液化氣運輸船用燃料氣體供給系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及適用于液化氣運輸船的燃料氣體供給系統，該液化氣運輸船搭載了能夠進行氣體燃燒的低速柴油機來作為主發動機。
【背景技術】
[0002]從減少對環境負荷的和改善能源消耗的觀點出發，近年來采用氣體燃燒低速柴油機來作為LNG運輸船的主發動機，公知其構成為:利用在LNG艙內自然產生的蒸發氣體(NATURAL BOG)來作為主發動機的燃料。但是，需要向氣體燃燒低速柴油機提供具有30MPa左右的壓力的燃料氣體。因此，在使用蒸發氣體來作為燃料的情況下，需要通過高壓氣體壓縮機將該蒸發氣體壓縮到30MPa左右，但使用高壓氣體壓縮機的方式又存在消耗電力較大的問題。另一方面，作為以低消耗電力來生成高壓燃料氣體的方法，已知如下的構成:通過高壓液栗來對液化天然氣進行加壓，并對其進行加熱而制成30MPa左右的高壓氣體(專利文獻I) O
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻I:日本特開2012-177333號公報
【發明內容】
[0006]發明要解決的課題
[0007]在通過高壓液栗來使艙內的液化氣成為高壓氣體的情況下，由于蒸發氣體沒有作為燃料被消耗，所以要想防止因蒸發氣體導致的貨物艙的壓力上升，需要準備用于強制地燃燒蒸發氣體的氣體燃燒裝置和用于使蒸發氣體回到液態的再液化裝置。但是，當使蒸發氣體燃燒時，也會增大環境負荷并使運輸船整體的能源效率降低。并且，要想進行再液化裝置的運轉，一般需要比高壓氣體壓縮機的運轉更大的能源。
[0008]本發明的目的在于提供一種燃料氣體供給系統，在液化氣運輸船中，對高壓氣體壓縮機和高壓液栗進行組合使用，與液化氣運輸船的航行狀態相符地對蒸發氣體的處理及能源消耗進行最優化并且進一步減少對環境的負荷。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]本發明的液化氣運輸船用燃料氣體供給系統其特征在于，具有:低速柴油機，其能夠進行氣體燃燒，被用作主發動機;艙，其貯藏液化氣;高壓氣體壓縮機，其對在艙內產生的蒸發氣體進行壓縮;高壓液栗，其對艙內的液化氣進行加壓;第I燃料氣體供給管路，其通過高壓氣體壓縮機從艙向低速柴油機提供燃料氣體；以及第2燃料氣體供給管路，其通過高壓液栗從艙向低速柴油機提供燃料氣體，在液化氣裝載時的航行中當主發動機的燃料消耗量為蒸發氣體產生量以下時、以及在液化氣空載時的航行中當進行噴淋作業(當向艙中納入液化氣時，為了防止因急劇的溫度差導致的艙的破損，在艙內對殘留在艙內的液化氣進行噴霧并通過液化氣的氣化熱來對貨物艙進行預冷的作業)時，僅通過第I燃料氣體供給管路來向低速柴油機提供燃料氣體，在液化氣空載時的航行中，當不進行噴淋作業時，僅通過第2燃料氣體供給管路來向低速柴油機提供燃料氣體。但是，在上述的噴淋作業中，當由于噴霧而導致艙內的壓力上升到規定的壓力時，暫時中斷噴霧，將艙內的氣體作為燃料來消耗而使艙壓下降之后，再開始噴淋作業，多次重復相同的作業直到艙的溫度下降到規定的溫度，因噴霧中斷而優先地將液貨艙內的氣體作為燃料來使用的期間也包含在該一系列的噴淋作業中。另外，即使在空載狀態下，為了將液化氣作為艙冷卻用的噴淋液或者主發動機的燃料來使用，也要貯藏一些液化氣，并不是使艙內完全地空著。
[0011]進而，在液化氣裝載時的航行中，優選當主發動機的燃料消耗量超過蒸發氣體產生量時，使用第I燃料氣體供給管路和第2燃料氣體供給管路向低速柴油機提供燃料氣體。并且，該燃料氣體供給系統也可以采用如下的構成:具有:氣體回收管路，其對被高壓氣體壓縮機壓縮了的燃料氣體進行再液化并輸送回艙；以及熱交換器，其在該氣體回收管路與第I燃料氣體供給管路中的將艙與高壓氣體壓縮機連結的部分之間進行熱交換，通過該熱交換器來進行燃料氣體的再液化。并且此時，還可以設置聯接管路，該聯接管路將氣體回收管路的存在于熱交換器與艙之間的蒸發氣體輸送回第I燃料氣體供給管路的比熱交換器靠上游側的位置。
[0012]本發明的液化氣運輸船的特征在于具有上述液化氣運輸船用燃料氣體供給系統。
[0013]發明效果
[0014]根據本發明，能夠提供一種燃料氣體供給系統，在液化氣運輸船中，組合使用高壓氣體壓縮機和高壓液栗，并與液化氣運輸船的航行狀態相符地對蒸發氣體的處理、能源消耗進行最優化，并且進一步減少對環境的負荷。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出作為本發明的第I實施方式的燃料氣體供給系統的構成的框圖。
[0016]圖2是示出在第I實施方式中的(a)液化氣裝載時、(b)液化氣空載時(有噴淋作業)、(c)液化氣空載時(無噴淋作業)的航行方式中的航行速度與使用燃料消耗量的關系的圖表。
[0017]圖3是示出作為本發明的第2實施方式的燃料氣體供給系統的構成的框圖。
[0018]圖4是示出第2實施方式中的液化氣裝載時的航行速度與使用燃料消耗量的關系的圖表。
【具體實施方式】
[0019]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
[0020]圖1是示出作為本發明的第I實施方式的燃料氣體供給系統的構成的框圖。
[0021]本實施方式的燃料氣體供給系統10適用于對天然氣等液化氣進行運輸的船舶，液化氣(在本實施方式中為LNG)被裝載于液貨艙11。主發動機12為能夠進行氣體燃燒的低速柴油機，能夠通過包含高壓氣體壓縮機13的第I燃料氣體供給管路14將在艙11內自然產生的蒸發氣體(NATURAL BOG)供給到主發動機12。即，通過上游管路14A來連接艙11和高壓氣體壓縮機13，通過下游管路14B來連接高壓氣體壓縮機13和主發動機12。
[0022]S卩，在艙11內產生的蒸發氣體經由上游管路14A被輸送到高壓氣體壓縮機13中，例如被壓縮到大致30MPa并作為“高壓氣體”輸送到下游管路14B，再通過設置在下游管路14B上的止回閥15、流量調整閥16而輸送到主發動機12。并且，在本實施方式中，高壓氣體壓縮機13還與低壓燃料氣體供給管路17連接，輸出壓力相對較低的“低壓氣體”。
[0023]低壓燃料氣體供給管路17例如經由止回閥18、流量調整閥19而與二元燃料燃燒鍋爐20連接，并且例如經由止回閥21、流量調整閥22而與二元燃料燃燒內燃發電機(D/G) 23等連接。在鍋爐20和內燃發電機23中，能夠混燒燃料氣體和油，并在存在剩余蒸發氣體時使用從高壓氣體壓縮機13供給的低壓氣體來作為燃料。
[0024]另外，在本實施方式中，通過聯接管路24來將第I燃料氣體供給管路14的下游管路14B中的止回閥15與流量調整閥16之間和與內燃發電機23連接的管路中的止回閥21與流量調整閥22之間連通，在聯接管路24上設置有帶壓力調整功能的止回閥25。即，也可以根據需要將供給到下游管路14B的高壓氣體通過帶壓力調整功能的止回閥25向二元燃料燃燒內燃發電機23供給。
[0025]并且，本實施方式的燃料氣體供給系統10中還設置有第2燃料氣體供給管路26。第2燃料氣體供給管路26具有配置在艙11內的底部附近的栗27，通過栗27來汲取艙11內的液化氣并暫時貯存在抽吸筒28中。高壓液栗29與抽吸筒28連接，對來自抽吸筒28的液化氣進行加壓。借助高壓液栗29而加壓了的液化氣在氣體加熱器30中被加熱.氣化而成為高壓氣體。所生成的高壓氣體經由止回閥31被供給到第I燃料氣體供給管路14的下游管路14B中的止回閥15與流量調整閥16之間的區間。
[0026]接著參照圖2對根據航行狀況的燃料氣體供給系統10向主發動機12的燃料氣體供給方式進行說明。圖2的(a)?圖2的(C)是分別示出(a)液化氣裝載時的航行速度與使用燃料消耗量的關系、(b)在液化氣空載時的航行中進行噴淋作業時的航行速度與使用燃料消耗量的關系、(C)在液化氣空載時的航行中沒有進行噴淋作業時的航行速度與使用燃料消耗量的關系的圖表。另外在圖2的(a)?圖2的(C)中橫軸是船的航行速度，縱軸是燃料消耗量。
[0027]在圖2的(a)?圖2的(c)中，曲線S是示出船速與燃料消耗量(燃料氣體供給量/單位時)的關系的曲線，燃料消耗量大致與船速的3次方成正比。圖2的(a