罐內壓抑制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種罐內壓抑制裝置，尤其涉及抑制積存LNG的罐內壓上升的罐內壓抑制裝置。
【背景技術】
[0002]已知積存LNG (Liquefied Natural Gas:液化天然氣)的LNG罐。LNG罐通過在LNG罐內部產生蒸發氣體而內壓上升。為防止其內壓超過LNG罐的容許壓力需要抽出蒸發氣體后進行處理。
[0003]日本專利第4859980號公報中公開了利用在LNG罐內產生的蒸發氣體的LNG冷熱利用燃氣渦輪。這種LNG冷熱利用燃氣渦輪通過從LNG罐抽出一部分蒸發氣體，能夠使內壓降低并維持LNG罐的穩定性。
[0004]以往技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利第4859980號公報
[0007]發明的概要
[0008]發明要解決的技術課題
[0009]在LNG罐產生的蒸發氣體通常通過空氣冷卻式焚燒爐燃燒廢棄或作為向船舶的鍋爐供給的燃料且剩余部分的蒸汽通過海水冷卻冷凝并廢棄的情況較多，期望能夠有效地利用。另一方面，利用蒸發氣體的裝置若要用于船舶，期望更簡單的結構。
[0010]本發明的課題在于提供一種能夠有效地利用在罐內產生的蒸發氣體且更容易構成的罐內壓抑制裝置。
[0011]用于解決技術課題的手段
[0012]本發明的罐內壓抑制裝置具備氣體燃燒器、多個燃氣渦輪、壓縮機、及負載。氣體燃燒器通過使用壓縮空氣使在罐內部產生的蒸發氣體燃燒而生成加壓排氣。多個燃氣渦輪使用該加壓排氣來分別生成多個動力。壓縮機通過使用動力壓縮空氣而生成壓縮空氣，其中，所述動力是通過這些多個燃氣渦輪中的空氣壓縮用燃氣渦輪而生成。負載利用通過與所述多個燃氣渦輪中的空氣壓縮用燃氣渦輪不同的動力回收燃氣渦輪而生成的回收動力。
[0013]這種罐內壓抑制裝置有效地利用于供給在船內所需要的旋轉驅動動力。S卩，在氣體燃燒器中通過壓縮空氣使蒸發氣體燃燒而生成的加壓排氣流量比生成該壓縮空氣的空氣壓縮用燃氣渦輪所需的加壓排氣流量多時，實現本裝置，能夠將更多的剩余部分的加壓排氣流量作為通過空氣壓縮用燃氣渦輪和另一個動力回收燃氣渦輪而生成的回收動力，有效地用于其它負載。這種罐內壓抑制裝置能夠由作為空氣壓縮以外的用途的其它負載利用回收動力。由此，與通過以使用其他驅動源的空氣壓縮用燃氣渦輪而生成在氣體燃燒器中所需要的壓縮空氣的方式構成的其他罐內壓抑制裝置相比，無需其他驅動源，因此能夠更簡單地構成。
[0014]所述氣體燃燒器可具備與所述多個燃氣渦輪相對應的多個氣體燃燒器元件。此時，所述多個燃氣渦輪中的任意的燃氣渦輪使用由所述多個氣體燃燒器元件中的與該任意的燃氣渦輪相對應的對應氣體燃燒器元件生成的加壓排氣來生成動力。
[0015]這種罐內壓抑制裝置通過分別向多個氣體燃燒器元件供給改變后的供給量，能夠改變多個燃氣渦輪分別生成的多個動力。由于能夠使使用這些多個動力的負載變為更適合，因此能夠更簡單地構成。
[0016]本發明的罐內壓抑制裝置還可以具備將通過使用高壓制冷劑氣體的制冷循環來冷卻LNG而生成的低溫LNG供給至所述罐內的制冷機。此時，所述負載通過使用剩余動力來壓縮低壓制冷劑氣體而生成所述高壓制冷劑氣體。
[0017]這種罐內壓抑制裝置通過使用用于生成高壓制冷劑氣體的動力被動力回收燃氣渦輪回收后的剩余動力，與通過使用電的電動馬達等生成用于生成高壓制冷劑氣體的動力的其他裝置相比，能夠減少電能量的消耗量。
[0018]所述制冷機可具備:第I熱交換器，通過冷卻所述高壓制冷劑氣體而生成低溫高壓制冷劑氣體；膨脹渦輪，通過使該低溫高壓制冷劑氣體絕熱膨脹而生成低溫低壓制冷劑氣體；及第2熱交換器，通過使用該低溫低壓制冷劑氣體冷卻積存在罐內的LNG而生成低溫LNG。此時，第I熱交換器和第2熱交換器還通過加熱所述低溫低壓制冷劑氣體而成生所述低壓制冷劑氣體。
[0019]這種制冷機通過使用利用于LNG的冷卻后的低溫低壓制冷劑氣體來對絕熱膨脹之前的高壓制冷劑氣體進行預冷，與不利用低溫低壓制冷劑氣體進行冷卻的其他制冷機相比，能夠有效地利用冷熱源，因此能夠更適當地生成低溫低壓制冷劑氣體，并且能夠更高效率地冷卻LNG并抑制蒸發氣體的產生。
[0020]所述制冷機還可具備通過液化蒸發氣體而生成液化蒸發氣體的冷凝器。此時，第2熱交換器還將通過冷卻該液化蒸發氣體而生成的低溫液化蒸發氣體供給至所述罐內。所述冷凝器還加熱所述低溫低壓制冷劑氣體。
[0021]這種罐內壓抑制裝置中，通過由制冷機使蒸發氣體液化，能夠抑制蒸發氣體的產生，并適當地減少罐內壓。
[0022]本發明的罐內壓抑制裝置還可具備蓄冷熱系統。此時，所述第2熱交換器還將通過冷卻低溫制冷劑氣體而生成的液化制冷劑氣體積存于該蓄冷熱系統，從而還使用該液化制冷劑氣體冷卻所述LNG。
[0023]這種罐內壓抑制裝置中，通過由制冷機生成液化制冷劑氣體或由制冷機使用所述液化制冷劑氣體冷卻LNG，即使制冷機的負載發生變動，也能夠適當地冷卻LNG。
[0024]本發明的罐內壓抑制裝置還可具備通過使用高溫制冷劑氣體加熱所述LNG而生成高溫LNG的LNG加熱裝置。此時，所述制冷機還通過加熱所述低溫制冷劑氣體而生成所述高溫制冷劑氣體。所述LNG加熱裝置還通過冷卻所述高溫制冷劑氣體而生成所述低溫制冷劑氣體。
[0025]這種罐內壓抑制裝置使用通過LNG加熱裝置生成的低溫制冷劑氣體的冷熱來冷卻LNG，由此能夠減少制冷機的負載。
[0026]本發明的船舶具備:權利要求7所述的罐內壓抑制裝置；使用所述高溫LNG生成推進用動力的發動機；及使用所述推進用動力使船舶主體推進的推進裝置。
[0027]這種船舶中，該罐內壓抑制裝置通過蒸發氣體驅動制冷機，因此能夠以更簡單的結構進一步減少船內動力的能量消耗。
[0028]本發明的罐內壓抑制方法具備如下步驟:通過使用壓縮空氣使蒸發氣體燃燒而生成加壓排氣；通過使用動力壓縮空氣而生成所述壓縮空氣，其中，所述動力是通過多個燃氣渦輪中的空氣壓縮用燃氣渦輪使用所述加壓排氣生成；使用回收動力使負載動作，其中，所述回收動力是通過所述多個燃氣渦輪中的與所述空氣壓縮用燃氣渦輪不同的動力回收燃氣渦輪使用所述加壓排氣生成。
[0029]執行這種罐內壓抑制方法的罐內壓抑制裝置中，通過空氣壓縮用燃氣渦輪和另一個動力回收燃氣渦輪利用加壓排氣，與將通過空氣壓縮用燃氣渦輪生成的動力用于空氣壓縮以外的其他罐內壓抑制裝置相比，能夠更有效地利用所產生的蒸發氣體，并且能夠更簡單地構成。
[0030]本發明的另一罐內壓抑制裝置具備:制冷機，通過冷卻在積存LNG的罐內部產生的蒸發氣體而使蒸發氣體液化，并且將所述液化蒸發氣體供給到所述罐內；及LNG加熱裝置，通過使用高溫制冷劑氣體加熱所述LNG而生成高溫LNG。此時，所述制冷機還使低溫制冷劑氣體通過加熱而成為高溫制冷劑氣體。該LNG加熱裝置再次使高溫制冷劑氣體通過冷卻而成為低溫制冷劑氣體。
[0031]這種罐內壓抑制裝置使用通過LNG加熱裝置冷卻的低溫制冷劑氣體的冷熱來冷卻LNG，由此能夠減少制冷機的負載。
[0032]發明效果
[0033]根據本發明的罐內壓抑制裝置，能夠有效地利用在罐內產生的蒸發氣體，并且能夠更容易地構成。
【附圖說明】
[0034]圖1是表示具備罐內壓抑制裝置的船舶的框圖。
[0035]圖2是表示其他氣體燃燒系統的框圖。
【具體實施方式】
[0036]參考附圖，罐內壓抑制裝置的實施方式如下所述。如圖1所示，該罐內壓抑制裝置10用于船舶。船舶除了罐內壓抑制裝置10以外，具備LNG罐1、發動機2、及推進裝置3，并且具備未圖示的船舶主體。在船舶主體設置有罐內壓抑制裝置10、LNG罐1、發動機2、及推進裝置3。
[0037]LNG罐I積存LNG。LNG罐I中，為防止內壓大于規定的容許內壓，需要減少內壓并維持LNG罐的穩定性。LNG罐I在罐內壓抑制裝置10中擁有規定量的LNG，由于LNG的沸點為約-160°C而較低，因此在LNG罐內蒸發。由此將所生成的蒸發氣體以規定流量供給到罐內壓抑制裝置10。蒸發氣體通過后述的各熱交換器進行熱交換后，供給到后述的燃燒系統8的氣體燃燒器31。
[0038]另一方面，LNG通過后述的升壓泵11而成為高壓，保持液體狀態下通過后述的熱交換器16進行升溫而成為高溫LNG。發