天然氣體燃料蒸發器、天然氣體燃料供給裝置、向船舶、發動機供給天然氣體燃料的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種對成為發動機的燃料的天然氣體燃料進行氣化的天然氣體燃料蒸發器，天然氣體燃料供給裝置，向船舶、發動機供給天然氣體燃料的方法。
【背景技術】
[0002]使液化天然氣體(LNG)、液化石油氣體(LPG)等作為燃料而在鍋爐或引擎等發動機中燃燒的設備中，將儲蓄在儲氣罐內的LNG、LPG等天然氣體燃料進行氣化，并在壓縮機中將其進行壓縮而送入發動機。
[0003]將儲蓄在儲氣罐內的天然氣體燃料進行氣化而使用時，有使用通過從外部對儲氣罐進行熱輸入而在儲氣罐內使天然氣體燃料氣化的蒸發氣體的方法，但是此方法無法供給發動機側所要求的氣體量。因此，如圖2所示，進行有通過抽出儲氣罐內的天然氣體燃料(LNG)的液相并在蒸發器(氣化器)2中進行加熱而使其蒸發(例如參考專利文獻I。)。
[0004]這種蒸發器2中，有管殼式蒸發器。在管殼式蒸發器2中，天然氣體燃料以液體狀態直接送入內管2a內，在外殼2b的內周面與內管2a的外周面之間送入有蒸氣(Steam)。并且，通過與隔著內管2a的蒸氣的熱交換來加熱天然氣體燃料而使其氣化。并且，加熱后的天然氣體燃料的氣體與從儲氣罐送出的蒸發氣體(BOG)混合并送入氣體壓縮機3。被送入的氣體在壓縮機3中進行加壓后，通過加熱器(Heater)4被加熱，并作為燃料氣體(Fuelgas)送入發動機。
[0005]以往技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本專利第4295293號公報
【發明內容】
[0008]發明要解決的技術課題
[0009]然而，在蒸發器2中，內管2a內部通過加熱液體狀態的天然氣體燃料而進行氣化，因此成為氣液二相狀態的流動。并且，內管2a外部通過蒸氣與天然氣體燃料的熱交換而被冷卻，同樣地成為氣液二相狀態。
[0010]在氣液二相狀態的流動中，即使是同一物質(天然氣體燃料或蒸氣)，在氣體與液體狀態下，傳熱系數，比重，比熱也不同，因此蒸發器2的設計與單相的蒸發器相比變得復雜。其結果，導致設備成本上升。
[0011]并且，在這種天然氣體燃料中，例如在LNG中，除了作為主成分的甲烷以外，混雜有乙烷、丙烷、丁烷等重組分。其中，相對于甲烷單體在大氣壓下的沸點為-161?，例如丙烷單體的沸點為-42 °C。
[0012]在儲氣罐內的LNG中，若以丙烷的沸點以下的溫度僅蒸發甲烷而用作發動機的燃料，則隨著時間的經過，重組分被積蓄，導致儲氣罐內的重組分濃度上升。
[0013]因此，在蒸發器2中，例如將天然氣體燃料加熱(過熱)至-40°C，除了甲烷以外，對乙烷、丙烷進行氣化，并作為燃料去除。
[0014]然而，為了連乙烷或丙烷也進行氣化而以丙烷的沸點以上的溫度進行加熱，由此與以丙烷的沸點以下的溫度進行加熱時相比，從蒸發器2送出的氣體顯然為高溫。氣體溫度越高，在壓縮機3中的壓縮效率越低。因此，在壓縮機3中對加熱至丙烷的沸點以上的氣體進行加壓時，需要使壓縮機3更大型化。于是，存在導致設備成本上升的問題。
[0015]本發明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠控制設備成本的天然氣體燃料蒸發器，天然氣體燃料供給裝置，向船舶、發動機供給天然氣體燃料的方法。
[0016]用于解決技術課題的手段
[0017]為了解決上述課題，本發明的天然氣體燃料蒸發器，天然氣體燃料供給裝置，向船舶、發動機供給天然氣體燃料的方法采用以下方法。
[0018]本發明的天然氣體燃料蒸發器具備:儲存罐，以飽和液體狀態保持從外部供給的天然氣體燃料；加熱器，對從所述儲存罐抽出的所述天然氣體燃料進行加熱；噴嘴，向所述儲存罐內吐出在所述加熱器中被加熱的所述天然氣體燃料；燃料供給管路，連接于所述儲存罐而與外部的燃料供給對象連通，并從所述儲存罐送出氣體狀態的所述天然氣體燃料；及流量調整閥，設在所述燃料供給管路上。
[0019]根據該天然氣體燃料蒸發器，在加熱器中加熱從儲存罐抽出的天然氣體(液體)而從噴嘴向儲存罐內吐出，由此儲存罐內的天然氣體(液體)保持為飽和液體狀態。在該狀態下，若打開流量調整閥，則儲存罐內部被減壓，由此儲存罐內的天然氣體(液體)蒸發而進行氣化，并從燃料供給管路送出。在這種結構中，由于在加熱器中，將天然氣體(液體)僅加熱至使其成為飽和液體狀態，因此不是氣液二相狀態，而是可以保持液體狀態的單相，用于加熱天然氣體(液體)的熱介質側也能夠保持液體狀態、或氣體狀態的單相狀態。因此，能夠使熱交換器變得簡單，其設計也比較容易。
[0020]本發明能夠作為天然氣體燃料供給裝置，所述天然氣體燃料供給裝置具備:如上所述的天然氣體燃料蒸發器；燃料箱、儲存供給到所述儲存罐的所述天然氣體燃料；及壓縮機，壓縮通過所述燃料供給管路從所述儲存罐送出的氣體狀態的所述天然氣體燃料。
[0021]在這種天然氣體燃料供給裝置中，還能夠具備氣體溫度調整部，所述氣體溫度調整部通過在經過所述壓縮機的所述天然氣體燃料中，混合從所述儲存罐抽出的液體狀態的所述天然氣體燃料，從而進行所述天然氣體燃料的溫度調整。
[0022]根據這種結構，使用以液體狀態從儲存罐抽出的天然氣體，由此能夠消耗儲存罐內的天然氣體燃料的重組分，且能夠防止重組分積蓄在儲存罐內。
[0023]因此，在加熱器中，無需為了該重組分的消耗而使天然氣體燃料過熱至重組分的沸點以上，能夠降低從燃料供給管路送出的氣體溫度。由此，無需使壓縮機等大型化，能夠控制設備成本。
[0024]并且，本發明的天然氣體燃料供給裝置還能夠具備:壓力傳感器，檢測所述儲存罐內的壓力；及氣體流量調整部，根據所述壓力傳感器的檢測數據，調整供給到所述加熱器的所述天然氣體燃料的流量，以使所述儲存罐內部成為所述天然氣體(液體)的飽和壓力。
[0025]由此，自動調整向加熱器的天然氣體燃料的流量，從而能夠使儲存罐內的天然氣體(液體)維持在飽和壓力。
[0026]作為氣體流量調整部，例如，設置繞過加熱器而返回到儲存罐的分支管，并在該分支管設置流量調整閥，通過調整其開度，能夠調整供給到加熱器的天然氣體(液體)的流量。
[0027]本發明的天然氣體燃料供給裝置還能夠具備:液位傳感器，檢測所述儲存罐內的所述天然氣體(液體)的液位；及燃料液位調整部，根據所述液位傳感器的檢測數據，調整從所述燃料箱向所述儲存罐供給所述天然氣體(液體)的量，以使所述儲存罐內的所述天然氣體(液體)的所述液位維持恒定。
[0028]由此，能夠將儲存罐內的天然氣體(液體)的液位維持恒定。
[0029]本發明能夠作為船舶，所述船舶具備:如上所述的天然氣體燃料蒸發器；及發動機，通過所述燃料供給管路，作為燃料供給有所述壓縮機中被壓縮的所述天然氣體燃料(氣體)。
[0030]本發明能夠作為船舶，所述船舶具備:如上所述的天然氣體燃料供給裝置；及發動機，通過所述燃料供給管路，作為燃料供給有所述壓縮機中被壓縮的天然氣體(氣體)。
[0031]而且，除了船舶以外，能夠在具備渦輪或引擎的設備如發電設備、車輛等中應用本發明。
[0032]本發明能夠作為向發動機供給天然氣體燃料的方法，所述方法具備:從以飽和液體狀態保持從外部供給的天然氣體(液體)的儲存罐抽出所述天然氣體燃料，并加熱所述天然氣體(液體)而向所述儲存罐內吐出的工序；打開設在連接于所述儲存罐而與外部的燃料供給對象連通的燃料供給管路上的流量調整閥，通過使所述儲存罐內部減壓，從而使所述儲存罐內的液體狀態的所述天然氣體(液體)蒸發的工序；通過所述燃料供給管路，將所蒸發的天然氣體(氣體)送至壓縮機，在所述壓縮機中壓縮所述天然氣體(氣體)的工序；及將被壓縮的所述天然氣體(氣體)供給到發動機的工序。
[0033]發明效果
[0034]根據本發明，能夠使熱交換器變得簡單，其設計也比較容易，從而能夠控制設備成本。
[0035]并且，將以液體狀態從儲存罐抽出的天然氣體(液體)用于經過壓縮機的天然氣體(液體)的溫度調整，由此能夠消耗儲存罐內的天然氣體(液體)的重組分，且能夠防止重組分積蓄在儲存罐內。因此，無需使壓縮機等大型化，在這個點上也能夠控制設備成本。
【附圖說明】
[0036]圖1是表示本發明的天然氣體燃料蒸發器、天然氣體燃料供給裝置、向船舶、發動機供給天然氣體燃料的方法的結構的圖。
[0037]圖2是表示以往天然氣體燃料蒸發器、天然氣體燃料供給裝置的結構的圖。
【具體實施方式】
[0038]以下，參考附圖，對本發明所涉及的天然氣體燃料蒸發器、天然氣體燃料供給裝置、向船舶、發動機供給天然氣體燃料的方法的一實施方式進行說明。
[0039]如圖1所示，燃料氣體供給系統(天然氣體燃料供給裝置)10為了驅動例如船舶中的渦輪(發動機，燃料供給對象)而搭載在船舶上，將從外部供給的液體狀態的LNG (天然氣體燃料(液體))進行氣化，并供給到供給目的地的渦輪或引擎。
[0040]該燃料氣體供給系統10具備:燃料箱11，儲存LNG ;及蒸發裝置(天然氣體燃料蒸發器)20，使從燃料箱11供給的LNG液蒸發。
[0041]燃料箱11可以是作為燃料用而儲存LNG的燃料箱，也可以是在LNG搬運船中，儲存載物LNG的貨油艙。該燃料箱11中，例如在_160°C下儲存LNG。
[0042]蒸發裝置20具備:儲存罐21，以液體狀態保持LNG ;及加熱器22，抽出并加熱儲存罐21內的LNG。
[0043]儲存罐21優選設為與縱向相比在橫向上較長的臥式儲存罐。這是為了廣泛確保儲存罐21內的LNG液的蒸發區域。
[0044]在儲存罐21連接有從燃料箱11供給LNG的供給管路23。該供給管路23具備有流量調整閥(燃料液位調整部)24。該流量調整閥24根據檢測儲存罐21內的LNG液的液位的液位傳感器25中的檢測信號，通過蒸發裝置20的控制器(未圖示)來調整開度，由此能夠控制從燃料箱11供給LNG液的量。
[0045]并且，在儲存罐21設有使儲存罐21內的LNG液循環的循環管路26。在該循環管路26設有抽出儲存罐21內的LNG液而使其沿循環管路26流動的泵27、及加熱器22。
[0046]加熱器22通過與從外部供給的熱介質進行熱交換，對循環管路26內的LNG液進