) * 2016-07-05 2021-06-02 川崎重工業株式会社 運航管理システム
JP6867887B2 (ja) 2017-06-06 2021-05-12 川崎重工業株式会社 ガス漏洩検知システム及びガス漏洩検知方法
CN112413393A (zh) * 2020-10-30 2021-02-26 沪东中华造船(集团)有限公司 一种lng船液化天然气储存舱压力自动控制方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6223565A (ja) * 1985-07-23 1987-01-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガス焚機関の燃料制御装置
JPS62243936A (ja) * 1986-04-16 1987-10-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 機関の燃料制御装置
JP2013210148A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 船舶、燃料供給装置、推進用主機への液化燃料ガスの供給方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6223565A (ja) * 1985-07-23 1987-01-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガス焚機関の燃料制御装置
JPS62243936A (ja) * 1986-04-16 1987-10-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 機関の燃料制御装置
JP2013210148A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 船舶、燃料供給装置、推進用主機への液化燃料ガスの供給方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022084570A1 (en) * 2020-10-20 2022-04-28 Wärtsilä Finland Oy Method and apparatus for automated boil-off gas (bog) management of marine vessel

Also Published As

Publication number Publication date
JP6521444B2 (ja) 2019-05-29
CN108026865A (zh) 2018-05-11
JP2017025736A (ja) 2017-02-02
KR20180048572A (ko) 2018-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6600247B2 (ja) 船舶
WO2017014052A1 (ja) 船舶用の燃料ガス供給システム
KR101772765B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
JP6322155B2 (ja) 液化ガス運搬船用燃料ガス供給システム
JP5746301B2 (ja) 液化ガス運搬船用燃料ガス供給システム
WO2017104633A1 (ja) 船舶
CN104350322A (zh) 用于供给气体的设备
WO2016163332A1 (ja) 液化ガス運搬船用燃料ガス供給システム
WO2017078155A1 (ja) 船舶
RU2686651C2 (ru) Система и способ для управления подачей топлива к судовому двигателю
JP6448364B2 (ja) ガス燃料供給システム及びその制御方法
JP6668566B2 (ja) 燃料ガス供給システム、船舶、及び燃料ガス供給方法
US20140130778A1 (en) Method of operating engine
JP2018135091A (ja) 液化ガス運搬船用燃料ガス供給システム
JP2016124388A (ja) 液化ガス運搬船
JP6638146B2 (ja) 燃料供給システム及び燃料供給方法
JP6672544B2 (ja) 燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給方法
JP6502574B1 (ja) 液圧装置
JP6657508B2 (ja) 燃料供給システム及び燃料供給方法
JP6239027B2 (ja) 液化ガス運搬船用燃料ガス供給システム
JP2015135120A (ja) 液化ガス運搬船用燃料ガス供給システム
KR20160036842A (ko) 선박용 엔진의 연료가스공급 제어방법
JP2016124387A (ja) 液化ガス運搬船

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16827614

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187001577

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16827614

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1